Устройство для мойки лобовых поверхностей транспортных средств Советский патент 1984 года по МПК B60S3/06 

Изобретение относится к устройствам для наружной - мойки и очистки поверхностей транспортных средств, в частности для мойки лобовых поверхностей вагонов метрополитена. Известно устройство для мойки лобовых поверхностей транспортных средств/ содержащее основание, на котором шарнирно закреплена с возможностью маятникового поворота приводом в вертикальной плоскости и перемещения в вертикальной плоскости в направляющих основания связанная с механизмом перемещения рама по меньшей мере с двумя щтангами, на которых смонтирован горизонтальный вал, несущий ротационную щетку с приводом ее вращения и противовес рамы с трособлочной системой, причем привод размещен с одной стороны щетки, а щтанги расположены симметрично относительно поперечной оси последней 1. Недостатком данного устройства являются низкие динамические характеристики, обусловленные большим сопротивлением, возникающим при перемещении щетки в направляющих основания. Цель изобретения - повышение эффективности. Указанная цель достигается тем, что устройство для мойки лобовых поверхностей транспортных средств, содержащее основание, на котором щарнирно закреплена с возможностью маятникового поворота приводом в вертикальной плоскости и перемещения в вертикальной плоскости в направляющих основания связанная с механизмом перемещения рама по меньшей мере с двумя штанга.ми, на которых смонтирован горизонтальный вал, несущий ротационную щетку с приводом ее вращения, и противовес рамы с трособлочной системой, причем привод размещен с одной стороны щетки, а штанги расположены симметрично относительно поперечной оси последней, снабжено двумя дополнительными противовесами, один из которых закреплен на другой стороне щетки и выполнен заодно с радиальной направляющей, которая установлена на валу щетки и на ней закреплен другой дополнительный противовес а каждая из щтанг смонтирована с возможностью перемещения в крестовине, которая выполнена в виде двух полых корпусов, в одном из которых размещена штанга, а в другом закреплен горизонтальный вал. Причем механизм перемещения рамы выполнен в виде роликов, расположенных симметрично относительно поперечной оси щетки. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - кинематическая схема устройства; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 2; на фиг. 5 - вид в на фиг. 1; на фиг. 6 - вид Г на фиг. 5; на фиг. 7 - разрез Д-Д на фиг. 6; на фиг. 8 - разрез Е-Е на фиг. 6; на фиг. 9 - разрез Ж-Ж на фиг. 8. Устройство для мойки лобовых поверхностей транспортных средств содержит основание 1, на котором шарнирно закреплена с возможностью маятникового поворота приводом в вертикальной плоскости и перемещения в вертикальной плоскости в направляющих 2 (не показано) основания 1 связанная с механизмом перемещения раМа 3 по меньшей мере с двумя штангами 4 и 5, на которых смонтирован горизонтальный вал 6, несущий ротационную щётку 7 с приводом ее вращения. Горизонтальный вал 6 снабжен цапфами 8 и 9. На цапфе 8 жестко закреплено зубчатое колесо 10, связанное с шестерней 11 привода вращения щетки, состоящего из двигателя 12 и редуктора 13, которые смонтированы с одной стороны щетки. Привод вращения жестко закреплен на плите 14, которая жестко установлена на подвижном подшипниковом корпусе 15 со щеками 16. Внутри корпуса 15 размещены два подшипника 17 качения, во внутренних отверстиях которых установлена и закреплена в осевом направлении цапфя 8. Между щеками 16 корпуса 15 попарно установлены ролики 18 и 19 на расстоянии L от роликов 20 и 21, обеспечивающем снижение максимальных нагрузок на подшипники роликов 18-21 ниже допускаемой величины. Ролики 18-21 обкатываются по двум параллельным направляющим 22 и 23, жестко закрепленным на опорной колонне 24. Внутри опорной колонны 24 расположен противовес 25, связанный через систему блоков 26-29 тросами 30 и 31 со щеками 16 подщипникового корпуса 15 для уравновешивания части веса щетки 7. Зубчатое колесо 10 и шестерня 11 герметично закрыты кожухом 32, а привод вращения - кожухом 33. Со стороны цапфы 9 щетки 7 установлен подвижный подшипниковый корпус 34 со щеками 35 и 36, внутри которого размещены два подшипника 37 качения, на наружной щеке 36 корпуса 34 жестко установлен кронштейн 38 с роликами 39 и 40 охватывающими направляющую 41 для ограничения перемещения щетки 7 в осевом направлении. Направляющая 41 жестко закреплена на опорной колонне 42. Между щеками 35 и 36 корпуса 34 попарно установлены ролики 43 и 44 на расстоянии L от роликов 45 и 46, обеспечивающем снижение максимальных нагрузок на подшипники роликов 43-46 ниже допускаемой величины. Ролики 43-46 обкатываются по двум параллельным направляющим 47 и 48, жестко закрепленным на опорной колонне 42. Внутри опорной колонны 42 расположен противовес 49, связанный через систему блоков 50-53 тросами 54 и 55 со щеками 35 и 36 подшипникового корпуса 34 для уравновешивания оставшейся части веса щетки 7.

