Устройство для ограничения угла наклона платформы самосвала

 

Использование: в самосвальных транспортных средствах. Устройство содержит клапан 1, служащий для сообщения рабочей полости гидроцилиндра наклона платформы со сливом при достижении платформой предельного угла наклона. Шток 2 клапана имеет привод с помощью троса 6, один конец которого связан с платформой, а другой конец охватывает палец 7, установленный с разновеликими зазорами в отверстиях 8 и 9, выполненных в боковых стенках скобы 10, закрепленной на раме. Палец 7 зафиксирован от осевых перемещений в боковой стенке скобы 10, а за другой боковой стенкой скобы на пальце 7 закреплена пластина, имеющая полку 16, взаимодействующую со штоком 2 клапана 1. Указанная пластина 13 зафиксирована от поворота относительно скобы. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к самосвальным транспортным средствам и касается устройств для ограничения угла наклона платформы самосвала.

Использование устройства для ограничения наклона платформы (хода гидроцилиндра) обусловлено следующими обстоятельствами. Угол наклона платформы независимо от стороны нагрузки (назад или на боковую сторону) обычно выполняют 50^о, что обеспечивает эффективную разгрузку, позволяет сохранить боковую устойчивость транспортного средства и не требует принудительного опускания (возврата) порожней платформы. При одинаковом угле наклона платформы требуемый ход гидроцилиндра при разгрузке на боковую сторону меньше, чем при разгрузке назад, что объясняется прямоугольной (в плане) формой платформы и соответственно разной кинематикой механизма поворота платформы. Таким образом, при задней разгрузке самосвала используется практически весь ход гидроцилиндра, а при боковой разгрузке - только часть его хода, примерно две трети.

Для ограничения хода гидроцилиндра при разгрузке на боковую сторону используется клапан, разобщающий насос и напорную гидролинию, питающую гидроцилиндр, при достижении платформой предельного угла наклона. Для привода штока (запорного элемента) указанного клапана в некоторых случаях целесообразно использовать гибкую связь, например трос или цепь [1, 2, 3]. Клапан, отделяющий полость гидроцилиндра от насоса, используется обычно в тракторных прицепах-самосвалах с однопроводной гидросистемой. Однако при использовании этого клапана возникают динамические нагрузки (гидравлический удар) в момент разобщения насоса и напорной гидролинии, следствием чего является снижение надежности гидросистемы и в первую очередь наиболее чувствительного к перегрузкам гидроагрегата-насоса. Кроме того, в конце хода платформы через клапан передается на раму от троса динамическое растягивающее усилие, что снижает надежность клапана. Известно устройство для ограничения угла наклона платформы самосвала, содержащее размещенный на раме самосвала клапан со штоком, предназначенный для ограничения хода гидроцилиндра, служащего для наклона платформы относительно рамы, и привод клапана, включающий в себя толкатель, расположенный на раме, и гибкий элемент, один конец которого связан с платформой, а другой конец - с толкателем [4]. При срабатывании клапана он сообщает со сливом напорную гидролинию, ограничивая тем самым ход гидроцилиндра до достижения платформой максимального угла наклона. Клапан срабатывает также и при задней разгрузке, предотвращая распор гидроцилиндра, а следовательно, и гидравлический удар в гидросистеме в конце его хода.

Подобные устройства находят наибольшее распространение в автомобилях-самосвалах с двухпроводной системой. Однако при таком техническом решении наряду с исключением гидравлических ударов наблюдаются динамические нагрузки при растяжении гибкого элемента (троса), который помимо привода клапана выполняет функцию и страховочного элемента, препятствующего запрокидыванию платформы после срабатывания клапана при резком сползании залипающих грузов (мокрой глины, силосной массы и т.д.) в конце разгрузки. В этот момент масса груза, проходящая через задний свес платформы (при задней разгрузке) или через наружную кромку бокового борта (при боковой разгрузке), образует относительно оси поворота платформы момент, приводящий к резкому дальнейшему повороту платформы и вытягиванию плунжеров гидроцилиндра за счет его свободного хода, пока полностью не растянется трос и не ограничит самопроизвольный поворот платформы, при этом динамическая нагрузка обусловлена резким гашением кинетической энергии перемещающейся платформы.

Кроме того, данное устройство является весьма громоздким и металлоемким в изготовлении.

Задачей, решаемой изобретением, является повышение надежности устройства для ограничения угла наклона платформы самосвала, обеспечение компактности и снижение материалоемкости этого устройства.

