СМЕСИТЕЛЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
MIXING MACHINE FOR CONSTRUCTION MATERIALS

Данное изобретение относится к смесителю строительных материалов со смесительным барабаном, приводимым во вращение смесительным приводом, причем смесительный барабан установлен на опоре одним из его торцевых концов через привод смесителя на элементе рамы смесителя, в частности на раме автомобиля, с возможностью поворота, и привод смесителя имеет деталь привода, в частности гидромотор, и соединенный со смесительным барабаном редуктор привода.
В смесителях строительных материалов в виде автосмесителей, используемых, как правило, для доставки предварительно перемешанного бетона к стройплощадкам, на смесительные барабаны часто оказывают воздействие большие динамичные силы, например при движении по ухабистым подъездным путям, поэтому часто сильно нагруженные смесительные барабаны вызывают значительные динамичные усилия на опоре. С другой стороны, движение по неровной местности приводит к перекосам рамы автомобиля, на которой установлен на опоре смесительный барабан, поэтому в результате возникает несоосность опорных участков подшипников, в частности перекос опорных участков подшипников, расположенных на раме относительно опорных участков подшипников со стороны смесительного барабана. Эти перекосы и динамические нагрузки на подшипники особенно проблематичны на стороне смесительного барабана, установленного на опоре через привод смесителя, поскольку такие перекосы, в частности динамические нагрузки на опору, сразу не могут передаваться на редуктор привода смесителя. Для компенсации названных перекосов и несоосности вследствие перекосов рамы или, в частности, их допуска обычно выполняется гибкое соединение между приводом смесителя и смесительным барабаном, в то время как для крепления смесительного барабана используется выдерживающий перекосы соединительный элемент. На фиг.3 показан обычный привод смесителя, точнее говоря, его редуктор, выполненный в виде двухступенчатого планетарного механизма, приводимого в действие со стороны входа не показанным детально приводным двигателем, а со стороны выхода приводящего в движение фланец барабана, изображенный на фиг.3 справа и неподвижно соединенный со смесительным барабаном. Корпус редуктора показанного на фиг.3 редуктора смесителя неподвижно привинчивается к неподвижно соединенной с рамой автомобиля стойкой подшипника. Перекосы рамы автомобиля, несущей привод смесителя, относительно смесительного барабана в частности, наоборот, могут компенсироваться до определенной степени выполненным выдерживающим перекос фланцем барабана. Как показано на фиг.3, указанный фланец барабана непосредственно приформован к выходному валу редуктора смесителя, однако выполнен довольно тонким, поэтому он допускает перекосы вследствие наклонных движений. Кроме того, монтаж несущего фланец барабана выходного вала посредством наклонно установленных конических роликоподшипников выполнен так, что даже за счет этого способность выдерживания перекоса остается довольно ограниченной, чтобы допускать движения уравновешивания.
Вместе с тем, допуск упомянутых перекосов и их компенсация может повлечь за собой проблемы усталости материала. Кроме того, проблемы, связанные с колебаниями вследствие динамичных нагрузок, до настоящего времени решаются в известных предложениях только неудовлетворительно. Также было бы желательно найти решение, где бы использовались конструктивные элементы, занимающие немного места.
Исходя из этого задачей данного изобретения является создание более совершенного смесителя строительных материалов названного типа, лишенного недостатков существующего уровня техники и, в конце концов, усовершенствованного предпочтительным способом. В частности, можно добиться более совершенной компенсации перекосов несущего привод смесителя элемента рамы относительно барабана смесителя посредством занимающей небольшое конструктивное пространство небольшой конструкции, одновременно поглощающей также динамичные нагрузки, возникающие от смесительного барабана.
