сцепное устройство автопоезда

Формула изобретения

Сцепное устройство автопоезда, состоящего из тягача с прицепом, содержащее полурамы для крепления элементов сцепления, переднюю, установленную во втулке, жестко связанной с полурамой тягача, и заднюю, установленную в цилиндрическом стакане и жестко связанную с полурамой прицепа, штанги, связанные между собой соединительным звеном, отличающееся тем, что соединительное звено выполнено в виде крестовины со смещенными взаимно перпендикулярными осями, вертикальные диаметрально расположенные пальцы которой связаны с задней штангой, а горизонтальные диаметрально расположенные - с передней штангой, в указанной втулке установлен гидрозамок для фиксации крайних точек горизонтального перемещения передней штанги, при этом гидроамортизаторы шарнирно закреплены на полурамах тягача и прицепа, связаны с гидрозамком и расположены выше верхней точки шарнирного поворота штанг, причем, ходовая часть гидроамортизатора больше величины продольного перемещения передней штанги.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое устройство относится к транспортному машиностроению, в частности к сцепным устройствам автопоездов, когда требуется соединение большегрузных транспортных средств в условиях трудной проходимости и бездорожья.

Известно сцепное устройство, содержащее опорные элементы, прикрепленные жестко к согласующим звеньям и шарнирно связанные между собой скрещивающимися планками, расположенными одна над другой в параллельных плоскостях, защищенное патентом США №3254905.

Недостатком этого устройства является невысокая долговечность шарниров скрещивающихся планок. При движении по неровностям планки стремятся повернуться относительно опор в вертикальной плоскости, что создает моменты, перекашивающие оси шарниров относительно втулок. Это вынуждает делать сферические шарниры, которые под действием больших усилий растяжения планок быстро изнашиваются, что нарушает нормальное функционирование сцепного устройства. Это устройство позволяет соединяемым звеньям совершать относительный поворот в вертикальной плоскости и вокруг продольной оси транспортного средства только на незначительный угол, что определяется соударением скрещивающихся планок при их сближении. Это обстоятельство на сильно пересеченной местности приводит к скручиванию планок и рам, к перегрузке шарниров сцепного устройства, что также снижает его долговечность.

Известно сцепное устройство сочлененного транспортного средства, содержащее закрепленные поперечно на рамах соединяемых звеньев опорные элементы, выполненные в виде балок, шарнирно связанных перекрестными стержнями, расположенными в параллельных горизонтальных плоскостях, при этом первый опорный элемент прикреплен к раме одного из соединяемых звеньев посредством горизонтального шарнира с возможностью поворота вокруг продольной оси транспортного средства, описанное в а.с. 852643.

Недостатками этого устройства являются низкие эксплуатационные качества, приводящие к недолговечности устройства.

Известно сцепное устройство транспортного средства, состоящее из тягача с прицепом, содержащее переднюю соединенную с тягачом и заднюю соединенную с прицепом полурамы, шарнирно связанные между собой соединительным звеном, обеспечивая соединенным полурамам две степени свободы: поворот вокруг вертикальной оси соединительного звена и поворот относительно продольной оси автопоезда. Это устройство имеет весьма существенный недостаток, т.к. не обеспечивается гибкость элементов движущегося средства относительно горизонтальной оси, что снижает маневренность и проходимость транспортного средства. Кроме того, угловые вертикальные колебания, вызывающие дополнительные вертикальные нагрузки на шарнирные соединения, вызывают истирания последних, и, следовательно, недостаточно надежны в эксплуатации сцепного устройства.

Известно сцепное устройство автопоезда по а.с. №371097, в котором передняя полурама тягача связана с втулкой, в полости которой размещена карданная передача и шарнирно соединена с помощью гидроцилиндра-амортизатора с задней полурамой, установленной поворотно на цилиндрическом стакане, расположенном соосно втулке, а соединительное звено выполнено в виде кольца с горизонтальными и вертикальными шипами, шарнирно связанные с задней полурамой, втулкой и штоками гидроцилиндров.

Это устройство также не лишено недостатков. Неравномерность нагрузки на шипы в горизонтальном и вертикальном направлении приводит к ненадежности соединения сцепного устройства.

