ШАССИ НЕСАМОХОДНОЕ
NON-SELF-PROCESSING CHASSIS

ОБЛАТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к несамоходному колесному шасси, в частности, для транспортного средства, предназначенного для размещения на нем различного оборудования как специального назначения, так и широкого потребления (насосных станций, электрогенераторов, компрессоров, газо- и электросварочных аппаратов, др. машин и механизмов).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Для мобильности оборудования, имеющего относительно небольшие массогабаритные характеристики (до 200 кг), используются транспортные средства на несамоходном шасси, снабженные колесами. При этом перемещение оборудования может осуществляться вручную по неподготовленной поверхности в условиях строительных площадок, пересеченной местности и др.
Самое распространенное несамоходное шасси транспортного средства для размещения оборудования, как правило, бензиновых электро- и сварочных генераторов, представляет собой пространственную раму, состоящую из гнутых и/или сварных замкнутых участков труб поз. 1.1 фиг. 1, связанных между собой поперечными силовыми элементами поз. 1.2, на которых крепится основное оборудование поз. 1.3. Рама опирается на четыре колеса поз. 1.4 диаметром до 150 мм, как минимум два из которых поворотные. Поворотные колеса могут снабжаться стопорным механизмом для исключения самопроизвольного перемещения в процессе работы, хранения и транспортирования различными видами транспорта.
Основными достоинствами данного шасси являются:
1. Жесткость рамы за счет пространственной ее структуры.
2. Компактность.
3. Надежная фиксация шасси от смещения в рабочем положении при включении фиксаторов поворотных колес.
4. Удобное и надежное управление при изменении направлении движения в процессе транспортирования оборудования человеком.
Основными недостатками данного шасси являются:
1. Применение колес малого диаметра (до 150 мм) исключает комфортное перемещение оборудования по неподготовленной поверхности одним человеком.
2. При наличии дополнительных элементов, входящих в комплект оборудования (кабели, шланги, инструмент и др.) для транспортирования, их необходимо специально крепить к шасси, что увеличивает общий вес оборудования, следовательно, нагрузку на колеса, тем самым снижает проходимость по неподготовленной поверхности. Или необходимо перемещать дополнительные элементы раздельно, что увеличивает общее время транспортирования оборудования и его комплектующих.
3. Так как для жесткости конструкции используется пространственная рама, то существует некоторая стесненность внутри ее объема при обслуживании элементов оборудования.
Еще одним из видов несамоходных шасси является двухколесное шасси с одной или несколькими опорными стойками. Наибольшее распространение получили в бензиновых электро- и сварочных генераторах, в насосных станциях для мойки высокого давления. Шасси представляет собой пространственную раму, состоящую из гнутых и/или сварных замкнутых участков труб поз. 2.1 фиг. 2, связанных между собой поперечными силовыми элементами поз. 2.2. Также, помимо основного оборудования поз. 2.3, конструкция содержит необходимые функциональные элементы: две рукоятки для удержания и транспортирования вручную человеком поз. 2.4, с возможностью складываться, уменьшая тем самым общие габариты шасси; два неповоротных колеса (пневматические, литые) поз. 2.5; две опорные стойки поз. 2.6 для фиксации и удержания в горизонтальном положении рамы поз. 2.1 с оборудованием.
Основными достоинствами данного шасси являются:
1. Жесткость рамы за счет пространственной ее структуры.
2. Компактность.
3. Возможность складывания рукояток для снижения габаритных размеров.
4. Наличие больших колес (диаметром более 200 мм) обеспечивает достаточно хорошую проходимость по неподготовленной поверхности.
5. Надежная фиксация шасси от смещения в рабочем положении при установке его на опорные стойки.
6. Удобное и надежное управление при изменении направлении движения в процессе транспортирования оборудования человеком.
Основными недостатками данного шасси являются:
1. Так как часть веса транспортируемого оборудования передается на человека, то при относительно большом весе оборудования (более 80 кг) невозможно комфортно транспортировать его на относительно большие расстояния, тем более по неподготовленной поверхности.
2. При наличии дополнительных элементов, входящих в комплект оборудования (кабели, шланги, инструмент и др.) для транспортирования, их необходимо специально крепить к шасси, а это увеличивает общий вес оборудования, следовательно, нагрузку на человека. Или необходимо перемещать дополнительные элементы раздельно, что увеличивает общее время транспортирования оборудования и его комплектующих.
3. Так как для жесткости конструкции используется пространственная рама, то существует некоторая стесненность при обслуживании элементов оборудования внутри ее объема.