В соответствии с изобретением эта задача решается смесителем строительных материалов согласно пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные формы выполнения изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
В частности, предлагается больше не компенсировать перекосы между рамой смесителя и смесительным барабаном, в частности больше не компенсировать их только в месте стыковки между редуктором смесителя и смесительным барабаном, а подвижно закреплять весь редуктор смесителя на раме смесителя, чтобы весь редуктор смесителя повторял движения перекоса смесительного барабана относительно рамы автомобиля, в частности, наоборот, компенсировались движения перекоса рамы автомобиля на месте стыковки между рамой смесителя и редуктором смесителя. Согласно изобретению привод смесителя подвижно установлен на опоре на элементе рамы смесителя посредством подвижных допускающих наклонные движения опорных средств. При этом смесительный барабан фиксирован на корпусе редуктора привода, за счет чего экономится на выходящем впереди редуктора привода фланце барабана, и тем самым монтажная длина конструкции становится меньше в осевом направлении. В противоположность прежним решениям движение выходного вала редуктора смесителя больше не передается посредством вала редуктора и укрепленного на нем фланца барабана смесительному барабану, а посредством - корпуса редуктора смесителя. В соответствии с этим корпус редуктора больше не фиксирован неподвижно на элементе рамы смесителя, а установлен на опоре с возможностью вращения. Таким образом, можно получить не только укороченную в осевом направлении конструкцию, но и добиться более благоприятного воздействия вызываемых смесительным барабаном усилий на опоре. Вал редуктора больше не подвергается действию известных больших изгибающих усилий, кроме того, за счет взаимного сдвига друг к другу опорного участка подшипника со стороны рамы и опорного участка подшипника со стороны смесительного барабана возникает небольшое плечо рычага, в целом, производящее небольшую нагрузку при перекосе на привод смесителя и, в частности, редуктор смесителя.
Причем при усовершенствовании изобретения смесительный барабан укреплен на опорном участке подшипника барабана корпуса редуктора, смещенном назад от обращенной к смесительному барабану торцевой стороны редуктора привода к элементу привода смесителя таким образом, что редуктор привода выступает из упомянутого опорного участка подшипника барабана, вплоть до смесительного барабана, в частности во внутрь смесительного барабана. В частности, опорный участок подшипника барабана смещен к приводному двигателю, вследствие чего усилия на опоре в опорном участке подшипника барабана, прикладываемые к корпусу редуктора, имеют незначительную длину рычага относительно опорного участка подшипника со стороны рамы, и за счет чего достигается благоприятное силовое воздействие в отношении усилий на опоре.
В частности, корпус редуктора может иметь со стороны наружной поверхности кожуха выступающий крепежный фланец, к которому неподвижно фиксирован смесительный барабан, в частности соединительный элемент смесительного барабана, например неподвижно привинчен болтами. При этом упомянутый крепежный фланец может быть, например, надет на корпус редуктора наподобие шины и неподвижно закреплен там, например приварен или привинчен. В усовершенствованном варианте выполнения изобретения крепежный фланец приформован, преимущественно, как одно целое к корпусу редуктора.
Средства опоры со стороны рамы, посредством которых привод смесителя установлен устойчиво к повороту на раме смесителя относительно оси вращения привода, но при наклонных движениях имеющий допустимую для данного положения поперечную опору, оказывают воздействие предпочтительно в опорном участке подшипника смесителя, находящемся на участке элемента привода, в частности гидромотора привода смесителя. Предпочтительно, упомянутый опорный участок подшипника со стороны рамы привода смесителя может располагаться, например, примерно на середине осевой протяженности корпуса двигателя привода смесителя.
В частности, в соответствии с этим опорные участки подшипников привода смесителя, а именно опорный участок подшипника со стороны рамы, с одной стороны, и опорный участок подшипника со стороны смесительного барабана, с другой стороны, сдвинуты друг к другу, поэтому создаются в целом благоприятные условия отношения, касающиеся силового потока и отвода усилий на опоре. Кроме того, получается очень компактная конструкция, отличающаяся небольшой занимаемой площадью в осевом направлении.
При этом вышеупомянутые средства опоры, обеспечивающие подвижную, допускающую наклонные движения опору привода смесителя на раме смесителя, предпочтительно выполнены эластичными и демпфирующими движение, в частности обладающими эластичностью резины, чтобы не только компенсировать перекосы и несоосность между элементом рамы и смесительным барабаном, но и предпочтительно поглощать также динамические усилия на опоре и уменьшать нежелательные колебания. При этом средства опоры содержат, в частности, по меньшей мере, обладающий эластичностью резины элемент опоры, посредством которого привод смесителя укреплен на элементе рамы смесителя.
