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, 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 цилиндра компенсации с пневматической и гидравлической полостями, разделенными поршнем, гидравлическая полость рессоры заперта гидрозамком, управляемым двухпозиционным гидрораспределителем с электромагнитным управлением по сигналу датчика давления рабочих полостей механизмов натяжения гусеничных цепей, и связана с гидравлической полостью цилиндра компенсации гидролинией слива с обратным клапаном и дросселем, обеспечивающей при первой позиции золотника двухпозиционного гидрораспределителя возможность течения жидкости из цилиндра компенсации в гидравлическую полость рессоры, а также гидролинией закачки с обратным клапаном, обеспечивающей при переводе золотника двухпозиционного гидрораспределителя во вторую позицию возможность течения жидкости из гидравлической полости рессоры в цилиндр компенсации. 315 1 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 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 цилиндра компенсации с пневматической и гидравлической полостями, разделенными поршнем, гидравлическая полость рессоры заперта гидрозамком, управляемым двухпозиционным гидрораспределителем с электромагнитным управлением по сигналу датчика давления рабочих полостей механизмов натяжения ресничных цепей, и связана с гидравлической полостью цилиндра компенсации гидролинией слива с обратным клапаном и дросселем, обеспечивающей при первой позиции золотника двухпозиционного гидрораспределителя возможность течения жидкости из цилиндра компенсации в гидравлическую полость рессоры, а также гидролинией закачки с обратным клапаном, обеспечивающей при переводе золотника двухпозиционного гидрораспределителя во вторую позицию возможность течения жидкости из гидравлической полости рессоры в цилиндр компенсации. Существенные отличительные признаки предлагаемого технического решения обеспечивают изменение объемов жидкости в соответствии с параметрами колебательного процесса каждой рессоры, 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 гусе 2 315 1 ничных 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. Полости 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) гидропневматический цилиндр 16 с пневматической 17 и гидравлической 18 полостями, разделенными поршнем 19, и один на систему стабилизации двухпозиционный гидрораспределитель 20 с управлением от электромагнита и пружинным возвратом. Система стабилизации положения корпуса 1 включается по сигналу датчика давления 21, установленного в гидравлической линии связи полостей 11 гидроцилиндров 10 механизмов натяжения гусеничных цепей 7 обоих бортов. Гидравлические полости 3 заперты гидрозамками 22, управляющие полости которых связаны с баком 15 и насосом 14 через двухпозиционный гидрораспределитель 20 соответственно в первой и второй позициях его. Полость 18 каждого гидропневматического цилиндра 16 связана через гидрозамок 22 с гидравлической полостью 3 соответствующей рессоры 2 двумя гидролиниями. В гидролинии закачки, запираемой гидрозамком 22, установлен обратный клапан 23, позволяющий течение жидкости из полости 3 рессоры 2 в полость 18 при открытом гидрозамке 22. В гидролинии слива установлен дроссель 24 и обратный клапан 25, позволяющий течение жидкости из полости 18 в полость 3 рессоры 2. 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 проведении этих операций задающее устройство 13 соединяет полости 3 рессор 2 и 11, 12 гидроцилиндров 10 с насосом 14 и баком 15. Пневматические полости 17 гидропневматических цилиндров 16 заряжаются газом с зарядным давлением равным зарядному давлению полостей 4 рессор 2. При выполнении операций по установке корпуса 1 в положение Номинальный дорожный просвет двухпозиционный гидрораспределитель 20 переводится во вторую позицию, гидрозамки 22 открываются и давление жидкости в полостях 3 и 18 выравниваются. При окончании операций по установке корпуса 1 в положение Номинальный дорожный просвет золотник гидрораспределителя 20 возвращается в первую позицию, гидрозамки 22 закрываются. Открытой остается гидролиния слива жидкости из полостей 18 в полости 3. При равных давлениях в полостях 3 и 18 течение жидкости по гидролинии слива нет. 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 21, он срабатывает. По сигналу датчика давления 21 включается насос 14, подается напряжение на катушку электромагнита гидрораспределителя 20. Золотник гидрораспределителя 20 переводится во вторую позицию, соединяя управляющие полости гидрозамков 22 с насосом 14. Гидрозамки 22 открываются. При движении гусеничной машины по трассе с неровной опорной поверхностью давление жидкости в полости 3 динамически изменяется. При превышении давления в полости 3 давления в полости 18 (при прямом ходе опорного катка 5) обратный клапан 23 открывается и жидкость из полостей 3 закачивается в полость 18. При этом объемы жидкости, закачиваемой в гидропневматические цилиндры 16 разных рессор 2,различаются между собой и определяются параметрами колебательного процесса каждой рессоры в период работы системы стабилизации дорожного просвета. При закачке части жидкости из полостей 3 рессор 2 в полости 18 гидропневматических цилиндров 16 положение корпуса 1 стабилизируется, усилие натяжения гусеничных цепей 7 снижаются до допустимых значений. Датчик давления 21 прекращает подачу сигнала. Золотник гидрораспределителя 20 под действием пружины возвращается в первую позицию. Гидрозамки 22 закрываются. Удаление части жидкости из полостей 3 наиболее теплонагруженных рессор 2 снижает нагрузки на опорные катки 5 этих блоков подвески, что способствует равномерному распределению нагрузок по опорным каткам гусеничной машины, повышает надежность и долговечность элементов ходовой части. Одновременно с описанным выше процессом закачки жидкости из полостей 3 в полости 18 происходит слив жидкости из полостей 18 в полости 3 рессор 2. Поскольку после закачки жидкости в полости 18 давление в них выше давления в полостях 3 (при ходе отбоя опорного катка 5), обратные клапаны 25 открывают 3 315 1 ся, и жидкость через дроссели 24, гидрозамки 22 поступает в полости 3 рессор 2. Расход жидкости ограничивается дросселями 24. Дальнейший подъем корпуса гусеничной машины по мере возвращения жидкости в полости 3 рессор 2 приводит к срабатыванию системы стабилизации дорожного просвета, как описано выше. Рабочая жидкость циркулирует между полостями 3 и 18 блока подвески. Перераспределения жидкости между полостями 3 рессор 2 разных блоков подвески, вызывающего перераспределение нагрузок по каткам и перегрузку отдельных катков 5, не происходит. При остановке гусеничной машины и постепенном охлаждении жидкости и газа рессор 2 жидкость из полостей 18, открывая обратные клапаны 25, гидрозамки 22, через дроссели 24 поступает в полости 3 рессор 2 до выравнивания давлений в полостях 3 и 18. Система стабилизации положения корпуса возвращается в исходное положение. 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 рациональным изменением объемов жидкости в рессорах при изменении теплового состояния их. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.