Способ создания сочетаний крен-дифферентных положений тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель, и стенд для его осуществления Российский патент 2023 года по МПК G01M17/07 G01M1/00 

Заявляемое изобретение относится к области машиностроения, в частности к технологическому оборудованию и может быть использовано для создания необходимых сочетаний крен-дифферентных положений тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель.

Проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение является то, что общеизвестные стенды для создания крен - дифферентных положений тяжелого изделия с гусеничным или колесным движителем не обеспечивают высокой точности установки изделия, также работы по установке изделия на данные стенды обладают высоким уровнем трудоемкости и повышенным уровнем опасности, так как перемещение, установка и переустановка изделия на стендах осуществляется с применением подъемных сооружений. Кроме того, на общеизвестных стендах отсутствует возможность создания необходимых контролируемых сочетаний крен-дифферентных положений тяжелого изделия в широком диапазоне углов и с высокой точностью установки этих углов, что также увеличивает трудоемкость подготовительных операций и не обеспечивает высокой производительности выполняемых работ.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании необходимых контролируемых сочетаний крен-дифферентных положений тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель, в широком диапазоне углов и с высокой точностью установки этих углов, с обеспечением высокой надёжности и безопасности проводимых при этом работ.

Технический результат заключается в обеспечении высокоточной установки изделия с гусеничным или колесным движителем во всех необходимых направлениях с удержанием в каждом наклонном положении с заданным углом наклона в течении определенного времени.

Дополнительный технический результат заключается в повышении производительности выполняемых работ за счет снижения трудоемкости подготовительных и вспомогательных операций, а также обеспечения высокой надёжности и безопасности проводимых работ.

Из общеизвестного уровня техники термин «крен» означает поворот изделия на определенный угол относительно его продольной оси. Термин «дифферент» означает наклон изделия с определенным углом на носовую или кормовую часть. «Крен-дифферентное» положение изделия сочетает в себе поворот изделия на определенный угол относительно его продольной оси и продольный наклон этого изделия с определенным углом на носовую или кормовую часть.

Из предшествующего уровня техники (авторское свидетельство на изобретение SU246142, МПК G01M, опубликовано 11.06.1969, бюл. № 20) известно устройство для определения цента тяжести конструкций, например малого судна, содержащее основание, и установленную на нем с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси платформу, на которой установлен стол, поворотно относительно оси, перпендикулярной ее плоскости.

Устройство работает следующим образом. На столе крепят киль - блоки и поворачивают платформу влево и вправо относительно горизонтальной оси для определения координат центра ее тяжести. Затем на киль - блоки устанавливают исследуемую конструкцию и повторяют наклоны влево и вправо для определения нового положения центра тяжести всей системы. Далее поворачивают стол с киль - блоком и исследуемой конструкцией на 90° по отношению к первоначальному положению и повторяют наклоны платформы влево и вправо для определения третьей координаты центра тяжести системы. Имея полученные данные, аналитически подсчитывают искомые координаты центра тяжести конструкции.

Также из предшествующего уровня техники (авторское свидетельство на изобретение SU1145263, МПК G01M 17/00, G01M 1/10, G01M 1/12, опубликовано 15.03.1985 бюл. № 10), известен стенд для испытания транспортных средств, содержащий основание, платформу, для размещения на ней транспортного средства, соединенную с основанием посредством шарнира с горизонтальной осью вращения с возможностью наклона и датчиком для измерения угла наклона платформы, силовой гидроцилиндр, шарнирно установленный на основании под платформой и связанный с ней посредством шарнирного соединения, источник давления, сообщенный с силовым гидроцилиндром и измерительную аппаратуру. С целью расширения функциональных возможностей, он снабжен упругими элементами, закрепленными под платформой на основании, а шарнирное соединение представляет собой направляющую втулку, закрепленную на платформе, и направляющий стержень, шарнирно соединенный со штоком силового гидроцилиндра и размещенный в направляющей втулке с возможностью взаимодействия с ней при подъеме платформы.

