САМОХОДНАЯ КОНЦЕВАЯ СТАНЦИЯ МОБИЛЬНОЙ КАНАТНОЙ ДОРОГИ

Полезная модель относится к области подъемно-транспортного машиностроения, а именно к устройствам на основе подвесных канатных систем для мобильного развертывания транспортно-перегрузочных грузовых и пассажирских дорог в условиях необорудованной и труднодоступной местности, при ликвидации природных или техногенных чрезвычайных ситуаций.
Известна конструкция тыловой мачты для мобильной канатной трелевочной установки (патент RU №84181, A01G 23/02, 2009 г.) [1], размещенной с возможностью ее бокового расположения на самоходной базе, имеющей шасси с установленным на нем приводящимся во вращение вручную поворотным кругом, причем устанавливаемая на грунт мачта снабжена соединенными с помощью шарнира вертикальной и наклонной стойками, из которых наклонная стойка прикреплена посредством цапфы к поворотному кругу, а вертикальная стойка удерживается канатом, одним концом навитым на барабан, а другим - запакованным в блоки на вертикальной стойке для подъема-опускания мачты при ее переводе в транспортное положение при перебазировании мобильной канатной трелевочной установки на новое место дислокации.
Эта конструкции имеет ряд существенных конструктивных и функциональных недостатков. Во-первых, работы по монтажу/демонтажу тыловой мачты не механизированы, выполняются вручную. Во-вторых, что является наиболее важным для предлагаемой полезной модели, конструкция тыловой мачты не позволяет обеспечить движение несущее-тягового каната вместе с транспортируемым грузом, так как мачта обеспечивает лишь натяжение неподвижного несущего каната для перемещения по нему кареток-захватов со срубленными деревьями вследствие отсутствия вращающегося от приводного механизма канатного шкива.
Близкой по своей технической сущности к предлагаемой полезной модели является самоходная концевая станция (патент RU №200827, В61В 7/00, 2020 г.) [2] в виде оборудованного аутригерами и анкерами мобильного шасси, предназначенной для применения с другим аналогичным шасси в составе мобильного транспортно-перегрузочного канатного комплекса, содержащая приводной и натяжной механизмы, закрепленную на надрамной конструкции несущей рамы концевую опору с расположенным на ней канатным шкивом и огибающий канатный шкив замкнутый натянутый несуще-тяговый канат с прицепными устройствами для подвески транспортируемых грузов, причем концевая опора своим нижним концом шарнирно крепится к надрамной конструкции несущей рамы самоходной концевой станции и имеет возможность перемещения в вертикальной плоскости, совпадающей с продольной осью мобильного шасси, на произвольный угол не более 120 град с помощью подъемного гидроцилиндра, а шарнирно закрепленный на оголовке концевой опоры канатный шкив снабжен механизмом поворота на угол не более 90 град с помощью поворотного гидроцилиндра.
Наиболее существенный функциональный недостаток этой конструкции заключается в том, что для перевода концевой опоры из транспортного положения в вертикальное рабочее положение необходимо использовать подъемный гидроцилиндр значительной мощности и длины, достигающей 3…5 м, и обеспечивать значительный ход штока гидроцилиндра, соответствующий 80…90% его длины, при диаметре гидроцилиндра до 250…350 мм [3]. Гидроцилиндры с такими массо-габаритными характеристиками являются при их изготовлении уникальными и дорогостоящими изделиями, а при эксплуатации - изделиями с пониженными характеристиками надежности и ремонтопригодности. Еще одним недостатком рассматриваемой конструкции является то, что удержание концевой опоры в требуемом рабочем положении при эксплуатации мобильной канатной дороги выполняется путем стопорения поршня подъемного гидроцилиндра за счет перекрытия гидролиний, связывающих соседние полости гидроцилиндра, и, таким образом, исключения перетекания рабочей жидкости между ними под действием усилия на шток со стороны эксплуатационной нагрузки. Однако вследствие конечной величины объемной упругости реальной рабочей жидкости переменность во времени эксплуатационной нагрузки, обусловленная изменением скорости движения каната, веса груза, его раскачивания в условиях ветрового воздействия и др., приводит к колебательным смещениям поршня из положения равновесия с небольшой амплитудой и возникновению дополнительных динамических напряжений в металлоконструкции концевой опоры, опасных из-за возможного развития в ней усталостных процессов и зарождения в сварных швах усталостных трещин.
