КУЗОВ-БУНКЕР ГРУЗОВОГО АВТОМОБИЛЯ
TRUCK BOX BODY

Область техники
Изобретение относится к дорожному хозяйству и дорожным машинам при выполнении работ по разбрасыванию антигололедных сыпучих материалов (песка, гранитной крошки, антигололедного реагента), а также для перевозки различных строительных материалов и грузов (песка, щебня, асфальта, габаритных грузов).
Уровень техники
Предлагаемое изобретение является результатом дальнейшего усовершенствования предыдущего изобретения автора Карпеева С.В., и наиболее близкий по конструкции и функциональности аналог (прототип) представлен в описании изобретения по патенту РФ №2249649 (МПК Е01Н 10/00, Е01С 19/20, опубл. 10.04.2005). В прототипе кузов-бункер установлен на шасси базового грузового автомобиля, с двумя боковыми и передним бортами, а также с задним откидным бортом с замками его фиксации от возможного самопроизвольного откидывания, боковые борта выполнены подвижными от приводного механизма, также есть приводной транспортер, подающий материал в режиме разбрасывателя к заднему приводному разбрасывающему устройству с возможностью его занимать положение, не препятствующее использованию кузова-бункера в режиме самосвала.
Недостатком прототипа является сложность и дороговизна конструкции подвижных боковых бортов, более узкая функциональность по ассортименту дорожных материалов (только сыпучие материалы) и ограниченная эффективная (полезная) грузоподъемность автомашины с таким кузовом-бункером.
Сущность изобретения
Техническая задача предлагаемого изобретения заключается в существенном упрощении, удешевлении конструкции кузова-бункера и улучшении его технических характеристик, в первую очередь функциональности по ассортименту дорожных материалов и эффективной (полезной) грузоподъемности.
Для решения задачи кузов-бункер установлен на шасси базового грузового автомобиля, с двумя боковыми бортами и передним подвижным от приводного механизма бортом, а также с задним откидным бортом с замками его фиксации от возможного самопроизвольного откидывания. Также есть приводной транспортер, подающий материал в режиме разбрасывателя к заднему приводному разбрасывающему устройству с возможностью его занимать положение, не препятствующее использованию кузова-бункера в режиме самосвала. Отличается предлагаемое устройство тем, что подвижным вдоль днища кузова-бункера является передний борт, наклоненный под определенным углом назад. Причем днище и боковые борта выполнены с возможностью своего обогрева отработанными газами двигателя внутреннего сгорания автомобиля. Есть также сетка для просеивания загружаемого материала сверху кузова-бункера, которая имеет прогиб внутрь кузова-бункера и также снабжена приводными устройствами, преимущественно гидроцилиндрами, позволяющими откидывать ее в боковую сторону для обеспечения загрузки несыпучих материалов и габаритных грузов в кузов-бункер напрямую без просеивания. Приводной транспортер расположен поперек кузова-бункера вдоль заднего борта с внутренней его стороны, а для режима самосвала задний борт имеет возможность полного открытия за счет приводных устройств, преимущественно гидроцилиндров, установленных по обеим сторонам заднего борта, при этом разбрасывающее устройство смонтировано снаружи на заднем борту снизу для перемещения вместе с ним.
Приводной транспортер может быть выполнен в виде шнека со встречным направлением навивки шнековых витков в двух его половинах для подачи сыпучего материала к центру заднего борта в лоток на разбрасывающее устройство в виде диска, с возможностью регулирования количества подаваемого на разбрасыватель материала за счет изменения частоты вращения шнека от гидромотора, установленного на боковой стенке заднего борта, а сверху шнека установлен его защитный кожух.
Приводной механизм перемещения переднего борта может быть выполнен в виде силового гидроцилиндра двойного действия с односторонним телескопическим штоком, закрепленного шарнирным соединением конца цилиндра на неподвижной передней балке базового шасси сразу за кабиной водителя автомобиля, а шарнирным соединением конца штока на силовой балке переднего борта, и расположен в пространстве между кабиной водителя и передним бортом кузова-бункера. Гидроцилиндр привода переднего борта является телескопическим двойного действия, то есть он выдвигается и задвигается за счет действия гидросистемы, а не за счет веса кузова, как в обычных самосвалах.
