Машина самоходная гусеничная малогабаритная для подъема и установки бордюрного камня.
SMALL-SIZED SELF-PROPELLED CATERPILLAR MACHINE FOR LIFTING AND SETTING CURBS

Область техники.
Изобретение относится к дорожному машиностроению и предназначено для механизации процесса строительства дорог, в частности, для перемещения и укладки камня бортового, других строительно-дорожных изделий из природного камня (далее - камня бордюрного), а также выполнения вспомогательных работ при строительстве, обслуживании и ремонте дорог и тротуаров.
Уровень техники.
Известны Способ извлечения и укладки бордюрных камней и устройство для его осуществления из патентного документа RU 2062829 С1, сущность изобретения: способ извлечения и укладки бордюрных камней включает извлечение камня, восстановление профиля канавки под установку камней и изготовление новой канавки для последних с помощью базовой машины. В качестве базовой машины используют автогрейдер. Его отвал при изготовлении канавки устанавливают под углом 45<198>к его оси и осуществляют двойной проход на глубину 80-100 мм. Затем осуществляют углубление этой канавки до 200 мм. При различном расположении автогрейдера и его отвала с боковым ножом осуществляют перемещение бордюрных камней, восстановление профиля канавки и извлечение бордюрных камней на радиусных поворотах. Устройство для извлечения и укладки бордюрных камней содержит в качестве базовой машины автогрейдер. Боковой нож отвала выполнен с удлинением нижней части на 200 мм от плоскости резания основного ножа. На одном конце кронштейна-укосины закреплено грузозахватное приспособление. Кронштейн-укосина одним концом закреплен на отвале. Недостатками заявленного решения является его большие габариты, колесный тип устройства, сложность конструкции, недостаточность оборудования предложенного устройства для обеспечения полной механизации работ по проведению дорожно-строительных работ по установке бордюрных камней.
Известно Рабочее оборудование бордюроукладчика (патентный документ SU 1664952 А1), которое включает рукоять, шарнирно смонтированный на ней вилочный захват, управляемый гидроцилиндром. Вилочный захват содержит траверсу с жестко смонтированными на ее нижней части вилами и шарнирно смонтированным на ее верхней части рычагом, со смонтированной на его конце прижимной губкой. На нижней части траверсы посредством шарниров смонтировано днище, а на боковых частях траверсы посредством шарниров - боковые стенки. По бокам днища расположены фиксаторы, каждый из которых состоит из полого корпуса, внутри которого расположен палец, выталкиваемый из корпуса пружиной. Палец снабжен выступом, который перемещается в продольном пазу днища. В вилах и боковых стенках выполнены отверстия, соосные пальцам фиксаторов при положении днища параллельно вилам, а траверса снабжена проушинами с отверстиями, соосными пальцам фиксаторов при положении днища параллельно траверсе. Недостатками данного решения являются его большие габариты, отсутствие единства в самом оборудовании и транспортном средстве (оборудование предполагается монтировать на транспортное, что неудобно).
Известна Автоматическая бордюрная машина на базе экскаваторной платформы из патентного документа CN 110904793 (А), которая состоит из платформы экскаватора, устройства точной регулировки вращения зажимных губок, зажимного устройства зажимных губок и модуля контроля усилия зажима. Зажимное устройство зажимной губки вращается с помощью устройства точной регулировки вращения, а зажимное устройство открывается и закрывается с помощью гидравлического цилиндра. Основанное на платформе экскаватора зажимное устройство с зажимными губками снабжено обратным каналом для масла и гидравлической частью управления. Рабочий процесс последовательно включает этапы запуска устройства, зажима бордюрного камня, переноса бордюрного камня, регулировки положения бордюрного камня и установки бордюрного камня. Недостатком данного решения является его большие габариты, ограниченный функционал устройства.
