ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ
 


 

ОСОБЕННОСТИ ОПОРНЫХ КАТКОВ ОСНОВНОГО ТАНКА «ЛЕОПАРД-2»

В. А. Варчев, Б. В. Гладких, Ю. Н. Истомин, Г. М. Терещенко

Вестник бронетанковой техники. 1988. №1.

 

В зарубежном танкостроении большое внимание уделяется совершенствованию ходовой части, по­вышению ее надежности, улучшению объемно-мас­совых показателей. Примером этому является опор­ный каток западногерманского танка «Лео­пард-2» [1].

На предшественнике этого танка – танке «Лео­пард-1» с меньшей на 12 т массой при том же коли­честве опорных катков (14 шт) – применялись двух­рядные опорные катки с массивными шинами диа­метров 660 мм и шириной обода дисков 118 мм в со­четании с обрезиненной беговой дорожкой гусениц. На танке «Леопард-2», очевидно, с целью снижения стоимости, применяются гусеницы с сочлененными траками с металлической беговой дорожкой и шах­матным перекрытием зазора между траками. Диа­метр опорного катка и ширина обода диска этого ганка увеличены соответственно до 700 и 140 мм. В целях улучшения взаимодействия резиновой ши­ны опорного катка с металлической беговой дорож­кой гусеницы при переходе катка с трака на трак изменена форма кромки беговой дорожки на траке [2].

По сравнению с опорными катками отечественных танков Т-80 и Т-72 массивные шины катков танка «Леопард-2» имеют высоту в 1,4-1,5 и ширину в 1,2-1,3 раза меньше*. Масса диска с шиной для опорных катков танка «Леопард-2» составляет 46 кг, что на 20 % меньше, чем у отечественных танков. В то же время режим нагружения опорных катков танка «Леопард-2» достаточно напря­женный, о чем свидетельствует нагрев резинового массива при длительном движении до 200°С [2]. Опорный каток танка «Леопард-2» выполнен разъ­емным и состоит из двух одинаковых дисков с ши­нами, Диск опорного катка (рис. 1) изготовлен из алюминиевого сплава и имеет тарельчатую форму.

 

* В исследованиях принимали участие А И А. М. Легкодух, Л. С. Черных, Е. И. Никишин.

А. И. Белоусов.

 

Тарельчатая форма диска весьма технологична и практически исключает возможность скопления грунта в проеме катка. В центре диска имеется от­верстие диаметром 205 мм для посадки на ступицу и 8 равномерно расположенных по окружности кре­пежных отверстий диаметром 23 мм. В зоне взаи­модействия с гребнями гусеницы на внутренней стороне алюминиевого диска нанесено износостой­кое покрытие по кольцевой поверхности шириной ~75 мм, толщиной 4 мм, имеющее цвет, характер­ный для окисленного железа.

 

Рис. 1. Диск опорного катка с массивной шиной танка «Лео¬пард-2»:
1 – срезы от литников резинового массива шины; 2 – отверстия для крепления диска к ступице

Рис. 1. Диск опорного катка с массивной шиной танка «Лео­пард-2»:

1 – срезы от литников резинового массива шины; 2 – отверстия для крепления диска к ступице


 

В поперечном сечении диска (рис. 2) граница раз­дела между этим покрытием и основным металлом имеет пилообразный профиль (рельеф) с зубцами треугольной формы – шаг и глубина их 1,5 мм. Из­носостойкое покрытие нанесено также на скошен­ную под углом 45° кромку диска при переходе от плоской торцевой поверхности к поверхности обода диска, что обеспечивает закрытие наружного края износостойкого слоя нависающим языком резинового массива. Это необходимо, чтобы ис­ключить непосредственное воздействие на то­рец покрытия гребней гусеницы. На наружной боковине шины по всей ее окружности видны выступающие бобышки, являющиеся, вероятно, остат­ками срезанных литников (см. рис. 1).

По химическому составу основной материал диска опорного катка представляет собой сплав на основе алюминия, легированный медью, магнием, марган­цем и кремнием (табл. 1).

Наиболее близким отечественным аналогом явля­ется деформируемый алюминиевый сплав марки АК-8. Механические свойства материала диска по относительному удлинению существенно отличают­ся на образцах, вырезанных из обода (1,2...5,6 %) и ступицы (6,8...10,4 %). Аналогичные значения имеет относительное удлинение сплава марки АК-8 на образцах, вырезанных поперек волокна (3 %) и вдоль его (8 %).

 

Рис. 2. Поперечное сечение диска с шиной опорного катка танка «Леопард-2»:
1 — диск; 2 — износостойкий слой; 3 — массивная шина

Рис. 2. Поперечное сечение диска с шиной опорного катка танка «Леопард-2»:

1 – диск; 2 – износостойкий слой; 3 – массивная шина

 

 

Таблица 1. Химический состав диска опорного катка танка «Леопард-2», % по массе

Образец диска

Основные компоненты

Примеси

Cu

Mg

Mn

Si

Al

Fe

Cr

Na

Со

Zn

№ 1

5,0

1,03

0,70

0,92

Остаточ­ный

0,26

0,065

0,002

0,01

№ 2

4,8

1,03

0,69

0,85

То же

0,22

0,060

0,002

0,0.1

№ 3

4,7

0,80

0,70

0,99

6,30

0,05

Сплав АК-8

3,9-

0,4 -

0,4-

0,6-

≤0,7

(ГОСТ 4784–74)

4,8

0.8

1.0

1,2

 

 

 

 

 

 


 

Анализ макро- и микроструктуры материала диска показал, что он изготовлен методом горячей объемной штамповки из исходной литой заготовки. При разрезке диска фрезами из инструментальной стали марки Р-18 износостойкий слой сыпался в виде порошка черного цвета с блестящими металлически­ми включениями; при этом наблюдался большой износ режущего инструмента.