Кроме того, устройство снабжено двумя дополнительными противовесами, один из которых 56 жестко закреплен на наружной поверхности подшипникового корпуса 34 с возможностью перемешения в осевом направлении и выполнен заодно с радиальной направляющей 57, параллельной горизонтальной плоскости. На направляющей 57 с возможностью регулировки в радиальном направлении закреплен другой дополнительный противовес 58.

Для обеспечения перемещения щетки 7 ло направляющим 22, 23, 47 и 48 на непод вижных опорах 59 и 60 установлен вал 61 с жестко закрепленными штангами 4 и 5, на которых с возможностью осевого перемещения установлены две одинаковые крестовины 62 и 63, каждая из которых выполнена в виде двух взаимно перпендикулярных полых корпусов 64 и 65 со скрещивающимися осями для исключения пересечения цапф 8 и 9 щетки 7 со штангами 4 и 5.

По концам полый корпус 64 содержит жестко связанные с ним втулки 66 и 67 с соосными отверстиями, равными наружному диаметру штанги 4 с обеспечением ходовой посадки на всей длине штанги 4. На поверхности отверстий корпуса 64 выполнены смазочные канавки 68, а на наружных торцах втулок 66 и 67 установлены зашитные крышки69 и 70 с резиновыми кольцами 71 и 72 для защиты внутренней полости корпуса 64 от попадания в него пыли, влаги и грязи. Полый корпус 65 фиксируется в осевом направлении на цапфе 8 щетки 7 посредством распорных втулок 73- 75 и внутренних колец подшипников 76 и 77. Наружные кольца подшипников 76 и 77 прижаты крышками 78 и 79 к дйстанционному кольцу 80, расположенному внутри корпуса 65.

Для регулировки легкости вращения цапфы 8 под крышки 78 и 79 установлены регулировочные прокладки 81 и 82, а для защиты внутренней полости корпуса 65 от попадания в него пыли, влаги и грязи, внутри крышек 78 и 79 установлены резиновые манжеты 83 и 84. Вторая крестовина выполнена аналогично описанной. Опорные колонны 24 и 42 с направляющими 22, 23 и 47, 48 установлены параллельно друг другу. Неподвижные опоры 59 и 60 закреплены на раме 85 со стойками 86 и 87.

На раме 85 жестко установлен кронштейн 88, к которому посредством шарнира 89 закреплен гидроцилиндр 90 со штоком 91, который шарниром 92 соединен с кривошипом 93, жестко связанным с серединой вала 61. На штоке 91 гидроцилиндра

90жестко закреплена линейка 94, а на раме 85 также жестко установлен кронштейн 95 с двумя конечными выключателями 96 и 97, обеспечивающими переключение золотников гидроцилиндра 90. Устройство расположено на позиции мойки вагона 98.

Устройство работает следующим образом.

Вагон 98,. подлежащий мойке, подается на позицию мойки и, дойдя до устройства мойки, останавливается. Включается привод вертикального перемещения щетки, состоящий из гидроцилиндра 90 со штоком

91и шарнирно связанного с ним кривошипа 93, жестко соединенного со штангами 4 и 5. Вал 6 щетки 7, установленный своими цапфами 8 и 9 в корпусах 15 и 34 со щеками 16, 35 и 36, начинает перемещаться вниз по направляющим 22, 23 и 47, 48. При этом щтанги 4 и 5 скользят во втулках 66 и 67 полых корпусов крестовин 62 и 63. При достижении щеткой 7 нижнего положения, соответствующего низу вагона 98, срабатывает конечный выключатель %, и происходит переключение гидроцилиндра 90 на обратный ход до момента срабатывания конечного выключателя 97. Далее цикл повторяется. Одновременно с включением привода вертикального перемещения щетки 7 включается привод вращения щетки 7 посредством подачи питания на двигатель 10. Крутящий момент двигателя 10 передается на редуктор 13 и от него через шестерню 11 на зубчатое колесо 10, которое начинает врашать жестко связанный с ним вал 6 щетки 7. При этом направление вращения щетки Пщ выбирается таким, что момент приведенной к оси выходного вала редуктора 13 силы от веса привода вращения щетки относительно оси вращения щетки направлен против крутяхцего момента выходного вала редуктора 13. Такой выбор направления вращения щетки п позволяет уменьшить момент, приложенный к корпусу 15 со шеками 16, прижимаюший ролики 18 и 21 (фиг. 4) к направляющим 22 и 23, т. е.