Прототипом заявленного решения является САМОХОДНОЕ ПОДЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЪЕМА БОРДЮРНОГО КАМНЯ И АНАЛОГИЧНЫХ ТЯЖЕЛЫХ ОБЪЕКТОВ (патентный документ WO 2015044186 (А1), состоящее из колесного или гусеничного шасси, имеющего средства привода и средства управления, позволяющие перемещать устройство, подъемное устройство предусмотрено для подъема и размещения предметов, таких как тротуарная плитка или бордюрный камень, при этом устройством можно управлять с помощью органов управления, расположенных на подъемном устройстве или рядом с ним, так что оператор может вручную управлять подъемным устройством для подъема и размещения тяжелого объект в желаемом месте, а также контролируя движение устройства, направляя подъемное устройство. Недостатком изобретения является ограниченный функционал устройства.
Несмотря на довольно высокий уровень автоматизации процессов дорожного строительства, процесс переноски и установки бордюрных камней преимущественно производится с привлечением ручного труда работников. Это связано с тем, что необходимая техника является крупногабаритной и зачастую не может проехать в условиях, к примеру, парковой зоны или тротуаров. Кроме того, известная техника содержит ограниченный набор оборудования, в связи с этим требует привлечения дополнительных ресурсов.
Задачей заявляемого изобретения, которая не решена на текущем уровне техники, является значительное уменьшение габаритов техники с сохранением и расширением функционала перемещения и укладки камня бордюрного, а также выполнения вспомогательных работ при строительстве, обслуживании и ремонте дорог и тротуаров.
Раскрытие сущности изобретения.
Технический результат заключается в создании удобного в использовании малогабаритного бордюроукладчика с расширенным функционалом по перемещению и укладке камня бордюрного, а также выполнения вспомогательных работ при строительстве, обслуживании и ремонте дорог и тротуаров.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что малогабаритный бордюроукладчик представляет собой самоходную гусеничную машину с двигателем внутреннего сгорания, гидрообъемной трансмиссией и гидрофицированным рабочим оборудованием, при этом ходовая часть представляет собой сварную раму с закрепленными к ней правым и левым гусеничными бортами, силовой установкой, состоящей из двигателя внутреннего со встроенным гидронасосом. Рама оборудована подножкой и поручнем, на котором смонтирован пульт управления для запуска и контроля двигателя и управлением гидросистемой. На раме установлены элементы гидравлической системы, топливный и масляный баки, инструментальный ящик. В инструментальном ящике в специальном отсеке размещена аккумуляторная батарея (АКБ), блок предохранителей и выключатель массы. Для погрузки-разгрузки изделия на транспортное средство на балках гусеничных бортов приварены строповочные скобы.
На раму гусеничного шасси установлена стойка, на которую шарнирно смонтирован манипулятор. К стойке манипулятора и раме закреплен гидроцилиндр подъема или опускания манипулятора в рабочее или транспортное положение. Манипулятор в рабочем положении закрепляется откидным болтом. В транспортном положении манипулятор и короткая балка фиксируются болтами. Манипулятор в транспортном положении складывается, в рабочем положении манипулятор вращается по оси стойки для обеспечения выполнения работ по укладке бордюрного камня с обеих сторон машины. На манипуляторе установлен проблесковый фонарь, электрическая лебедка, фара освещения рабочей зоны, к тросу лебедки крепится сменный захват. На раме укреплен вилочный подъемник, который приводится в работу гидроцилиндром. На раме вилочного подъемника установлены две фары для работы в темное время суток. Рама изделия представляет собою сварную конструкцию из профильных труб. Рама крепится к бортам изделия болтовыми соединениями. К раме приварены кронштейны крепления масляного бака с правой стороны и топливного бака и инструментального ящика с левой стороны. На раме установлены: опорная стойка капота двигателя, рабочая площадка, кронштейны изделия капота двигателя. Борт с резиновой гусеницей с гидравлическим приводом предназначен для обеспечения движения в рабочей зоне. Борт состоит из корпуса, представляющем собой сварную П-образную конструкцию, изготовленную из стального листа, в передней части корпуса приварен кронштейн для установки гидравлического мотор-редуктора, на посадочном месте мотор-редуктора закреплена ведущая звездочка. В задней внутренней части