Каркас кабины транспортного средства

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к конструкциям каркасов кабин землевозов, предназначенных для работы в карьере.
Известен модуль кабины управления для транспортного средства, выполненный съемным и унифицированным для различных типов электровозов и содержащий оболочку и металлический каркас, включающий крышу, фасадную часть с горизонтальным поясом жесткости, донную часть, боковые части, заднюю стенку с центральным проемом для двери и бункерными выемками, элементы для крепления к металлическому каркасу, трубопроводы, элементы электромонтажа транспортного средства, металлический каркас которого выполнен из модулей в виде рам, состоящих из балок профильной конструкции, соединенных угловыми элементами жесткости, бункерные выемки выполнены с двух сторон относительно проема для двери, рамы фасадной части установлены с наклоном относительно средней части в сторону, противоположную движению транспортного средства, и соединены упорами с вновь введенной горизонтальной балкой фасадной части пояса жесткости, середина фасадной части снабжена балкой жесткости, нижняя рама донной части каркаса имеет выступ трапецеидальной формы и снабжена балкой, образующей основание трапеции, при этом передняя балка нижней рамы соединена с передней балкой горизонтального пояса жесткости вертикальными стойками, между вертикальными стойками и балкой жесткости фасадной части установлен сминаемый элемент, а между стойками и балкой, образующей основание трапеции, установлены упоры (см. RU 2441784, опубл. 10.02.2012).
Недостатки этой конструкции заключаются в относительно невысокой прочности каркаса модуля кабины управления для транспортного средства.
Известен каркас кабины управления для транспортного средства, включающий выполненные в виде модулей крышу, лобовую часть с фасадным горизонтальным поясом жесткости, донную часть, боковые части, заднюю стенку с центральным проемом для двери. Крыша выполнена из металлических плит, установленных с образованием центрального проема для установки прожектора, и усилена балками, жестко соединенные фасадный горизонтальный пояс жесткости и продольные балки боковых частей образуют горизонтальный пояс жесткости, соединенный с соответствующими вертикальными стойками задней стенки, донная часть выполнена в виде металлического поддона, снабженного усиливающими балками и донной рамой, соединенной с горизонтальным поясом жесткости вертикальными стойками, задняя стенка, выполненная из металлических плит, усилена балками, при этом донная часть и задняя стенка снабжены отверстиями для крепежных деталей с размещенными напротив отверстий плавающими гайками, установленными с внутренней стороны каркаса в гайкодержателях с возможностью перемещения плавающих гаек по поверхностям донной части и задней стенки на ограниченные гайкодержателем расстояния от центральной оси соответствующего отверстия (см. RU 162775, опубл. 27.06.2016 г.).
Недостатки известной конструкции заключаются в относительно невысокой прочности каркаса модуля кабины управления для транспортного средства.
За прототип, по совокупности существенных признаков, принимаем каркас кабины транспортного средства, состоящий из продольных и поперечных силовых элементов крыши, продольных и поперечных силовых элементов основания, угловых и срединных стоек, соединенных между собой в средней части каркаса горизонтальными силовыми элементами. Основание каркаса снабжено дополнительными продольными и поперечными силовыми элементами, связанными друг с другом, а крыша снабжена дополнительным поперечным силовым элементом. Угловые стойки связаны между собой в верхней части каркаса дополнительными горизонтальными силовыми элементами, продольными и поперечным. Срединная стойка соединена с продольным дополнительным горизонтальным силовым элементом и правым продольным силовым элементом 3 основания. Срединная стойка соединена с продольным дополнительным горизонтальным силовым элементом и левым продольным силовым элементом основания (см. RU 204301, МПК В62D 33/06, опубл. 19.05.2021).
Недостатком этой конструкции каркаса кабины транспортного средства является сравнительно невысокие жесткость и прочность.
Была поставлена задача повышения жесткости и прочности каркаса кабины транспортного средства.
