ТЯГОВО-ДОГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО К ПРИЦЕПУ
TRACTION-FINISH-LOADING DEVICE FOR TRAILER

Изобретение относится к сельскохозяйственному транспорту, в частности к устройствам, догружающим трактор со стороны прицепа, и может быть использовано в тракторных транспортных прицепных агрегатах.
Известно устройство для повышения проходимости колесных тракторов при работе с прицепами [RU 2137652 C1, 6 B62D 53/04, 20.09.1999]. Оно содержит траверсу, закрепленную на подъемных рычагах механизма навески трактора, подпружиненную тягу, связанную с гибким элементом. Концы гибкого элемента закреплены на передней оси прицепа, тяга снабжена роликом, а гибкий элемент пропущен через указанный ролик. Наклонное положение гибкого элемента обеспечивает увеличение вертикальной нагрузки на задние колеса трактора за счет частичной разгрузки передних колес прицепа и трактора. Дышло прицепа соединено с рычагом силового датчика, связанного с приводом гидрораспределительного устройства регулятора навески трактора, осуществляющего поворот вала упомянутых подъемных рычагов для натяжения гибкого элемента. Недостатком этого устройства является сложность конструкции и необходимость изменения гидронавески трактора.
Известно устройство для повышения проходимости колесных тракторов при работе с двухосными прицепами [RU 2190549 C2, 7 B62D 53/04, 10.10.2002]. Оно содержит основную силовую связь дышла прицепа с трактором, а также навесную систему трактора, подъемные рычаги которой через траверсу и гибкий элемент связаны с передним мостом прицепа. Основная силовая связь имеет буксирное устройство, упругий элемент которого выполнен в виде витой пружины, кинематически связанной с приводом золотника силового регулятора навесной системы трактора. Недостатком этого устройства является сложность конструкции и необходимость изменения гидронавески трактора.
Известно сцепное устройство для соединения колесного трактора с прицепом [RU 2297938 C1, B62D 53/04 (2006.01), B60D 1/00 (2006.01), A01B 59/04 (2006.01), 27.04.2007]. Оно содержит жесткую силовую связь, соединяющую дышло прицепа с гидрокрюком трактора, и гибкую силовую связь, соединяющую поперечину нижних продольных тяг навески трактора с передней осью прицепа. Устройство снабжено дополнительной упругой силовой связью, включающей в себя пружину, зафиксированную на поперечине и связанную через соединительное звено, и обратную связь с силовым регулятором, соединенным с гидроцилиндром. Поперечина кинематически соединена с датчиком, связанным через обратную связь с позиционным регулятором. Недостатком этого устройства является то, что из-за высокого расположения поперечины, к которой крепится траверса, происходит резкая разгрузка передних колес. Также недостатком этого устройства является сложность конструкции и необходимость изменения прицепного устройства прицепа.
Известно вспомогательное устройство-корректор сцепного веса для повышения проходимости и производительности колесных тракторов при их агрегатировании с двухосными прицепами [RU 2010121791 A, B60B 11/00 (2006.01), B62D 53/04 (2006.01), 10.12.2011]. Оно содержит жесткую силовую связь, под дышлом прицепа между сцепным устройством трактора и мостом (балкой) прицепа установлен дополнительный гидроцилиндр, который соединен с основной гидравлической системой трактора соединительными гидравлическими шлангами. Недостатком этого устройства является расположение предложенного тягового элемента под острым углом к дышлу прицепа, что требует больших усилий для передачи догружающей трактор силы и заставляет работать гидроцилиндр в нерациональном режиме.
Известно устройство для повышения проходимости колесного трактора шарнирно соединено дышлом с двухосным прицепом [RU 2456194 C2, B62D 53/04 (2006.01), 20.07.2012]. Оно содержит гидронавесную систему трактора, датчик буксования ведущих колес, связанный с приводом золотника распределителя гидронавесной системы. В гидронавесную систему трактора включен силой гидроцилиндр прицепа, который через систему рычагов связан с передней осью прицепа. Шарнирное соединение дышла с остовом прицепа выполнено с возможностью фиксирования. Достигается повышение проходимости трактора. Недостатком этого устройства является сложность конструкции и невозможность корректирования вертикальных нагрузок на колеса тракторного транспортного агрегата.
