ТЕЛЕЖКА

Полезная модель относится к безрельсовому наземному транспорту, а именно к неприводным тележкам промышленного назначения для перемещения груза в цехах, складских помещениях и на открытом пространстве.
Цель полезной модели - повышение удобства эксплуатации.
Уровень техники
Известна трехколесная тележка для перевозки грузов, содержащая подъемную платформу, ходовые колеса, оси которых представляют собой коленчатые валики с шейками, кронштейн для закрепления переднего колеса и дышловую рукоятку, управляющую поворотом тележки и подъемом платформы через крюковидный захват, вилку и параллелограмм, образованный осями колес и штангами. (А.С. СССР №31777, кл. 63b, 1, заявленное 01.03.1928 г.) [1].
При поднятии рукоятки шейка коленчатого валика оси переднего ходового колеса занимает верхнее положение и упирается в уступы кронштейна. Одновременно захват рукоятки поднимает вилку, которая ставит коленчатые валики задних колес также в верхнее положение, вследствие чего, от действия шарнирной связи платформа с грузом поднимается, сохраняя свое горизонтальное положение.
Недостатками известной тележки являются малая устойчивость, обусловленная трехколесной конструкцией, а также малый коэффициент использования площади тележки (отношение полезной площади грузовой платформы к площади занимаемой тележкой) из-за необходимости выноса переднего ходового колеса за габарит платформы для обеспечения ее поворота.
Известна трехколесная тележка, содержащая платформу, два неповоротных колеса и одно поворотное, установленное под платформой в каретке с помощью вертикального шкворня и горизонтальной оси, на каретке смонтированы шаровые опоры, на которые опирается платформа, и при этом шкворень входит, с возможностью перемещения, в продольный паз, выполненный на каретке по обе стороны от оси колеса и перпендикулярный к этой оси. (А.С. СССР №770899, МКИ 3 В62В 13/12, 1976 г., опубл. Бюл. №38, 1980 г.) [2].
При смене направления движения тележки поворотное колесо не движется до тех пор, пока шкворнем не выбран паз и каретка не занимает соответствующее крайнее положение, после чего оно также приходит в движение и обеспечивает возможность поворота благодаря плечу между шкворнем и осью колеса. Запас хода платформы без движения поворотного колеса не сопровождается ее дугообразным движением и, соответственно требует минимального пространства, что обеспечивает высокую маневренность тележки. Кроме того, известная конструкция позволяет использовать всю площадь тележки для закрепления груза, благодаря размещению поворотного колеса с кареткой под платформой, но имеет малую устойчивость, обусловленную трехколесной конструкцией, что и является ее недостатком.
Известно подвижное основание для передвижных устройств, содержащее раму, установленную на четыре поворотных колеса и вертикальные опорные направляющие с выдвижными опорами. (А.С. СССР №1659279, МКИ 5 В62В 3/04, 1989 г., опубл. Бюл. №24, 1991 г.) [3].
Известное устройство может быть использовано в основаниях тележек, требующих периодического перемещения посредством поворотных колес и жесткой стабилизации в неподвижном положении с применением выдвижных опор для вывешивания, например, при производстве монтажных, наладочных и других работ.
Недостатком известной конструкции являются неустойчивость к боковым нагрузкам, при перемещении грузов на открытом пространстве, из-за отсутствия фиксации упомянутых колес.
Известна тележка, содержащая раму с четырьмя поворотными колесами, установленными под рамой, привод поворота и фиксаторы положений колес (Патент США №3463506, М. кл. В62d 5/10, 7/16, НКИ США 280-91, выданный г.Рональду Дрэйку 26.08.1969 г., приоритет Великобритании 30.07.1965 г.) [4].
Известная конструкция позволяет перемещать тележку во всех направлениях, поворот колес осуществлять при помощи привода с фиксацией их положений.
Недостатками известной тележки являются сложность конструкции привода поворота колес, включающего в себя редуктор с зубчатыми колесами и звездочками, гибкую связь - цепь, охватывающую все поворотные колеса, кулису, вариатор и т.п., а также неустойчивость из-за клиренса (при использовании колес большого диаметра), зависящего от диаметра колес, поскольку последние располагаются под рамой.