Указанная техническая задача решается за счет того, что в каркасе кабины транспортного средства, включающем крышу, переднюю часть с фасадным горизонтальным поясом жесткости, основание, боковые части с проемами для дверей и заднюю стенку, продольные и поперечные балки основания и крыши, срединные стойки, связанные с передней частью и задней стенкой горизонтальными балками, элементы задней стенки дополнительно связаны с угловыми вертикальными стойками диагональными балками с накладным листом, при этом силовые элементы основания соединены с срединными стойками угловыми косынками и усилены накладными листами, а крыша снабжена дополнительными продольными балками.
Совокупность существенных признаков, заключающаяся в том, что «элементы задней стенки дополнительно связаны с угловыми стойками диагональными балками с накладным листом, при этом силовые элементы основания соединены с срединными стойками угловыми косынками и усилены накладными листами, а крыша снабжена дополнительными продольными балками» позволяет повысить жесткость и прочность каркаса кабины транспортного средства.
Прочность и жесткость повышена для защиты оператора в случае полного или бокового опрокидывания, а также для защиты от посторонних предметов, падающих сверху - ROPS/FOPS.
В результате поиска по патентам и другим источникам научно-технической информации каркас кабины транспортного средства, включающий предлагаемую совокупность существенных признаков, обнаружен не был. Следовательно, можно предположить соответствие предлагаемого технического решения критерию «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где представлены:
Фиг.1 - общий вид каркаса кабины транспортного средства. Вид спереди сверху.
Фиг.2 - общий вид каркаса кабины транспортного средства. Вид сзади снизу.
Каркас кабины транспортного средства состоит из поперечных балок 1 и 2, продольных боковых балок 3, снабжённых проушинами 4, элементов каркаса крыши, связанных вертикальными срединными стойками 5 и угловыми стойками 6, 7 и 8 с основанием пола, состоящего из продольных балок 9 и поперечных балок 10 и 11. Угловые стойки 6, 7 и 8 связаны с каркасом горизонтальными балками 12, 13, 14 и 15 и вертикальными балками 23. Каркас крыши усилен дополнительными продольными балками 16 и 17 с приварными кронштейнами 18. Каркас пола усилен поперечными балками 19 и 20, которые связаны с вертикальными срединными стойками 5 угловыми кронштейнами 21 и накладными листами 22. Задний модуль каркаса усилен диагональными балками 24 и 25, связанными накладным листом 26.
Каркас кабины транспортного средства работает следующим образом:
при полном опрокидывании транспортного средства нагрузка воспринимается продольными боковыми балками 3 и поперечными балками 1 и 2 крыши, жестко связанными между собой дополнительными продольными балками 16 и 17 с приварными кронштейнами 18, передающие нагрузку на вертикальные срединные стойки 5, передние угловые стойки 6, 7 и 8, а также диагональные балки 24 и 25 равномерно распределяют нагрузку по всей задней площади каркаса с перенесением остаточных напряжений на основание пола. Жесткая связка основания крыши и пола, вертикальными срединными стойками 5, угловыми стойками 6, 7 и 8 и диагональными балками 24 и 25 предотвращает деформации каркаса кабины и защищает от проникновения в лимитированный объем (DVL), в котором находится оператор.
При опрокидывании на бок основная нагрузка воспринимается продольной боковой балкой 3, связанной с вертикальными боковыми срединными стойками 5, усиленными накладными листами 22, диагональными балками 24 и 25 задней стенки и угловыми стойками 7 и 8, для равномерного распределения нагрузки. Нагрузка в таком случае стремится деформировать прямоугольное поперечное сечение кабины в ромб. Жесткость, которая обеспечивается такой конструкцией, не позволяет деформированным элементам каркаса проникнуть в защищенный лимитированный объем, в котором находится оператор.
В случае падения постороннего объекта на крышу, основная ее часть, усиленная продольными балками 3 и связанная с вертикальными срединными стойками 5, воспринимает нагрузку и за счет своей жесткости не позволяет проникнуть постороннему падающему объекту в защищенный лимитированный объем, в котором находится оператор.
Каркас кабины транспортного средства может быть изготовлен с применением стандартного оборудования и известных технологий, следовательно, соответствует условию «промышленной применимости».