Гусеничная машина

(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявитель Белорусская государственная политехническая академия(73) Патентообладатель Белорусская государственная политехническая академия(57) Гусеничная машина, содержащая корпус, ходовую часть, включающую охватываемые гусеничными цепями опорные катки с балансирами, направляющие колеса с кривошипами и гидравлическими механизмами натяжения гусеничных цепей, и ведущие звездочки, гидропневматическую подвеску, включающую гидропневматические рессоры с амортизаторами, отличающаяся тем, что гидропневматическая подвеска дополнительно оснащена двумя на каждый борт гидроцилиндрами, поршень каждого гидроцилиндра образует две полости, связанные соответственно с полостями средней и крайней рессор гидролиниями с установленными параллельно дросселями и обратными клапанами, обеспечивающими течение рабочей жидкости из полости средней рессоры в полость гидроцилиндра, а из второй полости данного гидроцилиндра, поршень со стороны которой подпружинен в полость крайней рессоры. Полезная модель относится к транспортному машиностроению, преимущественно к гусеничным машинам с гидропневматической подвеской опорных катков. Известна гусеничная машина, содержащая корпус, ходовую часть, включающую охватываемые гусеничными цепями опорные катки с балансирами, направляющие колеса с кривошипами и гидравлическими меха 397 низмами натяжения гусеничных цепей, и ведущие звездочки, гидропневматическую подвеску, включающую гидропневматические рессоры с амортизаторами 1. Гидропневматическая подвеска известной гусеничной машины обеспечивает потенциально высокие показатели плавности хода при движении по трассе с неровной опорной поверхностью. Недостатком известной машины является низкая надежность элементов ходовой части, в частности шин средних опорных катков, а также недостаточная реализация потенциально возможных показателей плавности хода, что объясняется тем, что крайние опорные катки воспринимают нагрузку натяжения гусеничных цепей. При одинаковой вертикальной нагрузке катков (при одинаковом статическом давлении в рабочих полостях рессор) максимальные напряжения в шинах средних опорных катков выше, чем в крайних, поскольку длина контакта шины среднего катка с траком меньше, чем крайнего, имеющего достаточно большой угол обхвата катка гусеничной цепью. Повышенные напряжения в винах средних опорных катков приводят к быстрому разрушению их. Кроме того, неравномерная эпюра распределения нормальных реакций грунта по длине опорной поверхности движителя с минимумом под крайними катками снижает устойчивость корпуса в продольно-вертикальной плоскости и эффективность работы амортизаторов крайних катков, и как следствие ухудшает показатели плавности хода. Неравномерная эпюра распределения нормальных реакций грунта по каткам увеличивает энергозатраты на самопередвижение машины. Задачей, решаемой полезной моделью, является улучшение показателей плавности хода и повышение надежности и долговечности элементов ходовой части гусеничной машины. Поставленная задача решается тем, что в гусеничной машине, содержащей корпус, ходовую часть, включающую охватываемые гусеничными цепями опорные катки с балансирами, направляющие колеса с кривошипами и гидравлическими механизмами натяжения гусеничных цепей, и ведущие звездочки, гидропневматическую подвеску, включающую гидропневматические рессоры с амортизаторами, гидропневматическая подвеска дополнительно оснащена двумя на каждый борт гидроцилиндрами, поршень каждого гидроцилиндра образует две полости, связанные соответственно с полостями средней и крайней рессор гидролиниями с установленными параллельно дросселями и обратными клапанами, обеспечивающими течение рабочей жидкости из полости средней рессоры в полость гидроцилиндра, а из второй полости данного гидроцилиндра,поршень со стороны которой подпружинен в полость крайней рессоры. Существенные отличительные признаки предлагаемого технического решения обеспечивают при движении гусеничной машины по неровной опорной поверхности закачку части жидкости из полостей средних рессор в полости крайних. При этом средние опорные катки разгружаются, а крайние - догружаются. В результате перераспределения вертикальных нагрузок по опорные каткам напряжения в шинах опорных катков выравниваются, поскольку догружаются крайние опорные катки, пятно контакта которых с гусеничной цепью существенно больше, чем средних. Выравнивание давлений в шинах опорных катков способствует повышению надежности элементов ходовой части и долговечности их. Кроме того, при равномерном распределении нормальных давлений по длине опорной поверхности гусеничного движителя снижаются энергозатраты на самопередвижение машины по грунтам с низкой несущей способностью. Закачка дополнительной жидкости в полости крайних рессор обеспечивает увеличение жесткости подвески крайних рессор, и вследствие этого уменьшается интенсивность продольно-угловых колебаний корпуса машины. На чертеже представлена схема гидравлической системы гидропневматической подвески гусеничной машины. Гусеничная машина включает корпус 1, на