короба приварены направляющие планки для установки натяжного механизма с направляющим колесом. В нижней части короба в пазах установлены пять опорных роликов. В верхней части короба приварены кронштейны, в которые устанавливается поддерживающий ролик. К корпусу приварены кронштейны для крепления борта к раме и такелажные скобы. В средней части короба имеется отверстие для доступа к масленкам механизма натяжения, закрытое крышкой. На борт устанавливается лента гусеничная. Правый и левый борта отличаются друг от друга зеркальным отображением. Манипулятор двухплечевой устанавливается на стойку рамы и состоит из основной балки, шарнирно закрепленной на оси стойки, на основной балке шарнирно закреплена короткая балка с установленной на ней электрической лебедкой. Двухплечевая конструкция позволяет обеспечить доступ к грузу в зоне от 0,62 м до 3,5 м от центра поворота манипулятора. Подъем манипулятора из транспортного положения в рабочее и обратно производится гидроцилиндром, шток которого закреплен в кронштейне. На кронштейне основной балки устанавливается проблесковый фонарь. Трос электрической лебедки проходит через направляющий ролик, на конце троса установлен крюк для установки захватов бордюрного камня. Вилочный подъемник состоит из рамы, выполненной из двух параллельных швеллеров, выполняющих функцию направляющих, жестко связанных между собою пластинами и усиленными ребрами жесткости. По направляющим на роликах происходит перемещение каретки, перемещение обеспечивает гидроцилиндр, на котором установлен тормозной клапан, предотвращающий самопроизвольное опускание каретки. Гидравлическая система изделия однопоточная, открытого типа, с нерегулируемым гидронасосом, обеспечивает управление рабочими органами: подъем и опускание манипулятора из транспортного в рабочее положение и наоборот, подъем и опускание вилочного подъемника, подъем и опускание самосвального кузова, управление движением изделия. Гидравлическая система включает в себя гидромоторы правого и левого борта, сливной блок, сливной фильтр, пятисекционный гидрораспределитель, распределительный блок, гидронасос, муфты быстроразъемных соединений (БРС), гидроцилиндр подъема-опускания манипулятора, гидроцилиндр подъема-опускания вилочного подъемника, тормозной клапан, уровнемер, двигатель. Электрооборудование изделия обеспечивает пуск двигателя, аварийную остановку, работу тяговой лебедки, включение освещения, световой и звуковой сигнализации; состоит из аккумуляторной батареи, предохранителей, оборудования для звукового сигнала, противотуманной фары, проблескового фонаря, реле, кнопки звукового сигнала, переключателя, автомобильной лебедки. Вспомогательное оборудование используется для перемещения и укладки бортового камня вдоль тротуаров и дорог. В качестве вспомогательного оборудования используются боковые захваты и захват торцовый. Боковые и торцовые захваты оснащены подвесным механическим механизмом захвата. Боковые захваты предназначены для захвата бордюрного камня шириной до 200 мм и массой до 250 кг с боковых сторон и удержания его при перемещении с помощью манипулятора.
Торцовые захваты предназначены для захвата бордюрного камня длинной от 500 до 1000 мм с шагом 50 мм и массой до 250 кг с торцовых сторон и удержания его при перемещении с помощью манипулятора.
Регулируемый механизм захватов позволяет удобно и быстро производить снятие бордюров разного размера с поддона.
Для проведения работ по подготовке места укладки бордюров бордюроукладчик может комплектоваться дополнительным оборудованием: планировщиком и самосвальным кузовом, которые устанавливаются на вилочный подъемник, при этом гидропривод самосвального кузова при установке на вилочный подъемник с помощью БРС соединяется с гидравлической системой изделия. Для управления исполнительными механизмами и перемещения изделия на рабочей площадке установлен пульт управления, на котором смонтированы органы управления, запуска и контроля. У органов управления и запуска имеются таблички, значки, пояснительные надписи, информирующие о включении, выключении, режимах работы, функциональном назначении этих органов. Управление движением изделия и гидроцилиндрами рабочих органов осуществляется гидрораспределителем, который направляет потоки масла под давлением к исполнительным механизмам. Для управления электрической лебедкой используется пульт дистанционного управления, включающий в себя кнопку включения/выключения лебедки, кнопку наматывание троса на барабан, кнопку размотки троса из барабана.