Еще одним вариантом шасси является четырехколесное шасси, часто применяемое в насосных станциях для мойки высокого давления и бензиновых или дизельных электрогенераторах, также представляющее собой пространственную раму, состоящую из гнутых и/или сварных замкнутых участков труб поз. 3.1 фиг. 3, связанных между собой поперечными силовыми элементами поз. 3.2, на которых крепится основное оборудование поз. 3.3. Конструкцией предусмотрено четыре неповоротных (неуправляемых) колеса (пневматические или литые) поз. 3.4 и рукоятка поз. 3.5.
Основными достоинствами данного шасси являются:
1. Жесткость рамы за счет пространственной ее структуры.
2. Компактность.
3. Наличие больших неуправляемых (неповоротных) колес (диаметром более 200 мм) обеспечивает достаточно хорошую проходимость и сохранение прямолинейности движения по неподготовленной поверхности.
4. Вес оборудования при транспортировании распределен равномерно на колеса шасси и не действует на человека.
Основными недостатками данного шасси являются:
1. Отсутствие фиксации колес (тормозного устройства) для предотвращения от смещения шасси (оборудования в целом), расположенного на неровной поверхности, в процессе работы, при хранении и транспортировании любым видом транспорта.
2. Затрудненно управление при изменении направления движения по причине равномерного распределения веса оборудования на колеса шасси.
3. В процессе транспортирования при наезде передним колесом (или колесами) на какое-либо препятствие возможно опрокидывание вперед всего шасси с оборудованием.
4. При наличии дополнительных элементов, входящих в комплект оборудования (кабели, шланги, инструмент и др.) для транспортирования, их необходимо укладывать и дополнительно крепить к шасси, а это увеличивает общий вес оборудования, следовательно, затрудняет управление. Или необходимо перемещать дополнительные элементы раздельно, что увеличивает общее время транспортирования оборудования и его комплектующих.
5. Так как для жесткости конструкции используется пространственная рама, то существует некоторая стесненность при обслуживании элементов оборудования внутри ее объема.
Таким образом, наилучшим вариантом применяемого в настоящее время несамоходного шасси для транспортирования оборудования по неподготовленной поверхности, например в условиях строительных площадок, при чрезвычайных ситуациях и тому подобного, наиболее близким к изобретению, является шасси на четырех неуправляемых колесах большого диаметра, фиг. 3.
Однако при использовании данного шасси, при всех его преимуществах, существует ряд технических трудностей, обусловленных конструкцией шасси и недоработкой или отсутствием отдельных его элементов, обеспечивающих общее удобство и рациональность применения.
Во-первых: на шасси с колесами большого диаметра не предусмотрены тормозные устройства, обеспечивающие его неподвижность на неровной поверхности в процессе непосредственной работы, при хранении и транспортировании другими видами транспорта.
Во-вторых: затрудненно управление при изменении направления движения по причине равномерного распределения веса оборудования на все колеса шасси и их неуправляемости.
В-третьих: в процессе транспортирования при наезде передним колесом (или колесами) на какое-либо препятствие возможно опрокидывание вперед всего шасси с оборудованием.
В-четвертых: при наличии дополнительных элементов (комплектующих), входящих в комплект оборудования (кабели, шланги, инструмент и др.) для транспортирования, их необходимо укладывать и дополнительно крепить к шасси, а это увеличивает общий вес оборудования, следовательно, затрудняет управление. Или необходимо перемещать дополнительные элементы раздельно, что увеличивает общее время транспортирования оборудования и его комплектующих.
В-пятых: так как для жесткости конструкции используется пространственная рама, то существует некоторое неудобство, связанное со стесненностью при обслуживании элементов оборудования внутри ее объема.
Таким образом, целью настоящего изобретения является создание несамоходного шасси, исключающее вышеуказанные недостатки (технические трудности).
Также общим признаком рассмотренных вариантов несамоходных шасси может являться использование их в качестве универсальной ходовой базы для функционально различных видов оборудования, но близких по массогабаритным характеристикам. Таким образом, еще одной целью настоящего изобретения является создание универсального несамоходного шасси для транспортных средств, приводимых в движение и управляемых одним человеком, являющегося общей ходовой базой для различного оборудования как специального назначения, так и широкого потребления.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Основной задачей настоящего изобретения является создание универсального несамоходного шасси для транспортных средств, приводимых в движение и управляемых одним человеком, являющегося общей ходовой базой для различного оборудования как специального назначения, так и широкого потребления (насосных станций, электрогенераторов, компрессоров, газо- и электросварочных аппаратов, др. машин и механизмов), имеющего повышенную проходимость по неподготовленной поверхности, отличающегося упрощенной конструкцией, содержащей необходимые конструктивные элементы, обеспечивающие удержание, хранение и транспортирование как основного, так и необходимого дополнительного оборудования.
