горная двухгусеничная машина

Формула изобретения

ГОРНАЯ ДВУХГУСЕНИЧНАЯ МАШИНА, включающая снабженную рамой гусеничную тележкую связанный с рамой подшипниковыми узлами и гидроцилиндрами моторно-трансмиссионный блок, выходные валы которого цепными передачами соединены с ведущими звездочками гусениц, отличающаяся тем, что рама выполнена в виде поперечных труб, на концах которых жестко закреплены по две параллельные продольные пластины, к передним и задним концам которых присоединены с помощью подшипников размещенные между этими пластинами звездочки гусениц, на каждой стороне гусеничной тележки расположено по два поддерживающих катка, установленных на шарнирно связанных с поперечными трубами и взаимно подпружиненных стойках, подвеска расположенных между пластинами опорных катков включает в себя продольные рычаги, которые попарно шарнирно связаны с поперечными трубами, и упругие элементы, кинематически соединенные с соответствующими продольными рычагами и установленные на продольных пластинах, подшипниковые узлы и гидроцилиндры закреплены с возможностью продольного перемещения на соответствующих продольных пластинах, а каждый выходной вал соединен цепной передачей с одной из звездочек гусеницы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано при создании гусеничных машин.

Известна гусеничная машина, включающая в себя гусеничные тележки с установленными на них двигателями, трансмиссией и кабиной. (Конструкция, основы теории и расчет тракторов. М. Высшая школа, 1971, с.15, рис.2.4).

Однако, эта гусеничная машина обладает тем недостатком, что она не приспособлена к работе в горных условиях.

Известна также двухзвенная гусеничная машина, передняя тележка которой включает в себя раму, связанный с рамой подшипниковыми узлами и гидроцилиндром моторно-трансмиссионный блок, выходные валы которого соединены цепными передачами с ведущими звездочками гусениц (авт.св. N 1613378, 1990).

Указанная машина обладает тем недостатком, что при использовании передней тележки в режиме двухгусеничной машины будет иметь место ограниченная устойчивость ее при ограниченной надежности.

Цель изобретения улучшение эксплуатационных качеств.

Указанная цель достигается тем, что в горной двухгусеничной машине, включающей снабженную рамой гусеничную тележку, связанный с рамой подшипниковыми узлами и гидроцилиндром моторно-трансмиссионный блок, выходные валы которого цепными передачами соединены с ведущими звездочками гусениц, согласно изобретению, рама выполнена в виде поперечных труб, на концах которых жестко закреплены по две параллельные продольные пластины, к передним и задним концам которых присоединены с помощью подшипников размещенные между этими пластинами звездочки гусениц, на каждой стороне гусеничной тележки расположено по два поддерживающих катка, установленных на шарнирно связанных с поперечными трубами и взаимно подпружиненных стойках, подвеска расположенных между пластинами опорных катков включает в себя продольные рычаги, которые попарно шарнирно связаны с поперечными трубами, и упругие элементы, кинематически соединенные с соответствующими продольными рычагами и установленные на продольных пластинах, подшипниковые узлы и гидроцилиндр закреплены с возможностью продольного перемещения на соответствующих пластинах, а каждый выходной вал соединен с одной из звездочек гусеницы.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая горная двухгусеничная машина отличается тем, что ее рама выполнена в виде поперечных труб, на концах которых жестко закреплены по две параллельные продольные пластины, к передним и задним концам которых присоединены с помощью подшипников размещенные между этими пластинами звездочки гусениц, на каждой стороне гусеничной тележки расположено по два поддерживающих катка, установленных на шарнирно связанных с поперечными трубами и взаимно подпружиненных стойках, подвеска расположенных между пластинами опорных катков включает в себя продольные рычаги, которые попарно шарнирно связаны с поперечными трубами, и упругие элементы, кинематически соединенные с соответствующими продольными рычагами и установленные на продольных пластинах, подшипниковые узлы и гидроцилиндр закреплены с возможностью продольного перемещения на соответствующих пластинах, а каждый выходной вал соединен цепной передачей с одной из звездочек гусеницы. Таким образом, заявляемая горная двухгусеничная машина соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемой машины не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не выявило в них признаков, отличающих заявляемое решение от прототипа, что приводит к выводу о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень".

Улучшение эксплуатационных качеств машины происходит вследствие увеличения ее устойчивости, повышения надежности и снижения веса.

На фиг. 1 изображен вид сбоку на горную двухгусеничную машину при сдвинутом вперед моторно-трансмиссионном блоке; на фиг.2 вид сбоку на горную двухгусеничную машину при сдвинутом назад моторно-трансмиссионном блоке; на фиг.3 вид сверху на горную двухгусеничную машину при снятом моторно-трансмиссионном блоке и гусеницах; на фиг.4 вид сзади на горную двухгусеничную машину при снятых гусеницах и условно не показанном моторно-трансмиссионном блоке.

