Система управления положением корпуса гусеничной машины

Номер патента: U 468

Опубликовано: 30.03.2002

Авторы: Котлобай Анатолий Яковлевич, Котлобай Андрей Анатольевич

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ КОРПУСА ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ(71) Заявитель Белорусская государственная политехническая академия(73) Патентообладатель Белорусская государственная политехническая академия(57) Система управления положением корпуса гусеничной машины, включающая насос с баком, гидропневматические рессоры с пневматическими и запертыми гидрозамками гидравлическими полостями, объединенными для носа и кормы в группы, запертые гидрозамками, механизм натяжения гусеничных цепей,включающий гидропневматические цилиндры левого и правого бортов со штоковыми и поршневыми полостями, задающее устройство, соединяющее гидравлические полости гидропневматических рессор, поршневые и штоковые полости гидропневматических цилиндров механизма натяжения гусеничных цепей с насосом и баком при установке положения корпуса, регуляторы дорожного просвета, установленные в гидролиниях слива из групп рессор, вентиль, связывающий управляющие полости гидрозамков групп рессор через задающее устройство с насосом и баком, отличающаяся тем, что каждая крайняя рессора оснащена дополнительным гидропневматическим цилиндром с пневматической и гидравлической полостями, разделенными поршнем, пневматическая полость каждого дополнительного гидропневматического цилиндра связана с пневматической полостью рессоры, а гидравлическая, связанная с гидравлической полостью дополнительного гидропневматического цилиндра другого борта, заперта гидрозамком, напорная 468 полость гидрозамка дополнительных гидропневматических цилиндров связана с насосом через задающее устройство, вентиль, двухпозиционный гидрораспределитель включения в первой позиции его, двухпозиционный гидрораспределитель переключения во второй позиции и баком через двухпозиционный гидрораспределитель переключения в первой позиции, управляющая полость данного гидрозамка связана с напорными полостями гидрозамков рессор данной группы, при этом торцевая управляющая полость двухпозиционного гидрораспределителя включения связана с напорной полостью гидрозамка группы рессор через регулятор дорожного просвета в первой позиции его, а торцевая управляющая полость двухпозиционного гидрораспределителя переключения связана с управляющей полостью гидрозамка группы рессор через двухпозиционный гидрораспределитель включения в первой позиции его. Полезная модель относится к транспортному машиностроению, преимущественно к гусеничным машинам с гидропневматической подвеской опорных катков и системой управления положением корпуса. Известна система управления положением корпуса гусеничной машины, включающая насос с баком,гидропневматические рессоры с пневматическими и запертыми гидрозамками гидравлическими полостями,объединенными для носа и кормы в группы, запертые гидрозамками, механизм натяжения гусеничных цепей, включающий гидропневматические цилиндры левого и правого бортов со штоковыми и поршневыми полостями, задающее устройство, соединяющее гидравлические полости гидропневматических рессор,поршневые и штоковые полости гидропневматических цилиндров механизма натяжения гусеничных цепей с насосом и баком при установке положения корпуса, регуляторы дорожного просвета, установленные в гидролиниях слива из групп рессор, вентиль, связывающий управляющие полости гидрозамков групп рессор через задающее устройство с насосом и баком 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, обеспечиваемой системой управления положением корпуса известной гусеничной машины (статические давления в полостях гидропневматических рессор одинаковые), 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 шинах 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 системе управления положением корпуса гусеничной машины,включающей насос с баком, гидропневматические рессоры с пневматическими и запертыми гидрозамками гидравлическими полостями, объединенными для носа и кормы в группы, запертые гидрозамками, механизм натяжения гусеничных цепей, включающий гидропневматические цилиндры левого и правого бортов со штоковыми и поршневыми полостями, задающее устройство, соединяющее гидравлические полости гидропневматических рессор, поршневые и штоковые полости гидропневматических цилиндров механизма натяжения гусеничных цепей с насосом и баком при установке положения корпуса, регуляторы