ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ
 


 

Ходовая часть американского танка М-46

Инж.-подполковник П. Н. Шапов и инж. С. Д. Казаков

Вестник танковой промышленности. 1952 г. №1.

 

Введение

Танк М-46, выпущенный в 1947 году, является основным серийным танком, находящимся на во­оружении бронетанковых войск американской армии.

По компоновке основных узлов и их конструкции ходовая часть танка М-46 идентична ходовой части танков Т-26 (Е1-Е2-ЕЗ). Такая компоновка и в частности форма гусеничного обвода опреде­лились после того как американские конструкторы отказались от традиционной блокированной под­вески и перешли к индивидуальной торсионной подвеске, скопировав ее с советских танков.

Характерной особенностью ходовой части тан­ков Т-26 и М-46 является применение сдвоенных опорных катков большого диаметра в отличие от малых опорных катков, устанавливавшихся на танках М-4 и М-3.

 

Гусеничный движитель

На танке М-46, так же как и на остальных современных американских танках М-24, М-26, устанавливается гусеница с упругими шарнирами („сайлентблок“). На танке могут быть установлены гусеницы двух видов: гусеницы, собранные из полностью обрезиненных траков марки Т-84Е1, и гусеницы, собранные из траков марки Т-80Е4, беговая дорожка которых обрезинена, а на пло­скостях, обращенных к грунту, приварены сталь­ные грунтозацепы S-образной формы. Конструк­ция сайлентблока, соединительных деталей и кар­каса траков обеих марок одинакова. На фиг. 1 показана конструкция полностью обрезиненного трака. Каркас трака собран из четырех полых стальных трубок, соединенных по концам план­ками. В трубки каркаса запрессованы полые стальные пальцы с навулканизированными на них резиновыми кольцами. По концам пальцы имеют специальные лыски, которые при сборке гусениц соприкасаются с плоскостями сухаря, имеющего клиновидную форму.

Траки соединяются между собой с помощью серьг, одеваемых на концы пальцев. Эти серьги являются одновременно цевками для зацепления с зубьями ведущих колес. Сухарь, подтянутый гайкой к серьге, фиксирует относительное поло­жение пальцев двух соседних траков таким обра­зом, что в собранной гусенице угол между пло­скостями двух соседних траков составляет 14°. Этот предварительный угол необходим для умень­шения напряжений в резиновых кольцах при пере­матывании гусениц, а также облегчения одевания гусеницы. Каждый направляющий гребень состоит из двух половин, которые устанавливаются в сред­ней части пальцев двух соседних траков и стя­гиваются болтом.

Конструкции указанных двух типов траков, в основном, являются повторением старой конструк­ции обрезиненных траков гусеницы, устанавли­вавшейся на танках М-4. Поэтому все недостатки гусениц с обрезиненными траками относятся также и к гусеницам танка М-46. Этими недостатками являются:

  • плохие сцепные свойства обрезиненных тра­ков с грунтом, что обусловливает низкую проходимость по покрытым льдом и грязным дорогам, косогорам, подъемам и спускам;
  • быстрый износ резины при движении по твердым грунтам и булыжнику;
  • сложность технологического процесса изго­товления траков;
  • большой расход качественной резины

Следует ожидать, что танк М-46 будет плохо проходить и по слабым грунтам, так как среднее удельное давление составляет 1,11 кг/см2. При полном погружении трака в грунт с учетом выступающих серьг удельное давление составляет 0,93 кг/см2; такие значительные величины удельного давления обусловлены применением сравни­тельно узких траков (ширина трака без соедини­тельных серьг составляет 480 мм).

 

Фиг. 1. Конструкция трака


 

По имеющимся данным насчитывается большое число модификаций конструкции траков гусениц для танков М-26 и М-46, причем гусеницы с траками марок Т-80Е4 и Т-84Е1 устанавливаемые на серийном танке М-46, являются опытными и находятся в стадии доработки. Все это свидетель­ствует о том, что американские кон­структоры не могут найти приемлемой конструкции трака, которая наряду с долговечностью, достигаемой за счет установки упругих шарниров, обеспечи­вала бы высокие сцепные качества. Следует отметить, что литые траки скелетообразной формы, применяющиеся на отечественных танках, обладают зна­чительно более высокими сцепными свойствами и обеспечивают более вы­сокую проходимость. Эти траки неслож­ны по конструкции и просты в изготовлении.

