полуприцеп-самосвал для грузового автопоезда

Формула изобретения

Полуприцеп-самосвал для грузового автопоезда, содержащий раму, опирающуюся на оси колес через рессоры и выполненную с двумя продольными балками в виде двутавровых швеллеров, и кузов, установленный на раме с возможностью поворота при разгрузке, отличающийся тем, что он снабжен устройствами блокировки рессор, связанными со средними и задними осями колес и гидроприводами устройств блокировки, а каждое из устройств блокировки содержит два диска с фигурными прорезями одинаковой формы, имеющими запирающий участок, поворотный вал, цилиндрический стержень с насаженными на него двумя втулками, две вертикальные стойки и два хомута, при этом устройства блокировки установлены над средней и задней осями колес со стороны левого и правого швеллеров рамы, с внешней и внутренней сторон которых закреплены накладные пластины под устройства блокировки с совмещением круглого и удлиненного сквозных пазов, выполненных в швеллерах и пластинах, а поворотный вал каждого из устройств блокировки пропущен через круглые пазы пластин и швеллера, а диски попарно закреплены на поворотном валу с внешней и внутренней сторон швеллера через соответствующие пластины, причем стержень с втулками устройства блокировки пропущен через фигурные прорези дисков и удлиненные пазы пластин и швеллера и связан с соответствующей осью колес через симметрично закрепленные на стержне на расстоянии, приближенном к ширине рессоры, вертикальные стойки, шарнирно скрепленные с соответствующим хомутом, охватывающим оси колес с двух сторон рессоры для принудительной блокировки в режиме разгрузки осей колес относительно рамы, причем каждый гидропривод включает гидрораспределитель с ручным управлением и гидроцилиндр со штоком, которые закреплены с внешней стороны соответствующего швеллера рамы, а шток каждого гидроцилиндра шарнирно связан с диском, расположенным с внешней стороны швеллера над средней осью колес, и через скрепленный с ним диск, расположенный с внутренней стороны швеллера, шарнирно связан тягой с диском, расположенным с внутренней стороны швеллера над задней осью колес.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортным средствам и может быть использовано для оснащения крупногабаритных большегрузных автопоездов.

Известны опорные стойки для транспортных средств как отечественной, так и зарубежной разработки. Такие опорные стойки выдвигаются вручную или при помощи гидроцилиндров и предназначены для транспортных средств, имеющих в процессе работы переменное положение центра тяжести груза, в основном, для грузоподъемных кранов (см., например, журнал “Строительные и дорожные машины”, №10,1988 г., с.11,рис.1,2, где описан гидроманипулятор МКС-4531, разработанный Балашихинским заводом автомобильных кранов, или пат. GB №2058693 А, МКИ В 60 S 9/00, опубл. 1981 г.). Использование опорных стоек способствует увеличению устойчивости положения и предотвращает опрокидывание полуприцепа.

Однако низкое расположение опорных стоек приводит к ограничению мобильности, например, при движении транспортных средств по сильно пересеченной местности. Использование механизмов перевода опорных стоек попеременно в транспортное и рабочее положение усложняет устройства, увеличивает стоимость и снижает надежность работы (см. пат. RU №2116210, 1998 г.).

Ближайшим аналогом предложенного технического решения является полуприцеп-самосвал для грузового автопоезда, содержащий раму, опирающуюся на оси колес через рессоры и выполненную с двумя продольными балками в виде двутавровых швеллеров, и кузов, установленный на раме с возможностью поворота при разгрузке (см. “Каталог по запасным частям”, изд. фирмы “LAG”, Бельгия, номер шасси с двигателем YB4K113579801501, транспортное средство КО11-3V1R, заказчик CARGOTRANGS Москва, KATALOGNUMMER КО/001, от 06.04.99 г., полуприцеп).

