SU1745597A1

SU1745597A1 - Motor grader steering gear

Info

Publication number: SU1745597A1
Application number: SU904837664A
Authority: SU
Inventors: Александр Иосифович Швед
Original assignee: Челябинский филиал Научно-производственного объединения по тракторостроению НАТИ
Priority date: 1990-06-11
Filing date: 1990-06-11
Publication date: 1992-07-07

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано на автогрейдерах. Цель изобретени И улучшение маневренности автогрейдера, ы автогрейдер, имеющий шарнирно сочлененные секции с рулевым механизмом 12 дл их взаимного поворота, управл емые колеса со след щим рулевым механизмом 5 дл их поворота, общее рулевое колесо 17, устройство выбором - ного отключени рулевых механизмов 27, введен согласующий редуктор с одним ведущим 16 и двум ведомыми 20 и 21 валами, причем ведущий вал 16 св зан с рулевым колесом, а ведомые валы 20 и 21 - с механизмами поворота колес и частей рамы При включении устройства выборочного отключени рулевых механизмов 27 и вращении руле, вого колеса 17 производитс одновременный поворот управл емых колес автогрейдера и складывание секций шарнирно сочлененной рамы. 1 з«п. ф-лы, 2 ил. ю И vi ds СД СЛ СО The invention relates to mechanical engineering and can be used on motor graders. Purpose of the Invention And improving the maneuverability of a grader, a grader having articulated sections with a steering mechanism 12 for their mutual rotation, steering wheels with a tracking steering mechanism 5 for turning them, a common steering wheel 17, a device selecting the deactivating steering mechanisms 27, A matching gearbox with one driving 16 and two driven 20 and 21 shafts is inserted, the driving shaft 16 being connected to the steering wheel, and the driving shafts 20 and 21 to the turning mechanisms of the wheels and frame parts When the device is turned on selectively from for prison steering mechanisms 27 and rotating the wheel, the wheel 17 is produced Vågå simultaneous rotation of wheels actuated grader and folding articulated frame sections. 1 h “p. f-ly, 2 ill. yi vi vi ds SL SL CO

Description

33

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано на автогрейдере.The invention relates to mechanical engineering and can be used on a motor grader.

Известна конструкци колесного автогрейдера, состо щего из задней силовой части и шарнирно соединенной с ней передней части, с механизмом взаимного поворота этих частей с силовыми цилиндрами, подача жидкости в которые регулируетс золотниковым распределителем. На передней части i имеютс управл емые колеса со след щим рулевым механизмом дл их поворо та 1.The design of a wheel grader, consisting of a rear power section and a front part hinged to it, with a mechanism for reciprocal rotation of these parts with the power cylinders, the flow of fluid into which is controlled by a spool valve, is known. The front part i has steerable wheels with a tracking steering mechanism for turning them 1.

Така система позвол ет получать плавные небольшие повороты автогрейдера с большим радиусом при выполнении рабочего хода за счет поворота только управл емых передних колес, а также совершать крутой разворот автогрей ера с -уменьшенным радиусом поворота за счет одновременного поворота передних управл емых колес и передней части относительно задней.Such a system allows to obtain smooth small turns of a grader with a large radius when performing a working stroke due to turning only the steerable front wheels, and also to make a steep turn of the autoheater with a reduced turning radius due to the simultaneous rotation of the front steered wheels and the front part relative to the rear .

Недостатком этого технического решени вл етс необходимость осуществлени крутого поворота с ис пользованием двух органов управлени .The disadvantage of this technical solution is the need to make a sharp turn using two controls.

В другом известном решении авто- грейдер аналогичной конструкции имеет два соосных рулевых колеса, одно из которых (основное) осуществл ет поворот передних колес, а другое (управл емое кончиками пальцев води- тел ) осуществл ет поворот сочлененных секций 2J..In another well-known solution, a motor grader of a similar design has two coaxial steering wheels, one of which (the main one) rotates the front wheels and the other (controlled by the driver's finger tips) rotates the articulated sections 2J.

Недостатком этого технического решени вл етс неудобство управлени при крутом развороте одновременным поворотом колес и частей рамы за счет одновременного поворота двух соосных рулевых колес.The disadvantage of this technical solution is the inconvenience of steering during a sharp turn by simultaneously turning the wheels and frame parts due to the simultaneous rotation of two coaxial steering wheels.