 

Фиг. 2. Конструкция ведущего колеса

 

Конструкции ведущих колес танков М-46 и М-4А2 аналогичны (фиг. 2), за исключением того, что в средней части ступицы ведущего колеса танка М-46 выполнены два кольцевых прилива, образующие паз для направления пере­матываемой гусеницы. Идентичными являются также профилировка зубьев звездочек ведущих колес этих танков (фиг. 3 и табл. 1) и нормальный тип зацепления гусеницы с ведущими коле­сами (шаг гусеницы на 1,7 мм больше шага зубьев ведущего колеса).

В целях повышения износоустойчи­вости на рабочие поверхности зубьев звездочек ведущих колес либо наплавляется спе­циальный сплав высокой твердости, либо они подвергаются закалке пламенем газовой горелки. Однако надежность покрытия твердым сплавом вызывает сомнение. На танке М-46, так же как и на ряде других американских танков (М-24, М-26, СУ-Т-70) применено компенсирующее устройство, которое предназначено для обеспечения стабиль­ности натяжения гусеницы при движении танка.

 

Фиг. 3. Профиль зубьев ведущего колеса


 

Следует отметить, что идея компенсирующего устройства была впервые осуществлена на отечественном полугусеничном автомобиле ЗИС-ЗЗ в 1934 г. Американские конструкторы придают настолько большое значение стабилизации натяжения гусениц движущегося танка, что зачастую идут на значительное конструктивное усложнение ходовой части и трансмиссии. В частности, на танке М-46 был установлен качающийся бортовой редуктор, корпус которого (так же как и на СУ-Т-70) был кинематически связан с задним опорным катком. Однако на танках более поздних выпусков данная кинематическая связь отсутст­вует, а корпус бортового редуктора прикреплен к корпусу танка штифтами.

 

Таблица 1

Параметры

Значения параметра

Значение в долях хордального шага

Число зубьев

13

-

Хордальный шаг ведущего колеса tз в мм

150,3

 

-

Шаг гусеницы tг в мм

152

-

Диаметр начальной окружности в мм

628

-

Радиус цевки в мм

25,4

0,169

Центральный угол многоугольника β°

27,7°

 

-

Разность Δl= tз tг в мм

-1,7

-

Высота зуба в мм

54

0,359

Толщина зуба по начальной окружности

35

0,233

 

Ширина цевки в мм

112

0,745

Диаметр вспомогательной окруж­ности в мм

 

4,26

Радиус рабочего профиля в мм

 

0,346

 

Кроме того, между ведущим колесом и задним опорным катком установлен натяжной ролик, подрессоренный тор­сионным валиком. Компенсирующие устройства, связывающие передние опорные катки с напра­вляющими колесами, в конструктивном отношении идентичны компенсирующим устройствам танка М-26. Основной частью переднего компенсирую­щего устройства (фиг. 4) является двуплечий рычаг, на одном плече которого укреплено напра­вляющее колесо, а на втором – передний опорный каток. Запрессованная в тело двуплечего рычага ось вращается на двух игольчатых подшипниках в специальном кронштейне, который крепится болтами к корпусу танка.

Двуплечий рычаг имеет два прилива, к одному из них шарнирно прикрепляется головка гидрав­лического амортизатора, а второй прилив служит для шарнирного крепления нижней головки звена, связывающего двуплечий рычаг с балансиром первого торсионного вала.

При подъеме переднего опорного катка дву­плечий рычаг, поворачиваясь на своей оси, пере­мещает направляющее колесо по ходу танка и тем самым компенсирует ослабление гусеницы, вызванное подъемом катка. Вместе с этим проис­ходит закручивание торсионного вала и перемеще­ние поршней амортизаторов.

Кинематическая характеристика компенсирую­щего устройства представлена на фиг. 5; кинема­тическое отношение для хода катка вверх равно 2, а для хода вниз – около 1,5.

 

Фиг. 4. Конструкция компенсирующего устройства: 1 – кронштейн крепления амортизатора, 2 – амортизатор, 3 – кронштейн упругого упора, 4 – ось двуплечего рычага, 5 – двуплечий рычаг, 6 – соединительное звено, 7 – балан­сир переднего опорного катка


 

Таким образом, решение задачи сохранения постоянства натяжения гусениц и, следовательно, уменьшения вероятности их спадания осуществлено ценой значитель­ных конструктивных усложнений ходовой части. Эти задачи могли быть решены более простыми средствами, например, подрессориванием направля­ющего колеса, увеличением высоты направляющих гребней, выбором рациональной формы гусеничного обвода и. т. д.

