ПОДВЕСКА КОЛЕС САМОХОДНОЙ МАШИНЫ
SELF-PROPELLED MACHINE WHEEL SUSPENSION

Изобретение относится к металлургии легких металлов, а именно к конструктивным элементам самоходных машин, применяемых для обслуживания алюминиевых электролизеров.
Изобретение используют в тягово-транспортных средствах, применяемых в электролитическом производстве алюминия, где характерными особенностями технологических операций являются частые остановки самоходной машины.
Подвеска колес используется в машинах для круглогодичной, круглосуточной перевозки обожженных анодов на поддонах. Машина является самоходным, колесным, безрельсовым средством, с шарнирно-сочлененной рамой, на передней полураме (тягаче), установлены силовая установка и кабина, задняя полурама (трейлер) содержит подъемную платформу, являющуюся рабочим органом, ведущие колеса передние, установлены на подвеске снизу рамы тягача.
Известна подвеска моста транспортного средства (патент РФ №2509658, м.кл. B60G 9/00, опубл. 20.03.2014). Подвеска моста включает балку моста и перекрещивающиеся с балкой моста на двух ее концах рычаги. Рычаги опираются на транспортное средство. Каждый рычаг состоит, по меньшей мере, из одного переднего и одного заднего в направлении движения участков рычага. На обоих участках рычага отформованы чашки. Внутренние стороны чашек проходят в осевом направлении так, что они прилегают к продольному участку балки моста. Участки рычага соединены друг с другом стяжными элементами. Стяжные элементы проходят с двух разных сторон балки моста поперек балки моста.
Недостаток аналога заключается в сложной конструкции и ненадежной работе устройства.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является подвеска мотор-колес, содержащая мотор-колеса, каждое из которых через картер закреплено на одном конце рамы подвески, выполненной в виде продольного рычага, а другим через шарнир, состоящий из сферических частей, - с рамой транспортного средства, и упругий элемент, расположенный между картером мотор-колеса и рамой транспортного средства. Шарнир выполнен разрезным в вертикальной плоскости и каждая его часть снабжена фиксатором, состоящим из цилиндрической и сегментной частей, при этом одна часть шарнира выполнена с цилиндрической выемкой, а другая - с прорезью, перпендикулярной продольной оси рычага для взаимодействия соответственно с цилиндрической и сегментной частями фиксатора.
Недостатками прототипа являются следующие:
- действие поперечных нагрузок на упругие ограничители в шарнире, как поворотного узла, значительно, что повышает требования к качеству его изготовления, высоким упругим свойствам материала, из которого они изготовлены, и в итоге приводит к удорожанию конструкции;
- высокая трудоемкость ремонта шарнира с упругими элементами;
- действие вертикальных нагрузок воспринимается непосредственно картером мотор-колес, что увеличивает вероятность выхода из строя технически сложного мотор-колеса и приводит к высоким затратам на ремонт;
- для обеспечения значительного рабочего хода подвески упругий элемент закреплен через шаровые опоры, что приводит к усложнению конструкции подвески.
Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа, упрощение конструкции, повышение долговечности подвески, улучшение ремонтопригодности и повышение надежности работы подвески.
Технический результат заключается в разработке конструкции подвески колес, позволяющей разгрузить упругий элемент от действия поперечных нагрузок и корпус бортового редуктора - от действия вертикальных нагрузок.
Технический результат достигается тем, что в конструкции подвески колес самоходной машины, содержащей раму подвески, закрепленную с рамой самоходной машины шарнирно одним концом и упругий элемент, в соответствии с предлагаемым решением, рама подвески выполнена в виде пространственной фигуры, закрепленной шарнирно в одной точке в передней части по продольной оси рамы самоходной машины и двумя задними углами на упругих элементах, закрепленных жестко на противоположных сторонах рамы машины, кроме того, подвеска дополнена тягой, расположенной перпендикулярно продольной оси рамы самоходной машины, и одним концом шарнирно соединенной с рамой самоходной машины, а другим - шарнирно с одной стороной заднего угла рамы подвески.
Изобретение дополняют частные отличительные признаки, способствующие достижению технического результата.
Рама подвески выполнена в виде пространственной фигуры, коробчатой формой из двух металлических листов, соединенных между собой вертикальными стенками и снабженной выемками.
Тяга выполнена с возможностью регулировки по длине, в виде двух проушин, соединенных муфтой.