Наиболее близкой по своей технической сущности к предлагаемой полезной модели и принятой за ее прототип является самоходная концевая станция мобильной канатной дороги (заявка RU №2020141677, В61В 7/00, заявл. 18.12.2020 г., решение о выдаче патента 22.03.2021) [4] в виде оборудованного анкерными устройствами мобильного шасси, предназначенная для применения с другим аналогичным шасси в составе мобильного транспортно-перегрузочного канатного комплекса, содержащая концевую опору с расположенным на ней канатным шкивом с приводным и натяжным механизмами, механизм подъема концевой опоры из транспортного положения в рабочее положение с помощью шарнирно сочлененной складывающейся штанги, в конструкцию которого входит гидроцилиндр для перемещения шарнира узла соединения верхней и нижней частей складывающейся штанги, а также огибающий канатный шкив движущийся замкнутый натянутый несуще-тяговый канат с прицепными устройствами для подвески транспортируемых грузов.
Наиболее существенный функциональный недостаток этой конструкции заключается в том, что в начальный момент подъема концевой опоры из исходного транспортного положения в требуемое рабочее положение, близкое к вертикальному, подъемному гидроцилиндру необходимо развить достаточно значительное тяговое усилие, чтобы создаваемый им активный подъемный крутящий момент относительно шарнира крепления концевой опоры мог превышать суммарный реактивный крутящий момент от веса металлоконструкции концевой опоры и обеих частей складывающейся штанги, веса канатного шкива с приводным и натяжным механизмами. Это связано с тем, что действующая на концевую опору подъемная сила, передаваемая от гидроцилиндра с помощью верхней части складывающейся штанги, расположена под весьма острым углом (4…8 град) к продольной оси концевой опоры. Поэтому создаваемое гидроцилиндром тяговое усилие должно в 7…15 раз превышать необходимую подъемную силу, которая должна быть приложена к концевой опоре для обеспечения ее подъема. При дальнейшем подъеме необходимое тяговое усилие, которое должен развивать подъемный гидроцилиндр, достаточно быстро снижается, однако, тем не менее, проектные расчеты его массо-габаритных характеристик и мощности насоса гидросистемы, прочностные и динамические расчеты несущей металлоконструкции самоходного шасси выполняются, исходя из максимальной нагрузки, возникающей в процессе установки концевой опоры в рабочее положение.
Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является снижение массо-габаритных характеристик основного подъемного гидроцилиндра и снижение потребной мощности насоса гидросистемы за счет установки вспомогательного гидроцилиндра предварительного подъема концевой опоры из исходного транспортного положения, а также за счет снижения нагруженности несущей рамы самоходного мобильного шасси в процессе установки концевой опоры в рабочее положение вследствие снижения максимального усилия на штоке основного подъемного гидроцилиндра, которое он должен развивать, и, следовательно, снижения величины опорных реакций и напряжений, возникающих в металлоконструкции несущей рамы шасси.
Для решения указанной технической задачи в самоходной концевой станции мобильной канатной дороги в виде оборудованного анкерными устройствами мобильного шасси, предназначенной для применения с другим аналогичным шасси в составе мобильного транспортно-перегрузочного канатного комплекса, содержащей концевую опору с расположенным на ней канатным шкивом с приводным и натяжным механизмами, механизм подъема концевой опоры из транспортного положения в рабочее положение с помощью шарнирно сочлененной складывающейся штанги, в конструкцию которого входит гидроцилиндр для перемещения шарнира узла соединения верхней и нижней частей складывающейся штанги, а также огибающий канатный шкив движущийся замкнутый натянутый несуще-тяговый канат с прицепными устройствами для подвески транспортируемых грузов в конструкцию механизма подъема концевой опоры дополнительно включен вспомогательный гидроцилиндр предварительного подъема концевой опоры, причем в транспортном положении концевой опоры ее продольная ось и продольная ось вспомогательного гидроцилиндра перпендикулярны.
Полезная модель поясняется более подробно с помощью чертежей. Все не требующиеся для непосредственного понимания полезной модели элементы исключены.
