Опорные и поддерживающие колеса

Среди конструкций опорных катков в ходовых частях современных ВГМ наибольшее распространение получили однобандажные (БМП-1, БМП-2, МТ-ЛБ, ПТ-76, тягач ГТ-Т) (рис. 1.1) и двухбандажные (Т-62, Т-72, Т-80, М1, «Леопард-2, БМП-3», ГМ-352, тягач АТС-59Г) (рис. 3.5) опорные катки с наружной амортизацией. Менее распространены двухбандажные катки с внутренней амортизацией (семейство танков Т-64 , тягач МТ-Т) (рис. 3.6).

Двухбандажные опорные катки обычно применяются на машинах, масса которых составляет более 15-20 тыс. кг и более. В гусеничных движителях с такими катками уменьшена в 6-7 раз (по сравнению с катками с внутренней амортизацией) нагруженность траков и их пальцев вертикальными усилиями, повышена устойчивость гусениц под катками, улучшена самоочищаемость беговых дорожек траков.

Основные элементы опорных катков ступицы 9 (рис. 3.5) - и связанные с ними диски. На большинстве военных гусеничных машин диски выполнены отдельно от ступиц и закреплены на них (танки семейства Т-72), причём чаще встречаются конструкции, когда диски 11 (рис. 4.1.) являются легкосьёмными (БМП-3, танки семейства Т-80, большинство современных зарубежных танков), подобно дискам колёс колёсных машин. Хотя встречаются машины, где диски отлиты вместе со ступицами (Т-55, Т-62, АТ-Т, АТС-59) (рис. 3.5).

Опорные катки первых танков были цельнометаллическими. С повышением скоростей движения начали возникать проблемы, связанные с разрушением подшипников и ободов опорных катков.

Причиной тому были значительные ударные нагрузки при перекатывании опорных катков через стыки между траками. Опыт эксплуатации показал, что резиновые шины на металлических бандажах существенно повышали плавность хода машин, продлевали срок службы элементов ходовой части, но сами были склонны к быстрому разрушению.

Рисунок 3.5 - Каток опорный и элементы подвески: 1 – балансир; 2 – втулка распорная; 3 – гайка; 4 – шплинт; 5 – крышка; 6 – шарикоподшипник; 7 – болт; 8 – ступица; 9 – болт; 10 – диск; 11 – реборда; 12 – болт; 13 – скребок; 14 – крышка; 15 – кольцо пружинное; 16, 17 – кольца лабиринтные; 18 – заглушка; 19 – прокладка регулировочная; 20 – пробка резиновая; 21 – шарик; 22 – втулка; 23 – кольцо уплотнительное; 24 – втулка распорная; 25 – кольцо уплотнительное; 26 – обойма подшипника; 27 – подшипник игольчатый; 28 – кольцо уплотнительное; 29 – валы торсионные; 30 – кронштейн; 31, 32 – пробки; 33 – болт; 34 – шайба стопорная; 36 – роликоподшипник; 37 – манжета; 38 – крышка лабиринтного уплотнения; 39 – кольцо лабиринтное; 40 – пружина пластинчатая; 41 – кольцо пружинное; 42, 43 – манжеты; 44 – кольцо проставочное; 45 – сектор; 46 – кольцо пружинное; 47 – палец

Это происходило из-за чрезмерного разогрева внутренних слоев резины. Циклические деформации и связанное с ними внутреннее трение слоёв резины повышали температуру внутри резинового массива до 393-443 К (120-170⁰ С), ухудшая характеристики его прочности.

На танках Т-34 одно время применялись вентиляционные отверстия в шинах, но снижение температуры не компенсировало резкого увеличения количества концентраторов напряжений. Разрушение шин происходило с прежней интенсивностью.

Ступицы опорных катков являются местом для установки подшипников 3 (рис. 3.5), уплотнений и деталей крепления ступиц на осях балансиров (т.е. элементов системы подрессоривания). С внешней стороны ступицы закрываются крышками 6. Обычно два из отверстий под болты крепления крышек выполняются сквозными для заправки смазки подшипников. Внутренние подшипники 12 опорных катков, как правило, роликовые. В основном они воспринимают радиальную нагрузку, которая на современных ВГМ в статике составляет 40-50 кН (4000-5000 кгс,) а при движении машины 200-250 кН (20000-25000 кгс). Подшипники 3, устанавливаемые в ступицах со стороны крышек, шариковые. Их главная роль заключается в восприятии осевых нагрузок при поворотах машины. Между подшипниками устанавливаются распорные втулки 1. Например первые и последниекатки танков семейства Т-72, как наиболее нагруженные, устанавливаются на шариковом и двух роликовых подшипниках. Они имеют маркировку на наружных дисках «Перед» или «Усил».

