ПОГРУЗЧИК ФРОНТАЛЬНЫЙ
FRONT LOADER

Изобретение относится к области подъемно-транспортного машиностроения, а именно к погрузчикам сельскохозяйственного назначения, и может быть использовано при погрузке сыпучих, связных, кусковых и др. грузов.
Известен погрузчик по а.с. №506345, СССР, МКИ A01D 85/00, B66F 9/06, 1976, содержащий смонтированную на тракторе опорную раму, на которой установлена поворотная в вертикальной плоскости стрела. На стреле установлен рабочий орган, приводимый от гидроцилиндров. Стрела поднимается-опускается с помощью гидроцилиндров. Погрузчик содержит промежуточную раму, шарнирные тяги. Одна из тяг снабжена упорами. Опорная рама погрузчика болтами прикручена к лонжеронам трактора и соединена с рукавами его задних полуосей. Погрузчик снабжен замковым устройством, состоящим из кулачка, рабочая поверхность которого концентрична с поверхностью оси вращения, и тяги, шарнирно соединенной с кулачком и опорной рамой.
Погрузчик работает следующим образом. Для забора материала стрела опускается. При этом кулачок под действием тяги поворачивается по ходу часовой стрелки и при соприкосновении рабочего органа с поверхностью земли освобождает упор. Дальнейшее опускание стрелы за счет системы тяг и подвижной рамы открывает грабельный захват. Напором агрегата производится наполнение рабочего органа - вил - материалом. Подъемом стрелы набранная порция отрывается от основного массива. При этом под действием тяги грабельный захват автоматически зажимает набранную порцию груза и дополнительно подпрессовывает ее. Погрузчик перемещает груз к месту погрузки или к транспортному средству.
Разгрузка порции осуществляется опрокидыванием вил с помощью гидроцилиндра. Затем вилы возвращаются в исходное положение и погрузочный цикл повторяется.
Недостатком погрузчика является то, что кулачок, упоры и тяги могут быть установлены только сбоку со смещением относительно геометрической оси стрелы и гидроцилиндра управления стрелой. Это вызывает эксцентричное нагружение кронштейнов крепления тяг, снижает их несущую способность, увеличивает габаритные размеры в поперечном направлении.
Прототипом предлагаемого изобретения является фронтальный погрузчик по а.с. №543614, СССР, МКИ B66F 9/06, 1977. Он состоит из обвязочной рамы, поворотной рамы, рабочего органа, механизма управления рабочим органом и снабжен гидроцилиндрами для подъема рамы и гидроцилиндрами для поворота рабочего органа.
Рама обвязочная, закрепленная на полураме трактора, снабжена по обе стороны вертикальными стойками с отверстиями для крепления подвижных узлов, к которым шарнирно прикреплена рама поворотная. Рама поворотная состоит из двух параллельно расположенных стрел, жестко соединенных поперечиной, на концах которых шарнирно установлен рабочий орган.
Механизм управления, служащий для перемещения рабочего органа, близкого к плоскопараллельному, включает гидроцилиндры поворота рабочего органа, передние, средние и задние тяги, передние стойки, промежуточные кронштейны, рычаги и гидроцилиндры поворота рабочего органа. На каждой вертикальной стойке в нижней ее части шарнирно установлена распорка, а в средней части - опора, на которой закреплен двуплечий рычаг, одно плечо которого соединено с гидроцилиндром поворота рабочего органа, а другое плечо через регулируемую тягу - с распоркой. На задней полуоси трактора установлен кронштейн, который через серьгу соединен с распоркой.
Над стрелами рамы поворотной расположен механизм управления, служащий для перемещения и поворота рабочего органа и состоящий из передних, средних и задних тяг, передних стоек, трехшарнирного промежуточного кронштейна и задних изогнутых рычагов.
Погрузчик работает следующим образом. Забор груза производится внедрением рабочего органа в материал движением вперед и последующим поворотом рабочего органа вверх гидроцилиндрами через механизм управления. Перемещение рабочего органа вверх, близкое к плоскопараллельному движению, производится рамой поворотной с механизмом управления рабочего органа при помощи гидроцилиндров. Выгрузка материала осуществляется поворотом рабочего органа вниз гидроцилиндрами через механизм управления. Возникающие при внедрении рабочего органа в материал и его повороте усилия передаются через обвязочную раму полураме трактора и часть их - через тяги, распорки - полуосям задних колес трактора.
