УСТРОЙСТВО СОЕДИНЕНИЯ ПОЛУРАМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, а именно к технике, в конструкции которой используется шарнирно-сочлененное соединение полурам и поворот техники осуществляется сложением полурам в горизонтальной плоскости.
В качестве прототипа известно устройство соединения полурам транспортного средства (патент на полезную модель №171840, «Устройство соединения полурам транспортного средства», дата государственной регистрации патента 19 июня 2017 года) состоящее из шарового шарнирного соединения полурам, включающего в себя: проушину соединения полурам, расположенную на первой полураме, проушину соединения полурам, расположенную на второй полураме, соединенные между собой через шарнирный подшипник и палец соединения полурам, продольной тяги, расположенной над шарнирным соединением полурам и соединенной с первой и второй полурамами через шаровые шарниры, включающие в себя шарнирные подшипники, пальцы соединения и проушины соединения полурам с продольной тягой, расположенные на первой и второй полурамах, центр шарнирного подшипника соединения продольной тяги и первой полурамы находится на одной вертикальной оси с центром шарнирного подшипника соединения полурам, ограничителей взаимного поворота полурам вокруг продольной оси, приваренных на второй полураме; гидроцилиндра двухстороннего действия поворота полурам в горизонтальной плоскости, соединенного с первой и второй полурамами через шаровые шарниры, включающие в себя шарнирные подшипники гидроцилиндра, пальцы соединения и проушины соединения полурам с гидроцилиндром, расположенные на первой и второй полурамах. Рассматриваемое в качестве прототипа устройство соединения полурам обеспечивает устойчивое взаимное расположение полурам транспортного средства в продольной вертикальной плоскости, взаимный поворот полурам в горизонтальной плоскости и взаимный поворот полурам вокруг продольной оси.
Недостатком рассматриваемого в качестве прототипа устройства соединения полурам транспортного средства является ограниченная возможность его использования на транспортных средствах. Невозможность применения данного устройства на некоторых видах техники вызвана тем, что при удалении в продольной вертикальной плоскости от шарнира соединения полурам карданного вала, который пересекает вертикальную ось соединения полурам, образованную шаровым шарниром соединения полурам и шаровым шарниром соединения первой полурамы с продольной тягой, при повороте полурам вокруг продольной оси поворота полурам увеличиваются углы в крестовинах данного карданного вала, вызвано это тем, что продольная ось карданного вала не совпадает с продольной осью поворота взаимного полурам и при увеличении расстояния между данными осями, увеличивается диапазон смещения относительно друг друга деталей карданной передачи, которые расположены на первой и второй полурамах, соединенные данным карданным валом, а в совокупности с поворотом полурам в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, углы в крестовинах карданного вала, могут превысить допустимые, что, в свою очередь, приведет к выходу из строя карданного вала. Поворот полурам вокруг продольной оси, проходящей через шарнирное соединение полурам, происходит при движении транспортного средства по неровностям. Поворот, сложение, полурам в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси обеспечивает поворот транспортного средства. Учитывая, что на многих видах транспортных средств, в частности на тракторах, для привода различный видов навесного оборудования устанавливается вал отбора мощности, который располагается с противоположной стороны рамы относительно двигателя, в этом случае, на тракторах с шарнирно-сочлененной рамой через вертикальную ось поворота, сложения, полурам в горизонтальной плоскости походит два карданных вала, один карданный вал является частью карданной передачи привода ведущих мостов, второй карданный вал является частью карданной передачи вала отбора мощности, и в случае расположения обоих карданных валов в вертикальной плоскости с одной стороны относительно шарнирного соединения полурам, углы в крестовинах карданного вала, который расположен дальше от шарнирного соединения полурам, при одновременном максимальном повороте, сложении, полурам в горизонтальной плоскости и максимальном повороте полурам вокруг продольной оси в большинстве случаев превышают допустимые максимальные углы в крестовинах, предусмотренные конструкцией карданных валов, что не позволяет на данных видах техники применить устройство соединения полурам, рассматриваемое в качество прототипа.
Задачей полезной модели является создание устройства соединения полурам транспортного средства, обеспечивающего устойчивое взаимное расположение полурам транспортного средства в продольной вертикальной плоскости, взаимный поворот полурам в горизонтальной плоскости и взаимный поворот полурам вокруг продольной оси, с расширенными возможностями его применения.