Передний борт может быть снабжен подпружиненными уплотнительными элементами из износостойкого материала, и вдоль всей длины днища кузова-бункера установлены направляющие пластины из износостойкого материала, а на нижней части переднего борта - направляющие вставки с возможностью их перемещения по направляющим пластинам. Подпружиненные уплотнительные элементы могут быть изготовлены, например, из полиуретана, направляющие пластины вдоль днища кузова - например, из твердосплавной стали, на нижней части переднего борта направляющие вставки («лыжи») - например, из чугуна.
Передний борт с учетом его наклона обычно упрочнен дополнительной наружной силовой рамой, а задний борт с учетом установки внутри него шнека с приводным механизмом обычно выполнен в виде объемной коробчатой конструкции.
Основное преимущество предлагаемого конструкторского решения состоит в более эффективном использовании полезного объема кузова-бункера и грузоподъемности автомашины, с одновременным значительным сокращением количества сложных в изготовлении и обслуживании подвижных элементов прототипного кузова-бункера.
В данной конструкции совершенствованию в первую очередь подверглась конструкция кузова-бункера с механизмом распределения. В отличие от прототипа предлагается существенно упростить конструкцию, изменив сочетание подвижных бортов, отказавшись от подвижных боковых бортов в пользу подвижного переднего борта с углом наклона назад (не менее 5 градусов).
Отказ от транспортерных узлов шнека или ленты продольно вдоль всего кузова-бункера позволяет значительно упростить конструкцию кузова-бункера, а значит, и снизить металлоемкость, стоимость производства и повысить полезную грузоподъемность.
Отказ от использования опрокидываемого назад кузова традиционного самосвала также значительно снижает металлоемкость, так как позволяет отказаться от промежуточного подрамника, традиционно устанавливаемого в конструкциях самосвала между рамой и кузовом автомашины. Отказ от подрамника также позволит понизить центр тяжести всей машины, что положительно скажется на ее равномерной развесовке по осям мостов автомашины и нагрузке на подвески автомашины. Разгрузка же в режиме самосвала происходит при открытом заднем борте и движении переднего борта с максимальной скоростью и усилием, за счет чего и будет происходить быстрая разгрузка кузова-бункера в режиме самосвала.
Перечень чертежей
Фиг.1 - общий вид сбоку кузова-бункера на шасси базового грузового автомобиля;
Фиг.2 - общий вид в изометрии кузова-бункера (с условно снятым боковым бортом) в режиме разбрасывателя;
Фиг.3 - общий вид сбоку кузова-бункера (с условно снятым боковым бортом) и откинутым задним бортом (с условно снятыми лотком и диском) в режиме самосвала.
Осуществление изобретения
Кузов-бункер установлен на шасси 1 базового грузового автомобиля, с двумя боковыми 2 и передним 3 бортами, а также с задним 4 откидным бортом с замками его фиксации от возможного самопроизвольного откидывания. Один из бортов выполнен подвижным от приводного механизма, также есть приводной транспортер 5, подающий материал в режиме разбрасывателя к заднему приводному разбрасывающему устройству 6 с возможностью его занимать положение, не препятствующее использованию кузова-бункера в режиме самосвала. Приводной транспортер 5 расположен вдоль заднего борта 4 с внутренней его стороны, а для режима самосвала задний борт 4 имеет возможность полного открытия за счет приводных устройств, преимущественно гидроцилиндров 7, установленных по обеим сторонам заднего борта. При этом разбрасывающее устройство 6 смонтировано снаружи на заднем борту 4 снизу для перемещения вместе с ним. Подвижным от приводного устройства 8 вдоль днища 9 кузова-бункера выполнен передний борт 3, наклоненный под определенным углом назад (не менее 5 градусов). Днище 9 и боковые борта 2 выполнены с возможностью обогрева отработанными газами двигателя внутреннего сгорания автомобиля. Также есть сетка 10 для просеивания загружаемого материала сверху, которая имеет прогиб внутрь кузова-бункера и снабжена приводными устройствами, преимущественно гидроцилиндрами 11, позволяющими откидывать ее в боковую сторону для обеспечения загрузки несыпучих материалов и габаритных грузов в кузов-бункер напрямую без просеивания.