Известен автоматический корректор сцепного веса для увеличения проходимости и повышения производительности колесных тракторов при их агрегатировании с прицепами [RU 2482974 C1, B60D 1/00 (2006.01), B62D 53/04 (2006.01), A01B 59/04 (2006.01), 27.05.2013]. Он содержит жесткую силовую связь, датчики буксования и распределения усилий и дополнительный гидроцилиндр. Жесткая связь соединяет дышло прицепа со сцепным устройством трактора. Дополнительный гидроцилиндр установлен на кронштейне и упирается рабочей частью штока в крепежный шарнир подвижного сочлененного дышла агрегатируемого прицепа. Кронштейн установлен на корпусе трактора выше его сцепного устройства. Дополнительный гидроцилиндр соединяется с основной гидравлической системой трактора гидравлическими шлангами. Датчики буксования и распределения усилий, автоматически регулирующие сцепной вес трактора и агрегата, установлены на ведущих колесах задней оси трактора. Достигается увеличение проходимости и повышение производительности колесных тракторов. Недостатком этого устройства является значительная разгрузка передних колес трактора из-за увеличения плеча приложения крюкового усилия.
Задача изобретения - использование силы сопротивления перекатыванию прицепа в качестве догружающей прицепное устройство трактора путем преобразования горизонтального действия силы в вертикальное и направление ее составляющей на прицепное устройство; повышение грузоподъемности транспортного агрегата за счет использования трактора как тягово-грузонесущего средства; снижение буксования ведущих колес трактора за счет повышения его сцепного веса; повышение производительности транспортного агрегата за счет увеличения грузоподъемности и снижения буксования.
Сущность предлагаемого изобретения будет понятна из следующего описания устройства и представленных чертежей.
На фиг. 1 изображено тягово-догрузочное устройство к прицепу; на фиг. 2 - схема сил, действующих на маятник и балку; на фиг. 3 - схема сил, действующих на балку и ее опоры.
Тягово-догрузочное устройство к прицепу состоит (фиг. 1) из рамы 1 поворотной тележки прицепа, к нижней части которой в продольном направлении по центру жестко закреплен упор 2, а к передней шарнирно закреплено дышло 3. К противоположному концу дышла 3 жестко прикреплена муфта 4, куда с возможностью продольного перемещения помещен кронштейн 5, передний конец которого жестко соединен с тяговым кольцом 6. К муфте 4 шарнирно прикреплена балка 7, помещенная под рамой 1 поворотной тележки прицепа, причем задний конец балки 7 посредством серьги 8 шарнирно соединен со срединой задней части рамы 1 поворотной тележки прицепа. К балке 7 в средней ее части с возможностью продольного перемещения шарнирно закреплен маятник 9, верхний конец которого оснащен роликом 10, контактирующим с упором 2, причем маятник 9 относительно упора 2 размещен под острым углом. Задний конец кронштейна 5 шарнирно соединен с тягой 11 регулируемой длины, противоположный конец которой с возможностью продольного перемещения шарнирно соединен со средней частью маятника 9.
КР
M
КР
О
Ш
О
Ш
Ш
Тягово-догрузочное устройство к прицепу работает следующим образом: силу сопротивления перекатывания прицепа P (см. фиг. 1) трактор преодолевает путем воздействия на тяговое кольцо 6, жестко прикрепленному к тяговому кольцу 6 кронштейна 5, шарнирно прикрепленную к кронштейну 5 тягу 11 регулируемой длины, противоположный конец которой шарнирно соединен со средней частью маятника 9. В точке крепления тяги 11 регулируемой длины к маятнику 9 возникает реакция силы R, равная значению P (см. фиг. 1 и фиг. 2), но направленная в противоположную сторону, которая распределяется на две составляющие силы: R и R. Реакция опоры R в точке Д действует перпендикулярно упору 2, а в точке А, лежащей на балке 7, R направлена горизонтально. Значение реакции опоры R находим из уравнения моментов сил относительно точки Д.
