Изобретение относится к землеройному машиностроению, конкретно к землеройным машинам, и может быть использовано как в гражданском строительстве земляных сооружений, так и в военной инженерной технике для механизации земляных работ при отрывке траншей и котлованов в формированиях (подразделениях) аварийно-спасательных служб.
В настоящее время при конверсии и сокращении военной техники, в том числе и танков, целесообразно использовать базовое шасси танка с мощной силовой установкой для изготовления гражданской продукции путем оборудования шасси танка инженерной техникой, в том числе и для изготовления различных землеройных машин.
Известно, что для отрывки траншей и котлованов используют землеройные машины типа роторных траншейных экскаваторов, рабочим органом которых является ротор с метателем грунта (а.с. N 371317, 386087, 1077999, 1342984, 1054508, Е 02 F 5/08 (E 02 F 3/18).
Общей конструктивной особенностью этих машин является базовое гусеничное шасси с силовой установкой, питающей трансмиссию привода рабочего органа, опорно-несущая рама, закрепленная на корпусе машины и связанная сцепным механизмом (включающим различные рычаги, кронштейны и т.д.) с несущей рамой рабочего органа, при этом все эти элементы закреплены на шасси в районе силовой установки на значительном расстоянии от кабины управления.
Положительным в этой серии землеройных машин является то, что решен вопрос перевода рабочего органа в компактное положение при транспортировке путем возможности поворота его в горизонтальной плоскости.
Однако практика использования этих машин показала очень низкий ресурс их эксплуатации, так как очень большая перегрузка на ходовую кормовую часть базовой машины как в режиме работы, так и в транспортном положении и, особенно, при манипуляциях перевода рабочего органа из транспортного положения в рабочее и наоборот. Кроме того, большая засоренность моторного отделения грунтом как в процессе его разработки, так и при перемещении рабочего органа в транспортное положение. Значительное удаление рабочего органа от кабины управления снижает обзорность оператора. А для обеспечения отрывки данным рабочим органом как траншей, так и котлованов (при вышеуказанной конструкции) требует мощных приводов для его перемещений в поперечных направлениях.
Вышеперечисленные недостатки значительно снижают конкурентность этого типа машин на мировом рынке.
Известна землеройная машина (а.с. N 1606621, кл. Е 02 F 5/08), включающая механизм навески, связанный с рамой тягача опорно-поворотным узлом с поперечной балкой и горизонтальным шарниром, и гидроцилиндры механизма подъема механизма навески, при этом рама тягача снабжена закрепленной на ней дугообразной балкой, центр кривизны которой совпадает с центром опорно-поворотного узла, а штоки гидроцилиндров снабжены связывающим их дугообразным ползуном для взаимодействия с дугообразной балкой и охватывания ее, при этом механизм навески снабжен П-образной рамой, концы которой шарнирно связаны с поперечной балкой, а ползун в средней его части связан с П-образной рамой посредством шарнира, ось которого совпадает с продольной осью машины.
Опорно-поворотное устройство обеспечивает поперечное перемещение рабочего органа при отрывке котлованов без ввода дополнительных рычажно-тяговых систем с гидроприводами.
Недостатком экскаватора является то, что его невозможно в целом использовать на базовом шасси тягача с передним размещением кабины управления и силовой установкой в корме.
Необходимо заметить и то, что несмотря на то, что рабочий орган имеет опорно-поворотную платформу, он не обеспечен механизмом для укладки рабочего органа в компактном походном положении.
Известна землеройная машина [1] включающая гусеничный тягач с установленным на его раме опорным элементом, на котором размещены рабочий орган и метатель, имеющие возможность поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях, подгребающий нож и трансмиссию, при этом опорный элемент выполнен из двух частей, каждая из которых шарнирно закреплена на раме тягача, при этом на одной из частей установлен рабочий орган, на другой метатель, а рабочий орган оснащен кожухом, выполненным из двух частей, связанных между собой посредством разъемного соединения.
Машина универсальная, так как может выполнять работы по отрывке котлованов и траншей как в талых, так и в мерзлых грунтах. Оригинальностью является закрепление рабочего органа шнек-фрезы на поворотной платформе (поворотном кругу), привод которой осуществляет при выработке грунта перемещение рабочего органа шнек-фрезы в поперечных направлениях.