Приводной транспортер 5 выполнен в виде шнека со встречным направлением навивки шнековых витков в двух его половинах для подачи сыпучего материала к центру заднего борта 4 в лоток 12 на разбрасывающее устройство 6 в виде диска, с возможностью регулирования количества подаваемого на разбрасыватель материала за счет изменения частоты вращения шнека от гидромотора, установленного на боковой стенке заднего борта. Сверху шнека установлен его защитный кожух 13 с возможностью перемещения приводным устройством, при этом задний борт 4 выполнен в виде объемной коробчатой конструкции.
Приводное устройство 8 перемещения переднего борта 3 выполнено в виде силового гидроцилиндра двойного действия с односторонним телескопическим штоком, закрепленного шарнирным соединением конца цилиндра на неподвижной передней балке 14 базового шасси 1 сразу за кабиной 15 водителя автомобиля, а шарнирным соединением конца штока на силовой балке 16 переднего борта 3, и расположен в пространстве между кабиной 15 водителя и передним бортом 3 кузова-бункера. Передний борт 3 упрочнен дополнительной наружной силовой рамой 17.
Принципы конструкции и функционирования устройства состоят в следующем.
Боковые борта в данном устройстве неподвижны, они выполнены за одно с рамой кузова-бункера и с днищем, скреплены сварными швами и имеют опорные боковые стойки для жесткости. Задний борт подвешен с помощью шарнирных соединений на задних вертикальных стойках кузова-бункера. Для фиксации в неподвижном вертикальном положении задний борт снабжен механическими фиксирующими замками. Задний борт имеет возможность при необходимости открываться на угол не менее 90 градусов, переходя при этом в свое полностью открытое положение. Открытие заднего борта осуществляют за счет гидроцилиндров, установленных по обеим сторонам заднего борта, так как кузов-бункер не опрокидывается для быстрой выгрузки всего материала, а для выполнения этой функции необходимо, чтобы задний борт был открыт полностью и на весь проем, при этом разбрасывающий диск откидывается вместе с задним бортом, так как он изначально прикреплен к заднему борту и должен быть убран в положение, не мешающее быстрой выгрузке всего материала в режиме быстрой выгрузки самосвала, а не постепенного разбрасывания материала.
Для надежной работы с любыми дорожными материалами в холодное время года или поддержания температуры асфальта днище и боковые борта кузова-бункера выполнены с возможностью обогрева отработанными газами двигателя внутреннего сгорания автомобиля. Выгрузка асфальта в асфальтоукладчик в предлагаемой конструкции позволит производить ее частями, то есть выгружать можно не весь асфальт сразу, а отдельными порциями. Это достигается за счет регулирования водителем скорости выдвижения штока гидроцилиндра переднего борта. В асфальтоукладчик выгружается не весь асфальт сразу (массой, например, до 12 тонн), а частями по (10…15)%, не подвергая при этом асфальтоукладчик рывкам и ударам при выгрузке асфальта.
Традиционный антигололедный сыпучий материал засыпают внутрь кузова-бункера сверху через сетку, ограничивающую попадание внутрь кузова-бункера нефракционного материала, способного вывести из строя узлы или агрегаты машины. Сетка для просеивания загружаемого материала сверху кузова-бункера имеет прогиб внутрь кузова-бункера, а также снабжена приводными устройствами, преимущественно гидроцилиндрами, позволяющими откидывать ее в боковую сторону для обеспечения загрузки несыпучих материалов в кузов-бункер напрямую без просеивания сквозь сетку. Это позволит производить загрузку кузова-бункера машины не только сыпучими материалами, но и габаритными грузами, например, с помощью крана.