На фиг. 1 показан общий вид самоходной концевой станции с концевой опорой в транспортном (нерабочем) положении; на фиг 2 - общий вид самоходной концевой станции с концевой опорой в промежуточном положении (в момент окончания этапа предварительного подъема концевой опоры); на фиг. 3 - общий вид самоходной концевой станции с концевой опорой в рабочем положении; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 2 (цилиндрический шарнир крепления концевой опоры); на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 2 (цилиндрический шарнир крепления корпуса основного подъемного гидроцилиндра); на фиг. 6 - сечение В-В на фиг. 2 (цилиндрический шарнир крепления нижней части складывающееся штанги); на фиг. 7 - сечение Г-Г на фиг. 2 (цилиндрический шарнир крепления верхней части складывающееся штанги); на фиг. 8 - сечение Д-Д на фиг. 2 (цилиндрический шарнир крепления штока вспомогательного подъемного гидроцилиндра); на фиг. 9 - сечение Е-Е на фиг. 2 (цилиндрический шарнир крепления корпуса вспомогательного подъемного гидроцилиндра); на фиг. 10 - вид А на фиг. 2 (цилиндрический шарнир крепления штока подъемного гидроцилиндра и складывающейся опоры); на фиг. 11 - графики изменения величины усилия на штоке основного и вспомогательного подъемных гидроцилиндров для прототипа и предлагаемой полезной модели.
Суть полезной модели заключается в следующем.
ts
На несущей раме 1 (фиг. 1-3) самоходной концевой станции 2 (фиг. 1-3) установлена надрамная конструкция 3 (фиг. 1-3, 5, 9) для закрепления необходимого технологического оборудования. В концевой части несущей рамы 1 (фиг. 1-3) на надрамной конструкции 3 (фиг. 1-3, 5, 9) закреплен цилиндрический шарнир 4 (фиг. 1-3), обеспечивающий подвижное (поворотное) соединение надрамной конструкции 3 (фиг. 1-3, 5, 9) и концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8). Цилиндрический шарнир 4 (фиг. 1-3) образован парой проушин 6 (фиг. 1-4), неподвижно закрепленных, например, сваркой на надрамной конструкции 3 (фиг. 1-3, 5, 9), и парой проушин 7 (фиг. 4), неподвижно закрепленных, например, сваркой на нижней части концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8). В соосные отверстия проушин 6 (фиг. 1-4) и 7 (фиг. 4), укомплектованных подшипниками качения 8 (фиг. 4), вставлен шарнирный палец 9 (фиг. 1-4), обеспечивающий подвижную кинематическую связь между надрамной конструкцией 3 (фиг. 1-3, 5, 9) и концевой опорой 5 (фиг. 1-4, 8). Данная конструкция узла крепления концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8) позволяет ей совершать поворотное движение в вертикальной плоскости, совпадающей с продольной осью мобильного шасси. К надрамной конструкции 3 (фиг. 1-3, 5, 9) с помощью цилиндрического шарнира 11 (фиг. 1-3) крепится корпус основного подъемного гидроцилиндра 10 (фиг. 1-5). Цилиндрический шарнир 11 (фиг. 1-3) образован парой проушин 12 (фиг. 1-3, 5), неподвижно закрепленных, например, с помощью сварки на надрамной конструкции 3 (фиг. 1-3, 5, 9), в соосные отверстия которых вставлен шарнирный палец 13 (фиг. 1-3, 5) с надетой на него серьгой торцевой крышки 14 (фиг. 5) основного подъемного гидроцилиндра 10 (фиг. 1-5). На надрамной конструкции 3 (фиг. 1-3, 5, 9) между цилиндрическими шарнирами 4 (фиг. 1-3) и 11 (фиг. 1-3) закреплен цилиндрический шарнир 15 (фиг. 1-3), обеспечивающий подвижное (поворотное) соединение надрамной конструкции 3 (фиг. 1-3, 5, 9) и нижней части складывающейся штанги 16 (фиг. 1-3, 6, 10). Цилиндрический шарнир 15 (фиг. 1-3) образован парой проушин 17 (фиг. 1-3, 6), неподвижно