Протектор шины колеса или эластичной гусеницы

(5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИД ЬСТВУ у 1 м ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный сельскохозяйственный институт заочного образования(54) ПРОТЕКТОР ШИНЪ КОЛЕСА ИЛИЭЛАСТИЧ НОЙ ГУСЕ НИ ЦЫ(57) Изобретение относится к шинам ведущих колес и эластичным гусеницам сельскохозяйственных тракторов, дорожных истроительных машин, тягачей и большегрузных автомобилей, Цель изобретения - одинаково эффективная работа протектора 2шины колеса и эластичной гусеницы во всех почвенных, грунтовых условиях. Грунтоэацепы имеют Упооные повеохности 1 и 2. Рисунок протектора состоит из основных 3 и вспомогательных 4 грунтозацепов. Боковые кромки грунтозацепов 3 могут заходить за экваториальную плоскость 6 шины и гусеницы и ограничены нормальными плоскостями 7, которые также ограничивают и боковые кромки 8 грунтозацепов 4. Грунтозацепы 4 имеют опорные поверхности 9. Расстояние, измеряемое между смежными поверхностями 1 и 2 рядом стоящих грунтозацепов в нормальной к грунтоэацепу плоскости 7 по поверхности покрышки шины и ленты гусеницы, определяется соотношени ем Яи/0,4, где и - высота упорной поверхности грунтозацепа. 6 з.п. ф-лы, 22 ил.1750983 Составитель В.МацепураРедактор М. Кобылянская Техред М.Моргентал Корректор ол Заказ 2654 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужг л,Гагарина, 10Изобретение относится к устройствам, При этом вспомогательные грунтоэацеобеспечиаающим сцепление шйн ведущих пы в сечении, параллельном экваториальколес или эластичных гусениц сельскохо- ной плоскости шины или гусеницы,зяйственных тракторов; дорожнйх и строи- выполнены четырехугольной формы с разтельных машин, тягачей й большегрузных 5 ными по высоте и одинаково ориентированавтомобилей ными упорными поверхностями, а такжеНаиболее близким по технической сущ- треугольной формы с сопряженными междуносФи к прбдлагэемомуустройству является собой упорными поверхностями.протектор шйны колеса или эластичной гу- При этом вспомогательные грунтозацесеницыс рисунком, образуемым основными 10 пы выполнены в плане стреловидной и за-.грунтозацепами, которые играют в зацепле- кругленной формы.нии колеса или гусеницы с несущим основа- Упорная поверхность грунтозацепа сонием главную роль, и вспомогательными здает боковое давление на почву, грунт, когрунтозацепэми, расположенными в аква- торое приводит к их деформации иториальной области шины или гусеничной 15 разрушению в результате сдвига по повер-,ленты и служащими в основном для плавно- хности, наклонной к горизонту, под угломсти хода шины или гусеницы на дорогах с-. Сопротивлениепочви грунтовсдвитвердым покрытием. Грунтозацепы шины 4 2или гусеницы имеютдвеупорныейоверхно- гу связайо исключительно с наличием силвнутреннего трения и сцепления. ГлиниНедостатком принятого за прототип 20 стые почвы и грунты обладают значительпротектора является то, что при заданной ным сцеплением и малым внутреннимвысоте грунтозацепа и выбранной его фор- трением, Наоборот, песчаные почвы и грунме, а также при заданном диаметре шины ты обладают малым сцеплением и большимколесаилинаправляющегоколесагусеницы внутренним трением, Практически уголрасстояние между грунтозацепами не по внутреннего трения почв и грунтов изменязволяет работать протектору шины колеса ется от О до 45, Значит,на песчаных почвахоили эластичной гусеницы одинаково эффек- угол наклона к горизонту поверхности сдвитивно во всех почвенных, грунтовых услови- га скалываемой почвенной и грунтовойях, т.е. полностью испольэовать при работе призмыбудет минимальный (в предельномсопротивление (прочность) любых почв и ЗО случае 22,50), а ее длина 1. в горизонтальномгрунтов при любых их состояниях (влажно- направлении при полном погружении грунсти, плотности), .: . тозацепа будет максимальной (в предельЦель изобретения - эффективная рабо-ном случае с учетом искривления нижнегота протектора шины колеса или эластичной участка поверхности сдвига приблизительгусеницы во всех почвенных, грунтовых ус но равной Ь/04),ловиях, э также улучшение заглубления про- Однако для достижения поставленнойтекторэ при работе на твердых почвах и цели