Ходовая система гусеничной транспортной машины

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности к конструкции ходовых систем гусеничных транспортных средств.
Известна ходовая система гусеничной машины с полужесткой подвеской, содержащая поперечную рессору, шарнирно соединенную с остовом трактора в своей средней части, а концами опирающуюся на гусеничные тележки, в которых закреплены опорные и поддерживающие катки и направляющие колеса (см. «Ходовая система гусеничного трактора», авторы Е.С. Наумов, В.Ф Платонов, В.М. Шарипов и др. М., 2011 г., публ. «МАМИ», с. 48-49).
Применение полужесткой подвески в сочетании с рессорой большой жесткости позволяет на промышленных тракторах, агрегатируемых бульдозерным оборудованием, получить амортизирующие качества подвески, однако жесткая подвеска не позволяет применить высокую скорость отката и тем самым не позволяет повысить производительность агрегата. При применении рессоры малой жесткости снижаются амортизирующие свойства подвески.
Необходимость повышения проходимости и маневренности обусловливает подъем направляющего и ведущего колес над поверхностью грунта, что ведет к снижению тягово-сцепных свойств из-за уменьшения длины опорной поверхности гусеницы.
Известно техническое решение (см. SU а.с. №740588, B62D 55/00, публ. 1980 г.), в соответствии с которым ходовая система гусеничной машины имеет по меньшей мере переднюю и заднюю балансирные двухкатковые каретки подвески, балансиры катков которых кинематически связаны с рамой транспортного средства и с регулирующими клиренс транспортного средства гидроцилиндрами двустороннего действия, штоковая и поршневая полости которых по параллельной схеме гидравлически связаны с гидросистемой названного средства.
Каждая каретка снабжена демпфирующим устройством в виде упругого элемента, соединенного с балансиром, направляющее колесо каждого гусеничного движителя ходовой системы снабжено амортизационно-натяжным устройством с гидроцилиндром, шарнирно соединенным с рамой трактора.
Данная конструкция позволяет изменять клиренс гусеничной машины. При уменьшении клиренса и направляющие, и опорные катки катятся по грунту, что приводит к увеличению опорной поверхности гусеницы, улучшению тягово-сцепных свойств, снижению удельных давлений. При откате производится увеличение клиренса и подвеска работает как эластичная. Однако конструкция ходовой системы гусеничной машины значительно усложнена.
В ходовой системе гусеничного транспортного средства по патенту RU №2025376, B62D 55/00, публ. 1980 г. по крайней мере один из гидроцилиндров изменения клиренса через систему рычагов связан с одним из поддерживающих катков, имеющим возможность вертикального перемещения, а напротив балансиров жестко закреплены упоры. При уменьшении клиренса система рычагов выдвигает поддерживающий каток вверх. Это позволяет компенсировать провисание гусеничной ленты. Исключение гидроцилиндра компенсации провисания гусеничного обвода позволяет применить унифицированные гидроцилиндры с одним управлением. Все это ведет к упрощению конструкции. Наличие упоров, в которые упираются балансиры в режиме рабочего хода, обеспечивает получение жесткой подвески.
Однако известные технические решения предназначены для обеспечения амортизирующих способностей подвески ходовой системы гусеничной машины, которая имеет заданную конструктивно массу с учетом используемой в ней постоянной массы технологического оборудования (например, бульдозер), что приводит к снижению эксплуатационной надежности известных подвесок ходовой системы гусеничных машин, конструктивное исполнение которых предполагает наличие на раме оборудования для перевозки переменных по массе грузов, в частности лесоматериалов, как это предусмотрено, например, в техническом решении по патенту RU №2415564, публ. 10.04.2011 г.
В данном техническом решении предлагается лесозаготовительная машина гусеничного типа, имеющая по меньшей мере переднюю и заднюю рычажно-балансирные двухкатковые каретки подвесок, соединяющие гусеничные движители и раму шасси и предназначенные для распределения нормальных давлений гусениц на поверхность пути в сложных природных условиях лесосек. Однако при эксплуатации данной машины при загрузке лесоматериалов в грузовую платформу общая масса машины увеличивается, что значительно снижает заданный транспортный клиренс ходовой системы и в дальнейшем ухудшает амортизирующие способности подвески ходовой системы гусеничной машины при ее эксплуатации.
В качестве ближайшего аналога заявляемой полезной модели по совокупности конструктивных признаков выбрано техническое решение по а.с. №740588.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение эксплуатационной надежности гусеничной транспортной машины путем сохранения транспортного клиренса ходовой системы при изменении грузовой нагрузки на раму машины при ее эксплуатации.
Для обеспечения заданного технического результата предложена ходовая система гусеничной транспортной машины, содержащая по меньшей мере переднюю и заднюю балансирные двухкатковые каретки подвески, балансиры катков которых кинематически связаны с рамой транспортного средства и с гидроцилиндрами, штоковая и поршневая полости которых по параллельной схеме гидравлически соединены с гидросистемой машины, согласно полезной модели гидросистема машины снабжена гидропневмоаккумулятором, гидравлически связанным через обратный клапан с гидросистемой и через управляемый гидрораспределитель - со штоковыми и поршневыми полостями гидроцилиндров балансирных двухкатковых кареток подвески, при этом кинематическая связь каждой подвески с рамой ходовой системы и гидроцилиндром выполнена в виде шарнирно соединенного с рамой двуплечего рычага, одно плечо которого соединено с балансиром двухкатковой каретки, а другое - с гидроцилиндром.