Недостатком этой машины является сложность опорного элемента, представляющего из себя соосно установленные относительно друг друга поворотные круги, один из которых является несущим элементом рамы (корпуса) шнек-фрезы, другой рамы (корпуса) метателя с подгребающим ножом. Это усложняет процесс управления и увеличивает количество гидроцилиндров для подъема-опускания рабочих органов. Кроме того, узлы трансмиссии не защищены, а разделенность по длине корпуса машины без рабочего оборудования и кабины управления ведет ко всем недостаткам вышеупомянутого типа землеройных машин.
Целью изобретения является повышение эксплуатационных качеств и ресурса машины с кормовым расположением силовой установки.
Цель достигается тем, что на крыше в носовой части по продольной оси корпуса машины закреплена роликовая опора с гидроприводом, на подвижном погоне которой неподвижно закреплена опорно-поворотная платформа, на противоположных сторонах которой снаружи жестко закреплены монтажная стойка под крепление рабочего оборудования и корпус кабины управления, при этом монтажная стойка закреплена в вертикальной плоскости, проходящей через точки опор гидроцилиндров сошника-бульдозера, и выполнена коробчатой формы, на передней и задней стенках которой через роликовые опоры установлена поворотная втулка, по торцам которой неподвижно закреплены передняя и задняя фланцевые крышки с подшипниковыми опорами по центральной оси под соединительный шлицевой вал, концы которого через шлицевое соединение связаны с карданными валами трансмиссии, причем передняя крышка снабжена попарно разделенными параллельными проушинами с горизонтальными полуосями крепления стрелы, шарнирно разделенной в средней части и выполненной П-образной формы с коробчатой поперечной полкой, а задняя крышка снабжена попарно разнесенными вертикальными проушинами с горизонтальной осью крепления механизма заглубления рабочего органа и горизонтальными проушинами с горизонтальной осью, установленной перпендикулярно первой горизонтальной оси, для крепления проушины одного из элементов механизма поворота стрелы относительно ее продольной оси, при этом трансмиссия привода рабочего органа снабжена двухскоpостной коробкой передач, выходной вал которой связан с входным валом передаточного редуктора через торсионный вал, а выход трансмиссии изнутри корпуса машины наружу осуществлен через установленный в отверстии по оси поворотной платформы вертикальный вал.
Кроме того, механизм поворота стрелы относительно ее продольной оси выполнен в виде шарнирно-рычажного четырехзвенника, конец одного из рычагов которого шарнирно связан с проушиной задней крышки монтажной стойки, второй конец рычага шарнирно связан с концом второго рычага, шарнирно закрепленного свободным концом на кронштейне поворотной платформы, при этом второй рычаг шарнирно связан с корпусом гидроцилиндра, шток которого шарнирно связан с проушиной, жестко связанной с поворотной платформой-опорой, которая использована в качестве ограничителя поворота задней крышки поворотной втулки, а механизм заглубления стрелы выполнен в виде двойной рычажной системы с гидроцилиндрами, при этом каждая система состоит из рычага в виде серьги, один конец которого шарнирно связан с вертикальными проушинами передней крышки монтажной стойки, а другой с вторым рычагом, шарнирно связанным с задней частью стрелы у места ее закрепления на монтажной стойке и со штоком гидроцилиндра, корпус которого шарнирно связан с задней частью стрелы у места изгиба, причем роликовая опора выполнена в виде трех связанных между собой погонов, крайние из которых неподвижно закреплены на крыше корпуса машины и использованы в качестве роликовой обоймы, внутри которой установлен средний подвижный погон, неподвижно связанный с поворотной платформой и снабженный внутренним зубчатым венцом, постоянно зацепленным с выходной шестерней гидромотора, закрепленного в проеме роликовой опоры на крыше корпуса машины, а передняя и задняя части складной стрелы шарнирно соединены между собой продольными полками, развернутыми относительно друг друга на 180о и связаны горизонтальными соосными полуосями, при этом длина передней и задней частей стрелы выполнена равной 0,6-0,7 диаметральной ширины рабочего органа.
На фиг. 1 изображена машина, вид сбоку в рабочем положении, где штрихпунктирными линиями изображено промежуточное положение рабочего органа в момент перевода его в горизонтальное положение; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг. 3 то же, вид сбоку и в транспортном положении; на фиг.4 то же, вид сверху, где показано положение складной стрелы и рабочего органа в транспортном положении; на фиг.5 вид по стрелке А на фиг.2, где изображен механизм поворота стрелы относительно ее продольной оси; на фиг.6 монтажная стойка поворотной платформы, центральный разрез; на фиг.7 роликовая опора поворотной платформы с гидромотором; на фиг.8 шарнирное соединение передней и задней частей складной стрелы с карданными валами трансмиссии в месте изгиба стрелы; на фиг.9 стрела; на фиг.10 сечение Б-Б на фиг.9; на фиг.11 сечение В-В на фиг.9; на фиг.12 вид по стрелке Г на фиг.9; на фиг.13 вид по стрелке Д на фиг.9; на фиг.14 кинематическая схема трансмиссии привода рабочего органа.
