RU2774087C1

RU2774087C1 - Slewing device of a two-axle trailer with a variable inclination of the pivot

Info

Publication number: RU2774087C1
Application number: RU2021134192A
Authority: RU
Inventors: Юрий Николаевич Строганов; Сергей Вячеславович Елизаров; Оксана Юрьевна Строганова
Filing date: 2021-11-24
Publication date: 2022-06-15

Abstract

FIELD: slewing devices.

SUBSTANCE: invention relates to slewing devices for two-axle trailers. The turntable of the two-axle trailer comprises a traction arm, a turntable fixed at an inclination in the longitudinal vertical plane on the frame of the front wheeled bogie and connected to the frame of the trailer body with the possibility of turning this platform relative to the frame around the pivot. The tractor is equipped with a hydraulic system with a source of hydraulic fluid pressure and contains an element of the steering system, kinematically connected to the spool of the three-position distributor. The traction arm is made integral with the frame of the front wheeled bogie, and the turntable is made of two parts - upper and lower, connected to each other by means of a pivot.

EFFECT: reduction of the force moment acting on the traction lever relative to the pivot axis is achieved, which helps to reduce the resistance to turning, facilitate the conditions for making a turn and improve the controllability of a transport train with a two-axle trailer.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к автомобильным и тракторным транспортным поездам, а именно к опорно-поворотным устройствам двухосных прицепов, буксируемых тягачами, оборудованными гидросистемами.The invention relates to automobile and tractor transport trains, namely to slewing devices for two-axle trailers towed by tractors equipped with hydraulic systems.

Известно стабилизирующее устройство поворотной тележки прицепа по патенту РФ № 181371, кл. B62D 63/06, 2018 г., содержащее поворотный круг, верхнее кольцо которого соединено с нижней частью рамы прицепа, а нижнее кольцо закреплено на раме поворотной подрессоренной тележки, опирающейся на ось ходовых колес, при этом верхнее и нижнее кольца поворотного круга связаны между собой подвижным телескопическим соединением, причем во внутреннем пространстве поворотного круга установлен рабочий силовой цилиндр, корпус которого закреплен посредством кронштейна на раме поворотной тележки, а шток соединен шарнирно с нижней частью рамы прицепа, при этом продольная ось рабочего силового цилиндра совпадает с осью поворота рамы прицепа относительно поворотной тележки и пересекает середину оси ее ходовых колес, а поршневая полость рабочего силового цилиндра соединена трубопроводом с штоковой полостью подающего силового цилиндра, установленного в вертикальной продольной плоскости прицепа, связывающего посредством шарнирных соединений заднюю часть рамы поворотной тележки и верхнее кольцо поворотного круга. Known stabilizing device swivel bogie trailer according to the patent of the Russian Federation No. 181371, class. B62D 63/06, 2018, containing a turntable, the upper ring of which is connected to the lower part of the trailer frame, and the lower ring is fixed to the frame of a rotary sprung bogie based on the axle of the running wheels, while the upper and lower rings of the turntable are interconnected movable telescopic connection, and in the inner space of the turntable there is a working power cylinder, the body of which is fixed by means of a bracket on the frame of the swivel bogie, and the rod is pivotally connected to the lower part of the trailer frame, while the longitudinal axis of the working power cylinder coincides with the axis of rotation of the trailer frame relative to the swivel bogie and crosses the middle of the axis of its running wheels, and the piston cavity of the working power cylinder is connected by a pipeline to the rod cavity of the supply power cylinder installed in the vertical longitudinal plane of the trailer, connecting the rear part of the frame of the swivel bogie and the upper stake by means of articulated joints turntable.

