АВТОГРЕЙДЕР Российский патент 2024 года по МПК B60K17/04 E02F3/76 

Известна конструкция четырехколесного полноприводного автогрейдера на базе шасси трактора БЕЛАРУС-92П (RU 172424, опубл. 07.07.2017). Конструкция состоит из трактора с агрегатами и расположенной впереди надстройкой в виде передней рамы, которая крепится к корпусу трансмиссии трактора и опирается на вынесенный далеко вперед передний ведущий мост базового шасси. В пространстве между трактором и передним мостом расположено рабочее оборудование автогрейдера, закрепленное на передней раме. Таким образом, функцию подмоторной рамы выполняет несущий корпус трансмиссии трактора. Недостатки конструкции - худшая планирующая способность, свойственная четырехколесным автогрейдерам, по сравнению с шестиколесными по ГОСТ 27535-87, пониженная производительность при работе с повернутым отвалом вследствие короткой базы отвала относительно базы автогрейдера, невозможность выноса отвала для зачистки откосов по причине крепления промежуточной опоры карданной передачи переднего моста к тяговой раме.

Использование тракторных агрегатов описано также в RU 14437 и RU 14438, опубл. 27.07.2000 г. В сравнении с RU 172424, задний мост ориентирован также, а двигатель с коробкой передач развернут назад и соединен с мостом через редуктор, что позволило уменьшить габариты и базу автогрейдера, улучшив маневренность. Несмотря на соединение двигателя и трансмиссии в один блок, здесь имеется подмоторная рама для передачи усилий от передней рамы к заднему мосту, а возможности несущего корпуса трансмиссии трактора, как в RU 172424, для этого не задействованы. От базового трактора в RU 14438 использован ведущий передний мост с приводом от гидромотора.

Улучшение планирующей способности четырехколесного RU 14438 достигнуто в RU 27121, опубл. 10.01.2003 превращением его в шестиколесный с применением балансиров. Однако здесь не применяется ведущий передний мост и присутствует подмоторная рама. Автогрейдер по RU 27121 по п. 2 будет взят за наиболее близкий аналог (прототип) заявленному техническому решению автогрейдера по наибольшему количеству одинаковых с ним существенных признаков.

Из недостатков прототипа можно отметить неиспользование несущего корпуса трансмиссии для передачи усилий от рабочего оборудования, использование редуктора только как преобразователя вращения. В заявленном техническом решении устранены описанные недостатки прототипа при сохранении достоинств, к каковым можно отнести использование серийно выпускаемых тракторных агрегатов, отсутствие карданных передач от двигателя к коробке и от коробки к задней тележке, возможность блокировки дифференциала без остановки машины, расположение тормозов в заднем мосту.

Применение агрегатов от более массово выпускаемых, чем автогрейдера, машин нашло также развитие в RU 19544 опубл. 10.09.2001 и в RU 176726 опубл. 25.01.2018 применительно к шестиколесным автогрейдерам. В RU 19544 применена балансирная тележка с использованием в качестве центрального редуктора моста от автомобиля ЗИЛ с блокируемым дифференциалом. В RU 176726 использована задняя тележка от автомобиля Урал с блокируемыми межколесными дифференциалами в мостах.

На грейдере ДЗ-98В (В.И. Баловнев, Р.Г. Данилов, Г.В. Кустарев и др. Автогрейдеры. М.: МАДИ, 2014. - 144 с.) применена тележка, аналогичная автомобильной, однако оригинальность компоновки и конструкции мостов позволяют подвести крутящий момент к ним внутри тележки от специального редуктора коробки, расположенного между мостами. Этим достигается компактность размещения агрегатов на подмоторной раме, чего нельзя сказать о RU 176726, где от коробки крутящий момент подводится к ближайшему мосту, и с учетом подвижности мостов тележки и обеспечения необходимых углов работы карданного вала длина этого карданного вала должна быть достаточно большой, а это ведет к неоправданному увеличению базы автогрейдера и более короткой базе отвала относительно базы автогрейдера. Недостатком RU 176726 также является необходимость в дополнительном редукторе и блокировка дифференциала зубчатой муфтой, которая должна включаться при полной остановке машины.

