RU2679758C1 - Tipper vehicle body transverse stabilization device during the rear unloading - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to the transport machine building, in particular to tipper vehicles. Tipper vehicle body lateral stabilization device contains hydraulic system, which control element is the body 5 roll sensor plunger connected to the three-position four-way valve 3 spool by means of tie-rod, and the working bodies are stabilizing hydraulic cylinders 1, 2, located on the body 5 lifting platform both sides. Into the hydraulic cylinders rods ends the body lifting integral axis is built-in with possibility of the length changing in the vehicle stabilization process. During the tipper vehicle unloading on the inclined surface, of the roll sensor 4 plunger and the hydraulic distributor spool are shifted from the neutral position, extending the stabilizing hydraulic cylinder rod until the body roll complete elimination.EFFECT: invention increases the tipper vehicles stability and safety during the body unloading.1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к транспортным средствам и может быть использовано для повышения поперечной устойчивости самосвальных транспортных средств с задней разгрузкой при подъеме кузова. Поперечная стабилизация кузова транспортного средства, находящегося на опорной поверхности с поперечным уклоном, при подъеме кузова, в том числе при разгрузке, осуществляется посредством гидравлической системы, элементом управления которой является датчик крена кузова, соединенный с золотником трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя. В качестве рабочих органов гидравлической системы используются стабилизирующие гидроцилиндры, расположенные по двум сторонам подъемной платформы кузова и опирающиеся на лонжероны рамы. Гидравлическая система включает также перепускные клапаны, срабатывающие при опускании кузова. Технический результат - повышение устойчивости и безопасности самосвальных транспортных средств при осуществлении разгрузки кузовов. 4 ил.The invention relates to vehicles and can be used to increase the lateral stability of tipper vehicles with rear unloading when lifting the body. Transverse stabilization of the vehicle body, located on a supporting surface with a transverse slope, when lifting the body, including during unloading, is carried out by means of a hydraulic system, the control element of which is the body roll sensor connected to the spool of a three-position four-way valve. As the working bodies of the hydraulic system, stabilizing hydraulic cylinders are used, located on two sides of the lifting platform of the body and resting on the frame side members. The hydraulic system also includes bypass valves that operate when lowering the body. EFFECT: increased stability and safety of dumping vehicles when unloading bodies. 4 ill.

Обеспечение поперечной стабилизации транспортных средств, оснащенных специальным оборудованием (например, крановым оборудованием), допускающим при работе увеличение высоты центра тяжести, достигается путем введения в конструкцию опорных стоек (см. журнал «Строительные и дорожные машины», №10, 1988, с. 11, рис. 1, 2). Это существенно усложняет конструкцию и в некоторых случаях ограничивает проходимость, так как опорные стойки даже в сложенном состоянии могут уменьшить дорожный просвет. Именно в силу указанных причин оснащение опорными стойками самосвальных транспортных средств практически не производится. Между тем, проблема поперечной стабилизации самосвальных транспортных средств с задней разгрузкой, особенно крупногабаритных, при подъеме кузова на опорной поверхности с поперечным уклоном является в настоящее время весьма актуальной, вследствие неуклонного повышения массовых и геометрических характеристик транспортных средств. Необходимо отметить, что боковое опрокидывание транспортных средств при подъеме кузова может произойти и при соблюдении регламента разгрузки, вследствие специфических свойств груза либо неблагоприятных погодных условий, когда имеет место смерзание или зависание части груза. Опасность бокового опрокидывания усугубляется неравномерной деформацией упругих элементов подвески, обуславливающих крен кузова.Ensuring lateral stabilization of vehicles equipped with special equipment (for example, crane equipment) that allows an increase in the height of the center of gravity during operation is achieved by introducing support pillars into the structure (see the magazine "Construction and road machines", No. 10, 1988, p. 11 , Fig. 1, 2). This significantly complicates the design and, in some cases, limits patency, since the support legs, even when folded, can reduce ground clearance. It is for these reasons that the equipment of the support racks of dumping vehicles is practically not carried out. Meanwhile, the problem of lateral stabilization of dump trucks with rear unloading, especially large ones, when lifting the body on a supporting surface with a transverse slope, is currently very urgent, due to the steady increase in the mass and geometric characteristics of vehicles. It should be noted that lateral overturning of vehicles during the lifting of a body can also occur subject to the unloading regulations, due to the specific properties of the cargo or adverse weather conditions when freezing or freezing of part of the cargo takes place. The danger of lateral rollover is compounded by the uneven deformation of the elastic suspension elements that cause the body roll.

