Доработка конструкции Т-44 на заводе №75

Подготовил А. Тарасенко

С прибытием коллектива завода № 38 в город Харьков, конструкторский отдел завода № 75, численно и качественно окрепший за счет кировчан, срезу же включился в работу по новому танку Т-44, конструкции завода № 183.

Испытания третьего опытного образца этого танка в пе­риод с 18.VIII по 9.IХ.44 г прошли, в общем удовлетворительно. Часть из выявленных недостатков в конструкции тан­ка была устранена конструкторами заводе № 183 при отработке чертежей.

В то же время конструктора завода 183, при отработке чертежей танка, отошли в некоторых конструкциях от испытанного образца и тем самым внесли элемент не апробированной новизны.

Последующая работе завода № 75 по изготовлению танков Т-44 выявила необходимость не только в отработке технической документации, исходя из условий производства, но и не­обходимость более глубокой конструктивной доработки и даже необходимость принципиальных изменений отдельных элементов машины.

Количество таких изменений было настолько велико, что завод, во избежание задержек в производстве, вынужден был проводить их самостоятельно, согласовывая их в первое время с представителем завода № 183 заместителем главного конструктора тов. Кучеренко.

Трудность проведения тех или иных конструктивных изме­нений мало знакомой машины усугублялась низким качеством машин, изготовляемых первое время по обходной технологии без необходимой оснастки и инструментария.

Как правило, при подробном рассмотрении дефектного узла, всегда обнаруживались производственные отклонения, что дез­ориентировало конструкторов и отвлекало их в сторону от основной причины дефекта.

Ориентироваться на результат испытания одной опытной меняны и искать причины только в качестве изготовления, конструктора не могли, так как многие из дефектов, обнару­женных на серийных каминах, не могли быть выявлены при ис­пытании одного оперного образца, для напряженной машины с малыми запасами прочности, существенным в оценке конструкции являются: условия испытания (дорога, время года) и случайные сочетания допускаемых отклонений в изготовлении и сборке.

Опыт работы завода и коллектива конструкторов по от­работке танка Т-44 и сопутствующие этому экспериментальные и исследовательские работы представляют интересный материал.

Привод вентилятора. Старая конструкция.

Привод вентилятора

Во время гарант гарантийных и контрольных испытаний  танков на 1000 и 300 км. имели место следующие дефекты привода вентиляторе: разрушение роликового подшипнике ведомой шестерни, поломка зубьев конических шестерен, разрушение (скручивание) валика ведущей шестерни и самопроизвольное отвертывание гаек ведущего велика с последующим нарушением зацепления конической пары шестерен.

Привод вентилятора. Новая конструкция.

Стопроцентным контролем величины момента трения фрикциона вентилятора удалось установить резкие изменения коэффициента трения между стальными дисками.

Для вновь собранного фрикциона величины передаваемого им момента составляла Мт = 25 + 35 кг.м.

После стационарной прокрутки не машине момент соетавлял Мт= 35+50 кг.м.

После заводского и военпредовского пробегов Мт = 50+120 кг.м.

Попытки шлифовки дисков, вплоть до притирки, замене стальных ведомых дисков на бронзовые и уменьшение усилия пружины, сжимающей диски, не дали положительных результатов и фрикцион вентилятора не выполнял функции предохранения привода вентилятора от перегрузки при резких остановках и запуске.

Фрикцион вентилятора. Старая конструкция.

            Практического постоянства величины момента сил трения фрикциона удалось достигнуть лишь после коренной его переделки, использовав элементы конструкции (феррадо) главного сцепления автомобиля ГАЗ.

Фрикцион вентилятора. Новая конструкция.

            Величина крутящего элемента фрикциона вентилятора с дисками феррадо за се время испытаний машин на 2000 км. Составила Мт=30-40 кг.м т.е. обеспечивала надежное предохранение привода от разрушений.

            Вторым существенным недостатком старой конструкции была посадка внутренней обоймы шарикового подшипника на шлицевой конец ведущего валика через промежуточную втулку.

            Наличие даже небольших зазоров в посадке втулки вызывали относительные перемещения ее по шлицевому концу валика, и, как следствие сильный износ по шлицам с последующим разрушением усиков замковой шайбы и отверчиванием гайки. Этот дефект был полностью устранен путем выполнения втулки заодно целое с шестерней и замены замковой шайбы шплинтом.

