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TRANSPORTE PERSONAL: TERRESTRE, ACUÁTICO, AÉREO
Barrena en lugar de orugas. transporte personal
Directorio / Transporte personal: terrestre, acuático, aéreo Cada año, el desarrollo de las regiones del país de difícil acceso, que atesoran en sus profundidades una riqueza incalculable, tan necesaria para la economía nacional, se desarrolla cada vez más intensamente. En busca de estos secretos de la naturaleza, numerosos grupos de exploración están trabajando. Superan cientos y miles de kilómetros de tundra impenetrable, fuerzan pantanos y pantanos, ríos que no se congelan incluso en inviernos severos, nieves profundas. En esto, cuentan con la ayuda de varios vehículos de transporte: vehículos todo terreno anfibios con orugas, vehículos todo terreno, helicópteros y aviones. Sin embargo, en condiciones particularmente difíciles, la tecnología disponible a menudo resulta impotente. Tienes que usar animales de carga, equipos de renos y, a veces, hacer el camino a pie, con esquís de caza o raquetas de nieve. Por lo tanto, los intentos son comprensibles para desarrollar un motor de este tipo que proporcionaría una alta capacidad de campo traviesa no solo para automóviles, sino también para vehículos pequeños más simples, no menos necesarios para trabajar en áreas desarrolladas remotas. Y existe un motor de este tipo: tornillo, o tornillo. Ciertamente tiene sus inconvenientes, pero también tiene muchas ventajas. El principal es garantizar la capacidad de campo a través en tales condiciones todoterreno, donde todos los demás vehículos no brindan capacidad de campo a través.
La hélice de tornillo tiene su propia historia bastante larga. Su aparición se atribuye a 1900, cuando al inventor ruso F. Dergint se le concedió una patente para un trineo accionado por una barrena. A continuación, en Francia y Suecia, aparecen las hélices de tornillo, adaptadas a los automóviles y diseñadas para dotarlos de la capacidad de moverse sobre la nieve.
Estos autos tenían una hélice de tornillo instalada entre las ruedas traseras del auto. La barrena era impulsada por el motor a través de un engranaje especial. Inicialmente, se instaló una unidad de propulsión de este tipo en los automóviles, y luego dos en paralelo. ¡Qué era la barrena en sí! Exteriormente, se parecía a un tornillo en una picadora de carne: es una varilla de cierto diámetro, en la que se enrolla una costilla alta en espiral. Los sinfines estaban montados sobre una suspensión articulada, el conductor del carro, a través de un sistema de palancas, podía bajarlos y subirlos, es decir, regular la altura en relación a las ruedas del carro. ¡Qué dio! Al conducir sobre nieve suelta y profunda, por ejemplo, bastaba con bajar la barrena para que se hundiera en una capa más densa, proporcionando una mejor tracción. Más tarde, la barrena comenzó a montarse en una suspensión de resorte, y la misma operación se realizó automáticamente, se eliminó el complejo sistema de control de palanca de la propulsión. Pero en los primeros vehículos todo terreno, la barrena aún no funcionaba de manera suficientemente confiable, y los autos tenían ruedas demasiado estrechas que, bajo el peso del auto, se hundían profundamente en la nieve y creaban una gran resistencia al movimiento. Y el diseño de la barrena también era imperfecto. Una barra de diámetro pequeño y un borde alto y estrecho de su rosca no compactaron la nieve, y en una corteza dura el automóvil podría moverse sin tal motor. La siguiente etapa en el desarrollo del transporte por barrena es un aumento en el diámetro de la hélice helicoidal, una fuerte disminución en la altura de la nervadura en espiral y el reemplazo de las ruedas con esquís. Estas mejoras aumentaron drásticamente la eficiencia de la barrena. Ahora se ha convertido en un cilindro de gran diámetro, que al moverse compacta bien la nieve, y la nervadura helicoidal, aunque era de menor altura, funcionaba mucho mejor. Las pruebas han demostrado que la adherencia de una barrena de este tipo al suelo aumenta con el aumento de la carga sobre ella. Esta observación condujo a la siguiente etapa en el desarrollo de vehículos todo terreno del tipo en cuestión, que puede llamarse moderno, ya que captura el presente. Los diseñadores abandonaron la adaptación de la hélice de tornillo al automóvil y comenzaron a construir máquinas especiales en las que toda la masa se distribuye entre dos hélices de tornillo y esquís de dirección delantera.
