ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ И РЕСУРСА ХОДОВОЙ ЧАСТИ МНОГОЦЕЛЕВЫХ ГУСЕНИЧНЫХ МАШИН

А.Н. Леонтьев, начальник института, к.т.н, доцент, президент Сибирского отделения Академии военных наук (ОТИИ)
Ю.К. Машков, завкафедрой, д.т.н., профессор (ОмГТУ)
О.А. Мамаев, начальник кафедры, к.т.н., доцент (ОТИИ)

      Совершенство конструкции механизмов ходовой части, определяемое их надежностью и ресурсом, обеспечивает высокую подвижность и реализацию скоростных качеств многоцелевых гусеничных и колесных машин (МГКМ), особенно в условиях бездорожья, пересеченной местности и преодоления водных преград. И в этой связи, наряду с огневой мощью и защищенностью, высокая подвижность и надежность характеризует технический уровень боевых машин и определяет их готовность к выполнению поставленной

 задачи.
      Механизмы и системы ходовой части МГКМ содержат опорные и поддерживающие катки, направляющие колеса, гидравлические амортизаторы, гидропневматические рессоры, снабженные соответствующими уплотнениями или - герметизирующими устройствами (ГУ) с резиновыми уплотняющими элементами. В процессе хранения и эксплуатации в условиях переменных нагрузок, скоростей и температур неизбежно происходит старение резины, сопровождающееся значительным ухудшением ее эксплуатационных свойств, потерей работоспособности и разрушением уплотнительных элементов.

      Повышение надежности и ресурса ГУ возможно путем замены резиновых уплотняющих элементов пластмассовыми при соответствующем изменении конструкции всего ГУ. В Омском танковом инженерном институте совместно с Омским государственным техническим университетом проводится комплекс научно-исследовательских работ по повышению надежности и ресурса герметизирующих устройств систем и механизмов ходовой части МГКМ. Первые исследования и разработки были посвящены пневматическим рессорам подвески и уплотнениям ступиц опорных катков и направляющих колес БМД-1 и танка Т-80.

      Надежность и эффективность пневматических рессор подвески определяется надежностью уплотнений поршня-разделителя, которые, несмотря на высокую ответственность этого элемента, имеют простую конструкцию и выполняются в виде резиновых колец круглого сечения, установленных в канавках корпуса поршня. Конструкция уплотнений осей опорных катков и направляющих колес также проста и традиционна - это резиновые манжеты воротникового типа.

      С целью повышения надежности и ресурса уплотнений разработаны комбинированные герметизирующие устройства, состоящие из уплотнительного элемента в виде кольца с тонкой уплотняющей губкой и силового элемента - эспандера в виде резинового кольца, устанавливаемого на уплотняющую губку и поджимающего ее к уплотняемой поверхности. Герметизирующие устройства поршня-разделителя и осей опорных катков имеют одинаковую схему, но отличаются по конструктивному исполнению и обеспечивают взаимозаменяемость с серийными уплотнениями.

      Существенное повышение надежности уплотнений достигается, главным образом, за счет применения полимерных композиционных материалов (ПКМ) для изготовления уплотняющих элементов, разрабатываемых с учетом условий эксплуатации механизмов ходовой части МГКМ. Для уплотнений поршня-разделителя разработан ПМК на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ), отличающийся высокой химической стойкостью, превосходными антифрикционными свойствами, сохраняющий свои эксплуатационные свойства в течение длительного времени. В качестве наполнителя-модификатора использовали ультрадисперсный скрытокристаллический графит (СКГ). Введение такого наполнителя приводит к изменению структурно-фазового состава и параметров надмолекулярной структуры ПТФЭ, чем обеспечивается существенное повышение износостойкости ПМК даже при малой концентрации наполнителя в пределах 7-8 масс.%.
      Для уплотнительных элементов осей опорных катков разработан новый ПМК на основе ПТФЭ, в состав которого дополнительно введено измельченное углеродное волокно (УВ). Это сделано с целью повышения износостойкости ПМК, поскольку уплотнительные элементы осей опорных катков работают в условиях высоких скоростей скольжения по сравнению с уплотнениями поршня-разделителя пневморессоры. Количество и соотношение компонентов определяли по результатам оптимизационных исследований и испытанием образцов ПКМ на машине трения по плану факторного эксперимента. Полученные уравнения регрессии показывают, что износостойкость ПКМ повышается с увеличением содержания УВ и СКГ, а предел текучести и модуль упругости - главным образом, при введении углеродного волокна. Оптимальное содержание компонентов установлено исследованием по методу крутого восхождения и составляет 4-5 масс.% УВ и 7-8 масс.% СКГ.

      Разработанные конструкции герметизирующих устройств испытаны в лабораторных условиях на стендах, имитирующих условия эксплуатации пневморессор и опорных катков в течение времени, соответствующего пробегу машин 5000-7000 км. Испытания показали высокую работоспособность и надежность уплотнений и позволяют прогнозировать значительное увеличение их ресурса. Ходовые испытания герметизирующих устройств в составе БМД-1 и танка Т-80 подтвердили высокую надежность разработанных конструкций, высокий уровень и стабильность характеристик физико-механических и триботехнических свойств новых полимерных композиционных материалов.

ЛИТЕРАТУРА

Леонтьев А.Н. Повышение надежности и ресурса пневматической рессоры подвески боевых десантных машин. Дисс... к.т.н. - Омск: ОмГТУ, 2000. 136 с.

Машков Ю.К, Гладенко А.А., Калистратова Л.Ф. и др. Структура и свойства политетрафторэтилена, модифицированного природным скрытокристаллическим графитом // Трение и износ. 2000. Т. 21. № 1. С. 47-51.