Дополнительная опорная ось

Изобретение относится к сельскохозяйственным машинно-тракторным агрегатам, а именно к устанавливаемым дополнительным устройствам для распределения собственной нагрузки трактора с передней оси на дополнительно установленную опорную ось с пневматическими колесами (движитель) и заднюю ось трактора - в целях равномерного распределения собственной нагрузки трактора по всем осям, что обеспечивает повышение агротехнической проходимости МТА путем снижения негативного воздействия движителей трактора на почву и повышение производительности МТА за счет снижения времени, затрачиваемого на подъем дополнительной оси на поворотных полосах.

Известен цилиндроприжимной механизм для распределения собственной нагрузки с передней оси колесного трактора на дополнительно установленный движитель, имеющий цилиндроприжимной механизм, закрепленный на раме трактора (Патент РФ №2480343, МПК B60B 11/02, B60B 39/00, B62D 61/12, опубл. 27.04.2013 г., бюл. №12).

Недостатком конструкции данного устройства является расположение дополнительных колес между основными осями трактора, которые воспринимают достаточные нагрузки, приводящие к поломкам. Поэтому конструкция имеет значительный вес и не выполняет своего назначения. Кроме того, данное устройство, разгружая передний, не ведущий мост, делает трактор не управляемым.

Известна конструкция дополнительной оси, устанавливаемая спереди трактора и представляющая собой П-образную жесткую сварную раму, состоящую из продольного и поперечного брусьев, шарнирно закрепленную на остове трактора, с установленными на вилках пневматические колесами и гидроцилиндрами, запитанными в общую гидросистему трактора, позволяющими при заданном усилии на крюке выдерживать нагрузку на дополнительной оси, обеспечивающую равнозначную нагрузку по осям (Русинов А.В. Улучшение агротехнической проходимости энергонасыщенных сельскохозяйственных тракторов путем оптимизации параметров ходовой системы. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Саратов, СГАУ им. Н.И. Вавилова, 2001, 150 с., прототип).

Недостатком данной конструкции является отсутствие поворота колес дополнительной оси во время движения трактора, что вызывает необходимость поднятия дополнительной оси во время поворота (разворота) трактора на разворотных полосах, что приводит к утомляемости машиниста и снижению производительности МТА.

Технической задачей изобретения является повышение производительности МТА за счет отсутствия необходимости подъема дополнительной опорной оси на разворотных полосах, путем установки пневматических колес дополнительной опорной оси с возможностью поворота в специальных поворотных обоймах, и снижение негативного воздействия движителей трактора на почву, за счет равномерного распределения собственной нагрузки колесного трактора по всем осям.

Поставленная задача достигается тем, что в процессе поворота трактора на разворотной полосе на боковую сторону колеса дополнительной опорной оси действует сила со стороны грунта, стремящаяся повернуть его в вертикальной плоскости. Вследствие крепления вилки на поперечном брусе дополнительной опорной оси в поворотной обойме, ось вращения которой расположена на расстоянии «В» относительно оси крепления колеса на той же вилке, сила со стороны грунта создает поворотный момент, обеспечивающий поворот колеса дополнительной оси, что исключает необходимость подъема дополнительной оси при движении трактора на разворотной полосе.

Техническим результатом является создание вилки, в которой установлено колесо, имеющей вертикальную ось, установленную в поворотной обойме, закрепленной на поперечном брусе, и горизонтальную ось для крепления колеса, при этом вертикальная и горизонтальная оси установлены на расстоянии B=(0,4÷10,6)Д_к, зависящем от диаметра колеса дополнительной опорной оси.

На фиг. 1. изображен трактор с установленной дополнительной опорной осью с тремя поворотными пневматическими колесами (движителями), на фиг. 2. изображена конструкция поворотной обоймы.