закрепленных, например, сваркой на надрамной конструкции 3 (фиг. 1-3, 5, 9), и парой профилированных проушин 18 (фиг. 6) неподвижно закрепленных, например, сваркой на нижней части складывающейся штанги 16 (фиг. 1-3, 6, 10). В соосные отверстия проушин 17 (фиг. 1-3, 6) и 18 (фиг. 6), укомплектованных подшипниками качения 19 (фиг. 6), вставлен шарнирный палец 20 (фиг. 1-3,6), обеспечивающий подвижную кинематическую связь между надрамной конструкцией 3 (фиг. 1-3, 5, 9) и нижней частью складывающейся штанги 16 (фиг. 1-3, 6, 10). Данная конструкция узла крепления нижней частью складывающейся штанги 16 (фиг. 1-3, 6, 10) позволяет ей совершать поворотное движение в вертикальной плоскости, совпадающей с продольной осью мобильного шасси. На металлоконструкции концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8) закреплен цилиндрический шарнир 21 (фиг. 1-3), обеспечивающий подвижное (поворотное) соединение концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8) и верхней части складывающейся штанги 22 (фиг. 1-3, 7, 10). Цилиндрический шарнир 21 (фиг. 1-3) образован парой профилированных проушин 23 (фиг. 1-3, 7), неподвижно закрепленных, например, сваркой на концевой опоре 5 (фиг. 1-4, 8), и парой проушин 24 (фиг. 7), неподвижно закрепленных, например, сваркой на верхней части складывающейся штанги 22 (фиг. 1-3, 7, 10). В соосные отверстия проушин 23 (фиг. 1-3, 7) и 24 (фиг. 7), укомплектованных подшипниками качения 25 (фиг. 7) вставлен шарнирный палец 26 (фиг. 1-3, 7), обеспечивающий подвижную кинематическую связь между концевой опорой 5 (фиг. 1-4, 8) и верхней частью складывающейся штанги 22 (фиг. 1-3, 7, 10). Данная конструкция узла крепления верхней части складывающейся штанги 22 (фиг. 1-3, 7, 10) позволяет ей совершать плоско-параллельное движение в вертикальной плоскости, совпадающей с продольной осью мобильного шасси. Нижняя часть складывающейся штанги 16 (фиг. 1-3, 6, 10), верхняя часть складывающейся штанги 22 (фиг. 1-3, 7, 10) и шток 27 (фиг. 1-3, 10) основного подъемного гидроцилиндра 10 (фиг. 1-5) соединяются цилиндрическим шарниром 28 (фиг. 1-3). Цилиндрический шарнир 28 (фиг. 1-3) образован парой проушин 29 (фиг. 10), неподвижно закрепленных на торце нижней части складывающейся штанги 16 (фиг. 1-3, 6, 10), и парой проушин 30 (фиг. 10), неподвижно закрепленных на торце верхней части складывающейся штанги 22 (фиг. 1-3, 7, 10), в соосные отверстия которых вставлен шарнирный палец 31 (фиг. 1-3, 10) с надетой на него крепежной втулкой 32 (фиг. 10) штока 27 (фиг. 1-3, 10) подъемного гидроцилиндра 10 (фиг. 1-5). Цилиндрический шарнир 28 (фиг. 1-3) позволяет совершать соединяемым элементам взаимное поворотное движение относительно шарнирного пальца 31 (фиг. 1-3, 10) при перемещении штока 27 (фиг. 1-3, 10). На надрамной конструкции 3 (фиг.) между цилиндрическими шарнирами 4 (фиг. 1-3) и 11 (фиг. 1-3) закреплен цилиндрический шарнир 33 (фиг. 1-3), обеспечивающий подвижное (поворотное) соединение надрамной конструкции 3 (фиг. 1-3, 5, 9) и корпуса вспомогательного подъемного гидроцилиндра 34 (фиг. 1-3, 9). Цилиндрический шарнир 33 (фиг. 1-3) образован парой проушин 35 (фиг. 1-3, 9), неподвижно закрепленных, например, с помощью сварки на надрамной конструкции 3 (фиг. 1-3, 5, 9), в соосные отверстия которых вставлен шарнирный палец 36 (фиг. 1-3, 9) с надетой на него серьгой торцевой крышки 37 (фиг. 9) вспомогательного подъемного гидроцилиндра 34 (фиг. 1-3, 9). Шток 38 (фиг. 2, 3, 8) вспомогательного подъемного гидроцилиндра 34 (фиг. 1-3, 9) с помощью цилиндрического шарнира 39 (фиг. 