Предварительное натяжение гусеницы осуще­ствляется кривошипным механизмом с помощью специального ключа. Ось кривошипа установлена в головке двуплечего рычага компенсирующего устройства на подшипниках. В головке двуплечего рычага запрессована шайба с торцевыми зубьями. Такие же зубья имеет и подвижная шайба с гранями, которая посажена на шлицованной части оси кривошипа. Перемещение подвижной шайбы для ввода зубьев в зацепление осуществляется гайкой, навернутой на резьбу хвостовика оси кривошипа.

 

Фиг. 5. Кинематическая характеристика компенсирующего устройства

 

При такой конструкции операция по натяжению гусениц, учитывая наличие упругих элементов в шарнирах, является трудоемкой и требует за­траты больших физических усилий и может быть произведено только силами двух человек.

Особенностью конструкции опорных катков является приклейка резинового массива шины к гладкому бандажу, что значительно упрощает технологию изготовления опорного катка, однако надежность такого способа крепления шины требует экспери­ментальной проверки. Ступицы опорных и поддерживающих катков, а также направляющих колес (со всеми внутрен­ними деталями ступиц) взаимозаменяемы. Полностью взаимозаменяемы также опорные катки с направляющими колесами. Для уплотнения враща­ющихся деталей гусеничного движителя приме­няются самоподжимные сальники и лабиринты.

 

Подвеска

Убедившись в том, что блокированная подвеска с буферными пружинами обладает рядом суще­ственных недостатков, американские конструкторы начали, ориентировочно с 1943 года, работать над индивидуальной торсионной подвеской. Так тор­сионной подвеской были оборудованы легкий танк М-24, самоходная артиллерийская установка Т-70, танк М-26. Торсионную подвеску имеет и танк М-46.

Исследование расчетных параметров плавности хода, а также испытания на плавность хода аме­риканских танков показали, что их конструкторы уделяют значительное внимание повышению плавности хода. Повышение плавности хода достигается путем применения низкочастотных антирезонансных подвесок с большим общим ходом опорных катков. Ниже приведены значения периода собственных колебаний и резонансной скорости для некоторых американских танков при переезде единичной неровности длиной 1,5 метра (табл. 2).

 

Таблица 2

Марка танка

Период собствен­ных угловых колебаний (в сек.)

Резонансная ско­рость при пере­езде неровности

L=1,5 м (км/час)

М-24

1,24

12,5

СУ-Т-70

1,23

13,0

 

На фиг. 6 приведены графики изменения суммы угловых амплитуд в зависимости от скорости движения через единичную неровность длиною 1,5 м. Из рассмотрения графиков следует, что, например, резонанс для танка М-24 и СУ-Т-70 наступает при скорости движения 12-15 км/час, после чего амплитуды падают, причем резонанс­ная скорость, при которой амплитуды достигают максимального значения, лежит ниже средней скорости движения этих танков. В конструктив­ном отношении подвески танков М-46 и М-26 — идентичны (фиг. 7).

На фиг. 6 приведены графики изменения суммы угловых амплитуд в зависимости от скорости движения через единичную неровность длиною 1,5 м. Из рассмотрения графиков следует, что, например, резонанс для танка М-24 и СУ-Т-70 наступает при скорости движения 12-15 км/час, после чего амплитуды падают, причем резонанс­ная скорость, при которой амплитуды достигают максимального значения, лежит ниже средней скорости движения этих танков. В конструктив­ном отношении подвески танков М-46 и М-26 — идентичны (фиг. 7).

 

 

 

Фиг. 6. Сравнительные характеристики суммы угловых амплитуд при движении через единичную неровность; I – Т-34, II – СУ-Т-70, III – М-24

 

Балансиры выполнены составными, оси балансира и опорного катка запрессованы в тело балансира. Оси балансиров смонтированы в съемных литых кронштейнах, которые крепятся к корпусу на болтах. Первый и второй узлы подвески каждого борта смонтированы в одном общем кронштейне, который невзаимозаменяем с кронштейнами осталь­ных узлов подвески, отдельных для каждых балансиров. Применение съемных кронштейнов вызывает необходимость обработки привалочных плоскостей не только самого кронштейна, но и бортового листа корпуса танка, что значительно усложняет производство.