            Установка поддона для смазки конической пары шестерен и масленки для смазки подшипников ведомого валика наряду со всеми перечисленными выше конструктивными изменениями полностью устранила дефекты привода вентилятора.

Гитара старой конструкции.

Разрушение подшипников ведомой шестерни сопровождалось разрушением шестерен и выходом из строя всей гитары. Путем экспериментальной проверки и изучения аварийных случаев удалось установить следующие причины аварий:

вследствие подвода масла к шестеренчатому насосу гитары от масляной трубки, идущей от масляного бака к масляному насосу мотора, создавалось значительное сопротивление на всасывании и резко снижалась производительность насоса гитары. При наличии же неплотностей в маслопроводе к насосу, последний полностью прекращал подачу масла в гитару.

При весьма незначительном нагреве подшипника ослаблялась посадка внутренней обоймы подшипника на вал, обойма проворачивалась, подшипник еще более разогревался и в конечном итоге разрушался.

Аварии были окончательно устранены и гитара стала вполне надежным агрегатом машины после того, как подвод масла к шестеренчатому насосу гитары был осуществлен по трубке непосредственно из маслобака, введено торцевое закрепление внутренних обойм подшипников, осуществлен подвод масла непосредственно к ведомой шестерни и ужесточены условия на изготовление и сборку маслонасосов гитары.

Гитара новой конструкции

            Имевшие место случаи разрушения медных трубок и маслопровода гитары были ликвидированы применением стальных трубок с креплением их к корпусу через резиновые амортизаторы.

Бортовой фрикцион

            С целью упрощении монтажа этого узла неподвижная чашка отводки фрикциона фиксировалась пальцем, ввернутым в картер бортовой передачи. Самое незначительное биение бортового фрикциона приводило или к износу пальца или ,при неблагоприятном сочетании допусков, к его поломке.

Бортовой фрикцион старая конструкция.

            Внедрение промежуточного звена между пальцем и неподвижной отводкой фрикциона исключило жесткие связи и резко сократило износ соединения.

Бортовой фрикцион, новая конструкция.

Это простое решение, не нарушающее взаимозаменяемость, полностью устранило аварии, резко сократило износ пальца и втулки отводки и облегчило монтаж бортового фрикциона в машине.

Очень большие трудности на заводе, связанные с демонтажем труднодоступных агрегатов машины, создавались из-за довольно быстрого выбрасывания смазки из уплотнения бортовой передачи. Этот дефект был устранен введением отражательной шайбы, специальной выточки в бурте фланца подшипников бортовой передачи, и применением специально изогнутых уплотнительных колец.  Эти мероприятия предотвратили попадание смазки из картера бортовой передачи в бортовой фрикцион ,а изгиб колец улучшил их уплотнительные свойства.

Коробка перемены передач

Бортовая передача

            В первой половине 1945 года коробка перемены передач не вызывала сомнений в ее надежности и каких-либо трудностей при сдаче машин. Гарантийные испытания на 1000 и 300 км также не давали повода к сомнениям в надежности коробки. Поэтому обнаруженные в июле 1945 г. случаи спекания иголок шестерни 2-1 скорости и незначительные прижоги  иголок 5-1 скорости стали неожиданностью для работников завода.

            Изучение этих явлений на специальном стенде и наблюдение за коробками перемены передач на машинах выявили, что явление прижога и пригорания иголок происходит при максимальных холостых оборотах шестерен, т.е. для иголок 2-1 скорости при движении машины на 5 передаче. Попытки устранить эти явления изменением межигольного и радиального зазоров положительных изменений не дали.

Коробка перемены передач старой конструкции

            Проведя ряд технологических мероприятий по повышению точности обработки, введя жесткий контроль за правильностью и чистотой сборки и конструктивные изменения, направленные на улучшение смазки иголок (введение обоих маслозахватывающих канавок шестерен) и ужесточив конструкцию втулок, удалось устранить разрушение иголок, но прожиги, все же, имели место.

            Полностью устранить ненормальности в работе игольчатых подшипников шестерни 2 скорости удалось ишь после резкого снижения ее холостых оборотов за счет простановки игольчатых подшипников шестерен 2 и 3 передач промежуточного вала на главный.

