RU2182948C2

RU2182948C2 - Scraper with weight transfer device

Info

Publication number: RU2182948C2
Application number: RU2000119280/03A
Authority: RU
Inventors: В.А. Нилов; А.В. Великанов; А.А. Косенко; А.В. Гаврилов
Original assignee: Воронежский государственный технический университет
Priority date: 2000-07-19
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2002-05-27

Abstract

FIELD: earth moving machinery. SUBSTANCE: invention relates to traction machines operating with trailed earth-moving equipment. Proposed scraper with weight transfer device has prime mover, trailed scraper with draw-bar with weight transfer hydraulic cylinder installed between prime mover and scraper on ball supports. Draw-bar is connected with prime mover for turning in horizontal and longitudinal vertical planes. Draw-bar is connected to prime mover frame through longitudinal joint by means of cross horizontal joint. Supporting hydraulic cylinders hinge-coupled with load-bearing brackets rigidly secured of frame of prime mover are installed on draw-bar by means of ball supports. EFFECT: improved reliability of scraper owing to provision of equal vertical load on prime mover axles. 5 dwg

Description

Изобретение относится к тяговым машинам, работающим с прицепным землеройным оборудованием. The invention relates to traction machines working with trailed earthmoving equipment.

Известен скреперный поезд [1], включающий скрепер и тягач, в задней части которого установлен гидроцилиндр, соединенный гибкой связью с дышлом скрепера. Такое устройство хотя и увеличивает сцепной вес тягача, но одновременно создает большой опрокидывающий момент, что не обеспечивает равномерное давление на грунт движителей тягача. Known scraper train [1], including a scraper and a tractor, in the rear of which is installed a hydraulic cylinder connected by a flexible connection with the drawbar of the scraper. Such a device, although it increases the grip weight of the tractor, but at the same time creates a large tipping moment, which does not provide uniform pressure on the ground of the movers of the tractor.

Известен прицепной скрепер с догружающим устройством [2], включающий тягач, тяговый брус ковша и арку-хобот, между которыми на шаровых опорах установлен гидроцилиндр догрузки тягача. Такое догружающее устройство повышает сцепной вес тягача за счет консольного вертикального нагружения его рамы и также не обеспечивает равномерную эпюру давлений на движители тягача. A towed scraper with a loading device [2] is known, including a tractor, a bucket traction beam and a trunk arch, between which a tractor loading cylinder is installed on ball bearings. Such a loading device increases the grip weight of the tractor due to the cantilever vertical loading of its frame and also does not provide a uniform diagram of the pressure on the movers of the tractor.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является прицепной скрепер с догружающим устройством [3], включающий двухосный тягач, прицепной ковш скрепера с тяговым брусом, гидроцилиндром догрузки, установленным на шаровых опорах между аркой-хоботом и тяговым брусом скрепера, который горизонтальным продольным шарниром соединен с П-образной рамой, охватывающей раму тягача и соединенную с ней внутри опорного периметра тягача. Closest to the claimed technical solution is a trailed scraper with a loading device [3], including a biaxial tractor, a trailed scraper bucket with a tow bar, a loading hydraulic cylinder mounted on ball bearings between the trunk arch and the scraper tow bar, which is connected to the horizontal longitudinal hinge with П -shaped frame, covering the frame of the tractor and connected to it inside the supporting perimeter of the tractor.

Такая конструкция хотя и не создает вертикального консольного нагружения рамы тягача, тем не менее не обеспечивает равномерного вертикального нагружения ведущих мостов тягача на тяговом и транспортном режимах скрепера (с опорным и груженым ковшами). This design, although it does not create vertical cantilever loading of the tractor frame, nevertheless, it does not provide uniform vertical loading of the drive axles of the tractor in the traction and transport modes of the scraper (with supporting and loaded buckets).