Однако в большегрузных, крупногабаритных автопоездах не предусмотрены средства, исключающие опасность падения кузова с грузом при разгрузке, которая может возникнуть даже на специальной площадке, с соблюдением регламента разгрузки. Основной причиной этого являются неравномерность схода смерзшегося груза из кузова, приводящая к резкому смещению центра тяжести поднятого кузова с грузом к одному из бортов с одновременной осадкой рессор со стороны того же борта, следствием чего является резкий крен кузова в ту же сторону и потеря устойчивости, приводящие к аварии. Несоблюдение регламента разгрузки служит дополнительной причиной падения, о чем свидетельствуют произошедшие аварии. Указанные обстоятельства ведут к выходу из строя дорогостоящей техники, а главное - к травмам водителей.

Использование опорных стоек в большегрузных автопоездах не исключает недостатков, имеющихся в приведенных выше аналогах. Дополнительно к этому полуприцеп для грузового автопоезда, оснащенный опорными стойками, теряет при разгрузке необходимую мобильность кузова, что ведет к ухудшению удобств и к увеличению времени разгрузки. Кроме этого, действующие нормативные положения по ограничению габаритов подвижного состава приводят к дополнительной проблеме размещения опорных стоек на автопоезде.

Задачей предложенного технического решения является повышение устойчивости полуприцепа-самосвала при разгрузке, исключение опасности аварийных ситуаций при одновременном сохранении мобильности полуприцепа, повышении удобств эксплуатации, увеличении скорости разгрузки и увеличении надежности работы автопоездов.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что предложен полуприцеп-самосвал для грузового автопоезда, содержащий раму, опирающуюся на оси колес через рессоры и выполненную с двумя продольными балками в виде двутавровых швеллеров, и кузов, установленный на раме с возможностью поворота при разгрузке, который согласно изобретению снабжен устройствами блокировки рессор, связанных со средними и задними осями колес и гидроприводами устройств блокировки, а каждое из устройств блокировки содержит два диска с фигурными прорезями одинаковой формы, имеющими запирающий участок, поворотный вал, цилиндрический стержень с насаженными на него двумя втулками, две вертикальные стойки и два хомута, при этом устройства блокировки установлены над средней и задней осями колес со стороны левого и правого швеллеров рамы, с внешней и внутренней сторон которых закреплены накладные пластины под устройства блокировки с совмещением круглого и удлиненного сквозных пазов, выполненных в швеллерах и пластинах, а поворотный вал каждого из устройств блокировки пропущен через круглые пазы пластин и швеллера, а диски попарно закреплены на поворотном валу с внешней и внутренней сторон швеллера через соответствующие пластины, причем стержень с втулками устройства блокировки пропущен через фигурные прорези дисков и удлиненные пазы пластин и швеллера и связан с соответствующей осью колес через симметрично закрепленные на стержне на расстоянии, приближенном к ширине рессоры, вертикальные стойки, шарнирно скрепленные с соответствующим хомутом, охватывающим оси колес с двух сторон рессоры для принудительной блокировки в режиме разгрузки осей колес относительно рамы, причем каждый гидропривод включает гидрораспределитель с ручным управлением и гидроцилиндр со штоком, которые закреплены с внешней стороны соответствующего швеллера рамы, а шток каждого гидроцилиндра шарнирно связан с диском, расположенным с внешней стороны швеллера над средней осью колес, и через скрепленный с ним диск, расположенный с внутренней стороны швеллера, шарнирно связан тягой с диском, расположенным с внутренней стороны швеллера над задней осью колес.

Технический результат предложенного полуприцепа-самосвала состоит в безопасной разгрузке за счет исключения влияния упругости рессор на устойчивость положения полуприцепа при разгрузке при одновременном сохранением мобильности, а также в увеличении скорости разгрузки и в повышении надежности работы.

На фиг.1 показана схема расположения элементов предложенного полуприцепа-самосвала.

На фиг.2 показан вид по стрелке В.

На фиг.3 представлена конструктивная схема двух устройств блокировки и их гидропривода, которые установлены на одном из швеллеров рамы, показано их расположение на швеллере и раскрыта связь устройства блокировки с задней осью колес полуприцепа.

На фиг.4 показан разрез фиг.1 по Б-Б.

На фиг.5 показан разрез фиг.1 по А-А.