В качестве прототипа выбрано сцепное устройство автопоезда, содержащее полураму, закрепленную на прицепе с возможностью поворота относительно продольной оси автопоезда, соединительное звено с горизонтальными и вертикальными шарнирами для соединения полурамы прицепа с тягачом, гидроцилиндры для взаимного поворота тягача и прицепа в вертикальной и горизонтальной плоскостях, закрепленные одними концами на элементах прицепа, а другими - на элементах тягача. Соединительное звено выполнено в виде рамки с осями цилиндрических шарниров в одной плоскости. Взаимный поворот тягача и прицепа осуществляется вокруг горизонтальной оси с помощью гидроцилиндров поворота. Поворот прицепа относительно продольной оси тягача происходит в результате поворота полурамы прицепа относительно стакана. Наличие конусных направляющих обеспечивает самоцентрирование сцепного устройства (см. а.с. 1458251, кл. В60D 1/00, 1979 г.).

Недостаток этого устройства состоит в том, что невозможно обеспечить движение прицепа "след в след", как требуется по эксплуатационным характеристикам автопоезда, особенно при повороте автопоезда на значительный угол.

Целью настоящего изобретения является создание сцепного устройства, надежного в работе, обладающего долговечностью и маневренностью при преодолении сложных препятствий и увеличении угла поворота соединения.

Эта цель достигается тем, что соединительное звено выполнено в виде крестовины со смещенными взаимно перпендикулярными осями, вертикальные диаметрально расположенные пальцы которой связаны со штангой прицепа, а горизонтальные диаметрально расположенные - со штангой тягача, во втулке установлен гидрозамок для фиксации крайних точек горизонтального перемещения, а гидроамортизаторы шарнирно закреплены на полурамах тягача и прицепа, связаны с гидрозамком и расположены выше верхней точки шарнирного поворота штанг, причем ходовая часть гидроамортизатора больше величины продольного перемещения штанги.

Суть предложенного устройства поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид сцепного устройства, на фиг.2 - вид сверху, на фиг.3 - соединительное звено.

Сцепное устройство состоит из полурамы 1, закрепленной на прицепе, к которой крепится штанга 2 при помощи стакана 3 с возможностью поворота относительно продольной оси, полурама тягача 4, к которой крепится штанга 5, установленная в муфте 6 с возможностью продольного перемещения вдоль горизонтальной оси, регулируемым гидрозамком 7, расположенным в муфте 6 (втулке). Штанги прицепа и тягача связаны между собой соединительным звеном 8, выполненным в виде крестовины 9 со смещенными взаимно перпендикулярными осями с горизонтально 10, 12 и вертикально 11, 13 расположенными пальцами, причем вертикально расположенные пальцы связаны со штангой прицепа 2, а горизонтально расположенные - со штангой тягача 5 при помощи вилок 14. Гидроамортизаторы 15 шарнирно закреплены одними концами на элементах прицепа, а другими - на элементах тягача и расположены над соединительным звеном на расстоянии, обеспечивающем поворот вертикальной вилки на заданный угол с учетом толщины стенки стакана.

В муфте 6 установлен гидрозамок 16, который предназначен для фиксации крайних точек перемещения штанги 5. Для того, чтобы обеспечить легкий ход прицепу при повороте, ходовая часть гидроамортизатора выполнена больше величины продольного перемещения штанги.

Работает устройство следующим образом. Тяговое усилие от тягача к прицепу передается от полурамы тягача 4 через штангу 5, соединительное звено 8, связанное со штангой полуприцепа 2 и на полураму прицепа через установленный на ней стакан 3. Взаимный поворот тягача и прицепа осуществляется вокруг смещенных взаимно перпендикулярных осей крестовины, на которой расположены пальцы для соединения с вилками, передающими усилия на штанги тягача 5 и прицепа 2 и с помощью гидроамортизаторов 15, ходовая часть которой больше величины продольного перемещения штанги тягача, благодаря чему обеспечивается лучшая маневренность автопоезда. Величина продольного перемещения штанги тягача обеспечивается втулкой 6, в которой установлен гидрозамок, ограничивающий продольный ход указанной штанги. Связь гидрозамка с гидроамортизаторами обеспечивает надежность соединительного звена и маневренность в целом. Поворот полурамы прицепа вокруг продольной оси осуществляется с помощью стакана 3, в котором находится штанга прицепа. Благодаря предлагаемой конструкции осуществляется движение прицепа при повороте тягача "след в след", что создает хорошие условия проходимости автопоезда.

Сцепное устройство может быть изготовлено в обычных производственных условиях на заводах транспортного машиностроения.

В настоящее время изготовлен макет автопоезда с описываемым сцепным устройством, который демонстрирует хорошие результаты.

В дальнейшем будет изготовлен выставочный вариант для использования прицепных устройств в автопоездах труднопроходимой местности, а также в районах крайнего Севера при отсутствии обычных дорог.