RU2304540C2

RU2304540C2 - Trailer-train coupling gear

Info

Publication number: RU2304540C2
Application number: RU2005122380/11A
Authority: RU
Inventors: Александр Константинович Данилов (RU); Александр Константинович Данилов; Евгений Анатольевич Трофимов (RU); Евгений Анатольевич Трофимов; Сергей Николаевич Шеремет (RU); Сергей Николаевич Шеремет; Александр Григорьевич Кизим (RU); Александр Григорьевич Кизим
Original assignee: Александр Константинович Данилов; Евгений Анатольевич Трофимов
Priority date: 2005-07-14
Filing date: 2005-07-14
Publication date: 2007-08-20

Abstract

FIELD: transport engineering.

SUBSTANCE: invention relates to coupling gears of trailer-trains for use in cases when large vehicles are to be coupled for operation off road and on heavy terrain. Proposed coupling gear of trailer-train consisting of prime mover and trailer contains semi-frames for fastening coupling gear members, front one installed in bushing rigidly connected with semi-frame of prime mover and rear one installed in cylindrical cup and rigidly connected with semi-frame of trailer, and tie-rods interconnected by connecting link. Said connecting link is made in form of cross with displacement relatively perpendicular axles whose vertical diametrically arranged pins are coupled with rear tie-rod, and diametrically arranged horizontal ones, with front tie-rod. Said bushing is furnished with pilot-controlled check valve for fixing extreme points of horizontal displacement of front tie-rod. Hydraulic shock absorbers are hinge-secured on semi-frames of prime mover and trailer, being coupled with pilot-controlled check valve and located higher than upper point of hinge turning of tie-rods. Moving part of hydraulic shock absorber exceeds value of longitudinal displacement of front tie-rod.

EFFECT: improved reliability, increased service life and maneuverability when negotiating heavy obstacles, increased angle of turning of coupling gear.

3 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к транспортному машиностроению, в частности к сцепным устройствам автопоездов, когда требуется соединение большегрузных транспортных средств в условиях трудной проходимости и бездорожья.The proposed device relates to transport engineering, in particular to the coupling devices of road trains, when it is necessary to connect heavy vehicles in difficult terrain and off-road conditions.

Известно сцепное устройство, содержащее опорные элементы, прикрепленные жестко к согласующим звеньям и шарнирно связанные между собой скрещивающимися планками, расположенными одна над другой в параллельных плоскостях, защищенное патентом США №3254905.A coupling device is known that comprises support elements fixed rigidly to matching links and articulated between each other by interposing strips located one above the other in parallel planes, protected by US Patent No. 3254905.

Недостатком этого устройства является невысокая долговечность шарниров скрещивающихся планок. При движении по неровностям планки стремятся повернуться относительно опор в вертикальной плоскости, что создает моменты, перекашивающие оси шарниров относительно втулок. Это вынуждает делать сферические шарниры, которые под действием больших усилий растяжения планок быстро изнашиваются, что нарушает нормальное функционирование сцепного устройства. Это устройство позволяет соединяемым звеньям совершать относительный поворот в вертикальной плоскости и вокруг продольной оси транспортного средства только на незначительный угол, что определяется соударением скрещивающихся планок при их сближении. Это обстоятельство на сильно пересеченной местности приводит к скручиванию планок и рам, к перегрузке шарниров сцепного устройства, что также снижает его долговечность.The disadvantage of this device is the low durability of the hinges of the crossing strips. When moving along irregularities, the strips tend to rotate relative to the supports in the vertical plane, which creates moments that warp the axis of the hinges relative to the bushings. This forces to make spherical joints, which under the action of large tensile forces of the strips quickly wear out, which disrupts the normal functioning of the coupling device. This device allows the connected links to make a relative rotation in the vertical plane and around the longitudinal axis of the vehicle only by a slight angle, which is determined by the collision of the crossing strips when they approach each other. This circumstance on very rough terrain leads to twisting of the strips and frames, to overloading the hinges of the coupling device, which also reduces its durability.

Известно сцепное устройство сочлененного транспортного средства, содержащее закрепленные поперечно на рамах соединяемых звеньев опорные элементы, выполненные в виде балок, шарнирно связанных перекрестными стержнями, расположенными в параллельных горизонтальных плоскостях, при этом первый опорный элемент прикреплен к раме одного из соединяемых звеньев посредством горизонтального шарнира с возможностью поворота вокруг продольной оси транспортного средства, описанное в а.с. 852643.A hitch of an articulated vehicle is known, comprising support elements transversally mounted on the frames of the connected links in the form of beams pivotally connected by cross rods arranged in parallel horizontal planes, the first supporting element being attached to the frame of one of the connected links by means of a horizontal hinge turning around the longitudinal axis of the vehicle described in a.c. 852643.