котором установлены гидропневматические рессоры 2 с гидравлическими 3 полостями, разделенными амортизатором 4 и газовой камерой 5, ограниченной эластичной диафрагмой. Гидравлическая полость 3 ограничена поршнем 6 со штоком 7, связанным с рычагом балансира 8 опорного катка 9. В гусеничных транспортных машинах амортизаторы 4 устанавливаются, как правило, в рессорах первых, вторых и задних опорных катков. Гусеничные цепи 10 каждого борта охватывают опорные катки 9, натяжные 11 и ведущие 12 колеса. Для натяжения гусеничных цепей 10 каждого борта гусеничная машина оснащена гидравлическими механизмами натяжения, включающими один на борт гидроцилиндр 13, поршень которого, образующий две полости 14,15, кинематически связан с натяжным колесом 11. Полости 14 и 15 гидроцилиндров 13 обоих бортов гидравлически связаны. Для установки корпуса машины в положение Номинальный дорожный просвет натяжения гусеничных цепей 10 гусеничная машина оснащена задающим устройством 16, обеспечивающим связь полостей 3, 14, 15 с насосом 17 и баком 18 гидросистемы машины. Для закачки жидкости из гидравлических полостей 3 средних (второй и четвертой) рессор в полости 3 крайних (первой и пятой) рессор 2 каждого борта гидросистема оснащена двумя на каждый борт гидроцилиндрами 19 с поршнями 20, делящими полость этих гидроцилиндров на две 21, 22. Полости 22 гидроцилиндров 19 соединены с полостями 3 средних (второй и четвертой) рессор 2. В цепи гидролиний связи полостей 22 гидроцилиндров 19 с полостями 3 средних (второй и четвертой) рессор 2 установлены параллельно обратные клапаны 23 и дроссели 24. Полости 21 гидроцилиндров 19 соединены с полостями 3 крайних (первой и пятой) рессор 2. В цепи гидролиний связи полостей 21 гидроцилиндров 19 с полостями 3 2 397 крайних рессор 2 установлены параллельно обратные клапаны 25 и дроссели 26. Поршни 20 подпружинены посредством пружин 27 со стороны полостей 21. Обратные клапаны 23 обеспечивают течение жидкости из полостей 3 средних (второй и четвертой) рессор 2 в полости 22 гидроцилиндров 19, а обратные клапаны 25 из полостей 21 гидроцилиндров 19 в полости 3 крайних рессор 2. Гусеничная машина работает следующим образом. Установка корпуса 1 в положение Номинальный дорожный просвет с одновременным натяжением гусеничных цепей 10 производится как и в прототипе посредством закачки необходимых объемов жидкости в полости 3 рессор 2 и полости 14, 15 гидроцилиндров 13 от насоса 17 через задающее устройство 16. Далее полости 3, 14, 15 запираются посредством задающего устройства 16. При установке корпуса машины в положение Номинальный дорожный просвет поршни 20 гидроцилиндров 19 занимают под действием пружин 27 исходное положение, при котором объемы полостей 22 минимальны. При натяжении гусеничных цепей 10 при одинаковых давлениях в рабочих полостях 3 средних и крайних рессор 2 максимальные нормальные реакции грунта под средними опорными катками 9, а минимальные под крайними опорными катками 9. Переезд неровностей опорной поверхности в процессе движения гусеничной машины по трассе сопровождается динамическим изменением давления в рабочих полостях 3 рессор 2. В характерной ситуации, при которой средний опорный каток 9 идет к корпусу 1 машины на ходе сжатия, а крайний опорный каток 9 на ходе отбоя, в полостях 3 рессор 2 средних и крайних опорных катков 9 появляется разница давлений. Клапан 23 открывается и жидкость из полости 3 средней рессоры 2 поступает в полость 22 гидроцилиндра 19. Поршень 20 перемещается, жидкость из полости 21, открывая обратный клапан 25, поступает в полость 3 крайней рессоры 2. Соответственно происходит перераспределение объемов жидкости и средних давлений между полостями 3 крайних и средних рессор 2. Объем жидкости и среднее давление в крайних рессорах 2 увеличивается. Параллельно описываемому выше идет процесс возврата системы в исходное положение. Жидкость из полостей 3 крайних рессор 2 через дроссели 26 поступает в полости 21 гидроцилиндров 19, а из полостей 22 через дроссели 24 поступает в полости 3 средних рессор 2. Проводимость дросселей 24, 26 обосновывается при детальной проработке конструкции гидросистемы. Таким образом давления в рессорах 2 средних и крайних катков 9 перераспределяются. При этом средние опорные катки 9 разгружаются, а крайние - догружаются. Напряжения в шинах опорных катков 9 выравниваются. Повышается их долговечность. Увеличение жесткости крайних рессор обеспечивает увеличение плавности хода машины и снижение энергозатрат на перемещение. При остановке машины давление в полостях 3 средних и крайних рессор 2 выравнивается посредством поступления жидкости из полостей 3 крайних рессор 2 в полости 21 гидроцилиндров 19 через дроссели 26, а из полостей 22 через дроссели 24 в полости 3 средних рессор 2. Система занимает исходное положение. Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает повышение надежности работы и долговечности элементов ходовой части, снижение уровня продольно-угловых колебаний корпуса машины,снижение энергозатрат на самопередвижение гусеничной машины. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.