 

Фиг. 7. Конструкция переднего узла подвески:

1 – ось опорного катка, 2 – опорный каток, 3 – балансир второго катка, 4 – сухарь, 5 – торсионные валы, 6 – кронштейн, 7 – балансир переднего катка


 

Ось каждого балансира вращается на двух игольчатых подшипниках. Установка игольчатых подшипников конструктивно и технологически неоправдана, так как в этих узлах надежно работают более простые подшип­ники скольжения, особенно при наличии доста­точно надежных уплотнений. От осевого переме­щения балансиры удерживаются гайками, навин­ченными на нарезанную часть оси балансира, и наружными крышками, которые крепятся к крон­штейну болтами. Уплотнения осей балансиров осуществляются снаружи лабиринтом и самоподжимным сальником, изнутри – таким же сальником. Для смазки внутреннего и наружного подшипни­ков оси балансира установлены отдельные мас­ленки.

Торсионный вал одной шлицованной головкой входит во внутренние шлицы балансира, другой – в шлицованное отверстие цилиндрического сухаря, который устанавливается в специальном приливе кронштейна. Доступ к каждому сухарю осуществляется через специальные отверстия, сделанные в днище корпуса. Применение указанного способа закрепления второго конца торсионного вала позволяет избежать таких операций, как соблюде­ние соосности отверстий под торсионный вал, выдерживание определенных углов развала и завала, что неизбежно при приварных кронштей­нах. Кроме того, применение съемного сухаря значительно облегчает установку торсионного вала.

Установка торсионного вала облегчается тем, что на обеих головках срезано по одному шлицу, а в шлицованных отверстиях сухаря и балансира выполнено по одному широкому шлицу. Выступы и впадины на этих деталях расположены таким образом, что при их совмещении обеспечи­вается необходимая установка балансиров по высоте, которая одинакова для всех балансиров обоих бортов, за исключением передних, для ко­торых отличная от других установка балансиров обусловлена кинематической связью компенсирую­щего устройства. Указанное мероприятие заслу­живает внимания со стороны конструкторов, так как при отсутствии необходимых приспособлений правильная установка балансиров в условиях вой­сковых частей весьма затруднительна. Неправиль­ная установка балансиров приводит к перегрузке отдельных торсионных валов и преждевременным их поломкам. При рассмотрении конструкции торсионных валов обращает на себя внимание небольшая длина шлиц, которая не превышает 34 мм (фиг. 8).

 

Фиг. 8. Конструкция торсионного вала

 

Уменьшение рабочей длины шлиц обусловило чрезмерно большие напряжения на смятие. Так максимальное напряжение смятия шлиц малой головки будет:

 

где:

M кр max — максимальный крутящий момент;

α угол при вершине шлица;

z число шлиц;

d диаметр начальной окружности шлиц;

b и l соответственно, ширина и длина бо­ковой плоскости шлица.

Такие большие напряжения смятия для шлиц торсионных валов встречаются впервые, превы­шают в несколько раз допускаемые и вызывают сомнение в надежности шлиц.

Угол при вершине шлица составляет около 90°, в то время как обычно этот угол не превышает 60°. Большие величины углов при вершине и во впадине шлиц (около 96°) позволили выполнить впадину по радиусу около одного миллиметра, чем обеспечивается снижение концентраций на­пряжений во впадинах шлиц, являющихся наибо­лее опасной зоной торсионного вала. Кроме того, выбор такой формы профиля шлиц по-видимому обусловил возможность уменьшить рабочую длину шлиц при удовлетворительной их прочности на срез и изгиб:

 

 

Переход от шлицованной головки к рабочей части выполнен по образующей конуса, и далее – по дуге окружности.

