Spor (transport)

Banen er et alternativt bevegelsesverktøy til hjulet for landkjøretøyer . Den brukes hovedsakelig på selvgående kjøretøy for overføring av kraften som produseres av motoren til bakken , men den kan også være tilstede på tauede kjøretøy. Banen har andre egenskaper enn hjulet: den tillater et lavere trykk på bakken og, på spesielt deformerbare og lite sammenhengende jorder, innebærer det også et økt grep selv med samme vedheftende vekt av kjøretøyet og materialene og form på overflatene (for eksempel i sammenligningen mellom dekk og gummibane).

Mekanikk

Generelt er det imidlertid historisk tatt i bruk for sporene, typer overflater og materialer som er forskjellige fra de som brukes til hjulene, som for eksempel stål (både for leddene til sporet og for hjulene som kjører på dem), med overflater vanligvis utstyrt med ganske spisse stive relieffer. Av denne grunn er vedhengen av disse sporene betydelig høyere, selv med samme kjøretøyvekt, enn dekkenes; videre er motstanden mot fremføring (også kalt rullefriksjon ) betraktelig redusert, spesielt på ujevnt underlag, på grunn av "spor"-effekten som hjulene viser når de ruller på den delen av metallbanen som ligger på bakken.

Mekanismen for vedheft av sporene til bakken er tydelig i tilfellet hvor sporet deres er drevet ned i bakken eller ikke.

I det første tilfellet er adhesjonsmekanismen basert på motstanden til jordblokkene som er plassert mellom det ene sporet og det andre, og tapet av vedheft oppstår på grunn av brudd på de samme blokkene og deres løsrivelse fra resten av bakken: adhesjonsgrensen avhenger derfor av bakkens indre kohesjon og friksjon, og disse avhenger bare delvis av trykket som utøves av kjøretøyet, siden selv ved null trykk er det en viss motstand og derfor en viss evne til å overføre adhesjon til banen; i dette tilfellet øker adhesjonsgrensen for sporet med overflaten av selve sporet og spesielt med antallet og avstanden mellom sporene. Derfor, med samme form på slitebanene, materialet og vekten til kjøretøyene, viser kjøretøyet med belter festet i bakken et større maksimalt grep enn det tilsvarende kjøretøyet med hjul festet i bakken.

I det andre tilfellet er imidlertid grepsmekanismen identisk med hjulene med samme type overflate, og spesielt er det maksimale grepet (ved grensen for glidning) identisk med det for et kjøretøy med samme vekt og med hjul med type identisk overflate, fordi selv om støtteflaten på bakken som er i stand til å utveksle trekkraft er større, er grunntrykket av samme grunn lavere og følgelig også grepet per overflateenhet, og de to variasjonene i størrelse sammenlignet med kjøretøy med hjul de kompenserer perfekt. Derfor, med samme form på slitebanene, materialet og vekten til kjøretøyene, viser kjøretøyer med belter som ikke er festet i bakken et maksimalt grep som er identisk med kjøretøyet med hjul som ikke er festet i bakken.

Ofte er sporene imidlertid ikke tatt i bruk for behov knyttet til større trekkraft, men for å oppnå en bedre "flyt", det vil si lavere risiko for å synke på lavbærende jord, og samtidig redusere kompresjonen og komprimeringen av grunnet takket være den lavere vektkraften per arealenhet. Dette er behovet som sporene noen ganger også brukes for på slepte kjøretøy.