Горная двухгусеничная машина включает в себя моторно-трансмиссионный блок 1 и гусеничную тележку 2. Рама гусеничной тележки 2 состоит из передней 3 и задней 4 поперечных труб, на концах которых расположены жестко связанные с этими трубами левые 5, 6 и правые 7, 8 продольные пластины. На передних и задних концах продольных пластин 5, 6, 7, 8 закреплены подшипниковые узлы 9 передних 10 и задних 11 звездочек гусениц 12. Звездочки 10 и 11 гусениц 12 расположены соответственно между пластинами 5 и 6 и между пластинами 7 и 8. Между указанными пластинами на поперечных трубах 3 и 4 закреплены шарниры 13, с помощью которых с поперечными трубами соединены стойки 14 поддерживающих катков 15. Стойки 14, расположенные на одной стороне машины, соединены между собой кинематически пружиной 16, снабженной устройством для изменения ее натяжения (на фиг. это устройство не показано). Опорные катки 17, 18, 19, 20 связаны с рамой продольными рычагами 21, соединенными с соответствующими валами 22. Валы 22 опорных катков 17 и 18 соединены подшипниковыми узлами 23 с расположенной между этими катками передней поперечной трубой 3, а валы 22 опорных катков 19 и 20 соединены подшипниковыми узлами 23 с расположенной между этими катками задней поперечной трубой 4. На валах 22 закреплены рычаги 24, каждый из которых шарниром 25 соединен с тягой 26, на другой конце которой расположена тарелка 27. Тарелка 27 через пружину 28 соединена с расположенным между тарелкой 27 и рычагом 24 упором 29, который жестко связан с продольной пластиной 6 для опорных катков левого борта машины и с продольной пластиной 8 для опорных катков правого борта машины. Подшипниковые узлы 30 выходных валов 31 моторно-трансмиссионного блока 1 расположены над соответствующими наружными продольными пластинами 5 и 7, с которыми они соединены через промежуточный элемент 32, опирающийся на продольные пластины. В зависимости от конструкции и размеров моторно-трансмиссионного блока 1, а также от размеров рамы гусеничной тележки 2 подшипниковые узлы 30 выходных валов 31 могут быть расположены и над соответствующими внутренними продольными пластинами 6 и 8. Подшипниковые узлы 30 вместе с промежуточным элементом 32 закреплены на продольных пластинах в простейшем случае с помощью болтовых соединений (на фиг. не показаны). Гидроцилиндры 33 (на фиг.3 гидроцилиндры 33 не показаны) моторно-трансмиссионного блока 1 шарнирами 34 соединены с промежуточным элементом 32. Установленные на выходных валах 31 моторно-трансмиссионного блока 1 звездочки 35 цепями 36 соединены при переднем расположении моторно-трансмиссионного блока 1 со звездочками 37, установленными на валах 38 передних звездочек 10 гусениц 12, а при заднем расположении моторно-трансмиссионного блока 1 со звездочками 39, установленными на валах 40 задних звездочек 11 гусениц 12. Звездочки цепной передачи могут быть расположены как вне контура рамы, так и внутри ее контура.

Горная двухгусеничная машина работает следующим образом. Для натяжения гусениц 12 увеличивают натяжение пружины 16 с помощью натяжного устройства, которое в простейшем случае представляет собой пару винт-гайка. Пружина 16 воздействует на стойки 14, поворачивает их относительно шарниров 13, при этом левая стойка 14 (фиг.1) поворачивается против часовой стрелки, а правая по часовой. Поддерживающие катки 15 воздействуют на гусеницу 12, увеличивая ее натяжение. При движении машины по неровной поверхности и перемещении опорных катков 17, 18, 19, 20 в вертикальной плоскости происходят и качания стоек 14 поддерживающих катков 15, в результате чего происходит работа гусеничной тележки без переослабления и без перенатяжения гусеницы 12. Поскольку угол обхвата гусеницей 12 катка 15 относительно небольшой (в известных гусеничных машинах угол обхвата гусеницей натяжного катка близок к 180^о, в результате чего усилие натяжения пружины примерно в два раза превышает усилие натяжения гусеницы) усилие сжатия пружины 16 может быть значительно меньшим, чем усилие натяжения гусеницы 12, что позволит использовать для натяжения гусеницы в предлагаемой машине относительно небольшие и маломощные пружины, что, в свою очередь, облегчит работу водителя по натяжению гусениц машины. При движении машины по горизонтальной поверхности она опирается на нее через опорные катки 17, 18, 19, 20. Подвеска катков благодаря пружин 28 эластичная, машина может перемещаться с относительно большой скоростью.

