RU2068362C1

RU2068362C1 - Heavy-weight transportation vehicle

Info

Publication number: RU2068362C1
Authority: RU
Inventors: В.Л. Железняк; И.Ф. Железняк; Ф.А. Железняк; Л.С. Матвеенко
Original assignee: Всероссийский научно-производственное объединение лесной промышленности "ВНПОлеспром"; Акционерное общество открытого типа "Эксмаш"
Priority date: 1989-06-28
Filing date: 1989-06-28
Publication date: 1996-10-27

Abstract

FIELD: road building and repair machinery. SUBSTANCE: vehicle has propelling devices in form of supports with pulsed lifting mechanisms. At oscillatory motion of pulsed mechanism inertia mass 10, inertia forces act periodically onto supports 1 and 2, thus providing counter-phase pressing of supports to surface and separating them from the surface. In semiperiod of pressing, housing 5 is moved relative to pressed support by means of longitudinal displacement mechanism 7, and at separating semiperiods, separated support is returned by spring 8 in initial position relative to housing 5. Pressing of supports to surface by inertia forces increases adhesion weight of vehicle and ensures considerable pulling effort at low power consumption. EFFECT: enlarged operating capabilities. 5 dwg

Description

Изобретение относится к транспортным средствам и может быть использовано при строительстве и ремонте лесовозных дорог. The invention relates to vehicles and can be used in the construction and repair of timber roads.

Известно транспортное средство, включающее корпус, установленный на движителях, по крайней мере, два из которых шагового перемещения, содержащие опору, а также механизм продольного перемещения и импульсный механизм подъема, связанные между собой устройством синхронизации. Особенностью этого транспортного средства является то, что инертная масса импульсного механизма подъема каждого из его шаговых движителей установлена на рычаге, связывающем опору с корпусом транспортного средства. Такое соединение указанных элементов известного транспортного средства приводит в процессе его работы к значительным удельным энергозатратам. A vehicle is known, including a housing mounted on propulsion devices, at least two of which are step-wise movements, containing a support, as well as a longitudinal movement mechanism and a pulsed lifting mechanism, interconnected by a synchronization device. A feature of this vehicle is that the inertial mass of the pulsed lifting mechanism of each of its stepper motors is mounted on a lever connecting the support to the vehicle body. Such a combination of these elements of a known vehicle leads to significant specific energy consumption during its operation.

Цель изобретения снижение энергозатрат. The purpose of the invention is the reduction of energy consumption.

Для этого в транспортном средстве, включающем корпус, установленный на движителях, по крайней мере два из которых шагового перемещения, содержащие опору, а также механизм ее продольного перемещения и импульсный механизм ее подъема, связанные между собой устройством синхронизации, механизм подъема выполнен в виде силового цилиндра, корпус которого неподвижно соединен с опорой, а шток связан с инертной массой, которая, в свою очередь, через упругий элемент, связана с опорой. For this, in a vehicle including a housing mounted on propulsion devices, at least two of which are step-wise movements containing a support, as well as a mechanism for its longitudinal movement and a pulsed mechanism for lifting it, connected by a synchronization device, the lifting mechanism is made in the form of a power cylinder whose body is fixedly connected to the support, and the rod is connected with an inert mass, which, in turn, is connected to the support through an elastic element.

На фиг. 1 изображена схема транспортного средства с последовательно расположенными опорами; на фиг. 2 вариант выполнения импульсного механизма подъема; на фиг. 3 общий вид одного из шаговых движителей транспортного средства; на фиг. 4 то же, вид сверху; на фиг. 5 варианты графиков изменения усилий прижима и тяги во времени. In FIG. 1 shows a diagram of a vehicle with sequentially arranged supports; in FIG. 2 embodiment of the pulse lifting mechanism; in FIG. 3 is a general view of one of the stepper movers of the vehicle; in FIG. 4 the same, top view; in FIG. 5 options for graphs of changes in clamping and traction forces in time.