При этом в усовершенствованном варианте изобретения, по меньшей мере, резиновый элемент опоры встроен и (или) выполнен так, что резиновый элемент опоры не испытывает растягивающие нагрузки, а постоянно подвергается только давлению и (или) сдвигу. В частности, резиновый элемент опоры может быть установлен при достаточно сильном напряжении, предотвращающем возникновение растягивающих нагрузок резинового элемента опоры.
При этом элементу опоры не нужно быть обязательно резиновым элементом опоры, может быть также предусмотрен имеющий соответствующие качества синтетический элемент или элемент опоры из другого материала, имеющий желаемые эластичные и/или демпфирующие колебания качества.
При этом средства опоры, обеспечивающие подвижную, допускающую наклонные движения опору привода смесителя на раме смесителя, принципиально могут быть выполнены в отношении их конструкции разными. В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения может быть предусмотрено кольцо опоры, в котором посажен преимущественно цилиндрический и/или кольцеобразный внутренний элемент опоры так, что внутренний опорный элемент по отношению к кольцу опоры устойчиво удерживается к повороту относительно оси вращения привода, однако может совершать движения относительно кольца опоры, а именно, в частности, в виде наклонных движений вокруг проходящей в поперечном направлении к оси вращения привода смесителя и/или смесительного барабана горизонтальной оси вращения, причем подвижность обеспечивается предпочтительно так, что возможны наклонные движения вокруг большого количества горизонтальных осей вращения, проходящих в вертикальной к оси вращения барабана смесителя плоскости.
При этом в усовершенствованном варианте изобретения предусматривается эластичный элемент опоры между упомянутым кольцом опоры и сидящим в нем внутренним элементом опоры, по меньшей мере, эластичный элемент опоры, преимущественно резиновый элемент опоры, посредством которого кольцо опоры и внутренний элемент опоры подвижно удерживаются относительно друг друга. При этом в усовершенствованном варианте изобретения между кольцом опоры и внутренним элементом опоры могут быть уложены слоями друг на друге несколько эластичных элементов опоры, причем между отдельными элементами опоры могут быть предусмотрены кольцеобразные промежуточные элементы.
При этом упомянутому кольцу опоры не нужно иметь обязательно форму замкнутого кольца, также может быть предусмотрено кольцо опоры в форме сегмента кольца, типа имеющей форму полукольца или трех четвертей кольца опорной станины или опорной вилки. Однако предпочтительно, если предусмотрено полнообъемное кольцо опоры, в котором находится полностью замкнутый внутренний элемент опоры. При этом внутренний элемент опоры выполнен цилиндрическим, а также в частности кольцеобразным, причем внешняя сторона боковой поверхности внутреннего элемента опоры может быть бочкообразно выпуклой.
В усовершенствованном варианте изобретения кольцо опоры охватывает окружающий элемент привода смесителя, в частности его гидромотор, элемент корпуса, на котором предусмотрен вышеупомянутый внутренний элемент опоры. При этом внутренний элемент опоры может быть выполнен как отдельная деталь и неподвижно закреплен на элементе корпуса. В качестве альтернативного варианта внутренний элемент опоры может быть также выполнен непосредственно на элементе корпуса в качестве отдельной детали. Кольцо опоры, окружающее упомянутый элемент корпуса, может быть неподвижно закреплено на элементе рамы смесителя, например привинчено к ней болтами.
Несущий смесительный барабан корпус редуктора принципиально может иметь различную конструкцию. Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения корпус редуктора имеет соединенный со смесительным барабаном элемент наружной поверхности кожуха, установленный на подшипнике с возможностью вращения на соединительном элементе корпуса, опирающийся посредством вышеупомянутых опорных средств на раму смесителя. При этом предпочтительно соединительный элемент корпуса может окружать элемент привода смесителя, в частности его корпус двигателя, и/или образовывать элемент корпуса для этого элемента привода.