Casi simultáneamente, apareció otro tipo de máquinas de barrena. Ya no tenían ruedas ni esquís, y los motores eran cilindros de gran diámetro con tres o cuatro vueltas de la nervadura de trabajo. La gestión se realizó como en los vehículos de orugas: frenando uno de los sinfines. Este diseño se considera el más prometedor, ya que permite utilizar tales máquinas no solo en invierno, sino también en condiciones todoterreno completas. Vale la pena mencionar aquí las pruebas de equipos de invierno ", que se organizaron en la región de Moscú a fines de los años veinte. Se probaron las capacidades de varias motos de nieve, automóviles, tractores y accesorios para ellos que aumentan la permeabilidad de la nieve. Equipo creado por el Instituto NAMI , diseñadores individuales participaron en las pruebas.También había automóviles extranjeros, entre ellos un motor-bob sinfín y un tractor Fordson en tambores helicoidales. La comparación permitió revelar una serie de ventajas de las máquinas con hélices helicoidales: relativa simplicidad, marcha suave, buena tracción. Pero al mismo tiempo, también se revelaron las desventajas, que consisten principalmente en baja velocidad, mala maniobrabilidad y confiabilidad de diseño insuficiente. Un factor importante fueron los lugares limitados para el uso oportuno de sinfines en comparación con vehículos sobre orugas y vehículos todo terreno. Todo esto fue la razón del debilitamiento de la atención de las organizaciones de transporte a la hélice de barrena. El resurgimiento del interés por las máquinas con hélices de "tornillo", tanto en nuestro país como en el extranjero, cae en los años 60. Está relacionado con la búsqueda de estructuras todoterreno aplicables no solo en INVIERNO, sino también en otras condiciones viales particularmente difíciles. En los EE. UU., Inglaterra y Japón se crearon varias máquinas experimentales con barrena, diseñadas específicamente para trabajar en áreas muy pantanosas. En nuestro país, el laboratorio de motos de nieve del Instituto Politécnico de Gorki, que lleva el nombre de A. A. Zhdanov, realizó una gran cantidad de trabajo de investigación, incluso sobre la teoría de las hélices de tornillo. Bajo la dirección del Candidato a Ciencias Técnicas, Profesor Asociado S. V. Rukavishnikov, se desarrollaron varias máquinas de tornillos ligeros (GPI-16R, GPI-16VA, GPI-16VS y GPI-0,5), cuyas pruebas confirmaron la suposición de que el uso de máquinas de "tornillo de rotor" es prometedor.. sistemas de propulsión de motos de nieve y reveló una serie de ventajas innegables de estos sistemas de propulsión: mayor eficiencia, mayor durabilidad y confiabilidad, mejores cualidades de tracción y acoplamiento, peso más ligero y diseño simple.
Pruebas de una máquina de barrena ligera GPI-16R con un motor Izh-Planet con una potencia de 12 hp. Con. mostró que la máquina se mueve constantemente sobre la nieve con una profundidad de 200 a 800 mm, supera libremente sastrugi hasta 400 mm de altura. El sinfín tiene tambores de tornillo con un diámetro de cilindro de 300 mm y un paso de la hélice de los ganchos de 840 mm, lo que corresponde a un ángulo de elevación de la hélice del gancho de 42°. La longitud del tambor, incluidas las secciones cónicas delantera y trasera, es de 1650 mm, con el número de vueltas 3 y la altura de los ganchos 50 mm. Los ganchos están hechos en forma de trapecio con una base de 35 mm y un ángulo en la parte superior de 20°. Durante las pruebas, se realizaron comparaciones con el semioruga GPI-15, que tenía similares características de peso y potencia: ambas máquinas mostraron los mismos resultados en términos de parámetros medidos. Las conclusiones de la prueba indican que el uso de tambores helicoidales con un ángulo de línea de gancho helicoidal de 42 ° es posible para una moto de nieve, sin embargo, es deseable una disminución en el ángulo, lo que aumentará el margen de tracción del embrague. También se observó que los movimientos laterales durante el movimiento son el inconveniente más importante de una máquina impulsada por hélice. Se necesitan dispositivos para estabilizar el movimiento rectilíneo, especialmente en vías irregulares. Los desplazamientos laterales de los tambores helicoidales se conocen desde hace mucho tiempo. Otro ingeniero A. A. Krzhivitsky escribió sobre esto en el libro "Vehículos mecánicos sobre la nieve", publicado en 1926. Y aun así recomendó limitar los sinfines con patines que cortan la nieve por los lados, estabilizando el movimiento y percibiendo las fuerzas laterales surgidas en el borde helicoidal de los tambores. Los vehículos GPI-0,5 creados por el laboratorio, producidos en un pequeño lote, se usaron en el invierno en Kamchatka para evitar las líneas eléctricas, donde reemplazaron a los poderosos vehículos oruga GAZ-71 que se usaban antes. Ski-screw snowmobile GPI-0,5 consiste en un cuerpo, motor, tren de potencia (transmisión), tren de rodaje, dirección y sistemas de suministro de energía para el motor y el equipo eléctrico. El cuerpo es totalmente metálico, soldado, abierto, diseñado para transportar 2-3 personas. Es el principal elemento estructural portante de la moto de nieve. El capó delantero, debajo del cual se encuentra el motor, se pliega para garantizar la comodidad de realizar el mantenimiento del motor en funcionamiento.