Данное стабилизирующее устройство поворотной тележки прицепа позволяет при воздействии внешних боковых сил на прицеп стабилизировать прямолинейность хода колес передней поворотной тележки за счет образования силового момента относительно оси (шкворня) взаимного поворота между собой верхнего и нижнего колец поворотного круга. This stabilizing device of the trailer swivel bogie allows, under the influence of external lateral forces on the trailer, to stabilize the straightness of the wheels of the front swivel bogie due to the formation of a force moment relative to the axis (pivot) of mutual rotation between the upper and lower rings of the turntable.

При этом недостаток описанного стабилизирующего устройства поворотной тележки прицепа заключается в том, что, силовой стабилизирующий момент, возникающий относительно шкворня, ухудшает условия поворота автопоезда, так как действует при любых углах складывания между прицепными звеньями – передней колесной тележкой и платформой прицепа, вызывая дополнительное сопротивление повороту прицепа. At the same time, the disadvantage of the described stabilizing device for the trailer swivel bogie is that the force stabilizing moment that occurs relative to the king pin worsens the conditions for turning the road train, as it acts at any folding angles between the trailer links - the front wheel bogie and the trailer platform, causing additional resistance to turning trailer.

Наиболее близким к предлагаемому опорно-поворотному устройству двухосного прицепа с переменным наклоном шкворня является Опорно-поворотное устройство прицепа по патенту РФ № 170879, кл. B62D 63/06, 2017 г., содержащее, дышло, соединенное посредством шарнира с рамой подрессоренной передней тележки, опирающейся на ось ходовых колес, поворотную платформу, неподвижно закрепленную на раме передней тележки, соединенную с рамой кузова прицепа посредством шкворня, установленного вертикально к поворотной платформе, при этом поворотная платформа закреплена на раме передней тележки под наклоном к раме прицепа в продольной вертикальной плоскости прицепа, а ось шкворня расположена под углом к вертикали, проходящей через середину оси колес передней тележки, при этом точка пересечения оси шкворня с горизонтальной плоскостью, проходящей через ось колес передней тележки, смещена вперед относительно оси ее колес, причем центр вращения поворотной платформы, расположенный в плоскости контактирования ее с рамой кузова, совпадает с точкой пересечения вертикали, проходящей через середину оси колес передней тележки с осью шкворня.Closest to the proposed slewing device of a two-axle trailer with a variable inclination of the kingpin is the slewing device of the trailer according to the patent of the Russian Federation No. 170879, class. B62D 63/06, 2017, comprising, a drawbar connected by means of a hinge to the frame of a sprung front bogie supported on the axle of the running wheels, a turntable fixedly fixed to the frame of the front bogie, connected to the frame of the trailer body by means of a pivot mounted vertically to the turntable platform, while the turntable is fixed on the frame of the front bogie at an angle to the trailer frame in the longitudinal vertical plane of the trailer, and the axis of the kingpin is located at an angle to the vertical passing through the middle of the axis of the wheels of the front bogie, while the point of intersection of the axis of the kingpin with a horizontal plane passing through the axis of the wheels of the front bogie, is displaced forward relative to the axis of its wheels, and the center of rotation of the turntable, located in the plane of its contact with the body frame, coincides with the point of intersection of the vertical passing through the middle of the axis of the wheels of the front bogie with the pivot axis.

Данное опорно-поворотное устройство прицепа способствует стабилизации прямолинейного движения колес передней поворотной тележки за счет возникновения силового стабилизирующего момента относительно оси соединительного шкворня, установленного в продольной вертикальной плоскости прицепа под наклоном. This turntable of the trailer contributes to the stabilization of the rectilinear movement of the wheels of the front swivel bogie due to the occurrence of a force stabilizing moment relative to the axis of the connecting kingpin installed in the longitudinal vertical plane of the trailer at an angle.