При преодолении какой-либо неровности опорный каток перемещается вверх либо вниз, при этом в соответствующую сторону поворачивается рычаг 21, а вместе с ним поворачиваются вал 22, рычаг 24, который перемещает в продольном направлении работающую на растяжение тягу 26. Связанная с тягой 26 тарелка 27 воздействует на пружину 28, изменяя ее натяжение. Усилие от пружины 28 через упор 29 передается продольной пластине, к которой прикреплен этот упор. Горизонтальное расположение пружин 28 подвески позволяет уменьшить размеры гусеничной тележки по высоте. Нагрузка от рычагов через шарниры 25 передается поперечной трубе 3, либо поперечной трубе 4 (в зависимости от того, к какой трубе прикреплен шарнир). Труба обладает большой жесткостью на кручение, вследствие чего деформация рамы при работе подвески будет минимальной. Если тарелка 27 соединена с тягой 25, например, с помощью пары винт-гайка, то возможно регулировкой этой пары получить изменение дорожного просвета машины, изменение нагрузок по каткам машины, вследствие чего изменится эпюра нагрузок гусеницы на опорную поверхность.

При движении вверх или вниз по склону машина опускается за счет перераспределения нагрузок по каткам на опорную поверхность теми звездочками гусениц, которые расположены ниже по склону. Подвеска машины превращается в полужесткую, при этом длина опорного контура машины увеличивается, поворот ее при опрокидывании возможен только относительно упирающихся в опорную поверхность звездочек гусениц. Жесткое крепление к раме как передних 10, так и задних 11 звездочек гусениц уменьшает вероятность опрокидывания машины при динамических нагрузках, возможных как при движении вверх, так и вниз по склону. Переезд одной из гусениц при работе подвески в полужестком режиме через препятствие вызывает появление крутящих нагрузок на поперечных трубах. Высокая жесткость на кручение этих труб обеспечивает небольшую деформацию рамы даже при значительных вертикальных нагрузках на опирающиеся на опорную поверхность звездочки 10 и 11 гусениц 12, что весьма важно при работе машины на горном склоне.

Горизонтальные верхние кромки продольных пластин 5, 6, 7, 8 позволяют перемещать вдоль рамы опирающийся на эти кромки через промежуточный элемент 32 моторно-трансмиссионный блок 1. (В случае необходимости верхняя кромка продольной пластины может быть снабжена полкой). Для перемещения моторно-трансмиссионного блока подшипниковые узлы 30 и промежуточный элемент 32 открепляют от продольных пластин (крепеж подшипниковых узлов и промежуточного элемента в простейшем случае может осуществляться с помощью болтового соединения), затем перемещают вдоль пластин 5, 6, 7, 8 промежуточный элемент 32 вместе с моторно-трансмиссионным блоком 1 и закрепляют их в нужном месте. Поскольку моторно-трансмиссионный блок 1 опирается на промежуточный элемент 32 подшипниковыми узлами 30 и гидроцилиндрами 33, опрокидывания моторно-трансмиссионного блока 1 при его перемещении вдоль рамы не происходит. Необходимость перемещения моторно-трансмиссионного блока 1 может быть вызвана как необходимостью изменения положения центра тяжести машины по ее длине для повышения устойчивости ее как при работе на горном склоне, а также для размещения на раме машины какого-либо технологического оборудования. Звездочки 35 выходных валов 31 моторно-трансмиссионного блока 1 после его закрепления на раме соединяют цепью 36 либо с передними звездочками 37, либо с задними звездочками 39 так, чтобы длина цепи была наименьшей, что повысит надежность работы цепной передачи при поперечных наклонах машины. При необходимости цепь 36 может быть снабжена или дополнительным устройством для ее натяжения, или устройством для компенсации изменения ее длины. В последнем случае перемещение моторно-трансмиссионного блока 1 вдоль рамы может быть осуществлено путем установки дополнительных механизмов и при движении машины.

Улучшение эксплуатационных качеств машины происходит вследствие:

повышения статической устойчивости против опрокидывания за счет изменения положения центра тяжести машины из-за продольного перемещения моторно-трансмиссионного блока, а также за счет опоры звездочек гусениц на грунт при движении машины по склону;

повышения динамической устойчивости против опрокидывания за счет жесткого крепления к раме как передних, так и задних звездочек гусениц;

повышения надежности машины и уменьшения веса рамы за счет выполнения ее в виде поперечных труб, соединенных продольными пластинами, что обеспечивает высокую крутильную жесткость рамы;

повышения надежности машины и уменьшения веса рамы за счет передачи усилий от шарниров подвески опорных катков и от поддерживающих катков непосредственно поперечным трубам, обладающим малым весом и высокой способностью сопротивляться крутящим нагрузкам;

повышения надежности машины за счет повышения надежности работы на поперечных склонах цепной передачи;

упрощения регулирования натяжения гусениц вследствие меньших размеров пружины и меньших развиваемых ею усилий;

возможности изменения эпюры нагрузок на опорную поверхность и возможности изменения дорожного просвета машины;

улучшения компоновочных возможностей машины.

Технико-экономическим преимуществом заявляемой машины являются повышение безопасности работы машины на склоне, уменьшение металлоемкости и, как следствие этого, повышение экономичности эксплуатации.