Недостатками этого устройства являются низкие эксплуатационные качества, приводящие к недолговечности устройства.The disadvantages of this device are low performance, leading to the fragility of the device.

Известно сцепное устройство транспортного средства, состоящее из тягача с прицепом, содержащее переднюю соединенную с тягачом и заднюю соединенную с прицепом полурамы, шарнирно связанные между собой соединительным звеном, обеспечивая соединенным полурамам две степени свободы: поворот вокруг вертикальной оси соединительного звена и поворот относительно продольной оси автопоезда. Это устройство имеет весьма существенный недостаток, т.к. не обеспечивается гибкость элементов движущегося средства относительно горизонтальной оси, что снижает маневренность и проходимость транспортного средства. Кроме того, угловые вертикальные колебания, вызывающие дополнительные вертикальные нагрузки на шарнирные соединения, вызывают истирания последних, и, следовательно, недостаточно надежны в эксплуатации сцепного устройства.A vehicle hitch is known, consisting of a tractor with a trailer, comprising front frames connected to the towing vehicle and rear connected to the trailer semi-frames articulated between each other by the connecting link, providing the connected semi-frames two degrees of freedom: rotation about the vertical axis of the connecting link and rotation about the longitudinal axis of the road train . This device has a very significant drawback, because the flexibility of the elements of the moving means relative to the horizontal axis is not ensured, which reduces the maneuverability and maneuverability of the vehicle. In addition, angular vertical vibrations, causing additional vertical loads on the hinge joints, cause abrasion of the latter, and, therefore, are not sufficiently reliable in the operation of the coupling device.

Известно сцепное устройство автопоезда по а.с. №371097, в котором передняя полурама тягача связана с втулкой, в полости которой размещена карданная передача и шарнирно соединена с помощью гидроцилиндра-амортизатора с задней полурамой, установленной поворотно на цилиндрическом стакане, расположенном соосно втулке, а соединительное звено выполнено в виде кольца с горизонтальными и вертикальными шипами, шарнирно связанные с задней полурамой, втулкой и штоками гидроцилиндров.Known hitch road trains for A.S. No. 371097, in which the front semi-frame of the tractor is connected to the sleeve, in the cavity of which the cardan gear is placed and pivotally connected using a shock absorber with a rear semi-frame mounted rotatably on a cylindrical cup located coaxially with the sleeve, and the connecting link is made in the form of a ring with horizontal and vertical spikes, pivotally connected to the rear frame, sleeve and rods of hydraulic cylinders.

Это устройство также не лишено недостатков. Неравномерность нагрузки на шипы в горизонтальном и вертикальном направлении приводит к ненадежности соединения сцепного устройства.This device is also not without flaws. The uneven load on the studs in the horizontal and vertical directions leads to unreliable coupling of the coupling device.

В качестве прототипа выбрано сцепное устройство автопоезда, содержащее полураму, закрепленную на прицепе с возможностью поворота относительно продольной оси автопоезда, соединительное звено с горизонтальными и вертикальными шарнирами для соединения полурамы прицепа с тягачом, гидроцилиндры для взаимного поворота тягача и прицепа в вертикальной и горизонтальной плоскостях, закрепленные одними концами на элементах прицепа, а другими - на элементах тягача. Соединительное звено выполнено в виде рамки с осями цилиндрических шарниров в одной плоскости. Взаимный поворот тягача и прицепа осуществляется вокруг горизонтальной оси с помощью гидроцилиндров поворота. Поворот прицепа относительно продольной оси тягача происходит в результате поворота полурамы прицепа относительно стакана. Наличие конусных направляющих обеспечивает самоцентрирование сцепного устройства (см. а.с. 1458251, кл. В60D 1/00, 1979 г.).As a prototype, a hitch of a road train is selected, comprising a semi-frame mounted on the trailer with the possibility of rotation relative to the longitudinal axis of the road train, a connecting link with horizontal and vertical hinges for connecting the trailer half-frame with the tractor, hydraulic cylinders for mutual rotation of the tractor and trailer in vertical and horizontal planes, fixed one ends on the elements of the trailer, and the other on the elements of the tractor. The connecting link is made in the form of a frame with the axes of cylindrical hinges in the same plane. Mutual rotation of the tractor and trailer is carried out around a horizontal axis with the help of hydraulic cylinders. The rotation of the trailer relative to the longitudinal axis of the tractor occurs as a result of the rotation of the trailer frame relative to the glass. The presence of conical guides provides self-centering of the coupling device (see AS 1458251, class B60D 1/00, 1979).

