Защитный узел для транспортных средств повышенной проходимости

Группа изобретений относится к защитному узлу для транспортных средств повышенной проходимости и экскаватору с таким защитным узлом. Защитный узел содержит защитную пластину и множество защитных ребер, обеспеченных на указанной пластине. По меньшей мере одно ребро короче по длине, чем другие ребра на одном конце, и все ребра равны на другом конце. Указанные ребра выполнены со скосом на обоих концах. Указанная пластина также выполнена с одним или более профилями с постоянным сечением в передней части пластины и с изменяющимся сечением, ведущим к передней части пластины. Обеспечивается повышение прочности и долговечности. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к транспортным средствам повышенной проходимости, в частности к защитному узлу для строительных транспортных средств, а более конкретно к защитному узлу для различных компонентов наподобие рычага или рукояти ковша строительных транспортных средств.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Транспортные средства повышенной проходимости используются для различных вариантов применения, например для сельского хозяйства, строительства и лесного хозяйства и т.д. Размер данных транспортных средств является сравнительно большим, а с их разработкой также связаны огромные затраты. Транспортное средство и компоненты транспортного средства нуждаются в защите от различных эксплуатационных условий для того, чтобы увеличить срок службы транспортного средства и его компонентов. В дополнение, компоненты должны соответствовать необходимым критериям приемлемости сроков службы до разрушения от усталости наряду с соответствием необходимым требованиям к массе и технологическим требованиям.

Обычно различные компоненты транспортного средства наподобие рычага, рукояти ковша, стрелы, ковша и т.д. защищают различными способами наподобие окрашивания компонентов, приваривания определенного защитного покрытия, обеспечения износостойких накладок с упроченным материалом на них или посредством обеспечения профилей на защитной пластине и посредством обеспечения защитных ребер. Как правило, строительное транспортное средство защищают посредством элементов жесткости, усиливающих накладок, ребер, пластин и т.д. с одним или более профилями. В некоторых транспортных средствах указанные ребра обеспечены непосредственно на рычаге, а в других транспортных средствах ребра – на защитной пластине, а пластина соединена с рычагом. Однако большинство данных профилей могут не соответствовать необходимым критериям приемлемости сроков службы до разрушения от усталости.

В US D598031 изложен один подобный способ защиты компонента транспортного средства посредством обеспечения на нем ребер. При этом указанные ребра равны по длине и приварены непосредственно к базовой пластине компонента.

Фиг. 1 показывает один подобный защитный узел, доступный в предшествующем уровне техники. Указанный защитный узел имеет защитную пластину с тремя равными ребрами (4), обеспеченными на ней, с равным отстоянием на указанной пластине. Указанные ребра равны по длине и приварены к защитной пластине. Указанная защитная пластина с ребрами, в свою очередь, приварена к рычагу строительного транспортного средства.

Обычно используемое защитное средство может не соответствовать необходимым критериям приемлемости сроков службы до разрушения от усталости и является неэффективным по стоимости и технологическому процессу. В дополнение, также нельзя должным образом обслуживать деталь равномерного распределения напряжения.

У обычного защитного средства обнаружено несколько следующих недостатков:

1. Вследствие использования обычного профиля защитной пластины и защитных ребер могут образовываться зоны концентрации напряжения. Для того, чтобы преодолеть указанную концентрацию напряжения, существенным может стать дополнительный производственный процесс шлифовки сварного шва, который будет дополнительным процессом.

2. В большинстве случаев ширина защитной пластины и ширина рычага не совпадают, результатом чего является более слабое соединение боковых листов рычага.

3. Трудность соответствия необходимым критериям приемлемости сроков службы до разрушения от усталости наряду с соответствием необходимым требованиям к массе и технологическим требованиям.

Для того, чтобы преодолеть указанные недостатки, разработано изобретение.

ЗАДАЧИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Основной задачей изобретения является создание защитного узла для транспортных средств повышенной проходимости, который является прочным и долговечным по своему характеру и который соответствует необходимым критериям приемлемости сроков службы конструктивной схемы.