Землеройная машина выполнена на базовом шасси 1 гусеничной машины с кормовым расположением силовой установки (двигателя).
Корпус машины в носовой части оборудован сошником-бульдозером 2, который шарнирно закреплен на нижнем лобовом листе 3 и снабжен закрепленными своими корпусами на корпусе машины гидроцилиндрами 4 подъема-опускания сошника-бульдозера 2. В носовой части на крыше 5 по продольной оси корпуса машины выполнен проем под роликовую опору 6 (фиг.1, 3, 7), включающую два неподвижных погона: верхний 7 и нижний 8, неподвижно связанных болтами 9 между собой и крышей 5, образуя беговую дорожку с роликами 10, с вертикальным и двумя горизонтальными рядами, в которых установлен подвижный погон 11 с опорными выступами 12, на которых через болты 13 неподвижно закреплена поворотная платформа 14, при этом в проеме опор 6 через кронштейн 15 к кpышке 5 неподвижно закреплен гидромотор 16. С внутренней стороны погона 11 неподвижно закреплен зубчатый венец 17, который находится в постоянном зацеплении с выходной шестерней (не показана) гидромотора 16, который служит для поворота платформы 14.
По продольной оси платформы 14 на противоположных сторонах (фиг.1) неподвижно закреплены монтажная стойка 18 под крепление рабочего оборудования и кабина 19 управления с сиденьями 20 для экипажа, фильтровентиляционной установкой 21 и круговым остеклением 22 (остальное штатное оборудование на чертежах не показано).
Монтажная стойка 18 при рабочем положении расположена в вертикальной плоскости крепления гидроцилиндров 4 сошника-бульдозера 2. При этом стойка 18 выполнена коробчатой формы (фиг.6), на передней 23 и задней 24 стенках которой через ролики 25 и обойму 26 закреплена проходная поворотная втулка 27, на торцах которой неподвижно закреплены передняя 28 и задняя 29 фланцевые силовые крышки с соосно выполненными по оси втулки 27 подшипниковыми опорами 30, в которых установлен пустотелый шлицевый вал 31 (с внутренними шлицами). Вал 31 служит для соединения вращающихся карданных валов 32, 33 трансмиссии привода рабочего органа. На фланцевой крышке 28 в сторону рабочего органа жестко закреплены попарно разнесенные параллельные между собой горизонтальные проушины 34, на которых через полуоси 35 (фиг.1) закреплена складная стрела (фиг.9-13), шарнирно разделенная в середине на переднюю 36 и заднюю 37 части, каждая из которых выполнена П-образной формы с коробчатой поперечной полкой (для жесткости) и шарнирно через проушины 38 передней части 36, проушины 39 задней части 37 продольных полок связаны между собой полуосями 40 (фиг.8), при этом части 36 и 37 своими продольными полками развернуты друг относительно друга на 180о для лучшей компоновки валов трансмиссии привода рабочего органа. В месте шарнирного соединения частей 36, 37 стрелы имеется карданный шарнир валов 41 и 42 с увеличенными вилками 43, 44, допускающими угол между осями валов 90о без передачи вращения и в диапазоне рабочих углов (±15о) при обыкновенной работе шарниров. На передней части 36 стрелы имеются проушины 45 для крепления гидроцилиндров 46 (фиг.1) складывания стрелы, которые шарнирно связаны с проушинами 47 задней части 37 стрелы, проушины 48 для шарнирного крепления корпуса гидроцилиндра 49 качания несущим основанием 50 рабочего органа, который шарнирно через проушину 51 (фиг. 1, 2) связан со штоком гидроцилиндра 49, кроме того, в передней части 36 стрелы на поперечной полке закреплена подшипниковая опора 52 под вал 42. Задняя часть 37 стрелы снабжена проушинами 53 для шарнирного крепления корпусов гидроцилиндров 54 механизма заглубления шарнирного крепления рычагов механизма заглубления.
Рабочий орган состоит (фиг.1) из несущего основания 50 с опорой 56, ротора 57 и метателя 58 грунта.