Уплотнителями ступиц опорных катков ВГМ являются прокладки под крышки 7 (рис. 4.2), самоподжимные резиновые манжеты 30 и лабиринтные уплотнения в деталях 31 и 32, которые предохраняют ступицы от попадания внутрь грязи, влаги и вытекания смазки.

От осевого смещения опорные катки удерживаются гайками 7 (рис. 2.7), 3 (рис. 3.5), которые наворачиваются на оси балансиров и шплинтуются.

Однобандажные опорные катки 23 (рис. 3.1) выполняются обычно полыми, так как применяются в основном на легких плавающих машинах и служат дополнительными поплавками. Типовой однобандажный опорный каток состоит из:

ступицы 34 (рис. 3.2);

двух стальных дисков 9, приваренных к ступице;

стального обода-бандажа 10 с резиновой шиной 11, образующего вместе с дисками замкнутое полое пространство;

деталей крепления.

Ступица содержит подшипники 1 и 35, уплотнения 19, 30, 31 и распорную втулку 36 (предназначенную для фиксации подшипников в строго определённом положении относительно друг друга), внутренняя полость ступицы закрывается крышкой 7 с пробкой 5 для заправки и контроля уровня смазки.

На сочленённых отечественных транспортёрах ДТ-10П применяются однобандажные опорные катки с воздушными баллонами (по типу автомобильных шин) с давлением воздуха 70 мПа (7 кг/см²). Вместо воздуха может применяться эластичный наполнитель «ГК»

Диски опорных катков отечественных ВГМ изготавливаются, как правило, из высокопрочных алюминиевых сплавов В-93, В-95 или АК-6, ступицы - из стали 38ХС, а для изготовления резиновых бандажей применяются высоконаполненные резины марки 34РИ-12 или 34РИ-14 на основе синтетического каучука. На опорных катках танков семейства Т-72 применяется высокопрочная резина марки 4Э-1386.

Ресурс опорных катков ограничивается, в основном механическим разрушением, резиновых амортизирующих элементов от повышенных нагрузок при движении с относительно невысокими скоростями по разбитым дорогам и местности. Так, например, разрушения резиновых шин опорных катков составляют около 40 и 30% соответственно на танках семейств Т-72 во всей совокупности отказов ходовой части этих машин. Для сравнения доля разрушений РМШ траков составляет примерно 30% (для обоих семейств), ведущих колес 19 (Т-80) и 14% (Т-72).

При движении ВГМ вследствие ухудшения свойств резины, разогрева, высоких поверхностных касательных напряжений, и попадания под резиновые бандажи твердых инородных предметов, на поверхностях резины шин появляются мелкие трещины и надрывы. По мере развития начального поверхностного разрушения происходят местные сколы резины и выходы из строя резиновых шин в целом.

Предельное состояние опорных катков при эксплуатации определяется прежде всего по следующим признакам:

опорные катки с наружной амортизацией требуют обычно замены при наличии вырывов резины до стальных бандажей или прогибах стальных бандажей 60-70 мм;

опорные катки с внутренней амортизацией заменяются при обломах поверхностей ободов размерами свыше 90 мм.

Плоскости, в которых находятся соответствующие диски опорных катков каждого борта ВГМ должны совпадать, во избежание чрезмерного бокового воздействия дисков катков на гребни гусениц. Для этого при замене катков производится операция «выставки катков по колее». Расстояние от борта машины до катка регулируется за счёт установки специальных прокладок), между бортом машины и поверхностью торцевого выступа балансира (БМП-2, танки семейства Т-72). Порядок выполнения операции определяется Руководством по войсковому ремонту ВГМ конкретной марки.

Подшипники ступиц катков всех типов смазываются, как правило, при ТО-2 смазкой «Литол-24» или «Зимол». В настоящее время наблюдается тенденция к увеличению периодичности обслуживания опорных катков.