Коробка перемены передач новой конструкции

            Вторым крупным недостатком коробки перемены передач была течь через уплотнения первичного и главного валов. По этой причине приходилось вынимать из машины и перебирать более 30% коробок. В результате большого количества экспериментов и всестороннего изучения этого явления на стенде экспериментального цеха, удалось установить, что уплотнительные чугунные кольца работают как масляный насос и в зависимости от целого ряда допускаемых отклонений могут или выкачивать масло из коробки (даже при совершенной конструкции лабиринтного уплотнителя), или создавать уплотнения способное выдержать напор до 0,05 кг/см².

            Испытав более 20 различных вариантов уплотнений, в конце концов, удалось найти такую форму уплотнительного чугунного кольца, при которой оно всегда работает как с положительным значением напора. Это решение дало возможность не меняя конструкции коробки, только за счет элементарного предварительного изгиба уплотнительного кольца, полностью исключить течи.

            Для уплотнения вала с одним направлением вращения кольцо изгибается по спирали (развод концов кольца), а для валов с переменным направлением вращения кольца изгибается по дуге.

            Кроме того, иногда имели место случаи обрыва болтов стягивающих верхнюю и нижнюю коробки. Это явление было устранено внедрением утолщенных болтов и затяжки их в определенной последовательности.

Ходовая часть

            Первое же испытание серийного танка на 100 км выявило много крупных конструктивных недостатков в ходовой системе: изгиб и поломка осей балансиров, подрез резины пятого левого катка ободом ведущего колеса, соприкосновение резины 4 и 5 катков, упор правого переднего катка при подпрыгивании в ленивец и т.д.

            Все эти недостатки являлись следствием ошибок, допущенных при проектировании машины конструкторами завода 183 и недоучета ими особенностей работы ходовой части танка в принятом оформлении. Исправление этих недостатков связанно с коренным изменением всей машины, вследствие чего пришлось с одной стороны глубоко проанализировать работу всей ходовой части танка и с другой все же изыскать любые конструктивные решения в рамках утвержденной тактико-технической характеристики.

Торсионная подвеска.

Анализируя причины изгибов осей балансиров удалось установить, что выбранная заводом 183 небольшая (250 мм) длина кривошипа балансира при наезде танка на препятствия вызывает чрезмерно большие усилия, действующие на каток. Поэтому обычные методы расчета оси балансира не давали правильных результатов. Представим себе такой случай, когда танк наезжает на препятствие высотой Н с такой скоростью, что подъем колес вызывает лишь незначительное перемещение корпуса машины.

Обозначим через:

Q – усилие, действующее на колесо при наезде на препятвие.

l – длина кривошипа

Mт – момент, создаваемый торсионом при закручивании его на угол l0 + l

l0 – установочный угол балансира при сборке.

По условиям равновесия имеем:

Q lsin(θ-l)= Mт; Q= Mт/lsin(θ-l)

            Отсюда следует, что чем меньше длина балансира и чем меньше значение угла l, тем больше значения θ. Кроме этого, при коротком балансир ,увеличивается жесткость подвешивание и значение Mт резко возрастает.

…

            Таким образом, благодаря применению на Т-44 короткого балансира (l = 250 мм)  и вытекающей отсюда большой жесткости подвешивания резко возросли усилия, действующие на колесо, что привело к изгибу оси, оно по обычным принятым методам расчета и не уступает в прочности подвеске Т-34.

            Конструкция подвески - литой балансир с запрессованными осью балансира и осью катка, размещенный внутри обода катка, не позволяла, без коренной переделки всей машины, произвести усиление этого узла путем простого увеличения размера деталей.

для устранения поломок оси балансира и ослабления ее посадки в проушине балансира были проведены следующие мероприятия:

Уменьшено внутреннее сечение оси и повышена твердость материале от 40СХ (по ⌀ отпечатка шарика) с 3,9-4,2 мм на 3,5-3,7 мм.

Изменено расположение гужонов, предохраняют ось от проворачивания.

Для передних катков, подверженных Наибольшим уда­рам при наезде на препятствие, введены ограничители боковых перемещений, препятствующие изгибу оси от сил, действующих вдоль балансира.

