ПРИВОД УПРАВЛЕНИЯ ПОВОРОТОМ ПЛАВАЮЩЕГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2005 года по МПК B60F3/00 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к созданию привода управления поворотом транспортного средства, перемещающегося по суше и воде.

Известны приводы управления поворотом сухопутных транспортных средств, например танков Т-54, Т-55 и Т-62 (см. "Руководство по материальной части и эксплуатации танка Т-55", Воениздат МО СССР, М., 1969 г., стр.400), в которых управляющее усилие от рычагов, размещенных на рабочем месте механика-водителя, передается с помощью тяг на планетарные механизмы поворота, связанные с бортовыми передачами гусеничного движителя.

Недостатком известных приводов является то, что управление требует от механика-водителя значительных физических усилий и вызывает утомляемость при вождении.

Известны приводы управления поворотом более современных танков, например танка Т-72 (см. "Объект 172М. Руководство по материальной части и эксплуатации", Воениздат МО СССР, М., 1975 г., стр.230). Управляющее усилие от рычагов требуется значительно ниже по сравнению с вышеописанными приводами, так как оно передается на механизмы распределения (МР), которые осуществляют гидравлическое управление планетарными бортовыми коробками передач (БКП). Недостатком известного привода является то, что он может быть использован только для управления поворотом при движении по суше.

Известны приводы управления плавающими гусеничными транспортерами семейства ПТС (см. журнал "Техника и вооружение", №10, 2001 г., стр.1-9), которые были разработаны и производились с использованием узлов и агрегатов упомянутых танков, поэтому при движении по суше управлялись штатными рычагами, размещенными на рабочем месте механика-водителя в кабине управления. Управление транспортерами при движении по воде обеспечивалось двумя водяными рулями, размещенными непосредственно за гребными винтами и связанными механическим рычажно-тросовым приводом со штурвалом, расположенным перед местом механика-водителя. Привод управления плавающим гусеничным транспортером ПТС-3 выбирается за прототип.

Недостатком известного привода является наличие на рабочем месте механика-водителя двух органов управления различного типа - рычагов и штурвала, что наряду со сложностью их удобного размещения в кабине вызывает трудности в обучении навыкам поворотов при движении по суше и по воде. Кроме того, тросовый привод в кормовой части плавающего средства выходит наружу корпуса для связи с рулями и не исключена возможность его запутывания и обрыва различными плавающими предметами (бревнами, льдинами и т.п.) в процессе эксплуатации, что снижает эффективность и надежность управления поворотом при движении по воде.

Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности и эксплуатационных характеристик привода управления поворотом плавающего средства с обеспечением возможности управления рычагами как при движении по суше, так и по воде.

Поставленная задача решается тем, что привод снабжен избирателем режима управления поворотом, размещенным между указанными рычагами и тягами управления с возможностью переключения: на управление механизмами распределения бортовых коробок при движении по суше, а при движении по воде - поворотными рулями водоходных движителей и передачей повышенного управляющего усилия последовательно: через суммирующий рычаг, установленный на оси под поликом кабины управления, тягово-рычажный механизм, снабженный гидравлическим усилителем и выполненный с возможностью преобразования поступательного движения тяг во вращательное движение телескопического карданного вала, а также через механизм для преобразования вращательного движения телескопического карданного вала в поступательное движение поперечной рулевой тяги, связанной с внутренними перьями рулей левого и правого водоходных движителей.

Избиратель режима управления поворотом выполнен в виде роликовых муфт со штоками, связанными штангой и установленными с возможностью осевого перемещения с помощью двухпозиционной кулисы с фиксацией в рабочих положениях шариковым стопором.

Телескопический карданный вал установлен концевыми частями в дейдвудной и промежуточной опорах, причем средняя часть упомянутого карданного вала выполнена в виде трубы и размещенного в ней шлицевого вала, связанных с возможностью осевого перемещения относительно друг друга.

Гидравлический усилитель рулей водоходного движителя включает в себя электронасосный агрегат, релейный и ручной распределители, трубопроводы, предохранительный и обратный клапаны, связанные в единую гидравлическую систему с обеспечением возможности работы указанного электронасосного агрегата как резервного при неработающем основном насосе гидравлической системы плавающего средства и обеспечением предохранения от возможности поступления рабочей жидкости от насоса основной системы в гидросистему усилителя рулей.

Механизм для преобразования вращательного движения телескопического карданного вала в поступательное движение поперечной рулевой тяги выполнен в виде цепи.