Historie

Opprinnelsen til sporene

Bruken av spor dateres tilbake til andre halvdel av 1800-tallet , da dyretraksjon begynte å bli erstattet av motorisk trekkraft , selv om de eldste studiene går tilbake til 1770 . Hjulene utøver et marktrykk gitt av

hvor p s er bakketrykket, W er vekten til kjøretøyet og A er fotavtrykket som er igjen av kjøretøyets støttemedium på bakken. Hvis dekkene er slange-type, er marktrykket omtrentlig dekktrykket til selve dekkene. For høyt bakketrykk fører til at selve bakken synker, og derfor er ineffektiviteten til kjøretøyets trekksystem (alle som har kjørt en vanlig bil på sandete eller gjørmete grunn kjenner til resultatene som oppnås hvis bakken ikke støtter hjulene ). Med tanke på at kjøretøyets vekt ikke kan endres, er det nødvendig å øke kontaktflaten mellom kjøretøyet og bakken for å redusere bakketrykket. Imidlertid kan kontaktområdet til et kjøretøy langs L med hjul med diameter D , der hvert etterlater et avtrykk I , ikke være større enn

derfor, for å øke A , var det nødvendig et middel for overføring til bakken av kraften til motoren utenom hjulet, men som "hvilte" på et større område for å redusere trykket, videre måtte dette midlet "rulle" til tillate kontinuerlig overføring av bevegelse.

Den første løsningen som ble funnet var å koble sammen metallplater (lenker) i endene ved hjelp av pinner , på en slik måte at trykket på bakken ble utøvet på en lengde så nær kjøretøyets lengde som mulig og for en betydelig større bredde. enn et hjul.. På denne måten ble det oppnådd et lavt marktrykk, men det oppsto vanskeligheter for overføringen av drivkraften på bakken (da bare friksjonen mellom stål og underlag ikke var tilstrekkelig til å garantere trekkraften som var nødvendig for å få kjøretøyet til å bevege seg). Av denne grunn, kort tid etter introduksjonen, ble sporene utstyrt med fremspring, slik at de, ved å " slå " bakken, kunne utøve en større kraft på selve bakken.

Fordeler og ulemper med metallsporet

Fordelen med sporet i forhold til hjulet er gitt av det større fotavtrykket på bakken, som derfor gjør det mulig å operere på jord med lav bæreevne, som et kjøretøy med hjul ikke vil kunne bevege seg på (sand, gjørme, snø), selv totalt fravær av veier hvor sporet også tillater en bedre og mer stabil generell holdning til kjøretøyet, noe som gjør det lettere å overvinne spesielt krevende humper og humper. Generelt har beltekjøretøyer større mobilitet enn kjøretøy utstyrt med dekk i ulendt terreng, faktisk reduserer de støt ved å skli over små hindringer. I tillegg er sporene sterkere enn dekk, da de ikke kan eksplodere eller punkteres. Til slutt har beltekjøretøyer muligheten til å rotere med mindre krumningsradier, ettersom ved å låse et belte kan det rotere med en svingradius lik bredden på kjøretøyet, og ved å bruke et reversert spor er det til og med mulig å rotere mens det forblir vesentlig på plass.

Disse fordelene kan imidlertid begrenses av ulempene ved sporet mot hjulet, som kan oppsummeres nedenfor:

Bruk av spor i det sivile området

Den første sivile banen ble patentert i 1901 av Alvin Lombard for sine damptraktorer . Lombard-traktorer var ment å dra stammene til områdene som skulle avskoges , men det var klart at de også med fordel kunne brukes til landbrukstraktorer, faktisk var disse kjøretøyene ment å operere på land der mykheten i bakken (vanligvis bare fungerte ) ) nødvendig trykk, betydelig lavere enn det som kunne oppnås med hjul, også tatt i betraktning den høye vekten av kjøretøyene (slutten av 1800-tallet, begynnelsen av 1900-tallet) på den tiden.

Fra denne første bruken ble beltevogner brukt til veiarbeid i vanskelig tilgjengelig terreng, derfor ble det bygget bulldosere , bulldosere , gravemaskiner og lignende kjøretøy på belter.