Одно из рациональных конструктивных решений можно найти в трансмиссии автогрейдера Д-598 (К.П. Севров, Б.В. Горячко, А.А. Покровский. - М.: Машиностроение, 1970. - 192 с.), где корпус коробки передач стыкуется с корпусом центрального редуктора задней тележки, а выходной вал коробки служит одновременно валом шестерни главной передачи. Однако крутящий момент от двигателя передается к валу коробки карданной передачей.

Задача изобретения - разработка автогрейдера с рациональной конструкцией трансмиссии и рамы с целью получения высоких тяговых характеристик для различных условий работы, снижения затрат на изготовление, уменьшения габаритных размеров для улучшения обзорности.

Технический результат изобретения - исключение из конструкции массивной подмоторной рамы за счет использования трансмиссии с несущим корпусом, улучшающее также обзор из кабины за счет снижения габаритов и доступ к агрегатам для обслуживания, применение тележки с высокими тяговыми и тормозными характеристиками, применение коробки передач с гидроподжимными муфтами, повышающее удобство управления, использование съемных балластных грузов для адаптации автогрейдера к конкретным работам, применение серийных агрегатов трактора типа Беларус, соединение балансира с полуосью заднего моста трактора.

Задача изобретения может быть достигнута и технический результат получен в результате применения заявленного технического решения автогрейдера, суть которого в следующем.

П. 1. Автогрейдер (Фиг. 1, 2) содержит переднюю раму 1 с закрепленным на ней рабочим оборудованием 18, двигатель 8 со вспомогательными системами 5 и 9, закрепленными на полураме 10, трансмиссию с несущим корпусом, кронштейн сочленения 16 с гидроцилиндрами излома 24, передний управляемый ведущий мост 20, закрепленный на передней раме балансирным шкворнем, карданную передачу 19, колеса 21 с размещенными в их нише съемными балластными грузами 22, кабину 2, топливный и масляный баки 4, капот 7. Трансмиссия состоит из колокола сцепления 6, коробки передач с гидроподжимными муфтами 3, тележки 14, соединенных своими корпусами в один блок. Тележка состоит из центрального редуктора с расположенными в нем главной передачей с блокируемым дифференциалом, рабочим и стояночным тормозами, и из симметричных уравновешенных балансиров. На выходном валу 15 коробки размещена ведущая шестерня главной передачи. К колоколу сцепления жестко крепится двигатель и полурама, к торцу коробки передач - кронштейн сочленения, который стянут шпильками с колоколом сцепления и центральным редуктором так, что коробка передач расположена между кронштейном и колоколом с центральным редуктором. К выходному валу коробки присоединена карданная передача переднего моста, которая крепится к передней раме опорами 17, в одной из которых имеются предохранительная и соединительная муфты. Рыхлитель 12 крепится к имеющимся на корпусе центрального редуктора проушинам. В области проушин одним концом крепится тяга 13, которая другим концом крепится к полураме сзади машины в области расположения кронштейнов гидроцилиндров 11 подъема рыхлителя. Гидроцилиндры излома одним концом крепятся к проушинам на корпусе центрального редуктора, а другим концом к передней раме. Кабина с органами управления может крепиться как к корпусу коробки передач и кронштейну сочленения, так и к передней раме. Компоновка позволяет иметь капоту наклонную часть от блока баков до радиатора, чем улучшает обзорность из кабины.