В целях большего удобства установки торси­онного вала конец малой головки имеет конусную форму с закругленной кромкой. Поверхность рабочей части валов имеет защитное лакокрасоч­ное покрытие; кроме того, эта поверхность покрыта прорезиненной тканью для защиты от коррозии и механических повреждений. Для по­вышения работоспособности валов в технологию их изготовления введена дробеструйная обработка и заневоливание (закручивание вала на угол, при котором напряжения превышают предел пропор­циональности, и выдержка его в закрученном состоянии определенное время). Это обусловило невзаимозаменяемость торсионных валов правых и левых бортов. Кроме того, на передних и задних узлах подвески установлены торсионные валы диаметром 60,3 мм, в то время как диаметр торсионных валов остальных узлов подвески составляет 58,7 мм. При этом профиль и число шлиц соответствующих головок этих валов остаются одинаковыми. Учитывая все это, а также то, что балансиры передних узлов подвески на­правлены против хода, на танке М-46 оказывается необходимым устанавливать четыре разных типа торсионных валов (табл. 3).

Такое большое число разных типов торсионных валов, устанавливаемых на одном танке, не только усложняет производство, но также в значитель­ной степени усложняет снабжение запасными частями и ремонт в полевых условиях. Отсут­ствие взаимозаменяемости характерно и для других узлов подвески. Так, например, не взаимозаменяемы балансиры, кронштейны балансиров и ограничите­лей. Это является весьма существенным недостат­ком конструкции ходовой части танка М-46.

 

Фиг. 9. Конструкция амортизатора

1 – перепускной клапан, 2 – наружный цилиндр, 3 – дополнительный клапан, 4 – клапан обратного действия, 5 – поршень, 6 – клапан прямого действия, 7 – рабочий цилиндр, 8 — уплотнение, 9 – кожух, 10 – шток


 

В двух передних и двух задних узлах подвески каждого борта установлены гидравлические амор­тизаторы двухстороннего действия телескопиче­ского типа, причем в передних узлах установлено по два амортизатора. Конструкция амортизатора показана на фиг. 9. Рабочий цилиндр помещен внутри наружного цилиндра; кольцевая полость между ними является компенсационной камерой. Поршень с клапанным устройством закреплен на хвостовике штока, на противоположном конце которого приварен кожух, предохраняющий шток от ударов и грязи. Клапанное устройство состоит из двух тарельчатых клапанов, расположенных по обеим сторонам поршня. В теле поршня имеется два ряда концентрических наклонных отверстий. Тарельчатые клапаны, имеющие пружины разной жесткости, перекрывают внутренние ряды отвер­стий на торцах поршня. В нижней части рабочего цилиндра установлен перепускной клапан, который сообщает этот цилиндр с компенсационной камерой.

 

Таблица 3

Тип торси­онных валов

Диаметр в мм

Направление работы торсион­ного вала

В каких узлах подвески установлены

I

60,3

По часовой стрелке

1-й левый и 6-й правый

II

60,3

Против часовой стрелки

1-й правый и 6-й левый

III

58,7

Против часовой стрелки

2-й, 3-й, 4-й, 5-й узлы левого борта

IV

58,7

По часовой стрелке

2-й, 3-й, 4-й, 5-й узлы правого борта

 

Амортизатор прикрепляется одной головкой к ушку балансира, а второй – к специальному крон­штейну, привернутому болтами к корпусу танка. Из особенностей конструкции амортизатора сле­дует отметить наличие дополнительных клапанов с пружинами в верхней и нижней частях рабочего цилиндра.

 

Фиг. 10. Характеристика пружин клапанов прямого и обратного действия

 

Эти клапаны при соприкосновении с поршнем перекрывают в нем большую частьотверстий, чем обеспечивается резкое повышение сопротивления в конце хода катка вверх или вниз. Это важно при прямом ходе, так как повы­шение сопротивления амортизатора в конце хода создает гарантию предотвращения жесткого удара балансира в ограничитель хода.

Другой особенностью амортизаторов танка М-46 является конструкция уплотнения штока. Это уплотнение состоит из двух самоподжимных сальников и, занимая сравнительно малый объем, обеспечивает достаточно эффективную гермети­зацию рабочей полости амортизатора. Последнее подтверждается тем фактом, что в амортизаторе отсутствуют отверстия для дозаправки жидкости (дозаправки не предусматриваются и инструкци­ями). Так как площади проходных сечений отвер­стий клапанов прямого и обратного действия одинаковы, то сопротивления в обоих направле­ниях определяются жесткостью пружин клапанов, характеристики которых приведены на фиг. 10. Из сравнения этих характеристик следует, что сопротивление при прямом ходе составляет 22% от сопротивления, создающегося при обратном ходе.

