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 обхватываемые гусеничными цепями опорные катки, направляющие колеса с кривошипами и гидравлическими механизмами натяжения гусеничных цепей, и ведущие звездочки, гидропневматическую подвеску, включающую гидропневматические рессоры с амортизаторами, систему стабилизации положения корпуса машины, отличающаяся тем, что система стабилизации положения корпуса гусеничной машины выполнена в виде одного на рессору дозирующего устройства,включающего гидроцилиндр с поршнем, образующим две полости, двухпозиционный гидрораспределитель с управлением от электромагнита и пружинным возвратом, связывающий последовательно одну из полостей гидроцилиндра с рабочей полостью рессоры, а вторую, через трехпозиционный гидрораспределитель, с управлением от двух электромагнитов по сигналу датчика давления рабочих полостей механизмов натяжения гусеничных цепей, с насосом либо сливом в бак гидросистемы машины. 314 Полезная модель относится к транспортному машиностроению, преимущественно к гусеничным транспортным машинам с гидропневматической подвеской опорных катков. Известна гусеничная машина, содержащая корпус, ходовую часть, включающую охватываемые гусеничными цепями опорные катки, направляющие колеса с кривошипами и гидравлическими механизмами натяжения гусеничных цепей, и ведущие звездочки, гидропневматические рессоры с амортизаторами 1. Гидропневматическая подвеска известной гусеничной машины обеспечивает высокие показатели плавности хода. Нагруженность элементов ходовой части известной машины находится в допустимых пределах. Соответственно высока их надежность и долговечность. При движении гусеничной машины по трассе с неровной опорной поверхностью существенно увеличивается энергия колебаний, превращаемая амортизаторами рессор в тепло, в результате чего рабочая жидкость и газ рессор нагреваются. При нагревании и расширении газа и жидкости увеличивается дорожный просвет машины и соответственно давление в рабочих полостях рессор и механизмов натяжения гусеничных цепей. Это приводит к увеличению нагруженности элементов ходовой части, снижению надежности и долговечности их. Известна гусеничная машина, содержащая корпус ходовую часть, включающую охватываемые гусеничными цепями опорные катки, направляющие колеса с кривошипами и гидравлическими механизмами натяжения гусеничных цепей, и ведущие звездочки, гидропневматическую подвеску, включающую гидропневматические рессоры с амортизаторами, систему стабилизации положения корпуса машины 2. Гидропневматическая подвеска известной машины оснащена системой стабилизации положения корпуса,обеспечивающей слив и закачку жидкости из рабочих полостей средних по борту рессор в бак гидросистемы при изменении положения корпуса вследствие изменения теплового состояния жидкости и газа рессор. В системе стабилизации положения корпуса используются датчики положения корпуса, установленные на средних опорных катках. В известной гусеничной машине при увеличении дорожного просвета вследствие нагревания и расширения жидкости и газа рессор производится слив жидкости из рабочих полостей средних рессор и закачка ее обратно при охлаждении жидкости и газа. В результате изменения объема жидкости изменяются нагрузочные характеристики средних рессор и корректируется таким образом положение корпуса машины. Недостатком известной конструкции является то, что корректировка положения корпуса за счет изменения объема жидкости в рабочих полостях средних рессор приводит к перегрузке крайних блоков подвески и соответственно к снижению надежности и долговечности элементов ходовой части. Также следует учесть,что для равномерного распределения нормальных нагрузок по опорным каткам каждого борта, получения стабильных характеристик подвески заправка рабочих объемов рессор жидкостью производится при стоянке машины на ровной площадке. Корректировка объемов жидкости в рабочих полостях рессор при динамическом нагружении опорных катков приведет к различию нагрузочных характеристик рессор одного борта, перегрузке отдельных блоков подвески, снижению надежности и долговечности элементов ходовой части. Задачей, решаемой полезной моделью является повышение надежности и долговечности элементов ходовой части. Решение поставленной задачи достигается тем, что в гусеничной машине, содержащей корпус, ходовую часть,включающую охватываемые гусеничными цепями опорные катки, направляющие колеса с кривошипами и гидравлическими механизмами натяжения гусеничных цепей, и ведущие звездочки, гидропневматическую подвеску,включающую гидропневматические рессоры с амортизаторами, систему стабилизации положения корпуса машины, система стабилизации положения корпуса машины выполнена в виде