РУЛЕВАЯ СИСТЕМА ПОВОРОТА БАЛКИ МОСТА И ПОЛУРАМ ТРАКТОРА Российский патент 2015 года по МПК B62D12/00 B62D3/14 B62D5/06 B62D15/00 

Изобретение относится к рулевой системе управления трактором.

Известны рулевые системы поворота колес моста и полурам трактора, например по SU 499166, SU 943063, RU 2488508, RU 2464194, RU 2420421, US 5,195,603 и др.

Недостаток приведенных выше рулевых систем в ограниченной области их применения только для колес, поворотных относительно моста управляемых колес.

Известна также рулевая система управления трактором, содержащая гидроруль, управляющие каналы которого связаны с гидроцилиндрами взаимного поворота соединенных вертикальным шарниром полурам с колесами, например, рулевая система трактора серий ХТЗ-170 и ХТЗ-150К [1], которая принята за ближайший аналог.

Недостаток такой рулевой системы в том, что ею невозможно вождение трактора с прямолинейностью и точностью, необходимыми для работы в агрегате с пропашной сеялкой, в агрегате с культиватором междурядной обработки, в агрегате со свеклоуборочными машинами.

Задачей и техническим результатом изобретения является рулевая система, в которой вращением руля вначале поворачивают балку моста ведущих колес на угол до 3…7° относительно передней по ходу полурамы и только затем для крутого поворота дальнейшим вращением руля дополнительно поворачивают до 30° вокруг вертикального шарнира полурамы с мостами колес. После крутого разворота трактора полурамы обратным вращением руля поворачивают (возвращают) в позицию прямолинейного движения раньше возвращения в позицию прямолинейного движения моста передних колес и автоматически удерживают в этой позиции.

Сущность изобретения

1. Рулевая система поворота балки моста и дополнительно полурам трактора, содержащая гидроруль, управляющие каналы которого связаны с гидроцилиндрами взаимного поворота соединенных вертикальным шарниром полурам на колесах, причем управляющие каналы гидроруля связаны с гидроцилиндрами поворота полурам через стабилизатор соосности полурам, включающий сигнальный гидроцилиндр, чьи полости сообщены маслопроводами с управляющими каналами гидроруля, а шток соединен со стержнем с сжатой на пороговое усилие центрирующей пружиной, установленной между подвижными и неподвижными упорами, с возможностью еще большего сжатия сигнальным гидроцилиндром при соответствующем давлении в нем, причем сигнальный гидроцилиндр связывает полурамы через гидрораспределитель, управляющие каналы которого сообщены маслопроводами с гидроцилиндрами поворота полурам, при этом по изобретению балка моста трактора соединена с полурамой шарниром, расположенным у боковой стороны полурамы, а также расположенным с противоположного бока той же полурамы гидроцилиндром поворота балки моста, причем полости этого гидроцилиндра сообщены с управляющими каналами гидроруля параллельно сигнальному гидроцилиндру стабилизатора соосности полурам.

2. Способ поворота балки моста и полурам трактора, причем по изобретению для направления трактора по междурядьям пропашной культуры вращением руля поворачивают на небольшой угол вокруг вертикального шарнира только балку моста, а для крутого разворота в конце рабочего гона дальнейшим вращением руля дополнительно поворачивают и полурамы трактора.

Благодаря этому получают рулевую систему, в которой вращением руля вначале поворачивают балку моста ведущих колес на угол до 3…7° относительно передней по ходу полурамы и только затем для крутого поворота дальнейшим вращением руля дополнительно поворачивают до 30° вокруг вертикального шарнира полурамы с мостами колес. После крутого разворота трактора полурамы обратным вращением руля поворачивают (возвращают) в позицию прямолинейного движения раньше моста передних колес и удерживают автоматически в этой позиции стабилизатором.

Устроена рулевая система поворота балки моста и полурам трактора (далее рулевая система), например, следующим образом.

На фиг. 1 принципиальная схема рулевой системы.

На фиг. 2 вид А. Показано шарнирное соединение балки ведущего моста с передней полурамой у ее правой боковой стороны посредством шкворня внутри втулки в центральном отверстии рессоры, стягивающей рессору буртами как пустотелой заклепкой.

На фиг. 3 вид Б. Показано подвижное соединение балки ведущего моста с передней полурамой у ее левой боковой стороны посредством гидроцилиндра между полурамой и балкой моста при опоре рессоры на подвес.

На фиг. 4 вариант опоры левой рессоры на ролик подвеса, вид Б (далее подвес).