Транспортное средство включает движители по крайней мере два из которых шагового перемещения. У транспортного средства с двумя шаговыми движителями (фиг. 1) имеются опоры 1 и 2, на которых неподвижно установлены импульсные механизмы подъема 3 и 4. Корпус 5 транспортного средства имеет связи 6 с опорами 1 и 2. Эти связи могут быть выполнены, например, в виде серег (фиг. 1) проушин (фиг. 3 и 4) и т.п. The vehicle includes movers of at least two of which are stepping. A vehicle with two stepper motors (Fig. 1) has supports 1 and 2 on which the pulsed lifting mechanisms 3 and 4 are fixedly mounted. The vehicle body 5 has connections 6 with supports 1 and 2. These connections can be made, for example, in the form of earrings (Fig. 1) eyelets (Fig. 3 and 4), etc.

Для продольного перемещения корпуса 5 относительно опор 1 и 2 между каждой из опор и корпусом установлен механизм продольного перемещения, например, гидроцилиндр 7, одна из взаимоподвижных частей которого шарнирно соединена с соответствующей опорой, а другая с корпусом 5. Для перемещения опор относительно корпуса могут быть предусмотрены отдельные дополнительные приводы. Возможен и другой вариант оказанный на чертежах, когда, например, оба эти привода совмещены в одном гидроцилиндре 7, в одну из полостей которого подают рабочую жидкость для перемещения корпуса относительно опоры, а в другой его полости установлена пружина 8 для перемещения опоры относительно корпуса в исходное положение и гашения инерции горизонтального движения опоры и корпуса транспортного средства. For the longitudinal movement of the housing 5 relative to the supports 1 and 2 between each of the supports and the housing, a longitudinal movement mechanism is installed, for example, a hydraulic cylinder 7, one of the mutually movable parts of which is pivotally connected to the corresponding support, and the other with the housing 5. To move the supports relative to the housing, Separate additional drives are provided. Another variant shown in the drawings is possible when, for example, both of these drives are combined in one hydraulic cylinder 7, in one of the cavities of which a working fluid is supplied to move the housing relative to the support, and a spring 8 is installed in its other cavity to move the support relative to the housing in the original position and damping of inertia of the horizontal movement of the support and the vehicle body.

Импульсный механизм подъема каждого шагового движителя содержит корпус 9, инертную массу 10, упругий элемент, например, пружину 11, а также исполнительный цилиндр, например, гидроцилиндр 12 (фиг.2). Корпус каждого такого гидроцилиндра 12 неподвижно связан с соответствующей опорой. Эта связь может быть осуществлена, например, через корпус 9 импульсного механизма подъема (фиг. 1 и 3) либо непосредственно (этот вариант на чертежах не показан). Шток этого гидроцилиндра 12 соединен с инертной массой 10, которая, в свою очередь, связана с соответствующей опорой непосредственно, либо через корпус 9 импульсного механизма подъема. Корпус 9 также неподвижно закреплен на соответствующей опоре. Режим работы исполнительного цилиндра целесообразно выбирать из соображений совпадения частоты его перемещений и собственной частоты системы "инертная масса упругий элемент корпус импульсного механизма подъема". The pulse lifting mechanism of each stepper mover contains a housing 9, an inert mass 10, an elastic element, for example, a spring 11, and also an actuating cylinder, for example, a hydraulic cylinder 12 (figure 2). The housing of each such hydraulic cylinder 12 is fixedly connected to the corresponding support. This communication can be carried out, for example, through the housing 9 of the pulse lifting mechanism (Fig. 1 and 3) or directly (this option is not shown in the drawings). The rod of this hydraulic cylinder 12 is connected to an inert mass 10, which, in turn, is connected with the corresponding support directly, or through the housing 9 of the pulsed lifting mechanism. The housing 9 is also fixedly mounted on the corresponding support. The operating mode of the actuating cylinder is advisable to choose from considerations of the coincidence of the frequency of its movements and the natural frequency of the system "inert mass elastic element the housing of the pulsed lifting mechanism."

Механизм продольного перемещения и импульсный механизм подъема связаны между собой устройством синхронизации (на чертежах не показано). В рассматриваемом примере с устройством синхронизации связан гидроцилиндр 7 механизма продольного перемещения и гидроцилиндр 12 импульсного механизма подъема. Устройство синхронизации управляет этими гидроцилиндрами через соответствующие гидрораспределители (на чертежах не показаны), обеспечивая их включение и выключение с необходимой частотой. Оно может быть выполнено, например, в виде генератора переменного напряжения. The longitudinal movement mechanism and the pulse lifting mechanism are interconnected by a synchronization device (not shown in the drawings). In this example, the hydraulic cylinder 7 of the longitudinal movement mechanism and the hydraulic cylinder 12 of the pulse lifting mechanism are connected to the synchronization device. The synchronization device controls these hydraulic cylinders through the corresponding control valves (not shown in the drawings), ensuring their on and off with the required frequency. It can be performed, for example, in the form of an alternating voltage generator.

