КАБИНА САМОХОДНОГО ШАССИ С ЗАЩИТОЙ ОТ ПАДАЮЩИХ СВЕРХУ ПРЕДМЕТОВ

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для защиты кабины лесозаготовительных, землеройных и строительных машин от падающих сверху предметов (деревьев, камней, ручного инструмента и т.д.).
Известно, что современные лесозаготовительные, землеройные и строительные машины должны иметь защиту кабины от падающих сверху предметов (FOPS).
Под устройством защиты от падающих предметов (FOPS) понимается система конструктивных элементов, смонтированных на машине, предназначенная для обеспечения защиты оператора от падающих предметов, таких как деревья и их части, камни [ГОСТ Р ИСО 8083. Машины для леса самоходные. Устройства защиты от падающих предметов. Технические требования и методы испытания. - Москва: Стандартинформ, 2014; ГОСТ Р ИСО 3449-2009. Машины землеройные. Устройства защиты от падающих предметов. Лабораторные испытания и технические требования. - Москва: Стандартинформ, 2010].
Известно, что защита кабины от падающих сверху предметов (FOPS) может иметь два конструктивных исполнения: как в виде интегрированной части машины, т.е. конструктивно объединенной с кабиной оператора, так и в качестве дополнения к конструкции машины.
Известна конструкция FOPS защиты грузового автомобиля [Что такое системы безопасности техники ROPS и FOPS. - Электронный ресурс. - Режим доступа: http://www.euronato.com/articles/chto_takoe_sistemy_bezopasnosti_texniki_rops_i_fops/], применяемая на автосамосвалах, автобетоносмесителях, автокранах, сортиментовозах, выполненная в качестве дополнения к конструкции машины. Она включает в себя, установленную позади кабины конструкцию Г-образного типа с защитной платформой над кабиной.
Недостатками известной конструкции являются ее не пригодность для использования на тракторах в виду особенностей их конструкции. Повышение жесткости защитной платформы с целью уменьшения ее деформаций при ударе требует большой ее толщины, что ведет к высокой металлоемкости конструкции, и высокой ее массе.
Известна конструкция FOPS защиты кабины, устанавливаемая на тракторах и выполненная в качестве интегрированной в структуру кабины трактора [Что такое системы безопасности техники ROPS и FOPS. - Электронный ресурс. - Режим доступа: http://www.euronato.com/articles/chto_takoe_sistemy_besopasnosti_texniki_rops_i_fops/]. Согласно данной конструкции стойки кабины выполнены усиленными, высокопрочными, а крыша кабины выполнена двухслойной, имеет характерную кепку, в виде нахлеста стальных листов крыши, которая имеет толщину в 10 мм. Нахлесты листа позволяют защитить стекла спереди сзади от ударов.
Недостатком известной конструкции FOPS защиты кабины является то, что использование в конструкции крыши стальных листов большой толщины ведет к увеличению металлоемкости конструкции и увеличению ее массы.
Наиболее близкой по своей сущности и взятой за прототип является известная система защитных устройств оператора промышленного трактора [Описание к патенту на полезную модель RU 65850, приоритет, 05.03.2007, опубликовано 27.08.2007], согласно которой трактор содержит кабину с передним стеклом, боковыми и задним стеклами. На раме трактора установлено защитное устройство оператора от опрокидывания трактора, которое представляет собой сварную конструкцию из балок прямоугольного сечения и состоит из двух передних стоек, двух задних стоек, которые связаны с передними продольными балками и между собой защитной крышей, связывающей конструкцию в поперечном направлении и опирающейся на задние стойки. Защитная крыша установлена над местом оператора и крышей кабины трактора и выполняет функцию защиты оператора от падающих сверху предметов (FOPS).
Недостатками известной конструкции являются ее высокая металлоемкость и большая масса.
Технический результат предлагаемого устройства заключается в снижении металлоемкости и массы кабины, а также исключении остаточных деформаций защитной крыши при воздействии падающего сверху предмета, а следовательно, и повышении ее ресурса.
2
3
Достигается технический результат тем, что защитная крыша выполнена из ударопрочного композиционного материала с ударной вязкостью по Шарпи не менее 25 кДж/м и плотностью не более 1,1 г/см.
На фиг. 1 показан общий вид кабины самоходного шасси с защитой от падающих сверху предметов на примере лесного трактора.
2
3
Кабина самоходного шасси с защитой от падающих сверху предметов включает передние 1 и задние 2 стойки, связанные между собой защитной крышей 3. Защитная крыша 3 установлена над местом оператора 4 и крышей 5 кабины 6 самоходного шасси 7. Защитная крыша 3 выполнена из ударопрочного композиционного материала с ударной вязкостью по Шарпи не менее 25 кДж/м и плотностью не более 1,1 г/см, что обеспечивает ее стойкость к ударам со стороны падающих сверху предметов, без деформации и обеспечивает ее малую массу.
Работает устройство следующим образом. Падающий сверху предмет будет взаимодействовать с защитной крышей 3, при этом вся ударная нагрузка будет через передние 1 и задние 2 стойки передаваться на корпус самоходного шасси и тем самым защищать крышу 5 кабины 6.
Благодаря использованию неметаллического композиционного материала в конструкции защитной крыши кабины самоходного шасси с защитой от падающих сверху предметов будет снижена ее металлоемкость.
2
3
Благодаря тому, что защитная крыша 3 выполнена из ударопрочного композиционного материала с ударной вязкостью по Шарпи не менее 25 кДж/м она, в отличие от защитной крыши выполненной из металла как это предусмотрено в аналогах, не будет испытывать остаточных деформаций, а благодаря свой небольшой плотности не более 1,1 г/см она будет обладать небольшой массой.
2
При выполнении защитной крыши из металла, как это предусмотрено в аналогах, в результате воздействия сильных ударных нагрузок со стороны падающих сверху предметов будет происходить появление остаточных пластических деформаций, которые ведут к снижению защитных свойств защитной крыши. А при превышении этими деформациями определенных размеров защитная крыша подлежит замене. Поскольку ударопрочный композиционный материал с ударной вязкостью по Шарпи не менее 25 кДж/м не склонен к появлению пластических остаточных деформаций, то и выполненная из него защитная крыша после снятия ударной нагрузки со стороны падающего сверху предмета не будет испытывать пластических остаточных деформаций характерных для защитной крыши, выполненной из металла, а следовательно, это повысит ее ресурс.
Предлагаемая конструкция кабины самоходного шасси с защитой от падающих сверху предметов обладает небольшим удельным весом благодаря использованию ударопрочного композиционного материала с малой плотностью, что обеспечивает ее малую массу.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. ГОСТ Р ИСО 8083. Машины для леса самоходные. Устройства защиты от падающих предметов. Технические требования и методы испытания. - Москва: Стандартинформ, 2014.
2. ГОСТ Р ИСО 3449-2009. Машины землеройные. Устройства защиты от падающих предметов. Лабораторные испытания и технические требования. - Москва: Стандартинформ, 2010.
3. Что такое системы безопасности техники ROPS и FOPS. - Электронный ресурс. - Режим доступа: http://www.euronato.com/articles/chto_takoe_sistemy_bezopasnosti_texniki_rops_i_fops/.
4. Описание к патенту на полезную модель RU 65850, приоритет, 05.03.2007, опубликовано 27.08.2007.