НАВЕСКА С ПРИЦЕПНЫМ УСТРОЙСТВОМ
SUSPENSION WITH TOWING DEVICE

Изобретение относится к области машиностроения и применимо в колесных самоходных машинах и тракторах, работающих в агрегате с полунавесными машинами, полуприцепами транспорта или прицепами.
Изобретение целесообразно применять в тягово-транспортных средствах, применяемых в электролитическом производстве алюминия, где характерными особенностями технологических операций являются частые остановки и сцепки прицепов.
Известна навеска с прицепным устройством, используемая на колесном тракторе Т40 М (Тракторы Т-40 М, Т-40 AM, Т-40 АНМ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Ред. В.В. Раевского. - М.: Машиностроение, 1986, 248 с.). Механизм навески с прицепным устройством в виде вилки со шкворнем, имеющим фиксирующий штифт, шарнирно закреплен на корпусе заднего моста. Задняя навеска трактора Т-40 служит для присоединения к нему полунавесных и навесных машин, а также различного дополнительного оборудования, обеспечивая их правильное транспортное и рабочее положение. Задняя навеска выполнена в виде шарнирного механизма, имеющего одну центральную и две продольные тяги, установленные на тракторе. При помощи раскоса продольные тяги соединены с рычагами, находящмися на валу. На данном валу также установлен кривошип, соединенный с гидроцилиндром. Присоединенное оборудование опускается и поднимается при помощи гидроцилиндра, а его правильное положение достигается путем регулирования центральной тяги и раскосов. Навешиваемое оборудование соединяется с шаровыми шарнирами, установленными в задних частях двух нижних продольных тяг и на центральной тяге. При помощи передних концов продольные тяги шарнирно крепятся к оси, проходящей через отверстия в корпусе трансмиссии. Прицепное устройство трактора Т-40 представляет собой продольные тяги, на которые установлена прицепная поперечина со шкворнем и серьгой.
Такие навески с прицепным устройством применяют на тракторах, используемых на алюминиевых заводах для выполнения транспортно-технологических операций.
К недостаткам устройства относятся: неудобство производимой вручную сцепки прицепа, заключающееся в снятии штифта со шкворня, вытаскивании шкворня из вилки прицепного устройства и установки их на место в обратной последовательности; большое количество жестких связей в кинематической схеме подъема и опускания навески, что обуславливает меньшую надежность и большую вероятность поломок и увеличивает стоимость устройства.
Известна близкая по технической сущности к заявляемой навеска с прицепным устройством, используемая в тягово-транспортном средстве (патент РФ №2232685, м.кл. B60K 17/10, 2004). В тягово-транспортном средстве используется гидрофицированный механизм навески с прицепным устройством в виде вилки со шкворнем. Прицепное устройство снабжено гидроцилиндром подъема и опускания шкворня, кинематически связанного со штоком гидроцилиндра посредством поворотного двухплечевого рычага и тяги. Силовой гидроцилиндр механизма навески управляется гидроблоком, включающим в себя предохранительный клапан и трехпозиционный четырехлинейный распределитель. Гидроцилиндр подъема и опускания шкворня гидравлически связан с двухпозиционным четырехлинейным электроуправляемым распределителем. Гидроцилиндр навески закреплен на раме самоходной машины и соединен через рычаг с поворотным валом.
К основным недостаткам прототипа относятся большое количество жестких связей в кинематической схеме подъема и опускания навески, что обуславливает меньшую надежность и большую вероятность поломок и увеличивает стоимость устройства, т.к. при изготовлении деталей требуется большая точность, при установке и соединении жесткими связями. В конструкции прототипа подъем навески осуществляется подачей давления в штоковую полость гидроцилиндра подъема, вследствие чего маленькая площадь воздействия гидромасла на поршень гидроцилиндра, что снижает усилие подъема, а опускание навески производится за счет поршневой полости, вследствие чего меньшее усилие на подъем навески, а большее усилие на опускание. Следовательно, для эффективной работы требуется гидроцилиндр большого диаметра, что обуславливает высокую стоимость устройства.
Задачей изобретения является создание навески с прицепным устройством с более высокими характеристиками и возможностями, такими как надежность сцепки, более высокий коэффициент использования подачи насоса гидросистемы механизма навески при выполнении оператором сцепки и расцепки прицепа непосредственно из кабины.
Поставленная задача достигается тем, что в конструкции навески с прицепным устройством, содержащей шкворень, соединенный с гидроцилиндром подъема и опускания и гидроцилиндр навески, закрепленный на раме самоходной машины, и соединенный через рычаг с поворотным валом, в соответствии с заявляемым решением нижняя часть навески выполнена в виде сварной конструкции, установленной с возможностью качания в вертикальной плоскости и закрепленной одним концом на оси качания, а другим концом соединенной посредством гибкой связи с поворотным валом, соединенным посредством рычага с проушиной, закрепленной на штоке гидроцилиндра подъема навески, с возможностью подъема навески при подаче давления в поршневую полость гидроцилиндра навески, а на верхней части шкворня установлена пружина с возможностью создания усилия, удерживающего шкворень в закрытом состоянии.
Изобретение дополняет частный отличительный признак, способствующий достижению поставленной задачи.
Сварная конструкция нижней части навески выполнена в виде двух горизонтальных силовых плит, скрепленных между собой вертикальными стенками, и соединенной с осью качания при помощи продольных тяг, а с поворотным валом соединенной при помощи верхнего рычага, закрепленного на поворотном валу.
Сущность изобретения поясняется рисунками, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства, установленного на самоходной машине; на фиг. 2 - навеска, закрепленная на раме; на фиг. 3 - сечение по А шкворня навески; на фиг. 4 - разрез по Б-Б оси качания; на фиг. 5 - разрез по В-В по поворотному валу.