Наиболее близким к предлагаемому, по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс система управлени транспортного средства, имеющего шарнирно соединенные секции с рулевым механизмом дл их взаимного по ворота, управл емые колеса со след щим механизмом дл их поворота, гид ромеханический механизм, обеспечивающий последовательный привод обоих рулевых механизмов с помощью одного рулевого колеса, устройство выборочнго отключени рулевых механизмов The closest to the proposed, technical essence and the achieved effect is a vehicle control system having articulated sections with a steering mechanism for their mutual steering, controllable wheels with a following mechanism for their rotation, a hydromechanical mechanism ensuring the sequential drive of both steering mechanisms using a single steering wheel, the device selectively disable the steering mechanisms

Эта система позвол ет эффективно осуществл ть и небольшие повороты и крутые повороты машины.This system allows efficient and small turns and sharp turns of the machine.

1717

..

- .-.

5597 5597

Недостатком известной системы при использова.ний на автогрейдере вл етс снижение производительнос- ти автогрейдера в результате ухудшени маневренности при разворотах, среднего радиуса поворота и полосы разворота в результате последовательного (а не одновременного) поворотаA disadvantage of the known system when using the grader is a reduction in the performance of the grader as a result of deterioration of maneuverability during turns, average turning radius and turning strip as a result of successive (and not simultaneous) turning

JQ управл емых колес и частей рамы, привод щего к увеличению угла и времени поворота рулевого колеса.JQ steering wheels and frame parts, resulting in an increase in the angle and turn time of the steering wheel.

Недостатком вл етс также невозможность создать объединенную сис15 тему управлени полунавесного автогрейдера на базе трактора с шарнирно сочлененной рамой с использованием имеющейс на тракторе системы управлени .The disadvantage is the impossibility to create a unified system of control of a semi-mounted grader on the basis of a tractor with a articulated frame using the control system available on the tractor.

20 Цель изобретени - повышение производительности за счет улучшени маневренности и уменьшени полосы разворота .The purpose of the invention is to increase productivity by improving maneuverability and reducing the headland.

Указанна цель достигаетс тем,This goal is achieved by

25 что рулевое управление автогрейдера , имеющего шарнирно -оединенные секции с рулевым механизмом дл их взаимного поворота, управл емые колеса со след щим рулевым механизмом дл их поворота, общее рулевое колесо и устройство выборочного отключени рулевых механизмов, снабжена дополнительным согласующим редуктором с одним ведущий и двум ведомыми валами, при этом ведущий вал св 3$ зан с рулевым колесом, а ведомьге валы св заны с рулевыми механизмами соответственно поворотом управл ющих колес и поворотом частей рамы, при этом отношение передаточного числа от25 that the steering of a motor grader having articulated sections with a steering mechanism for their mutual rotation, steering wheels with a following steering mechanism for their rotation, a common steering wheel and a device for selectively deactivating the steering mechanisms, is equipped with an additional matching gear with one drive and two driven shafts, wherein the drive shaft is connected with a steering wheel, and the shafts are connected with the steering mechanisms, respectively, by turning the steering wheels and turning parts of the frame, while no gear ratio from

4€ ведущего до первого ведомого вала к передаточному числу от ведущего до второго ведомого вала равно отношению максимального угла поворота ведущего вала механизма поворота частей рамы4 € of the drive to the first driven shaft to the gear ratio from the drive to the second driven shaft is equal to the ratio of the maximum angle of rotation of the drive shaft of the turning mechanism of the frame parts

максимальному углу поворота ведущего вала механизма поворота управл емых колес, а устройство выборочного отключени выполнено в виде муфт отключени ведомых валов с механизS© мами управлени , которые кинематически св заны между собою противофазно, обеспечива в среднем положении механизма управлени совместное включение обеих муфт. the maximum angle of rotation of the drive shaft of the mechanism for turning the controlled wheels, and the selective shutdown device is made in the form of clutches for disengaging the driven shafts with control mechanisms that are kinematically connected in antiphase, ensuring that the two clutches are combined in the middle position of the control mechanism.