Для решения указанной задачи в устройстве для ограничения угла наклона платформы самосвала, содержащем размещенный на раме самосвала клапан со штоком, предназначенный для ограничения хода гидроцилиндра, служащего для наклона платформы относительно рамы, и привод клапана, включающий толкатель, расположенный на раме, и гибкий элемент, один конец которого связан с платформой, а другой - с толкателем, толкатель выполнен в виде пальца с пластиной, охваченного другим концом гибкого элемента и установленного с разновеликими зазорами в отверстиях, выполненных в боковых стенках скобы, закрепленной на раме, причем в одной стенке скобы с меньшим зазором между ней и пальцем последний зафиксирован от осевых перемещений, за другой стенкой скобы на пальце закреплена указанная пластина, имеющая полку, взаимодействующую со штоком, при этом перемещение пластины вдоль стенки скобы ограничено направлением, параллельным штоку. Привод штока клапана с помощью гибкого элемента, один конец которого связан с платформой, а другой конец охватывает палец, установленный с разновеликими зазорами в отверстиях, выполненных в боковых стенках скобы, закрепленной на раме, и имеющий на конце пластину с полкой, расположенной напротив штока клапана с возможностью взаимодействия с ним при ограниченном угловом перемещении пальца в пределах разновеликих зазоров в отверстиях, выполненных в боковых стенках скобы, позволяет устройству воспринимать динамические нагрузки, удерживая платформу от запрокидывания при движении ее по инерции после сообщения напорной гидролинии и, соответственно, рабочей полости гидроцилиндра со сливом, особенно при сползании залипающего груза с конца платформы, при этом возникающие динамические нагрузки передаются через гибкий элемент, палец и скобу непосредственно на раму и не воздействуют на клапан. Устройство для ограничения угла наклона платформы при указанном его выполнении является весьма компактным во всех трех его измерениях, благодаря чему оно имеет сравнительно небольшую материалоемкость. Для обеспечения плавного ограничения хода гидроцилиндра для уменьшения динамических нагрузок в момент срабатывания клапана гибкий элемент может быть выполнен в виде троса с петлей на конце, охватывающей упомянутый палец, расположенный в отверстиях стенок скобы, а средняя часть троса может быть связана с платформой при помощи пружины растяжения, при этом в гидролинии, соединяющей клапан со сливом, может быть установлен дроссель.

При наличии указанной пружины, соединенной со средней частью троса и с платформой, за счет оттяжки троса пружиной происходит плавное его натяжение по мере наклона платформы, благодаря чему достигается постепенное открытие клапана, вследствие чего происходит равномерное увеличение слива жидкости из напорной гидролинии, который дополнительно регулируется дросселем, установленным в сливной гидролинии.

На фиг. 1 показан автомобиль-самосвал при разгрузке назад, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, при разгрузке на боковую сторону, вид сзади; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2; на фиг. 4 - вид по стрелке А на фиг. 3; на фиг. 5 - положение толкателя клапана в конце наклона платформы; на фиг. 6 - вид по стрелке Б на фиг. 5; на фиг. 7 - схема устройства.

Устройство содержит клапан 1 со штоком 2, предназначенный для ограничения хода гидроцилиндра 3, служащего для наклона платформы 4 относительно рамы 5 самосвала. Клапан 1 имеет привод в виде гибкого элемента - троса 6, один конец которого связан с платформой 4, а другой конец охватывает палец 7, установленный с разновеликими зазорами в отверстиях 8 и 9, выполненных в боковых стенках скобы 10, закрепленной на раме 5. Палец 7 зафиксирован от осевых перемещений в одной из стенок со стороны отверстия 8 с меньшим зазором посредством шплинта 11 и шайбы 12. На другом конце пальца 7 со стороны отверстия 9, имеющего больший зазор, закреплена при помощи сварки пластина 13, зафиксированная от поворота относительно скобы 10 посредством выполненного на ней фиксатора 14, взаимодействующего с продолговатым отверстием 15 в боковой стенке скобы 10. Фиксатор 14 может быть выполнен либо в виде загнутого конца пластины 13 (см. фиг. 3), либо в виде стержня, укрепленного в пластине 13. Пластина 13 имеет полку 16, контактирующую со штоком 2 через регулировочный болт 17 с контргайкой 18, которые служат для регулировки момента срабатывания клапана 1. В средней части к тросу 6 присоединен один конец пружины 19 растяжения, другой конец которой закреплен на платформе 4. К клапану 1 подсоединены напорная гидролиния 20, питающая гидроцилиндр 3, и сливная гидролиния 21, в которой установлен дроссель 22. Клапан 1 содержит подпружиненный нормально закрытый затвор 23, взаимодействующий со штоком 2. Полость 24 над затвором сообщена с напорной гидролинией 20, а полость 25, в которой размещен шток 2, - со сливной гидролинией 21.

Устройство работает следующим образом.