Известна ручная тележка, содержащая раму с четырьмя поворотными колесами, установленными с возможностью фиксации в двух взаимно перпендикулярных положениях при помощи втулок с пазами, размещенных на осях колес и взаимодействующих с сошками, прикрепленными к раме, а также водило, закрепленное на упомянутой раме и шарнирно соединенное тягами с передними колесами. (А.С. СССР №1235781, МКИ 4 В62В 3/02, 1984 г., опубл. Бюл. №21, 1986 г.) [5].
Известная тележка позволяет поворачивать передние колеса при помощи водила и тяг, а также разворачивать все колеса вручную на 90° с фиксацией положений при помощи пазов на втулках и выступов на сошках и перемещать тележку в поперечном направлении, при этом клиренс тележки не зависит от диаметра колес.
Недостатками известной конструкции являются малый коэффициент использования площади тележки из-за крепления колес с боков рамы и выходящих за ее габарит, а также неудобство ручной фиксации при повороте колес на 90°. Кроме того, конструкция тележки позволяет крепить колеса на осях только консольно, что снижает надежность и приемлемо не для всех типов колес.
Известна тележка, содержащая грузовую П-образную раму с двумя задними неповоротными колесами и два передних неповоротных колеса, установленных на выносной раме, последняя выступает за габарит грузовой П-образной рамы и управляется рукоятью. (А.С. СССР №765077, МКИ 3 В62В 3/04, 1978 г., опубл. Бюл. №35, 1980 г.) [6].
Известная тележка позволяет разворачивать передние колеса на выносной раме, для обеспечения поворота, однако, площадь последней не входит в полезную площадь для крепления груза, т.е. конструкция имеет низкий коэффициент использования площади, что и является ее недостатком.
Известна тележка, содержащая раму с четырьмя ходовыми колесами, кронштейн с промежуточным элементом, связанный с рамой с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, рукоять, шарнирно закрепленную на кронштейне с возможностью поворота в вертикальной плоскости, фиксаторы положений рукояти и поворотный каток (Патент США №2266398, НКИ США 280-46, выданный г. Джоржу Куайлу 16.12.1941 г., заявл. 25.10.1938 г.) [7].
Известная конструкция позволяет осуществлять поворот тележки при помощи поворотного катка, управляемого рукоятью через систему рычагов и промежуточный элемент.
Недостатками известной тележки являются сложность конструкции, обусловленная наличием системы рычагов, взаимодействующих между собой, фиксаторов, упругого элемента
и т.п., неудобство работы из-за необходимости перед поворотом останавливать тележку и производить сложные манипуляции, а также малая устойчивость из-за зависимости клиренса тележки от диаметра колес, расположенных под рамой.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой выбрана тележка по Авторскому свидетельству СССР №783093, МКИ 3 В62В 3/02, 1979 г., опубл. Бюл. №44, 1980 г. [ 8].
Тележка, выбранная в качестве прототипа содержит раму с тяговой П-образной рукояткой, четыре неповоротных ходовых колеса, кронштейн с промежуточным элементом, связанным с рамой, двуплечую рукоять, шарнирно закрепленную на кронштейне, двуплечий рычаг, на одном плече которого закреплен поворотный каток, а другое выполнено с возможностью взаимодействия с одним из плеч рукояти, фиксаторы положений рукояти, при этом последняя связана со свободным плечом двуплечего рычага посредством упругого элемента.
Тележка-прототип работает следующим образом.
Во время прямолинейного движения тележки рама опирается на все четыре колеса. Передвижение тележки и управление направлением ее движения осуществляется посредством тяговой П-образной рукоятки, двуплечая рукоять закрепляется шарнирно в вертикальном положении на кронштейне при помощи фиксатора, а двуплечий рычаг удерживается в горизонтальном положении упругим элементом.
При повороте тележку останавливают, разблокируют и поворачивают двуплечую рукоять на необходимый угол в вертикальной плоскости, положение закрепляют при помощи фиксатора на кронштейне, при увеличении угла поворота противоположное плечо рукояти поднимает вверх свободное плечо двуплечего рычага, а противоположное плечо последнего опускается вниз вместе с поворотным катком и происходит его контакт с поверхностью, по которой перемещают тележку. В результате этого, передняя пара колес выходит из контакта с поверхностью
и рама опирается на пару задних колес и поворотный каток.
