Способ стабилизации направления движения мобильного энергетического средства Советский патент 1993 года по МПК A01B69/04 

Изобретение относится к тракторному и сельскохозяйственному машиностроению, а именно к способам стабилизации направления движения мобильных энергетических средств (МЭС) с шарнирно сочлененной рамой.

Цель изобретения - улучшение поперечной устойчивости направления движения МЭС.

На фиг. 1 изображен конкретный пример выполнения способа стабилизации направления движения МЭС; на фиг. 2 показана принципиальная схема МЭС; на фиг. 3 показан чертеж гидравлических и. механических связей: на фиг. 4 показан чертеж подсоединения устройства к сельхозмашине.

Предлагаемый способ стабилизации направления движения МЭС осуществляют следующим образом.

В момент нарушения устойчивого движения МЭС создают напряженное состояние, например, с помощью гидравлического цилиндра в поперечном направлении в месте соединения секций рамы. При этом восстанавливающую силу, создающую напряженное состояние, распределяют по секциям, на расстоянии от места их соединения, пропорциональном возникающему дестабилизирующему моменту, и увеличивают ее со скоростью, опережающей скорость складывания, секций рамы.

По мере устранения момента, дестабилизирующего заданное направление движения, восстанавливающую силу постепенно уменьшают до ее полного снятия.

Максимальную величину восстанавливающей силы выбирают из условия обеспечения необходимой устойчивости движения МЭС, исключающей его отклонение в горисо

с

оо

.&. ю VJ

зонтальной плоскости в поперечном направлении от заданного направления движения.

На фиг. 1 показан конкретный пример выполнения способа стабилизации направления движения МЭС путем построения схемы компенсации возникающего дестабилизирующего момента.

При работе МЭС с сельскохозяйственными орудиями по ряду причин (отклонение линии действия тягового сопротивления от продольной оси МЭС, пробуксовка одного из движителей и другие) возможно появление дестабилизирующего момента М (фиг. 1). Возникающий дестабилизирующий момент М может вызвать складывание секций А и Б. Создание напряжения в зоне соединения секций восстанавливающей силой F приводит к перемещению вертикального шарнира В в направлении возможного увода МЭС. Разложение восстанавливающей силы F на ее составляющие FI и FZ секции А и Б приводит к появлению моментов Mi и М2. которые препятствуют самопроизвольному (неуправляемому) повороту секции А и Б относительно вертикального шарнира В. .:.

Так как сцепление.шин с почвой создает момент сопротивления повороту секций относительно точки контакта больший, чем момент сопротивления.взаимному смещению секций А и Б, то возникающие под действием восстанавливающей силы F на секциях моменты Mi и Ма от реакции RI и Ra компенсируют действие дестабилизирующего момента М.

На фиг. 2 показана принципиальная схема мобильного энергетического средства (МЭС).

МЭС для стабилизации направления движения состоит из передней 1 хребтовой полурамы и задней 2 хребтовой полурамы, которые в средней части соединены шарниром 3 и наружными концами соединены с передней и задней балками 4 и 5 соответственно. Балки 4 и 5 опираются на колеса 6. Штоки 7 и 8 гидроцилиндров 9 и 10 с одной стороны закреплены на поршнях 11, 12, а с другой соединены с шарниром 3. Кронштейнами 13 и 14 гидроцилиндры 9 и 10 закреплены на подвижной тяге 16. Симметрично подвижной тяге 16 установлена подвижная тяга 15. Подвижные тяги 15 и 16 с помощью шарниров 17 и 18 закреплены на втулках 19 и 20, установленных по скользящим посадкам на подвижных тягах 15 и 16 и закрепленных жестко на коромыслах 21 и 22. На хребтовых полурамах 1 и 2 расположены упоры 23 и 24. Коромысла 21 и 22 шарнирно соединены со штоками 27 и 28 правого гидроцилиндра 29 и левого гидроцилиндра 30. Отверстия 31 и 32 гидроцилиндров 29 и 30 гидравлической связью соединены с отверстиями 33 гидроаккумулятора 34, внутри которого расположены поршни 35 и пружины 36. Штоки 25, 26, 27 и 28 гидроцилиндров 29 и 30 закреплены на поршнях 37 и 38, в которые упираются пружины 39 и 40. На подвижной тяге 15 шарнирно закреплен двуплечий