При этом недостатком описанного опорно-поворотного устройства прицепа является то, что силовой стабилизирующий момент, возникающий относительно наклонного шкворня, и противодействующий боковым отклонениям прицепа при воздействии боковых внешних сил, ухудшает условия движения автопоезда на поворотах, так как препятствует складыванию между собой его звеньев (передней поворотной тележки и рамы прицепа), необходимому для совершения поворота.At the same time, the disadvantage of the described slewing device of the trailer is that the force stabilizing moment that occurs relative to the inclined kingpin and counteracts the lateral deviations of the trailer under the influence of lateral external forces, worsens the conditions for the movement of the road train on turns, as it prevents the folding of its links (front swivel bogie and trailer frame) necessary to make a turn.

Техническая проблема заключается в том, что наличие в кинематической цепи опорно-поворотного устройства прицепа, принятого за прототип, наклонного соединительного шкворня с неизменяемым углом наклона в продольной вертикальной плоскости прицепа, не позволяет уменьшать силовой момент относительно оси шкворня, препятствующий повороту передней колесной тележки относительно рамы прицепа при совершении поворотов автопоездом, снижает эксплуатационные показатели автопоезда и отрицательно влияет на безопасность его движения. The technical problem lies in the fact that the presence in the kinematic chain of the trailer slewing device, taken as a prototype, an inclined connecting kingpin with a constant angle of inclination in the longitudinal vertical plane of the trailer, does not allow to reduce the force moment relative to the axis of the kingpin, which prevents the rotation of the front wheel cart relative to the frame trailer when making turns by a road train, reduces the performance of the road train and adversely affects the safety of its movement.

Техническая проблема решается за счет того, что, в отличие от прототипа, тягач снабжен гидросистемой с источником давления гидравлической жидкости и содержит элемент системы рулевого управления, кинематически связанный с золотником трехпозиционного распределителя, при этом тяговый рычаг выполнен заодно с рамой передней колесной тележки, а поворотная платформа выполнена из двух частей - верхней и нижней, соединенных между собой посредством поворотного шкворня, причем верхней частью поворотная платформа соединена через кронштейны и горизонтальную поперечную ось с рамой кузова прицепа, а нижней частью связана через кронштейны и горизонтальную поперечную ось с рамой передней поворотной тележки, при этом нижняя часть поворотной платформы соединена с рамой передней колесной тележки посредством силового цилиндра двухстороннего действия, управляемого трехпозиционным золотниковым распределителем тягача, причем точка крепления штока силового цилиндра к нижней части поворотной платформы смешена вперед по ходу прицепа относительно горизонтальной оси, соединяющей поворотную платформу и раму передней колесной тележки.The technical problem is solved due to the fact that, unlike the prototype, the tractor is equipped with a hydraulic system with a source of hydraulic fluid pressure and contains an element of the steering system, kinematically connected to the spool of the three-position distributor, while the traction lever is integral with the front wheel bogie frame, and the rotary the platform is made of two parts - upper and lower, connected to each other by means of a pivot, and the upper part of the rotary platform is connected through brackets and a horizontal transverse axis to the trailer body frame, and the lower part is connected through brackets and a horizontal transverse axle to the frame of the front swivel bogie, at the same time, the lower part of the turntable is connected to the frame of the front wheeled bogie by means of a double-acting power cylinder controlled by a three-position spool valve of the tractor, and the attachment point of the power cylinder rod to the lower part of the turntable is mixed in in front of the trailer relative to the horizontal axis connecting the turntable and the frame of the front wheeled bogie.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:The essence of the invention is illustrated by drawings, which show:

- фиг. 1 - схема опорно-поворотного устройства двухосного прицепа с переменным наклоном шкворня прицепа при прямолинейном движении (вид сбоку). - fig. 1 is a diagram of a slewing device for a two-axle trailer with a variable inclination of the trailer kingpin during rectilinear movement (side view).

- фиг. 2 - то же, при повороте рамы прицепа относительно передней колесной тележки на 90° (вид с боку).- fig. 2 - the same, when the trailer frame is rotated by 90 ° relative to the front wheeled bogie (side view).