Недостатки прототипа - гидроцилиндры поворота рабочего органа установлены вертикально в горизонтальных опорах стоек обвязочной рамы и передают усилие со стороны рабочего органа через задние изогнутые рычаги механизма управления. Уменьшение нагрузки на гидроцилиндр возможно увеличением плеч изогнутого рычага, что требует смещения стойки и рамы обвязочной к передним опорным колесам трактора. Это вызывает смещение центра масс погрузчика вперед и, как следствие, перегрузку полурамы и передней оси трактора. Крепление средней тяги к промежуточному кронштейну выше задней способствует передаче усилия от рабочего органа к гидроцилиндру с увеличением в пропорции, равной отношению плеч векторов сил, действующих в шарнирах кронштейна. Выполненная в виде пластины продольная балка рамы обвязочной при работе погрузчика на площадках с поперечным уклоном и повышенной в связи с этим поперечной нагрузкой имеет малый момент сопротивления изгибу, не обладает высокой жесткостью и передает нагрузку полураме трактора без значительного уменьшения.
Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение нагрузки на элементы навесного устройства, гидроцилиндры, лонжероны полурамы и переднюю ось трактора.
Техническая задача в погрузчике фронтальном, содержащем навесное устройство, прикрепленное к лонжеронам трактора, подъемное устройство, механизм плоскопараллельного перемещения рабочего органа, разгружающее устройство, выполнена тем, что панель навесного устройства коробчатого сечения состоит из вертикально ориентированной пластины с приваренной к ней боковиной П-образного поперечного сечения. Она выполнена в виде балки равного сопротивления с сужением сечения в продольном и поперечном направлениях по длине. Поперечина соединяет пластину и боковину со стойкой. В верхней части стойки выполнены кронштейны крепления рамы подъема и тяги механизма плоскопараллельного движения рабочего органа на удалении от кронштейна крепления гидроцилиндра подъема рамы, пропорциональном удалению проушин крепления гидроцилиндра опрокидывания ковша и тяги механизма плоскопараллельного движения рабочего органа. Ось крепления гидроцилиндра опрокидывания рабочего органа на кронштейне выполнена ниже оси крепления тяги механизма плоскопараллельного движения рабочего органа. Передний брус соединен с задним брусом с помощью фигурных накладок Г-образного сечения. Нижние выступающие за габариты переднего и заднего брусьев части образуют проушину крепления гидроцилиндра подъема рамы.
Такого исполнения элементов в конструкции прототипа не предусмотрено.
На Фиг.1 изображен погрузчик фронтальный, навешенный на трактор, вид сбоку; на Фиг.2 - правая и левая панели навесного устройства в аксонометрии; на Фиг.3 - то же, вид сбоку; на Фиг.4 - то же, вид сверху; на Фиг.5 - рама подъема в аксонометрии.
Погрузчик состоит из навесного устройства 1 (Фиг.1), подъемного устройства 2, двух гидроцилиндров 3 подъемного устройства 2, рабочего органа 4, механизма 5 плоскопараллельного движения рабочего органа 4, разгружающего устройства 6, двух гидроцилиндров 7 опрокидывания рабочего органа 4.
Навесное устройство 1 предназначено для осуществления связи с трактором и состоит из крепящихся на лонжеронах 8 трактора правой 9 (Фиг.2, 4) и левой 10 панелей, связанных между собой балкой 11, а с полуосями 12 задних колес трактора - разгружающим устройством 6.
Панели 9 и 10 представляют собой сварные конструкции и состоят, например левая панель 10, из вертикально ориентированной пластины 13 (Фиг.2, 3, 4), к которой приварена боковина 14 П-образного поперечного сечения, образующая коробчатое сечение, поперечины 15, стойки 16.
Боковина 14 выполнена в виде балки равного сопротивления с сужением сечения в продольном и поперечном направлении по ее длине. В задней части 17 боковины 14 выполнено отверстие 18, в котором расположена поперечина 15.
Стойка 16 коробчатого прямоугольного сечения выполнена с отверстием 19, где расположена поперечина 15. Верхняя часть 20 стойки 16 снабжена кронштейнами 21, 22 и 23. Нижняя часть 24 стойки 16 снабжена фланцем 25, к которому с помощью болтов (болты условно не показаны) присоединена балка 11.
К поперечине 15 и стойке 16 присоединены кронштейны 26. К кронштейнам 21 присоединена тяга 27 разгружающего устройства 6 (оси крепления не обозначены), к кронштейнам 22 - рама подъема 28 подъемного устройства 2, к кронштейнам 23 - тяга 29 механизма плоскопараллельного перемещения рабочего органа 4, к кронштейнам 26 - гидроцилиндр 3 подъемного устройства 2.