рычаг, который толкателями: левым 42 и правым 43 упирается в шток 44 золотникового устройства 45, Внутри золотникового устройства 45 расположены плунжеры 46 и 47. Отверстия 48 и 49 гидравлической

связью соединены с отверстиями 50, 51, 52, 53, При этом отверстия 50 и 52 соединены с отверстием 48, а отверстия 51 и 53 соединены с отверстием 49. Отверстия 54 и 55 соединены с отверстием 33. Через отверстие 56

происходит подвод рабочей жидкости от нагнетательной магистрали. Толкатели 42 и 43 в продольном направлении и шток 44 ъ среднем положении удерживаются корректирующими пружинами 57 и 58.

Кронштейнами 59 и 60 и рычагами 61 и 62 штоки 63 и 64 гидроцилиндров 65 и 66 связаны с передней хребтовой полурамой 1 и задней хребтовой полу рамой 2.

Толкатели 42 и 43 рычагом 67 и расположенными на нем роликами 68 и рычаг 69 свйзаны со штоками 70 и 71 сравнивающего

клапана 72. В сравнивающем клапане 72 расположены поршни 73 и 74, между которыми установлена распорная пружина 75.

Отверстия 76 и 77 сравнивающего клапана

72 гидравлической магистралью соединены

с отверстиями 78 и 79 гидроцилиндров 65 и

, 66 соответственно и расположенными в них

поршнями 80 и 81. В средней части сравнивающий клапан 72 отверстием 82 соединен с отверстием 83 блокирующего клапана 84. В блокирующем клапане 84 по торцам расположены плунжеры 85 и 86, между которыми расположена распорная пружина 87.

Блокирующий клапан 84 отверстиями 88 и 89 и гидравлической магистралью (не показана) связан с отверстиями 78 и 79 гидроцилиндров 65 и 66.

Толкатели 42 и 43 закреплены на двуплечем рычаге 90, шарнирно установленном на подвижной тяге 15. Смещение втулок 19 и 20 к центру шарнира ограничивается упорами 91 и 92.

На шарнирах 17 и 18 (фиг. 3} закреплен

зубчатый венец 93. На втулках 19 и 20 кронштейнами 94 и 95 закреплены двуплечие рычаги 96 и 97, которые нижними концами 96 и 99 входят в зацепление с зубьями 100, а верхними концами 101 и 102 шарнирно соединены с рычагами 1.03 и 104. которые

упорами 105 и 106 соединены посредством упругих элементов 107 и 108 со штокам 109 и 110 поршня 111 гидроцилиндра 112. Поршень 111 внутренний объем гидроцилиндра 112 делит на две полости I и II, сообщенные с гидравлической магистралью (не показана) отверстиями 113 и 114. С гидроцилиндром 112 жестко связан запорный клапан 115, в котором расположены поршни 116 и 117, пружинами 118 и 119 прижатые к буртикам 120 и 121, Штоки 122 и 123 поршней 116 и 117 шарнирными соединениями 124 и 125 соединены с толкателями 126 и 127. В корпусе запорного клапана 115 имеется отверстие 128. Сельскохозяйственная машина 129 продольными тягами 130 и 131 соединена с шарниром 3.

Рабочий процесс конкретного примера МЭС осуществляется следующим образом. Прм движении МЭС прямолинейно и совпадении вектора силы тягового сопротивления с продольной осью поршни 80 и 81 гидррцил.индров 65 и 66 находятся в среднем положении, а следовательно, перекрываемые плунжерами 46 и 47 золотникового устройства 45 отверстия 54, 55,56 разобщег ны с отверстиями 50, 51, 52, 53 гидроцилиндров 9 и 10. Следовательно, поршни 11 и 12 указанных гидроцилиндров находятся в среднем положении и штоки 7 и 8 находятся в положении, обеспечивающем совпадение оси шарнира 3 с продольной осью МЭС. Поршни 37 и 38 гидроцилиндров 29 и 30 находятся в крайних положениях. Отсутствие перераспределения усилий между штоками 27 и 28 приводит втулки 19 и 20 в крайнее положение и фиксирование их в упорах 23 и 24. Пружины 36 гидроаккумулятора 34 находятся в свободном состоянии.

