ТРЕХОСНЫЙ АВТОГРЕЙДЕР Российский патент 2003 года по МПК E02F3/84 

Изобретение относится к землеройно-транспортной технике и может использоваться при строительстве дорог.

Автогрейдер - самоходная колесная машина для быстрого и аккуратного профилирования грунта при ремонте, уширении и строительстве дорог. В зимний период автогрейдер используется для скоростной очистки дорог, площадей и аэродромов от снега.

Известен трехосный автогрейдер с двойной системой маневрирования - поворотом колес передней оси и поворотом шарнирно-сочлененной рамы.

Такова, например, компоновка автогрейдера "ДЗ-193" ( см. журнал "Строительные и дорожные машины", 1997, 6, 1 с. обложки).

Заявителям известен трехосный автогрейдер "Bobcat", содержащий двухосный полноприводной тягач, соединенный с хребтовой рамой с установленными на ней рабочим оборудованием и передней неуправляемой осью с рояльно установленными колесами, поворачиваемыми при бортовом повороте тягача.

Однако применение тягача с бортовым поворотом снижает эксплуатационные возможности автогрейдера, поскольку не обеспечивает ход "крабом", т.е. профилирование полосы дороги без следов шин автогрейдера.

Известен трехосный автогрейдер с четырьмя ведущими и двумя управляемыми колесами, который может иметь двойную систему поворота с шарнирно-сочлененной рамой или с поворотной задней тележкой (см. ГОСТ 27535-87 (ИСО 7134 - 85), с. 4, черт. 13), который выбран в качестве прототипа.

Поворот колес передней оси и шарнирно-сочлененной рамы (либо поворотной задней тележки) в одну сторону позволяет автогрейдеру осуществлять и ход "крабом".

Однако заявители считают, что маневрирование автогрейдером может быть проще и дешевле, а производительность при этом увеличена.

Двойная система маневрирования автогрейдером сложна и дорога, поскольку предполагает и механизм управления поворотом колес передней оси и громоздкий механизм управления шарнирно-сочлененной рамой либо задней четырехколесной ведущей тележкой.

Целью изобретения является упрощение системы маневрирования для снижения стоимости автогрейдера при повышении производительности и сохранении эксплуатационных возможностей, повышении планирующей способности.

Указанная цель достигается компоновкой автогрейдера передней осью со свободно поворачиваемыми, рояльно установленными колесами и маневрированием колесами задних ведущих управляемых осей, позволяющих автогрейдеру и поворачивать, и совершать ход "крабом", т.е. сохранять эксплуатационные возможности.

Повышение производительности происходит за счет увеличения тягового усилия, что позволяет увеличить глубину резания, что увеличивает выемку вырезаемого грунта в единицу времени.

В самом деле, в автогрейдерах с передней управляемой осью равномерно распределяется масса машины по трем колесным осям (см. Э.Г.Ронинсон. "Автогрейдеры". - М.: "Высшая школа", 1977, с. 6).

Представим, что сравниваемый и предлагаемый автогрейдер обладают одинаковой эксплуатационной массой G при одинаковом коэффициенте сцепления колес с дорогой ϕ.
Известно, что тяговое усилие на ведущих колесах автогрейдера P = G_сц×ϕ (см. "Справочник конструктора дорожных машин". - М.: "Машиностроение", 1973, с. 208), где G_сц - сцепная эксплуатационная масса, равная в сравниваемом автогрейдере G_сц = 0,7 G, а в предлагаемом автогрейдере может быть наименьшей и составлять, конструктивно, не более 15 процентов эксплуатационной массы.

Тогда G_сц= 0,85 G.

Следует отметить, что в сравниваемом автогрейдере масса, приходящаяся на переднюю управляемую ось, не может быть уменьшена из-за ухудшения управляемости автогрейдером на скоростном транспортном ходу, когда тележке или шарнирно-сочлененной раме поворачиваться не допускается.

Тогда тяговое усилие для сравниваемого автогрейдера составит P = G_сц×ϕ = 0,7ϕG, а для предлагаемого P = G_сц×ϕ = 0,85Gϕ, т.е. в предлагаемом автогрейдере тяговое усилие выше на 15 процентов.

Заявители отмечают, что в предлагаемом автогрейдере произошло перераспределение масс. Увеличена нагрузка на задние ведущие управляемые оси и уменьшена на переднюю, поддерживающую ось. Поскольку нагрузка на управляемые оси увеличилась, улучшилась и управляемость автогрейдером, особенно при рабочем процессе профилирования дороги. В самом деле, отвал заглубляется в грунт, разгружая переднюю ось, но поскольку она только поддерживающая, со свободно поворачивающимися рояльными колесами, то ее разгрузка не оказывает влияния на управляемость автогрейдером.