Условные обозначения на фиг.1-3 (маслопроводы показаны линиями без номера):

1. Гидроруль, например, выполненный в виде гидрообъемного насос-дозатора штатный гидроруль трактора типа ХТЗ-150К-12 [1] или по RU 2488508 (далее гидроруль).

2. Гидроцилиндр взаимного поворота полурам на колесах (далее цилиндр).

3. Передняя полурама трактора (далее рама).

4. Задняя полурама трактора, содержащая продольный горизонтальный шарнир, аналогичный горизонтальному шарниру трактора типа ХТЗ-150К-12 (далее рама).

5. Вертикальный шарнир рам 3 и 4, связанных цилиндрами 2 (далее шарнир).

6. Стабилизатор соосности рам 3 и 4, связывающий управляющие каналы гидроруля 1 с цилиндрами 2 (далее стабилизатор).

7. Стабилизатора 6 сигнальный гидроцилиндр (далее цилиндр).

8. Стержень, с которым соединен шток цилиндра 7 (далее стержень).

9. Сжатая на пороговое усилие центрирующая пружина, установленная на стержне 8 между подвижными и неподвижными упорами (далее пружина).

10. Подвижный упор в виде диска с отверстием, посаженный по подвижной посадке на стержень 8 с упорным кольцом ГОСТ 13942-68 с внешней стороны, причем наружный диаметр диска не меньше наружного диаметра пружины 9 (далее упор).

11. Прикрепленный к цилиндру 2 неподвижный упор с отверстием, сквозь которое с зазором проходит стержень 8 с кольцом ГОСТ 13942-68 (далее упор).

12. Гидрораспределитель типа ГА-31000, у которого отрицательное перекрытие золотника 0,5 мм [2] с.132, рис.151, но для большего давления (далее распределитель).

13. Расположенная под рамой 3 балка моста с планетарными редукторами и тормозами ведущих колес, неповоротных относительно балки моста (далее мост).

14. Колесо с планетарным колесным редуктором и тормозом (далее колесо).

15. Полуось привода колесного редуктора (далее полуось).

16. Установленная в отверстие нижней стенки балки моста 13 и приваренная к ней бонка с глухим отверстием для посадки с натягом верхнего конца шкворня (далее бонка).

17. Стянутый через центральное отверстие втулкой с буртами (как пустотелой заклепкой) пакет листов рессоры (далее рессора).

18. Установленная с натягом в центральном отверстии пакета листов рессоры 17 втулка с буртами (далее втулка).

19. Для правой рессоры подвес в виде гнутого швеллера, приваренного боковыми полками к нижней стенке балки моста 13, и с приваренной к нижней полке швеллера втулкой для посадки с натягом нижнего конца шкворня (далее подвес).

20. Шарнирного соединения балки моста 13 с рамой 3 шкворень, вставленный по посадке с натягом в отверстие бонки 16 и во втулку подвеса 19, а также вставленный по посадке с зазором во втулку 18 (далее шкворень).

21. Болт ГОСТ 7817-72, фиксирующий шкворень 20 от выпадания и от проворачивания в отверстиях бонки 16 и втулки подвеса 19 (далее фиксатор).

22. Для левой рессоры подвес в виде гнутого швеллера, приваренного боковыми полками к нижней стенке балки моста 13 (далее подвес).

23. Для поворота балки моста 13 гидроцилиндр, установленный на сферических шарнирах между рамой 3 и балкой моста 13 (далее цилиндр).

24. Двусторонний гидрозамок, охватывающий полости цилиндра 23 (далее замок).

25. Привода моста 13 телескопический карданный вал с шарнирами равных угловых скоростей [3] с. 46, рис. 11.37 а) или с шарнирами по RU 2431065 (далее кардан).

26. Расположенный под рамой 4 мост колес, неповоротных относительно балки моста (далее мост).

27. Вариант подвеса с роликом для опоры левой рессоры (далее подвес).

28. Подвеса 27 ролик, установленный на оси, (далее ролик).