Опорно-поворотное устройство двухосного прицепа с переменным наклоном шкворня, содержит (фиг. 1, 2) тяговый рычаг 1, выполненный заодно с рамой 2 передней колесной тележки, и соединенный передней частью шарнирно с тягачом 3, снабженным гидросистемой с источником давления 4 гидравлической жидкости, поворотную платформу, выполненную из двух частей верхней 5 и нижней 6, соединенных между собой соединительным шкворнем 7. При этом поворотная платформа установлена под наклоном в продольной вертикальной плоскости, а ось шкворня 7 образует угол α с вертикалью, проходящей через середину оси 8 ходовых колес передней колесной тележки, причем точка пересечения оси шкворня 7 с поверхностью движения прицепа смещена вперед относительно оси 8 колес передней колесной тележки. Нижняя часть 6 поворотной платформы соединена с рамой 2 передней колесной тележки посредством кронштейнов 9 и горизонтальной оси 10, а верхняя часть 5 поворотной платформы соединена посредством кронштейнов 11 и горизонтальной поперечной оси 12 с рамой 13 кузова прицепа, причем горизонтальная ось 12, соединяющая раму 13 прицепа и верхнюю часть 5 поворотной платформы, расположена в вертикальной поперечной плоскости, проходящей через ось 8 колес передней тележки. Нижняя часть 6 поворотной платформы связана с рамой 2 передней колесной тележки посредством силового цилиндра14 двухстороннего действия, при этом точка крепления штока силового цилиндра 14 к нижней части 6 поворотной платформы смешена вперед по ходу прицепа относительно горизонтальной оси 10, соединяющей нижнюю часть 6 поворотной платформы и раму 2 передней колесной тележки. Штоковая 15 и поршневая 16 полости силового цилиндра 14 соединены гидромагистралями 17 с трехпозиционным золотниковым распределителем 18, установленным на тягаче 3. Золотник распределителя 18 кинематически связан с элементом 19 системы рулевого управления тягача 3 (например, с зубчатой рейкой, находящейся в зацеплении с сектором рулевого колеса тягача) и с источником 4 давления рабочей жидкости, снабженным редукционным клапаном 20. В золотнике трехпозиционного распределителя 18 выполнены каналы, соединяющие в первой и третьей позициях полость 15 силового цилиндра 14 с источником давления 4, а полость 16 со сливом, а во второй позиции полость 16 с источником давления, а полость 15 со сливом.The turntable of a two-axle trailer with a variable inclination of the kingpin, contains (Fig. 1, 2) a traction lever 1, made integral with the frame 2 of the front wheeled bogie, and connected by the front part pivotally to the tractor 3, equipped with a hydraulic system with a source of pressure 4 of the hydraulic fluid, a turntable made of two parts of the upper 5 and lower 6, interconnected by a connecting kingpin 7. In this case, the turntable is mounted at an inclination in the longitudinal vertical plane, and the axis of the kingpin 7 forms an angle α with the vertical passing through the middle of the axis 8 of the front running wheels wheel cart, and the point of intersection of the axis of the kingpin 7 with the surface of the trailer is shifted forward relative to the axis 8 of the wheels of the front wheel cart. The lower part 6 of the turntable is connected to the frame 2 of the front wheeled bogie by means of brackets 9 and the horizontal axle 10, and the upper part 5 of the turntable is connected by means of brackets 11 and the horizontal transverse axle 12 to the frame 13 of the trailer body, with the horizontal axle 12 connecting the frame 13 of the trailer and the upper part 5 of the turntable is located in a vertical transverse plane passing through the axle 8 of the wheels of the front bogie. The lower part 6 of the turntable is connected to the frame 2 of the front wheeled bogie by means of a double-acting power cylinder 14, while the point of attachment of the rod of the power cylinder 14 to the lower part 6 of the turntable is shifted forward along the trailer relative to the horizontal axis 10 connecting the lower part 6 of the turntable and the frame 2 front wheel carts. The rod 15 and piston 16 cavities of the power cylinder 14 are connected by hydraulic lines 17 to a three-position spool valve 18 mounted on the tractor 3. The valve spool 18 is kinematically connected to the element 19 of the steering system of the tractor 3 (for example, with a gear rack engaged with the sector of the steering wheel tractor) and with a source 4 of pressure of the working fluid, equipped with a pressure reducing valve 20. In the spool of the three-position distributor 18, channels are made connecting in the first and third positions the cavity 15 of the power cylinder 14 with the pressure source 4, and the cavity 16 with a drain, and in the second position the cavity 16 with a pressure source, and cavity 15 with a drain.