Связи 6 корпуса 5 с опорами 1 и 2 могут вторыми концами подсоединяться, например, к корпусу гидроцилиндра 12 (фиг. 1), корпусу 9 (на чертежах этот вариант не показан) либо непосредственно к опоре (фиг. 3 и 4). Количество таких связей 6 определяется условиями обеспечения транспортному средству статической устойчивости. Для обеспечения поперечной устойчивости в конструкциях с последовательным расположением опор 1 и 2 (фиг. 1 и 2), каждая из них должна иметь по крайней мере одну связь с корпусом, исключающую возможность поперечного поворота. В этом случае связи 6 нецелесообразно подсоединять цилиндрическими шарнирами. При параллельном расположении опор 1 и 2 для обеспечения продольной устойчивости, каждая из них должна иметь по крайней мере две связи 6, разнесенные в направлении движения. The connection 6 of the housing 5 with the supports 1 and 2 can be connected by the second ends, for example, to the housing of the hydraulic cylinder 12 (Fig. 1), the housing 9 (this option is not shown in the drawings) or directly to the support (Figs. 3 and 4). The number of such links 6 is determined by the conditions for providing the vehicle with static stability. To ensure lateral stability in structures with a sequential arrangement of supports 1 and 2 (Fig. 1 and 2), each of them must have at least one connection with the housing, eliminating the possibility of lateral rotation. In this case, the connection 6 is impractical to connect cylindrical joints. With the parallel arrangement of the supports 1 and 2 to ensure longitudinal stability, each of them must have at least two connections 6, spaced in the direction of movement.

Связь одной из взаимно подвижных частей гидроцилиндра 7 с соответствующей опорой может быть осуществлена либо через корпус 9 импульсного механизма подъема, либо непосредственно (этот вариант на чертежах не показан). The connection of one of the mutually movable parts of the hydraulic cylinder 7 with the corresponding support can be carried out either through the housing 9 of the pulse lifting mechanism, or directly (this option is not shown in the drawings).

В реальной конструкции между корпусом тягача и опорами должны быть установлены амортизаторы, например, рессоры. In a real design, shock absorbers, for example, springs, must be installed between the tractor body and the supports.

Транспортное средство перемещается следующим образом. The vehicle moves as follows.

В рабочие полости гидроцилиндров 7 механизмов продольного перемещения и гидроцилиндров 12 импульсных механизмов подъема от гидронасоса через гидрораспределители по сигналам устройства синхронизации периодически подается рабочая жидкость с необходимой частотой. В частности, при выполнении устройства синхронизации в виде генератора переменного напряжения, в один из полупериодов устройство синхронизации вырабатывает сигнал на подключение гидрораспределителями рабочей полости гидроцилиндра 12 одной из опор к напорной магистрали, а рабочей полости гидроцилиндра 12 другой опоры к сливной магистрали. Одновременно в первый же полупериод тем же сигналом устройство синхронизации подключает через соответствующий гидрораспределитель рабочую полость гидроцилиндра 7 одной из опор к напорной магистрали, а рабочую полость гидроцилиндра 7 другой опоры к сливной магистрали. In the working cavity of the hydraulic cylinders 7 of the mechanisms of longitudinal movement and hydraulic cylinders 12 of the pulse lifting mechanisms from the hydraulic pump through the control valves by the signals of the synchronization device, the working fluid is periodically supplied with the required frequency. In particular, when the synchronization device is implemented in the form of an alternating voltage generator, in one of the half-cycles the synchronization device generates a signal for the hydraulic distributors to connect the working cavity of the hydraulic cylinder 12 of one of the supports to the pressure line, and the working cavity of the hydraulic cylinder 12 of another support to the drain line. At the same time, in the first half-cycle, using the same signal, the synchronization device connects the working cavity of the hydraulic cylinder 7 of one of the supports to the pressure line through the corresponding valve, and the working cavity of the hydraulic cylinder 7 of the other support to the drain line.