Стенд для испытания тракторных средств работает следующим образом. При подаче давления в бесштоковую полость силового гидроцилиндра, направляющий стержень перемещается в осевом направлении в направляющей втулке до упора кольцевого бурта в торцовую поверхность направляющей втулки, при этом платформа вместе с размещенным на ней испытываемым транспортным средством наклоняется. Угол наклона платформы, фиксируемый датчиком в момент отрыва колеса транспортного средства от платформы, определяемый по показаниям датчика, характеризует поперечную устойчивость транспортного средства. При соединении бесштоковой полости силового гидроцилиндра со сливом, платформа вместе с установленным на ней транспортным средством возвращается в исходное положение со скоростью, определяемой настройкой регулируемого дросселя. При полностью открытом регулируемом дросселе упругие элементы подвергаются динамическому воздействию, накапливая энергию для возбуждения свободных угловых колебаний платформы вокруг горизонтальной оси. При этом направляющий стержень перемещается вниз совместно с направляющей втулкой и платформой до положения, соответствующего максимальной величине динамических деформаций упругих элементов. В процессе свободных угловых колебаний платформы направляющая втулка совершает возвратно-поступательное перемещение относительно направляющего стержня без соприкосновения торцовой поверхности направляющей втулки с кольцевым буртом. В результате устраняется демпфирующее воздействие регулируемого дросселя на параметры процесса угловых колебаний платформы. Амплитуда угловых колебаний платформы ограничивается упорами. С помощью датчика и регистрирующей аппаратуры определяют период угловых колебаний платформы с установленным на ней транспортным средством под действием упругих элементов и по известным зависимостям вычисляют момент инерции транспортного средства.

Кроме того, из предшествующего уровня техники (авторское свидетельство на изобретение SU868378, МПК G01M 1/12 (опубликовано 30.09.1981 бюл. № 36), известен способ определения координат центра тяжести изделия, включающий установку изделия на опорно-поворотном столе c центральной и двумя боковыми опорами с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной плоскости стола, при этом изделие устанавливают на опорно-поворотный стол, отклоненный от горизонтальной плоскости на угол от 2 до 30°, и определяют реакции в боковых опорах наклоненного стола при двух положениях последнего, отличающихся на 90°. В описании авторского свидетельства SU868378, указанный способ реализуется на примере устройства, показанного на фиг.1. Устройство для реализации способа определения координат центра тяжести изделия, содержит опорно-поворотный стол, центральную сферическую опору, боковые опоры, элементы силоизмерительного устройства, подшипники качения. Опорная плита стола перпендикулярна к оси ее вращения, а ось вращения проходит через центр сферической опоры и отклонена от вертикали на угол от 2 до 30°. Стол закреплен от поворота в горизонтальной плоскости относительно опор и сбалансирован относительно центральной опоры.

Указанный в авторском свидетельстве на изобретение SU868378 способ с устройством для его реализации, по мнению Заявителя, является ближайшим аналогом (прототипом), заявленного устройства и способа.

Недостатки вышеуказанных аналогов и прототипа:

- невозможность заезда тяжелого изделия на стенд (устройство) своим ходом, а также его фиксации и перемещения на стенде (устройстве), что увеличивает трудоемкость подготовительных операций и не обеспечивает высокой надежности и безопасности проводимых при этом работ;

- невозможность создания необходимых контролируемых сочетаний крен-дифферентных положений тяжелого изделия в широком диапазоне углов и с высокой точностью установки этих углов, что также увеличивает трудоемкость подготовительных операций, и не обеспечивает высокой производительности и безопасности выполняемых работ.

Указанный технический результат достигается тем, что заявленный способ создания сочетаний крен-дифферентных положений тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель, включающий стопорение поворотной площадки стенда от вращения с использованием фиксатора от проворачивания, фиксацию от крена поворотной площадки с использованием упоров, обеспечение нахождения боковых фиксаторов изделия в задвинутом положении, перемещение изделия на стенд (в частном варианте производят заезд изделия на стенд своим ходом, либо закатывание изделия с использованием лебедки или установку изделия на стенд с использованием подъемных сооружений), фиксацию изделия от перемещения путем крепления боковыми фиксаторами (в частном варианте осуществления способа крепление боковыми фиксаторами осуществляют за катки гусеничного движителя изделия или за колёса изделия с колёсным движителем), после чего расстопоривают поворотную площадку от крена с использованием упоров, затем расстопоривают поворотную площадку стенда для вращения, далее поворачивают поворотную площадку, с установленным и закрепленным на ней изделием до угла чуть меньшего, чем требуемый в быстроходном режиме, затем поворотную площадку вместе с изделием поворачивают до требуемого угла в тихоходном режиме, затем производят стопорение поворотной площадки стенда от вращения, после чего производят наклон рамы и поворотной площадки с установленным и закрепленным на ней изделием до угла чуть меньшего, чем требуемый в быстроходном режиме, затем наклонную раму вместе с зафиксированными на ней поворотной площадкой и изделием наклоняют до требуемого угла в тихоходном режиме, фиксируют подъёмную раму в заданном положении с использованием тормозных механизмов, встроенных в привод наклона, далее осуществляют проверку необходимых параметров изделия, получившего требуемое крен-дифферентное положение на поворотной площадке, зафиксированной на наклонной раме, затем производят возврат наклонной рамы и поворотной площадки с изделием в горизонтальное положение с использованием привода наклона, расстопоривают поворотную площадку стенда для вращения, поворачивают площадку с изделием в исходное положение, застопоривают поворотную площадку от вращения, расстопоривают изделие от перемещения с использованием боковых фиксаторов, фиксируют от крена поворотную площадку с использованием упоров, перемещают изделие со стенда (в частном варианте производят выезд изделия со стенда своим ходом, либо выкатывают изделие со стенда с использованием лебедки или снимают изделие со стенда с использованием подъемных сооружений).