5S При часто используемом режиме работы автогрейдера с разворотом в пределах дорожного полотна и рабочими ходами в двух направлени х с профилировкой правой и левой сторон5S With a frequently used mode of operation of the grader with a turn within the roadway and working passages in two directions with profiling of the right and left sides

полотна существенное врем занимает разворот автогрейдера, так как полоса разворота длиннобазового автогрейдера обычно превышает ширину полотна и маневр совершаетс многоразовыми переключени ми направлени движени с изменени ми направлени поворота управл емых элементов. При таком режиме работы одновременный поворот управл емых колес и частей шарнирно сочлененной рамы вместо последовательного приводит к уменьшению угла поворота рулевого колеса, потерь времени на изменение положени управл емых элементов, среднего радиуса поворота и полосы разворота, а следовательно , к уменьшению времени маневрировани и увеличению производительности автогрейдера.the web takes a considerable time to turn the grader, since the reversal lane of the long-base motor grader usually exceeds the width of the web and the maneuver is performed by reusable switching of the movement direction with changes in the direction of rotation of the controlled elements. In this mode of operation, the simultaneous rotation of the steerable wheels and parts of the articulated frame instead of the sequential one leads to a decrease in the steering wheel angle, loss of time to change the position of the controlled elements, average turning radius and headland, and consequently a decrease in maneuvering time and an increase in productivity grader.

Кроме того, предлагаемое техническое решение позвол ет получить дополнительный положительный эффект при навеске автогрейдерного оборудовани на трактор: с использованием согласующего редуктора может быть использован дл управлени поворотом частей рамы рулевой механизм, сто щий на тракторе.In addition, the proposed technical solution provides an additional positive effect when the motor grader equipment is mounted on the tractor: using a matching gearbox, the steering mechanism on the tractor can be used to control the rotation of frame parts.

Использование устройства.выборочного отключени в виде муфт отключени , кинематически св занных между собою противофазно, обеспечивает безопасность работы даже при ошибках в управлении, так как отсутствует возможность отключени рулевого колеса от обоих управл емых элементов .The use of a device. Selective disconnection in the form of disconnect couplings kinematically interconnected to each other, ensures safe operation even with control errors, since it is not possible to disconnect the steering wheel from both controlled elements.

На фиг.1 представлена схема автогрейдера; на фиг.2 - пример кинематической схемы согласующего редуктора . рулевого управлени .Figure 1 presents the scheme of the grader; figure 2 is an example of a kinematic scheme of the matching gear. steering control.

Автогрейдер состоит из трактора 1 и полунавесного грейдерного оборудовани 2. Полунавесное грейдерное оборудование имеет передний мост 3 с управл емыми колесами,- цилиндр k поворота колес и рулевой механизм 5 грейдера, соединенный с полост ми цилиндра k трубопроводами 6 и 7.The grader consists of tractor 1 and semi-mounted grader equipment 2. Semi-mounted grader equipment has a front axle 3 with steerable wheels, a cylinder of turning wheels and a steering mechanism 5 of the grader connected to the cavities of cylinder k with pipelines 6 and 7.

Рама трактора состоит из двух частей 8 и 9, вертикального шарнира 10, цилиндра 11 поворота частей рамы , рулевого механизма 12 управлени поворотом трактора, соединенного с полост ми цилиндра 11 трубопроводами 13 и 11.. На трактор дополнительн установлен согласующий редуктор 15 рулевого управлени , на ведущем валу 16 которого установлено рулевоеThe tractor frame consists of two parts 8 and 9, a vertical hinge 10, a cylinder 11 turning the frame parts, a steering mechanism 12 controlling the rotation of the tractor connected to the cavity of the cylinder 11 by pipelines 13 and 11. The steering gear reducer 15 is additionally mounted on the tractor whose drive shaft 16 is installed steering

00

5five

00

5five

колесо Два ведомые вала соединены карданами 18 и 19 соответственно с руле выми механизмами грейдера и трактора.,wheel The two driven shafts are connected by cardan shafts 18 and 19, respectively, to the steering mechanisms of the grader and tractor.,

Согласующий редуктор рулевого управлени имеет один ведущий вал 16 и два ведомых вала 20 и 21. Ведуща шестерн 22 жестко св зана с валом , а ведомые шестерни 23 и 2k свободно вращаютс на валах (установлены на подшипниках) и имеют дополнительные венцы с внутренними зубь ми.The matching steering gearbox has one drive shaft 16 and two driven shafts 20 and 21. The driving gear 22 is rigidly connected to the shaft, and the driven gears 23 and 2k rotate freely on the shafts (mounted on bearings) and have additional rims with internal teeth.

