ПРИЦЕП САМОСВАЛЬНЫЙ С УВЕЛИЧЕННОЙ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬЮ
TIPPER TRAILER WITH INCREASED CARRYING CAPACITY

Изобретение относится к транспортным средствам и может быть использовано для перевозки сыпучих грузов в составе крупногабаритных большегрузных автопоездов.
Известны самосвальные прицепы с увеличенной грузоподъемностью преимущественно с выгрузкой позади транспортного средства. Применение самосвальных прицепов с боковой разгрузкой дает преимущества в составе автопоезда, такие как маневренность, отсутствие необходимости двигаться задним ходом для разгрузки, разгрузка происходит более равномерно, по всей длине автопоезда, возможно применение конструктивных решений, которые могут быть внедрены только в прицепах самосвалах с боковой разгрузкой.
Известен полуприцеп-самосвал для грузового автопоезда, содержащий раму, опирающуюся на оси колес через рессоры и выполненную с двумя продольными балками в виде двутавровых швеллеров, и кузов, установленный на раме с возможностью поворота при разгрузке [RU 2244654, опубликовано 20.01.2005].
Недостатками известного прицепа являются недостаточная грузоподъемность, отсутствие возможности эксплуатации при тяжелых климатических условиях, таких как в условиях крайнего Севера, где температуре воздуха колеблется от +40 до -55 градусов.
Известен прицеп самосвальный типа «Тонар-85795» грузоподъемностью до 55 тонн с боковой разгрузкой на левый борт по ходу движения с основными прямоугольными контурами кузова прицепа, при этом внутренняя поверхность скруглена по углам, наружная поверхность боковых стенок кузова снабжена перемычками усиления конструкции, а края откидного борта дополнены боковыми ограничителями для исключения рассыпания груза в стороны, на вынесенных опорах расположены и гидроцилиндры подъема кузова. Прицеп-самосвал построен на базе рамного шасси с усиленной центральной опорной балкой швеллерного типа, к которой крепятся две двухосные колесные тележки, снабженные балансирной подвеской с упругими элементами вместо классических рессор. Спереди к опорной балке крепится поворотное прицепное устройство с петлей[https://truck.ironhorse.ru/tonar-85795.html.].
Недостатками известного прицепа, взятого за прототип, являются недостаточная жесткость одной центральной опорной балкой швеллерного типа, что препятствует повышению грузоподъемности, у прицепа ограничены конструктивные особенности, позволяющие эксплуатировать прицеп в тяжелых климатических условиях, при температуре воздуха -55 градусов.
Задачей предложенного технического решения является создание усовершенствованной конструкции самосвального прицепа для перевозки сыпучих грузов, с увеличенной грузоподъемностью, расширенным температурным диапазоном использования, для сверхтяжелых условий эксплуатации.
Технический результат от использования предлагаемого изобретения является увеличение грузоподъемности перевозимого прицепом груза, увеличение диапазона рабочих отрицательных температур при его эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что прицеп самосвальный с увеличенной грузоподъемностью, содержащий кузов с основными прямоугольными контурами кузова, наружная поверхность боковых стенок кузова снабжена перемычками усиления конструкции, а края откидного борта дополнены боковыми ограничителями для исключения рассыпания груза в стороны, на вынесенных опорах расположены гидроцилиндры подъема кузова, прицеп построен на базе рамного шасси к которому крепятся две двухосные колесные тележки, спереди к опорной балке крепится поворотное прицепное устройство с петлей, согласно изобретению лонжероны рамы выполнены сваркой из листов различной толщины из металла 15 категории из стали марки 09Г2С с пределом текучести 325 МПа, и образуют двутавровое сечение, в нагруженных местах полки лонжеронов усилены дополнительными листами, а стенки лонжеронов закрываются в коробчатое сечение, задняя, передняя, правая боковая стенки и днище кузова прицепа сплошные, соединены сваркой в единую деталь, при этом стенки кузова выполнены из стали толщиной 8 мм, а днище кузова выполнено из стали 10 мм. Каждая вертикальная и горизонтальная перемычка усиления соединены между собой, образуя единое ребро жесткости, располагаются по всей длине кузова. Откидной борт выполнен из стали 8 мм и имеет вертикальные перемычки усиления по всей длине борта. Откидной борт опускается двумя гидроцилиндрами которые оснащены запорными клапанами, для предотвращения самостоятельного открытие борта при утечке или разрушении гидравлических шлангов. На днище кузова установлены как минимум два электрических вибратора, включаемые при разгрузке прицепа, для предотвращения намерзания на стенках кузова перевозимого сыпучего материала.
Изготовление рамы приведенной выше конструкции из металла 15 категории из стали марки 09Г2С с пределом текучести 325 МПа, двутаврового сечения позволяет использовать прицеп с максимальной нагрузкой до 60 т. при температуре до - 55 градусов Цельсия.