дорожного просвета, установленные в гидролиниях слива из групп рессор, вентиль, связывающий управляющие полости гидрозамков групп рессор через задающее устройство с насосом и баком, каждая крайняя рессора оснащена дополнительным гидропневматическим цилиндром с пневматической и гидравлической полостями,разделенными поршнем, пневматическая полость каждого дополнительного гидропневматического цилиндра связана с пневматической полостью рессоры, а гидравлическая, связанная с гидравлической полостью дополнительного гидропневматического цилиндра другого борта, заперта гидрозамком, напорная полость гидрозамка дополнительных гидропневматических цилиндров связана с насосом через задающее устройство,вентиль, двухпозиционный гидрораспределитель включения в первой позиции его, двухпозиционный гидро 2 468 распределитель переключения во второй позиции и баком через двухпозиционный гидрораспределитель переключения в первой позиции, управляющая полость данного гидрозамка связана с напорными полостями гидрозамков рессор данной группы, при этом торцевая управляющая полость двухпозиционного гидрораспределителя включения связана с напорной полостью гидрозамка группы рессор через регулятор дорожного просвета в первой позиции его, а торцевая управляющая полость двухпозиционного гидрораспределителя переключения связана с управляющей полостью гидрозамка группы рессор через двухпозиционный гидрораспределитель включения в первой позиции его. Существенные отличительные признаки предлагаемого технического решения обеспечивают при установке корпуса гусеничной машины в положение Номинальный дорожный просвет повышение давления в пневматических полостях крайних рессор относительно средних в автоматическом режиме. Это достигается посредством выполнения операций по установке положения корпуса гусеничной машины и регулирования натяжения гусеничных цепей при увеличенных объемах пневматических полостей крайних рессор, и уменьшения объемов этих полостей на заключительном этапе установки корпуса гусеничной машины в положение Номинальный дорожный просвет. При этом средние опорные катки разгружаются, а крайние - догружаются. В результате перераспределения вертикальных нагрузок по опорным 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. Повышение давлений в полостях крайних рессор обеспечивает увеличение жесткости подвески крайних рессор, и вследствие этого уменьшается интенсивность продольно-угловых колебаний корпуса машины. На чертеже представлена схема системы управления положением корпуса гусеничной машины. Система управления положением корпуса гусеничной машины включает гидропневматические рессоры 1 с гидравлическими 2 и пневматическими 3 полостями, разделенными эластичной диафрагмой. Гидравлическая полость 2 каждой рессоры 1 ограничена поршнем со штоком, связанным с рычагом и балансиром опорного катка (не показаны), и заперта гидрозамком 4 с управляющей 5 и напорной 6 полостями. В гидравлической полости 2 установлен амортизатор 7. Для натяжения гусеничных цепей каждого борта система управления положением корпуса оснащена гидропневматическим механизмом натяжения, включающим один на борт гидропневматический цилиндр 8 с пневматической 9, гидравлической поршневой 10 и штоковой 11 полостями. Поршневые полости 10 заперты гидрозамком 12, напорные полости 13 которых связаны между собой. Штоковые полости 11 гидропневматических цилиндров 8 связаны между собой и через предохранительные клапаны 14 связаны с управляющими полостями 15 гидрозамков 12. Параллельно предохранительным клапанам 14 установлены обратные клапаны 16, обеспечивающие слив жидкости из управляющих полостей 15 в штоковые полости 11 гидропневматических цилиндров 8. Для выполнения штатных операций по изменению положения корпуса гусеничной машины, установке его в положение Номинальный дорожный просвет, регулирования натяжения гусеничной цепи система управления положением корпуса гусеничной машины оснащена насосом 17, баком 18 и задающим устройством 19. Напорные полости 6 гидрозамков 4 объединены по группам для рессор 1 носа и кормы. Управляющие полости 5 гидрозамков 4 гидравлически связаны для всех рессор 1. Полости 5, 6, 11, 13 связаны с насосом 17 и баком 18 через задающее устройство 19. В цепи гидролиний связи передней и задней групп рессор 1 с насосом 17 и баком 18 установлены дроссели-корректоры 20, 21. Для ограничения натяжения гусеничной цепи в гидролинии связи поршневых полостей 10 с насосом 17 установлен предохранительный клапан 22. Для