Двуплечий рычаг кроме перемещения вверх и вниз может поворачиваться вокруг вертикальной оси, благодаря этому поворачивают каток в горизонтальной плоскости и обеспечивают поворот тележки.
После поворота двуплечую рукоять снова разблокируют, возвращают и фиксируют в транспортном вертикальном положении.
Недостатком тележки-прототипа является неудобство эксплуатации из-за необходимости перед поворотом останавливать тележку и производить манипуляции описанные выше.
Целью полезной модели является повышение удобства эксплуатации.
Поставленная цель достигается тем, что в тележке, содержащей раму с ходовыми колесами, промежуточный элемент, водило с возможностью поворота в горизонтальной плоскости и поворотный каток, промежуточный элемент выполнен в виде двух дисков со встречными скосами, установленных горизонтально друг над другом и взаимодействующих между собой при повороте в горизонтальной плоскости, причем верхний диск имеет центральное отверстие и жестко связан с рамой, а нижний - с поворотным катком, кроме того, на верхнем диске имеется выступ, а на нижнем - паз, взаимодействующий с упомянутым выступом при прямолинейном движении тележки, подпружиненной вертикальной оси, проходящей через отверстие верхнего диска и установленной одним концом на раме, с возможностью поворота в горизонтальной и перемещения в вертикальной плоскостях, а другим - закрепленной на нижнем диске, при этом водило закреплено на поворотном катке.
Раскрытие полезной модели
Задача, на решение которой направлена полезная модель заключается в следующем.
При межцеховой перевозке различных блоков, агрегатов и т.п. (далее грузов) возникает необходимость применения тележки с колесами увеличенного диаметра (400-500 мм) для повышения проходимости и снижения усилия при ручной транспортировке. Применение указанных колес требует соответствующих габаритов тележки, что для межцеховой перевозки на открытом пространстве не является критичным. Однако, при использовании этой же тележки для перевозки внутри цехов или складов, размеры проходов которых ограничены, габариты тележки должны быть минимальными, при этом она должна быть маневренной и устойчивой, а коэффициент использования площади тележки, т.е. отношение полезной площади грузовой рамы к площади, занимаемой всей тележкой, должен быть максимальным и стремиться к единице.
Применение трехколесных тележек-аналогов [1 и 2] для межцеховых перевозок не обеспечивает достаточной устойчивости, кроме того, аналог [1] имеет низкий коэффициент использования площади тележки.
Применение тележки-аналога [3] с четырьмя поворотными колесами также нецелесообразно, поскольку поворотные колеса не имеют фиксации и тележка при поворотах неустойчива к боковым нагрузкам.
Тележка-аналог [4] частично устраняет недостатки аналогов [1-3], но является сложной по конструкции, и ее клиренс зависит от диаметра колес (они расположены под рамой), что, в свою очередь, при использовании колес увеличенного диаметра (400-500 мм) и минимальных габаритах для проезда по внутрицеховым проходам делает ее неустойчивой из-за смещения центра тяжести вверх.
Тележка-аналог [5] имеет малый коэффициент использования площади из-за выноса колес за габарит рамы и неудобна в эксплуатации из-за необходимости поворота и фиксации колес вручную с остановкой тележки и поднятии рамы с грузом.
Тележка-аналог [6] имеет также как и аналог [5] низкий коэффициент использования площади и увеличенный габарит по длине из-за выносной рамы, обеспечивающей поворот тележки.
Тележка-аналог [7] и тележка-прототип [8] устраняют недостатки аналогов [1-6] путем использования неповоротных ходовых колес и введения поворотного катка, но аналог [7] имеет весьма сложную и неудобную в эксплуатации конструкцию.
Тележка-прототип [8] значительно упрощает тележку-аналог [7], но ее конструкция также неудобна при эксплуатации, поскольку для поворота необходимо остановить тележку и провести целый ряд манипуляций, описанных в разделе "Уровень техники", и, кроме того эти манипуляции требуют значительного времени.
Таким образом, тележка для перевозки грузов, как между цехами на открытом пространстве, так и внутри цехов или складов должна иметь минимальные размеры с учетом перевозимого груза и применения для проходимости колес увеличенного диаметра, быть маневренной, устойчивой, удобной в эксплуатации и, по возможности, иметь высокий коэффициент использования площади.