Недостаток этого устройства состоит в том, что невозможно обеспечить движение прицепа "след в след", как требуется по эксплуатационным характеристикам автопоезда, особенно при повороте автопоезда на значительный угол.The disadvantage of this device is that it is impossible to ensure the movement of the trailer "trace in the trail", as required by the operational characteristics of the road train, especially when turning the road train at a significant angle.

Целью настоящего изобретения является создание сцепного устройства, надежного в работе, обладающего долговечностью и маневренностью при преодолении сложных препятствий и увеличении угла поворота соединения.The aim of the present invention is to provide a coupling device, reliable in operation, having durability and maneuverability in overcoming complex obstacles and increasing the angle of rotation of the connection.

Эта цель достигается тем, что соединительное звено выполнено в виде крестовины со смещенными взаимно перпендикулярными осями, вертикальные диаметрально расположенные пальцы которой связаны со штангой прицепа, а горизонтальные диаметрально расположенные - со штангой тягача, во втулке установлен гидрозамок для фиксации крайних точек горизонтального перемещения, а гидроамортизаторы шарнирно закреплены на полурамах тягача и прицепа, связаны с гидрозамком и расположены выше верхней точки шарнирного поворота штанг, причем ходовая часть гидроамортизатора больше величины продольного перемещения штанги.This goal is achieved by the fact that the connecting link is made in the form of a cross with displaced mutually perpendicular axes, the vertical diametrically located fingers of which are connected with the trailer bar, and the horizontal diametrically located fingers with the tractor bar, a hydraulic lock is installed in the sleeve to fix the extreme points of horizontal movement, and hydraulic shock absorbers pivotally mounted on the tractor and trailer semi-frames, connected with a hydraulic lock and located above the upper point of the articulated rotation of the rods, the chassis of the shock absorber is greater than the longitudinal displacement of the rod.

Суть предложенного устройства поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид сцепного устройства, на фиг.2 - вид сверху, на фиг.3 - соединительное звено.The essence of the proposed device is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of the coupling device, figure 2 is a top view, figure 3 is a connecting link.

Сцепное устройство состоит из полурамы 1, закрепленной на прицепе, к которой крепится штанга 2 при помощи стакана 3 с возможностью поворота относительно продольной оси, полурама тягача 4, к которой крепится штанга 5, установленная в муфте 6 с возможностью продольного перемещения вдоль горизонтальной оси, регулируемым гидрозамком 7, расположенным в муфте 6 (втулке). Штанги прицепа и тягача связаны между собой соединительным звеном 8, выполненным в виде крестовины 9 со смещенными взаимно перпендикулярными осями с горизонтально 10, 12 и вертикально 11, 13 расположенными пальцами, причем вертикально расположенные пальцы связаны со штангой прицепа 2, а горизонтально расположенные - со штангой тягача 5 при помощи вилок 14. Гидроамортизаторы 15 шарнирно закреплены одними концами на элементах прицепа, а другими - на элементах тягача и расположены над соединительным звеном на расстоянии, обеспечивающем поворот вертикальной вилки на заданный угол с учетом толщины стенки стакана.The coupling device consists of a half frame 1 mounted on a trailer to which the rod 2 is attached using a cup 3 with the possibility of rotation relative to the longitudinal axis, a tractor half frame 4 to which the rod 5 is mounted, mounted in the coupling 6 with the possibility of longitudinal movement along the horizontal axis, adjustable a hydraulic lock 7 located in the sleeve 6 (sleeve). The rods of the trailer and the tractor are connected by a connecting link 8, made in the form of a cross 9 with offset mutually perpendicular axes with horizontally 10, 12 and vertically 11, 13 fingers arranged, and the vertically located fingers are connected with the trailer bar 2, and horizontally located with the rod tractor 5 with forks 14. The hydraulic shock absorbers 15 are pivotally fixed at one end to the elements of the trailer, and others at the elements of the tractor and are located above the connecting link at a distance that allows the rotation of ikalnoy fork at a predetermined angle with the glass wall thickness.