Изобретение направлено на обеспечение одинаковых вертикальных нагрузок на мосты тягача при увеличении его сцепного веса. Это достигается тем, что тяговый брус через продольный шарнир закреплен к раме тягача поперечным горизонтальным шарниром и на нем посредством шаровых опор установлены вывешивающие гидроцилиндры, шарнирно соединенные с силовыми кронштейнами, жестко закрепленными к раме тягача. The invention is aimed at ensuring the same vertical loads on the axles of the tractor while increasing its coupling weight. This is achieved by the fact that the traction bar is fixed through the longitudinal hinge to the tractor frame with a horizontal transverse hinge and hanging hydraulic cylinders are mounted on it by means of ball bearings, pivotally connected to power brackets rigidly fixed to the tractor frame.

Сущность заявляемого устройства пояснена чертежами, где на фиг.1 представлен скрепер с догружающим устройством; на фиг.2 изображена гидросистема управления гидроцилиндрами устройства; на фиг.3 - догружающее устройство; на фиг. 4 - вид сверху на него; на фиг.5 - кинематическая схема скрепера с догружающим устройством. The essence of the claimed device is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a scraper with a loading device; figure 2 shows the hydraulic control system of the hydraulic cylinders of the device; figure 3 - loading device; in FIG. 4 is a plan view of it; figure 5 is a kinematic diagram of a scraper with a loading device.

Догружающее устройство 1 соединяет двухосный полноприводной колесный тягач 2 с прицепным скрепером 3 (фиг.1) и содержит догружающий 4 и вывешивающие 5 гидроцилиндры. Догружающий гидроцилиндр 4 установлен между аркой-хоботом 6 скрепера 3 и его тяговым брусом 7 посредством шарнирных соединений 8 и 9, тяговый брус 7 соединен с аркой-хоботом 6 шаровым шарниром 10 и с рамой тягача 2 горизонтальным поперечным шарниром 11 через горизонтальный продольный шарнир 12 (фиг.3). На тяговом брусе 7 с помощью сдвоенного шарнира 13 установлены вывешивающие гидроцилиндры 5, которые шарнирно соединены с силовыми кронштейнами 14, жестко закрепленными к раме тягача 2. A loading device 1 connects a two-axle all-wheel drive wheeled tractor 2 with a trailed scraper 3 (Fig. 1) and contains a loading 4 and 5 hanging hydraulic cylinders. A loading hydraulic cylinder 4 is installed between the trunk arch 6 of the scraper 3 and its tow bar 7 by means of articulated joints 8 and 9, the tow bar 7 is connected to the trunk arch 6 by a ball joint 10 and to the tractor frame 2 by a horizontal transverse joint 11 through a horizontal longitudinal joint 12 ( figure 3). Hanging hydraulic cylinders 5 are mounted on the drawbar 7 using a double hinge 13, which are pivotally connected to the power brackets 14, rigidly fixed to the frame of the tractor 2.

Гидроцилиндры 4 и 5 управляются с помощью золотников 15 и 16, а рабочее давление в них автоматически поддерживается напорными клапанами 17 и 18 (фиг. 2). Тягач имеет передний 19 и задний 20 мосты, а скрепер - передний 21 и задний 22 мосты. Hydraulic cylinders 4 and 5 are controlled by spools 15 and 16, and the working pressure in them is automatically maintained by pressure valves 17 and 18 (Fig. 2). The tractor has a front 19 and rear 20 axles, and a scraper has a front 21 and rear 22 axles.

Устройство обеспечивает догрузку (увеличение сцепного веса) тягача 2 на любом режиме: тяговом и транспортном за счет вывешивания моста 21 (фиг.5) скрепера 3 при одинаковой вертикальной нагрузке на передний 19 и задний 20 мосты тягача 2. The device provides additional loading (increase in grip weight) of the tractor 2 in any mode: traction and transport by hanging the bridge 21 (Fig. 5) of the scraper 3 with the same vertical load on the front 19 and rear 20 axles of the tractor 2.

Догружающее устройство работает следующим образом. Loading device operates as follows.