защиты насоса 17 от перегрузки в напорной магистрали установлен предохранительный клапан 23. Для установки корпуса машины в положение Номинальный дорожный просвет система управления положением корпуса гусеничной машины оснащена регуляторами дорожного просвета 24, установленными в районе переднего и последнего опорных катков. Регуляторы дорожного просвета выполнены в виде двухпозиционного гидрораспределителя с управлением от кулачка, соединяющего напорную полость 25 гидрозамка 26 группы рессор 1 с баком 18 в первой позиции. Управляющая полость 27 гидрозамка 26 связана через вентиль 28, задающее устройство 19 с насосом 17 и баком 18. Для корректирования распределения нормальных реакций грунта по опорным каткам каждая крайняя рессора оснащена дополнительным гидропневматическим цилиндром 29 с пневматической 30 и гидравлической 31 полостями, разделенными поршнем 32. Пневматическая полость 30 каждого дополнительного гидропневматического цилиндра 29 связана с пневматической полостью 3 соответствующей крайней рессоры 1. Гидравлические полости 31 дополнительных гидропневматических цилиндров 29 обоих бортов связаны и заперты гидрозамками 33 с управляющими 34 и напорными 35 полостями. Напорная полость 35 гидрозамка 33 связана с насосом 17 через задающее устройство 19, вентиль 28, двухпозиционный гидрораспределитель включения 36 в первой позиции его, двухпозиционный гидрораспределитель переключения 37 во второй позиции и баком 18 через двухпозиционный гидрораспределитель переключения 37 в первой позиции. Управ 3 468 ляющая полость 34 гидрозамка 33 связана с напорными полостями 6 гидрозамков 4 рессор 1 данной группы. Сливная магистраль регулятора дорожного просвета 24 связана с баком 18 через двухпозиционный гидрораспределитель включения 36 во второй позиции его. Торцевая управляющая полость гидрораспределителя включения 36 связана с напорной полостью 25 гидрозамка 26 групп рессор 1 через регулятор дорожного просвета 24 в первой позиции его, а также гидролинией с дросселем 38 и баком 18. Торцевая управляющая полость двухпозиционного гидрораспределителя переключения 37 связана с управляющей полостью 27 гидрозамка 26 групп рессор 1 через двухпозиционный гидрораспределитель включения 36 в первой позиции его. В гидролинии уловления установлен дроссель 39. Система управления положением корпуса гусеничной машины работает следующим образом. При выполнении штатных операций по изменению положения корпуса Подъем корпуса, Опускание корпуса, Дифферент на нос, Дифферент на корму жидкость от насоса 17 через задающее устройство 19 подается в управляющие полости 5 гидрозамков 4. Гидрозамки 4 открываются. В зависимости от выполняемой операции напорные полости 6 гидрозамков 4 рессор 1 передней или задней групп соединяются через задающее устройство 19 с насосом 17 либо баком 18. Дроссели-корректоры 20, 21 обеспечивают выравнивание скоростей подъема и опускания корпуса гусеничной машины. Предохранительный клапан 23 обеспечивает защиту насоса 17 от перегрузок при достижении корпусом гусеничной машины крайнего положения при подъеме или дифферентах на нос, корму. При появлении давления в напорных полостях 6 гидрозамков 4 групп рессор 1 и в полостях 34 гидрозамки 33 открываются. Полости 31 дополнительных гидропневматических цилиндров 29 через двухпозиционный гидрораспределитель переключения 37 в первой позиции его соединяются с баком 18. Поршни 32 перемещаются, и газ из пневматических полостей 3 рессор 1 поступает в полости 30 дополнительных гидропневматических цилиндров 29. Поршни 32 становятся на упоры, обеспечивая максимальный конструктивный объем пневматических полостей 3 и 30. При таком положении производится заправка пневматических полостей 3 газом. Зарядное давление во всех полостях 3 рессор 1 группы одинаковое. После завершения операций управляющие полости 5 гидрозамков 4 через задающее устройство 19 соединяются с баком 18, гидрозамки 4 закрываются. Также полости 6 и 34 гидрозамков 4 и 33 соединяются с баком 18. Гидрозамки 33 закрываются. При выполнении операций Натяжение гусениц, Ослабление гусениц гидрозамки 4 не открываются,устройство работает как прототип. При выполнении операций по установке корпуса гусеничной машины в положение Номинальный дорожный просвет корпус гусеничной машины поднимается сначала в верхнее положение. При этом, как описано выше, поршни 32 занимают крайнее положение, при котором объем полостей 30 максимальный. Кулачки регуляторов дорожного просвета 24 высвобождаются, и они