 

Фиг. 11. Конструкция упругого упора и его характеристика

 

Ход балансиров вверх ограничивается упругими упорами, выполненными в виде буферных пружин (фиг. 11), имеющих нелинейную характеристику. Установка таких упоров позволяет увеличить общий упругий ход катка, а, следовательно, повы­сить общий запас потенциальной энергии.


 

Приведенная характеристика и расчетные параметры подвески

Наличие специальной кинематической связи между передним опорным катком и передним торсионным валом каждого борта обусловило различия в приведенных характеристиках (фиг. 12) передних и остальных узлов подвески. Кроме того, приведенная характеристика задних узлов подвески отличается от остальных вследствие установки торсионных валов большего диаметра. Так приве­денные характеристики передних узлов подвески являются нелинейными, а для всех остальных характеристики близки к прямолинейным. Нели­нейность характеристик обусловлена тем, что силы, действующие на передние катки, передаются на балансиры передних торсионных валов не непосредственно, а через специальную рычажную систему.

 

Фиг. 12. Приведенные характеристики подвески

 

При небольших ходах катка характери­стика. близка к прямой и имеет небольшой угол наклона к оси абсцисс, что в свою очередь соот­ветствует небольшой величине приведенного модуля; в случае больших перемещений катка приведенный модуль резко возрастает, обеспечи­вая более значительное повышение потенциальной энергии, нежели при прямолинейных характери­стиках. Повышение потенциальной энергии дости­гается также тем, что ходы передних катков имеют большую величину, по сравнению с ходами остальных катков, несмотря на то, что передние торсионные валы имеют больший диаметр (такой же, как и задние торсионные валы). Так полный ход передних катков (до соприкосновения с упру­гим упором) составляет 280 мм, а остальных катков 235 мм. При этом полные углы закручи­вания передних торсионных валов оказываются меньшими, чем у остальных валов на два градуса. Значения величин полного запаса потенциальной энергии для различных узлов подвески даны в таблице 4.

 

Таблица 4

Номер узла подвески по ходу танка

Полный запас потенциальной энергии (кгсм)

Запас потенци­альной энергии, обеспечивае­мый торсион­ными валами (кгсм)

Запас потен­циальной энер­гии, обеспечи­ваемый упру­гими упорами (кгсм)

1

191.000

182.000

9.000

2, 3, 4, 5

181.000

173.500

7.500

6

207.500

200.000

7.500

 

При этом значении потенциальной энергии удельная потенциальная энергия с учетом дей­ствия упругого ограничителя будет равна:

где:

mp и my – соответственно, приведенные мо­дули рессоры и упругого упора (ограничителя);

fp и fy — соответственно, полный ход катка и ход катка за счет деформации рессоры и ограничителя;

Gп — подрессоренный вес танка.

Обращает на себя внимание значительный запас потенциальной энергии, создаваемый в конце хода катка за счет установки упругих упоров с нели­нейной характеристикой, который в значительной степени гарантирует от передачи жесткого удара на корпус.

Одним из основных критериев оценки подвески является плавность хода. Дать полную оценку плавности хода танка М-46 без проведения спе­циальных экспериментальных работ не представ­ляется возможным. Поэтому в данной статье приводятся лишь те значения параметров, которые поддаются расчету. В частности, период собст­венных угловых колебаний определен по формуле:

где:

I — момент инерции корпуса;

li приведенный модуль i-той рессоры;

mi— расстояние от центра тяжести до i-того катка.

Для танка М-46 I = 2700000 кг·см·сек2. Исхо­дя из приведенных характеристик, средние приве­денные модули подвески будут иметь следующие значения:

первых узлов — 220 кг/см;

вторых, третьих четвертых и пятых узлов под­вески – 390 кг/см;

шестых узлов — 468 кг/см.

Таким образом, период собственных угловых колебаний будет равен:

При этом значении периода собственных угло­вых колебаний резонансная скорость при движе­нии по стандартной единичной неровности длиной 1,5 метра определится из выражения:

L – длина неровности (1,5 метра);

A – длина опорной поверхности (3,77 метра).

Для танков с торсионными подвесками резонанс­ная скорость при переезде этой же неровности составляет 15-25 км/час.