одного на рессору дозирующего устройства, включающего гидроцилиндр с поршнем, образующим две полости, двухпозиционный гидрораспределитель с управлением от электромагнита и пружинным возвратом, связывающий последовательно одну из полостей гидроцилиндра с рабочей полостью рессоры, а вторую, через трехпозиционный гидрораспределитель, - с управлением от двух электромагнитов по сигналу датчика давления рабочих полостей механизмов натяжения гусениц с насосом, либо сливом в бак гидросистемы машины. Существенные отличительные признаки предлагаемого технического решения обеспечивают дозированное изменение объемов жидкости в рабочих полостях рессор, поддержание равномерного характера распределения нагрузок по опорам ходовой части, и повышение надежности и долговечности элементов ходовой части машины. На чертеже представлена схема гидравлической системы стабилизации положения корпуса гусеничной машины. Гусеничная машина включает корпус 1, на котором установлены гидропневматические рессоры 2 с гидравлическими 3 и пневматическими 4 полостями, разделенными эластичными диафрагмами. Гидравлическая полость 3 каждой рессоры 2 ограничена поршнем со штоком, на котором установлен опорный каток 5. Гидравлические полости 3 рессор 2 оснащены амортизаторами 6. В гусеничных транспортных машинах амортизаторы 6 устанавливаются, как правило, в рессорах первых, вторых и задних опорных катков. Гусеничные цепи 7 каждого борта охватывают опорные катки 5, натяжные 8 и ведущие 9 колеса. Для натяжения гусеничных цепей 7 каждого борта гусеничная машина оснащена гидравлическими механизмами натяжения, включающими один на борт гидроцилиндр 10, поршень которого, образующий две полости 11, 12, кинематически связан с натяжным колесом 8. По 2 314 лости 11 и 12 гидроцилиндров 10 обоих бортов гидравлически связаны. Для установки корпуса машины в положение Номинальный дорожный просвет, натяжения гусеничных цепей 7 гусеничная машина оснащена задающим устройством 13, обеспечивающим связь полостей 3, 11, 12 с насосом 14 и баком 15 гидросистемы машины. Система стабилизации положения корпуса 1 включает один на каждую рессору 2 (преимущественно оснащенных амортизаторами 6) гидроцилиндр 16 с поршнем 17, образующим две полости 18, 19, двухпозиционный гидрораспределитель 20 с управлением от электромагнита и пружинным возвратом, и один на систему стабилизации положения корпуса трехпозиционный гидрораспределитель 21 с управлением от электромагнитов 22, 23. В полостях 18, 19 установлены блоки контактов 24, 25, фиксирующие крайние положения поршня 17. Система стабилизации положения корпуса 1 включается по сигналу датчика давления 26, установленного в гидравлической линии связи полостей 11 гидроцилиндров 10 механизмов натяжения гусеничных цепей 7 обоих бортов. Для обработки сигнала датчика давления 26, управления электромагнитами гидрораспределителей 20, 21 система стабилизации положения корпуса 1 оснащена блоком управления 27. Полости 18, 19 связаны через двухпозиционный гидрораспределитель 20 с полостями 3 рессор 2 и через трехпозиционный гидрораспределитель 21 с насосом 14 и баком 15. Полости 3 заперты гидрозамками 28, управляющие полости которых связаны через гидрораспределитель 21 с насосом 14 и баком 15. Гусеничная машина работает следующим образом. Установка корпуса 1 гусеничной машины в положение Номинальный дорожный просвет производится при стоянке машины на ровной площадке. Этим достигается закачка в полости 3 всех рессор 2 одинаковых объемов жидкости и равномерное распределение нагрузок по опорам ходовой части гусеничной машины. При движении гусеничной машины по трассе с неровной опорной поверхностью опорные катки 5 перемещаются относительно корпуса 1. Газ полостей 4 сжимается, снижая динамическую нагруженность элементов ходовой части. В рессорах 2, оснащенных амортизаторами 6, жидкость прокачивается через калиброванные отверстия амортизаторов 6 и нагревается. При нагревании жидкости увеличивается температура газа и его объем. Корпус 1 машины поднимается (всплывает). Подъем корпуса машины ограничивают гусеничные цепи 7. В результате нагревания жидкости и газа рессор 2 увеличивается натяжение гусеничных цепей 7, давление в рабочих полостях 3 рессор 2, оснащенных амортизаторами 6. При достижении усилием натяжения гусеничных цепей 7 порогового значения, заданного регулировкой датчика давления 26, он срабатывает. Сигнал датчика 26 обрабатывается блоком управления 27. По сигналу блока управления 27 включается насос 14, подается напряжение на катушку электромагнита 23, включается электрическая цепь электромагнитов гидрораспределителей 20, блоков контактов 24, 25. Золотник гидрораспределителя 21 переводится в третью позицию, соединяя управляющие