Для выполнения несложного технического обслуживания двигателя привода смесителя и обеспечения к нему хорошего доступа окружающий элемент привода соединительный элемент корпуса может предпочтительно образовывать для этого приемную камеру, в которую с торцевой части вставляется в виде отдельного модуля элемент привода, в частности двигатель привода смесителя. В соответствии с этим требуется только лишь насадить двигатель на редуктор в осевом направлении, причем его можно таким же простым способом демонтировать в обратной последовательности. Предпочтительно, если с этой целью между валом двигателя и входным валом редуктора предусмотрена подсоединяемая и разъединяемая вращательным движением муфта.
Для того чтобы избегать перегрузки подвижных средств опоры для установки привода смесителя из-за слишком больших перекосов, в предпочтительном варианте выполнения изобретения подвижность опоры привода смесителя на опорах ограничена. Для этого может быть предусмотрен упор, ограничивающий поворот привода смесителя вокруг горизонтальной оси относительно рамы смесителя. При этом упор, в принципе, может быть выполнен различном способом. Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения упор может включать образованный кольцом опоры элемент упора, а также образованный корпусом редуктора или соединенный с ним элемент упора, наезжающие друг на друга при достижении заданной величины поворота вокруг боковой оси.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения подвижное расположение на опорах привода смесителя на элементе рамы смесителя имеет степень подвижности, выраженную в виде допускаемого угла перекоса более чем 2° и, предпочтительно, менее чем 10°. Предпочтительно, допускаемый угол перекоса составляет от 4° до 8°, в частности примерно 6°, что обеспечивает, с одной стороны, достаточную компенсацию перекосов рамы, а с другой стороны, предотвращает проблемы, связанные с колебаниями вследствие слишком большой подвижности.
Далее приводится более подробное описание предпочтительного примера выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи. На чертежах показаны:
фигура 1 - привод смесителя автосмесителя и его опора на закрепленной на раме автомобиля стойке рамы, продольный разрез;
фигура 2 - привод смесителя и его опора согласно фиг.1, причем привод смесителя наклонен относительно стойки рамы, на которую он опирается, вследствие подвижности опоры, продольный разрез; и
фигура 3 - обычный привод смесителя, в котором корпус редуктора неподвижно привинчен к стойке подшипника, а смесительный барабан фиксирован посредством сидящего на выходном вале передачи фланцем барабана, продольный разрез.
Изображенный на фигурах 1 и 2 привод 1 смесителя посажен посредством опоры 2 смесителя на стойке 3 подшипника, установленной на раме 4 автомобиля, впрочем, непоказанного автосмесителя. При этом автосмеситель содержит известную саму по себе многоосную ходовую часть с соответствующими колесами, несущую раму 4 автомобиля, на которой также известным способом расположена кабина водителя, за которой находятся привод смесителя и приводимый им в действие смесительный барабан 5.
Как показано на фигуре 1, привод 1 смесителя содержит элемент 6 привода для производства вращательного движения привода, а также редуктор 7 привода, приводимый в действие со стороны входа вышеназванным элементом 6 привода, а со стороны выхода приводит во вращательное движение смесительный барабан 5. В показанном примере выполнения редуктор 7 привода выполнен как двухступенчатый планетарный редуктор, солнечная шестерня которого приводится в действие первой ступенью входного вала 8 от элемента 6 привода.
В показанном примере выполнения изобретения элемент 6 привода содержит гидромотор 9 в виде гидравлического аксиально-поршневого мотора, ведущий вал 10 которого соединен прочно на поворот с входным валом 8 редуктора 7 привода. При этом элемент 6 привода сидит с торцевой стороны на редукторе 7 привода (см. фигуру 1).
Как показано на фигуре 1, редуктор 7 привода охватывает корпус 11, содержащий элемент 12 наружной поверхности кожуха, который окружает весь объем ступеней редуктора планетарного редуктора. На элементе 12 наружной поверхности кожуха, примерно в центре его оси предусмотрен выступающий радиально фланец 13 барабана, к которому неподвижно фиксирован болтами 14 только условно обозначенный на фигуре 1 смесительный барабан 5. При этом указанный фланец 13 барабана смещен назад от обращенной к смесительному барабану 5 торцевой стороны 15 редуктора 7 привода к элементу 6 привода (см. фигуру 1), поэтому редуктор 7 привода, в частности его корпус 11 редуктора, выступает по направлению к смесительному барабану 5.