Выполнение кузова единой деталью с вертикальными и горизонтальными усилителями создают необходимую жесткость, позволяя избежать появления вмятин на стенках кузова при ударах груза во время погрузки в кузов, а также увеличить грузоподъемность прицепа и эксплуатировать по специальным технологическим дорогам с высокой интенсивностью работы в сверхтяжелых условиях эксплуатации. Наличие на днище кузова электрических вибраторов позволяет предотвратить намерзания на стенках кузова перевозимого сыпучего материала, осуществить полную выгрузку при отрицательных температурах.
Изобретение поясняется чертежами, где на Фиг. 1 изображен прицеп со стороны откидного борта. На Фиг. 2 прицеп со стороны правого, не откидного борта, На Фиг. 3 прицеп с поднятым кузовом и опущенным откидным бортом. На Фиг. 4 фрагмент рамы прицепа из программы расчетов на максимальный скручивающий момент. На Фиг. 5 фотография общего вида прицепа.
Прицеп содержит кузов 1 (Фиг. 1, 2, 3) с откидным бортом 2, края которого выполнены с боковыми ограничителями 3 (Фиг. 3) для исключения рассыпания груза в стороны, на вынесенных опорах расположены гидроцилиндры подъема кузова 4 (Фиг. 1), прицеп построен на базе рамного шасси, к которому крепятся две двухосные колесные тележки 5 и 6, спереди к опорной балке крепится поворотное прицепное устройство 7 с петлей, лонжероны рамы 8 (Фиг. 4) образуют двутавровое сечение, нагруженных местах полки лонжеронов усиливаются дополнительными листами 9, стенки лонжеронов закрываются в коробчатое сечение. Задняя стенка кузова 10, передняя стенка кузова 11, правая боковая стенка 12 и днище 13 кузова прицепа соединены сваркой в единую деталь. Вертикальные 14 и горизонтальные перемычками усиления конструкции или усилители, соединены между собой, образуют единое ребро жесткости. Откидной борт 2 также выполнен с вертикальными усилителями по всей длине борта. Откидной борт 2 откидывается двумя гидроцилиндрами 15, которые оснащены запорными клапанами, для предотвращения самостоятельного открытия борта при утечке или разрушении гидравлических шлангов. На днище кузова установлены два электрических вибратора (не показано) для предотвращения намерзания на стенках кузова перевозимого сыпучего материала, и быстрого и полного высвобождения кузова.
Прицеп используется следующим образом. При помощи петли поворотно-прицепного устройства 7 прицеп сцепляется с автомобилем - тягачом, одновременно осуществляется присоединение к гидравлической и электрическим системам автомобиля.
В таком положении прицеп становиться частью автопоезда. Загрузка прицепа осуществляется через верх кузова известными способами, например, при помощи экскаватора. Прибыв на место разгрузки, водитель автопоезда включает систему опрокидывания, которая одновременно приводит в действие гидроцилиндры 4 поднимающие кузов и гидроцилиндры 15 опускающие откидной борт 2. При пониженной температуре, и случае необходимости, водитель включает электрические вибраторы, которые осуществляя воздействие на кузов, позволяют осуществить полную разгрузку, в том числе примершего груза.
При эксплуатации самым нагруженным элементом конструкции прицепа является несущая рама прицепа. Из практики эксплуатации транспортных средств известно, что наиболее частые поломки несущей рамы транспортных средств происходят от действия крутящих моментов, возникающие при движении транспортного средства по неровностям дорог, поэтому при создании прицепа, заявляемого в качестве изобретения, были проведены расчеты, при которых выбран наиболее худший расчетный случай, когда полностью вывешивается переднее правое колесо прицепа, в этом случае на раму будет действовать максимальный скручивающий момент. Расчет производился методом конечных элементов в компьютерной программе. При расчетах учитывалась нагрузка, приложенная к раме прицепа - это сила, возникающая от массы груза + масса кузова = 68000 кг равномерно действующая на опорные площадки вдоль лонжеронов рамы. Ограничения приложены в местах крепления балансиров мостов передней и задней подвески прицепа. Расчетами было установлено, что 3 максимальные напряжения, возникающие в раме прицепа, составляют около 200 МПа. При изготовлении рамы прицепа применена сталь марки 09Г2С с пределом текучести 325 МПа, то есть расчетные напряжения в 1,6 раза меньше предела текучести материала, что является допустимым из практики проектирования аналогичных конструкций прицепов.
Заявителем был изготовлен опытный образец - прицеп-самосвал модели CAB 83434 (комплектация 83434-0000055-Л), имеющим следующие характеристики:
1. Прицеп способен работать в условиях крайнего севера при температуре воздуха от +40 до -55 градусов Цельсия, в труднодоступных местностях, по специальным технологическим дорогам и с высокой интенсивностью работы.
2. Прицеп способен перевозить груз массой 60000 кг, что по весовым характеристикам соответствует объему одного железнодорожного вагона.