Автогрейдер модернизация

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Рассмотрение сущности найденных патентов

 

          Патент № 2034116

 

        Цель  изобретения:  повышение надежности  автогрейдера путем разгрузки  шарнира поворота хребтовой балки  относительно подмоторной рамы  гидроцилиндрами поворота хребтовой  балки относительно подмоторной  рамы.

          Цель изобретения в автогрейдере, включающем колесный движитель,  содержащий балансиры со своей  осью качания, установленные на  колесном движителе хребтовую  балку со своей задней наклонной  частью, подмоторную раму, соединенные  друг с другом посредством  шарнира и двух гидроцилиндров  поворота хребтовой балки относительно  подмоторной рамы, шарнирно прикрепленную  к переднему концу хребтовой  балки тяговую раму, прикрепленный  к тяговой раме отвал, гидроцилиндры  выноса тяговой рамы и подъема  и опускания отвала, которые шарнирно  присоединены к хребтовой балке  и тяговой раме, достигается тем,  что угол между плоскостью, проходящей  через продольные оси гидроцилиндров  поворота хребтовой балки и  опорной плоскостью автогрейдера, лежит в пределах от 2 до 45^о. Плоскость, проходящая через продольные оси гидроцилиндров поворота хребтовой балки проходит через ось качания балансиров.

Рис. 4.1. Патент № 2034116

 

         На рисунке 4.1 изображен автогрейдер с углом наклона плоскости,

проходящей через продольные оси гидроцилиндров поворота хребтовой  балки относительно подмоторной  рамы к опорной плоскости автогрейдера, лежащим в пределах от 2 до 45^о; на рисунке 2 автогрейдер, где плоскость, проходящая через продольные оси гидроцилиндров поворота хребтовой балки, параллельна задней части хребтовой балки; рисунке 3 автогрейдер, где плоскость, проходящая через продольные оси гидроцилиндров поворота хребтовой балки, проходит через ось качания балансиров.

            Автогрейдер включает колесный  движитель 1, содержащий балансир 2 со своей осью 3 качания, установленные  на колесном движителе хребтовую  балку 4 со своей задней наклонной  частью 5, подмоторную раму 6. Хребтовая  балка 4 соединена с подмоторной  рамой 6 посредством шарнира 7 и двух гидроцилиндров 8 поворота  хребтовой балки 4 относительно  подмоторной рамы 6. Тяговая рама 9 шарнирно прикреплена к переднему  концу хребтовой балки 4. Отвал  10 прикреплен к тяговой раме 9 посредством поворотного круга  11, механизма изменения угла резания  отвала 10 в виде гидроцилиндров 12, направляющих 13 выдвижения отвала 10 относительно тяговой рамы 9. Гидроцилиндры  14 выноса тяговой рамы 9 и подъема  и опускания отвала 10 шарнирно  присоединены к тяговой раме 9 и хребтовой балке 4. К хребтовой  балке 4 гидроцилиндры 14 могут  быть присоединены посредством  хомута 15, установленного с возможностью  поворота относительно хребтовой  балки 4. Угол α между плоскостью 16, проходящей через продольные оси гидроцилиндров 8 поворота хребтовой балки 4 и опорной плоскостью 17 автогрейдера, лежит в пределах от 2 до 45^о. С целью удобства чтения чертежа плоскость 17 перенесена параллельно вверх.

          Указанный предел от 2 до 45^о выбран вследствие того, что усилие Р от колесного движителя действует от оси 3 качания балансиров 2 на подмоторную раму при действии рабочих динамических максимальных усилий на отвал под углом β который лежит в пределах от 2 до 45^о. На указанную ось качания действует горизонтальная составляющая усилия Р, в которую входит динамическая составляющая от удара отвалом 10 в непреодолимое препятствие и статическая составляющая сцепление движителя 1 с грунтом. Вертикальная составляющая усилия Р возникает от силы тяжести автогрейдера, которую можно считать постоянной. Горизонтальная составляющая может быть различной в зависимости от грунтоопорной поверхности, скорости движения автогрейдера при ударе отвалом 10 в препятствие. Поэтому угол β при действии максимальных нагрузок на отвале будет в указанных пределах. Для того чтобы разгрузить шарнир 7 и повысить надежность автогрейдера, необходимо, чтобы плоскость 16 была параллельна усилию P и, следовательно, чтобы угол α лежал в равных пределах с углом β (рисунок 4.1). С целью улучшения технологичности конструкции автогрейдера и разгрузки задней наклонной части 5 плоскость 16, проходящая через продольные оси гидроцилиндров 8, параллельна задней наклонной части 5. Для того чтобы максимально уменьшить сосредоточенный момент от усилия Р, необходимо направить действие усилия Р в одну плоскость с плоскостью 16, то есть чтобы плоскость 16, проходящая через продольные оси гидроцилиндров 8, проходила через ось 3.

          Автогрейдер работает следующим  образом. 