Перечень конструктивных элементов:
Навеска 1.
Прицепное устройство 2.
Ось качания 3.
Кронштейн 4.
Рама 5.
Самоходная машина 6.
Ведомый мост 7.
Бортовые редукторы 8.
Передние управляемые колеса 9.
Задние приводные колеса 10.
Силовые плиты 11.
Вертикальная стенка 12.
Продольная тяга 13.
Шарнирный подшипник 14.
Гибкая связь 15.
Верхний рычаг 16, закрепленный на поворотном валу.
Поворотный вал 17.
Стойка 18.
Нижний рычаг 19.
Гидроцилиндр 20 подъема навески 1.
Кронштейн 21.
Гидроцилиндр 22 подъема и опускания шкворня 23.
Шкворень 23.
Рычаг подъема 24 шкворня 23.
Пружина 25.
Заявляемое устройство содержит гидрофицированный механизм навески 1 с прицепным устройством 2. Навеска 1 закреплена с возможностью перемещения в вертикальной плоскости на оси качания 3. Ось качания 3 установлена в кронштейнах 4, жестко закрепленных на раме 5 самоходной машины 6. Рама 5 посредством ведомого моста 7 и бортовых редукторов 8 опирается соответственно на передние управляемые 9 и задние приводные 10 колеса. Нижняя часть навески 1 выполнена в виде сварной конструкции, содержащей две горизонтальные силовые плиты 11, скрепленные между собой двумя вертикальными стенками 12. Навеска 1 установлена с возможностью качания в вертикальной плоскости и закреплена одним концом на оси качания 3 при помощи продольных тяг 13, а другим концом посредством гибкой связи 15 соединена с верхним рычагом 16, насаженным на шлицы поворотного вала 17. Гибкая связь 15 выполнена из круглозвенных сварных цепей. Две продольные тяги 13 выполнены в виде толстостенного прямоугольного элемента, внутри которого выполнено сквозное отверстие под установку шарнирного подшипника 14. Поворотный вал 17 установлен на стойке 18, жестко закрепленной на раме 5. На шлицы поворотного вала 17 насажен и нижний рычаг 19. Верхний рычаг 16 и нижний рычаг 19 расположены под углом между собой. Нижний рычаг 19 другим концом соединен с проушиной, закрепленной на штоке гидроцилиндра 20 подъема навески 1, с возможностью подъема навески при подаче давления в поршневую полость гидроцилиндра навески. Гидродилиндр 20 соединен с кронштейном 21, жестко закрепленным на раме 5. Прицепное устройство 2 снабжено гидроцилиндром 22 подъема и опускания шкворня 23, кинематически связанным со штоком гидроцилиндра 22 через рычаг подъема 24 шкворня 23. В верхней части шкворня 23, на буртиках закреплена пружина 25 с возможностью создания усилия, удерживающего шкворень в закрытом состоянии. Пружина 25 предназначена для предотвращения самопроизвольного открытия шкворня 23, например, в случае отказа гидрооборудования.
Прицепное устройство 2 включает в себя шкворень 23, рычаг подъема 24 шкворня и гидроцилиндр подъема и опускания 22 шкворня.
Работа устройства осуществляется следующим образом. Самоходная машина 6 подъезжает задним ходом к дышлу прицепа (на фигуре не показано), гидроцилиндром 20 подъема и опускания навески 1 выбирается необходимая высота для зацепления дышла прицепа со шкворнем 23. Гидроцилиндр 22 подъема и опускания шкворня 23 поднимает шкворень 23 в верхнее положение, и дышло прицепа устанавливается между силовыми плитами 11. После установки гидроцилиндр 22 опускает шкворень 23 через рычаг 24 в нижнее положение и закрепляет дышло на навеске 1. Гидрофицированный механизм навески позволяет выполнять операцию сцепки и расцепки прицепа оператором непосредственно из кабины.
В заявляемой конструкции для подъема навески 1 используется поршневая полость гидроцилиндра 20, что увеличивает усилие на подъем и обуславливает возможность применения гидроцилиндра меньшего диаметра. Использование поршневой полости возможно за счет закрепления поворотного вала 17 на стойке 18 и установки на поворотном валу 17 нижнего рычага 19 и верхнего рычага 16.
В прототипе гидроцилиндр подъема навески закреплен не на верхней части навески, а другой стороной на раме машины, что позволяет использовать штоковую полость. В заявляемой конструкции подъем навески 1 осуществляется через поворотный вал 17, что позволяет использовать для подъема поршневую полость гидроцилиндра 20, а для опускания - штоковую полость гидроцилиндра 20.
Применение в заявляемой конструкции гибких связей 15 позволяет избежать деформации, в отличие от прототипа, где используются жесткие связи. При движении самоходной машины происходит деформация жестких связей, что может привести к поломке устройства и выходу из строя.
Заявляемое устройство предназначено для закрепления прицепов общехозяйственного назначения на внутризаводских перевозках, а также внутрицеховой транспортировки прицепов с разливочными ковшами и только на горизонтальных площадках, без выезда за пределы электролизных корпусов, без выезда на наклонные участки дорог и площадок.
Таким образом, создана навеска с прицепным устройством с более высокими характеристиками и возможностями, такими как надежность сцепки, более высокий коэффициент использования подачи насоса при выполнении оператором сцепки и расцепки прицепа непосредственно из кабины.
Проведенные испытания конструкции подтвердили работоспособность и надежность конструкции. Техническое решение промышленно применимо, поскольку изготовлено, испытано и используется в конструкции межцехового транспортного модуля последнего поколения модели, и внедрено на ОАО «РУСАЛ Красноярск» и ОАО «РУСАЛ Саяногорск» для транспортировки ковшей с расплавленным алюминием.