П. 2. Автогрейдер (Фиг. 3, 4) состоит из тягового модуля на базе машинокомплекта трактора типа Беларус с несущим корпусом трансмиссии, к которому монтируются передняя рама 1 посредством кронштейна сочленения 16 с закрепленным на ней рабочим оборудованием 18, гидроцилиндры излома рамы 24, рыхлитель 12 посредством кронштейнов рыхлителя 30, гидроцилиндр рыхлителя 11, передний управляемый ведущий мост 20, балансирно закрепленный на передней раме, карданная передача 19, колеса 21 с размещенными в их нише съемными балластными грузами 22, кабина 2, топливный и масляный баки 4. Машинокомплект базового трактора в сборе включает в себя двигатель 8 со вспомогательными системами 9, лонжероны 10 с передним брусом, корпус сцепления 6, коробку передач 3, задний мост 14 с блокируемым дифференциалом и тормозами, капот 7 с электрооборудованием, передний мост 20, закрепленный в переднем брусе пальцами. Тяговый модуль получается из машинокомплекта трактора снятием переднего моста, отсоединением от коробки заднего моста и присоединением к коробке редуктора 27 верхней частью его корпуса, где расположен входной вал, с той же стороны к нижней части редуктора, где расположен выходной вал 15, крепится корпусом отсоединенный задний мост, так что он оказывается под коробкой с небольшим зазором. Выходной вал редуктора c ведущей шестерней главной передачи является входным валом заднего моста. Тяговый модуль содержит также два симметричных уравновешенных балансира 33, закрепленных на полуосях заднего моста 32, причем корпус каждого балансира подшипниками опирается на внешнюю поверхность ступичной части центральной шестерни 28 балансира, которая внутренней частью, вкладышами 29 клинового соединения, закреплена на полностью нагруженной полуоси заднего моста. При передаточном числе балансира, равном G/H, передаточное число редуктора равно H/R из условия обеспечения максимальной силы тяги как в базовом тракторе, где

G - радиус колеса автогрейдера, м;

H - высота до полуоси заднего моста автогрейдера, м;

R - радиус заднего колеса базового трактора, м.

При таких передаточных числах балансира и редуктора и вращении входного и выходного валов редуктора в разные стороны скорость автогрейдера будет такая же, как и базового трактора.

От передающего вращение выходному валу редуктора промежуточного вала редуктора 26 передается вращение на карданный вал, который крепится к передней раме опорами 17, одна из них с соединительной муфтой, другая - от базового трактора с предохранительной муфтой. Передаточное число, равное отношению числа зубьев шестерни промежуточного вала к числу зубьев шестерни выходного вала, равно G/r, где

r - радиус переднего колеса трактора, м.

К противоположной креплению агрегатов стороне корпуса редуктора крепится кронштейн сочленения, стянутый шпильками 25 с колоколом сцепления и задним мостом. К переднему брусу трактора к проушинам крепления переднего моста крепится гидроцилиндр рыхлителя, усилия от которого воспринимаются тягами 13, закрепленными одним концом к расположенным внизу заднего моста проушинам для навесного оборудования, а другим концом к переднему брусу трактора. Рыхлитель крепится к кронштейну рыхлителя 30, который закреплен на рукавах 31 заднего моста. Гидроцилиндры излома рамы одним концом крепятся к кронштейнам рыхлителя, а другим концом к передней раме. Для уменьшения угла изгиба приводного карданного вала передний мост подвергается доработке: корпус главной передачи перевернут сверху вниз и переподсоединен с рукавами так, что фланец входного вала ориентирован влево и вверх. Кабина с органами управления может крепиться как к корпусу редуктора и кронштейну сочленения, так и к передней раме.

Группа изобретений относится к полноприводным автогрейдерам. Автогрейдер включает шарнирное сочленение рамы и расположенные по обе стороны от нее гидроцилиндры поворота, переднюю раму с закрепленным на ней рабочим оборудованием, прикрепленный к раме через балансирный шкворень управляемый передний мост, соединенные в один блок двигатель и трансмиссию. Передняя рама опирается на кронштейн шарнирного сочленения, который прикреплен к несущему корпусу трансмиссии. Трансмиссия состоит из коробки передач с гидроподжимными муфтами и параллельными друг другу входным и выходным валами, колокола сцепления, прикрепленного со стороны расположенного вверху входного вала коробки к корпусу коробки, балансирной тележки с тормозами в центральном редукторе. Достигается увеличение тяговых характеристик для различных условий работы, уменьшение габаритных размеров для улучшения обзорности. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