Из приведенных расчетных данных следует, что подвеска танка М-46 принадлежит к низко­частотным антирезонансным подвескам. Таким образом, применение передних и задних торси­онных валов большего диаметра незначительно повлияло на понижение плавности хода, но в, то же время, положительно сказалось на повышении запаса потенциальной энергии. Следует учесть, что в рассмотренных расчетах, а также при построении приведенных характеристик не учитывалось влия­ние гидравлических амортизаторов, которые будут положительно влиять на повышение плавности хода и общего запаса потенциальной энергии.

Надежность упругих элементов подвески тор­сионных валов определяется, прежде всего, вынос­ливостью их при приложении знакопеременных нагрузок. О степени напряженности торсионных валов можно также судить по величинам стати­ческих и максимальных напряжений, соответ­ствующих посадке балансиров на ограничители. Значения этих величин приведены в табл. 5.

 

Таблица 5

Номер узла подвески по ходу танка

Статическое напряжение в кг 1см2

Максимальное напряжение в кг 1см2

Отношение максимального напряжения к статическому

1

3360

10300

3,2

2, 3, 4, 5

2940

10700

3,64

6

2640

11300

4,28

 

Наибольшее максимальное напряжение имеют задние (шестые) торсионные валы. Первые торси­онные валы, несмотря на то, что ход первых кат­ков больше остальных, имеют такое же, примерно, напряжение, как и средние валы, со второго тор­сионного вала по пятый включительно, что объяс­няется меньшим углом закручивания первых тор­сионных валов, обеспеченным кинематической связью между опорным катком и торсионным валом.

В целом же напряжения в торсионных валах, и особенно максимальные напряжения, являются завышенными, тем более, что торсионные валы изготовлены из малолегированной стали, близкой по химическому составу к стали марки 60С2 (табл. 6).

 

Таблица 6

Химический состав стали в процентах

С

Mn

Si

S

Р

Cr

Ni

Мо

0,66

0,85

1,96

0,010

0,030

0,14

0,43

0,49

 

Основываясь на литературных данных, можно предполагать, что американские конструкторы сознательно пошли на высокие напряжения в валах, имея в виду, что такое мероприятие как заневоливание позволит значительно повы­сить рабочие напряжения, а дробеструйная обра­ботка повышает выносливость валов при действии на них знакопеременных нагрузок.

Окончательное суждение о надежности торси­онных валов в целом можно было бы сделать после проведения стендовых и ходовых испытаний.

 

Выводы

1. В конструктивном отношении ходовая часть танка М-46 не содержит в себе ничего принци­пиально нового и по существу является повто­рением конструкции ходовой части ранее выпу­скавшихся американских танков.

2. Характерным в конструкции гусеничного движителя является:

  • применение упругих шарниров гусениц;
  • установка натяжных роликов и компенсиру­ющих устройств с целью сохранения постоянства натяжения гусениц при движении танка.

3. Кинематическая связь передних торсионных валов с двуплечими рычагами компенсирующих устройств обеспечивает:

  • нелинейную, оптимальную приведенную характеристику передних узлов подвески, которая положительно сказывается на повышении плав­ности хода;
  • больший ход передних опорных катков по сравнению с остальными при меньшем макси­мальном угле закручивания передних торсионных валов.

4. Значительный запас общей потенциальной энергии (λп = 59 см) при удовлетворительной плав­ности хода (Т = 1,26 сек., Vрез.1,5 м = 15 км/час. получены за счет:

  • обеспечения нелинейной характеристики передних узлов подвески;
  • установки пяти гидравлических амортизаторов на каждый борт;
  • применения упругих упоров с нелинейной характеристикой;
  • установки передних и задних торсионных валов большего диаметра.

5. Недостатками конструкции ходовой части танка М-46 являются:

  • отсутствие взаимозаменяемости многих дета­лей и узлов (четырех типов торсионных валов, кронштейнов подвесок, балансиров, кронштейнов ограничителей);
  • применение съемных кронштейнов, вызываю­щих необходимость обработки корпуса танка;
  • применение плоских обрезиненных траков, значительно снижающих проходимость танка;
  • сложность конструкции основных узлов, обусловленная наличием большого числа шар­нирных соединений, применением игольчатых под­шипников осей балансиров, громоздких компен­сирующих устройств;
  • сложность ухода за ходовой частью вслед­ствие большого числа точек смазки и трудного доступа к ним.


 

 











 
ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