Пластина 13 панели 10 имеет спереди и сзади по три отверстия 30 и 31 (Фиг.2, 3) для крепления ее к лонжерону 8 трактора. Задние отверстия 31 выполнены продолговатыми.
Подъемное устройство 2 предназначено для удержания сменного рабочего органа 4 и управления его работой и состоит из рамы подъема 28 (Фиг.5), включающей полые стрелы 32, соединенные между собой поперечной балкой 33. На концах стрел 32 имеются одинаковые втулки 34 для крепления рамы подъема 28 к кронштейнам 22 стойки 16 и для навешивания рабочего органа 4. На каждой стреле в переднем брусе 35 приварены кронштейны 36, а в средней части 37 - вварены втулки 38 для крепления кронштейна 39 (Фиг.1) механизма 5 плоскопараллельного движения рабочего органа 4. Передний брус 35 и задний брус 40 соединены между собой фигурными накладками 41 Г-образного сечения.
Гидроцилиндр 7 механизма 5 плоскопараллельного движения рабочего органа 4 соединен с кронштейном 42, шарнирно прикрепленным к кронштейнам 36, и тягой 43, а с кронштейном 39 в проушинах 44. Кронштейн 39 снабжен проушинами 45.
Для повышения устойчивости и увеличения сцепного веса на заднюю навесную систему трактора установлен ковш-противовес 46, загружаемый балластом.
Разгружающее устройство 6 предназначено для разгрузки корпуса муфты сцепления, картера маховика и лонжеронов трактора. Оно устанавливается с двух сторон трактора и служит для соединения навесного устройства 1 с задним мостом. Тяга 27 разгружающего устройства 6 выполнена с возможностью изменения длины (резьбовые втулки не показаны).
Фигурная накладка 41 нижней частью 47 выступает за габариты брусьев 35 и 40 и снабжена отверстием 48 для присоединения гидроцилиндра 3.
Погрузчик работает следующим образом. С помощью подъемного устройства 2 и гидроцилиндров 7 механизма плоскопараллельного движения рабочий орган 4 устанавливается на необходимую высоту и напором трактора заполняется грузом. Запрокидыванием рабочего органа 4, например ковша, или его подъемом с помощью гидроцилиндров 3 порция груза отрывается от массива и перемещается к транспортному средству. С помощью гидроцилиндров 7 опрокидывания ковша 4 последний разгружается и рабочий цикл повторяется.
Возникающие при зачерпывании груза ковшом, отрыве порции груза, например, связного, вилами сопротивления, динамические нагрузки в вертикальной и горизонтальной плоскости, возникающие при движении по неровной поверхности, поперечном уклоне и торможении передаются через навесное устройство 1 лонжеронам 8 и опорным колесам трактора. Сопротивления внедрению, например, ковша в массив передаются раме подъема 28 и через тяги 43, гидроцилиндры 7 - кронштейнам 39. Расположенные в середине кронштейна 39 проушины 44 способствуют уменьшению (кратность уменьшения - пропорционально отношению расстояний от проушин 44 до втулок 38 и проушин 45) усилия, передаваемого кронштейном 39 через проушины 45 тяге 29 и кронштейнам 23 стойки 16. Нагрузка на стойки 16 уменьшается в пропорциональной зависимости: часть нагрузки, передаваемой гидроцилиндром 7, перераспределяется к раме подъема 28, а через нее - к кронштейнам 26 стойки 16. Момент части нагрузки, приходящейся на кронштейны 26 стойки 16, меньше, так как плечо усилия меньше. Следовательно, и суммарный изгибающий момент, действующий на стойку 16, меньше.
Часть нагрузки передается лонжеронам 8 трактора через раму подъема 28 и гидроцилиндр 3 подъемного устройства.
Выполнение накладок 41 фигурными способствует повышению момента сопротивления сечения сварного шва, соединяющего передний 35 и задний 40 брусья. Сварной шов расположен не по прямой линии, а по кривой и состоит из участков, ориентированных в разных направлениях и плоскостях. Такое выполнение сварного шва предотвращает концентрацию напряжений в брусьях 35 и 40 по сравнению с прямолинейным швом. Суммарная длина шва, момент сопротивления его сечения, следовательно, и прочность соединения повышаются.
Погрузчик фронтальный позволит снизить нагрузки на лонжероны полурамы и переднюю ось агрегатируемого трактора, повысить эффективность и производительность погрузчика.