El motor de motocicleta "Izh-Planet" está equipado con refrigeración forzada. A una velocidad del cigüeñal de 3200-3500 rpm, desarrolla una potencia de 15,5 litros. Con. La transmisión de potencia incluye transmisiones de cadena al embrague y la caja de cambios, hechas en un bloque con el motor, desde la caja de cambios a la caja de cambios, así como los engranajes a bordo, desde el eje principal hasta las cajas de engranajes cónicos de la transmisión de propulsión. Un disco de freno está montado en el eje principal. El tren de aterrizaje consta de dos esquís dirigibles con amortiguación de ballestas y dos tambores helicoidales de hélice con sus suspensiones. Los tambores son remachados, no herméticos, con ganchos de acero inoxidable, el número de bobinados es de 4. El paso del gancho es de 1100 con un ángulo a lo largo del tambor de 40 °. Las hélices están suspendidas en la parte trasera, lo que les permite tener un mejor agarre al suelo para superar las irregularidades de la carretera. Dirección en el sinfín: con un volante convencional y un mecanismo de piñón y cremallera; conexión con palancas giratorias taco - varillas. Vale la pena detenerse en las máquinas para propósitos especiales desarrolladas en el Instituto Politécnico de Gorky que lleva el nombre de A. A. Zhdanov. En 1968, se probaron vehículos especiales todo terreno con hélices de tornillo de los tipos GPN-63 y GPI-72, creados bajo la dirección del profesor A. F. Nikolaev. Estas máquinas, que tienen una alta relación potencia-peso, están equipadas con tambores de tornillo sellados de gran diámetro, que brindan la posibilidad de moverse libremente no solo sobre nieve o hielo cubierto de nieve a una velocidad de hasta 20 km / h, pero aun sobre agua y pantanos impenetrables. Están equipados con unidades de molienda de hielo para picar hielo alrededor de los barcos que pasan el invierno en los puertos del norte, para proteger las estructuras hidrotécnicas de la destrucción por el hielo. Con un espesor de hielo de 1,5 m, la velocidad de penetración de tal fresado alcanza los 560 m/h. De gran interés es la máquina GPI-92, diseñada específicamente para la mecanización del procesamiento de sedimentos limosos en los sitios de las instalaciones de tratamiento en las grandes ciudades. Dichos tanques de sedimentación tienen un área de varios cientos de hectáreas y, con modernas instalaciones de tratamiento, deberían absorber hasta 16000 3 mXNUMX de precipitación similar al limo por día en las grandes ciudades. Al estar deshidratadas, estas masas pueden ser utilizadas en la industria y la agricultura. Pero la práctica ha demostrado que el ciclo de deshidratación se retrasa durante varios años, principalmente debido al crecimiento excesivo de malezas en la superficie del sitio, que impiden la evaporación intensiva de la humedad. La máquina GPK-82 mostró una buena capacidad de campo traviesa en tanques de sedimentación de limo a cualquier humedad, y las hélices de tornillo rotativo también los destruyen intensamente y los sumergen en la cubierta vegetal sin el uso de accesorios adicionales. Mezclan la capa superior a una profundidad de 500-600 mm, lo que contribuye a una evaporación más intensa de la humedad. Con una potencia de motor de 115 litros. Con. y el diámetro de los tambores de tornillo rotativo estanco es de 800 mm, la máquina proporciona una velocidad de 5 a 20 km/h, dependiendo del grado de humedad de los lodos. En la planta de automóviles Likhachev de Moscú también se crearon máquinas poderosas sobre toros de propulsión de tornillo. Shnekohod ShN-I está equipado con un motor de 180 litros. Con. y tambores sellados de tornillo rotativo con Ø 800 mm, con un gancho de trabajo trapezoidal de 120 mm de altura y un ángulo de inclinación de 17 °. Para aumentar la rigidez, se rocía una capa de poliuretano en la superficie interna de los tambores. La máquina está diseñada para moverse en nieve profunda, pantanos. Se creó una máquina de pantano de barrena de diseño inusual en el Instituto de Economía