тягово-сцепное устройство скрепера

Формула изобретения

Тягово-сцепное устройство скрепера, включающее тягач с рамой, прицепной ковш, соединенный аркой-хоботом через шаровой шарнир с передним мостом скрепера, тяговый брус, который посредством продольного шарнира соединен с балкой, которая с рамой тягача соединена посредством подвижной в продольной плоскости опорой, гидроцилиндры догрузки, закрепленные по балкам арки-хобота, которые гибкой связью соединены с рычагом, жестко прикрепленным к переднему мосту скрепера, буксирную тягу, установленную горизонтально между рамой тягача и балкой, и на высоте Н над грунтом, равной высоте центра шарового шарнира, отличающееся тем, что подвижная в продольной плоскости опора выполнена в виде связывающей балку с рамой шаровой опоры, размещенной в продольной направляющей рамы, а устройство содержит дополнительную буксирную тягу, причем буксирные тяги расположены по обе стороны от балки и каждая из буксирных тяг выполнена в виде заключенных в корпусе упругих рабочих элементов, установленных с возможностью взаимодействия с подвижным штоком, делящим корпус на штоковую и бесштоковую полости, причем жесткость упругого рабочего элемента, расположенного в штоковой полости корпуса, превышает жесткость упругого рабочего элемента, расположенного в бесштоковой полости, при этом буксирная тяга связана с рамой и балкой посредством сдвоенных шарниров.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к тяговым машинам, работающим с прицепным оборудованием.

Известен прицепной скрепер с догружающим устройством [1], включающий жестко соединенный с передним мостом тяговый брус, арку-хобот с шаровой опорой и гидроцилиндр вывешивания переднего моста, установленный между тяговым брусом и аркой-хоботом. Догружающее устройство позволяет увеличивать сцепной вес тягача за счет вывешивания переднего моста скрепера.

Однако оно передает усилие догрузки на тягач консольно, вне его опорного периметра и имеет значительную длину тягового бруса.

Известен прицепной скрепер с догружающим устройством [2], включающий тягач с рамой, прицепной ковш, соединенный с П-образной рамой и продольным шарниром с тягачом, и гидроцилиндр догрузки, размещенный между тяговым брусом и аркой-хоботом с шаровой опорой.

Такое устройство передает усилие догрузки на тягач внутри его опорного периметра и имеет укороченную длину тягового бруса, что позволяет ему в широких пределах увеличивать сцепной вес тягача. Однако при копании грунта его работа вызывает уменьшение сцепного веса тягача из-за размещения крепления П-образной охватывающей рамы по разные стороны (по высоте) от оси переднего моста и на разной высоте от грунта. Кроме того, крепление П-образной охватывающей рамы снизу к раме тягача уменьшает клиренс и проходимость агрегата, а также плечо догрузки по длине рамы.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является тягово-сцепное устройство скрепера [3], включающее тягач, прицепной скрепер с укороченным тяговым брусом, соединенным через продольный шарнир с балкой, опирающийся на раму тягача посредством подвижной в продольном и неподвижной в поперечном направлениях опорой, между рамой тягача и балкой установлена буксирная тяга. Устройство снабжено гидроцилиндрами догрузки.

Однако такое тягово-сцепное устройство, положительно решая вопросы увеличения и стабилизации сцепного веса тягача, имеет усложненную конструкцию балки и на транспортном режиме (при поворотах) повышенный износ шин переднего моста скрепера. Это происходит из-за того, что при повороте все конструкции: задняя полурама тягача, балка и передний мост скрепера - движутся как одно целое.

