МОБИЛЬНЫЙ АГРЕГАТ
MOBILE VEHICLE

Изобретение относится к специальным автотранспортным средствам, служащим для перевозки установленного на них оборудования.
Известно устройство для крепления цистерны к раме шасси транспортного средства по патенту 2263591 C2 (B60P 3/22, B61D 5/06, B62D 24/02, 2005). Известное устройство содержит, по крайней мере, две задние промежуточные опоры, жестко соединенные с цистерной и рамой, и одну переднюю промежуточную опору, соединяющую цистерну с рамой, содержащую расположенный на продольной оси цистерны шток, один конец которого жестко соединен с цистерной, а другой - опирается на жестко закрепленную с рамой шасси поперечину с возможностью совершения угловых колебаний относительно вертикальной оси. Между верхним опорным фланцем штока и верхней опорной поверхностью поперечины установлена, по крайней мере, одна амортизирующая прокладка, передающая нагрузку от цистерны через верхний опорный фланец штока на поперечину. Между опорной поверхностью нижнего фланца штока и поперечиной установлен демпфер в виде пружины. Демпфер воспринимает вертикальную осевую нагрузку, возникающую в процессе движения автотранспортного средства и направленную вверх. Шток, установленный с возможностью угловых перемещений относительно вертикальной оси, демпфер и амортизирующие прокладки позволяют исключить деформации, возникающие от кручения рамы шасси при поворотах и при движении по неровной дороге. В процессе транспортировки грузов нагрузки, возникающие от неровностей поверхности дороги, воспринимаются рамой шасси через элементы подвески и далее воспринимаются опорной конструкцией в районе передней и задних опор. Далее нагрузки и вызванные ими деформации передаются на амортизирующую прокладку, где гасятся, предотвращая передачу нагрузок и деформаций на цистерну.
Однако известное устройство имеет ограниченную область использования.
Известен мобильный агрегат по патенту RU 65516 U1 (E02F 3/00, 2007). Известный агрегат содержит шасси с задней подвеской балансирного типа, на которой посредством осей размещены колеса, и установленную на шасси раму (основание) с поворотной платформой, несущей рабочее оборудование. Рама установлена на шасси посредством трех шарниров. При этом ось первого шарнира расположена вдоль шасси, а оси второго и третьего шарниров расположены на одной прямой перпендикулярно оси первого шарнира. В варианте выполнения первый шарнир установлен в передней части шасси. Оси второго и третьего шарниров расположены в плоскости, перпендикулярной оси первого шарнира и проходящей между осями колес задней подвески. При транспортировке мобильного агрегата рама воспринимает действие нагрузки от установленной на ней поворотной платформы, несущей рабочее оборудование. За счет шарнирного соединения рамы с шасси и возможности поворота рамы относительно двух взаимно перпендикулярных осей крутящий момент, воспринимаемый рамой, не передается на шасси, что позволяет снизить нагрузку на шасси. Таким образом обеспечивается повышение усталостной прочности шасси, что позволяет повысить долговечность агрегата.
Однако большая база между шарнирными опорами приводит к росту крутящего момента, действующего на раму, что обуславливает повышение металлоемкости рамы шасси и, соответственно, мобильного агрегата в целом. Кроме того, наличие двух шарнирных опор над задней подвеской шасси приводит к передаче усилий от шасси на поворотную платформу, несущую рабочее оборудование.
Известен мобильный агрегат по патенту RU 106347 U1 (F41F 3/04, F41F 3/052, 2011). Известный агрегат содержит транспортное средство с рамой, снабженной тремя опорными узлами навесного оборудования, включающего качающуюся часть, установленную с возможностью поворота в вертикальной плоскости и промежуточный корпус, установленный на раме шасси. Качающаяся часть через два опорных узла непосредственно связана с задней частью рамы. Промежуточный корпус выполнен в виде передней опоры качающейся части и снабжен стопорами-ловителями для крепления качающейся части и пружинными фиксаторами, скрепленными с рамой. Опорный узел передней опоры качающейся части содержит скрепленные с рамой две поперечные балки с цапфами, в которых установлены сферические подшипники. Центры сферических подшипников расположены на одной горизонтальной оси в продольной плоскости симметрии рамы. Опорные узлы, размещенные в задней части рамы, содержат сферические подшипники, расположенные на одной горизонтальной оси в плоскости, перпендикулярной продольной плоскости рамы, причем центры подшипников расположены симметрично относительно продольной плоскости симметрии рамы.
К недостаткам известного устройства можно отнести то, что при закручивании рамы шасси нагрузки передаются непосредственно на точки крепления навесного оборудования, что вызывает его деформации. Кроме того, известный мобильный агрегат имеет ограниченную область использования, что обусловлено его специфическими характеристиками.