Для решения данной задачи изобретением предлагается использование несамоходного шасси транспортного средства, содержащего основную раму, как минимум три колеса, тормозное устройство и удерживающие устройства для хранения дополнительного оборудования.
Рама представляет собой пространственную конструкцию из элементов с незамкнутым и/или замкнутым профилем, состоящую из плоской рамы и сочлененных с ней элементов ходовой части с колесами и удерживающих устройств для фиксации дополнительного оборудования (рукавов, кабелей, инструментального ящика, аккумуляторной батареи и др.).
Колеса с относительно большим диаметром (не менее 200 мм), пневматические или из сплошного материала, применяются для увеличения проходимости и сохранения прямолинейности движения по неподготовленной поверхности. Передние колеса могут быть поворотные с функцией фиксации от поворота для движения в прямолинейном направлении и/или по неподготовленной поверхности.
Тормозное устройство обеспечивает неподвижность шасси на неровной поверхности в процессе непосредственной работы, при хранении и транспортировании любым видом транспорта, крепится на элементах задней ходовой части.
Особенности конструкции:
1. Шасси имеет пространственную конструкцию, образующуюся сочленением плоской рамы с элементами ходовой части и удерживающих устройств (кронштейнов, площадок и др.) для хранения и транспортирования дополнительного оборудования. Такая «открытая» конструкция рамы позволяет улучшить ее производственную технологичность за счет компактной укладки (возможность вкладывать друг в друга) рам в процессе производства не только шасси, но и оборудования в целом, а также при хранении и/или транспортировании в межоперационный период.
2. Шасси имеет возможность изменять свою форму и/или размеры, в том числе базу и/или дорожный просвет ходовой части. Изменения могут быть обусловлены возможностью монтажа и демонтажа, изменения размера, формы, положения удерживающих устройств в зависимости от конкретного функционального применения дополнительных элементов оборудования. Например, удлинение кронштейнов при укладке дополнительных объемов (витков) рукавов и/или кабелей. Изменение базы - расстояния между передними и задними осями колесами - может быть обеспечено в связи с разными габаритами используемого основного оборудования или для обеспечения погрузочно-разгрузочных работ в низкопольный транспорт одним человеком. Просвет - расстояние между поверхностью, по которой осуществляется движение, и самой нижней точкой шасси - может быть обеспечен подбором необходимого диаметра колес исходя из предполагаемых дорожных условий эксплуатации.
3. При наличии как минимум с одной стороны несущей плоской рамы как минимум двух поперечных удерживающих устройств (кронштейнов) возможна укладка на них длинномерного оборудования - рукавов, кабелей и др. - «восьмеркой», без перекручивания и образования «заломов». При этом возможно снижение времени на подготовку к работе за счет простого скидывания колец рукавов (кабелей) с кронштейнов без угрозы образования перекручивания и «заломов», только потянув за их свободный конец.
4. Шасси в зависимости от изменения своей формы и/или размеров, а также расположения дополнительного оборудования имеет возможность изменять расположение своего центра тяжести. Оптимальное размещение дополнительного оборудования на шасси обеспечит необходимый комфорт как при прямолинейном транспортировании оборудования, так и при изменении направления движения (при поворотах).
5. Высота задней части и расположенных там удерживающих устройств, имеющих функцию рукояток, от поверхности, по которой осуществляется движение, позволяет осуществлять перемещение оборудования приложением толкающего усилия персонала, возникающего при смещении вперед его центра тяжести за счет естественного наклона тела. Данное действие сил облегчает управление и транспортирование как по ровной, так и по неподготовленной поверхности.
6. Общий центр тяжести оборудования и шасси, в том числе, находится между передними и задними осями колес, ближе к задним осям, что позволяет осуществлять не только прямолинейное движение, но и управление за счет приложения вертикального усилия вниз на рукоятки задней части рамы, а также исключает возможность опрокидывания вперед при наезде на препятствие передним колесом (колесами).
7. Шасси имеет преобладающую опорную схему размещения колес, позволяющую использовать минимум три колеса, которые могут быть поворотные с функцией фиксации от поворота для движения в прямолинейном направлении.
8. Для фиксации шасси от смещения используется тормозной механизм как минимум на одно колесо.