Технический результат при осуществлении полезной модели, по сравнению с прототипом, заключается в повышении удобства эксплуатации тележки с четырьмя неповоротными ходовыми колесами увеличенного диаметра и поворотным катком, путем исключения при повороте остановки тележки, разблокировки двуплечей рукояти, установки и фиксации ее в положении для поворота, поворот в вертикальной плоскости для
обеспечения контакта катка с поверхностью, и после завершения поворота - обратных манипуляций по приведению упомянутой рукояти в транспортное вертикальное положение.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 изображена тележка, общий вид; на фиг.2 - то же, вид спереди; на фиг.3 - то же, вид снизу, положение для поворота с развернутым водилом и катком; на фиг.4 - вид по стрелке А на фиг.2, положение с катком, приподнятым над базовой поверхностью, диски в контакте по всей поверхности скосов, ось в верхнем положении; на фиг.5 - положение с катком, контактирующим с базовой поверхностью и развернутым для поворота, верхний диск приподнят относительно нижнего, ось в нижнем положении, упругий элемент сжат, передние колеса приподняты над базовой поверхностью.
Тележка состоит из рамы 1, установленных на ней неповоротных ходовых колес 2, поворотного катка 3, с закрепленным на нем водилом 4 и промежуточного элемента, в виде двух дисков 5 и 6 со встречными скосами 7 и 8, установленных горизонтально друг над другом и взаимодействующих между собой, причем верхний диск 5 жестко связан с рамой 1, имеет выступ 9 и центральное отверстие 10, а нижний диск 6 связан с поворотным катком 3 и имеет паз 11, взаимодействующий с упомянутым выступом 9 верхнего диска 5, вертикальной оси 12, проходящей через центральное отверстие 10 верхнего диска 5, установленной одним концом на раме 1 через упругий элемент 13 с возможностью поворота в горизонтальной и перемещения в вертикальной плоскостях, а другим концом закрепленной на нижнем диске 6.
Тележка работает следующим образом.
При прямолинейном движении рама 1 тележки опирается на все четыре неповоротных ходовых колеса 2, поверхности скосов 7 и 8 дисков 5 и 6 соприкасаются по всей плоскости, а выступ 9 верхнего диска 5 находится в пазу 11 нижнего диска 6 и обеспечивает устойчивость водила 4 при перемещении. Каток 3 находится в подвешенном над базовой поверхностью положении под действием упругого элемента 13, удерживающего вертикальную ось 12, жестко связанную с нижним диском 6 и катком 3, в верхнем положении.
Для поворота водило 4 поворачивают в горизонтальной плоскости на необходимый угол при этом:
- каток 3 поворачивается вместе с водилом 4;
- нижний диск 6 также поворачивается и его паз 11 выходит из зацепления с выступом 9 верхнего диска 5;
- поверхность скоса 8 нижнего диска 6 скользит по выступу 9 верхнего диска 5, ось 12 также поворачивается в центральном отверстии 10 последнего;
- расстояние между центрами дисков 5 и 6 увеличивается, ось 12, преодолевая сопротивление упругого элемента 13, перемещается вниз вместе с нижним диском 6 и катком 3 и происходит контакт последнего с базовой поверхностью;
- при дальнейшем повороте водила 4 и, соответственно катка 3, нижнего диска 6 и оси 12, расстояние между центрами дисков 5 и 6 еще более увеличивается и верхний диск 5 перемещается по оси вверх, опираясь через нижний диск 6 и каток 3 на базовую поверхность;
- вертикальное перемещение верхнего диска 5, жестко связанного с рамой 1 вызывает ее подъем вместе с передними колесами 2 и они выходят из контакта с базовой поверхностью.
Во время поворота рама 1 тележки опирается на два задних колеса 2 и поворотный каток 3, управляемый водилом 4, при этом чем круче поворот, тем выше подъем передних колес 2 над базовой поверхностью.
После завершения поворота водило 4 возвращают в первоначальное положение при этом:
- каток 3 поворачивается в положение вдоль хода тележки;
- нижний диск 6 и ось 12 также поворачиваются, верхний диск 5 перемещается по оси 12 вниз и его выступ 9 входит в зацепление с пазом 11 нижнего диска 6;
- одновременно, ось 12 под действием упругого элемента 13 возвращается в верхнее положение и поднимает нижний диск 6 и каток 3 и последний выходит из контакта с базовой поверхностью;
- рама 1 с верхним диском 6 и передними колесами 2, под действием силы тяжести, опускается вниз до соприкосновения последних с базовой поверхностью и опирается на все четыре колеса 2.