Изобретение направлено на упрощение конструкции и повышение долговечности шин переднего моста скрепера. Это достигается тем, что тяговый брус переднего моста прицепного скрепера посредством продольного шарнира соединен с балкой, которая опирается на раму тягача внутри опорного периметра, по бокам арки-хобота, шарнирно соединенной с передним мостом, установлены гидроцилиндры догрузки, соединенные с передним мостом скрепера через гибкие связи, кроме того, подвижная в продольной плоскости опора, выполнена в виде связывающей балку с рамой шаровой опоры, размещенной в продольной направляющей рамы, а устройство содержит дополнительную буксирную тягу, причем буксирные тяги расположены по обе стороны от балки и каждая из буксирных тяг выполнена в виде заключенных в корпусе упругих рабочих элементов, установленных с возможностью взаимодействия с подвижным штоком, делящим корпус на штоковую и бесштоковую полости, причем жесткость упругого рабочего элемента, расположенного в штоковой полости корпуса, превышает жесткость упругого рабочего элемента, расположенного в бесштоковой полости, при этом буксирная тяга связана с рамой и балкой посредством сдвоенных шарниров.

Сущность заявляемого устройства пояснена чертежами, где на фиг.1 приведен общий вид тягово-сцепного устройства, на фиг.2 - вид на него сверху, на фиг.3 дана конструкция упругого элемента, на фиг.4 - конструкция подвижной опоры.

Тягово-сцепное устройство скрепера соединяет тягач 1 и прицепной скрепер 2 (фиг.1). Оно включает балку 3, которая соединена с передним мостом 4 скрепера 2 тяговым брусом 5 с продольным шарниром 6. С рамой 7 тягача 1 балка 3 соединена с помощью шаровой опоры 8, размещенной в продольной направляющей 9 рамы 7. Передний мост 4 скрепера 2 соединен шаровым шарниром 10 с аркой-хоботом скрепера 2, на которой установлены гидроцилиндры 11 догрузки тягача 1. Гидроцилиндры 11 догрузки гибкой связью (тросом) 12 соединены с рычагом 13, жестко закрепленным к переднему мосту 4 скрепера 2. Между балкой 3 и рамой 7 тягача 1 смонтированы на сдвоенных шарнирах 14 буксирная тяга 15, высота размещения которой над грунтом "Н" равна высоте центра шарового шарнира 10. Буксирная тяга 15 (фиг.3) содержит заключенные в корпус 16 упругие рабочие элементы 17 и 18, которые воздействуют на подвижный шток 19. Жесткость упругого рабочего элемента 17, деформируемого при сжатии буксирной тяги 15, меньше жесткости упругого рабочего элемента 18, деформируемого при растяжении буксирной тяги 15. Шаровая опора 8 соединена с балкой 3 пальцем 20.

Устройство работает следующим образом.

На транспортном режиме оператор тягача 1 полностью выдвигает штоки гидроцилиндров догрузки 11 и фиксирует их в таком положении. Гибкая связь 12 полностью провисает и передний мост 4 скрепера 2 и балка 3 обеспечивают скреперному агрегату (фиг.1) все необходимые взаимные перемещения, характерные для движения по неровному забою (шаровой шарнир 10, продольный шарнир 6, шаровая опора 8). При этом тяговое усилие с тягача 1 на балку 3 передается не через шаровую опору 8, которая с рамой 7 соединена подвижно через продольную направляющую 9, а посредством двух буксирных тяг 15.

Криволинейное движение скреперного агрегата (фиг.2) происходит без бокового скольжения колес переднего моста 4 скрепера 2, так как в этом случае рама 7 тягача 1 и балка 3 с передним мостом 4 не образуют жесткую конструкцию. Балка 3 поворачивается в шаровой опоре 8, которая одновременно перемещается в продольной направляющей 9 рамы тягача 1, внутренняя (к центру поворота) буксирная тяга 15 сжимается больше, чем растягивается, внешняя (к центру поворота) буксирная тяга 15. Сама шаровая опора 8 вместе с направляющей 9 перемещается по раме 7 вперед (фиг.2). Этому процессу поворота способствует то обстоятельство, что жесткость упругого рабочего элемента 17 (фиг.3) меньше жесткости упругого рабочего элемента 18, т.е. буксирную тягу 15 легче сжать, чем растянуть. Поэтому при повороте скреперного агрегата рама 7 вместе с передним мостом 4 скрепера 2 самоустанавливается, обеспечивая чистое качение колес переднего моста 4, что снижает их износ при эксплуатации. Заклинивание буксирных тяг 15 при повороте исключается за счет их крепления к балке 3 и раме 7 с помощью сдвоенных шарниров 14 (фиг.3).