        Отвал  10 известным образом занимает  необходимое положение с помощью  поворотного круга 11, механизма  изменения угла резания отвала 10 в виде гидроцилиндров 12 и механизма  выдвижения отвала 10 относительно  тяговой рамы 9 с направляющими  13. Движителем 1, содержащим балансиры  2 со своей осью 3 качания, создается  напорное усилие на отвале 10. При  этом от оси 3 качания реакция  Р действует на подмоторную раму 6 и имеет угол β в пределах от 2 до 45^о с опорной плоскостью 17 автогрейдера. Для того чтобы разгрузить шарнир 7, необходимо нагрузить гидроцилиндры 8 от усилия-реакции Р. Для этого угол α должен лежать в пределах 2-45^о. При этом гидроцилиндры 8 снимают часть нагрузки с шарнира 7.

          Патент № 2036278

 

          Цель изобретения снижение металлоемкости  автогрейдера путем достижения  оптимального профиля хребтовой  балки.

Рис. 4.2. Патент № 2036278

 

          Для этого в автогрейдере, включающем  колесный движитель и установленные  на движителе подмоторную раму  и хребтовую балку, состоящую  из задней наклонной, промежуточной  и передней частей, к переднему  концу которой шарнирно присоединена  тяговая рама с поворотным  кругом, к которому присоединен  отвал посредством механизма  изменения угла резания и механизма  выдвижения отвала, гидроцилиндры  подъема и опускания отвала, выноса  тяговой рамы, шарнирно соединенные  с хребтовой балкой и тяговой  рамой, передняя часть хребтовой  балки выполнена параллельно  тяговой раме при ее установке  в крайнее верхнее положение. 

          На чертеже показан автогрейдер,  вид сбоку. 

          Автогрейдер включает колесный  движитель 1 и установленные на  нем подмоторную раму 2 и хребтовую  балку 3, состоящую из задней 4, промежуточной 5 и передней 6 частей. К переднему концу хребтовой  балки 3 шарнирно присоединена  тяговая рама 7 с поворотным кругом 8. К поворотному кругу 8 присоединен  отвал 9 посредством механизма  изменения угла резания отвала 9 в виде гидроцилиндров 10 и механизм 11 выдвижения отвала 9 обычной конструкции.  Гидроцилиндры 12 подъема и опускания  отвала 9 и гидроцилиндр 13 выноса  тяговой рамы 7 шарнирно присоединены  к хребтовой балке 3 и тяговой  раме 7 посредством хомута 14, установленного  с возможностью поворота вокруг  хребтовой балки 3. Хребтовая балка  3 выполнена параллельно тяговой  раме 7 при ее установке в крайнее  верхнее положение, т.е. участок  АБ на хребтовой балке (передняя  часть 6 хребтовой балки 3) параллелен  участку СД (тяговой раме 7) при  максимально поднятом отвале 9, что  соответствует установке тяговой  рамы 7 в крайнее верхнее положение.  Это позволяет получить максимальную  компактность автогрейдера и  минимальную длину хребтовой  балки 3, что ведет к минимальной  металлоемкости автогрейдера.

          Автогрейдер работает следующим  образом. 

          Колесный движитель 1 придает  движение всему автогрейдеру. Гидроцилиндрами  12 подъема и опускания отвала 9, гидроцилиндром 13 выноса тяговой  рамы 7, поворотным кругом 8, гидроцилиндрами  10 изменения угла резания отвала 9, механизмом 11 выдвижения отвала 9 последнему придается необходимое  рабочее положение. В крайнем  верхнем положении тяговой рамы 7 при максимальном подъеме отвала 9 передняя часть 6 хребтовой балки  3 параллельна тяговой раме 7.

          Патент № 2046887

 

          Цель достигается тем, что в  автогрейдере, включающем шарнирно-сочлененную  раму, состоящую из моторной и  хребтовой рам, опирающихся соответственно  на задний ходовой механизм, выполненный  в виде балансирных тележек,  и передний ходовой механизм, выполненный в виде одноосного  моста с поперечной балкой, основной  отвал, связанный поворотным кругом  с тяговой рамой, имеющей шаровой  шарнир, закрепленный на хребтовой  раме, дополнительный рабочий орган,  навешенный впереди автогрейдера, гидроцилиндры управления, введены  следующие конструктивные изменения,  поперечная балка переднего ходового  механизма связана продольным  цилиндрическим шарниром с поворотной  рамой, которая соединена вертикальным  цилиндрическим шарниром с хребтовой  рамой, при этом на поворотной  раме установлен портал с закрепленным  на нем дополнительным рабочим  органом, например, погрузчика, бульдозера.

          Новыми существенными признаками  изобретения является то, что 

  поперечная балка  переднего ходового механизма  связана продольным цилиндрическим  шарниром с поворотной рамой,  которая соединена вертикальным  цилиндрическим шарниром с хребтовой  рамой, при этом на поворотной  раме установлен портал, для крепления  дополнительных рабочих органов,  например погрузчика, бульдозера.