Указанный технический результат достигается также в стенде для осуществления способа создания сочетаний крен-дифферентных положений тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель, состоящего из неподвижного основания, на котором шарнирно закреплена наклонная рама, имеющая возможность наклона на заданный угол, с использованием привода наклона, соединённого с подъёмной рамой через кулисы, предназначенные для разгрузки привода наклона в горизонтальном положении наклонной рамы, опущенной на неподвижное основание, на наклонной раме закреплена поворотная площадка, которая обладает возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной верхней поверхности наклонной рамы с помощью привода поворота, расположенного на наклонной раме и жестко связанного с ней, на поворотной площадке расположены боковые фиксаторы изделия, которые жестко соединены с этой площадкой, для удержания площадки от поворота во время наклона рамы применяется фиксатор от проворачивания, закрепленный на подъемной раме и имеющий возможность сцепляться с поворотной площадкой, для фиксации поворотной площадки от крена, применяются упоры поворотной площадки, взаимосвязанные с неподвижным основанием и имеющие возможность входить в зацепление с поворотной площадкой.

Сущность заявляемого изобретения поясняется графическими материалами:

Фиг.1 Структурно-функциональная схема стенда для создания сочетаний крен-дифферентных положений тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель;

Фиг.2 Стенд для создания сочетаний крен-дифферентных положений тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель (объемное изображение);

Стенд для создания сочетаний крен-дифферентных положений тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель, устроен следующим образом. Наклонная рама 1 шарнирно закреплена на неподвижном основании 8 (показано на фиг. 2) и имеет возможность наклона на заданный угол. Для этого используется привод наклона 3, соединённый с подъёмной рамой 1 через кулисы 9 (показаны на фиг. 2). Кулисы 9 предназначены для разгрузки привода наклона 3 в горизонтальном положении наклонной рамы, опущенной на неподвижное основание 8. Для этого кулисы имеют шарнирные соединения с наклонной рамой и приводом наклона.

На наклонной раме 1 закреплена поворотная площадка 2, которая обладает возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной верхней поверхности наклонной рамы. Для осуществления вращения применяется привод поворота 4 (показан на фиг. 1), расположенный на наклонной раме 1 и жестко связанный с ней.

На поворотной площадке 2 расположены боковые фиксаторы 7 изделия, которые жестко соединены с этой площадкой. При использовании этих боковых фиксаторов осуществляется временная фиксация тяжелого изделия на поворотной площадке, для удержания изделия от смещения во время поворота и наклона на заданный угол.

Для удержания площадки 2 от поворота во время наклона рамы 1 применяется фиксатор от проворачивания 5 (показан на фиг. 1), закрепленный на подъемной раме 1 и имеющий возможность сцепляться с поворотной площадкой 2.

Для фиксации поворотной площадки 2 от крена во время установки и снятия тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель, на поворотную площадку применяются упоры 6 поворотной площадки 2, имеющие возможность временно сцепляться с поворотной площадкой 2 для ее фиксации.

Способ создания сочетаний крен-дифферентных положений тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель осуществляют следующим образом.

