Двухосный прицеп
Владельцы патента RU 2607903:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина" (RU)
Изобретение относится к области безрельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях тракторных и автомобильных двухосных прицепов. Двухосный прицеп содержит оси колес, к которым жестко присоединены комплекты листовых рессор, шарнирно связанных с кронштейнами его рамы. На каждой из осей колес с возможностью угловых поворотов установлены шлицевые втулки, выполненные из упругого материала, с рычагами, шарнирно закрепленными в кронштейнах рамы прицепа. Каждая из шлицевых втулок охвачена с помощью подобных шлицев подпружиненными комплектами тарельчатых пружин стаканами, имеющими возможность только поступательного движения на осях колес. Стаканы своими торцевыми наклонными поверхностями контактируют с конусной формы упором, жестко закрепленным на поперечинах рамы прицепа. Достигается повышение эксплуатационных характеристик прицепа. 3 ил.
Предлагаемое изобретение относится к области безрельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях тракторных и автомобильных двухосных прицепов.
Известен двухосный прицеп, описанный в руководстве по уходу и эксплуатации «Прицеп двухосный тракторный 2ПТС-4М модели 785. Сердобский машиностроительный завод. Приволжский информцентр, Саратов 1969 г.». Такой тракторный прицеп состоит из шасси с подкатной тележкой, с передними и задними рессорными подвесками колес, выполненными из комплектов листовых рессор, на котором установлен самосвальный кузов (см. рис. 1 и рис. 2 стр. 5 указанного руководства). На раме шасси расположен также гидравлический опрокидывающий механизм, предназначенный для опрокидывания платформы (см. стр. 27-35 этого же руководства). В качестве силового органа опрокидывающего механизма использован гидроподъемник телескопического типа, выполненный из стальных труб, входящих друг в друга. Несмотря на свое совершенство конструкции и эффективность в эксплуатации такой прицеп обладает весьма существенным недостатком, заключающимся в том, что листовые рессоры имеют, во-первых, высокую собственную массу и, во-вторых, не обладают возможностью регулировать в автоматическом режиме свою изгибную жесткость в зависимости от количества груза в платформе, вида дорог, где используется прицеп, и характеристик их микро- и макропрофиля. Все эти недостатки существенно сказываются на надежности конструкционных элементов прицепа, его плавности хода и качестве перевозимого груза.
Известен также двухосный прицеп (Прицеп тракторный 2ПТС-4-793-01. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Ташкентский тракторный завод им. 50-летия СССР, Ташкент 1983 г.), конструкция которого в целом аналогична вышеописанной и поэтому недостатки их подобны.
Поэтому целью предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационных характеристик прицепа.
Поставленная цель достигается тем, что на каждой из осей колес с возможностью угловых поворотов установлены шлицевые втулки, выполненные из упругого материала, с рычагами, шарнирно закрепленными в кронштейнах рамы прицепа, каждая из шлицевых втулок охвачена с помощью подобных шлицев подпружиненными комплектами тарельчатых пружин стаканами, имеющими возможность только поступательного движения на осях колес, причем упомянутые стаканы своими торцевыми наклонными поверхностями контактируют с конусной формы упором, жестко закрепленным на поперечинах рамы прицепа.
На чертежах фиг. 1 показан общий вид двухосного прицепа, на фиг. 2 - его сечение по АА и на фиг. 3 - один из конструкционных элементов рессорного подвешивания прицепа.
Двухосный прицеп состоит из кузова 1, установленного на раме 2, и подкатной тележки 3, снабженной дышлом 4. На раме 2 с помощью шарниров 5, размещенных в кронштейнах 6 рамы 2, установлены рычаги 7, другие концы которых жестко закреплены на шлицевых втулках 8. Шлицы 9 шлицевых втулок 8 взаимодействуют с ответными, выполненными в стаканах 10, которые подпружинены относительно втулок 8 тарельчатыми пружинами 11, причем шлицевые втулки 8 установлены на оси 12 колес 13, имеющих круглое сечение 14, а стаканы 10 установлены на этой же оси 12, но имеющей квадратное сечение 15. Между стаканами 10 расположены наклонные поверхности 16, установлен конусной формы упор 17, жестко закрепленный на раме 2. Шлицевые втулки 8 своими торцами контактируют с упорными шайбами 18, жестко закрепленными на оси 12 колес, а последние расположены на дорожном полотне 19.
Работает двухосный прицеп следующим образом. В статике, когда прицеп находится в таком положении, как это показано на фиг. 1, его рычаги 7 находятся под углом α по отношению к горизонтальной плоскости дорожного полотна 19. В случае же движения прицепа по стрелке А в составе автотракторного поезда (на чертежах тягач не показан), кузов 1 которого может быть как порожним, так и загруженным, например сыпучим или другим каким-то грузом, под действием динамических нагрузок, вызванных преодолением колес 13 микро- и макронеровностей дорожного полотна 19, рычаги 7 получают упругие угловые повороты совместно с шлицевыми втулками 8 относительно станков 10, которые за счет наличия квадратного сечения 15, выполненного на оси 12 колес 13, являются в этом направлении движения втулок 8 неподвижными. Понятно, что такие угловые повороты шлицевых втулок 8 происходят с упругим сопротивлением за счет того, что их шлицы 9 размещены в подобных шлицах стаканов 10. Известно, что такие углы закручивания упругого стержня, в данном случае шлицевой втулки 8, можно определить по зависимости:
где: l - длина стержня;
[τ] - допускаемые касательные напряжения;
G - модуль упругости материала второго рода;
d - диаметр стержня.
В тоже время в процессе движения прицепа происходят его колебания кузова 1 и рамы 2 и в вертикальной плоскости по стрелке В. Такие колебания способствуют по этой же стрелке перемещаться и конусной формы упорам 17, которые, взаимодействуя с наклонными поверхностями 16 стаканов 10, позволяют изменять рабочую длину l (см. фиг. 3) за счет поступательного их движения по стрелкам С, что в итоге уменьшается последняя. Такое явление позволяет увеличить крутильную жесткость шлицевых втулок 8, которая, как известно, определяется по формуле:
где G - модуль упругости материала второго рода;
Jρ - момент инерции сечения шлицевой втулки;
l - рабочая длина шлицевой втулки;
d - диаметр шлицевой втулки.
В итоге, за счет изменения крутильной жесткости Kϕ шлицевых втулок 8 в автоматическом режиме происходит демпфирование динамических нагрузок, возникающих в процессе движения прицепа, а следовательно, повышается его надежность и плавность хода. Следует также отметить, что возврат в исходное положение стаканов 10, такое как это показано на фиг. 2 и фиг. 3, происходит за счет наличия комплектов тарельчатых пружин 11, расположенных между торцами шлицевых втулок 8 и внутренними торцевыми поверхностями стаканов 10. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как оно позволяет в автоматическом режиме изменять крутильную жесткость рессорных подвесок прицепных автотракторных средств и тем самым повысить их надежность и плавность хода.
Двухосный прицеп, содержащий оси колес, к которым жестко присоединены комплекты листовых рессор, шарнирно связанных с кронштейнами его рамы, отличающийся тем, что на каждой из осей колес с возможностью угловых поворотов установлены шлицевые втулки, выполненные из упругого материала, с рычагами, шарнирно закрепленными в кронштейнах рамы прицепа, каждая из шлицевых втулок охвачена с помощью подобных шлицев подпружиненными комплектами тарельчатых пружин стаканами, имеющими возможность только поступательного движения на осях колес, причем упомянутые стаканы своими торцевыми наклонными поверхностями контактируют с конусной формы упором, жестко закрепленным на поперечинах рамы прицепа.