Еще одной задачей изобретения является создание защитного узла с оптимизированной защитной пластиной, профилем, толщиной ребра или их комбинацией.

Еще одной задачей изобретения является создание защитного узла, который не только защищает компоненты, но также усиливает компоненты.

Еще одной задачей изобретения является создание защитного узла, который является простым по конструкции и эффективным по стоимости и технологическому процессу.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Защитный узел в соответствии с изобретением в основе содержит защитную пластину и множество защитных ребер, обеспеченных на указанной пластине, при этом по меньшей мере одно ребро короче по длине, чем другие ребра, более конкретно промежуточное ребро является более коротким, чем два соседних ребра на одном конце, и все ребра равны на другом конце. Указанные ребра выполнены со скосом на обоих концах. Указанная пластина также выполнена с одним или более профилями с постоянным сечением в передней части пластины и изменяющимся сечением, ведущим к передней части пластины. Указанный защитный узел обеспечен на базовой пластине компонента, так что ширина защитной пластины равна расстоянию между боковыми листами. Указанные ребра могут либо быть приварены, либо посредством адгезива присоединены к указанной защитной пластине, которая может быть либо приварена, либо посредством адгезива присоединена к базовой пластине компонента, который необходимо защитить.

Защитный узел обеспечивает необходимую защиту компонента, которым может быть рычаг строительного транспортного средства, например гидравлического экскаватора, в дополнение к усилению соединения боковых листов, что в итоге приводит к экономии стоимости производственного процесса и затратам на материалы. Указанная защитная пластина и защитные ребра используются для защиты рычага от выкапываемого материала, например камней, гравия, песка и т.д.

Профилем постоянного сечения является полукруглый профиль с постоянным тонким сечением передней части, вследствие чего общая жесткость конструкции вдоль полукруглого профиля является почти постоянной, что способствует равномерному распределению нагрузки по периметру и таким образом предотвращает концентрацию напряжения, вследствие этого не требуется никакого дополнительного производственного процесса шлифовки сварного шва.

Изменяемое сечение, ведущее к передней части пластины, способствует постепенному уменьшению жесткости в направлении передней части, предотвращая, таким образом, концентрацию напряжения по длине защитной пластины, вследствие этого эффективная конструкционная жесткость постепенно уменьшается в направлении передней части пластины, и плавный градиент напряжения достигается без всякой концентрации напряжения.

Защитная пластина выполнена с более коротким промежуточным ребром, чтобы иметь одну и ту же эффективную жесткость для всех ребер, что также способствует в достижении более равномерного распределения напряжения на концах ребер. Более короткое промежуточное ребро способствует распределению нагрузки от выреза в защитной пластине, а также содействует достижению равномерного распределения напряжения на кончиках, при этом более длинные боковые ребра несут большую нагрузку по сравнению с промежуточным ребром, так как эффективная жесткость под более длинными боковыми ребрами больше вследствие дополнительной опоры, предоставляемой кромкой защитной пластины и кромкой бокового листа. Ребра с неравной длиной и скос на концах ребер содействуют постепенному уменьшению жесткости по длине ребер, что в свою очередь содействуют выравниванию эффективной конструкционной жесткости на концах ребер, так что напряжение становится равномерно распределенным по длине и кончикам ребер, что приводит к уменьшению напряжения и равномерному распределению напряжения, вследствие чего не требуется дополнительный производственный процесс шлифовки сварного шва.

В указанном узле защитной пластины ширина защитной пластины равна расстоянию между боковыми листами для того, чтобы обеспечить более хорошую опору для сварного шва между боковыми листами и сварного шва между боковыми листами и базовой пластиной рычага.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее со ссылкой на чертежи, на которых элементы предназначены только для иллюстрирования предпочтительного варианта осуществления изобретения, а не для его ограничения:

Фиг. 1 представляет собой защитный узел, доступный в предшествующем уровне техники.

Фиг. 2 представляет собой вид сверху защитного узла рычага, установленного на рычаге экскаватора.