Затем снова перемещают тележку в прямолинейном направлении.
Осуществление полезной модели
Разработана и изготовлена тележка для перевозки грузов между цехами, а также внутри цехов и складов.
Тележка состоит из рамы 1, установленных на ней четырех неповоротных ходовых колес 2, поворотного катка 3 с закрепленным на нем водилом 4 и промежуточного элемента.
Конструктивно рама 1 представляет собой сварную площадку из стальных прямоугольных труб 60×30×3 мм ГОСТ 8645-68, сверху которых установлен стальной лист толщиной 2-4 мм и размерами 800×1300 мм, на раме 1 смонтировано приспособление (на чертеже не показано) для закрепления груза.
Неповоротные ходовые колеса 2 диаметром 400 и шириной 100 мм, состоят, каждое, из резиновой покрышки с рифленым рисунком, пневматической камеры с ниппелем и стального обода со ступицами и подшипниками скольжения или качения с двух сторон. Колеса 2 устанавливаются на раме 1 при помощи ось-винтов диаметром 20 мм в прорезях листа через боковые трубы 60×30×3 мм рамы 1, таким образом, что рама 1 находится на уровне осей поворота колес. Подобная установка обеспечивает необходимый клиренс (180-200 мм) для устойчивости тележки с одной стороны и возможности прохождения мелких препятствий на базовой поверхности, без их объезда, с другой.
Поворотный каток 3 представляет собой два спаренных стальных обрезиненных колеса диаметром 100 и шириной 50 мм, установленных на общей оси диаметром 20 мм и возможностью поворота вокруг нее.
Водило 4 из стальных труб диаметром 25 мм, установленное шарнирно на концах оси поворотного катка 3, имеет возможность поворота в горизонтальной плоскости вместе с катком 3 и длину 1000-1200 мм, обеспечивающую необходимый рычаг для преодоления сопротивления промежуточного элемента при повороте, под действием силы тяжести тележки и перевозимого груза и трения в узлах конструкции.
Промежуточный элемент, в свою очередь, состоит из двух стальных дисков 5 и 6 диаметром 300 и высотой 40 мм со встречными скосами под углом 10°-15°, установленных горизонтально друг над другом, причем верхний диск 5 соединен с рамой 1 при помощи сварки, имеет диаметральный выступ 9 высотой 7 мм и радиусом 10 мм и центральное отверстие 10 диаметром 100 мм, а нижний диск 6 соединен с поворотным катком 3 через стальной кронштейн и имеет паз 11 глубиной 8 мм и радиусом 11 мм, взаимодействующий с упомянутым выступом 9 верхнего диска 5.
Промежуточный элемент содержит также стальную ось 12 диаметром 100 мм и длиной 200 мм, термически обработанную
с твердостью 35-40 HRC и изготовленную с допуском, обеспечивающим скользящую посадку H8/h7 по ГОСТ 25346-89 с отверстием 10 верхнего диска 5. Ось 12 установлена одним концом с резьбой М20 на раме 1 через упругий элемент 13, в виде пружины сжатия с наружным диаметром 36 мм, высотой 65 мм и числом витков - 5 из пружинной проволоки диаметром 7,0 мм, с возможностью поворота в горизонтальной и перемещения в вертикальной плоскостях, а другим концом закреплена на нижнем диске 6. Упомянутая пружина фиксируется на резьбовом участке оси 12 при помощи шайб 20 по ГОСТ 6958-68 и гайки М20 по ГОСТ 5915-70 с возможностью регулировки ее натяжения и хода оси 12 в отверстии 10 верхнего диска 5 в диапазоне 20-30 мм.
Все детали промежуточного элемента имеют цинковое гальваническое покрытие, а рама 1 и водило 4 - лакокрасочное покрытие - Эмаль ЭП-140 по ГОСТ 24709-81.
Работа с тележкой описана в разделе "Краткое описание чертежей".
Тележка позволяет перевозить грузы массой до 200 кг. между цехами на открытом пространстве, а также внутри цехов и складов с проходами 1-1,5 м и поворачивать под углом 90° с минимальным радиусом, при этом масса самой тележки составляет 40-50 кг.