9. При использовании схемы шасси как минимум с двумя передними колесами существует возможность использования любого из них как резервного, при необходимости замены, в случае выхода из строя (прокол и др.), на любое заднее, несущее основную нагрузку. Это особенно актуально при использовании пневматических колес, имеющих большую проходимость и комфорт при движении.
10. Возможно применение шасси в качестве универсального для транспортных средств, приводимых в движение и управляемых одним человеком, являющегося общей ходовой базой для различного оборудования как специального назначения, так и широкого потребления (насосных станций, электрогенераторов, компрессоров, газо- и электросварочных аппаратов, других машин и механизмов). Это снижает не только производственные и эксплуатационные затраты, но и стоимость всего жизненного цикла оборудования.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - иллюстрация распространенного несамоходного шасси на поворотных и/или неповоротных колесах малого диаметра, где 1.1 - гнутые и/или сварные замкнутые участки труб пространственной рамы; 1.2 - поперечные силовые элементы пространственной рамы; 1.3 - основное оборудование; 1.4 - колеса поворотные (неповоротные).
Фиг. 2 - иллюстрация распространенного несамоходного двухколесного шасси с опорными стойками, где 2.1 - гнутые и/или сварные замкнутые участки труб пространственной рамы; 2.2 - поперечные силовые элементы пространственной рамы; 2.3 - основное оборудование; 2.4 - рукоятки для удержания и транспортирования вручную человеком; 2.5 - неповоротные колеса; 2.6 - опорные стойки для фиксации и удержания в горизонтальном положении рамы.
Фиг. 3 - иллюстрация распространенного несамоходного четырехколесного шасси с неуправляемыми (с неповоротными) колесами, где 3.1 - гнутые и/или сварные замкнутые участки труб пространственной рамы; 3.2 - поперечные силовые элементы пространственной рамы; 3.3 - основное оборудование; 3.4 - неповоротные (неуправляемые) колеса; 3.5 - рукоятка для транспортирования.
Фиг. 4 - иллюстрация заявленного несамоходного шасси в качестве транспортного средства для размещения и перемещения насосной станции высокого давления, где 4.1 - насосно-приводной блок; 4.2 - основная рама; 4.3 - неуправляемые (неповоротные) колеса; 4.4 - тормозное устройство; 4.5 - площадка для хранения дополнительного оборудования.
Фиг. 5 - иллюстрация формы и состава рамы шасси, где 5.1 - сварная замкнутая плоская рама из полых профильных труб; 5.2 - поперечные элементы задней ходовой части; 5.3 - кронштейны для хранения дополнительного оборудования (рукавов); 5.4 – удлинители, выдвигающиеся для укладки дополнительных объемов (витков) рукавов.
Фиг. 6 - иллюстрация компактной укладки рам в процессе производства шасси.
Фиг. 7 - иллюстрация способа укладки рукавов «восьмеркой» на двух кронштейнах, где 7.1 - рукав высокого давления; 7.2 - свободный конец рукава высокого давления.
Фиг. 8 - иллюстрация способа перемещения и управления шасси под действием сил, воздействующих со стороны оператора, где Fсум - суммарное усилие от воздействия оператора при перемещении шасси; Fгор - горизонтальная составляющая усилия от воздействия оператора при перемещении шасси, обеспечивающая его перемещение по горизонтали; Fверт - вертикальная составляющая усилия от воздействия оператора при перемещении шасси, обеспечивающая его перемещение по вертикали, то есть управление в горизонтальной плоскости; ЦТ - центр тяжести оператора и шасси с оборудованием.
Фиг. 9 - иллюстрация способа погрузки (разгрузки) шасси с оборудованием в низкопольный транспорт (микроавтобус, минивен и др.).
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Одним из вариантов осуществления данного изобретения является использование его в качестве несамоходного шасси транспортного средства для размещения и перемещения насосных станций высокого давления.
Данное оборудование применяется в качестве мобильных моечных постов при мойке строительной техники на строительных площадках, строительных конструкций зданий, сооружений, мойки транспортных средств (автомобильного, железнодорожного и др.).
Насосная станция высокого давления включает в себя: насосно-приводной блок поз. 4.1 фиг. 4; несамоходное шасси транспортного средства, состоящее из основной рамы поз. 4.2, четырех неуправляемых (неповоротных) колес поз. 4.3, тормозного устройства поз. 4.4 и площадки для хранения дополнительного оборудования поз. 4.5.