Nacional de Moscú que lleva el nombre de M. N. Gubkin. Sus dos tornillos, que giran en direcciones opuestas, le permiten avanzar y retroceder; cuando se mueven en una dirección, el automóvil puede moverse hacia los lados, e incluso sobre asfalto. Este pantano está diseñado para transportar equipos de perforación sobre terrenos difíciles, por ejemplo, una plataforma de carga con colchón de aire. De las máquinas extranjeras, el modelo japonés de la barrena Dorothy es de particular interés. No tiene dos, sino cuatro tornillos, colocados en serie, dos a cada lado. Además, cualquier barrena puede girar en ambas direcciones. Gracias a esto, la máquina tiene una maniobrabilidad excepcional. Los fanáticos de la creatividad técnica no ignoraron la propulsión de tornillo rotativo. En 1965, el ingeniero P. G. Gavrilov de Temirtau propuso volver a equipar el automóvil Pobeda estándar, instalando dos sinfines y esquís de control delantero en él. Los sinfines estaban montados sobre soportes especiales sin elementos amortiguadores y eran accionados por ejes cardánicos provenientes de una caja de cambios con engranajes angulares montada en el motor. El mismo autor posee el proyecto de una máquina ski-tornillo, en la que los tambores de la barrena tenían amortiguadores neumohidráulicos, lo que mejoraba la adherencia del motor al suelo en pistas irregulares. En 1973, el ingeniero P.V. Oleinikov del pueblo de Zarechensky, región de Murmansk, construyó los sinfines CRAB-1. Debemos rendir homenaje a la perseverancia de un amante de la creatividad técnica: se necesitaron tres años para que el automóvil no solo sea eficiente, sino también confiable: funciona durante todo el período invernal sin averías.
Los sinfines CRAB-1 constan de un cuerpo de esquí, un sinfín, una unidad de motor y un esquí delantero orientable que, al moverse, compacta la nieve frente al sinfín. El cuerpo tiene forma de U: los planos laterales, equipados con rebajes, se deslizan sobre la nieve y se coloca una barrena en el recorte. Las muescas neutralizan las fuerzas laterales que se producen en el sinfín de trabajo, proporcionando un movimiento rectilíneo estable de la máquina. Y los propios planos de esquí limitan el espacio en el que opera la barrena, lo que aumenta significativamente su eficiencia. El motor se fija en el marco, que está articulado con la parte frontal a las unidades de potencia del recorte en forma de U. Su parte trasera no está conectada con el cuerpo-esquí y se extiende más allá de su borde trasero. En él, con la ayuda de un soporte especial, se instala un motor Izh-56 con refrigeración por aire forzado, así como una caja de cambios (reversa). El último es de / está terminado en el eje trasero de una silla de ruedas. Una transmisión por cadena va desde la caja de cambios hasta la transmisión por barrena. Tal esquema durante el movimiento permite que el marco de la barrena se mueva junto con el motor en un plano vertical, proporcionando una mejor adherencia del motor a la carretera en los baches. Esto también se ve facilitado por la carga óptima del sinfín, que soporta el peso del motor y la caja de cambios. El motor, como todas las máquinas similares, es un tambor cilíndrico de Ø 320 mm y una longitud de 1500 mm con tres espirales de ganchos desplazados entre sí en 120 °. El paso de los ganchos es de 450 mm, lo que significa que en una revolución el sinfín avanza 0,45 m. 1,5 costillas al mismo tiempo. Para la fabricación de ganchos, el diseñador utilizó discos desgastados del embrague del tractor. El esquí delantero controlado está equipado con una suspensión blanda de un resorte, dos amortiguadores del ciclomotor Riga y limitadores: almohadillas de goma que evitan golpes fuertes y protegen el resorte de roturas. Incluso una revisión tan breve de las máquinas de barrena muestra que el desarrollo de este tipo específico de equipo de transporte continúa, al igual que la búsqueda de nuevas soluciones de diseño. Autor: I.Nikolaev
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