При этом элемент 12 наружной поверхности кожуха корпуса 11 редуктора установлен с возможностью поворота посредством подшипника 16 качения на соединительном элементе 17 корпуса, закрывающим, с одной стороны, с торцевой части редуктор 7 привода и замыкающим, с другой стороны, приемную камеру 18, в которую с торцевой стороны вставлен гидромотор 9 элемента 6 привода (см. фигуру 1). Вследствие этого гидромотор 9 может просто приставляться в виде отдельного модуля к редуктору 7 привода, в частности вставляться в соединительный элемент 17 корпуса при закреплении его болтами 19.
Соединительный элемент 17 корпуса установлен посредством опоры смесителя 2 устойчиво к повороту относительно оси вращения двигателя, однако с возможностью поворота вокруг проходящих в поперечном направлении боковых осей в стойке 3 подшипника рамы 4 автомобиля. При этом возможность наклона привода 1 смесителя задана по типу шарового шарнира во всех направлениях, т.е. наклоны могут происходить вокруг нескольких горизонтальных осей вращения, проходящих в плоскости, вертикальной к представленной на фигуре 1 чертежа плоскости. На фигуре 2 показано наклоненное положение, причем отмечен максимальный угол наклона 6°.
При этом опора 2 смесителя содержит подвижные допускающие поперечные к оси привода движения наклона средства 20 опоры, выполненные эластичными и демпфирующими, в частности обладающими эластичностью резины.
В изображенной форме выполнения изобретения средства 20 опоры предпочтительно содержат несколько эластичных демпфирующих элементов 21 опоры, которые могут быть выполнены, в частности, в форме резиновых элементов опоры, укрепляющих привод 1 смесителя на соединенной с рамой 4 автомобиля стойке 3 подшипника.
При этом средства 20 опоры предпочтительно охватывают кольцо 22 опоры, в котором посажен также выполненный кольцеобразно внутренний элемент 23 опоры, наклоняемый относительно кольца 22 опоры. Это становится возможным благодаря эластично деформируемым элементам 21 опоры, посаженным между кольцом 22 опоры и внутренним элементом 23 опоры (см. фигуру 1). При этом элементы 21 опоры могут образовывать сегменты кольцевых элементов, тем не менее, предпочтительно, если они выполнены круглыми элементами опоры и имеющими сплющенное, продолговатое поперечное сечение (см. фигуру 1). При этом в показанном примере выполнения изобретения несколько кольцеобразных эластичных элементов 21 опоры расположены друг на друге, в частности друг в друге, причем элементы 21 опоры разделены такими же кольцеобразными промежуточными элементами 24 (см. фигуру 1). При этом эластичные, в частности обладающие эластичностью резины, элементы 21 опоры так напряжены между кольцом 22 опоры и внутренним элементом 23 опоры, что они при деформации нагружаются, как это показано на фигуре 2, только под давлением или сдвигом, однако не при растягивании. За счет эластичных элементов 21 опоры кольцо 22 опоры и внутренний элемент 23 опоры подвижны относительно друг друга и, в частности, наклоняемы, как это показано на фигуре 2, поэтому средства 20 опоры в целом, в частности опора 2 смесителя, обладают подвижностью, допускающей наклонные движения привода 1 смесителя вокруг почти любых горизонтальных осей вращения поперек к оси привода.
При этом возможность наклона привода 1 смесителя относительно стойки 3 подшипника ограничена упором 25, образованным, с одной стороны, торцевой стороной опорного кольца 22, а с другой стороны, прокладочным кольцом 26, закрывающим щель опоры между элементом 12 наружной поверхности кожуха корпуса 11 редуктора и его соединительным элементом 17 корпуса и укрепленным на последней части соединительного элемента 17 корпуса.