Поставленная задача решается устройством соединения полурам транспортного средства, состоящим из шарового шарнира соединения полурам, гидроцилиндра двухстороннего действия поворота полурам в горизонтальной плоскости, соединенного с первой и второй полурамами через шаровые шарниры, ограничителей взаимного поворота полурам вокруг продольной оси, установленных на второй полураме, продольной тяги, соединенной со второй полурамой шаровым шарниром, отличающимся тем, что продольная тяга соединена с первой полурамой вертикальным цилиндрическим шарниром, и на ней установлена промежуточная опора карданной передачи.
Устройство соединения полурам (фиг. 1) состоит из шарового шарнира соединения полурам 1, гидроцилиндра двухстороннего действия поворота полурам в горизонтальной плоскости 6, соединенного с первой полурамой через шаровый шарнир 2 и со второй полурамой через шаровый шарнир 8, ограничителей взаимного поворота полурам вокруг продольной оси 5, установленных на второй полураме, продольной тяги 4, соединенной с первой полурамой вертикальным цилиндрическим шарниром 3 и соединенной со второй полурамой шаровым шарниром 9, на продольной тяге установлена промежуточная опора карданной передачи 7.
Принцип действия работы устройства заключается в следующем: шаровый шарнир соединения полурам, шаровый шарнир соединения продольной тяги со второй рамой и вертикальный цилиндрический шарнир соединения продольной тяги с первой полурамой удерживают первую и вторую полурамы между собой в продольной вертикальной плоскости. Шаровый шарнир соединения полурам и вертикальный цилиндрический шарнир соединения продольной тяги с первой полурамой обеспечивают возможность поворота полурам относительно друг друга в горизонтальной плоскости. Шаровый шарнир соединения полурам и шаровый шарнир соединения второй полурамы с продольной тягой образуют продольную ось, вокруг которой могут поворачиваться полурамы.
При прямолинейном движении гидроцилиндр поворота заперт в среднем положении, продольные оси полурам совпадают, транспортное средство движется прямо. Поворот транспортного средства осуществляется взаимным поворотом полурам в горизонтальной плоскости, который осуществляется гидроцилиндром поворота двухстороннего действия. При движении транспортного средства по неровностям, полурамы поворачиваются относительно друг друга вокруг продольной оси, образованной шаровым шарниром соединения полурам и шаровым шарниром соединения второй полурамы с продольной тягой. Максимальный угол поворота вокруг продольной горизонтальной оси ограничивается касанием продольной тяги с ограничителями, расположенными на второй полураме.
Применение в соединении первой полурамы и продольной тяги вертикального цилиндрического шарнира, вместо шарового шарнира, установленного на прототипе, исключает вращение продольной тяги вокруг собственной продольной оси относительно первой полурамы, что позволяет установить на продольную тягу промежуточную опору карданной передачи. Установка промежуточной опоры карданной передачи на продольной тяге позволяет значительно уменьшить в сравнении с прототипом углы в крестовинах карданного вала, проходящего через вертикальную ось соединения полурам возникающие при одновременном максимальном повороте, сложении, полурам в горизонтальной плоскости и максимальном повороте полурам вокруг продольной оси, кроме того, в случае установки данного карданного вала таким образом, что вертикальная ось поворота полурам в горизонтальной плоскости будет проходит через центр карданного вала, обеспечивается равенство углов в обеих крестовинах карданного вала. Данное техническое решение исключает недостаток, который был у прототипа, и позволяет применять рассматриваемое устройство соединения полурам на транспортных средствах, у которых карданная передача значительно удалена от шарнира соединения полурам, в том числе на транспортных средствах с двумя карданными передачами, проходящими через вертикальную ось соединения полурам. Кроме того, свобода выбора места расположения карданной передачи относительно шарового шарнира соединения полурам позволяет установить шаровый шарнир соединения полурам сверху. Расположение шарового шарнира соединения полурам сверху, над продольной тягой, улучшает устойчивость транспортного средства с шарнирно-сочлененной рамой от опрокидывания, такая конструкция соединения полурам может быть применена на технике с повышенными требованиями к устойчивости, например на машинах с гидроманипулятором, кроме того, установка продольной тяги внизу позволяет устанавливать детали и узлы транспортного средства на второй полураме над продольной тягой, что обеспечивает свободный доступ к ним, в отличие от расположения данных деталей под продольной тягой. Конструкция соединения полурам с продольной тягой внизу является актуальной, например, в случае установки коробки перемены передач на второй полураме, такая компоновка обеспечивает свободный доступ к коробке перемены передач и значительно повышает ремонтопригодность транспортного средства.
Технический результат заключается в расширении видов и конструкций транспортных средств, на которых может применяться рассматриваемое устройство соединения полурам, улучшении технических характеристик и ремонтопригодности транспортных средств.