Анализ основных отличительных признаков показал, что:

- снабжение привода избирателем режима управления поворотом, размещенным между рычагами управления и тягами с возможностью переключения на управление механизмами распределения БКП и поворотными рулями водоходных движителей, обеспечивает возможность управления одними рычагами как при движении по суше, так и по воде, что позволяет исключить использование штурвала, который применяется в известных плавающих транспортных средствах для управления рулями, и облегчить обучение механиков-водителей навыкам выполнения поворотов;

- выполнение избирателя режима управления поворотом в виде роликовых муфт со штоками, связанными штангой и установленными с возможностью осевого перемещения, обеспечило возможность механику-водителю легко и надежно переключать управление поворотом по суше или по воде поворотом кулисы в одно из двух фиксированных шариковым стопором положений;

- передача повышенного управляющего усилия последовательно через суммирующий рычаг обеспечила возможность использовать при повороте одновременно оба рычага, что вместе со снабжением тягово-рычажного механизма гидравлическим усилителем позволило значительно снизить усилие для управления поворотными рулями;

- использование телескопического карданного вала обеспечивает возможность компенсации изменения расположения рулей при складывании и опускании загрузочного борта плавающего транспортного средства и при изменении дифферента;

- использование дейдвудной опоры обеспечивает водонепроницаемый выход карданного вала наружу корпуса;

- использование механизма в виде цепи обеспечивает возможность преобразования вращательного движения телескопического карданного вала в поступательное движение поперечной рулевой тяги.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:

- на фиг.1 - кинематическая схема (начало);

- на фиг.2 - кинематическая схема (продолжение графического изображения на фиг.1);

- на фиг.3 - общий вид сверху на рабочее место механика-водителя;

- на фиг.4 - продольный разрез по валу левого рычага, элемент А фиг.1;

- на фиг.5 - сечение Г-Г фиг.4;

- на фиг.6 - сечение Д-Д фиг.4;

- на фиг.7 - продольный разрез по валу правого рычага, элемент Б фиг.1;

- на фиг.8 - сечение Е-Е фиг.7;

- на фиг.9 - сечение Ж-Ж фиг.7;

- на фиг.10 - сечение В-В фиг.3, вид на суммирующий рычаг;

- на фиг.11 - общий вид сверху на привод управления поворотными рулями;

- на фиг.12 - гидравлическая схема усилителя рулей водоходного движителя;

- на фиг.13 - избиратель режима управления поворотом (показан в положении управления поворотом с помощью БКП при движении по суше);

- на фиг.14 - избиратель режима управления поворотом (показан в положении управления поворотом с помощью поворотных рулей при движении по воде).

Привод управления поворотом плавающего транспортного средства содержит левый 1 и правый 2 рычаги поворота (см. фиг.1, 3), размещенные в кабине управления на рабочем месте механика-водителя.

Левый рычаг поворота 1 шпонкой 3 жестко связан с валом 4 (см. фиг.4), который на подшипниках 5 установлен на валу 6. Оба указанных вала на подшипниках 7, 8 закреплены в опорах 9, 10. На валу 6 с возможностью разворота относительно оси жестко закреплен рычаг 11, связанный тягой 12 с МР 13 левой БКП (БКП не показаны).

Правый рычаг поворота 2 шпонкой 14 жестко связан с валом 15 (см. фиг.7), который на подшипниках 16 установлен на валу 17. Оба указанных вала на подшипниках 18, 19 закреплены в опорах 20, 21. На валу 17 с возможностью разворота относительно оси жестко закреплен рычаг 22, связанный тягой 23 с МР 24 правой БКП.

Между рычагами управления 1, 2 размещен избиратель режима управления поворотом, содержащий следующие элементы.

Внутри валов 4, 6 и 15, 17 установлены с возможностью осевого перемещения по два штока 25, 26 и 27, 28, соединенные между собой резьбовым соединением. Штоки 26 и 27 связаны между собой штангой 29, снабженной кулисой переключения 30. Кинематическая связь между элементами обеспечена посредством роликовых муфт (см. фиг.5, 6, 8, 9): в валах 4, 6, 15, 17 выполнены по два отверстия с размещенными в них роликами 31, а в валах 4 и 15 - цилиндрические пазы с возможностью размещения в них указанных роликов. На валах 4, 15 установлены рычаги 32, 33, которые тягами 34, 35 связаны с суммирующим рычагом 36, установленным на оси под поликом кабины управления (см. фиг.10). В рычагах 32, 33 выполнены цилиндрические канавки, взаимодействующие с роликами 31, а с противоположной стороны указанных канавок расположены толкатели 37 с пружинами 38. На штоках 25, 26, 27, 28 выполнены проточки "К" с возможностью размещения в них роликов 31, причем одна из сторон каждой из указанных проточек размещена наклонно к оси штоков. Для фиксации избирателя режима управления в рабочих положениях служит шариковый стопор, включающий в себя шарик 39, пружинное кольцо 40 и две проточки "Л", выполненные на штоке 26 с возможностью взаимодействия с указанным шариком.