занимают под действием пружин первую позицию. При переводе задающего устройства 19 в режим Номинальный дорожный просвет механикводитель открывает вентиль 28, жидкость от насоса 17 подается в полости 5, 27 гидрозамков 4, 26, и они открываются. Одновременно открываются гидрозамки 33. Жидкость из гидравлических полостей 2 рессор 1 поступает через гидрозамки 4, 26, регуляторы дорожного просвета 24 в первой позиции их к двухпозиционным гидрораспределителям включения 36, золотники которых находятся в первой позиции. В первый момент работы системы управления положением корпуса гусеничной машины в данном режиме жидкость через вентиль 28, двухпозиционный гидрораспределитель включения 36, в первой позиции его, поступает к двухпозиционному гидрораспределителю переключения 37. При этом жидкость поступает в торцевые управляющие полости обоих гидрораспределителей. Поскольку расход жидкости в управляющую полость двухпозиционного гидрораспределителя переключения 37 ограничивается дросселем 39, переключение этого гидрораспределителя во вторую позицию запаздывает, и сначала во вторую позицию переводится двухпозиционный гидрораспределитель включения 36, соединяя полость 25 гидрозамка 26 с баком 18 и запирая торцевую управляющую полость двухпозиционного гидрораспределителя переключения 37 в первой позиции. Одновременно жидкость из торцевой управляющей полости двухпозиционного гидрораспределителя включения 36 через магистраль с дросселем 38 сливается в бак 18, но расход жидкости через дроссель 38 мал и двухпозиционный гидрораспределитель включения 36 удерживается во второй позиции. При этом полости 31 дополнительных гидропневматических цилиндров 29 соединены через двухпозиционный гидрораспределитель переключения 37 с баком 18. Жидкость сливается из гидравлических полостей 2 рессор 1 через регуляторы дорожного просвета 24 групп рессор 1 в бак 18. Параллельно со сливом жидкости из полостей 2 рессор 1 через регуляторы дорожного просвета 24 производится натяжение гусеничных цепей. Для этого жидкость от насоса 17 через задающее устройство 19 подается в напорные полости 13 гидрозамков 12, открывает их и далее поступает в поршневые полости 10 гидропневматических цилиндров 8 обоих бортов. Из штоковых полостей 11 жидкость поступает через задающее устройство 19 в бак 18. Натяжение гусеничных цепей ограничивается предохранительным клапаном 22. После достижения корпусом гусеничной машины заданного положения кулачки регуляторов дорожного просвета 24 доходят до упоров, и регуляторы переводятся во вторую позицию, запирая полости 25 гидрозамков 26. Давление жидкости в торцевой управляющей полости двухпозиционного гидрораспределителя 4 468 включения 36 уменьшается благодаря связи торцевой управляющей полости с баком 18 гидролинией с дросселем 38, и золотник этого гидрораспределителя под действием пружины возвращается в первую позицию. Жидкость от насоса 17 через вентиль 28, двухпозиционный гидрораспределитель включения 36 в первой позиции его поступает через дроссель 39 в торцевую управляющую полость двухпозиционного гидрораспределителя переключения 37 и переводит золотник егово вторую позицию. Далее жидкость от насоса 17 поступает в напорные полости 35 гидрозамков 33 и далее в гидравлические полости 31 дополнительных гидропневматических цилиндров 29. Поршни 32 перемещаются, и газ из полостей 30 вытесняется в пневматические полости 3 рессор 1. Давление в крайних рессорах 1 увеличивается. При достижении поршнями 32 крайнего положения вентиль 28 закрывается, насос 17 выключается, задающее устройство 19 переводится в исходное положение. Гидрозамки 4, 12, 26, 33 закрываются. Благодаря более высокому давлению в полостях крайних рессор 1 нормальные реакции грунта по длине опорной поверхности гусениц выравниваются. При этом средние опорные катки разгружаются, а крайние - догружаются. Напряжения в шинах опорных катков выравниваются. Повышается их долговечность. Увеличение жесткости крайних рессор обеспечивает увеличение плавности хода машины и снижение энергозатрат на перемещение. 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. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.

МПК / Метки

МПК: B60G 17/04

Метки: положением, система, корпуса, управления, гусеничной, машины

Код ссылки

<a href="https://by.patents.su/5-u468-sistema-upravleniya-polozheniem-korpusa-gusenichnojj-mashiny.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Система управления положением корпуса гусеничной машины</a>

Похожие патенты