           Указанные конструктивные признаки  являются новыми, так как не  известны в технической и патентной  литературе, и позволяют получить  новый положительный эффект, заключающийся  в более высокой компактности  переднего дополнительного рабочего  оборудования и более высокой  его маневренности вследствие  приобретения поворотной рамой  дополнительной степени свободы  относительно хребтовой рамы.

           На рисунке 4.3 автогрейдер, вид сбоку; на рисунке 4.4 автогрейдер в режиме работы, при котором хребтовая рама расположена соосно с моторной рамой, вид сверху; на рисунке 4.5 автогрейдер в режиме работы, при котором хребтовая рама отклонена относительно продольной оси моторной рамы, вид сверху.

Рис. 4.3. Патент № 2046887

Рис. 4.4. Патент № 2046887

Рис. 4.5. Патент № 2046887

          Автогрейдер включает шарнирно-сочлененную  раму, состоящую из моторной рамы 1 и хребтовой рамы 2, соединенных  вертикальным шарниром 3 на хребтовой  раме 2, задний ходовой механизм, состоящий из балансирных колесных тележек 4 и 5, связанных с моторной рамой 1, передний ходовой механизм, состоящий из поперечной балки 6, соединенной продольным цилиндрическим шарниром 7 с поворотной рамой 8, которая вертикальным цилиндрическим шарниром 9 соединена с хребтовой рамой 2.

          На поворотной раме 8 закреплен  портал 10, на котором установлена  дополнительное погрузочное оборудование, включающее стрелу 11, ковш 12, гидроцилиндры  13 управления стрелой и гидроцилиндр 14 поворота ковша. Гидроцилиндры  15 и 16 рулевого управления автогрейдера  шарнирно закреплены на хребтовой  раме 2 и связаны с поворотной  рамой 8. Основной отвал 17 поворотным  кругом 18 связан с тяговой рамой  19, имеющей шаровой шарнир 20, закрепленный  на хребтовой раме 2.

           Гидроцилиндры 21 и 22 вертикального  перемещения отвала 17 и гидроцилиндр 23 бокового выноса тяговой рамы 19 одним концом закреплены на  хребтовой раме 2, другим связаны  с тяговой рамой 19. Гидроцилиндры  24 и 25 поворота хребтовой рамы 2 одним концом соединены с  моторной рамой 1, другим с хребтовой  рамой 2.

          Работу автогрейдера рассмотрим  в трех основных режимах: 1 процесс  копания грунта основным отвалом  при соосном положении хребтовой  рамы относительно продольной  оси моторной рамы; 2 процесс копания  грунта основным отвалом при  отклонении хребтовой рамы на  угол относительно продольной  оси моторной рамы; 3 процесс копания  грунта дополнительным передним  рабочим органом. 

          Работа автогрейдера в режиме  копания грунта основным отвалом  не отличается от работы автогрейдеров  известных конструкций. Процесс  копания грунта при соосном  положении хребтовой рамы 2 относительно  продольной оси моторной рамы (рисунок 4.4) происходит после установки отвала 17 гидроцилиндрами 21-23 в положение копания. Копание грунта происходит основным отвалом 17 при поступательном движении автогрейдера. При этом направление заданного курса движения обеспечивается рулевым механизмом путем поворота колес переднего ходового механизма гидроцилиндрами 15 и 16.

          Второй режим копания грунта  осуществляется после установки  хребтовой рамы 2 под углом β к продольной оси моторной рамы при помощи гидроцилиндров 24 и 25 и установки колес переднего ходового механизма под углом α к продольной оси хребтовой рамы гидроцилиндрами 15 и 16 (рисунок 4.5).

           Для обеспечения установившегося  поступательного движения автогрейдера  с отклоненной на угол β хребтовой рамой оператор устанавливает угол αβ при помощи гидроцилиндров 15 и 16 рулевого управления. Управление основным отвалом 17 при копании грунта не отличается от управления отвалом в известных автогрейдерах.

           Третий режим работы автогрейдера  копание грунта дополнительным  передним рабочим органом происходит  при поднятом в транспортное  положение основном отвале 17. Ковш 12 навесного фронтального погрузочного  оборудования приводится в исходное  положение черпания материала  путем опускания стрелы 11 гидроцилиндрами  13 в нижнее положение и поворота  ковша 12 зубьями вперед гидроцилиндром 14. Процесс наполнения ковша происходит  при поступательном движении  автогрейдера на штабель и  одновременном повороте ковша  12 или подъеме стрелы 11 гидроцилиндрами  13 и 14. После транспортирования  материала к месту доставки  или к самосвалу стрела 11 гидроцилиндрами  13 поднимается в верхнее положение  и после подъезда к транспорту  ковш 12 разгружается путем включения  гидроцилиндра 14. При подъезде  к самосвалу ковш 12 может быть  точно установлен параллельно  боковым стенкам кузова автомобиля, благодаря повороту передней  рамы 8 гидроцилиндрами 15 и 16.