Механизм заглубления рабочего органа включает в себя двойную рычажную систему с гидроцилиндрами, каждая из которых связана с силовой фланцевой крышкой 29, которая снабжена вертикальными, попарно параллельными и разнесенными между собой проушинами 59 (фиг.1, 2) и состоит из рычага 60 в виде серьги, шарнирно связанного с проушиной 59 и рычагом 61, шарнирно связанным с проушинами 55 стрелы, при этом рычаг 61 шарнирно связан со штоком одного из гидроцилиндров 54 проушинами 62.
Механизм поворота стрелы относительно ее продольной оси выполнен в виде шарнирно-рычажного четырехзвенника и состоит (фиг.4, 5) из рычага 63, одним концом шарнирно связанного через проушины 64 с силовой фланцевой крышкой 29, а другим концом шарнирно соединенного с рычагом 65, который шарнирно через проушины 66 связан с платформой 14 и через ось 67 с корпусом гидроцилиндра 68, шток которого шарнирно через проушину 69 и ось 70 связан с опорой 71, которая жестко закреплена на платформе 14 и использована в качестве ограничителя поворота крышки 29.
Трансмиссия привода рабочего органа включает (фиг.3, 14) двигатель 72, связанный через карданный вал 73 с редуктором 74 отбора мощности, который одновременно является и редуктором 75 насосов гидросистемы машины. Выходной вал редуктора 74 через вал 76 связан с входным валом коробки 77 скоростей рабочего органа, корпус которой неподвижно закреплен на днище корпуса машины, при этом выходной вал коробки 77 через торсионный вал 78 связан с входным валом конического редуктора 79, закрепленного на днище у нижнего лобового листа 3 по оси вращения платформы 14. Соосно редуктору 79 на платформе 14 установлен конический редуктор 80 с вертикальным валом 81. Редукторы 79 и 80 обеспечивают передачу крутящего момента с шасси 1 на платформу 14 при любом угле разворота последней относительно продольной оси шасси 1. Выходной вал редуктора 80 связан с входным валом вертикального цилиндрического редуктора 82, выходной вал которого через карданный вал 32 и шлицевой вал 31 и карданные валы 33, 41 и 42 в подшипниковой опоре 52 связан с коническим редуктором 83, установленным на части 36 по оси вращения несущего основания 50 соосно с входным валом коническо-цилиндрического раздаточного редуктора 84, где происходит деление потока мощности на реверс редуктор 85 метателя 58 и на коническо-цилиндрический редуктор 86 привода ротора 57. На крыше 5 жестко закреплен ложемент 87 под несущее основание 50 в походном положении, при этом ложемент 87 снабжен для стопорения основания 50 винтовыми стяжками (не показаны).
Землеройная машина работает следующим образом.
Машина в транспортном положении устанавливается на рубеже начала отрывки (независимо от отрывки траншеи или котлована). Блокируется подвеска двух первых пар катков (считая от носа машины) и опускается сошник-бульдозер 2 до упора в грунт. Расфиксируются стопора типа винтовых стяжек (на чертежах не показаны) транспортного положения рабочего органа, который был уложен на опорный ложемент 87, жестко закрепленный на крыше 5 корпуса машины. Посредством гидромотора 16 разворачивают поворотную платформу 14 на 180о, после чего включают гидроцилиндр 68 поворота складной стрелы относительно продольной ее оси. Гидроцилиндр 68, воздействуя через рычаги 65, 63, поворачивает крышку 29, а вместе с ней и крышку 28 крепления стрелы на 90о до ограничительного упора опоры 71, при этом несущее основание 50 с рабочим органом занимает вертикальное положение вдоль оси корпуса машины, зависая над грунтом. Включив гидроцилиндры 46, раскладывают части 36, 37 стрелы в одну плоскость и ставят на гидростопор (не показан), а затем включают трансмиссию привода рабочего органа, начиная процесс отрывки (машина идет задним ходом). При этом заглубление осуществляют гидроцилиндрами 54 по мере выработки грунта. Отрывка производится на двух скоростях вращения ротора 57; при легких грунтах на большей скорости, при тяжелых на меньшей. При отрывке котлована включается гидроцилиндр 49 поперечного перемещения рабочего органа с одновременным включением гидромотора 16 платформы 14 с постановкой на реверс и с совмещением направлений перемещения несущего основания 50 рабочего органа при его циклическом качании. В процессе отрывки и перемещении нагрузка на ходовую часть машины распространяется равномерно, так как силовая установка на корме уравновешивает кабину 19 с рабочим органом. Что касается манипуляций с рабочим органом в его консольном подвешенном состоянии (поворот стрелы и ее раскладка), сошник-бульдозер 2 служит надежной опорой, частично исключая нагрузку на передние катки машины. Кроме того, расположение кабины 19 управления и рабочего оборудования на одной платформе улучшает условия эксплуатации (хорошая обзорность) и суммирует усилия гидроцилиндра 49 и гидромотора 16 при поперечном качании несущего основания 50 с рабочим органом при отрывке котлована.