расстояние 8 между грунтозацепами,равное или приблизительно равное Ь/0,4,Достйжение поставленнойцели осуще- недостаточно, так кэк при работе колес илиствляется за счет того, что основные грунто 40 гусениц каждый предыдущий грунтозацепзацепы шины колеса. или эластичнеой гусе-при погружении в основание сминает учаницы мобильногосредства расположены на сток основания, ширина которого превышарасстоянии 5, измеряемом между смежны- ет толщину грунтозацепа, что уменьшаетми упорйыми поверхностями рядом сто- длину сдвигаемой грунтоэацепом неразруящих грунтозацепов в нормальной к 45 венной почвенной и грунтовой призмы; вгрунтозацепу плоскостй по поверхности по- результате чего она перестает создаватькрышки шины или ленты гусеницы и опре- полноценное сопротивление, формируемоеделяемом соотношением 3 Ь/0,4, где и - перед грунтозацепом, а следовательно снивысота упорной поверхности грунтозацепа. жает эффективность работы протектора приПриэтом расстояние пбольше Ь/0,4 на 50 переходе.с глинистых на более песчаныевеличину, равную половине высоты упорной почвы и грунты.поверхности грунтозэцепа Определить ширину сминаемого приКроме того, боковые кромки вспомога- погружении грунтозацепа в почву и грунттельных грунтозацепов и частей основных . участкаоснования, который уменьшает разгрунтозацепов, заходящих эа эквэториаль меры призмы сопротивления, строго аналиную плоскость шины или гусеницы, ограни- тически сложно иэ-за ее зависимости отчены плоскостями, нормальными к радиуса вины и направляющего колеса гуосновйым грунтозацепам и к вспомогатель- сеницы, высоты и толщины грунтозацепа,ным грунтозацепам. его форма и физико-механических свойствнесущего основания. В связи с этим можно ограничиться тем, чтобы принять условие 3й/0,4, уточняя Я для каждого конкретного случая с помощью графических и других прикладных методов. Однако во всяком случае, чем больше Я по сравнению с й/0,4, тем надежнее реализуется поставленная цель. В первом приближении расстояние Я может быть принято равным й/0,4+ 0,5 й.Увеличенное расстояние 3 между основными грунтоэацепами может приводить к нарушению плавности хода шины колеса или гусеницы, главным образом шины колеса, при движении на дорогах с твердым покрытием, В связи с этим протектор может включать, наряду с основными, расположенные в экваториальной области шины или гусеницы вспомогательные грунтоэацепы, исполнение которых различное: они могут быть продолжением основных грунтозацепов за экваториальную плоскость и могут быть самостоятельными. расположенными между основными грунтозацепами как в поперечном, так и в продольном направлениях рисунка протектора, Коэффициент насыщенности протектора грунтозацепами в экваториальной области может в значительной степени превышать данный коэффициент вне экваториальной области шины или гусеницы. В этом случае при работе шин или гусениц вспомогательные грунтозацепы могут, перекрывая собой, уменьшить заданное расстояние Я между основными грунтозацепами. Кроме того, в этом случаепри работе шин или гусениц на твердых почвах и грунтах, расположенные в экваториальной области шины или гусеницы грунтозацепы затрудняют заглубление основных грунтозацепов, которые находятся вне экваториальной области и вступление в работу их упорных поверхностей.Для устранения отмеченных недостатков боковые кромки вспомогательных грунтозацепов шины колеса или эластичной гусеницы ограничены плоскостями, нормальными к основным грунтозацепам и к вспомогательным грунтозацепам.Кроме того, грунтозацепы, находящиеся в экваториальной области шины или гусеницы в сечении, параллельном экваториальной плоскости шины или гусеницы, выполнены четырех- и трехугольной формы так, что в первом случае они имеют наклонную опорную поверхность, а во-втором опорная поверхность вырождается в линию, что облегчает их погружение в твердые почвы и грунты и способствует погружению основных грунтозацепов, расположенных вне экваториальной области шины или гусеницы.Вспомогательные грунтозацепы шиныколеса или эластичной гусеницы имеют в плане стреловидную и закругленную форму, что обеспечивает их самоочищение от почвы 5 и грунта, а следовательно, улучшает их заглубление.