На шлицевых ведомых валах посажё- ны,муфты 25 и 26 включени , имеющие i наружные зубчатые ченцы и пазы, в которые вход т рабочие элементы двухсторонней вилки 27 переключени , жестко посаженной на оси 28, на которую посажен также рычаг 29 переключени (с руко ткой) .On the splined camshafts, the clutches 25 and 26 are mounted, having i external gear teeth and grooves, which include the working elements of the two-sided switching plug 27 rigidly mounted on the axis 28, on which the switching lever 29 is also fitted ).

Рулевое управление работает следующим образом.Steering works as follows.

В основном рабочем режиме автогрейдера (копание, движение по пр - мым участкам дороги) рычаг 29 находитс в положении, показанном на фиг.2 (первое фиксированное положение руко тки). При этом шестерн 23 находитс в зацеплении с первым ведомым валом 20, а шестерн 2k свободно вращаетс на втором ведомом валу 21. В этом положении шарнирно сочлененные части рамы трактора должны быть установлены пр мо,,дл установки такого положени в кабине можетIn the main operating mode of the grader (digging, driving along straight road sections), the lever 29 is in the position shown in Fig. 2 (the first fixed position of the handle). The gear 23 is in engagement with the first driven shaft 20, and the gear 2k rotates freely on the second driven shaft 21. In this position, the articulated parts of the tractor frame must be mounted directly, to set this position in the cab

быть установлен указатель взаимного поворота рам трактора или в системе установлен фиксатор пр мого положе ни рам.the pointer of mutual rotation of the tractor frame should be installed or the system of the frame's straight position lock is installed in the system.

При необходимости поворота автогрейдера водитель поворачивает рулевое колесо, угловое перемещение передаетс от шестерни 22 на шестерню - 23, вал 20 и через карданный вал 18 на ведущий вал рулевого механизма 5 при этом включаетс поток жидкости и, соответственно, перемещаетс шток цилиндра k, поворачива колеса.If it is necessary to turn the motor grader, the driver turns the steering wheel, the angular movement is transmitted from gear 22 to the gear 23, the shaft 20 and the drive shaft through the drive shaft 18 to the driving shaft of the steering mechanism 5 turn on the fluid flow and, accordingly, move the cylinder rod k, turning the wheels.

При крутом развороте грейдера дл осуществлени рабочего хода в обратном направлении водитель сначала перемещает рычаг 20 во второе фиксированное положение, при котором входит в зацепление с венцами обеих ведомых 5 шестерен 23 и 2 зубь муфт 25 и 26 (на половину своей полной длины). В этом случае при повороте рулевого колеса угловые перемещени передаютс одновременно на два рулевых механиз0When the grader turns steeply to perform a working stroke in the opposite direction, the driver first moves the lever 20 to the second fixed position, in which it engages with the rims of both driven 5 gears 23 and 2 teeth of couplings 25 and 26 (half its full length). In this case, when turning the steering wheel, the angular movements are transmitted simultaneously to two steering mechanisms.