Для перевода рабочего оборудования в походное положение после выключения и блокировки подвески шасси 1 включают гидроцилиндры 54 заглубления и поднимают рабочий орган в положение над грунтом, затем включают гидроцилиндры 46 складывания стрелы, посредством которых передняя часть 36 относительно задней части 37 занимает угол 90о, это возможно, так как мнимый радиус рабочего органа меньше по длине любой части стрелы, которые выполнены с длиной, равной 0,6-0,7 длины диаметра рабочего органа по продольной плоскости.
Сложенную стрелу с рабочим органом разворачивают относительно ее продольной оси на 90о, для чего используют гидроцилиндр 68 поворота стрелы в транспортное положение. В процессе вышеперечисленных операций оставшийся грунт на роторе 57, металле 58 и основании 50 почти полностью осыпается на грунт перед машиной и только после этого с помощью гидромотора 16 платформа 14 разворачивается в обратном направлении на 180о до занятия положения над ложементом 87, где при незначительном повороте стрелы гидроцилиндром 68 основание 50 опирается на ложемент 87 и стопорится на нем по-походному.
Таким образом, предложена землеройная машина на гусеничном базовом шасси с заднемоторной компоновкой, на которой впереди выполнена поворотная платформа с размещенными на ней кабиной управления, рабочим оборудованием с его механизмами и трансмиссией привода рабочего органа.
Оригинальное выполнение узлов и механизмов трансмиссии, рабочего оборудования и их взаимосвязей, а также компоновочное расположение отдельных элементов позволило улучшить эксплуатационные качества машины, увеличить ее ресурс, снизить энергозатраты. Кроме того, конструкция рассчитана на любую гусеничную базу и легко может быть применена на базе устаревших танков, тягачей и другой инженерной техники на их базовом шасси, что очень необходимо сегодня в процессе конверсии и сокращения бронетанкового вооружения.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
МАШИНА ДЛЯ ЭКСКАВАЦИИ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ГРУНТА | 1992 |
|
RU2038446C1 |
ИНЖЕНЕРНАЯ МАШИНА РАЗГРАЖДЕНИЯ | 1994 |
|
RU2091694C1 |
МОСТОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ И МОСТОСБОРОЧНАЯ МАШИНА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ, СБОРКИ И УКЛАДКИ НА ПРЕГРАДУ МОСТОВОЙ КОНСТРУКЦИИ | 2001 |
|
RU2210656C2 |
МОСТОУКЛАДЧИК | 1996 |
|
RU2102554C1 |
ТРАНСПОРТНО-ЗАРЯЖАЮЩАЯ МАШИНА | 2000 |
|
RU2194234C2 |
ТРАНШЕЙНАЯ ГУСЕНИЧНАЯ МАШИНА | 1998 |
|
RU2148126C1 |
БОЕВАЯ МАШИНА РЕАКТИВНОЙ СИСТЕМЫ ЗАЛПОВОГО ОГНЯ НА БАЗОВОМ ШАССИ ТАНКА | 2000 |
|
RU2170906C1 |
АВТОМАТИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ЗАРЯЖАНИЯ ПУШКИ | 2001 |
|
RU2195617C1 |
ТРАНСМИССИЯ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ | 1991 |
|
RU2037443C1 |
ТРАНСМИССИЯ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ | 1991 |
|
RU2031808C1 |
Использование: землеройные машины, осуществляющие отрывку траншей и котлованов. Сущность изобретения: землеройная машина выполнена на шасси гусеничной машины с кормовым расположением силовой установки и содержит сошник-бульдозер с гидроцилиндрами подъема-опускания, кабину управления над крышей корпуса машины, рабочее оборудование в виде ротора с метателем, закрепленное на несущем основании, шарнирно-складную стрелу с приводом ее поворота. На крыше в носовой части по продольной оси машины закреплена роликовая опора. На подвижном погоне роликовой опоры закреплена опорно-поворотная платформа, на которой смонтировано рабочее оборукдование. Трансмиссия привода рабочего органа имеет торсионный и вертикальный валы, двухскоростную коробку передач и расположена в корпусе машины. 5 з. п. ф-лы, 14 ил.
Землеройная машина | 1981 |
|
SU973730A1 |
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
Авторы
Даты
1995-10-27—Публикация
1991-12-02—Подача