Для снижения усилий, действующих по подвеске при наезде танка на препятствия и для устранения набегания зад­него левого катке на ведущее колесо, а также для увеличения возможного натяга гусеницы кривошипа ленивца был увели­чен клиренс машины, и соответственно этому уменьшен угол установки ограничителей хода катка.

Для задних же колес несколько уменьшен динамический ход катка за счет более резкого уменьшения угла установки ограничителей с тем, чтобы исключить подрез резины ободом ведущего колеса.

Для устранения соприкосновения резиновых шин двух соседних катков были пересмотрены допуски не установку кронштейнов торсионов и незначительно изменены номиналь­но размеры.

Для устранения случаев обрыва кронштейнов ограничителей хода катка по сварке, а иногда и по сечению, были резко увеличены: толщина фланца кронштейна, привариваемого к толстому бортовому листу, и усилено сечение ребер кронштейна

Материал кронштейна с простой углеродистой марки СМ-2 заменен не марку 32×06 с термообработкой. Для повышения износоустойчивости бронзовых втулок осей балансиров термообработкой была увеличена их твердость. Чрезвычайно много неприятностей доставила заводу конструкция ленивце как по нагреву и задирам подшипников – плавающих втулок, так и по заеданию резьбы гайки механизма натяжения гусеницы.

Для устранения этих дефектов были проведены следующие мероприятия:

Введена термообработка и повышена твердость диска ленивца.

Введена шлифовка оси кривошипа и ступицы диска ленивце.

Увеличен зазор между плавающей втулкой и сопрягаемыми деталями.

Улучшен подвод смазки к трудимся поверхностям.

Улучшено качество механической обработки гаек, материал их заменен со СТ40СХ на СТ-5 или СТ40 с несколько пониженной твердостью. Смазка ленивца и натяжного механизма осуществляется солидолом с добавлением графита.

Несмотря на все мероприятия, ленивцы с подшипниками скольжения требуют внимательного ухода в эксплуатации – своевременной смазки и правильного натяжения гусеницы.

Корпус танка

Корпус танка, выполненный из механически не обработанных броневых листов, сваренных вместе ос необработанными в местах стыке литыми картерами бортовых передач, ленивца и кронштейнами торсионов, представляет собой конструкцию, поддающуюся оборке только на специальных стендах.

Отклонения при резке брони и в литье естественно вызывают пригонку по месту или заполнение образующихся зазоров прокладками с последующей заваркой электродами.

При такой конструкции правильная постановка допусков и выбор основных размерных баз играет решающее значение.

Однако, чертежи заводе 183 не только не отвечали этим требованиям, но в целой ряде мест имели неувязки и в номинальных размерах, что привело к необходимости полностью пересмотреть чертежи корпуса и заново разработать конструкцию ряда узлов.

Так, пришлось заново спроектировать люк водителя, обеспечив возможность его открытия при всех положениях башни и свободное вращение последней при открытом положении люка.

Целый ряд узлов корпуса пришлось передать из-за обнаруженных недостатков в эксплуатации: крепление наружных запасных баков, крепление надгусеничных крыльев, выхлопной карман, буксирный крюк, люк над воздухоочистителем, уплотнения вентилятора и другие.

Система охлаждения

Система охлаждения танка Т-44 с горизонтальным расположением водяного и масляного радиаторов требует контроля экипажа за уровнем воды в радиаторе, так как небольшая утечка или незначительный недолив воды приводят к оголению нескольких рядов трубочек радиатора и, как следствие, к перегреву воды.

Этому обстоятельству способствует неравномерное распределение скоростей воздуха в отдельных зонах радиатора и весьма плохое использование характеристики вентиляторного колеса.

Последнее работает эффективно лишь в зоне, не превышающей 2/3 окружности. В результате подробных исследований экспериментального цеха, в том числе и ничего не давшей конструкции завода 183 – четырехзаходного радиатора, в систему охлаждения были внесены ряд улучшающих конструктивных изменений: специальные направляющие на выходе воздухе из радиатора, улучшенные уплотнение водяного и масляного радиатора и вентиля горного колеса.