Производят стопорение поворотной площадки 2 стенда от вращения с использованием фиксатора от проворачивания 5. Фиксируют от крена поворотную площадку 2 с использованием упоров 6. Обеспечивают нахождение боковых фиксаторов 7 изделия в задвинутом положении. Перемещают изделие на стенд (производят заезд изделия на стенд своим ходом, либо закатывают изделие с использованием лебедки или производят установку изделия с использованием подъемных сооружений). Фиксируют изделие от перемещения путем крепления боковыми фиксаторами 7 (в частном варианте осуществления способа крепление боковыми фиксаторами осуществляют за катки гусеничного движителя изделия или за колёса изделия с колёсным движителем). Производят расстопоривание поворотной площадки 2 от крена с использованием упоров 6. Затем расстопоривают поворотную площадку 2 стенда для вращения. После этого, для повышения производительности выполняемых работ, поворачивают поворотную площадку 2, с установленным и закрепленным на ней изделием до угла чуть меньшего, чем требуемый в быстроходном режиме с использованием привода поворота 4. Затем, для обеспечения высокоточной установки изделия, поворотную площадку 2 вместе с изделием поворачивают до требуемого угла в тихоходном режиме. Контроль и соответствие значения угла поворота изделия требуемому обеспечиваются приводом поворота 4. Затем производят стопорение поворотной площадки 2 стенда от вращения с использованием фиксатора от проворачивания 5. После чего, для повышения производительности выполняемых работ, производят наклон рамы 1 и поворотной площадки 2 с установленным и закрепленным на ней изделием до угла чуть меньшего, чем требуемый в быстроходном режиме. Затем, для обеспечения высокоточной установки изделия, наклонную раму 1 вместе с зафиксированными на ней поворотной площадкой 2 и изделием наклоняют до требуемого угла в тихоходном режиме. Контроль и соответствие значения угла наклона изделия требуемому обеспечиваются приводом наклона 3. Фиксацию подъёмной рамы 1 в заданном положении осуществляют с использованием тормозных механизмов, встроенных в привод наклона 3. Далее осуществляют проверку необходимых параметров изделия, получившего требуемое крен-дифферентное положение на поворотной площадке 2, зафиксированной на наклонной раме 1. Затем производят возврат наклонной рамы 1 и поворотной площадки 2 с изделием в горизонтальное положение с использованием привода наклона. Расстопоривают поворотную площадку 2 стенда для вращения. При необходимости, повторяют операции по вращению и наклону поворотной площадки 2, с установленным и закрепленным на ней изделием, на необходимые углы для последовательного выполнения всех необходимых проверок параметров изделия, зафиксированного с требуемым креном, дифферентом или их сочетанием. После этого, поворачивают площадку 2 с изделием в исходное положение. Застопоривают поворотную площадку 2 от вращения с использованием фиксатора от проворачивания 5. Расстопоривают изделие от перемещения с использованием боковых фиксаторов 7. Фиксируют от крена поворотную площадку 2 с использованием упоров 6. Перемещают изделие со стенда (в частном варианте осуществления способа выезжают со стенда своим ходом, либо выкатывают изделие со стенда с использованием лебедки или снимают изделие со стенда с использованием подъемных сооружений).

Обеспечение высокой надёжности и безопасности при осуществлении способа заключается в предусмотренной возможности избежать применения подъемных сооружений, работа которых обладает повышенным уровнем опасности для персонала. Перемещение изделия на стенд, а также перемещение изделия со стенда, в большинстве случаев может осуществляться своим ходом, либо с использованием лебедки.

Кроме того, данным способом обеспечена возможность полного исключения работы подъемных сооружений, связанной с переустановкой изделия, необходимой для обеспечения выполнения всех требуемых положений изделия с указанным креном, дифферентом или их сочетанием. Вместо переустановки изделия с использованием подъемных сооружений осуществляется вращение поворотной площадки 2 вместе с закрепленным на ней изделием. Следовательно, при использовании предложенного способа, повышается производительность выполняемых работ за счет снижения трудоемкости переустановки изделия для проверки его параметров при различных положениях изделия с требуемым креном, дифферентом или их сочетанием.

На АО «НПК «Уралвагонзавод» заявляемое изобретение используется в цехах механосборочного производства для создания сочетаний крен – дифферентных положений тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель, и подтвердило свою технико-экономическую эффективность.