При задней разгрузке самосвала (фиг. 1) используется практически полный ход гидроцилиндра 3, при этом перед достижением предельного (50^о) угла наклона платформы 4 трос 6 под действием поворачивающейся платформы 4 и пружины 19 начинает воздействовать на палец 7, занимая положение "С" со стрелой прогиба f. Под действием троса палец 7 перемещается в отверстиях 8 и 9 в пределах зазоров между ним и стенками до упора полки 16 пластины 13 в болт 17, ввернутый в шток 2. Однако шток 2, нагруженный усилием от действия давления в полости 24 и пружины затвора 23, уравновешивает усилие натяжения троса 6. При дальнейшем повороте платформы 4 стрела прогиба троса 6 уменьшается до величины е, трос занимает положение d, пружина 19 растягивается, что приводит к возрастанию растягивающего усилия в тросе 6 до величины, необходимой для отжатия штоком 2 затвора 23. В этот момент палец 7 перемещается (поворачивается) в пределах большего зазора в отверстии 9, в то время как малый зазор в отверстии 8 лишь обеспечивает свободу этого поворота. При этом пластина 13, закрепленная на пальце 7, перемещается и полкой 16 нажимает на шток 2. Фиксатор 14, скользя в продолговатом отверстии 15, обеспечивает движение пластины 13 вдоль стенки скобы, исключая ее поворот около оси пальца 7. При перемещении штока 2 затвор 23 отжимается от своего седла и рабочая жидкость из напорной гидролинии 20 через полости 24 и 25 клапана 1 поступает в сливную гидролинию 21. Дроссель 22, установленный в сливной гидролинии 21, обеспечивает перепад давления при номинальном потоке меньший, но соизмеримый с давлением в гидросистеме в конце разгрузки, что исключает резкое падение давления в момент срабатывания клапана 1 и делает работу устройства плавной. Палец 7 перемещается (поворачивается) в отверстии 9 до упора в стенку скобы, при этом шток 2, воздействующий на затвор 23, имеет свободный ход и поэтому не нагружает корпус клапана 1. При срабатывании клапана 1 давление в гидросистеме снижается до величины перепада давления на дросселе 22, рабочая жидкость прекращает поступать в полость гидроцилиндра 3, платформа останавливается, при этом в гидроцилиндре еще остается свободный ход, а трос 6 полностью не растягивается, т.е. сохраняется определенная величина стрелы прогиба. Такая же последовательность работы наблюдается и при боковой разгрузке, при этом трос 6 при задней разгрузке занимает положение "а" (фиг. 5), а при боковой разгрузке - положение "в".

Часто как при задней, так и при боковой разгрузке после срабатывания клапана 1 платформа 4 продолжает двигаться по инерции или под действием оставшегося на ней груза, резко сползающего в конце подъема платформы. Этот груз, проходя через кромку заднего свеса платформы (при задней разгрузке) или через кромку бокового борта (при боковой разгрузке), создает относительно оси поворота платформы поворачивающей момент. Тормозящим и ограничивающим элементом в данном случае является трос 6, усилие в котором постепенно возрастает по мере движения платформы до полной ее остановки. Однако вследствие взаимодействия с пружиной 19 трос 6 даже при динамических рывках платформы полностью не распрямляется, сохраняя хотя бы небольшую стрелу прогиба, при этом в гидроцилиндре 3 сохраняется свободный ход. Кроме того, пружина 19 выполняет функцию складывания троса 6 в транспортном положении, предотвращая его запутывание или нежелательный контакт с агрегатами самосвала.

Таким образом, изобретение обеспечивает полную разгрузку клапана 1 от усилий, возникающих при запрокидывании платформы, так как растягивающее усилие, возникающее в тросе 6 после перемещения пальца 7 в пределах зазора в отверстии 9, передается непосредственно на скобу 10, закрепленную на раме 5 самосвала, а шток 2 клапана 1 при этом сохраняет запас свободного хода. Помимо этого наличие дросселя 22 и пружины 19, взаимодействующей с тросом 6, смягчает динамические процессы в момент срабатывания клапана 1 и обеспечивает плавное гашение рывка платформы в конце разгрузки, что благоприятно сказывается на надежности гидросистемы и страховочного механизма, препятствующего запрокидыванию платформы. Необходимо отметить, что указанный эффект достигается компактным устройством, имеющим минимальное количество деталей, малые металлоемкость и трудоемкость изготовления.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА ПЛАТФОРМЫ САМОСВАЛА, содержащее размещенный на раме самосвала клапан со штоком, предназначенный для ограничения хода гидроцилиндра, служащего для наклона платформы относительно рамы, и привод клапана, включающий в себя толкатель, расположенный на раме, и гибкий элемент, один конец которого связан с платформой, а другой - с толкателем, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности при одновременном обеспечении компактности и снижении материалоемкости, толкатель выполнен в виде пальца с пластиной, охваченного другим концом гибкого элемента и установленного с разновеликими зазорами в отверстиях, выполненных в боковых стенках скобы, закрепленной на раме, причем в одной стенке скобы с меньшим зазором между ней и пальцем последний зафиксирован от осевых перемещений, за другой стенкой скобы на пальце закреплена указанная пластина, имеющая полку, взаимодействующую со штоком, при этом перемещение пластины вдоль стенки скобы ограничено направлением, параллельным штоку.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гибкий элемент выполнен в виде троса с петлей на конце, охватывающей палец, а средняя часть троса связана с платформой при помощи пружины растяжения, при этом в гидролинии, соединяющей клапан со сливом, установлен дроссель.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7