М, PL, - Мкр(1 + 1),

где Mj - момент, приложенный к корпусу 15 со щеками 16, прижимающий ролики 18 и 21 к направляющим 22, 23;

Р - приведенная к оси выходного вала редуктора 13 сила от веса привода вращения щетки 7;

LI - расстояние от вала щетки 7 до оси выходного вала редуктора 13;

Мдр - крутящий момент на выходном валу редуктора 13;

i - передаточное отношение зубчатых колес 10 и 11,

и тогда сила давления Q роликов 18 и 21 на направляющие 22 и 23 также уменьшается

Q -,

где L - расстояние между парой роликов 18, 21 и 20, 21 (фиг. 4). Для обеспечения легкого поступательного перемещения щетки 7 вверх-вниз к щекам 16 и 36 корпусов 15 и 34 прикрепляют тросы 30, 31 и 54, 55 через системы блоков 26-29 и 50-53, на противоположных концах которых подвещивают грузы 25 и 49, обезвешивающие щетку 7, что позволяеть обеспечить легкое перемещение щетки 7 по направляющим 22, 23, 47 и 48 с помощью штанг 4 и 5, жестко связанных с валом 61. Во избежание перекосов щетки 7 при движении по направляющим 22, 23 и 47, 48 для уравнивания сил сопротивления качению роликов 18, 21 и 43, 45 на корпусе 34 устанавливается дополнительный противовес 56 с радиальной направляющей 57 и другим дополнительным противовесом 58, вес которых выбирается таким, что обеспечивает положение центра тяжести щетки 7 в ее геометрической середине, т. е.

G Р

Р..

+ PI

где G - суммарная сила от веса второго дополнительного противовеса 58, направляющей 57 и дополнительного противовеса 56;

Р - сила от веса узлов и деталей привода вращения щетки, расположенных на оси щетки (зубчатое колесо 10, часть плиты 14, часть кожуха 32 и др.);

Pg - сила от веса кронштейна 38 с роликами 39 и 40, а вес дополнительного противовеса 58 выбирается таким, что момент MX,, создаваемый им относительно оси вращения щетки 7, приложенный к корпу/ 4

59-

5f

су 34 со щеками 35 и 36, прижимающий ролики 43 и 45 к направляющим 47 и 48, равен моменту Mj, т. е.

с, - PLi-M(CfCJ+j)

Uj -,

Ьг

где LZ - расстояние от оси вращения щетки до центра тяжести системы: добавочный груз 58 и направляющая 57;

GI - вес дополнительного противовеса 58 и направляющей 57;

Мсояр- момент сопротивления вращению щетки и зависит от трения в опорах, сопротивления воздуха движению ворса, трения ворса о поверхность вагона, в связи с чем является величиной переменной из-за неровностей и выступающих частей на торце вагона.

С возрастанием Мсолр воз растает MHD, в результате чего величина Mj может стать отрицательной, при этом зазоры Z между роликами 19 и направляющей 23 и роликом 20 и направляющей 22 выбираются, эти ролики вступают в контакт с направляющими, а зазоры Z появляются между роликом 18 и направляющей 22 и роликом 21 и направляющей 23. При этом корпус 15 со щеками 16 поворачивается на небольшой угол. Этот поворот происходит плавно и мягко в связи с тем, что момент М изменяется непрерывно от положительного значения до отрицательного и передается через редуктор 13. В момент качания момент MI имеет минимальные значения, что снижает динамические нагрузки при заеданиях щетки и увеличивает ее срок службы.

Использование предлагаемого устройства позволит повысить его эффективность работы и улучщить динамические нагрузки за счет уменьшения сил сопротивления перемещению щетки в направляющих и обеспечения равенства этих сил.

60

Фиг.З

Видб

ФигЛ

52 53,51

Виде Г

2628 27,29

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОЙКИ ЛОБОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ, содержащее основание, на котором шарнирно закреплена с возможностью маятникового поворота приводом в вертикальной плоскости и перемещения в вертикальной плоскости в направляющих основания связанная с механизмом перемещения рама по меньщей мере с двумя щтангами, на которых смонтирован горизонтальный вал, несущий ротационную щетку с приводом ее вращения, и противовес рамы с трособлочной системой, причем привод размещен с одной стороны щетки, а щтанги расположены симметрично относительно поперечной оси последней, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности, оно снабжено двумя дополнительными противовесами, один из которых закреплен на другой стороне щетки и выполнен заодно с радиальной направляющей, которая установлена на валу щетки и на ней закреплен другой дополнительный противовес, а каждая из штанг смонтирована с возможностью перемещения в крестовине, которая выполнена в виде двух полых корпусов, в одном из которых размещена штанга, а в другом закреплен горизонтальный вал. (Л 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, механизм перемещения рамы выполнен в виде роликов, расположенных симметрично относительно поперечной оси щетки. о 00 00 00

///////А ( фиг. 5 50 {f 5f 47 36 ::;, Г: ;:Г 23 Л- 16302 27

61

7S

82

Фиг. 9