Суммирующий рычаг 36 связан с тягово-рычажным механизмом, снабженным гидравлическим усилителем и включающим следующие элементы (см. фиг.2, 11).

Продольную тягу 41, двуплечий рычаг 42, поперечную тягу 43, снабженную управляющим золотником 44, исполнительный гидроцилиндр 45 и рычаг 46, выполненный с возможностью преобразования поступательного движения упомянутых тяг и штока исполнительного гидроцилиндра во вращательное движение телескопического карданного вала 47. В гидравлическую систему усилителя рулей водоходных движителей (см. фиг.12), которая связана с основной гидравлической системой плавающего средства, включены электронасосный агрегат 48, релейный 49 распределитель, обратный 50 и предохранительный 51 клапаны и трубопроводы.

Телескопический карданный вал 47 установлен концевыми частями в дейдвудной 52 и промежуточной 53 опорах. Средняя часть указанного карданного вала выполнена в виде трубы 54 и размещенного в ней шлицевого вала 55, связанных с возможностью осевого перемещения относительно друг друга.

Механизм 56 связывает карданный вал 47 с поперечной рулевой тягой 57 и может быть выполнен в виде цепи, с возможностью преобразования вращательного движения вала 47 в поступательное движение тяги 57, связанной с внутренними перьями 58 рулей левого и правого водоходных движителей 59. Внутренние перья 58 связаны с наружными перьями 60 тягами 61.

Работа

Работа привода поворотом происходит в двух режимах: при движени плавающего средства по суше и по воде.

При движении по суше, кулиса 30 находится в правом положении (см. фиг.13), ролики 31 связывают вал 4 с валом 6 (см. фиг.5), и вал 15 с валом 17 (см. фиг.8). Механик-водитель воздействует на рычаги 1, 2, поворачивает валы 6, 17, рычаги 11, 22 и тягами 12, 23 передает управляющее воздействие на левый 13 и правый 24 МР БКП, управляет поворотом в нужную сторону. При этом рычаги 32, 33 не имеют жесткой связи с рычагами 1, 2 и на поворотные рули нет воздействия.

При движении по воде, механик-водитель переводит кулису 30 избирателя режима управления в левое положение (см. фиг.14), штоки 25. 26, 27, 28 с помощью штанги 29 перемещаются влево и фиксируются шариком 39 в соответствующей проточке "Л", при этом ролики 31 толкателями 37 перемещаются в проточку штоков 25, 26, а штоки 26, 27 наклонной стенкой проточки "К" перемещают ролики 31 в положение, обеспечивающее жесткую связь рычагов 1, 2 с рычагами 32, 33 и далее - с тягами 34, 35 и суммирующим рычагом 36. Тягой 41 управляющее усилие через двуплечий рычаг 42 передается на поперечную тягу 43 и управляющий золотник 44. В зависимости от направления движения тяги 43, управляющий золотник 44 перемещается и направляет рабочую жидкость в соответствующую полость исполнительного гидроцилиндра 45. При этом предохранительный клапан 51 поддерживает необходимое давленение в гидросистеме усилителя и предохраняет от перегрузок. Тяга 43 и гидроцилиндр 45, каждый через свое плечо, воздействуют на рычаг 46, который сообщает вращательное движение карданному валу 47. Механизм 56 придает поступательное движение тяге 57, которая поворачивает внутренние перья 58 рулей и синхронно с ними тягами 61 - наружные перья 60.

Электронасосный агрегат 48 в штатном режиме питает рабочей жидкостью гидравлическую систему усилителя рулей водоходных движителей. При неработающем основном гидравлическом насосе электронасосный агрегат 48 работает как резервный на потребители основной гидравлической системы транспортного средства. Для этого по команде с пульта механика-водителя релейный гидравлический распределитель 49 переключает работу электронасосного агрегата 48 с гидравлической системы усилителя на основную гидравлическую систему, а обратный клапан 50 подключен с обеспечением возможности такого режима работы и, вместе с тем, с обеспечением предохранения от возможности поступания рабочей жидкости от насоса основной системы в гидросистему усилителя рулей.