В муфте 6 установлен гидрозамок 16, который предназначен для фиксации крайних точек перемещения штанги 5. Для того, чтобы обеспечить легкий ход прицепу при повороте, ходовая часть гидроамортизатора выполнена больше величины продольного перемещения штанги.In the clutch 6, a hydraulic lock 16 is installed, which is designed to fix the extreme points of movement of the rod 5. In order to ensure easy movement of the trailer when turning, the chassis of the hydraulic shock absorber is made larger than the longitudinal movement of the rod.

Работает устройство следующим образом. Тяговое усилие от тягача к прицепу передается от полурамы тягача 4 через штангу 5, соединительное звено 8, связанное со штангой полуприцепа 2 и на полураму прицепа через установленный на ней стакан 3. Взаимный поворот тягача и прицепа осуществляется вокруг смещенных взаимно перпендикулярных осей крестовины, на которой расположены пальцы для соединения с вилками, передающими усилия на штанги тягача 5 и прицепа 2 и с помощью гидроамортизаторов 15, ходовая часть которой больше величины продольного перемещения штанги тягача, благодаря чему обеспечивается лучшая маневренность автопоезда. Величина продольного перемещения штанги тягача обеспечивается втулкой 6, в которой установлен гидрозамок, ограничивающий продольный ход указанной штанги. Связь гидрозамка с гидроамортизаторами обеспечивает надежность соединительного звена и маневренность в целом. Поворот полурамы прицепа вокруг продольной оси осуществляется с помощью стакана 3, в котором находится штанга прицепа. Благодаря предлагаемой конструкции осуществляется движение прицепа при повороте тягача "след в след", что создает хорошие условия проходимости автопоезда.The device operates as follows. The pulling force from the tractor to the trailer is transmitted from the tractor frame 4 through the rod 5, the connecting link 8, connected to the semi-trailer rod 2 and to the trailer frame through the glass 3 mounted on it. Mutual rotation of the tractor and trailer is carried out around offset mutually perpendicular axes of the crosspiece, on which there are fingers for connecting with forks that transmit forces to the rods of the tractor 5 and trailer 2 and using hydraulic shock absorbers 15, the chassis of which is larger than the longitudinal movement of the tractor rod, due to which echivaetsya best maneuverability of trains. The magnitude of the longitudinal movement of the tractor rod is provided by a sleeve 6, in which a hydraulic lock is installed, limiting the longitudinal stroke of the specified rod. The connection of the hydraulic lock with the hydraulic shock absorbers ensures the reliability of the connecting link and maneuverability in general. The rotation of the trailer frame around the longitudinal axis is carried out using the cup 3, in which the trailer bar is located. Thanks to the proposed design, the trailer is moved when the tractor is turned "trace in the trail", which creates good conditions for the passage of a road train.

Сцепное устройство может быть изготовлено в обычных производственных условиях на заводах транспортного машиностроения.The coupling device can be manufactured under normal production conditions in transport engineering factories.

В настоящее время изготовлен макет автопоезда с описываемым сцепным устройством, который демонстрирует хорошие результаты.At present, a road train model with the described coupling device has been manufactured, which shows good results.

В дальнейшем будет изготовлен выставочный вариант для использования прицепных устройств в автопоездах труднопроходимой местности, а также в районах крайнего Севера при отсутствии обычных дорог.In the future, an exhibition version will be made for the use of trailers in road trains in difficult terrain, as well as in areas of the Far North in the absence of conventional roads.

Claims

Coupling device for a road train, consisting of a tractor with a trailer, containing half frames for attaching clutch elements, a front one mounted in a sleeve rigidly connected to the tractor semi-frame and a rear one mounted in a cylindrical glass and rigidly connected to the trailer semi-frame, rods connected by a connecting link characterized in that the connecting link is made in the form of a cross with offset mutually perpendicular axes, the vertical diametrically located fingers of which are connected with the rear rod, and the horizontal diametrically located on the front with a front rod, a hydraulic lock is installed in the specified sleeve to fix the extreme points of horizontal movement of the front rod, while the hydraulic shock absorbers are pivotally mounted on the tractor and trailer half-frames, connected to the hydraulic lock and are located above the upper point of the hinged rotation of the rods, and the hydraulic shock absorber running gear greater than the longitudinal displacement of the front bar.