Фиг. 3 представляет собой защитную пластину с профилем.

Фиг. 4a представляет собой защитную пластину, обеспеченную на рычаге с плоскостью A-A сечения вдоль коробчатого сечения рычага и защитного узла.

Фиг. 4b представляет собой вид в разрезе, сделанном вдоль сечения A-A, как показано на фиг. 4a.

Фиг. 5 представляет собой сварной шов бокового листа рычага.

Фиг. 6 представляет собой различные признаки защитных ребер.

Со ссылкой на фиг. 2-6.

Защитный узел (10) в соответствии с изобретением в основном содержит защитную пластину (12) и множество защитных ребер (14, 16, 18), обеспеченных на указанной пластине (12). Указанный защитный узел (10) выполнен с возможностью установки на базовой пластине (8) компонента (6), которым является рычаг экскаватора. При этом промежуточное ребро (16) короче, чем два соседних ребра (14, 18) на одном конце, при этом все ребра (14, 16, 18) равны на другом конце. Указанные ребра (14, 16, 18) выполнены со скосом (20) на обоих концах. Указанная пластина (12) выполнена с профилем (22) с постоянным сечением (24) в передней части пластины и изменяемым сечением (26), ведущим к передней части пластины. Указанный защитный узел (10) выполнен с возможностью установки на базовой пластине (8) компонента (6) таким образом, чтобы ширина (28) защитной пластины (12) была равна расстоянию (30) между боковыми листами. Указанные ребра (14, 16, 18) могут быть либо приварены, либо посредством адгезива присоединены к указанной защитной пластине (12), которая может быть либо приварена, либо посредством адгезива присоединена к базовой пластине (8) компонента (6), который необходимо защитить.

Защитный узел (10) обеспечивает требуемую защиту компонента (6), которым является рычаг строительного транспортного средства, в данном случае гидравлического экскаватора, в дополнение к усилению соединений (32) боковых листов, что в итоге приводит к экономии стоимости производственного процесса и стоимости материалов, так как отсутствует необходимость в шлифовке сварных швов на кончиках (36) ребер и сварного шва между защитной пластиной (12) и базовой пластиной (8) рычага. Указанная защитная пластина (12) и защитные ребра (14, 16, 18) используются для защиты рычага от выкапываемого материала, например камней, гравия, песка и т.д.

Профилем постоянного сечения является полукруглый профиль с постоянным тонким сечением (24) передней части защитной пластины (12), вследствие чего общая жесткость области передней части защитной пластины (12) вдоль полукруглого профиля является почти постоянной, что способствует равномерному распределению нагрузки вдоль периметра и таким образом предотвращает концентрацию напряжения, вследствие этого не требуется никакого дополнительного производственного процесса шлифовки сварного шва.

Изменяемое сечение (26), ведущее к передней части пластины, способствует постепенному уменьшению жесткости в направлении передней части, предотвращая таким образом концентрацию напряжения по длине защитной пластины, вследствие этого эффективная конструкционная жесткость постепенно уменьшается в направлении передней части пластины, а плавный градиент напряжения достигается без какой-либо концентрации напряжения.

Защитная пластина (12) выполнена с более коротким промежуточным ребром (16), чтобы иметь более или менее одинаковую эффективную жесткость для всех ребер (14, 16, 18), что также способствует в достижении равномерного распределения напряжения на концах ребер. Более короткое промежуточное ребро (16) способствует распределению нагрузки от выреза (34) в защитной пластине (12) и также содействует достижению равномерного распределения напряжения на кончиках (36), при этом более длинные боковые ребра (14, 18) несут большую нагрузку по сравнению с промежуточным ребром (16), так как эффективная жесткость под более длинными боковыми ребрами (14, 18) больше вследствие дополнительной опоры, обеспеченной кромкой защитной пластины и краем бокового листа. Неравная длина ребер и скос (20) на концах ребер содействуют постепенному уменьшению жесткости по длине ребер, что в свою очередь содействуют выравниванию эффективной конструкционной жесткости на концах ребер, так что напряжение равномерно распределяется по длине и кончикам ребер, что приводит к уменьшению напряжения и равномерному распределению напряжения, вследствие чего не требуется дополнительный производственный процесс шлифовки сварного шва. Указанный вырез (34), обеспеченный на защитной пластине (12), имеет профиль (24) с постоянным сечением и профиль (26) с изменяемым сечением, ведущий к передней части пластины наряду с защитными ребрами (14, 16, 18) с неравной длиной, при этом скос (20) на концах способствует постепенному уменьшению жесткости в направлении передней части, предотвращая таким образом концентрацию напряжения по длине защитной пластины (12).