Телескопический карданный вал 47 компенсирует изменение расположения рулей при складывании и опускании загрузочного борта плавающего транспортного средства и при изменении дифферента за счет осевого перемещения вала 55 относительно трубы 54 по шлицам.

При необходимости управления на суше механик-водитель возвращает кулису 30 в правое положение.

Тем самым применением предлагаемого технического решения достигается поставленная задача изобретения: обеспечивается упрощение конструкции, повышение надежности и эксплуатационных характеристик привода управления поворотом плавающего средства.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и касается создания привода управления поворотом амфибийного транспортного средства. Привод управления поворотом плавающего транспортного средства имеет рычаги, размещенные в кабине управления на рабочем месте механика-водителя, и тяги управления, связанные с наземными и водоходными движителями. Привод снабжен избирателем режима управления поворотом, размещенным между указанными рычагами и тягами управления. Избиратель режима управления выполнен с возможностью переключения на управление механизмами распределения бортовых коробок передач при движении по суше, а при движении по воде - на управление поворотными рулями водоходных движителей и передачей повышенного управляющего усилия. Переключение последовательно осуществляется через суммирующий рычаг, установленный на оси под поликом кабины управления, тягово-рычажный механизм, снабженный гидравлическим усилителем и выполненный с возможностью преобразования поступательного движения тяг во вращательное движение телескопического карданного вала, а также через механизм для преобразования вращательного движения телескопического карданного вала в поступательное движение поперечной рулевой тяги. Рулевая тяга связана с внутренними перьями рулей левого и правого водоходных движителей. Избиратель режима управления поворотом может быть выполнен в виде роликовых муфт со штоками, связанными штангой и установленными с возможностью осевого перемещения с помощью двухпозиционной кулисы с фиксацией в рабочих положениях шариковым стопором. Показано возможное конкретное выполнение телескопического карданного вала, гидравлической системы усилителя рулей водоходного движителя и механизма для преобразования вращательного движения телескопического карданного вала в поступательное движение поперечной рулевой тяги. Технический результат реализации заключается в упрощении конструкции и в повышении надежности и эксплуатационных характеристик привода с обеспечением возможности управления рычагами как при движении по суше, так и по воде. 4 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Привод управления поворотом плавающего транспортного средства, содержащий рычаги, размещенные в кабине управления на рабочем месте механика-водителя, и тяги управления, связанные с наземными и водоходными движителями, отличающийся тем, что привод снабжен избирателем режима управления поворотом, размещенным между указанными рычагами и тягами управления с возможностью переключения на управление механизмами распределения бортовых коробок передач при движении по суше, а при движении по воде - на управление поворотными рулями водоходных движителей и передачей повышенного управляющего усилия последовательно через суммирующий рычаг, установленный на оси под поликом кабины управления, тягово-рычажный механизм, снабженный гидравлическим усилителем и выполненный с возможностью преобразования поступательного движения тяг во вращательное движение телескопического карданного вала, а также через механизм для преобразования вращательного движения телескопического карданного вала в поступательное движение поперечной рулевой тяги, связанной с внутренними перьями рулей левого и правого водоходных движителей.2. Привод по п.1, отличающийся тем, что избиратель режима управления поворотом выполнен в виде роликовых муфт со штоками, связанными штангой и установленными с возможностью осевого перемещения с помощью двухпозиционной кулисы с фиксацией в рабочих положениях шариковым стопором.3. Привод по п.1, отличающийся тем, что карданный телескопический вал установлен концевыми частями в дейдвудной и промежуточной опорах, причем средняя часть упомянутого карданного вала выполнена в виде трубы и размещенного в ней шлицевого вала, связанных с возможностью осевого перемещения относительно друг друга.4. Привод по п.1, отличающийся тем, что гидравлический усилитель рулей водоходного движителя включает в себя электронасосный агрегат, релейный и ручной распределители, трубопроводы, предохранительный и обратный клапаны, связанные в единую гидравлическую систему с обеспечением возможности работы указанного электронасосного агрегата как резервного при неработающем основном насосе гидравлической системы плавающего средства и обеспечением предохранения от возможности поступления рабочей жидкости от насоса основной системы в гидросистему усилителя рулей,5. Привод по п.1, отличающийся тем, что механизм для преобразования вращательного движения телескопического карданного вала в поступательное движение поперечной рулевой тяги выполнен в виде цепи.