Износостойкий слой близок по составу к стали, со­держащей 0,3...0,5 % углерода, легированной хро­мом в количестве 12% и имеющей 5% кислорода (табл. 2). Твердость этого слоя у поверхности рав­на 40...41 HRC. Прочность сцепления на отрыв слоя от основного материала диска составляет 4 МПа.

В микроструктуре износостойкого слоя наблюдаются серая и белая фазы и поры. Микрорентгеноспек­тральным анализом установлено, что белая фаза представляет собой сталь, легированную хромом (8...12 %). Серая фаза, кроме железа и хрома, со­держит 25...30% кислорода, т. е. является слож­ным окислом – типа шпинели (Fe, Cr)n Оm. Микротвердость разных фаз износостойкого покрытия колеблется в пределах от 3 500...4 500 до 5 700...6 500 МПа.

 

Таблица 2. Химический состав износостойкого слоя для диска опорного катка танка «Леопард-2», % по массе

 

Номер образца диска

Основные компоненты

Примеси

C

Cr

02

Fe

Si

Mn

Ni

1

0,31

11

5

Остаточный

0,072

0,100

0,12

2

0,30

11

5

То же

0,065

0,092

0,12

3

0,50

12

Не определено

0,190

0,110

Не определено

 

Высокое содержание в покрытии кислорода и азота в виде пересыщенных растворов вызвано, очевидно, насыщением газами в процессе напыления при взаи­модействии этих частиц с атмосферой и рабочими газами при больших скоростях охлаждения частиц. На микрошлифах видна слоистая структура (рис, 3), возникающая вследствие сильной дефор­мации и быстрой кристаллизации напыляемых час­тиц. Соединение износостойкого слоя с основным материалом диска катка плотное, с резко выражен­ной границей. В отдельных Местах наблюдается неполное прилегание слоя к основному материалу шириной 2-4 мкм. Признаков присутствия на гра­нице клея и других связующих веществ или диф­фузного соединения слоя с алюминием не обнару­жено. По предварительной оценке, износостойкость материала покрытия не ниже износостойкости ста­лей, применяемых для изготовления реборды опор­ных катков отечественных ВГМ (обычно сталь марки 38ХС с объемной закалкой).

 

Рис. 3. Структура соединения износостойкого слоя (1) и ме­талла диска (2) при кратности, равной 100


 

Таким образом, износостойкий слой представляет собой порошкообразный материал, состоящий на 70...75 % из стали, близкой по составу к стали марки 30X13, и на 25.. .30 % из окисла типа шпи­нели. Можно предположить, что покрытие получе­но методом плазменного или дугового напыления порошков двух типов (стального и окисного) на рифленую поверхность вращающегося диска.

В зарубежной литературе [3, 4] отмечалось, что разрушение покрытия, наносимого различными ме­тодами напыления на алюминиевые диски опорных катков, вызывают, в свою очередь, разрушения ре­зинового массива шин. Рассматриваются варианты решения этой проблемы, в частности путем замены износостойкого слой напрессованной стальной ре­бордой. Это указывает на то, что при всех достоин­ствах Применения износостойкого покрытия алюми­ниевых дисков катков (снижение массы катков, технологичность, лучшее взаимодействие с гребня­ми гусениц) данное решение требует тщательной отработки и проверки в широком спектре условий эксплуатации.

Исследования резинового массива шин показали, что он изготовлен на основе бутадиенстирольного каучука (отечественный аналог – маслонаполнен­ный каучук типа СКС-30АРКМ-15) и характери­зуется высоким содержанием мягчителя. По физи­ко-механическим свойствам эта резина близка к отечественной 4Э-1386 и превосходит резину 34РИ-14. В отличие от отечественных массивных шин, западногерманская шина изготовлена мето­дом литья под давлением либо литьевым прессова­нием. Вулканизация резины осуществлена с по­мощью серы – в качестве Активатора использова­лась окись цинка. Крепление резинового массива к ободу выполнено с помощью клея.

Анализ конструктивно-технологических особенно­стей опорного катка танка «Леопард-2» показал целесообразность исследования возможности ис­пользования в отечественном танкостроении двух технических решений для опорных катков:

  1. Износостойкое покрытие на алюминиевых дис­ках, наносимое методом напыления, вместо сталь­ных реборд, позволяет уменьшить массу опорного катка на 56%, снизить трудоемкость его изго­товления и улучшить взаимодействие катка с греб­нями гусениц.
  2. Метод литья для изготовления массивных шин из высокопрочной резины повышает однородность структуры резинового массива и стабильность ка­чества изготовления шин, а, следовательно, и ресурс опорных катков в целом;

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Варчев В. А. и др. Несущая способность опорных катков западногерманского танка и основных отечественных тан­ков // Вестник бронетанковой техники. 1987. № 6.
  2. Rolf Hilmes. Dreissig Jahres Kampfpanzerentwicklung 1950–1980 // Soldat und Technik. 1982. № 9. S. 488–497.
  3. Erich Drossen. Gleiskettenfahrzeuge fur den Einsatz auf dem Gefechtsfeld // Ibid. 1985. № 2. S. 86–91.
  4. Каменский А. А., Стамбровский А. С. и др. Особенности конструкции ходовой части танков // Зарубежная военная техника. Сер. III. Вып. 19, 1981.

 

 













 
ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