БУКСИРНОЕ УСТРОЙСТВО ИЗМЕНЯЕМОЙ ДЛИНЫ ДВУХОСНОГО ПРИЦЕПА

Полезная модель относится к транспорту, в частности к буксирным устройствам двухосных прицепов.
Аналогом по технической сущности и достигаемому результату является двухзвенное транспортное средство переменной длины по патенту РФ на полезную модель №101992 кл. B62D 53/00, 2011 г.содержащее тягач и полуприцеп, соединенный с рамой тягача через кронштейны и поворотную платформу подвижную относительно рамы, в продольном направлении и соединенную с рамой тягача посредством тяги - шатуна, передний конец которой шарнирно соединен с данной рамой, а задний с поворотной платформой при помощи шарнира, вертикальная ось которого смещена относительно оси вращения поворотной платформы назад по ходу тягача.
Недостатком такого транспортного средства является то, что при повороте транспортного средства поворотная платформа с опирающимся на нее кузовом полуприцепа сдвигаются назад вдоль рамы тягача в результате чего изменяется межосевая нагрузка на тягаче, что может отрицательно влиять на динамику движения автопоезда.
Наиболее близким к предлагаемому буксирному устройству изменяемой длины двухосного прицепа является сцепное устройство для буксировки прицепной машины по патенту РФ на полезную модель №104518 кл. В60D 1/00, 2011 г содержащее тяговый телескопический рычаг, состоящий из переднего и заднего звеньев соединенных с трактором. При этом заднее звено соединено с трактором через тягу, шарнирное крепление которой к трактору смещено относительно шарнирного крепления переднего звена вперед по ходу движения трактора на некоторое расстояние, а заднее звено соединено с тягой шарнирным соединением.
Недостатком такого сцепного устройства для буксировки прицепной машины является то, что для обеспечения его работоспособности требуется наличие специального двухточечного прицепного устройства установленного на тягаче, что снижает надежность.
Задачей полезной модели является уменьшение длины тракторного поезда при прямолинейном движении, повышение его маневренности путем увеличения длины дышла при значительных углах складывания.
Задача решается путем использования в кинематической схеме буксирного устройства кривошипно-шатунного и телескопического механизмов обеспечивающих изменение длины тягового рычага на поворотах.
На фиг.1 изображена схема трактора с двухосным прицепом - вид сбоку, на фиг.2 - то же, вид сверху: на фиг.3 - то же, при движении на повороте, на фиг.4 - кинематическая схема буксирного устройства изменяемой длины.
Схема буксирного устройства изменяемой длины двухосного прицепа содержит тяговый телескопический рычаг, состоящий из передней части 1 соединенной шарнирно с трактором 2 и задней части 3, соединенной с рамой 4 поворотной колесной тележки. При этом передняя часть 1 соединена через тягу-шатун 5 с опорно-поворотной платформой 6 посредством шарнирного крепления 7 смещенного назад от вертикальной оси поворота упомянутой поворотной платформы 6 относительно кузова 8 прицепа.
Буксирное устройство изменяемой длины двухосного прицепа работает следующим образом.
При движении по прямой тяговый телескопический рычаг имеет минимальную габаритную длину, буксируемый двухосный прицеп максимально смещен к трактору. В этом случае продольная ось тягового телескопического рычага состоящего из передней 1 и задней 3 частей и продольная ось тяги-шатуна 5 находятся в одной вертикальной продольной плоскости проходящей через середины осей колес трактора и буксируемого двухосного прицепа.
При движении трактора с двухосным прицепом на повороте (фиг.3) вертикальная ось шарнирного крепления тяги-шатуна 5 к опорно-поворотной платформе 6 перемещается по дуге к центру поворота и вперед по ходу трактора, при этом передняя часть 1 телескопического тягового рычага выдвигается относительно задней части 3 вперед по ходу трактора увеличивая длину дышла на величину Е пропорционально углу складывания между тяговым рычагом и кузовом 8 прицепа. Вследствие этого увеличивается расстояние между кузовом 8 прицепа и трактором 2, что обеспечивает беспрепятственное складывание тракторного поезда на повороте без контактирования этих частей.
При возвращении транспортного средства на прямолинейный участок пути, передняя часть 1 телескопического тягового рычага перемещается назад относительно его задней части 3 сокращая длину тягового рычага и общую габаритную длину транспортного поезда - фиг.2.
Буксирное устройство изменяемой длины двухосного прицепа работает по принципу кривошипно-шатунного механизма.
Зависимость величины Е удлинения дышла от угла складывания между продольной осью поворотной колесной тележки и продольной осью платформы прицепа может быть определена следующим образом, в частности по теореме синусов (стороны треугольника пропорциональны синусам противоположных углов) см. фиг.4.
У треугольника три стороны а, b и с:
а - расстояние от оси вращения поворотной платформы до вертикальной оси шарнирного крепления тяги-шатуна 5 к поворотной платформе 6.
b - длина тяги-шатуна 5 (расстояние между шарнирными креплениями его концов).
с - расстояние от оси шарнирного крепления тяги-шатуна к передней части 1 телескопического тягового рычага до оси вращения опорно-поворотной платформы относительно поворотной колесной тележки.
В - угол между сторонами с и а.
А - угол между тягой-шатуном 5 и продольной осью поворотной колесной тележки.
С - угол между тягой-шатуном 5 и линией соединяющей ось вращения поворотной платформы и вертикальную ось шарнирного крепления тяги-шатуна к опорно-поворотной платформе.
Пример теоретического решения:
sin(А)=а·sin(В)/b
А=arcsin(а·sin(В)/b)
С=180-(А+В)
Тогда сторона с=b·sin(С)/sin(В)
А если все подставить, то получится:
с=b·sin(180-(arcsin(а·sin(В)/b)+В))/sin(В)
Получается зависимость расстояния С от оси шарнирного крепления тяги-шатуна 5 к передней части 1 телескопического тягового рычага до оси вращения опорно - поворотной платформы относительно поворотной колесной тележки от угла В
Подставляем два любых значения угла В, и считаем разницу между ними для определения величины Е.
Укажем, что если а>b и a·sin(В)<b<a - то возможны два решения (отметим, что это не наш случай, т.к. длина тяги-шатуна 5 не может быть меньше хода устройства).
Пример численного определения зависимости величины Е от угла складывания между тягачом и полуприцепом (см. Таблицу 1, если а=1 и b=3).
Данная зависимость в графическом виде представлена на Фиг.5.
Такое выполнение дышла прицепа позволит уменьшить габаритную длину транспортного агрегата при прямолинейном движении, а так же повысить его маневренные свойства при поворотах путем увеличения длины дышла при значительных углах складывания.
Таблица 1
Угол, град
Удлинение дышла Е
90
1,171573
0
0
95
1,257386
5
0,005072
100
1,339896
10
0,020222
105
1,418575
15
0,04526
110
1,492989
20
0,079867
115
1,562792
25
0,123609
120
1,627719
30
0,175935
125
1,687577
35
0,23619
130
1,74224
40
0,303627
135
1,791631
45
0,377417
140
1,835716
50
0,456665
145
1,874494
55
0,540425
150
1,907986
60
0,627719
155
1,936225
65
0,717555
160
1,959253
70
0,808949
165
1,977111
75
0,900937
170
1,989838
80
0,992599
175
1,997461
85
1,083075