Предложенный полуприцеп-самосвал для грузового автопоезда содержит установленную на колесах раму 1 с двумя продольными балками (левой и правой), которые выполнены в виде двух двутавровых швеллеров 1¹ . На раме 1 полуприцепа с возможностью поворота при разгрузке установлен кузов 2, а средняя и задняя оси 3,3* соответственно колес 4,4* полуприцепа связаны с рамой 1 через рессоры 5.

В состав устройства входят четыре устройства блокировки 6, которые предназначены для блокировки рессор, связанных со средней и задней осями колес, полуприцепа и установлены по два со стороны каждого борта полуприцепа соответственно над средней и задней осями 3, 3*. Со стороны каждого борта для управления двумя устройствами блокировки 6 установлен один гидропривод 7.

Устройства блокировки 6 расположены на швеллере рамы 1 и их крепление к швеллеру выполняют через две накладные пластины 8, 8¹ , установленные на внешней и внутренней сторонах швеллера 1 ¹, что необходимо для его усиления.

Все устройства блокировки выполнены одинаково и их конструкция раскрыта на примере одного из них (см. фиг.5).

Устройство блокировки 6 содержит два диска 9, 9¹, (9*, 9*¹), каждый из которых выполнен с фигурной прорезью 10 одинаковой формы. В прорезях предусмотрен запирающий участок 10³.

Кроме этого, в состав устройства блокировки 6 входят поворотный вал 11 (11*) и цилиндрический стержень 12 с насаженными на него двумя втулками 13, 13¹, а также две вертикальные стойки 14, 14 ¹ и два хомута 15, 15¹.

В месте крепления устройства блокировки на швеллере 1¹ рамы 1 и в соответствующих накладных пластинах выполнены круглые 16 и расположенные под ним вертикальные удлиненные 17 (см. фиг.3) сквозные пазы.

Поворотный вал 11 (11*) устройства блокировки 6 пропущен над средней (задней) осью 3 (3*) колес 4 через круглые пазы 16 пластин и швеллера 11. Диски 9, 9¹ (9*, 9*¹) попарно закреплены на соответствующем поворотном валу и расположены с внешней и внутренней сторон швеллера (через соответствующие пластины). Крепления дисков на поворотном валу выполняют, например, с помощью шлицевого соединения (на чертеже не показано).

Цилиндрический стержень 12 с двумя втулками 13, 13¹ пропущен через вертикальные удлиненные пазы 17 пластин и швеллера и через фигурные прорези дисков 10. Стержень 12 связан с соответствующей осью 3 (3*) колес через симметрично закрепленные на цилиндрическом стержне на расстоянии, приближенном к ширине рессор 5, две вертикальные стойки 14, 14¹, каждая из которых опирается на шарнирно связанный с нею хомут 15, 15¹. Хомуты установлены с разных сторон рессоры 5 для схватывания соответствующей оси и ее блокировки.

Гидропривод 7 (см. фиг.1) устройств блокировки содержит гидрораспределитель 18 с ручным управлением (от рукоятки 19) и гидроцилиндр 20 со штоком 21. Гидрораспределитель 18 и гидроцилиндр 20 закреплены на соответствующем (левом или правом) швеллере 1¹ рамы 1. Гидроприводы 7 предназначены для приведения в действие устройств блокировки путем попеременного сообщения рабочих полостей гидроцилиндра 20 через гидрораспределитель 18 с насосом и баком гидросистемы, имеющейся на автопоезде (см. фиг.1)

Шток 21 гидроцилиндра 20 каждого гидропривода 7 шарнирно связан с диском 9 устройства блокировки, установленным с внешней стороны швеллера над средней осью 3 колес. С внутренней стороны швеллера установлен диск 9¹, который закреплен на одном поворотном валу с диском 9. На диске 9¹ закреплена тяга 22. Другая сторона тяги 22 шарнирно скреплена с диском 9* ¹, установленным с внутренней стороны швеллера над задней осью 3* колес 4, а диск 9*¹ закреплен на одном поворотном валу 11* с диском 9*.

Принцип работы предложенного полуприцепа-самосвала состоит в блокировке (выключении из работы) упругих рессор, связанных со средними и задними осями 3, 3* колес 4, 4* при разгрузке полуприцепа для получения жесткой связи между рамой и осями колес и заключается в следующем.