1-3) присоединен к концевой опоре 5 (фиг. 1-4, 8). Цилиндрический шарнир 39 (фиг. 1-3) образован парой профилированных проушин 40 (фиг. 1-3, 8), неподвижно закрепленных, например, сваркой на концевой опоре 5 (фиг. 1-4, 8), и крепежной втулкой 41 (фиг. 8) штока 38 (фиг. 2, 3, 8), в соосные отверстия которых вставлен шарнирный палец 42 (фиг. 1-3, 8). Цилиндрический шарнир 39 (фиг. 1-3) позволяет совершать соединяемым элементам взаимное поворотное движение относительно шарнирного пальца 42 (фиг. 1-3, 8) при перемещении штока 38 (фиг. 2, 3, 8). В транспортном положении (фиг. 1) самоходной концевой станции 2 (фиг. 1-3) продольные оси концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8) и вспомогательного подъемного гидроцилиндра 34 (фиг. 1-3, 9) перпендикулярны, т.е. угол α (фиг. 1) составляет 90 град. Чтобы это обеспечить, при проектировании необходимо соблюсти следующее условие: расстояние  между центрами шарнирных пальцев 9 (фиг. 1-4) и 42 (фиг. 1-3, 8) и расстояние  между центрами шарнирных пальцев 9 (фиг. 1-4) и 36 (фиг. 1-3,9) должны быть связаны соотношением  где γ - угол наклона продольной оси концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8) в транспортном положении (фиг. 1). На оголовке концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8) установлен канатный шкив 43 (фиг. 1-3), в профилированном пазе которого располагается несуще-тяговый канат 44 (фиг. 2, 3), огибающий канатный шкив 43 (фиг. 1-3). К верхней части концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8) крепится механизм поворота канатного шкива (элемент I на фиг. 1-3). В подшипники качения, использующиеся в конструкции перечисленных цилиндрических шарниров, набита консистентная пластичная смазка, аналогичная рекомендуемой для использования в узлах трения мобильных транспортно-технологических машин [5].
Полезная модель работает следующим образом.
ps
ps
ts
ws
ps
ts
К месту назначения самоходная концевая станция 2 (фиг. 1-3) выдвигается, имея концевую опору 5 (фиг. 1-4, 8) в транспортном положении (как показано на фиг. 1). С целью недопущения поломок металлоконструкции концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8) вследствие движения по неровной поверхности, в транспортном положении концевая опора 5 (фиг. 1-4, 8) опирается и закрепляется на транспортной стойке 45 (фиг. 1-3). При достижении места назначения самоходная концевая станция 2 (фиг. 1-3) ориентируется таким образом, чтобы продольная ось мобильного шасси совпадала с продольной осью канатной дороги. Для обеспечения общей устойчивости в условиях действия значительных горизонтальных опрокидывающих нагрузок от силы натяжения несуще-тягового каната 44 (фиг. 2, 3) и веса транспортируемого груза самоходная концевая станция 2 (фиг. 1-3) устанавливается на выносные опоры 46 (фиг. 1-3), которые закрепляются на грунте с помощью анкерных устройств 47 (фиг. 2, 3). В качестве анкерных устройств 47 (фиг. 2, 3) могут быть использованы известные анкерные конструкции [6]). Подъем концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8) выполняется в два этапа. Во время первого этапа - этапа предварительного подъема - выполняется подъем концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8) из исходного транспортного положения (фиг. 1) в промежуточное положение (фиг. 2). Перевод концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8) в промежуточное положение производится вспомогательным подъемным гидроцилиндром 34 (фиг. 1-3, 9) путем выдвижения штока 38 (фиг. 2, 3, 8). Для этого по напорным трубопроводам (условно не