Bruk av spor i militæret

Bruk av spor i det militære området har medført betydelig mer tyngende problemer enn for sivile kjøretøy, faktisk er forespørslene i de to sakene vesentlig forskjellige. Beltekjøretøyer for sivilt bruk transporteres vanligvis opp til en relativt kort avstand (vanligvis mindre enn 1 km) fra bruksstedet med roterte traller , så de er ikke pålagt å ha høy hastighet eller gi god komfort for personellet om bord På den annen side er problemene knyttet til militær bruk av beltekjøretøyer vesentlig forskjellige. Spesielt må militære beltekjøretøyer kunne holde en hastighet på noen titalls kilometer i timen i en periode på flere timer, så sporene må utformes på en slik måte at de tillater tilsvarende hastigheter uten å gå i stykker og tillater mannskapet å ikke oppleve overdreven stress . Disse kravene krevde en studie ikke bare av sporene isolert, men av hele fjæringen og støtdempersystemet til kjøretøyet.

Moderne spor består av lukkede modulære kjeder som består av lenker forbundet med hverandre med stifter , disse kjedene er generelt brede og laget av spesialstål . På denne måten kan sporene være fleksible nok og rulle opp rundt en rekke hjul for å danne den endeløse kretsen.

Vekten av kjøretøyet overføres til den laveste delen av banen med et antall hjul (vanligvis gummiert med solide dekk) enten enkelt eller med tilkoblede sett med hjul kalt boggier. Vanligvis er hjulene montert på oppheng for å dempe bevegelse i variert terreng. Et av de største problemene for utformingen av et spordriftssystem ligger i utformingen av fjæringssystemet. De første designene av sporsystemer (for eksempel stridsvognene fra første verdenskrig ) var totalt blottet for oppheng, deretter flyttet de til fjærer som tillot noen få centimeters forskyvning, for å komme frem til hydropneumatiske systemer ( M1 Abrams ) der det er mulig til forskyvning på flere titalls centimeter, dermed også støtdempere .

Sporene beveges av et tannhjul (drivhjul), som beveges direkte av kjøretøyets bevegelige deler, som griper inn i hull i leddene til sporene eller pinner som stikker ut fra dem for å flytte selve sporet. Drivhjulet er vanligvis montert langt over nivået der sporet kommer i kontakt med bakken, derfor holdes det i en fast posisjon i forhold til kjøretøyrammen, siden et opphengssystem på drivhjulet, selv om det er mulig, vil presentere problemer fra et mekanisk synspunkt. I motsatt ende av sporet er det et hjul som motoren ikke virker på (mellomhjul), hovedsakelig for å sikre at sporet når bakken i en viss vinkel (angrepsvinkel) som gjør at kjøretøyet kan overvinne hindringer. Generelt er tomgangshjulet koblet til beltestrammingsmekanismen , som gjør det mulig å gi sporene riktig spenning, en overdreven spenning har en tendens til å belaste sporpinnene unødig, mens en for lav spenning har en tendens til å få kjøretøyet til å "hoppe over", dvs. gå ut av sporet fra støttehjulføringen. For å redusere risikoen for å "glide" er det anordnet fremspring på den indre delen av sporet, som glir innenfor hakk mellom støttehjulene (vanligvis doble) og driv- og returhjulene.

I den øvre delen (den som ikke berører bakken) av det rullende toget, kan det være anordnet returruller for å støtte sporet i den delen som ikke berører bakken, eller det kan anordnes et fritt spor som beveger seg videre den øvre delen av støttehjulene . Generelt er returrullene nødvendige når drivhjulet er plassert bak kjøretøyets primære kjøreretning. Dette er fordi forovergiret i denne konfigurasjonen har sporet strukket i den nedre delen og slakk i den øvre, som går på rullene. Trekksystemene med fremre drivhjul, derimot, strekker den øvre delen av sporet direkte: i denne konfigurasjonen støtter eventuelle returruller sporet under reversering av bevegelse.

Merknader

  1. ^ Steven Zaloga - AMTRACS: amerikanske amfibiske angrepskjøretøyer - OspreyPublishing - London (1987)

Relaterte elementer

Andre prosjekter