Известен мобильный агрегат, приведенный в патентном описании RU 138925 U1 (F41F 3/04, 2014). Известный мобильный агрегат содержит самоходное шасси с двумя шарнирно закрепленными рамами. Упомянутые рамы выполнены с возможностью размещения на них оборудования и аппаратуры, предназначенных для функционирования мобильного агрегата, например насосной станции, автономной электростанции. Каждая из рам имеет возможность индивидуального крепления к лонжеронам автомобильного шасси с помощью шкворня и двух осей, взаимодействующих соответственно с опорами и проушинами, которые крепятся к лонжеронам автомобильного шасси. Опоры и проушины имеют возможность перестановки и монтажа на разные типы шасси с последующим креплением на них упомянутых рам.
Однако известное устройство не предполагает силовой развязки от усилий, действующих в плоскости рамы.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков с заявляемым изобретением является мобильный агрегат, приведенный в патентном описании RU 2312294 C2 (F41A 23/42, 2007). Известный мобильный агрегат содержит трехосное самоходное шасси с опорной рамой и поворотную платформу, которая установлена на промежуточном корпусе, который посредством трех опорных узлов смонтирован на раме самоходного шасси. Каждый из трех опорных узлов промежуточного корпуса содержит сферический подшипник. При этом опорные узлы промежуточного корпуса смонтированы на раме самоходного шасси таким образом, что центр сферического подшипника первого опорного узла расположен в продольной плоскости симметрии самоходного шасси, а центры сферических подшипников двух других опорных узлов расположены симметрично друг другу относительно упомянутой плоскости. Первый опорный узел расположен в задней части рамы самоходного шасси и выполнен с возможностью обеспечения продольного перемещения промежуточного корпуса относительно последнего (по существу, первый опорный узел включает соединение пары возвратно-поступательного движения). Вместе с этим первый опорный узел обеспечивает возможность поворота промежуточного корпуса относительно рамы самоходного шасси в плоскости, ортогональной продольной оси шасси. Благодаря шарнирному соединению промежуточного корпуса с рамой самоходного шасси и особенностям конструктивного выполнения опорных узлов реализуется трехточечная схема опирания промежуточного корпуса на раму самоходного шасси. Вместе с этим опорные узлы при движении мобильного агрегата разгружают промежуточный корпус от деформаций рамы шасси. В результате обеспечивается при движении агрегата передача на промежуточный каркас усилий не свыше допустимых величин, что позволяет снизить требования к жесткости промежуточного каркаса и, следовательно, снизить металлоемкость.
Однако конструктивные особенности выполнения опорных узлов промежуточного корпуса не предполагают обеспечения возможности быстрого разъединения промежуточного корпуса и самоходного шасси, что снижает такой показатель надежности как ремонтопригодность. Кроме того, использование сферических подшипников, к которым предъявляются достаточно высокие требования по точности изготовления, обуславливает повышение трудоемкости изготовления мобильного агрегата.
Задачей настоящего изобретения является создание мобильного агрегата, предполагающего использование трехточечной схемы опирания устанавливаемого на раме шасси оборудования и обеспечивающего снижение нагрузок, передаваемых от шасси на оборудование при движении мобильного агрегата по неровным дорогам.
Указанная задача решается тем, что предложен мобильный агрегат, содержащий шасси с опорной рамой и несущую оборудование поворотную платформу, установленную с возможностью вращения на основании, которое установлено на опорной раме посредством трех шарниров, каждый из которых включает смонтированный на опорной раме разъемный цилиндрический подцапфенник, взаимодействующий со сферической цапфой, смонтированной на упомянутом основании. В плане (т.е. на виде сверху) центры сферических цапф расположены равномерно по окружности относительно оси вращения поворотной платформы. Ось одного из упомянутых подцапфенников расположена вдоль шасси в продольной плоскости симметрии последнего.
На фиг. 1 показан мобильный агрегат в транспортировочном (походном) положении, общий вид; на фиг. 2 - опорная рама шасси с поперечными балками и цилиндрическими подцапфенниками, поперечный разрез по А-А на фиг. 1, основание поворотной платформы условно не показано; на фиг. 3 - цилиндрический подцапфенник, поперечный разрез по Б-Б на фиг. 2, повернуто; на фиг. 4 - сферическая цапфа с цилиндрическим подцапфенником, разрез по В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - вид снизу на основание поворотной платформы со сферическими цапфами.
Технический результат использования изобретения состоит в повышении эксплуатационных характеристик мобильного агрегата.