Рулевая система содержит гидроруль 1, выполненный в виде гидрообъемного насос-дозатора, управляющие каналы которого связаны с гидроцилиндрами 2 взаимного поворота рам 3 и 4, соединенных вертикальным шарниром 5. Управляющие каналы гидроруля 1 связаны с гидроцилиндрами 2 через стабилизатор 6 соосности рам 3, 4. Параллельно цилиндру 2 установлен цилиндр 7 стабилизатора 6 так, что их корпуса соединены жесткими кронштейнами, а шток цилиндра 7 соединен со стержнем 8. Пружина 9 на стержне 8 сжата на такое пороговое усилие при принятом диаметре цилиндра 7, что ее дополнительно сжимают цилиндром 7 только при давлении масла больше рабочего давления в цилиндре 23 при повороте моста 13 относительно рамы 3. Мост 13 соединен с рамой 3 через рессоры 17, амортизаторами и устройством блокировки рессор. При этом полости цилиндра 7 сообщены с управляющими каналами гидроруля 1 и со сливом масла в бак через гидроруль 1. На стержне 8 установлена пружина 9, сжатая на пороговое усилие между передним и задним упорами 10, которые касаются соответственно переднего, заднего упоров 11, размещенных на консольной части жестких кронштейнов, соединяющих цилиндры 2 и 7. Шток цилиндра 7 соединен также с золотником распределителя 12, корпус которого прикреплен к кронштейну, закрепленному на штоке цилиндра 2. Управляющие каналы распределителя 12 сообщены маслопроводами с полостями цилиндров 2, а входной и выходной каналы сообщены с насосной станцией трактора. При этом в позиции прямолинейного движения трактора золотник распределителя 12 находится в нейтральной позиции, то есть в позиции открытого центра. Цилиндры 2, распределитель 12 и цилиндр 7 образуют следящий контур с отрицательной обратной связью благодаря деталям механической связи между ними, описанными выше. У правого края балки моста 13 к нижней стенке по всей ее ширине приварен подвес 19. По середине поперечины подвеса 19 приварена втулка с вертикальной осью отверстия. К нижней стенке балки моста 13 приварена бонка 16 с глухим отверстием, соосным с отверстием втулки подвеса 19. Рессора 17 с втулкой 18 вставлена в подвес 19 и соединена с балкой моста 13 шкворнем 20 с возможностью взаимного поворота вокруг оси шкворня 20 на угол ±7° max. Передний (и задний) конец рессоры 17 установлен в кронштейне рамы через фигурную чашку и резиновую опору, как в тракторе ХТ3-150К-12. К нижней стенке левого края балки моста 13 приварен подвес 22, образующий нишу для левой рессоры 17.

Работа. Пусть трактор в агрегате с культиватором междурядной обработки ведут по междурядьям пропашной культуры вручную. Гидрорулем 1 направляют колеса 14 моста 13 по оси междурядий, поворачивая балку моста 13 цилиндром 23 вокруг оси шкворня 20 на угол не более 7°, что, на наш взгляд, вполне достаточно. При этом стабилизатором 6 рамы 3, 4 автоматически удерживают соосно и неподвижно относительно шарнира 5 пружиной 9, распределителем 12 и цилиндрами 2.

Для крутого разворота в конце рабочего гона вправо (влево) продолжают вращать руль гидроруля 1 вправо (влево) и сначала поворачивают до упора балку моста 13. Затем дальнейшим вращением руля масло от насоса гидрорулем 1 направляют в штоковую (поршневую) полость цилиндра 7, втягивают шток в цилиндр 7 (выталкивают шток из цилиндра 7), соответственно этому перемещают стержень 8, упорным кольцом на стержне 8 отводят задний (передний) упор 10 от заднего (переднего) упора 11. Этим дополнительно сжимают пружину 9, перемещают золотник распределителя 12 так, что через него направляют масло в штоковую (поршневую) полость правого цилиндра 2 и в поршневую (штоковую) полость левого цилиндра 2. В результате цилиндрами 2 рамы 3, 4 взаимно поворачивают вокруг шарнира 5 и ведут трактор по траектории поворота. Чем на больший угол поворачивают руль, тем больше втягивают шток цилиндра 7, тем больше сжимают пружину 9, тем на больший угол поворачивают рамы 3, 4 вокруг шарнира 5. При вращении руля в обратном направлении вначале возвращают в исходную позицию (причем точно) рамы 3, 4, а затем в позицию прямолинейного движения возвращают и балку моста 13.

Сплошную обработку плантации и транспортные работы выполняют на колесах со штатными шинами 21,3R24 модели ФД-14А трактора типа ХТ3-150К-12 и на его штатной колее (в другом варианте на колесах с пропашными шинами 16,9 R38 модели TR-201). При необходимости колеса моста 13 блокируют от поворотов жесткой тягой, установленной параллельно цилиндру 23.

