ПРИЦЕП
TRAILER

Предлагаемое изобретение относится к области безрельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкции автомобильных и тракторных прицепов.
Известен автомобильный прицеп модели ИАП3-754Е (см. книгу М.С.Высоцкий и др. Автомобильные и тракторные прицепы. М.: Машгиз, 1962 г.), который состоит (см. стр.39-48, фиг.32) из рамы прицепа, взаимосвязанной с подкатной тележкой с дышлом через поворотный круг. Такой поворотный круг представляет собой два кольца (нижнее и верхнее), связанных между собой замкнутым кольцом (соединительная проволока, фиг.32) и перекатываемых друг относительно друга через шаровой погон (шарики, фиг.32). Существенным недостатком такого прицепа является то, что в процессе его движения в составе автопоезда последний подвержен значительным колебаниям виляния, которые снижают безопасность движения, повышают износ деталей прицепа, а следовательно, приводят к снижению его надежности (см., например, книгу М.М.Щукин. Сцепные устройства автомобилей и тягачей. М.: Машгиз, 1961 г., стр.131-134).
Известен также прицеп по патенту RU 2427495. Как и предыдущий, он содержит раму и подкатную тележку, между которыми установлен поворотный круг, состоящий из верхнего и нижнего колец, взаимосвязанных между собой шаровым погоном. На верхнем кольце поворотного круга выполнены зубья, связанные с зубьями зубчатого колеса, закрепленного на упругом стержне, размещенном в направляющей и шлицевой втулках, жестко присоединенных к нижнему кольцу поворотного круга. При угловых поворотах тележки, связанных с вилянием прицепа, упругий стержень закручивается также на определенный угол, что позволяет получать усилия сопротивления, препятствующие вилянию прицепа. Несмотря на достаточно высокую эффективность такого устройства, направленную на снижение виляний прицепов при их движении, его упругий стержень имеет постоянную крутильную жесткость, в итоге демпфирование колебаний виляния прицепа является не эффективным, и поэтому плавность хода прицепа недостаточна.
Поэтому целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности гашения колебаний прицепов за счет того, что изменение усилия сопротивления, создаваемое им, в зависимости от угла поворота подкатной тележки, происходит в автоматическом режиме.
Поставленная цель достигается тем, что между направляющей и шлицевой втулками на упругом стержне установлена пружина сжатия, а шлицевая втулка на нижнем кольце поворотного круга размещена подвижно в продольном направлении оси симметрии упругого стержня, причем упомянутая шлицевая втулка своим торцом контактирует изменяющимся по своей высоте волнообразным выступом, выполненным на верхнем кольце поворотного круга.
На чертежах на фиг.1 показан общий вид двухосного прицепа, на фиг.2 - его поворотный круг, расположенный в продольной оси прицепа, и на фиг.3 - вид его по стрелке B.
Прицеп состоит из кузова 1, установленного на раме 2 и подкатной тележке 3. Рама 2 и подкатная тележка 3 снабжены колесами 4. Между рамой 2 и подкатной тележкой 3 установлен поворотный круг, состоящий из верхнего кольца 5 и нижнего кольца 6, взаимосвязанных между собой запорным кольцом 7. На верхнем кольце 5 выполнены зубья 8, взаимодействующие с зубьями зубчатого колеса 9, закрепленного на упругом стержне 10. Упругий стержень 10 размещен в направляющей втулке 11 и с помощью шлицев 12 во втулке 13, которая подвижно установлена также на нижнем кольце поворотного круга 6. На нижнем кольце 6, где установлена шлицевая втулка 13, выполнен паз 15, в котором подвижно с помощью пальца 16 и расположена шлицевая втулка 13. Между шлицевой втулкой 13 и направляющей втулкой 11 установлена пружина сжатия 17, а нижнее кольцо 6 имеет волнообразный выступ 18.
<mrow><mi>Ж</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>G</mi><mi>j</mi></mrow><mrow><mi>l</mi><msup><mi>d</mi><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac></mrow>
Работает прицеп следующим образом. При его прямолинейном движении, например, по стрелке A подкатная тележка 3 расположена соосно продольной оси симметрии рамы 2 и кузова 1, при этом продольная ось упругого стержня 11 также лежит в продольной плоскости симметрично указанных конструкционных элементов прицепа. В случае возникновения виляния прицепа, т.е. его колебаний в поперечной плоскости, подкатная тележка 3 получает угловой поворот, и тогда за счет зубчатого зацепления, создаваемого зубьями 8, и зубчатого колеса 9 последнее, поворачиваясь, закручивает упругий стержень 10 относительно его продольной оси за счет того, что другой его конец расположен в шлицевой втулке 13 с помощью шлицев 12. Такой угловой поворот упругого стержня 10 происходит с сопротивлением, создаваемым последним, что и способствует угловому перемещению поворота подкатной тележки 3, т.е. происходит демпфирование указанного силового воздействия, вызванного вилянием прицепа. В то же время, за счет того что кольца 5 и 6 проворачиваются друг относительно друга, шлицевая втулка 13 проскальзывает по волнообразующему выступу 18 и перемещается в пазу 15 в направлении стрелки C, уменьшая тем самым рабочую длину l упругого стержня 10 и одновременно сжимая пружину сжатия 17. Уменьшение же длины l упругого стержня 10, который в данном случае является торсионом, приводит к увеличению его крутильной жесткости (формула такого параметра известна
). После этого, за счет упругих свойств упругого стержня 10, происходит поворот зубчатого колеса 9 и в обратном направлении, создавая тем самым прямолинейность движения прицепа, что создает дополнительные силы сопротивления угловому повороту подкатной тележки 3. Следует также отметить, что в динамике описанного процесса такое явление будет способствовать автоматическому созданию сил сопротивления при вилянии подкатной тележки 3, т.е. описываемая конструкция устройства является адаптивной. В том случае когда амплитуда виляния будет погашена, шлицевая втулка 13 под действием пружины сжатия 17 займет положение такое, как это показано на фиг.2. Далее процессы могут повторяться неоднократно.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известным очевидно, так как оно более просто по конструкции и эффективно демпфирует механическим путем динамические нагрузки, вызванные вилянием прицепа.