В указанном узле (10) защитной пластины ширина (28) защитной пластины (12) равна расстоянию (30) между боковыми листами для того, чтобы обеспечить более хорошую опору для сварного шва (32) между боковыми листами и для сварного шва (38) между боковыми листами и базовой пластиной (8) рычага. Это обеспечивает более высокую прочность сварному шву между двумя боковыми листами (32), устраняя таким образом необходимость в использовании более толстых боковых листов и/или шлифовки сварного шва.

Изложенное выше описание является конкретным вариантом осуществления изобретения. Необходимо учитывать, что данный вариант осуществления описан только с целью иллюстрирования и что специалисты в данной области могут осуществлять на практике множество изменений и модификаций без выхода за пределы сущности и объема правовых притязаний изобретения. Подразумевается, что все подобные модификации и изменения включены в той степени, в какой они попадают в пределы объема правовых притязаний изобретения в заявленном виде или его эквивалентах.

4 - Ребра

6 - Компонент (рычаг)

8 - Базовая пластина рычага

10 - Защитный узел

12 - Защитная пластина

14 - Более длинное защитное ребро

16 - Промежуточное защитное ребро

18 - Более длинное защитное ребро

20 - Скос

22 - Профиль

24 - Профиль с постоянным сечением

26 - Профиль с изменяемым сечением

28 - Ширина защитной пластины

30 - Расстояние между боковыми листами

32 - Соединение боковых листов

34 - Вырез

36 - Кончики ребер

38 - Сварной шов между защитной пластиной и базовой пластиной рычага

1. Защитный узел (10), содержащий защитную пластину (12) и множество защитных ребер (14, 16, 18), обеспеченных на защитной пластине (12), при этом по меньшей мере одно ребро (16) короче по длине, чем другие ребра (14, 18), а защитная пластина (12) выполнена с по меньшей мере одним профилем (22).

2. Защитный узел (10) по п.1, в котором профиль (22) выполнен с постоянным сечением (24) в передней части пластины и изменяющимся сечением (26), ведущим к передней части пластины.

3. Защитный узел (10) по п.1 или 2, в котором промежуточное ребро (16) короче по длине на одном конце, чем два смежных ребра (14, 18), и все ребра (14, 16, 18) равны по длине на другом конце.

4. Защитный узел (10) п.1, в котором ребра (14, 16, 18) выполнены со скосом (20) на одном конце или обоих концах.

5. Защитный узел (10) по п.1, в котором защитный узел (10) выполнен с возможностью расположения на базовой пластине (8) компонента (6), так что ширина (28) защитной пластины (12) равна расстоянию (30) между боковыми листами.

6. Защитный узел (10) по п.1, в котором ребра (14, 16, 18) приварены к защитной пластине (12).

7. Защитный узел (10) по п.1, в котором ребра (14, 16, 18) присоединены посредством адгезива к защитной пластине (12).

8. Защитный узел (10) по п.1, в котором защитный узел (10) выполнен с возможностью соединения с базовой пластиной (8) рычага посредством сварки.

9. Защитный узел (10) по п.1, в котором защитный узел (10) выполнен с возможностью соединения с базовой пластиной (8) рычага посредством адгезива.

10. Защитный узел (10) по п.1, используемый в экскаваторе.

11. Экскаватор, содержащий защитный узел (10) по п.1.