1. Автогрейдер, включающий шарнирное сочленение рамы и расположенные по обе стороны от нее гидроцилиндры поворота, переднюю раму с закрепленным на ней рабочим оборудованием, прикрепленный к раме через балансирный шкворень управляемый передний мост, соединенные в один блок двигатель и трансмиссию, отличающийся тем, что передняя рама опирается на кронштейн шарнирного сочленения, который прикреплен к несущему корпусу трансмиссии; трансмиссия состоит из коробки передач с гидроподжимными муфтами и параллельными друг другу входным и выходным валами, колокола сцепления, прикрепленного со стороны расположенного вверху входного вала коробки к корпусу коробки, балансирной тележки с тормозами в центральном редукторе, прикрепленной корпусом центрального редуктора со стороны расположенного внизу выходного вала коробки к корпусу коробки так, что колокол с присоединенным к нему двигателем и центральный редуктор находятся по одну сторону от коробки, а кронштейн - по другую, причем выходной вал коробки одновременно является входным валом центрального редуктора с размещенной на этом валу ведущей шестерней главной передачи и межосевое расстояние между входным и выходным валами коробки обеспечивает зазор между колоколом сцепления и центральным редуктором; кронштейн шарнирного сочленения стянут шпильками с колоколом сцепления и центральным редуктором; применен управляемый ведущий передний мост с карданным приводом от выходного вала коробки со стороны кронштейна, карданный привод прикреплен опорами к передней раме, в некоторых опорах располагается предохранительная и соединительная муфты; к колоколу сцепления присоединена полурама для размещения на ней систем двигателя и крепления гидроцилиндров подъема рыхлителя, для чего полурама в области крепления гидроцилиндров соединена штангами с корпусом центрального редуктора в области имеющегося на нем крепления рыхлителя; гидроцилиндры поворота через пальцы одним концом крепятся к передней раме, другим - к корпусу центрального редуктора; на выходных валах колес автогрейдера внутри колесного обода имеются съемные балластные грузы.

2. Автогрейдер, включающий шарнирное сочленение рамы и расположенные по обе стороны от нее гидроцилиндры поворота, переднюю раму с закрепленным на ней рабочим оборудованием, прикрепленный к раме через балансирный шкворень управляемый передний мост, соединенные в один блок двигатель и трансмиссию, состоящую из агрегатов трактора с несущим корпусом, а именно: корпуса сцепления, коробки передач и заднего моста, а также редуктора с параллельными валами и разнонаправленным вращением входного и выходного валов, к корпусу которого со стороны расположенного вверху входного вала присоединена корпусом коробка передач с присоединенными корпусом сцепления и двигателем, а со стороны расположенного внизу выходного вала присоединен корпусом задний мост с блокируемым дифференциалом и тормозами, установленный под коробкой передач с зазором, который обеспечивается межосевым расстоянием между входным и выходным валами редуктора, отличающийся тем, что передняя рама опирается на кронштейн шарнирного сочленения, который прикреплен к несущему корпусу трансмиссии с противоположной от крепления коробки и моста стороны редуктора и стянут шпильками с корпусом коробки передач и корпусом заднего моста; на полностью нагруженных полуосях заднего моста закреплены симметричные уравновешенные балансиры, причем корпус каждого балансира подшипниками опирается на внешнюю часть ступицы центральной шестерни балансира, которая внутренней частью вкладышами клинового соединения закреплена на полуоси заднего моста; передаточное число редуктора равно H/R, где

Н - высота до полуоси заднего моста автогрейдера, м;

R - радиус заднего колеса базового трактора, м;

применен управляемый ведущий передний мост от базового трактора с цилиндрической бортовой передачей, приводимый карданным валом со стороны кронштейна от промежуточного вала редуктора так, что вращение валов разнонаправленное и передаточное число, равное отношению числа зубьев шестерни промежуточного вала к числу зубьев шестерни выходного вала, равно G/r, где

G - радиус колеса автогрейдера, м;

г - радиус переднего колеса трактора, м;

корпус главной передачи перевернут сверху вниз и переподсоединен с рукавами так, что фланец входного вала ориентирован влево и вверх; карданный привод прикреплен опорами к передней раме, в некоторых опорах находятся предохранительная и соединительная муфты; к переднему брусу трактора и лонжеронам, присоединенным к корпусу сцепления, крепится гидроцилиндр подъема рыхлителя, рыхлитель соединен через пальцы с кронштейнами рыхлителя, закрепленными на рукавах заднего моста, передний брус соединен штангами с кронштейном рыхлителя, к рукавам заднего моста с другой стороны крепятся через кронштейны гидроцилиндры поворота, которые другим концом прикреплены к передней раме; на выходных валах колес автогрейдера внутри колесного обода имеются съемные балластные грузы.