Гидроприводы 7 устройств блокировки 6, закрепленные на левом и правом швеллерах 1¹, включают одновременно перед подъемом кузова (для разгрузки) путем поворота рукоятки 19 гидрораспределителя 18.

При этом в рабочие полости гидроцилиндров 20 поступает рабочая жидкость и происходит одновременное выдвижение штоков 21 гидроцилиндров 20 гидроприводов 7.

Шток 21 гидроцилиндра 20 каждого гидропривода поворачивает шарнирно связанный с ним диск 9, который закреплен на поворотном валу 11 с внешней стороны швеллера 1¹ над средней осью 3 колес 4. Одновременно поворачивается диск 9¹, который закреплен на том же валу 11, но с внутренней стороны того же швеллера 1¹ . Шлицевое соединение дисков с валом позволяет обеспечить передачу значительного крутящего момента.

Диск 9¹ тянет за собой диск 9*¹, который тоже поворачивается, поскольку скреплен с диском 9¹ через тягу 22, шарнирно связанную с диском 9*¹. Диск 9*¹ закреплен с внутренней стороны швеллера 1¹ рамы на следующем поворотном валу 11*, расположенном над задней осью 3* колес, и вместе с ним поворачивается диск 9*, который закреплен на том же поворотном валу 11*, но с внешней стороны швеллера. Передаточное отношение вращения дисков равно 1:1. Таким образом, от одного гидропривода 7 выполняется согласованный одновременный поворот дисков 9, 9¹, 9*, 9*¹ двух устройств блокировки.

Работа каждого из устройств блокировки происходит аналогично и прослежена на примере одного из них (см. фиг.5). При отключенном гидроприводе диски 9, 9¹ устройства блокировки 6 находятся в исходном положении и положение цилиндрического стержня 12 с втулками 13, 13¹ в фигурной прорези 10 дисков 9, 9¹ определяется степенью загрузки кузова 2 полуприцепа.

В режиме разгрузки включают гидропривод 7 и шток 21 гидроцилиндра 20 выдвигается на максимальную величину, а диски 9, 9¹ устройства блокировки 6 принудительно поворачиваются на заданный угол и удерживаются в этом положении на все время разгрузки. В это время цилиндрический стержень 12 с втулками 13, 13 ¹ удерживается в запирающих участках 10³ фигурных прорезей 10 дисков 9, 9¹ и его вертикальные перемещения исключены.

При этом цилиндрический стержень 12 воздействует на оси колес через вертикальные стойки 14, 14¹ и шарнирно связанные с ними хомуты 15, 15¹, установленные на осях колес по обе стороны от рессор 5, и принудительно выключает из работы (блокирует) рессоры 5.

Блокировка всех рессор, связанных со средними и задними осями колес, происходит одновременно, в результате чего образуется жесткая связь рамы с осями полуприцепа.

Таким образом, во время разгрузки полностью устраняется влияние на устойчивость положения полуприцепа одной из главных причин опрокидывания - деформации рессор. Согласно проведенным расчетам максимальный уход от вертикали центра тяжести поднятого кузова с грузом уменьшается примерно в 4 раза. В совокупности с соблюдением штатного регламента разгрузки, практически исключается опасность падения полуприцепов-самосвалов.

Одновременно сохраняется мобильность полуприцепа автопоезда при разгрузке, который беспрепятственно может быть установлен в любое требуемое положение, что способствует увеличению скорости и повышению надежности разгрузки.

Предложенный полуприцеп-самосвал был изготовлен и успешно испытан в управлении УМ-25 ЗАО “Мосстроймеханизация-5”. Испытания были проведены на автопоезде, состоящем из тягача модели FH-12 фирмы “Volvo”, Швеция с полуприцепом грузоподъемностью 55 т фирмы “LAG”, Бельгия.

Технико-экономический эффект предложенного устройства состоит в повышении устойчивости и безопасности при разгрузке большегрузных крупногабаритных полуприцепов-самосвалов при одновременном сохранении их мобильности, увеличении удобств разгрузки и в увеличении скорости разгрузки.