Опорно-поворотное устройство двухосного прицепа с переменным наклоном шкворня работает следующим образом.Slewing device biaxial trailer with variable inclination kingpin works as follows.

Тяговый рычаг 1 прицепа передней частью шарнирно присоединяется к тягачу 3 (фиг. 1). При движении транспортного поезда по прямой золотник распределителя 18 находится во второй позиции и соединяет штоковую полость 15 силового цилиндра 14 со сливом, а поршневую полость 16 с источником давления рабочей жидкости 20. Шток силового цилиндра 14 выдвинут из корпуса силового цилиндра в крайнее верхнее положение, а поворотная платформа расположена наклонно в продольной вертикальной плоскости относительно рамы 2 передней колесной тележки и рамы 13 кузова прицепа, при этом шкворень 7, соединяющий верхнюю и нижнюю части 5 и 6 поворотной платформы, расположен под углом α к вертикали.The traction arm 1 of the trailer is pivotally attached to the tractor 3 by the front part (Fig. 1). When the transport train moves in a straight line, the distributor spool 18 is in the second position and connects the rod cavity 15 of the power cylinder 14 with a drain, and the piston cavity 16 with a source of pressure of the working fluid 20. The rod of the power cylinder 14 is extended from the body of the power cylinder to its uppermost position, and the turntable is inclined in the longitudinal vertical plane relative to the frame 2 of the front wheeled bogie and the frame 13 of the trailer body, while the kingpin 7 connecting the upper and lower parts 5 and 6 of the turntable is located at an angle α to the vertical.

При боковых отклонениях передней колесной тележки от прямолинейной траектории (вилянии), вызванных внешними боковыми силами из-за неровностей поверхности дорожного полотна, поперечного наклона дороги, порывов ветра и др., в результате наклона шкворня 7 поворотной платформы, относительно его оси возникает силовой стабилизирующий момент, способствующий возврату тягового рычага 1 и колес передней колесной тележки в положение, соответствующее прямолинейному движению тягача 3.With lateral deviations of the front wheeled bogie from a rectilinear trajectory (wobble), caused by external lateral forces due to uneven road surface, transverse slope of the road, gusts of wind, etc. , which contributes to the return of the traction lever 1 and the wheels of the front wheeled bogie to the position corresponding to the rectilinear movement of the tractor 3.

При воздействии водителя тягача на рулевое колесо на повороте (фиг. 2) транспортного поезда (например, вправо) элемент рулевого управления 19 смещает золотник распределителя 18 в первую позицию, соединяя при этом штоковую полость 15 с источником давления рабочей жидкости, а поршневую полость 16 со сливом. При этом шток силового цилиндра 14 перемещается вниз и поворачивает поворотную платформу на оси 10 в горизонтальное положение. При этом соединительный шкворень 7 устанавливается в вертикальное положение, в результате чего силовой момент от веса прицепа относительно шкворня 7, действующий на тяговый рычаг 1 уменьшается, что способствует снижению сопротивления повороту передней колесной тележки относительно рамы 13 прицепа.When the tractor driver acts on the steering wheel on the turn (Fig. 2) of the transport train (for example, to the right), the steering element 19 shifts the distributor spool 18 to the first position, while connecting the rod end 15 with the working fluid pressure source, and the piston end 16 with drain. In this case, the rod of the power cylinder 14 moves down and rotates the turntable on the axis 10 to a horizontal position. In this case, the connecting pin 7 is set to a vertical position, as a result of which the power moment from the weight of the trailer relative to the pin 7, acting on the traction lever 1, decreases, which helps to reduce the resistance to turning the front wheel cart relative to the frame 13 of the trailer.