На тяговом режиме (при наборе грунта) оператор скрепера 3 золотником 16 подает масло в бесштоковую полость догружающего 4 (фиг.2) гидроцилиндра. При этом шток догружающего гидроцилиндра 4 выдвигается и через тяговый брус 7, продольный шарнир 12 и поперечный шарнир 11 (фиг.3) осуществляет нажатие на раму тягача 2. Такое движение возможно благодаря соединению арки-хобота 6 и тягового бруса 7 через шаровую опору 10 (фиг.3, 5). В результате происходит перераспределение нормальных реакций грунта между колесами тягача 2 и скрепера 3 вплоть до вывешивания переднего моста 21 скрепера 3 (фиг.5). Необходимая величина догрузки тягача 2 добавочным сцепным весом автоматически поддерживается соответствующей настройкой напорного клапана 18 (фиг. 2). In the traction mode (when collecting soil), the operator of the scraper 3 with the spool 16 feeds oil into the rodless cavity of the loading cylinder 4 (FIG. 2). In this case, the rod of the loading hydraulic cylinder 4 extends through the traction beam 7, the longitudinal hinge 12 and the transverse hinge 11 (Fig. 3) presses the frame of the tractor 2. This movement is possible due to the connection of the arch trunk 6 and the traction beam 7 through the ball bearing 10 ( figure 3, 5). The result is a redistribution of normal soil reactions between the wheels of the tractor 2 and the scraper 3 up to hanging the front axle 21 of the scraper 3 (Fig. 5). The required load of the tractor 2 with an additional coupling weight is automatically supported by the corresponding setting of the pressure valve 18 (Fig. 2).

Вследствие консольной догрузки тягача 2 и тягового устройства в поперечном шарнире 11 у тягача большую вертикальную нагрузку испытывает мост 20, что приводит к созданию неодинаковых тяговых усилий на передних 19 и задних 20 ведущих мостах тягача 2. Для выравнивания вертикальных нагрузок на мосты тягача 2 оператор через золотник 15 подает масло в бесштоковые полости вывешивающих гидроцилиндров 5 (фиг.3, 5). При этом выдвигаются их штоки, которые поворачивают раму тягача 2 через кронштейны 14 относительно поперечного шарнира 11. В результате происходит уменьшение вертикальной нагрузки на задний мост 20 тягача 2 при одновременном увеличении вертикальной нагрузки на его передний мост 19. Этот процесс необходимо остановить при равенстве вертикальных нагрузок на мосты 19 и 20 тягача 2 соответствующей настройкой напорного клапана 17 (фиг.2). Due to the cantilever loading of the tractor 2 and the traction device in the transverse hinge 11, the axle 20 experiences a large vertical load on the tractor, which leads to the creation of unequal traction forces on the front 19 and rear 20 driving axles of the tractor 2. To balance the vertical loads on the axles of the tractor 2, the operator through the spool 15 supplies oil to the rodless cavities of the hanging hydraulic cylinders 5 (Figs. 3, 5). At the same time, their rods are advanced, which rotate the frame of the tractor 2 through the brackets 14 relative to the transverse hinge 11. As a result, the vertical load on the rear axle 20 of the tractor 2 decreases while increasing the vertical load on its front axle 19. This process must be stopped when the vertical loads are equal on the bridges 19 and 20 of the tractor 2 by the corresponding setting of the pressure valve 17 (Fig.2).

Кинематика созданного догружающего устройства может обеспечить одновременное вывешивание мостов 20 и 21 (фиг.5); 19 и 21; 19 и 22; 20 и 22. Однако практический интерес представляет режим вывешивания переднего моста 21 скрепера 3 (с грунтом и без него) при создании гидроцилиндрами вывешивания 5 одинаковых вертикальных нагрузок на мосты 19 и 20 тягача 2. В этом случае значительно улучшаются тяговые качества тягача 2 и уменьшаются потери на циркулирование "паразитной мощности" в его трансмиссии. The kinematics of the created loading device can provide simultaneous suspension of bridges 20 and 21 (figure 5); 19 and 21; 19 and 22; 20 and 22. However, of practical interest is the hanging mode of the front axle 21 of the scraper 3 (with and without soil) when the hydraulic cylinders create 5 identical vertical loads on the axles 19 and 20 of the tractor 2. In this case, the traction properties of the tractor 2 are significantly improved and losses are reduced on the circulation of "parasitic power" in its transmission.