На фиг.1 изображена схема разрушениянесущего основания упорной поверхностью полностью погруженного грунтозацепа в 10 плоскости нормальной к упорной поверхно 20 стоянии Я между смежными упорными по 40 45 фиг.8, 9 и 12 вспомогательные грунтозацепы 55 4 являются продолжением основных грунтозацепов 3 за экваториальную плоскость 6 шины или гусеницы. На фиг,17 и 18 вспомогательные грунтозацепы 4 являются аамо 30 35 сти грунтозацепа: а - плоскость разрушения для песчаных почв и грунтов, Ь - плоскость разрушения для глинистых почв и грунтов, О и Е 2 - длина скола почвенной, грунтовой призмы соответственно для песчаных и глинистых почв и грунтов, и - высота грунтозацепа. На фиг.2 и 3 показано последовательное погружение в основание двух рядом стоящих грунтозацепов при расверхностями в нормальной к грунтозацепу плоскости меньшем, чем и/0,4 и равным и/0,4+0,5 п фиг.3). На фиг.4-19 и 21 представлены развертки наплоскости рисунков протекторов шин колеса или эластичной гусеницы. Расстояние 3 между смежными упорными поверхностями 1 и 2 рядом стоящих основных грунтозацепов 3 в нормальной к грунтозацепу плоскости зависит от высоты и грунтозацепов. Рисунки протекторов на указанных фигурах образованы основными 3 и вспомогательными 4 грунтозацепами. На фиг.4, 1 О, 13 и 16 вспомогательные грунтозацепы 4 являются как продолжением основных грунтозацепов 3 за экваториальную плоскость 6 шины или гусеницы, так и самостоятельными, расположенными между основными грунтозацепами 3 в продольном направлении рисунка протектора, На фиг.5; 11, 14 и 15 вспомогательные грунтозацепы 4 являются самостоятельными и расположены между основными грунтозацепами 3 в продольном направлении рисунка протектора. На фиг,б и 19 вспомогательные грунтозацепы 4 являются самостоятельными и расположены между основными грунтозацепами 3 в поперечном направлении рисунка протектора. На фиг,7 и 21 вспомогательные грунтозацепы 4 являются самостоятельными и расположены между основными грунтозацепами 3 как в продольном, так и в поперечном направлениях рисунка протектора. На стоятельными и расположены в продольном направлении рисунка протектора. На фиг.815 боковые кромки 5 и 8 вспомогательных грунтозацепов 3 увеличивается длина . погрунтозацепов 4 ограничены нормальными чвенной, грунтовой призмы разрушения, плоскостями 7, проведенными к основным т.е. растет сопротивление почвы и грунта, грунтозацепам 3, а на фиг.16-18 нормаль- Максимальная длинапризмы разрушения ные плоскости 7, ограничивающие вспомо и, таким образом, максимальное сопротивгательные грунтозацепы 4, проведены к ление почвы и грунте будет достигнуто при вспомогательным грунтозацепам 4. Ха полном погружении основных грунтозацефиг.7, 8, 10-12 и 18 нормальные плоскости пов 3.7 проведены к основным 3 и вспомогатель- В связи с тем, что расстояние 3 между ным 4 грунтозацепам через точки пересече смежными упорными поверхностями 1 и 2 ния их передних упорных поверхностей с рядом стоящих основных грунтозацепов 3 в экваториальной плоскостью 6, На фиг,4, 5, нормальной к грунтозацепу 3 плоскости по 9, 13-17 и 21 нормальные ограничивающие поверхности покрышки шины или гусеницы плоскости 7 проведены на равномудалении выбрано с учетом максимальной длины .от экваториальной плоскости 6, На фиг.19 15 почвенной, грунтовой призмы разрушения вспомогательные грунтозацепы 4 выполне- (ЯЬ 0,4), а боковые кромки 5 и 8 вспомоны в экваториальной сечении шины или гу- гательных грунтозацепов 4 ограничены плосеницы четырехугольной формы с разными скостями 7, нормальными к основным 3 и по высоте упорными поверхностями 9 и 10вспомогательным 4 грунтозацепам. Несу(фиг.20), а на фиг.21 вспомогательные грун щее основание оказывает грунтозацепу 3 тозацепы 4 выполнены в эваториальном се- полноценное сопротивление как на глиничении, шины или гусеницы треугольной стых, так и на песчаных почвах и грунтах, а формы с сопряженными между собой пере- упорные поверхности 1 основных грунтоза. дней 9 и задней 10 упорными поверхностя- цепов 3 используются наиболее полно.