показаны) с помощью объемного гидронасоса (условно не показан) подается под давлением рабочая жидкость из гидросистемы самоходной концевой станции 2 (фиг. 1-3). При этом основной подъемный гидроцилиндр 10 (фиг. 1-5) отключен от гидросистемы самоходной концевой станции 2 (фиг. 1-3), вследствие чего его шток 27 (фиг. 1-3, 10), цилиндрический шарнир 28 (фиг. 1-3) и обе части складывающейся штанги 16 (фиг. 1-3, 6, 10) и 22 (фиг. 1-3, 7, 10) свободно перемещаются вслед за перемещением (поворотом) концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8), с которой они кинематически связаны посредством цилиндрического шарнира 21 (фиг. 1-3). Выдвижение штока 38 (фиг. 2, 3, 8) заканчивается при достижении требуемого угла предварительного наклона γ (фиг. 2) концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8) и вспомогательный подъемный гидроцилиндр 34 (фиг. 1-3, 9) отключается от гидросистемы самоходной концевой станции 2 (фиг. 1-3) путем запирания напорного трубопровода (условно не показан), подводящего к нему рабочую жидкость под давлением. Находящаяся в герметически закрытом корпусе вспомогательного подъемного гидроцилиндра 34 (фиг. 1-3, 9) рабочая жидкость вследствие присущего ей свойства несжимаемости не позволяет концевой опоре 5 (фиг. 1-4, 8) опуститься вниз под собственным весом. Максимальный ход штока 38 (фиг. 2, 3, 8) вспомогательного подъемного гидроцилиндра 34 (фиг. 1-3, 9) ограничен его длиной, поэтому в пространстве под концевой опорой 5 (фиг. 1-4, 8) в транспортном положении возможно разместить вспомогательный подъемный гидроцилиндр 34 (фиг. 1-3, 9) достаточно ограниченной длины, вследствие чего угол предварительного наклона составляет γ ~ (1…2)γ, т.е. оказывается значительно меньше требуемого для установки концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8) в рабочее положение угла γ (фиг. 3). Поэтому при дальнейшем подъеме концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8) требуется обязательное использование основного подъемного гидроцилиндра 10 (фиг. 1-5). Перед началом второго этапа - этапа окончательного подъема концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8) в рабочее положение (фиг. 3) - откручивается коронная гайка 48 (фиг. 8) и шарнирный палец 42 (фиг. 1-3, 8) вынимается из цилиндрического шарнира 39 (фиг. 1-3), тем самым шток 38 (фиг. 2, 3, 8) вспомогательного подъемного гидроцилиндра 34 (фиг. 1-3, 9) отсоединяется от концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8). В таком наклонном положении вспомогательный подъемный гидроцилиндр 34 (фиг. 1-3, 9) удерживается при помощи стержня-фиксатора 49 (фиг. 1-3), один конец которого шарнирно связан с хомутом 50 (фиг. 1-3), закрепленным на корпусе вспомогательного подъемного гидроцилиндра 34 (фиг. 1-3, 9), а вторым - шарнирно закреплен с помощью проушины 51 (фиг. 1-3) на надрамной конструкции 3 (фиг.) самоходной концевой станции 2 (фиг. 1-3). Перевод концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8) в рабочее положение производится основным подъемным гидроцилиндром 10 (фиг. 1-5) путем втягивания штока 27 (фиг. 1-3, 10) во внутрь его корпуса. Для этого по напорным трубопроводам (условно не показаны) с помощью объемного гидронасоса (условно не показан) подается под давлением рабочая жидкость из гидросистемы самоходной концевой станции 2 (фиг. 1-3). Шток 27 (фиг. 1-3,10) перемещает цилиндрический шарнир 28 (фиг. 1-3) по направлению к кабине 52 (фиг.) самоходной концевой станции 2 (фиг. 1-3) в продольной вертикальной плоскости, причем он совершает сложное плоско-параллельное