Дополнительная опорная ось (фиг. 1) устанавливается спереди трактора 1 посредством шарнирного соединения 2, закрепленного на раме трактора, и представляет собой П-образную жесткую сварную раму, состоящую из двух продольных 3 и одного поперечного 4 брусьев. На поперечном брусе 4 жестко закреплены поворотные обоймы 6, в которых установлены поворотные вилки 7 с пневматическими колесами 8. Поворотная вилка представляет собой две боковины, соединенные в нижней части горизонтальной осью, на которой установлена ступица пневматического колеса дополнительной опорной оси, а в верхней части жестко соединена с планкой, на которой жестко крепится вертикальная ось 9, обеспечивающая поворот вилки с установленным колесом. Боковины вилки крепятся к планке под углом, обеспечивающим выдерживание расстояния «В» между горизонтальной осью вращения колеса и вертикальной осью вращения вилки, определяемое по выражению B=(0,4÷0,6)Д_к, где Д_к - диаметр колеса, м. Расстояние «В» необходимо для создания поворотного момента, создаваемого силой со стороны грунта на боковой поверхности колеса дополнительной оси, вызванного поворотом трактора. С целью облегчения поворота колеса вертикальная ось 9 (фиг. 2) поворотной вилки крепится на поперечном брусе 4 посредством поворотной обоймы 6. Поворотная обойма 6 (фиг. 2) представляет собой корпус 11 цилиндрической формы, в котором посредством двух роликовых подшипников 10, упорной втулки, упорной шайбы и двух гаек крепится вертикальная ось 9 вилки колеса с возможностью вращения. Для продления срока службы подшипники смазываются смазкой, которая удерживается в корпусе 11 с помощью двух манжет. Подъем и опускание конструкции осуществляется с помощью двух гидроцилиндров 5 (фиг. 1), каждый корпус которых по средством шарнирного соединения закреплен на остове трактора 1, а шток имеет шарнирное крепление на поперечном брусе 4 рамы дополнительной опорной оси. Гидроцилиндры 5 запитаны в общую гидросистему трактора 1 таким образом, что они позволяют при заданном усилии на крюке выдерживать нагрузку на дополнительной оси, обеспечивающую равнозначное распределение общей массы трактора между передней, задней и дополнительной осями.

Устройство работает следующим образом.

При выезде трактора 1 на несущую поверхность (поле) производится опускание дополнительной опорной оси с помощью гидроцилиндра 5 и в зависимости от условия эксплуатации (крюковое усилие, создающее почвообрабатывающим орудием или тип орудия) оператор трактора через рычаг управления гидрораспределителем расположенным в кабине трактора, эластичные гидрошланги подачи гидрожидкости, подается давление рабочей жидкости в поршневую полость гидроцилиндра 5. Шток гидроцилиндра выдвигается, и за счет его шарнирного крепления на поперечном брусе 4 который жестко соединен с продольным брусом 3 закрепленным на раме трактора посредством шарнирного соединения 2, то происходит поворот по часовой стрелке П-образной рамы дополнительной опорной оси относительно шарнирного соединения 2. Затем трактор начинает движение по полю и, доезжая до разворотной полосы, совершает поворот без подъема дополнительной оси. Колеса 8 дополнительной оси поворачиваются вместе с трактором на необходимый угол для совершения поворота трактора. Это возможно за счет крепления поворотной вилки 7 с установленным в ней колесом 8, имеющей вертикальную ось 9, установленную посредством двух роликовых подшипников 10 в корпусе 11 поворотной обоймы 6, закрепленного на поперечном брусе 4 дополнительной опорной оси.

Так как колеса дополнительной опорной оси расположены спереди трактора на некотором расстоянии, то они являясь дополнительной точкой опоры способны снять часть нагрузки с передней оси и перераспределить ее между задней и дополнительной осями, тем самым обеспечив равнозначное распределение общей нагрузки трактора по осям при условии, что передняя ось трактора является более нагруженная по сравнению с задней (например, трактора марок К-700, К-701, РТМ-160, ЛТЗ-155 и другие).

Использование данного изобретения позволяет равномерно распределять собственную нагрузку трактора по всем осям в зависимости от крюкового усилия, обусловленного типом производимой операции и наличием почвообрабатывающего орудия, что снижает удельные давления в пятне контакта колеса с почвой, повышает тягово-сцепные свойства трактора при выполнении работ и уменьшает негативное воздействие движителей на обрабатываемую почву. Также данное изобретение позволит повысить производительность выполняемых работ и снизить утомляемость машиниста из-за отсутствия необходимости подъема дополнительной опорной оси при повороте трактора на разворотной полосе.