Для посева и междурядной обработки кукурузы, подсолнечника и других пропашных культур с междурядьями 700 мм штатные колеса трактора с шинами 21,3R24 мод. ФД-14А посредством переходных проставок раздвигают на колею 2800 мм (в другом варианте устанавливают колеса с шинами 16,9 R38 модели TR-201 на колею 2800 мм).

Для междурядной обработки свекловичной плантации с междурядьями 450 мм на трактор устанавливают четыре колеса с шиной 11,2R44 модели ДЕ-15 Днепропетровского шинного завода или с шиной 13;6R38 модели TR-07 на колею 1800 или 2700 мм.

Итак:

1. Благодаря рулевой системе получают трактор, имеющий все достоинства трактора общего назначения с шарнирно сочлененной рамой и дополнительно достоинства пропашного трактора. Нет необходимости в одном и том же хозяйстве использовать две модели тракторов.

2. Получают еще такую рулевую систему, что вращением руля вначале из позиции прямолинейного движения поворачивают балку переднего по ходу моста на предельный угол (пусть до 3...7°) и только затем дальнейшим вращением руля взаимно поворачивают (пусть до 30°) вокруг вертикального шарнира полурамы с их колесами. После крутого разворота вращением руля в обратном направлении полурамы трактора поворачивают (возвращают) в позицию их соосности всегда точно и раньше возвращения в позицию прямолинейного движения балки переднего моста.

Источники информации

1. Тракторы ХТ3-150К-09, ХТ3-150К-12. Руководство по эксплуатации 151.00.000 РЭ. ОАО «Харьковский тракторный завод им. С. Орджоникидзе», Харьков, 2007.

2. Гидравлические агрегаты тракторов и сельскохозяйственных машин. Часть 1. Каталог. М.: ЦНИИТЭИавтосельхозмаш. 1989, 137 с.

3. B.C. Поляков и др. Справочник по муфтам / Под ред. В.С. Полякова, 2-е изд., испр. и допол. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1979. - 334 с.

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. Рулевая система поворота балки моста и полурам трактора содержит гидроруль, который связан с гидроцилиндрами. Гидроруль связан с гидроцилиндрами поворота полурам через стабилизатор соосности полурам, включающий сигнальный гидроцилиндр. Шток соединен со стержнем с сжатой на пороговое усилие центрирующей пружиной, установленной между подвижными и неподвижными упорами. Гидрораспределитель сообщен маслопроводами с гидроцилиндрами поворота полурам. Балка моста трактора связана с полурамой шарниром, расположенным сбоку передней полурамы, и расположенным с противоположного бока гидроцилиндром поворота. Полости этого гидроцилиндра сообщены с управляющими каналами гидроруля параллельно сигнальному гидроцилиндру. Способ поворота балки моста и полурам трактора заключается в том, что вращением руля поворачивают на небольшой угол вокруг вертикального шарнира только балку моста. Для крутого разворота в конце рабочего гона вращением руля поворачивают полурамы трактора. Достигается повышение управляемости трактора. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Рулевая система поворота балки моста и дополнительно полурам трактора, содержащая гидроруль, управляющие каналы которого связаны с гидроцилиндрами взаимного поворота, соединенных вертикальным шарниром полурам на колесах, причем управляющие каналы гидроруля связаны с гидроцилиндрами поворота полурам через стабилизатор соосности полурам, включающий сигнальный гидроцилиндр, чьи полости сообщены маслопроводами с управляющими каналами гидроруля, а шток соединен со стержнем с сжатой на пороговое усилие центрирующей пружиной, установленной между подвижными и неподвижными упорами, с возможностью еще большего сжатия сигнальным гидроцилиндром при соответствующем давлении в нем, причем сигнальный гидроцилиндр связывает полурамы через гидрораспределитель, управляющие каналы которого сообщены маслопроводами с гидроцилиндрами поворота полурам, отличающаяся тем, что балка моста трактора связана с полурамой шарниром, расположенным сбоку передней полурамы, а также расположенным с противоположного бока той же полурамы гидроцилиндром поворота балки моста, причем полости этого гидроцилиндра сообщены с управляющими каналами гидроруля параллельно сигнальному гидроцилиндру стабилизатора соосности полурам.

2. Способ поворота балки моста и полурам трактора, отличающийся тем, что для направления трактора по междурядьям пропашной культуры вращением руля поворачивают на небольшой угол вокруг вертикального шарнира только балку моста, а для крутого разворота в конце рабочего гона дальнейшим вращением руля дополнительно поворачивают и полурамы трактора.