Перед началом загрузки материала все борта кузова-бункера находятся в своих крайних, начальных положениях, а именно: передний борт в крайнем положении максимально близко к кабине водителя и остальные борта в вертикальном зафиксированном положении. Сетка сверху кузова-бункера для просеивания материала выполнена с прогибом внутрь кузова-бункера (хотя угол прогиба небольшой), что минимизирует погрузочную высоту до высоты, равной высоте бортов кузова-бункера, а в этом прогибе будут задержаны и собраны все куски нефракционного материала. После засыпки необходимого количества материала через верхнюю просеивающую сетку и начала выполнения функции распределения этого материала на поверхность автодороги водитель автомашины с помощью пульта, установленного внутри кабины, подает сигнал к автоматике управления гидросистемой автомашины, в результате чего начинает постепенно выдвигаться шток гидроцилиндра переднего борта и начинает вращаться шнек транспортера и диск разбрасывателя. Так как одним своим концом (штоком) он закреплен через шарнирное соединение на раме кузова-бункера, а другим концом также через шарнирное соединение - с передним подвижным бортом, то за счет выдвижения штока переднему борту придается поступательное движение в сторону заднего борта. Таким образом, передний борт наедет на кучу сыпучего материала в кузове-бункере и начнет постепенно сдвигать ее по направлению к заднему борту и его шнеку. Для увеличения жесткости и прочности переднего борта при силовой работе с материалом передний борт может быть упрочнен дополнительной наружной силовой рамой.
Передний борт с целью уплотнения боковых зазоров между боковыми бортами и боковыми торцами борта снабжен подпружиненными уплотнительными элементами из износостойкого материала. Данные элементы также позволят дополнительно обеспечить правильную ориентацию (фиксацию) внутри кузова-бункера, в том числе и при перемещении борта вдоль всего кузова-бункера. Также для предотвращения заедания при возвратно поступательном движении переднего борта вдоль всей длины пола кузова-бункера установлены направляющие пластины из износостойкого материала, а на нижней части переднего борта - направляющие вставки, которые перемещаются по направляющим пластинам. Использование сочетания таких узлов позволит обеспечить надежное перемещение борта вдоль всего кузова-бункера и его правильную ориентацию относительно кузова-бункера, что предотвратит заклинивание его при движении в разных температурных и климатических условиях.
Днище кузова-бункера изготавливается абсолютно ровным, без швов, чтобы обеспечить движение переднего борта по всей длине кузова-бункера. Приводной транспортер в виде шнека расположен внутри заднего борта (его торцевые подшипниковые опоры и приводной гидромотор встроены в задний борт). При помощи шнека сыпучий материал подается через лоток к разбрасывающему диску. На заднем борту с его внутренней стороны расположен шнек, а сверху шнека - его защитный кожух от загружаемого сверху материала в кузов-бункер, поэтому задний борт обычно сделан в виде объемной коробчатой конструкции. Шнек выполнен с направлением навивки витков навстречу в двух его половинах, чтобы при вращении материал сдвигался шнеком к центральному лотку над диском. Вращательный момент на шнек создается за счет использования гидромотора, установленного на боковой стенке заднего борта. За счет разного направления навивки шнека сыпучий материал будет со всей ширины заднего борта поступать к промежуточному подающему лотку, установленному под задним бортом по центру. Далее сыпучий материал под собственным весом будет ссыпаться на вращающийся разбрасывающий диск, являющийся типовым устройством для подобных машин.
Для режима самосвала задний борт имеет возможность полного открытия за счет гидроцилиндров, установленных по обеим сторонам заднего борта, при этом разбрасывающий диск должен быть убран в положение, не мешающее быстрой выгрузке всего материала через открытый проем заднего борта, а именно: разбрасывающий диск смонтирован снаружи на заднем борту снизу для перемещения вместе с ним.
При перевозке асфальта, щебня или других материалов, не требующих дальнейшего распределения и пропускания через шнек и разбрасывающий диск, чтобы предотвратить забивание самого шнека и полостей под ним, задний борт снабжен верхним защитным кожухом, закрывающим и защищающим шнек от возможных ударов сверху и попадания в него посторонних предметов. Защитный кожух установлен внутри бункера заднего борта на поворотных петлях и представляет собой пластину (заслонку), имеющую два положения: вертикальное, прижатое к заднему борту (шнек открыт), и горизонтальное (практически вровень с днищем кузова-бункера) (шнек закрыт). Для этого у кожуха есть ручное приводное устройство.
Сама дорожная машина, как и в прототипе, может быть дополнительно оборудована типовым передним отвалом для расчистки снега и механической щеткой, устанавливаемой в межколесной базе автомашины (не показаны).
Таким образом, предлагаемая совокупность конструктивных усовершенствований и изменений устройства позволяет эффективно решать задачу многофункциональности кузова-бункера дорожной грузовой автомашины.