5five

00

5five

00

ма 5 и 12 грейдера и трактора и измен ютс длины цилиндров 4 и И, поворачива управл емые колеса и части г рамы трактора. Так как отношение числа зубьев шестерни 23 к числу зубьев шестерни 2 обратно пропорционально отношению максимальных углов поворо-- та ведущих валов рулевых механизмов 5 и 12, то максимальный угол поворота управл емых колес и частей рамьг , трактора достигаетс одновременно, обеспечива минимальный радиус поворота автогрейдера, а при вращении рулевого колеса в обратную сторону одновременно достигаетс пр молиней-1 ное положение колес и частей рамы автогрейдера. В отличие от транспортных машин разворот автогрейдера дл следовани назад на рабочей площадке осуществл етс на невысокой скорости и при отсутствии помех дл движени , поэтому согласование углов поворота управл емых колес и частей рамы по более сложному закону не требуетс .. При ..);/гих услови х движени предлагаемое техническое pt - шение позвол в1 подителю зыбрать ., тимальный реж1 - ;.г -мени .The 5 and 12 graders and the tractor are changed and the lengths of the cylinders 4 and I are changed by turning the steering wheels and parts of the tractor frame. Since the ratio of the number of gear teeth 23 to the number of gear teeth 2 is inversely proportional to the ratio of the maximum angles of rotation of the drive shafts of the steering mechanisms 5 and 12, the maximum angle of rotation of the steered wheels and framing parts of the tractor is achieved simultaneously, ensuring the minimum turning radius of the motor grader, and when the steering wheel is rotated in the opposite direction, the straight-1 position of the wheels and frame parts of the grader is simultaneously reached. Unlike transport vehicles, the motor grader turns around to follow back on the working platform at low speed and in the absence of obstacles for movement, therefore, the rotation angles of the steered wheels and frame parts are not required according to a more complex law. the conditions of the motion the proposed technical pt - a resolution allowing b1 to be selected; the minimum mode is 1;;

Например, др.--ом повороте ч транспортном г. Чпе водитель сначала может вывернусь управл емые колеса на максимальный угол, а зате, переключив рычаг 29S повернуть части рамы (так дег.ают поворот и транспортные машины), а при осуществле™ нии отъезда на передаче реверса управл ть только поворотом частей рамы трактора, дл чего рычаг 29 перево дитс в третье фиксированное положение , при котором муфта 26 на всю глубину зуба входит в зацепление с венцом шестерни 2k, а зубь муфты 25 выход т из зацеплени с венцом шестерни 23. В этом случае вращение рулевого колеса передаетс только на рулевой механизм поворота мастей рамы т трактора, обеспечива поворот агрегата .For example, another one - the turn of the transport h. The driver can first turn the steering wheels to the maximum angle, and then, having switched the lever 29S, turn the frame parts (so turn and transport vehicles), and when making the departure on the reverse gear, control only the rotation of parts of the tractor frame, for which the lever 29 is moved to the third fixed position, in which the coupling 26 engages with the crown gear 2k and the gear crown 23 for the full depth of the tooth In this case, the rotation of the ru The left wheel is transmitted only to the steering mechanism of the rotation of the colors of the frame T of the tractor, ensuring the rotation of the aggregate.

Таким образом, предложенный рулевой механизм имеет широкие функциональные возможности, при совершении fThus, the proposed steering mechanism has broad functionality when committing f

крутого поворота обеспечивает одновременный поворот колес и частей рамы трактора при минимальном угле поворо- та рулевого колеса, что уменьшает фактический средний радиус поворота автогрейдера, полосу разворота и врем маневрировани .Согласующий редуктор позвол ет .обеспечить управление машиной с различными (в том числе отличными по конструкции) рулевыми механизмами грейдера и трактора.Steep rotation provides simultaneous rotation of the wheels and parts of the tractor frame with a minimum steering angle, which reduces the actual average turning radius of the motor grader, the turning circle and maneuvering time. The matching gearbox allows you to control the machine with different (including different ) steering mechanisms of the grader and tractor.

Claims

Invention Formula

one . Steering wheel motor grader having articulated sections of the frame and steering wheels,

comprising a follower steering mechanism hydraulically connected to the steering cylinder of the steered wheels, a steering mechanism hydraulically connected to the folding cylinder of the articulated frame sections, a selective deactivation of the steering mechanisms and the steering wheel, in order to improve the maneuverability of the motor grader it is equipped matching gearbox with one drive shaft, 1 kinematically connected to the steering wheel, and two driven shafts, kinematically connected with the mentioned steering gears mechanisms and device

selective shutdown is made in the form of sleeves of the driven shafts with control mechanisms kinematically connected to each other with antiphase with the possibility of switching on both

clutches in the middle position of the control mechanism,

2. Control according to claim 1, about t l and - one that the ratio of the gear ratio from leading to

5 of the driven shaft connected with the following steering mechanism to the gear ratio from the driving shaft to the driven shaft connected with the steering mechanism is chosen equal to the ratio of the maximum

rotation angles of the mentioned drive shafts.

-,

§