Сущность изобретения представлена на рисунках, где на фиг. 1 изображен общий вид и для наглядности условно не показана часть рамы с правой, задней стороны; на фиг. 2 - схематично вид сбоку; на фиг. 3 - схематично вид сверху.
Перечень конструктивных элементов:
Рама 1 подвески.
Подшипник шарнирный 2 для закрепления рамы 1.
Упругий элемент 3.
Рама 4 самоходной машины.
Тяга 5.
Проушина 6.
Подшипник шарнирный 7 для закрепления тяги 5.
Редуктор бортовой 8.
Колеса 9.
Гидромотор 10.
Рама 1 подвески моста выполнена в виде пространственной фигуры, закрепленной в одной точке в передней части на шарнирном подшипнике 2 с возможностью качания. Рама 1 подвески, как механическая система, имеет две степени свободы: относительное прямолинейное (из-за небольшого рабочего хода в пределах деформации упругих элементов) движение по вертикали в местах установки упругих элементов 3 и кручение в шарнирном подшипнике 2. Рама 1 подвески одним концом закреплена по продольной оси рамы 4 самоходной машины через шарнирный подшипник 2. Два задних угла рамы 1 подвески установлены на упругих элементах 3, закрепленных жестко на раме 4 самоходной машины. Упругий элемент 3 представляет собой набор металлических дисков с резиновым слоем. Профиль дисков выполнен фигурным, что позволяет ограничить смещение дисков в наборе друг относительно друга и относительно рам.
Тяга 5 выполнена в виде двух проушин 6, соединенных муфтой (на фигуре не показано), расположенной перпендикулярно продольной оси рамы 4 самоходной машины Тяга 5 через шарнирные подшипники 7 соединена одним концом с рамой 4 самоходной машины, а другим - с рамой 1 подвески. Наличие тяги 5 позволяет разгрузить упругие элементы 3 от действия поперечных боковых нагрузок. Упругий элемент 3 снижает вибрационные нагрузки, передаваемые от рамы 4 самоходной машины на бортовые редукторы 8. Крутящий момент на колеса 9 передается посредством гидромоторов 10, закрепленных на бортовых редукторах 8. Вертикальная нагрузка от упругих элементов 3 передается на раму 1 подвески. Действие избыточных нагрузок, передаваемых упругими элементами, может привести к выходу из строя рамы 1 подвески - конструктивно простого элемента с высокой ремонтопригодностью в сравнении с дорогостоящим редуктором 8.
Подвеска колес самоходной машины работает следующим образом. При прямолинейном движении машины по ровной поверхности или наезде одного колеса на неровность одинаковой высоты, под обоими колесами 9 в точке контакта колес с дорожной поверхностью действуют продольная сила тяги и вертикальная сила. Продольная сила тяги передается на раму 4 машины через раму 1 подвески и подшипник шарнирный 2, а вертикальная сила производит вертикальное перемещение колес 9 и передается на раму 4 машины через упругие элементы 3. При наезде на неровность одним из колес (кроме указанных сил) на колесо действует момент в вертикальной поперечной плоскости, вызванный разностью реакций дороги на правое и левое колесо, который производит поворот рамы 1 подвески относительно рамы 4 машины посредством шарнирного подшипника 2, в вертикальной плоскости.
При выполнении поворотов и езде по наклонным (в поперечной плоскости) участкам дорог в точках контакта колес 9 с поверхностью дороги возникает поперечная сила, перпендикулярная направлению движения машины, действующая в горизонтальной плоскости. Эта сила воспринимается тягой 5 посредством шарнирных подшипников 7, которая ограничивает поворот рамы 1 подвески в горизонтальной плоскости.
Таким образом, при эксплуатационных режимах работы машины рама подвески воспринимает продольные и поперечные нагрузки, тем самым разгружая упругие элементы от действия последних, что улучшает условия их работы и соответственно долговечность. Упругие элементы воспринимают только вертикальные нагрузки, на работу с которыми и рассчитаны. Кроме того, значительно упрощается техническое обслуживание машины, поскольку снизу, в средней части машины нет механизмов для обслуживания.
Таким образом, создана подвеска с более высокими характеристиками и возможностями, такими как надежность и стоимость.
Проведенные испытания устройства подтвердили работоспособность и надежность конструкции. Техническое решение промышленно применимо, поскольку изготовлено, испытано и используется на ОАО «РУСАЛ Саяногорск» в конструкции машины для перевозки анодов модели МПА-РИК-01.