Ш
М
R·(m+n)-R·m=0,
откуда
<mrow><msub><mi>R</mi><mi>Ш</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>R</mi><mi>М</mi></msub><mo>⋅</mo><mi>m</mi></mrow><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>n</mi><mo>+</mo><mi>m</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac></mrow>
,
M
КР
но R=P, тогда
где m и n - проекции верхнего и нижнего концов маятника на вертикаль.
Ш
B
Ш
B
Сила R есть составляющая суммарной силы, действующей на балку 7. Вертикальную составляющую силу R в точке A находим из силового треугольника АВС (фиг. 2). В треугольнике АВС сторона АВ=R, а сторона ВС=АЕ=R, тогда
<mrow><mfrac><mrow><mi>В</mi><mi>С</mi></mrow><mrow><mi>А</mi><mi>В</mi></mrow></mfrac><mo>=</mo><mi>t</mi><mi>g</mi><mi>α</mi></mrow>
,
откуда
где α - угол наклона маятника к горизонтали.
B
Д
С
Д
Вертикальная сила R, действующая на балку 7 в точке A (фиг. 3), уравновешивается реакциями сил, возникающих в тяговом кольце 6 P и серьге 8 P. Реакцию силы P определим из уравнения моментов относительно точки Y (см. фиг. 3).
Д
В
a
P·(+b)-R·b=0.
a
где  и b - длина соответственно переднего и заднего концов балки.
Д
КР
Таким образом сила, догружающая прицепное устройство трактора P со стороны прицепа, прямо пропорциональна силе сопротивления передвижению прицепа, т.е. крюковому усилию P, кроме того, она зависит от соотношения нижнего и верхнего концов маятника 9, и соотношения переднего и заднего концов балки 7, а также угла наклона маятника 9 к упору 2.
Д
Регулирование силы P, догружающей прицепное устройство со стороны прицепа, достигается путем: изменения силы сопротивления перекатывания прицепа, за счет изменения количества перевозимого груза, изменения соотношения нижнего и верхнего концов маятника 9, изменения соотношения переднего и заднего концов балки 7, а также изменения угла наклона маятника к упору 2.
Применение тягово-догрузочного устройства к прицепу позволит: повысить грузоподъемность транспортного агрегата за счет использования трактора как тягово-грузонесущего средства; снизить буксование ведущих колес трактора за счет повышения его сцепного веса; повысить производительность транспортного агрегата за счет увеличения грузоподъемности и снижения буксования.
Источники информации
1. RU 2137652 C1, 6 B62D 53/04, 20.09.1999. Устройство для повышения проходимости колесных тракторов при работе с прицепами. / В.П. Гребнев, В.И. Панин, А.В. Бочаров.
2. RU 2190549 C2, 7 B62D 53/04, 10.10.2002. Устройство для повышения проходимости колесных тракторов при работе с двухосными прицепами. / В.П. Гребнев, В.И. Панин, С.В. Хвастунов.
3. RU 2297938 C1, B62D 53/04 (2006.01), B60D 1/00 (2006.01), A01B 59/04 (2006.01), 27.04.2007. Сцепное устройство для соединения колесного трактора с прицепом. / В.П. Гребнев, В.И. Панин, А.В. Ворохобин.
4. RU 2010121791 A, B60B 11/00 (2006.01), B62D 53/04 (2006.01), 10.12.2011. Вспомогательное устройство-корректор сцепного веса для повышения проходимости и производительности колесных тракторов при их агрегатировании с двухосными прицепами. / С.В. Щитов, Е.Е. Кузнецов.
5. RU 2456194 C2, B62D 53/04 (2006.01), 20.07.2012. Устройство для повышения проходимости колесного трактора с двухосным прицепом. / В.Д. Бурдыкин.
6. RU 2482974 C1, B60D 1/00 (2006.01), B62D 53/04 (2006.01), A01B 59/04 (2006.01), 27.05.2013. Автоматический корректор сцепного веса для увеличения проходимости и повышения производительности колесных тракторов при их агрегатировании с прицепами. / С.В. Щитов, Е.Е. Кузнецов.