ШАРНИРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЧЛЕНЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности касается конструкции шарнирною узда связи секций шарнирно-сочлененного транспортного средства, например, дорожного катка.
Известно шарнирное устройство для сочлененного транспортного средства, содержащее два опорных элемента, разнесенных относительно друг друга в горизонтальном направлении, две тяги и три сферических шарнира, относящихся к кинематическим ларам третьего класса и посредством которых опорные элементы связаны между собой с возможностью поворота относительно друг друга в горизонтальном направлении (ЕР 1111134, Е 01 С 19/26, B 62 D 12/00, B 62 D 53/02, опубл. 27.06.2001).
Недостаток данного устройства состоит в том, что при использовании трех сферических шарниров обеспечивается складывание секций сочлененного транспортного средства в вертикальном направлении. В конструкции шарнирного устройства по патенту №ЕР1111134 имеется два подвижных звена, присоединенных к стойке тремя парами третьего класса. По формуле Малышева получим 6×2-3×3=3 степени основной подвижности. Для исключения складывания секций (полурам) катка в вертикальной плоскости и требуется силовое замыкание шарнира, что усложняет конструкцию и снижает ее эксплуатационные надежность и долговечность.
Известное шарнирное устройство принят о в качестве прототипа для обоих заявленных вариантов.
Настоящая полезная модель направлена на решение технической задачи по изменению кинематической схемы шарнирного устройства для получения требуемых подвижных связей с меньшим количеством подвижности, определяемых по формуле Малышева.
Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности шарнирного узла за счет снижения подвижности сферических шарниров и обеспечения, тем самым, пространственной стабилизации опорных элементов в требуемом направлении.
Указанный технический результат для первого варианта достигается тем, что в шарнирном устройстве для сочлененного транспортного средства, содержащем два опорных элемента, разнесенных относительно друг друга в горизонтальном
направлении, две тяги и три сферических шарнира, относящихся к кинематическим парам третьего класса и посредством которых опорные элементы связаны между собой с возможностью поворота относительно друг друга в горизонтальном направлении, обе тяги одним своим концом связаны с первым сферическим шарниром, закрепленным на одном опорном элементе, первая протянутая в горизонтальном направлении тяга другим концом связана со вторым сферическим шарниром, закрепленном на другом опорном элементе, на котором на расстоянии в вертикальном направлении от второго сферического шарнира закреплен третий сферический шарнир, с которым своим другим концом связана вторая тяга.
Указанный технический результат для второго варианта достигается тем, что в шарнирном устройстве для сочлененного транспортного средства, содержащем два опорных элемента, разнесенных относительно друг друга в горизонтальном направлении, две тяги и три шарнира, посредством которых опорные элементы связаны между собой с возможностью поворота относительно друг друга в горизонтальном направлении, при этом два из указанных шарниров выполнены сферическими и относятся к кинематическим парам третьего класса, отличающееся тем, что обе тяги одним своим концом связаны с первым сферическим шарниром, закрепленным на одном опорном элементе, первая протянутая в горизонтальном направлении тяга другим концом связана со вторым сферическим шарниром, закрепленном на другом опорном элементе, на котором на расстоянии в вертикальном направлении от второго сферического шарнира смонтирован третий шарнир, с которым своим другим концом связана вторая тяга, при этом третий шарнир выполнен в виде кинематической пары четвертого класса и с обоих сторон в вертикальном направлении демпфирован амортизаторами для обеспечения перемещения опорных элементов относительно друг друга в вертикальном направлении.
Указанные признаки для каждого варианта являются существенными и взаимосвязаны между собой с обеспечением неразрывной совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель иллюстрируется конкретным примером, который однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг.1 - кинематическая схема шарнирного устройства;
фиг.2 - общий вид шарнирного устройства для сочлененного транспортного средства.
Шарнирное устройство (фиг.1, 2) состоит из первого опорного элемента 1, прикрепляемого к раме одной секции сочлененного транспортного средства, например, дорожного катка, второго опорного элемента 2, который предназначен для прикрепления к раме другой секции сочлененного транспортного средства. При этом второй опорный элемент может быть выполнен в виде буксирного крюка. Шарнирное устройство так же включает в себя две тяги 3 и 4 и три шарнира 5, 6 и 7, посредством которых опорные элементы связаны между собой с возможностью поворота относительно друг друга в горизонтальном направлении. При этом два шарнира 5 и 6 относятся к кинематическим парам третьего класса.
По первому варианту исполнения (фиг.2) третий шарнир 7 выполнен сферическим и относится к кинематической паре третьего класса. В этом варианте исполнения обе тяги одним своим концом связаны с сферическим шарниром 6, закрепленным на одном опорном элементе 2, первая протянутая в горизонтальном направлении тяга 3 другим концом связана со вторым сферическим шарниром 5, закрепленном на другом опорном элементе 1, на котором на расстоянии в вертикальном направлении от второго сферического шарнира закреплен третий сферический шарнир 7, с которым своим другим концом связана вторая тяга 4.
Работает шарнирное устройство по первому варианту исполнения следующим образом.
Сферические шарниры 5 и 7 образуют пространственный аналог кинематической пары пятого класса, имеющий только одну степень подвижности - вращение вокруг общей вертикальной оси этих шарниров. Сферические шарниры 5 и 6 так же образуют аналогичное соединение, обеспечивающее для тяги 3 возможностью вращения вокруг своей оси. По формуле Малышева для двух подвижных звеньев и двух пар пятого класса имеем 6×2-5×2=2 степени подвижности. От известной конструкции трехточечных шарниров предложенная конструкция отличается меньшей на одну степень основной подвижности. Так, для конструкции шарнира по патенту № ЕР 1111134, имеем два подвижных звена, присоединенных к опорным элементам тремя кинематическими парами третьего класса. По формуле Малышева получим 6×2-3×3=3 степени основной подвижности. Для предлагаемой конструкции шарнира третья степень подвижности является местной, не влияющей на кинематику конструкции.
Сочлененные таким образом секции (полурамы) катка могут поворачиваться вокруг общей вертикальной оси шарнира (складываться в горизонтальной плоскости), а также вращаться вокруг общей продольной оси.
Второй вариант (фиг.1) при совпадении кинематической схемы построения характеризуется тем, что шарниры 5 и 6 выполнены сферическими и относятся к кинематическим парам третьего класса, а третий шарнир 7 выполнен в виде кинематической пары четвертого класса и с обоих сторон в вертикальном направлении демпфирован амортизаторами 8 для обеспечения перемещения опорных элементов относительно друг друга в вертикальном направлении.
Шарнир 7 демпфирован с двух сторон амортизаторами 8, которые ограничивают ход вертикального перемещения секций (полурам) катка допускаемыми величинами. В этом случае появляется дополнительная подвижность - возможность вращения тяги 3 вокруг оси шарнира 5 в плоскости чертежа. Эта подвижность позволит секциям катка взаимно перемещаться относительно друг друга в вертикальном направлении при наезде на небольшое препятствие. Число подвижностей по формуле Малышева равно 6×2-5×1-4×1=3. Данный вариант конструкции реализует возможности известного решения трехточечного шарнира с дополнительным демпфированием ударных нагрузок.
Если сферические опоры обрезинены, достигается электрическая изоляция секций, а также уменьшается передача вибраций с одной секции на другую. Под понятием «обрезинены» понимается такое исполнение элементов шарниров, которые предназначены для присоединения в тягам или опорным элементам, при котором эти элементы имеют резиновую оболочку или покрыты слоем резины.
Настоящая полезная модель промышленно применима, так как может быть изготовлена с использованием известных технологий машиностроения.