Рама представляет собой пространственную сварную конструкцию из полых профильных и круглых труб, состоящую из замкнутой плоской рамы поз. 5.1 фиг. 5 и сочлененных с ней поперечных элементов задней ходовой части поз. 5.2, удерживающей два задних колеса, также четырех кронштейнов поз. 5.3 по обеим сторонам плоской рамы поз. 5.1 для удержания дополнительного оборудования. Кронштейны поз. 5.3 имеют возможность изменять длину, например, за счет выдвигающихся удлинителей поз. 5.4 при необходимости укладки дополнительных объемов (витков) рукавов.
Колеса поз. 4.3 фиг. 4 диаметром 260 мм пневматические полые для увеличения проходимости и комфорта движения по неподготовленной поверхности.
Тормозное устройство поз. 4.4 фиг. 4 заднего колеса, обеспечивающее неподвижность шасси на неровной поверхности в процессе непосредственной работы, при хранении и транспортировании любым видом транспорта, крепится на один из поперечных элементов задней ходовой части.
Площадка поз. 4.5 фиг. 4 для хранения дополнительного оборудования (инструмента для обслуживания и/или аккумуляторной батареи) крепится на один из поперечных элементов задней ходовой части.
Особенности конструкции:
1. «Открытая» конструкция рамы позволяет компактно укладывать («друг в друга»), хранить и транспортировать рамы, что повышает технологичность процесса производства шасси и оборудования в целом (фиг. 6).
2. Удерживающие устройства (кронштейны) для хранения и транспортирования рукавов имеют возможность удлинения при укладке дополнительных объемов (витков) (фиг. 5, 7).
3. Кронштейны, расположенные в задней верхней части плоской рамы, имеют дополнительную функцию рукояток для удобного транспортирования персоналом (фиг. 8).
4. Наличие с двух сторон несущей плоской рамы по два поперечных кронштейна позволяет укладывать на них рукава поз. 7.1 фиг. 7 «восьмеркой», без перекручивания и образования «заломов». При этом возможно ускорение подготовки к работе за счет простого скидывания колец рукавов с кронштейнов без угрозы образования перекручивания и «заломов», только потянув за свободный конец поз. 7.2.
5. Общий центр тяжести оборудования и шасси, в том числе, находится между передней и задними осями колес, ближе к задним осям, что позволяет осуществлять не только прямолинейное движение, но и управление за счет приложения вертикального усилия на рукоятки задней части рамы (фиг. 8), приподняв передние колеса.
6. Высота задней части и расположение кронштейнов, имеющих функцию рукояток, от поверхности, по которой осуществляется движение, позволяет осуществлять перемещение оборудования приложением толкающего усилия, возникающего при смещении вперед центра тяжести человека за счет естественного наклона его тела (фиг. 8). Таким образом, возникает суммарное усилие - Fсум, которое делится на две составляющие: горизонтальную - Fгор, обеспечивающую перемещение шасси по горизонтали, и вертикальную - Fверт, обеспечивающую управление. Данное действие сил облегчает управление и транспортирование как по ровной, так и по неподготовленной поверхности.
7. Так как центр тяжести оборудования и шасси, в том числе, находится ближе к задним осям, а также имеется передняя опора в виде неуправляемых колес, то в процессе транспортирования при наезде передними колесами на какое-либо препятствие возможно опрокидывание вперед всего шасси с оборудованием. При этом препятствие малого размера передние колеса переедут, а при относительно большом размере они упрутся в него, не дав опрокинуться вперед.
8. Так как шасси имеет преобладающую трехопорную схему размещения четырех неуправляемых колес и центр тяжести шасси с оборудованием ближе к задним осям колес, это позволяет применять тормозной механизм всего на одном из задних колес.
9. Использование схемы шасси с двумя передними колесами позволяет использовать любое из них как резервное, при необходимости замены, в случае выхода из строя (прокол и др.), на любое заднее, несущее основную нагрузку. Это особенно актуально при использовании пневматических колес, имеющих большую проходимость и комфорт при движении.
10. Расположение центра тяжести оборудования ближе к задним осям колес шасси позволяет осуществлять погрузочно-разгрузочные работы в низкопольный транспорт одним человеком (фиг. 9). Это снижает количество необходимого обслуживающего и вспомогательного персонала.
11. Шасси может применяться в качестве универсального для транспортных средств, приводимых в движение и управляемых одним человеком, являющегося общей ходовой базой для различного оборудования как специального назначения, так и широкого потребления (насосных станций, электрогенераторов, компрессоров, газо- и электросварочных аппаратов, других машин и механизмов). Это может снизить не только производственные и эксплуатационные затраты, но и стоимость всего жизненного цикла оборудования.