В полупериод подключения рабочей полости гидроцилиндра 12 импульсного механизма подъема к напорной магистрали поступающая в эту полость жидкость перемещает поршень гидроцилиндра 12, и следовательно, связанные с его штоком инертную массу 10 вниз, сжимая при этом пружину 11. В полупериоды подключения этой полости гидроцилиндра 12 к сливной магистрали разжимается пружина 11, перемещая вверх инертную массу 10, и, следовательно, поршень гидроцилиндра 12, что приводит к вытеснению жидкости из рабочей полости рассматриваемого гидроцилиндра 12. Таким образом обеспечивается колебательное движение инертной массы 10 относительно опоры 1 (или 2). Одновременное подключение рабочей полости гидроцилиндра 12 одной опоры к напорной магистрали, а рабочей полости гидроцилиндра 12 другой опоры к сливной магистрали приводит к противофазности колебаний инертных масс 10 разных опор. In the half-period of connecting the working cavity of the hydraulic cylinder 12 of the pulsed lifting mechanism to the pressure line, the liquid entering the cavity moves the piston of the hydraulic cylinder 12, and therefore the inert mass 10 connected to its rod compresses the spring 11. In the half-period of connecting this cavity of the hydraulic cylinder 12 to the drain the spring 11 is opened, moving up the inert mass 10, and, consequently, the piston of the hydraulic cylinder 12, which leads to the displacement of fluid from the working cavity of the hydraulic cylinder 12. immediately provides the oscillatory movement of the inert mass 10 relative to the support 1 (or 2). The simultaneous connection of the working cavity of the hydraulic cylinder 12 of one support to the pressure line, and the working cavity of the hydraulic cylinder 12 of the other support to the drain line leads to the in-phase oscillation of inert masses of 10 different supports.

В результате указанных колебаний возбуждаются инерционные силы, которые действуют в направлении нормали к плоскости взаимодействия опор с поверхностью движения. Полученные таким образом инерционные силы осуществляют дополнительный прижим опор к этой поверхности. Вследствие противофазности колебаний инертных масс дополнительный прижим опор к поверхности движения осуществляется также противофазно: в один полупериод прижимается опора 1, а в следующий опора 2. As a result of these oscillations, inertial forces are excited that act in the direction normal to the plane of interaction of the supports with the motion surface. The inertial forces obtained in this way carry out additional clamping of the supports to this surface. Due to the out-of-phase oscillations of inertial masses, the additional clamp of supports to the motion surface is also carried out out of phase: in one half-cycle, support 1 is pressed, and in the next support 2.

В полупериоды прижима опоры 1 рабочая полость гидроцилиндра 7, связанного с этой опорой, устройством синхронизации подключается к напорной магистрали, и в нее поступает жидкость, перемещая поршень гидроцилиндра 7, и следовательно, корпус 5 транспортного средства, связанный со штоком этого гидроцилиндра, относительно опоры 1. Указанное перемещение поршня гидроцилиндра 7 вызывает сжатие пружины 8, установленной в нерабочей его полости. In the half-periods of the clamping of the support 1, the working cavity of the hydraulic cylinder 7 associated with this support, the synchronization device is connected to the pressure line, and liquid enters into it, moving the piston of the hydraulic cylinder 7, and therefore, the vehicle body 5, connected with the rod of this hydraulic cylinder, relative to the support 1 The indicated displacement of the piston of the hydraulic cylinder 7 causes compression of the spring 8 installed in its inoperative cavity.