Мобильный агрегат содержит шасси 1 с опорной рамой 2 и несущую оборудование поворотную платформу 3, установленную с возможностью вращения относительно оси 4 на основании 5. Основание 5 разъемно установлено на опорной раме 2 посредством трех шарниров 6. Каждый из шарниров 6 включает смонтированный на опорной раме 2 разъемный цилиндрический подцапфенник 7 (т.е. подцапфенник с опорной поверхностью цилиндрической формы), взаимодействующий с ответной сферической цапфой 8, смонтированной на основании 5. В плане (т.е. на виде сверху) центры сферических цапф расположены равномерно по окружности относительно оси 4 вращения поворотной платформы 3. При этом центр одной из сферических цапф 8 расположен в продольной плоскости симметрии шасси 1 (по существу - опорной рамы 2), а центры двух других сферических цапф расположены симметрично друг другу относительно упомянутой плоскости симметрии шасси. Продольная ось одного из цилиндрических подцапфенников 7 расположена вдоль шасси 1 в плоскости, которая геометрически совмещена с продольной плоскостью симметрии шасси. Таким образом реализуется трехточечная схема опирания основания 5 с поворотной платформой 3 на опорную раму 2 шасси 1. При этом каждая опора представляет собой кинематическую пару с опиранием «точка на плоскость». При такой схеме нагрузки на конструкцию представляются статически определимыми и влияние силового и кинематического воздействия закручивания рамы шасси на основание 5 сведено к минимуму.
Сферическая цапфа 8 и цилиндрический подцапфенник 7 допускают линейные и угловые степени свободы между основанием 5 и опорной рамой 2 шасси 1 и таким образом снижают усилия в конструкциях поворотной платформы и опорной рамы, возникающие при движении мобильного агрегата по неровным дорогам. Вместе с этим особенности исполнения цилиндрических подцапфенников 7 под посадочное место основания 5 обеспечивают упрощение монтажа агрегата.
В сравнении с ближайшим аналогом по патенту RU 2312294, в котором для опорных узлов используются сферические подшипники, в предлагаемом мобильном агрегате используются опорные узлы, включающие разъемный цилиндрический подцапфенник, взаимодействующий со сферической цапфой. Такое исполнение опорных узлов не предъявляет высоких требований к точности изготовления сопрягаемых элементов, что позволяет снизить трудоемкость изготовления агрегата.
В варианте осуществления изобретения поворотная платформа в качестве оборудования несет оборудование, например, антенной установки. В других вариантах это может быть, например, оборудование грузоподъемного устройства со стрелой или оборудование пусковой установки для ракет или другое оборудование. В варианте осуществления изобретения основание 5 разъемно закреплено на опорной раме 2 с помощью трех опорных узлов, которые смонтированы на установленных на опорной раме 2 поперечных балках 9 и 10. В варианте выполнения изобретения (на чертеже не показано), опорные узлы основания 5 могут быть смонтированы на поперечных балках 9, 10 опорной рамы 2 шасси 1 таким образом, что центры двух сферических цапф 8 расположены в плоскости, геометрически совмещенной с поперечной плоскостью шасси, в которой расположены задние гидродомкраты 11, или - с поперечной плоскостью шасси, в которой расположены средние гидродомкраты 12. В другом варианте выполнения центры двух сферических цапф 8 могут быть расположены в плоскости, геометрически совмещенной с поперечной плоскостью, проходящей между осями колес задней подвески шасси. В зависимости от приятой компоновки сферическая цапфа 8, расположенная в продольной плоскости симметрии шасси, относительно шасси может находиться или впереди (по чертежу), или позади поперечной плоскости, в которой расположены две другие сферические цапфы 8.
Мобильный агрегат работает следующим образом.
В процессе эксплуатации мобильный агрегат может находиться в транспортировочном (походном) и рабочем положениях. В варианте осуществления изобретения в походном положении мобильный агрегат передвигается по шоссейным и грунтовым дорогам своим ходом, а также перевозится железнодорожным, водным и воздушным транспортом.
При движении мобильного агрегата своим ходом благодаря шарнирному соединению основания 5 с опорной рамой 2 шасси реализуется трехточечная схема опирания основания 5 на опорную раму 2 шасси. Благодаря трехточечной схеме опирания, разгружают от деформаций опорной рамы 2 шасси основание 5 поворотной платформы 3, несущей оборудование. При этом каждая опора представляет собой кинематическую пару с опиранием «точка на плоскость». При такой схеме нагрузки на конструкцию представляются статически определимыми и влияние силового и кинематического воздействия закручивания рамы шасси на основание 5 сведено к минимуму. Таким образом, на оборудование передаются усилия, которые не превышают допустимых. Снижение передаваемых усилий позволяет снизить требования к жесткости металлоконструкций мобильного агрегата, что, в конечном счете, обеспечивает возможность снижения его материалоемкости и весовых характеристик.
Таким образом, благодаря особенности исполнения мобильного агрегата изобретение обеспечивает возможность создания мобильного агрегата, обеспечивающего снижение нагрузок, передаваемых от шасси на основание поворотной платформы, несущей оборудование (т.е. по существу нагрузок, передаваемых от шасси на оборудование) при движении агрегата по неровным дорогам. Вместе с этим изобретение позволяет снизить материалоемкость и весовые характеристики, повысить удобство монтажа и обслуживания, а также надежность мобильного агрегата. Все это, в конечном счете, позволяет повысить эксплуатационные характеристики.