движение - поступательное вдоль продольной оси основного подъемного гидроцилиндра 10 (фиг. 1-5) и поворотное относительно шарнирного пальца 20 (фиг. 1-3, 6). При этом происходит увеличение угла β (фиг. 2) скрещивания продольных осей нижней 16 (фиг. 1-3, 6, 10) и верхней 22 (фиг. 1-3, 7, 10) частей складывающейся штанги. Нижняя часть складывающейся штанги 16 (фиг. 1-3, 6, 10) воздействует на верхнюю часть складывающейся штанги 22 (фиг. 1-3, 7, 10), заставляя ее перемещаться вверх, одновременно поворачиваясь относительно шарнирного пальца 31 (фиг. 1-3, 10) цилиндрического шарнира 28 (фиг. 1-3) в продольной вертикальной плоскости в противоположную сторону от кабины 52 (фиг.) самоходной концевой станции 2 (фиг. 1-3). В свою очередь, верхняя часть складывающейся штанги 22 (фиг. 1-3, 7, 10) воздействует на концевую опору 5 (фиг. 1-4, 8) в месте присоединения цилиндрического шарнира 21 (фиг. 1-3), заставляя опору поворачиваться в продольной вертикальной плоскости относительно цилиндрического шарнира 4 (фиг. 1-3) и, таким образом, подниматься в требуемое рабочее положение (фиг. 3). Рабочее положение концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8) достигается, когда продольные оси обеих частей складывающей штанги 16 (фиг. 1-3, 6, 10) и 22 (фиг. 1-3, 7, 10) совместятся (т.е. когда угол β станет равным 180°). В этот момент перемещение штока 27 (фиг. 1-3,10) прекращается вследствие срабатывания концевого выключателя (условно не показан), установленного на стопорной пластине 53 (фиг. 1, 2, 10). Срабатывание концевого выключателя приводит отключению объемного гидронасоса (условно не показан) гидросистемы самоходной концевой станции 2 (фиг. 1-3) и, таким образом, к остановке штока 27 (фиг. 1-3, 10) основного подъемного гидроцилиндра 10 (фиг. 1-5). Во время эксплуатации мобильной канатной дороги выполняется открытие гидролинии (условно не показана) между соседними полостями основного подъемного гидроцилиндра 10 (фиг. 1-5), что приводит в выравниванию в них давления рабочей жидкости и исключению возникновения дополнительных динамических напряжений при работе мобильной канатной дороги. Всю эксплуатационную нагрузку воспринимает складывающаяся штанга, работающая в условиях растяжения и обеспечивающая удержание концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8) в требуемом рабочем положении. По завершении работы мобильной канатной дороги перевод концевой опоры 5 (фиг. 1-4, 8) из рабочего положения в транспортное положение производится в обратном порядке в два этапа. Сначала шток 27 (фиг. 1-3, 10) основного подъемного гидроцилиндра 10 (фиг. 1-5), к которому подводится рабочая жидкость из гидросистемы самоходной концевой станции 2 (фиг. 1-3), совершает обратное перемещение до тех пор, пока концевая опора 5 (фиг. 1-4, 8) не достигнет промежуточного положения (фиг. 2) с углом наклона γ. В соосные отверстия профилированных проушин 40 (фиг. 1-3, 8) и крепежной втулки 41 (фиг. 8) штока 38 (фиг. 2, 3, 8) вспомогательного подъемного гидроцилиндра 34 (фиг. 1-3, 9) вставляется шарнирный палец 42 (фиг. 1-3, 8), образуя цилиндрический шарнир 39 (фиг. 1-3), и фиксируется корончатой гайкой 48 (фиг. 8). Далее рабочая жидкость из гидросистемы самоходной концевой станции 2 (фиг. 1-3) подается во вспомогательный подъемный гидроцилиндр 34 (фиг. 1-3, 9), шток 38 (фиг. 2, 3, 8) которого совершает возвратное движение до тех пор, пока концевая опора не вернется в исходное транспортное положение (фиг. 1) с углом наклона γ. В этом положении она закрепляется на транспортной стойке 45 (фиг. 1-3).