полости гидрозамков 28 с насосом 14. Гидрозамки 28 открываются, жидкость из полостей 3 рессор 2 через гидрораспределитель 20 поступает в полости 18 гидроцилиндров 16. Одновременно из полостей 19 жидкость через гидрораспределители 20, 21 поступает на слив в бак 15. При достижении поршнями 17 крайнего (правого) положения срабатывают блоки контактов 25. Подается напряжение на катушки электромагнитов гидрораспределителей 20 и их золотники переводятся во вторую позицию. Жидкость из полостей 3 рессор 2 поступает в полости 19 гидроцилиндров 17, а из полостей 18 на слив в бак 15. При достижении поршнями 17 крайнего (левого) положения срабатывают блоки контактов 24. Выключается питание электромагнитов гидрораспределителей 20 и их золотники под действием пружин возвращаются в первую позицию. Далее цикл слива продолжается как описано выше до тех пор, пока усилие натяжения гусеничных цепей 7 не окажется в допустимых пределах. Датчик 26 прекращает подачу сигнала. При работе дозирующих устройств блок управления 27 обеспечивает слив одинаковых объемов жидкости из всех рессор 2 и фиксирует в устройстве памяти информацию о сливаемых объемах. При удалении из гидравлических полостей 3 рессор 2 одинаковых объемов жидкости положение корпуса машины стабилизируется без перераспределения нормальных нагрузок по опорам ходовой части. Установка дозирующих устройств на рессорах 2 с амортизаторами 6 обеспечивает слив жидкости из рессор 2 с увеличенным из-за нагревания объемом пневматической полости 4. Рессора 2 переднего опорного катка 5 может нагреваться интенсивнее, чем рессоры 2 второго и последнего по борту опорных катков 5. Блок управления 27 позволяет вводить пропорциональные режимы работы дозирующих устройств различных рессор 2 посредством задержки срабатывания электромагнитов гидрораспределителей 20. При охлаждении жидкости и газа рессор 2 объемы их пневматических полостей 4 уменьшаются, корпус гусеничной машины опускается. При уменьшении натяжения гусеничных цепей 7 ниже пределов, заданных регулировкой датчика давления 26, он срабатывает. По сигналу блока управления 27 включается насос 14, подается напряжение на катушку электромагнита 22, включается электрическая цепь электромагнитов гидрораспределителей 20, блоков контактов 24, 25. Золотник гидрораспределителя 21 переводится в первую позицию. Жидкость от насоса 14 через гидрораспределители 21, 20 поступает в полости 19 гидроцилиндров 16. Поршни 17 перемещаются и жидкость из полостей 18 поступает через гидрораспределители 20 (в первой позиции их) в напорные полости гидрозамков 28, открывает их, и далее поступает в гидравлические полости 3 рессор 2. При достижении поршнями 17 крайнего положения срабатывают блоки контактов 24, подающие сигнал на блок управления 27. Блок управления 27 подает сигнал на включение электропитания катушек электромагнитов гидрораспределителей 20 и их золотники переводятся во вторую позицию. Далее жидкость от насоса 14 подается в полости 3 31418, из полостей 19 через гидрораспределители 20, гидрозамки 28 в гидравлические полости 3 рессор 2. При срабатывании блоков контактов 25 катушки электромагнитов гидрораспределителей 20 обесточиваются, их золотники под действием пружин возвращаются в первую позицию. Далее цикл закачки жидкости в полости 3 рессор 2 продолжается, как описано выше. Корпус машины поднимается, гусеничные цепи 7 натягиваются. При достижении усилием натяжения гусеничных цепей номинального значения срабатывает датчик 26. Блок управления 27 обесточивает катушки электромагнитов гидрораспределителей 20, 21. Золотник гидрораспределителя 21 возвращается во вторую позицию. Управляющие полости гидрозамков 28 соединяются со сливом в бак 15, и гидрозамки закрываются. Выключается привод насоса 14. Закачка в рабочие полости 3 рессор 2 строго определенных объемов жидкости обеспечивает поддержание заданного равномерного характера распределения нормальных нагрузок по опорным каткам 5, отсутствие перегрузки отдельных катков, высокую надежность и долговечность их. При возвращении машины на базу блок управления 27, суммирующий импульсы закачки и слива, подаваемые блоками контактов 24, 25 гидроцилиндра 16 каждой рессоры 2, возвращает систему стабилизации в исходное положение, производя окончательные после марша закачку, либо слив жидкости в полости 3 рессор 2, как описано выше. Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает повышение надежности работы и долговечности элементов ходовой части за счет равномерного распределения нормальных нагрузок по опорным каткам гусеничной машины, достигаемого дозированным изменением объемов жидкости в рессорах при изменении теплового состояния их. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.