Смещение линии действия тягового сопротивления МЭС, например, вправо приводит к тому, что в полости Г гидроцилиндра 65 повышается давление рабочей жидкости, которая через отверстие 78, отверстие 76 поступает в сравнивающий клапан 72. Поршень 74 сжимает распорную пружину 75. В результате этого рычаг 67 перемещается влево, поворачивая по часовой стрелке дву- плечий рычаг 90, который воздействует правым толкателем 43 на шток 44 золотникового устройства 45. Корректирующие пружины 57 и 58 поддерживают толкатели 42 и 43 в контакте со штоком 44 золотникового устройства 45. В результате этого рабочая жидкость от гидррсистемы МЭС (не показана) через отверстие 56, отверстие 48 поступает через отверстия 50 и 52 в полости в и а гидроцилиндров 9 и 10. Одновременно с этим рабочая жидкость из полости г и в через отверстия. 51 и 53. отверстия 49 и 55 поступает в сливную полость гидросистемы МЭС (не показана) При этом штоки 7 и 8 воздействуют на шарнир 3, способствуя его смещению вправо при переме- 5 щении втулок 19 и 20 по полурамам 1 и 2, а также повороту подвижных йтулок 19 и 20 по полурамам 1 и 2, а также повороту подвижных тяг 15 и 16 в шарнирах 17 и 18. Смещение шарнира 3 вправо продолжается до тех 0 пор, пока линия действия силы тягового сопротивления не совпадет с осью шарнира. При повороте хребтовой рамы 1 относительно подвижных тяг 15 и 16 от одного из отверстий 50, 51, 52, 53 рабочая жидкость

5 поступает в гидроцилмндр 112 через отверстия 113 и 114, Например, при повороте шарнира 17 налево происходит смещение штоков 110 и 109 влево. Тогда рычаг 105 отжимается от толкателя 127 и поворачива0 ется в конце 102 рычага 97 и вводит конец 99 в зацепление с зубьями 100, а рычаг 95 поворачивается относительно кронштейна 94, верхнего конца 101 и выводит конец 98 из зацепления с зубьями 100. Тогда при

5 вращении шарнира 17 против часовой стрелки рычаг 97 концом 99 осуществляет следящее действие по зубьям 100, а при вращении почасовой стрелке он заклинивает между этими зубьями.

0 При отсутствии внешних возмущений к

запорному клапану через отверстие 128

подводится давление, которое фиксирует

толкатели 126 и 127 посредством рычагов

104, 103 и вводит в зацепление с зубьями

5 100 концы 98 и 99.

Очевидно, что изобретение не ограничивается описанным примером его осуществления, могут быть предусмотрены и другие варианты, не выходящие за рамки формулы

0 изобретения.

Формула изобретения Способ стабилизации направления движения мобильного энергетического средства, включающий уравновешивание дестабилизи5 рующего момента путем взаимного поворота в . горизонтальной плоскости тянущих и толкающих движителей при уводе их с заданной траектории, отличающийся тем, что, с целью улучшения курсовой устойчивости движения

0 мобильного энергетического средства при возникновении дестабилизирующего момента, шарнирное соединение тянущих и толкающих движителей смещают на у гол, величина которого равна угловому отклонению линии тягового

5 сопротивления от заданного направления движения, смещенное по фазе на противоположное, причем составляющие силы смещения шарнирного соединения пропорциональны величинам составляющих силы, создающей дестабилизирующий момент.

8

N«

Q. . - W itt,

Изобретение относится к тракторному и сельскохозяйственному машиностроению, а именно к способам стабилизации направления движения мобильных энергетических средств с шарнирно сочлененной рамой. Сущность изобретения: в момент появления возмущающего воздействия, дестабилизирующего заданное направление движения, вертикальный шарнир сочлененных пол- урам подпирают в направлении, противоположном излому полурам, и смещают его восстанавливающей силой в направлении, поперечном заданному направлению движения, причем восстанавливающую силу раскладывают на составляющие, реализуемые в момент, пропорциональный величине дестабилизирующего возмущающего воздействия. 4 ил.

36: 36

ЕЖЗ

66

J7

3S,

36

шет

Фиг. 2

///

f не