Изобретение имеет небольшие габариты (в транспортном положении 3254*1915*1445 мм.), что позволяет ему перемещаться практически в любой местности.
Для контроля за работой систем и механизмов изделия используются встроенные контрольно-измерительные приборы. В двигателе имеется счетчик моточасов.
Изобретение иллюстрируется чертежами, представленными на фигурах 1-18:
- на фигуре 1 представлен общий вид бордюроукладчика;
- на фигуре 2 изображен вид сверху бордюроукладчика;
- на фигуре 3 изображена рама бордюроукладчика;
- на фигуре 4 представлен борт бордюроукладчика;
- на фигуре 5 представлен манипулятор бордюроукладчика;
- на фигуре 6 изображен вилочный подъемник;
- на фигуре 7 представлена схема соединений гидравлической системы;
- на фигуре 8 представлена принципиальная схема гидравлической системы;
- на фигуре 9 представлена принципиальная электрическая схема;
- на фигуре 10 изображен захват боковой 1;
- на фигуре 11 изображен захват боковой 2;
- на фигуре 12 изображен захват торцевой;
- на фигуре 13 изображен планировщик;
- на фигуре 14 изображен кузов самосвальный;
- на фигуре 15 представлен пульт управления;
- на фигуре 16 показан пульт дистанционного управления электрической лебедкой;
- на фигуре 17 показан процесс установки кузова;
- на фигуре 18 показан процесс установки планировщика.
Цифрами на фигурах обозначены: 1 - рама; 2 - борт правый; 3 - борт левый; 4 - силовая установка; 5 - пульт управления; 6 - гидросистема; 7 - топливный бак; 8 - масляный бак; 9 - инструментальный ящик; 10 - аккумуляторная батарея; 11 - блок предохранителей; 12 - выключатель массы; 13 - строповочные скобы; 14 - стойка; 15 - манипулятор; 16 - гидроцилиндр подъема манипулятора; 17 - откидной болт; 18 - кронштейн фиксации балки; 19 - балка короткая; 20 - проблесковый фонарь; 21 - лебедка электрическая; 23 - вилочный подъемник; 24 - гидроцилиндр вилочного подъемника; 25 - рама; 26 - стойка манипулятора; 27 - кронштейны крепления масляного бака, топливного бака и инструментального ящика; 28 - опорная стойка капота двигателя; 29 - рабочая площадка; 30 - кронштейн крепления капота двигателя; 31 - направляющее колесо с натяжным механизмом; 32 - крышка; 33 - опорный ролик; 34 - кронштейн; 35 - поддерживающий ролик; 36 - корпус; 37 - такелажная скоба; 38 - лента гусеничная 250×109×41; 39 - гидромотор; 40 - винт M12; 41 - ведущая звездочка; 42 - балка короткая; 43 - балка основная; 44 - стойка; 45 - кронштейны фиксаторов в транспортном положении; 46 - кронштейн фиксатора в рабочем положении; 47 - кронштейн крепления штока гидроцилиндра подъема манипулятора из транспортного в рабочее положение; 48 - кронштейн проблескового фонаря; 49 - ролик троса; 50 - крюк; 51 - каретка; 52 - ролик каретки; 53 - вилы; 54 - гидромотор правого борта; 55 - гидромотор левого борта, 56 - сливной блок, 57 - сливной фильтр, 58 - пятисекционный гидрораспределитель, 59 - распределительный блок, 60 - гидронасос, 61 - муфты БРС, 62 - кузов; 63 - рама кузова; 64 - болт М27; 65 - гидроцилиндр кузова; 66 - подрамник; 67 - рукав высокого давления (РВД) 68 - рычаг для управления левой гусеницей, 69 - рычаг для управления правой гусеницей, 70 - рычаг для управления работой гидроцилиндра перевода манипулятора из транспортного положения в рабочее и обратно, 71 - рычаг для управления гидроцилиндром вилочного подъемника, 72 - рычаг для управления дополнительным оборудованием; 73 - кнопка включения освещения; 74 - кнопка включения проблескового фонаря;
75 - кнопка включения освещения на манипуляторе; 76 - кнопка подачи звукового сигнала; 77 - счетчик моточасов; 78 - кнопка включения/выключения лебедки; 79 - кнопка наматывание троса на барабан; 80 - кнопка размотки троса из барабана; 81 - планировщик; 82 - стопор регулировки угла поворота планировщика; 83 - болт фиксации планировщика; 84 - болт фиксации короткой балки в транспортном положении; 85 - болт фиксации основной балки в транспортном положении; 86 - болт фиксации кузова; 87 - болт фиксации основной балки
Динамика изобретения.