В следующий полупериод устройством синхронизации подключается к напорной магистрали рабочая полость гидроцилиндра 7, связанного с опорой 2, и поступающая в эту полость жидкость перемещает поршень гидроцилиндра 7, связанного с опорой 2, которая прижимается в этот же полупериод к поверхности движения действием инерционных сил. Это приводит к перемещению корпуса 5 транспортного средства относительно прижатой к поверхности движения опоры 2. Одновременно рабочая полость гидроцилиндра 7, связанного с опорой 1, устройством синхронизации подключается к сливной магистрали. Сжатая в предыдущий полупериод пружина 8 разжимается и перемещает поршень гидроцилиндра 7, вытесняя жидкость из его рабочей полости в подключенную устройством синхронизации сливную магистраль. Инерционные силы, приложенные к опоре 1, направлены вверх, отрывая ее от поверхности движения, поэтому движение поршня, связанного с ней гидроцилиндра 7 в описываемый полупериод приводит к возвращению опоры 1 в исходное относительно корпуса 5 положение. Аналогично в противоположный полупериод возвращается в исходное положение относительно корпуса опора 2. In the next half-cycle, the synchronization device connects the working cavity of the hydraulic cylinder 7 connected to the support 2 to the pressure line, and the fluid entering the cavity moves the piston of the hydraulic cylinder 7 connected to the support 2, which is pressed into the motion surface by the action of inertial forces. This leads to the movement of the vehicle body 5 relatively pressed against the surface of movement of the support 2. At the same time, the working cavity of the hydraulic cylinder 7 connected to the support 1, the synchronization device is connected to the drain line. Compressed in the previous half-cycle, the spring 8 is expanded and moves the piston of the hydraulic cylinder 7, displacing the liquid from its working cavity into the drain line connected by the synchronization device. The inertial forces applied to the support 1 are directed upward, tearing it away from the surface of movement, therefore, the movement of the piston associated with it of the hydraulic cylinder 7 in the described half-cycle leads to the return of the support 1 to its original position relative to the housing 5. Similarly, in the opposite half-cycle, the bearing 2 is returned to its original position relative to the housing.

Дополнительный прижим опор действием инерционных сил повышает сцепной вес транспортного средства, и следовательно, позволяет увеличить его тяговые показатели. На фиг. 5 графически проиллюстрировано получение зависимости результирующей силы тяги F_Т.Σ. от времени для транспортного средства с двумя шаговыми движителями. Условные обозначения приведенных графиков следующие:
F_пр.I колебания прижимающих сил, действующих на опору 1;
F_пр.II колебания прижимающих сил, действующих на опору 2;
F_т.I колебания тягового усилия гидроцилиндра 7, связанного с опорой 1;
F_т. колебания тягового усилия гидроцилиндра 7, связанного с опорой 2;
F_Т.Σ. суммарная тяга транспортного средства.An additional clamp of supports by the action of inertial forces increases the grip weight of the vehicle, and therefore, allows to increase its traction performance. In FIG. 5 graphically illustrates the receipt of the dependence of the resulting traction force F _T.Σ. from time to time for a vehicle with two stepper motors. The symbols of the graphs are as follows:
F _{pr I} oscillations of the pressing forces acting on the support 1;
F _{pr. II} oscillations of the pressing forces acting on the support 2;
F _T.I fluctuations in the traction of the hydraulic cylinder 7 associated with the support 1;
F _t. Fluctuations in the traction of the hydraulic cylinder 7 associated with the support 2;
F _T.Σ. total traction of the vehicle.

Подъем опоры для возвращения ее в исходное относительно корпуса положение осуществляется за счет действия вверх инерционных сил, возникающих при колебательном движении относительно этой опоры инертной массы. Никаких других (дополнительных) энергозатрат на подъем опор описанного транспортного средства не требуется. Поэтому его удельные энергозатраты ниже чем у прототипа. Это позволяет данному транспортному средству развивать большее по величине тяговое усилие. The support is raised to return it to its original position relative to the housing due to the upward action of inertial forces arising from oscillatory motion relative to this inert mass support. No other (additional) energy costs for lifting the supports of the described vehicle are required. Therefore, its specific energy consumption is lower than that of the prototype. This allows the vehicle to develop greater traction.

Таким образом, транспортное средство позволяет снизить энергозатраты при движении, причем снижение энергозатрат обеспечивается при значительном увеличении тягового усилия. Thus, the vehicle allows to reduce energy consumption while driving, and the reduction of energy consumption is provided with a significant increase in traction.

Claims

A vehicle comprising a housing mounted on propulsion devices, at least two of which are stepping, containing a support, as well as a mechanism for its longitudinal movement and a pulsed mechanism for lifting it, interconnected by a synchronization device, characterized in that the lifting mechanism is made in the form of a power a cylinder, the body of which is fixedly connected to the support, and the rod is connected with an inert mass, which is connected through the elastic element to the support.