ми. Стреловидные и закругленные формы в 25 При полном заглублении основных плане самостоятельных вспомогательных грунтозацепов 3 начинает работать (за счет грунтозацепов представлены соответствен- внешнего трения) покрышка шины колеса но на фиг,4,6,7,10,11, 15-19, 21 и 5; 13, 14, или лента гусеницы, При этом сцепные качеУстройство работает следующим обра- ства протектора полностью исчерпываются зом. 30 и дальнейшее увеличение тяговой нагрузки .Когда тяговая нагрузка и сопротивле-приводит к интенсивному буксованию коле ние перемещению, действующие на мо- са или гусеницы. Так как сила трения как бильное средство, превышают силу трения внешнего(между покрышкой колеса, лентой между протектором шины колеса или гусе- гусеницы и почвой, грунтом) так и внутренницы и несущим основанием, имеет место 35 него (между призмой разрушения почвы, продольное смещение протектора относи- грунта и их монолитом) зависят от сжимаю- тельно основания (его буксование). 8 ре- щих (нормальных) сил, то сопротивление зультате этого начинает происходит,. сдвигу песчаных почв и грунтов чувствизэглубление в почву, грунт вспомогатель- тельно к увеличению сил сжатия, т.е. к давныхгрунтозацепов 4,расположенныхвцен лению колес или гусениц на несущее тральной (экваториальной) частй шины основание, Следовательно, при определен-.колеса или эластичной гусеницы. Стрело- ныхдавлениях на несущее основэниетяговидная и закругленная формы в плане вспо- вые показатели протектора будут на могательных грунтозацепов 4, а также их песчаных почвах, грунтах выше, чем на гли. четырех- и треугольная форма в плоскости, 45 нистых.параллельной экваториальной плоскости 6 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я шины колеса или гусеницы, когда опорные 1, Протектор шины колеса или эластичповерхности вспомогательных грунтозаце- ной гусеницы мобильного средства, выполпов 4 являютсясоответственнонаклонными ненный с рисунком, . образуемым (передние упорные поверхности 9 больше 50 основными и.расположенными в экваторипо высоте задних упорных поверхностей 10) альной области шины и гусеницы вспомогаи вырожденными в линию, способствуют за- тельными грунтозацепами, каждый из глублению вспомогательных грунтозацепов которых имеет две упорные поверхности, 4,что, в свою,.очередь, Способствует заглуб- о т л и ч а ю щ и й с я .тем, что, с целью лениюосновнцх грунтозэцепов 3,располо эффективной работы во всех почвенных, женных вне экваториальной части шины или грунтовых условиях, основные грунтозацегусеницы, работа которых начинает созда- пы расположены на расстоянии Я, измеряевать полноценное зацепление протектора мом между смежными упорными шины колеса или гусеницы с несущим Осно- поверхностями рядом стоящих грунтозацеванием, По мере заглубления основных повв нормальной к грунтозацепу плоскостипо поверхности покрышки шины или ленты гусеницы и определяемом соотношением 3й/0,4, где й - высота упорной поверхности грунтозацепа.2, Протектор поп,1, отл ича ю щийс я тем, что расстояние Я больше и/0,4 на величину, равную половине высоты упорной поверхности грунтозацепа.3. Протектор по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что боковые кромки вспомогательных грунтозацепов и частей основных грунтозацепов, заходящих за экваториальную плоскость шины или гусеницы, ограничены плоскостями, нормальными к основным грунтозацепам и к вспомогательным.4, Протектор по п,1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения заглубления протектора при работе на твердых почвах и грунтах, грунтозацепы, находящиеся в экваториальной области шины, в сечении,параллельном экваториальной плоскости шины, выполнены четырехугольной формы с разными по высоте и одинаково ориентированными упорными поверхностями.5 5, Протектор по п,1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения заглубления протектора при работе на твердых почвах и грунтах, грунтозацепы, находящиеся в экваториальной области шины, в сечении, 10 параллельном экваториальной плоскостишины, выполнены треугольной формы с сопряженными между собой упорными поверхностями. 15 6. Протекторпоп.1,отлича ющийс я тем, что вспомогательные грунтозацепы выполнены в плане стреловидной формы.7, Протектор по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что вспомогательные грунтозацепы 20 выполнены в плане закругленной формы,