После доставки бордюроукладчика к месту работы оператор готовит изделие к работе в соответствии с выполняемыми задачами.
Для выполнения работ вилочным подъемником необходимо перевести манипулятор из транспортного положения в рабочее, для чего запустить двигатель и перемещением рычага 70 вперед поднять стойку манипулятора в вертикальное положение и зафиксировать ее в рабочем положении с помощью откидного болта за кронштейн 34. Балка основная и балка короткая остаются зафиксированными кронштейнами фиксаторов 45 в неподвижном состоянии.
Вилочным подъемником захватывается поддон с установленными на нем бордюрными камнями и доставляется его к месту укладки.
Для выполнения работ по установке бордюрного камня с помощью балки манипулятора необходимо вывернуть болт из кронштейнов фиксаторов 45 и освободить кронштейн фиксаторов 45.
На месте укладки бордюра для обеспечения дополнительной устойчивости изделия вилочный подъемник переводится в нижнее положение, захват бордюрного камня производится при помощи захватов, установленных на грузовом крюке лебедки, управление подъемом и опусканием груза производится с помощью дистанционного пульта управления лебедкой, подвод короткой балки к месту захвата груза и к месту изделия производится вручную.
Для проведения работ по подготовке места укладки бордюров предусмотрена возможность установки на вилочный подъемник планировщика или самосвального кузова для подвоза материалов.
При установке планировщика (фигура 17) балку манипулятора необходимо зафиксировать болтами 84 и 85 в транспортном положении. Выставить вилы подъемника 53 на высоту от 180 до 200 мм, вставить вилы в направляющие планировщика и зафиксировать болтами 83. При необходимости предусмотрена возможность установки отвала планировщика на угол 15° к направлению движения изделия, для чего стопор 82 переустанавливается в требуемое положение.
Для установки самосвального кузова необходимо балку манипулятора зафиксировать болтом 84 (фигура 17), повернуть манипулятор на 180° в сторону двигателя и зафиксировать кронштейны фиксаторов болтом 87. Выставить вилы подъемника на высоту 180…200 мм, вставить вилы в направляющие самосвального кузова 62 и зафиксировать болтами 86. Для подключения гидросистемы кузова к гидросистеме бордюроукладчика необходимо соединить БРС кузова и бордюроукладчика. Управление гидроцилиндром самосвального кузова осуществляется рычагом 72.
Изобретение позволяет обеспечить создание удобного в использовании малогабаритного бордюроукладчика с расширенным функционалом по перемещению и укладке камня бордюрного, а также выполнения вспомогательных работ при строительстве, обслуживании и ремонте дорог и тротуаров. Описанная конструкция исключает необходимость в применении ручной силы, а также обеспечивает удобство доступа оборудования в любую местность, кроме того, исключает необходимость в использовании дополнительной техники для работ по ремонту дорог и тротуаров за счет наличия дополнительного оборудования, связанного с гидросистемой управления, выбора типов захватов и т.д. Кроме того, для более безопасного производства работ используется фиксатор, ограничивающий поворот стрелы манипулятора, что также способствует удобству использования.