РАМА ТЕЛЕЖКИ ГУСЕНИЧНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ТРАКТОРА

Полезная модель относится к области тракторостроения, а именно, к гусеничным промышленным тракторам и используется, преимущественно, в конструкции тракторов для бульдозерных агрегатов.
Известны рамы тележек гусеничных промышленных тракторов, выполненные на основе трубчатой телескопической конструкции. (Тракторы тягового класса 11. Руководство по эксплуатации. Часть 2. Техническое описание и инструкция по обслуживанию. 11.06.3РЭ1. ОАО «Промтрактор», Чебоксары, 2003 г.)
В этой конструкции, внутри основной несущей трубы (с приваренными снизу лонжеронами), на которой установлены опорные и поддерживающие катки, кронштейны для крепления балки и оси прокачки тележки, перемещается внутренняя труба, с закрепленным на ней натяжным колесом. Полость основной трубы заполнена маслом.
Такая рама тележки конструктивно сложна и имеет высокую себестоимость.
Известна также рама тележки, состоящая из двух лонжеронов в виде труб постоянного прямоугольного сечения, связанных между собой проставками, листами и корпусом. На внутренней трубе рамы установлены кронштейны под балку и ось прокачки тележки, между лонжеронами в передней части установлено натяжное колесо (Каталог деталей и сборочных единиц тракторов SD16 фирмы «Шантуй», Китай, 2006 г.).
Такая конструкция проста в изготовлении, но имеет большой износ трущихся деталей (в районе установки натяжного колеса), хуже защищает механизм сдавания-натяжения и больше задерживает грунт на тележках.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков, взятых в качестве прототипа, является рама тележки трактора, состоящая из двух лонжеронов, в виде труб постоянного прямоугольного сечения, связанных между собой. (Машины для земляных работ: конструкция, расчет, потребительские свойства - кн. 1,2, Экскаваторы и землеройно-транспортные машины - учебное пособие для вузов, авторы В.И. Баловнев, С.Н. Глаголев и др., Белгород, изд. БГТУ, 2011 г., стр. 172, копия прилагается).
Такая рама тележки проста в изготовлении, но примененная в ней конструкция лонжеронов одинаковой высотой по всей длине является не рациональной, т.к. не учитывает изменения величины нагрузки на лонжерон.
Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, состоит в снижении массы и стоимости рамы тележек, за счет рациональной конструкции (формы) ее лонжеронов и повышении эксплуатационной надежности трактора, за счет компенсации части динамических нагрузок, передаваемых через натяжное колесо.
Указанная цель достигается следующим образом:
В раме тележки гусеничного промышленного трактора, включающей два связанных между собой лонжерона, в виде труб прямоугольного сечения, содержащих, в том числе, верхнюю полку, и элементы соединения с рамой трактора, авторы предлагают: лонжероны выполнить с переменной высотой верхней полки лонжерона в передней части, с одним или несколькими прямыми наклонными участками, выполненными с наклоном вперед, и углами наклона этих участков относительно линии горизонта до 15°.
Авторы предлагают: прямой участок с наклоном вперед, выполнить по всей верхней полке лонжерона с углом наклона от линии горизонта в диапазоне от 1° до 4°.
Авторы предлагают: соединение рамы тележки с рамой трактора выполнить в виде муфтового соединения из двух частей, нижняя часть установлена с заглублением в лонжерон, с плоскостью соединения этих частей параллельной наклону верхней полки лонжерона.
Переменная высота лонжерона (момент сопротивления сечения) в основном определяется нагрузкой, воспринимаемой конкретным его участком, который последовательно воспринимает нагрузку, приходящую через натяжное колесо, балку (подвеску), опору установки рабочего оборудования, полуось прокачки тележек. За счет рациональной формы лонжерона появляется возможность снизить массу рамы и ее стоимость.
Наклон верхней полки лонжерона вперед, позволит приблизить направление оси действия силы P, передаваемой от грунта через натяжное колесо к оси натяжного колеса с механизмом сдавания-натяжения и, как результат, уменьшить составляющую этой силы, воспринимаемой лонжероном в районе установки натяжного колеса. Кроме этого, при наезде на препятствие натяжное колесо, перемещаясь по наклонной верхней полке лонжерона вверх, способствует преодолению препятствия. За счет рациональной формы верхней полки лонжерона появляется возможность снизить массу рамы и ее стоимость.
В ходе проведенного анализа по патентной и научно-технической литературе не было обнаружено решений, содержащих совокупность предлагаемых признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию «новизна».
Промышленная применимость видна из описания.
На рис. 1 - показана конструкция рамы тележки с установленными на нее элементами ходовой части трактора.
На рис. 2 - вид сверху с линиями (а, б, в, г, д). начала действия соответствующей нагрузки.
На рис. 3 - рациональная форма лонжерона с точки зрения соответствующей воспринимаемой нагрузки, с возможными точками переломов.
Лонжероны 1 - трубы прямоугольного сечения содержат верхнюю 2 и нижнюю 3 полки. Лонжероны 1 связаны между собой стяжками 4 и корпусами 5. Полумуфты 6 и кронштейны 7 служат для соединения рамы тележек с рамой трактора (на фиг. не показана) через поперечную балку 8 и полуось прокачки тележек 9. Между лонжеронами 1, в передней части, установлено натяжное колесо 10, механизм сдавания-натяжения 11. Шаровая опора 12 предназначена для установки рабочего оборудования - отвала (на рис.не показано). Остальные элементы гусеничного движителя - гусеница 13, ведущее колесо 14, опорные 15 и поддерживающие 16 катки.
При работе трактора на лонжероны 1 действуют последовательно по длине следующие нагрузки (условные линии начала действия конкретной нагрузки показаны на рис. 1):
«а» - от натяжного колеса 10 (от грунта, сила P);
«б» - от рамы трактора (на рис. не показана) через поперечную балку 8 (обычно самая большая нагрузка по величине);
«в» - от пружины механизма сдавания-натяжения 11;
«г» - от рабочего (бульдозерного) оборудования, устанавливаемого на опору 12;
«д» - от подвески через полуось прокачки 9 рамы тележки.
С точки зрения оптимальной формы лонжерона линия верхней полки лонжерона должна представлять собой ломаную линию с ростом высоты лонжерона от его начала и точками перелома, соответствующими началу изменения (дополнения) нагрузки от «а» до «д» (рис. 3). Однако, с точки зрения технологии изготовления, рациональная форма лонжерона имеет одну точку перелома по линии «в» или с постоянным углом наклона β вперед, как показано на рис. 1. При постоянном угле наклона верхней полки 2 лонжерона 1 рациональное значение угла β зависит от длины лонжерона 1 и лежит в диапазоне от 1° до 4°.
Таким образом, предлагаемое техническое решение, за счет рациональной конструкции лонжерона, и уменьшения динамических нагрузок, передаваемых через натяжное колесо, позволит повысить эксплуатационную надежность трактора, упростить преодоление препятствий, а также снизить массу тележки (до 12%, по сравнению с наиболее близким аналогом - с лонжероном постоянного сечения), и как результат, ее стоимость.