Изобретение относится к стенду для создания способа крен-дифферентных положений тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель. Стенд состоит из неподвижного основания с шарнирно закрепленной наклонной рамой, выполненной с возможность наклона на заданный угол, неподвижное основание. На наклонной раме закреплена поворотная площадка, выполненная с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной верхней поверхности наклонной рамы с помощью привода поворота. На поворотной площадке расположены боковые фиксаторы изделия. Для удержания площадки от поворота во время наклона рамы применяется фиксатор от проворачивания. Для фиксации поворотной площадки от крена применяются упоры поворотной площадки. Достигается обеспечение высокоточной установки изделия с гусеничным или колесным движителем на стенде во всех необходимых направлениях с удержанием в каждом наклонном положении с заданным углом наклона в течение определенного времени. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ создания сочетаний крен-дифферентных положений тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель, включающий стопорение поворотной площадки стенда от вращения с использованием фиксатора от проворачивания, фиксацию от крена поворотной площадки с использованием упоров, обеспечение нахождения боковых фиксаторов изделия в задвинутом положении, перемещение изделия на стенд, фиксацию изделия от перемещения путем крепления боковыми фиксаторами, после этого расстопоривают поворотную площадку от крена с использованием упоров, затем расстопоривают поворотную площадку стенда для вращения, далее поворотную площадку с установленным и закрепленным на ней изделием поворачивают до угла, чуть меньшего, чем требуемый в быстроходном режиме, затем поворотную площадку вместе с изделием поворачивают до требуемого угла в тихоходном режиме, затем производят стопорение поворотной площадки стенда от вращения, осуществляют наклон изделия до угла, чуть меньшего, чем требуемый в быстроходном режиме, затем наклонную раму вместе с зафиксированными на ней поворотной площадкой и изделием наклоняют до требуемого угла в тихоходном режиме, фиксируют подъёмную раму в заданном положении с использованием тормозных механизмов, встроенных в привод наклона, далее осуществляют проверку необходимых параметров изделия, получившего требуемое крен-дифферентное положение на поворотной площадке, зафиксированной на наклонной раме, затем производят возврат наклонной рамы и поворотной площадки с изделием в горизонтальное положение с использованием привода наклона, расстопоривают поворотную площадку стенда для вращения, поворачивают площадку с изделием в исходное положение, застопоривают поворотную площадку от вращения, расстопоривают изделие от перемещения с использованием боковых фиксаторов, фиксируют от крена поворотную площадку с использованием упоров, перемещают изделие со стенда.

2. Способ создания сочетаний крен-дифферентных положений тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель по п.1, отличающийся тем, что повторяют операции по вращению и наклону поворотной площадки, с установленным и закрепленным на ней изделием, на необходимые углы для последовательного выполнения всех необходимых проверок параметров изделия, зафиксированного с требуемым креном, дифферентом или их сочетанием.

3. Способ создания сочетаний крен-дифферентных положений тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель по п.1, отличающийся тем, что производят заезд изделия на стенд своим ходом.

4. Способ создания сочетаний крен-дифферентных положений тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель по п.1, отличающийся тем, что производят закатывание изделия на стенд с использованием лебедки.

5. Способ создания сочетаний крен-дифферентных положений тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель по п.1, отличающийся тем, что производят установку изделия на стенд с использованием подъемных сооружений.

6. Способ создания сочетаний крен-дифферентных положений тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель по п.1, отличающийся тем, что фиксацию изделия от перемещения путем крепления боковыми фиксаторами осуществляют за катки гусеничного движителя.

7. Способ создания сочетаний крен-дифферентных положений тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель по п.1, отличающийся тем, что фиксацию изделия от перемещения путем крепления боковыми фиксаторами осуществляют за колеса изделия, имеющего колёсный движитель.

8. Способ создания сочетаний крен-дифферентных положений тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель по п.1, отличающийся тем, что перемещение изделие со стенда осуществляют выездом изделия своим ходом.

9. Способ создания сочетаний крен-дифферентных положений тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель по п.1, отличающийся тем, что перемещение изделия со стенда осуществляют выкатыванием изделия со стенда с использованием лебедки.

10. Способ создания сочетаний крен-дифферентных положений тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель по п.1, отличающийся тем, что перемещение изделия со стенда осуществляют снятием изделия с использованием подъемных сооружений.

11. Стенд для осуществления способа создания сочетаний крен-дифферентных положений тяжелого изделия, имеющего гусеничный или колесный движитель, состоящий из неподвижного основания, на котором шарнирно закреплена наклонная рама, имеющая возможность наклона на заданный угол, с использованием привода наклона, соединённого с подъёмной рамой через кулисы, предназначенные для разгрузки привода наклона в горизонтальном положении наклонной рамы, опущенной на неподвижное основание, на наклонной раме закреплена поворотная площадка, которая обладает возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной верхней поверхности наклонной рамы, с помощью привода поворота, расположенного на наклонной раме и жестко связанного с ней, на поворотной площадке расположены боковые фиксаторы изделия, которые жестко соединены с этой площадкой, для удержания площадки от поворота во время наклона рамы применяется фиксатор от проворачивания, закрепленный на подъемной раме и имеющий возможность сцепляться с поворотной площадкой, для фиксации поворотной площадки от крена, применяются упоры поворотной площадки, взаимосвязанные с неподвижным основанием и имеющие возможность входить в зацепление с поворотной площадкой.