Для выполнения операции копания оператор тягача 1 устанавливает скреперный агрегат в линию, опускает ковш скрепера 2 в нижнее положение и подает регулируемое давление масла в штоковые полости гидроцилиндров догрузки 11. Последние, втягивая штоки, выбирают провисание гибкой связи 12 и начинают вывешивать передний мост 4 скрепера 2, поворачивая жесткую в продольном направлении систему: балка 3, тяговый брус 5, продольный шарнир 6 относительно шаровой опоры 8. В результате происходит перераспределение вертикальных нагрузок на передний мост 4 скрепера 2 и шаровую опору 8 так, что вертикальная нагрузка на последнюю увеличивается.

Этот процесс ограничивается или величиной давления масла в гидроцилиндрах догрузки 11, или величиной вертикальной нагрузки на передний мост 4 скрепера 2 (полное взвешивание моста). Давление масла в гидроцилиндрах догрузки 11 автоматически поддерживается и регулируется напорным клапаном.

Поскольку шаровая опора 8 установлена внутри опорного периметра тягача 1, то создаваемое гидроцилиндрами догрузки 11 вертикальное усилие на раму 7 увеличивает вертикальные нагрузки одновременно на оба моста тягача 1.

На этом процесс увеличения сцепного веса тягача 1 завершается, и скреперный агрегат начинает копание грунта. При заполнении ковша скрепера 2 тяговое усилие передается на балку 3 буксирными тягами 15 (фиг.1, 3), которые расположены горизонтально и на одинаковой высоте "Н" (фиг.1) с шаровым шарниром 10. Такое расположение буксирных тяг 15 и шарового шарнира 10 исключает уменьшение сцепного веса тягача 1 за счет развиваемой им силы тяги.

Упругие рабочие элементы 17 и 18 буксирной тяги 15 обеспечивают уменьшение динамических нагрузок при копании грунта, причем жесткость упругого рабочего элемента 18 назначается больше, т.к. именно он передает тяговую нагрузку на скрепер 2. Упругий рабочий элемент 17 играет вспомогательную роль, имеет меньшую жесткость и исключает появление жестких ударов при перемещениях подвижного штока 19 в корпусе 16 буксирной тяги 15.

После заполнения ковша скрепера 2 оператор выдвигает штоки догружающих гидроцилиндров 11, гибкие связи 12 провисают и шаровой шарнир 10 разблокируется. Скреперный агрегат готов к выполнению транспортных операций. Операцию увеличения сцепного веса тягача 1 можно выполнять как при копании, так и при транспортировании грунта.

Применение предлагаемого устройства упрощает его конструкцию, снижает материалоемкость, повышает долговечность шин переднего моста скрепера, а также позволяет осуществлять уверенную догрузку тягача внутри его опорного периметра без уменьшения его сцепного веса при копании грунта.

Источники информации

1. А.с. 1239213 СССР МКИ⁴ E 02 F 3/64. Прицепной скрепер с догружающим устройством. / Нилов В.А., Гаврилов А.В., Меньшиков В.П. (СССР). - №3711704/29; Заявлено 13.03.84; Опубл.23.06.86, Бюл.№23.

2. А.с. 1701836 СССР МКИ⁵ E 02 F 3/64. Прицепной скрепер с догружающим устройством. / Нилов В.А., Борисенков В.А. (СССР). - №4703710/03; Заявлено 08.06.89; Опубл.30.12.91; Бюл.№48.

3. Патент 2244071 RU МПК⁷ E 02 F 3/64. Тягово-сцепное устройство скрепера. / Нилов В.А., Косенко А.А., Нилова В.И., Летуновский К.П. (Россия). - №2003117580/03; Заявлено 11.06. 2003; Опубл.10.01. 2005; Бюл.№1.