При выходе транспортного поезда из поворота на участке установки управляемых колес тягача в положение прямолинейного движения полость 15 гидроцилиндра 14 снова соединяется со сливом, а полость 16 соединяется с источником давления 4. Возникающий на стадии выхода из поворота, силовой стабилизирующий момент относительно шкворня 7 способствует выравниванию прицепа в положение прямолинейного хода.When the transport train exits the turn at the installation site of the steered wheels of the tractor into the position of rectilinear movement, the cavity 15 of the hydraulic cylinder 14 is again connected to the drain, and the cavity 16 is connected to the pressure source 4. Arising at the stage of exiting the turn, the force stabilizing moment relative to the kingpin 7 helps to align the trailer to a straight line position.

Технический результат заключается в том, что уменьшение угла наклона шкворня поворотной платформы на фазах входа транспортного поезда в поворот и выполнении поворота позволяет уменьшить силовой момент, действующий на тяговый рычаг относительно оси шкворня, что способствует снижению сопротивления повороту. В конечной фазе выхода из поворота автотракторного поезда, происходящей при установке управляемых колес тягача в положение прямолинейного движения и установке шкворня под наклоном на угол α к вертикали, возникающий силовой момент относительно оси шкворня способствует установке тягового рычага относительно рамы прицепа в положение прямолинейного хода, что в свою очередь способствует облегчению условий выполнения поворота и улучшает управляемость транспортного поезда с двухосным прицепом.The technical result consists in the fact that the decrease in the angle of inclination of the pivot of the turntable during the phases of the entry of the transport train into the turn and the execution of the turn makes it possible to reduce the force moment acting on the traction lever relative to the axis of the pivot, which helps to reduce the turning resistance. In the final phase of exiting the turn of the autotractor train, which occurs when the steerable wheels of the tractor are set to the position of rectilinear motion and the kingpin is installed at an angle α to the vertical, the resulting force moment relative to the axis of the kingpin contributes to setting the traction lever relative to the trailer frame to the position of rectilinear motion, which in in turn, it facilitates the conditions for making a turn and improves the controllability of a transport train with a two-axle trailer.

Claims

A turntable of a two-axle trailer with a variable inclination of the kingpin, containing a traction lever connected by the front part pivotally to the tractor, a turntable fixed at an inclination in the longitudinal vertical plane on the frame of the front wheeled bogie and connected to the frame of the trailer body with the possibility of turning this platform relative to the frame around the kingpin, while the point of intersection of the axis of the kingpin with the trailer's driving surface is displaced forward along the trailer relative to the axis of the wheels of the front wheeled bogie, characterized in that the tractor is equipped with a hydraulic system with a source of hydraulic fluid pressure and contains an element of the steering system, kinematically connected to the spool of the three-position distributor , while the traction lever is made integral with the frame of the front wheeled bogie, and the turntable is made of two parts - upper and lower, connected to each other by means of a kingpin, and the upper part of the turntable is connected by a black without brackets and a horizontal transverse axle with the frame of the trailer body, and the lower part is connected through the brackets and the horizontal transverse axle with the frame of the front swivel bogie, while the lower part of the swivel platform is connected to the frame of the front wheeled bogie by means of a double-acting power cylinder controlled by a three-position spool valve of the tractor , wherein the attachment point of the power cylinder rod to the lower part of the turntable is displaced forward along the trailer relative to the horizontal axis connecting the turntable and the frame of the front wheeled bogie.