СЦЕПНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУКСИРОВКИ ПРИЦЕПНОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к прицепным устройствам для буксировки прицепных машин, используемых в сельском хозяйстве и других отраслях производства.
Аналогом по технической сущности и достигаемому результату является двухзвенное транспортное средство по А.С. СССР №933528 кл. В62D 53/00, 1982, содержащее тягач с элементами системы рулевого управления и источником давления и прицеп, платформа которого прикреплена к тяговому рычагу при помощи оси, смещенной вперед относительно передних колес прицепа, причем указанная ось выполнена подвижной относительно тягового рычага и связана с ним посредством силового цилиндра, управляемого трехпозиционным золотниковым распределителем следящего действия.
Недостатком такого транспортного средства является то, что для транспортного средства требуется наличие гидросистемы с источником давления, обеспечивающим ее работу, что в свою очередь связано с дополнительными затратами мощности и энергозатратами.
Наиболее близким к предлагаемому сцепному устройству является тягово-сцепное устройство изменяемой длины по А.С. СССР №1703497 кл. В60D 1/145, 1992, содержащее шарнирно соединенный одним концом с подрамником прицепа, а другим концом посредством ускорительного механизма - с рамой прицепа задающий гидроцилиндр, полости которого соединены гидромагистралями с полостями исполнительного гидроцилиндра, шток которого связан с дышлом.
Недостатком такой конструкции средства является сложность кинематической схемы и то, что для нее требуется наличие гидросистемы с источником давления, что снижает надежность работы устройства.
Задачей изобретения является увеличение длины тягового рычага прицепной машины на поворотах с целью уменьшения ограничений углов складывания трактора и упомянутой прицепной машины по габаритам (для предотвращения задевания трактора и прицепной машины на поворотах).
Задача решается за счет использования телескопического тягового рычага прицепной машины на повороте.
На фиг.1 изображена схема трактора с буксируемой машиной - вид сбоку, на фиг.2 - то же, вид сверху: на фиг.3 - то же, при движении на повороте, на фиг.4 - схема сцепного устройства.
Схема сцепного устройства содержит тяговый телескопический рычаг, состоящий из переднего 1 и заднего 2 звеньев соединенных с трактором 3. При этом заднее звено 2 соединено с трактором 3 через тягу 4, шарнирное крепление 5 которой к трактору смещено относительно шарнирного крепления 6 переднего звена 1 вперед по ходу движения трактора на расстояние а, а заднее звено 2 соединено с тягой 4 шарнирным соединением 7.
Сцепное устройство для буксировки прицепной машины работает следующим образом.
При движении по прямой тяговый телескопический рычаг имеет минимальную габаритную длину, буксируемая машина максимально смещена к трактору. В этом случае продольная ось тягового телескопического рычага состоящего из переднего 1 и заднего 2 звеньев и продольная ось тяги 4 находятся в одной вертикальной продольной плоскости проходящей через середины осей колес трактора и буксируемой машины.
При движении на повороте агрегата состоящего из трактора 3 и прицепной машины 8 (фиг.3) вертикальная ось шарнирного соединения 7 крепления тяги 4 к заднему звену 2 тягового телескопического рычага к трактору вращается относительно шарнирного крепления 6 переднего звена 1, при этом длина телескопического рычага состоящего из переднего 1 и заднего 2 звеньев увеличивается, причем продольная ось тягового телескопического рычага состоящего из переднего 1 и заднего 2 звеньев и продольная ось тяги 4 не находятся в одной вертикальной продольной плоскости проходящей через середины осей колес трактора и буксируемой машины. При этом образуется треугольник, где тяга 4 и телескопический рычаг, состоящий из переднего 1 и заднего 2 звеньев, являются сторонами этого треугольника. Вследствие этого увеличивается расстояние между трактором и буксируемой машиной
Зависимость увеличения длины тягового рычага с от угла складывания между трактором и прицепной машиной может быть определена следующим образом, в частности по теореме синусов (стороны треугольника пропорциональны синусам противоположных углов) см. Фиг.4.
а
У треугольника три стороны , b и с:
а
- смещение вертикальной оси шарнирного крепления 5 переднего конца тяги 4 относительно вертикальной оси шарнирного крепления 6 передней части 1 тягового рычага.
b - длина тяги 4 (расстояние между центрами вращения ее шарнирных соединений 5 и 7).
с - длина телескопического тягового рычага (расстояние между вертикальной осью шарнирного соединения 6 передней части 1 рычага к трактору и вертикальной осью шарнирного соединения 7 заднего конца тяги 4 к прицепной машине).
а
В - угол между сторонами с и .
А - угол между тягой 4 и телескопическим тяговым рычагом, состоящим из переднего 1 и заднего 2 звеньев.
С - угол между тягой 4 и линией соединяющей оси вращения 5 и 6 сцепного устройства.
Пример теоретического решения:
a
sin(A)=·sin(B)/b
a
A=arcsin(·sin(B)/b)
C=180°-(A+B)
Тогда сторона c=b·sin(C)/sin(B)
А если все подставить, то получится:
a
c=b·sin(180-(arcsin(·sin(B)/b)+B))/sin(B)
Получается зависимость расстояния с от оси вращения 6 до вертикальной оси 7 сцепного устройства в зависимости от угла В - подставляем два любых значения угла В, и считаем разницу между ними для определения этой величины.
Пример численного определения изменения расстояния с от угла между трактором и прицепной машиной:
а
Если =1 и b=3, то
Угол В, град
Удлинение тягового рычага С
0
0
5
0,005072
10
0,020222
15
0,04526
20
0,079867
25
0,123609
30
0,175935
35
0,23619
40
0,303627
45
0,377417
50
0,456665
55
0,540425
60
0,627719
65
0,717555
70
0.808949
75
0,900937
80
0,992599
85
1,083075
Данная зависимость в графическом виде выглядит следующим образом:
При возвращении агрегата на прямолинейный участок пути, длина телескопического рычага состоящего из переднего 1 и заднего 2 звеньев уменьшается, продольная ось тягового телескопического рычага состоящего из переднего 1 и заднего 2 звеньев и продольная ось тяги 4 возвращаются в одну вертикальную продольную плоскость, проходящую через середины осей колес трактора и буксируемой машины. - Фиг.1.
Приведенные примеры показывают, что:
- предложенная конструкция позволяет уменьшить габаритную длину агрегата при прямолинейном движении.
- Из неочевидных преимуществ отмечаем, что предложенная конструкция облегчает маневрирование при повороте и позволяет уменьшить ширину поворотных полос при выполнении полевых механизированных работ машинно-тракторными агрегатами.