t
ts
t
ps
hc,n.модель
hc
прототип
ps
t
ws
hc,n.модель
hc
прототип
Технико-экономический результат от внедрения полезной модели достигается за счет снижения массо-габаритных характеристик основного подъемного гидроцилиндра, которому необходимо преодолевать существенно меньшие нагрузки при подъеме концевой опоры из транспортного положения в рабочее положение, а также за счет снижения нагруженности металлоконструкции несущей рамы самоходной концевой станции в связи с существенным уменьшением опорных реакций в местах крепления к ней основного подъемного гидроцилиндра и концевой опоры. На фиг. 11 показаны графики изменения по мере подъема концевой опоры величины усилия на штоке подъемного гидроцилиндра для прототипа (график 1), а также на штоках основного и вспомогательного подъемных гидроцилиндров для предлагаемой полезной модели (график 2) на примере концевой опоры длиной 10 м, установленной на четырехосном колесном шасси [3]. Применительно к прототипу (график 1 на фиг. 11) большие значения усилия на штоке подъемного гидроцилиндра в начальный период подъема из транспортного положения обусловлены тем, что действующая на концевую опору подъемная сила, передаваемая верхней частью скрещивающейся штанги, действует под весьма острым углом (5…10 град) к продольной оси концевой опоры. Поэтому чтобы создать необходимый крутящий момент относительно шарнира крепления концевой опоры к надрамной конструкции подъемный гидроцилиндр должен создавать значительное усилие на штоке. По мере подъема концевой опоры (с увеличением угла γ) угол между продольными осями концевой опоры и верхней частью скрещивающейся штанги увеличивается и, соответственно, требуемое для подъема концевой опоры усилие на штоке гидроцилиндра монотонно снижается. Применительно к предлагаемой полезной модели (график 2 на фиг. 11) на начальном этапе - этапе предварительного подъема концевой опоры - в интервале углов γ≤γ≤γ подъемную силу создает вспомогательный подъемный гидроцилиндр, который имеет оптимальное с точки зрения минимизации усилия на штоке расположение в транспортном состоянии: его продольная ось перпендикулярна продольной оси концевой опоры. Поэтому усилие R значительно меньше, чем усилие R,. На втором этапе - этапе окончательного подъема концевой опоры - подъемную силу, как и в прототипе, создает основной подъемный гидроцилиндр, поэтому в интервале углов γ≤γ≤γ усилия R= R,. Скачок на графике 2 связан с переходом от работы вспомогательного гидроцилиндра к работе основного гидроцилиндра. Такие технические характеристики, как массо-габаритные параметры гидроцилиндров, мощность насоса гидросистемы самоходной концевой станции, опорные реакции и связанные с ними напряжения в металлоконструкциях концевой опоры, надрамной конструкции и несущей рамы, определяются максимальными значениями усилий на штоке гидроцилиндра, которые необходимо создать при подъеме концевой опоры из транспортного положения в рабочее положение. Так, отношение диаметров подъемных гидроцилиндров  отношение мощности насосов  отношение максимальных значений опорных реакций в цилиндрических шарнирах крепления концевой опоры, основного подъемного гидроцилиндра и нижней части складывающейся штанги  отношение максимальных значений напряжений в металлоконструкции  Для рассмотренного на фиг. 11 конкретного варианта исполнения  Таким образом, для предлагаемой полезной модели диаметр основного гидроцилиндра оказывается меньше приблизительно в 1,8 раза, мощность насоса гидросистемы, максимальные значения опорных реакций и максимальные действующие напряжения в металлоконструкции - в 3,4 раза. Эти оценочные расчеты подтверждают наличие технико-экономического результата от использования предлагаемой полезной модели.
Источники информации
1. Пат. 84181 Российская Федерация, МПК A01G 23/02. Тыловая мачта для мобильной канатной трелевочной установки / Григорьев И.В., Жукова А.И., Иванов А.В., Григорьева О.И., Киселев Д.С. - №2009107586/22; заявл. 04.03.2009; опубл. 10.07.2009, Бюл. №19.
2. Пат. 200827 Российская Федерация, МПК В61В 7/06. Самоходная концевая станция / Лагерев А.В., Лагерев И.А., Таричко В.И.; заявитель и патентообладатель ФБГОУ ВО «Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского». - №2020117118; заявл. 12.05.2020; опубл. 12.11.2020, Бюл. №32.
3. Лагерев А.В., Таричко В.И., Лагерев И.А. Компоновка технологического оборудования на базовом шасси мобильного транспортно-перегрузочного канатного комплекса // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2020. №3. С. 388-403. DOI: 10.22281/2413-9920-2020-06-03-388-403.
4. Заявка 2020141677, МПК В61 В 7/06. Самоходная концевая станция мобильной канатной дороги / Лагерев А.В., Лагерев И.А., Таричко В.И.; заявитель ФБГОУ ВО «Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского». Заявл. 16.12.2020. Решение о выдаче патента 22.03.2021.
5. Ивашков И.И. Монтаж, эксплуатация и ремонт подъемно-транспортных машин. М.: Машиностроение, 1981. 335 с.
6. Лагерев И.А., Лагерев А.В. Современная теория манипуляционных систем мобильных многоцелевых транспортно-технологических машин и комплексов. Конструкция и условия эксплуатации. Брянск: РИО БГУ, 2018. 190 с.
Экспликация позиций на фигурах