Наиболее резкое снижение температуры дали мероприятия, осуществленные на Т44-100: увеличение объёма и повышение уровня воды в заднем, бачке радиатора, дополнительный воздухоотвод, который позволил поднять коэффициент использования характеристики вентиляторного колеса и тем самым увеличить скорость воздуха, обдувающего поверхность радиатора.

Система смазки

В системе сказки были обнаружены следующие недостатки: обрыв дюритовых шлангов и соединений масляного радиатора с баком и трубопроводом. Выбивание смазки через атмосферное отверстие в пробке маслобака. Забивание масла через сапун гитары. Перетекание масла в картер двигателя и вытекание при длительных стоянках машины.

Проведенные экспериментальным цехом специальные исследования показали, что большинство из этих недостатков есть результат конструктивной недоработанности масляной системы с циркуляционным бачком для разжижения смазки бензином.

Все вышеуказанные недостатки, кроме последнего, были устранены путем простых сверлений для сообщения верхней полости циркуляционного бачка с основным и более тщательного изготовления маслосливного клапана, ни в коем случае не допуская забор масла двигателем из обоях баков при неправильно изготовленном маслосливном клапане возможен засос масла мотором как из основного, так и из циркуляционного бачка.

Топливная система

Недостатком, топливной системы являлась ненадежность конструкции топливных баков вследствие недостаточной прочности стенок, что и приводило к выпучиванию их и образованию трещин по месту соединений. Отсутствие каких либо способов замера топлива в передних баках вызывала справедливые недовольства экипажей. Целый ряд мелких неувязок в чертежах вызывал дополнительные пригоночные работы по месту.

В результате, пришлось пересмотреть конструкцию топливных баков, введя ряд мероприятий, упрочняющих конструкцию (дополнительные перегородки, зиговки). Для передних баков был разработан и введен в производство гибкий щуп для замера уровня топлива.

Башня и вооружение

С первых машин обнаружились весьма крупные конструктивные недостатки: угол подъема пушки не соответствовал заданным требованиям; освещение угломерного кольца командирской башенки при первом не повороте башни выходило из строя; на погонах башни в районе бортовых листов образовывались вмятины от шариков, затруднявших вращение башни; привод к командирскому целеуказателю расшатывался и часто срезались валики карданного сочленения, ослаблялось крепление поворотного механизма и стопора башни; стопор пупки быстро сминался и прочие.

В результате большой и кропотливой работы конструкторов были переработаны почти все чертежи и проведены следующие мероприятия по устранению дефектов.

Пересмотрены все допуски на башню и соответственно исправлены модели, что полностью обеспечило требуемый угол подъема пушки

Освещение угломерного кольца командирской башенки осуществлено неподвижными источниками освещения.

Введена поверхностная закалка беговой дорожки погона, уменьшен люфт погона и, во избежание нагрузки шарика на кромку, изменен профиль беговой дорожки погона.

Заново переделан стопор пушки для обеспечения совпадения штыря стопора с отверстием в кронштейне введена эксцентричная обработка посадочного гнезда стопора, что позволяет при более грубых допусках на изготовление точно устанавливать стопор;

Усилена конструкция стопора башни и его крепления.

Усилено крепление поворотного механизма и уточнены технические условия на установку, с целью получения правильного зацепления с погоном башни др. Доработана конструкция боеукладок: введены специальные пружинные захваты для предотвращения от самопроизвольного выпадения снарядов, и прочее.

Из приведенного очень краткого и далеко не полного материала наглядно видно, какую колокольную, кропотливую работу пришлось провести конструкторам завода № 75 для отработки конструкции танка Г-44. Параллельно с этой работой, весьма трудной и напряженной в условиях непрерывно выпускаемых машин, конструкторский коллектив провел большую работу по дальнейшему усовершенствованию танка.

Доработка конструкции и дальнейшее совершенствование танка Т-44 проводилась под непосредственным руководством главного конструктора завода тов. Щукина М.Н., много труда и творческой инициативы в этой работе вложили заместитель главного конструктора т. Мостовой Ф.А Руководители групп т.т. Архипов, Ефременко, Миклашевич, Крюленко, Дорошенко, Артизанов, Калугин, конструктора т.т.: Горбатов, Ковальковская, Золотарский, Шкарин, Веселовский, Гельфгат и многие другие, исследователи т.т. Шехтман, Зеест, Браткевич и Ященко.