На транспортном режиме оператор тягача 2 переводит гидроцилиндры 4 и 5 в плавающее положение, что обеспечивает все необходимые взаимные перемещения тяговому брусу 7 относительно тягача 2 и арки-хобота 6 при движении по пересеченной местности. Повороты ковша скрепера 3 относительно тягового бруса 7 в плане на 90^o в обе стороны и качание в вертикальной плоскости обеспечивают шарниры 8, 9 и 10. Качание тягового бруса 7 относительно тягача 2 в продольной и поперечной плоскостях обеспечивают шарниры 12, 13 и 11. При повороте тягача 2 его задние колеса моста 20 и ведомые колеса моста 21 скрепера 3 движутся в параллельных плоскостях.In transport mode, the tractor operator 2 puts the hydraulic cylinders 4 and 5 in a floating position, which provides all the necessary mutual movements of the towbar 7 relative to the tractor 2 and the trunk arch 6 when moving over rough terrain. Rotations of the scraper bucket 3 relative to the tow bar 7 in a 90 ^° direction in both directions and swing in the vertical plane provide hinges 8, 9 and 10. Swing of the tow bar 7 relative to the tractor 2 in the longitudinal and transverse planes is provided by hinges 12, 13 and 11. When by turning the tractor 2, its rear wheels of the bridge 20 and the driven wheels of the bridge 21 of the scraper 3 move in parallel planes.

Догружающее устройство обеспечивает равенство вертикальных нагрузок на мосты 19 и 20 тягача 2 и на транспортном режиме. Для этого необходимо выполнить все описанное выше (см. тяговый режим) действия, изменив лишь величину настройки напорных клапанов 17 и 18 в соответствии с расчетом. The loading device ensures equal vertical loads on the axles 19 and 20 of the tractor 2 and in transport mode. To do this, you must perform all the steps described above (see traction mode), changing only the setting of pressure valves 17 and 18 in accordance with the calculation.

Применение догружающего устройства позволяет при увеличении сцепного веса тягача обеспечить одинаковые вертикальные нагрузки на его мосты практически без увеличения конструктивной массы агрегата за счет сокращения длины стандартного тягового бруса прицепного скрепера. The use of a loading device allows, with an increase in the towing load of the tractor, to ensure the same vertical loads on its axles with virtually no increase in the structural mass of the unit by reducing the length of the standard tow bar of the trailer scraper.

Источники информации:
1. А. с. СССР 985199, М.кл. E 02 F 3/58, от 04.08.81, опубл. 30.12.82, бюл.48.Sources of information:
1. A. p. USSR 985199, M.cl. E 02 F 3/58, from 04.08.81, publ. 12/30/82, bull. 48.

2. А. с. СССР 1239213, М.кл. E 02 F 3/64, от 13.03.84, опубл. 23.06.86, бюл. 23. 2. A. p. USSR 1239213, M.cl. E 02 F 3/64, dated 13.03.84, publ. 06/23/86, bull. 23.

3. А.с. СССР 1701836, М. кл. E 02 F 3/64, от 08.06.89, опубл. 30.12.91, бюл. 48. 3. A.S. USSR 1701836, M. cl. E 02 F 3/64, dated 06/08/89, publ. 12/30/91, bull. 48.

Claims

A scraper with a loading device including a tractor, a trailed scraper with a tow bar, between which a loading cylinder is mounted on the ball bearings, the tow bar is connected to the tractor with the possibility of rotation in horizontal and longitudinal vertical planes, characterized in that the tow bar is attached to the frame through a longitudinal hinge the tractor with a horizontal transverse hinge and on it by means of ball bearings, hanging hydraulic cylinders are mounted pivotally connected to power brackets rigidly attached to the tractor frame gacha.