При реализации полезной модели благодаря вышеописанным конструктивным особенностям ходовой системы гусеничной транспортной машины обеспечивается сохранение транспортного клиренса ходовой системы при изменении общей массы машины вследствие увеличения транспортной нагрузки на ходовую систему. В результате снижается динамическое воздействие на конструкционные элементы машины, повышается ее эксплуатационная надежность.
При анализе известного уровня техники не выявлено технических решений, имеющих аналогичную заявляемому техническому решению совокупность конструктивных признаков для решения заявленного технического результата, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критериям полезной модели: «новизна», «промышленная применимость».
При реализации полезной модели используют промышленно реализуемые конструктивные решения по проектированию ходовых систем гусеничных транспортных машин лесозаготовительного назначения.
Полезная модель поясняется нижеприведенным описанием и чертежами, где:
на фиг. 1 показан общий вид гусеничной транспортной машины с передней и задней балансирными двухкатковыми каретками подвески;
на фиг. 2 показан фрагмент общего вида ходовой системы гусеничной транспортной машины.
Ходовая система гусеничной транспортной машины содержит по меньшей мере переднюю 1 и заднюю 2 балансирные двухкатковые каретки подвески гусеничных движителей. Балансиры 3 катков кинематически связаны с рамой 4 транспортного средства и с гидроцилиндрами 5, штоковая и поршневая полости которых по параллельной схеме гидравлически связаны с гидросистемой 6 машины. Ходовая система гусеничной транспортной машины с передней и задней двухкатковой балансирной подвеской показана на фиг. 1. Для повышения плавности хода гусеничной транспортной машины ходовая система машины имеет дополнительные балансирно-рычажные подвески, расположенные между передней и задней балансирными двухкатковыми каретками подвески (не показано).
Гидросистема машины снабжена гидропневмоаккумулятором 7, гидравлически связанным через обратный клапан 8 с гидросистемой 6 и через управляемый гидрораспределитель 9 - со штоковыми и поршневыми полостями гидроцилиндров 5 балансирных двухкатковых кареток подвески. Кинематическая связь каждого балансира 3 двухкатковой каретки с рамой 4 ходовой системы и гидроцилиндром 5 выполнена в виде шарнирно соединенного с рамой 4 двуплечего рычага 10, одно плечо которого соединено с балансиром 3 двухкатковой каретки, а другое - с гидроцилиндром 5.
Ходовая система предназначена для гусеничных транспортных машин, масса которых изменяется при выполнении технологических операций, связанных с погрузочно-разгрузочными работами, например, лесохозяйственного назначения, как это, в частности, предусмотрено в лесопромышленных машинах типа форвардер, форвестер и показано, в том числе, на примере реализации транспортной машины (фиг. 1), в соответствии с которым машина оснащена погрузочным оборудованием манипуляторного типа и транспортным отсеком 11 для загрузки длинномерного груза, например лесоматериалов.
Эксплуатация гусеничной транспортной машины осуществляется в режимах работы, при которых:
транспортный отсек 11 машины не загружен, при этом машина с ее технологическим оборудованием имеет заданную массу;
транспортный отсек 11 загружен лесоматериалами, при этом общая масса машины увеличивается на массу загружаемых лесоматериалов.
2
2
Транспортный клиренс ходовой системы машины предварительно настроен на заданную массу транспортной машины и ее технологическое оборудование посредством фиксации в заданном положении двуплечих рычагов 10 гидроцилиндрами 5 при подаче из гидросистемы через обратный клапан и управляемый гидрораспределитель в поршневые и штоковые полости давления «Р» гидрожидкости, которое также подается и в гидропневмоаккумулятор. Рабочее давление «Р» жидкости в поршневых и штоковых полостях гидроцилиндров 5 и в гидроаккумуляторе 7 соответствует const, при этом действующая на балансир 3 транспортная масса машины и действующая на плечо рычага 10 со стороны поршня гидроцилиндра сила F=P⋅S, где S - площадь штока, уравновешиваются, обеспечивая заданный транспортный клиренс ходовой системы по условиям технологически заданной массы транспортной машины в целом.
2
1
1
При загрузке транспортного отсека 11, например, лесоматериалами производят переключение гидрораспределителя 9 с подсоединением штоковой полости каждого гидроцилиндра 5 на слив гидрожидкости в гидросистему 6, поршневую - с гидропневмоаккумулятором 7. При увеличении транспортной массы машины повышается нагрузка на раму и балансирные двухкатковые подвески, что вызывает смещение штока поршня каждого гидроцилиндра 5 в направлении поршневой полости, однако действующее со стороны поршневой полости усилие увеличивается и соответствует F=P⋅S, где S - площадь поршня. Увеличение действующего усилия на поршень каждого гидроцилиндра компенсирует увеличение грузовой нагрузки на подвеску транспортной машины и клиренс сохраняется.
При реализации полезной модели обеспечиваются оптимальные показатели демпфирования балансирных двухкатковых кареток подвески относительно рамы гусеничной машины при движении по неровностям пути следования, снижаются динамические воздействия на раму ходовой системы машины при погрузочных работах, что повышает эксплуатационную надежность машины, способствует снижению утомляемости оператора машины и повышению производительности и долговечности машины.