Заявителям известно колесное транспортное средство (см. SU 561687 A, В 62 D 7/14, 22.11.1977), способное при повороте управляемых колес в одну сторону совершать ход "крабом", а при повороте их в разные стороны поворачивать.

Это транспортное средство имеет все управляемые колеса.

Однако маневрирование может быть проще и дешевле, если передняя ось трехосного автогрейдера будет поддерживающей, со свободно поворачивающимися рояльными колесами.

Такое свойство у рассмотренного выше транспортного средства отсутствует. Суть предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема внешнего вида автогрейдера сбоку, на фиг.2 - схема внешнего вида автогрейдера в плане, на фиг.3 - схема поворота автогрейдера, на фиг.4 - схема хода "крабом" и на фиг.5 - схема заднего хода.

Автогрейдер состоит из двухосного тягача 1 с ведущими и управляемыми осями 2 и 3, причем ось 3 может поперечно качаться вокруг оси 4, что позволяет тягачу всегда опираться всеми колесами на грунт.

Тягач 1 поперечной осью 5 соединен с хребтовой балкой 6 с установленным под ней рабочим оборудованием 7.

Спереди к хребтовой балке 6 осью 8 закреплена передняя ось 9 с поддерживающими, свободно поворачиваемыми, рояльно установленными колесами 11 на осях 10.

Поворачивает автогрейдер поворотом управляемых колес ведущих осей 2 и 3 в разные стороны. Поворот колес осей 2 и 3 в разные стороны вызывает поворот колес 11 передней поддерживающей оси 9 и всего автогрейдера.

Ход "крабом" автогрейдер совершает поворотом управляемых колес ведущих осей 2 и 3 в одну сторону. Колеса 11 передней поддерживающей оси повернутся, автогрейдер пойдет "крабом".

При прямолинейном движении колеса 11 передней оси 9 займут положение, параллельное направлению движения автогрейдера.

Колеса 11 оси 9 свободно поворачиваемые, рояльно установленные, они не обязательно будут занимать положение, изображенное на фиг.3-5.

При попадании, например, камня они могут занять иное, отличное от изображенного положение, что не приведет к изменению выбранного направления движения автогрейдера.

При реверсе колеса 11 оси 9 повернутся на 180^o вокруг осей 10 в любую сторону, что не приведет к изменению выбранного направления движения автогрейдера.

Заявители, в частности, считают, что увеличение нагрузки (в процентом отношении от общей массы) машины на задние управляемые оси и некоторая разгрузка передней оси при копании грунта позволяют не делать автогрейдер с передней ведущей управляемой осью (см. ГОСТ 27535-87 (ИСО 7134-85), с. 5, черт. 14), что и сложно, и дорого.

Достоинствами предлагаемого автогрейдера заявители считают сочетание двух задних управляемых ведущих осей совместно с поддерживающими, свободно поворачиваемыми, рояльно установленными колесами передней оси, позволяющие сохранить автогрейдеру все эксплуатационные возможности, повысить его производительность, снизить его стоимость и улучшить планирующую способность, благодаря подвеске одной задней и передней оси на поперечно качающихся осях.

Трехосный автогрейдер относится к землеройно-транспортным машинам и предназначен для планировки грунта при строительстве и ремонте дорог, а также для скоростной очистки дорог, площадей и аэродромов от снега. Трехосный автогрейдер содержит тягач, имеющий две задние ведущие оси с установленными на них колесами, и связанную с ним хребтовую балку с передней поддерживающей осью, на которой установлены колеса. Колеса на задних ведущих осях выполнены управляемыми. Хребтовая балка балансирно соединена с тягачом, а колеса на передней, поддерживающей оси выполнены свободно поворачивающимися. Одна из задних ведущих осей тягача и передняя поддерживающая ось установлены на поперечно качающихся осях. Повышаются планирующая способность и производительность автогрейдера. 5 ил.

Трехосный автогрейдер, содержащий тягач, имеющий две задние ведущие оси с установленными на них колесами, и связанную с ним хребтовую балку с передней поддерживающей осью, на которой установлены колеса, отличающийся тем, что колеса на задних ведущих осях выполнены управляемыми, при этом хребтовая балка балансирно соединена с тягачом, а колеса на передней, поддерживающей оси выполнены свободно поворачивающимися, причем одна из задних ведущих осей тягача и передняя поддерживающая ось установлены на поперечно качающихся осях.