С этой точки зрения интерес представляет полуприцеп-самосвал для грузового автопоезда (пат. RU 2244654). В его конструкции предусмотрена возможность блокировки рессор при разгрузке кузова. Блокировка осуществляется за счет специальных запорных устройств, представляющих собой два диска с фигурными прорезями и имеющих гидравлический привод. Недостатком указанной конструкции является частичное решение проблемы. Несмотря на исключение крена кузова вследствие неодинакового прогиба рессор, данное конструктивное решение позволяет производить разгрузку при относительно небольших углах наклона опорной поверхности. При больших углах наклона опорной поверхности опасность опрокидывания сохраняется.From this point of view, of interest is the semitrailer dump truck for a freight road train (US Pat. RU 2244654). Its design provides the ability to lock the springs when unloading the body. Locking is carried out due to special locking devices, which are two discs with curly slots and having a hydraulic drive. The disadvantage of this design is a partial solution to the problem. Despite the exclusion of body roll due to uneven deflection of the springs, this design solution allows unloading at relatively small angles of inclination of the supporting surface. At large angles of inclination of the supporting surface, the danger of tipping over remains.

Известен также способ стабилизации центра тяжести автомобилей и устройство для его осуществления (пат. RU 2310569). Однако в указанном изобретении стабилизатор центра тяжести кузова работает лишь в продольной плоскости транспортного средства, осуществляя выравнивание кузова в горизонтальной плоскости на подъемах и спусках при движении транспортного средства, и в нем не предусмотрена стабилизация кузова в поперечной плоскости.There is also a method of stabilizing the center of gravity of cars and a device for its implementation (US Pat. RU 2310569). However, in this invention, the stabilizer of the center of gravity of the body works only in the longitudinal plane of the vehicle, aligning the body in a horizontal plane on the ups and downs when the vehicle is moving, and it does not provide for stabilization of the body in the transverse plane.

Наиболее близким аналогом настоящего технического решения является стабилизирующее устройство самосвального транспортного средства (свидетельство на полезную модель № 67520). Данное устройство содержит опоры, установленные попарно в средней и задней части рамы транспортного средства. Опоры имеют выдвижные гидроцилиндры, закрепленные на раме. Выдвижные гидроцилиндры соединены посредством встроенной параллельно в существующую гидравлическую систему рабочей гидролинии через гидрораспределители, предохранительный клапан и гидроаккумулятор с насосом. Гидроцилиндры имеют гидрозамки. На рабочей гидролинии между гидрораспределителями установлен датчик давления. На оси опрокидывания платформы размещен датчик крена, связанный с электромагнитами гидрораспределителя. Выдвижные элементы опор имеют на концах шарнирные опорные площадки для взаимодействия с поверхностью разгрузочной площадки. В процессе подъема кузова в случае увеличения угла крена датчиком крена переключаются электромагниты гидрораспределителя для включения режима «выравнивание». В случае резкого схода груза с кузова в результате воздействия упругих элементов подвески происходит отрыв выдвижных элементов опор от разгрузочной площадки и, как следствие, падение давления в гидросистеме и включение в работу датчиков давления и крена соответственно. При этом сначала включается режим «упор», а затем «выравнивание». В режиме «упор» при недостаточной производительности насоса автоматически осуществляется подпитка гидроаккумулятором. Недостатком этого устройства является невозможность стабилизации транспортного средства за счет упора боковых гидроцилиндров в поверхность разгрузочной площадки при значительной деформации последней, т.к. выдвижение штоков конструктивно ограничено.The closest analogue of this technical solution is the stabilizing device of the dump truck (certificate for utility model No. 67520). This device contains supports installed in pairs in the middle and rear of the vehicle frame. The supports have retractable hydraulic cylinders mounted on a frame. Retractable hydraulic cylinders are connected by means of a working hydraulic line integrated in parallel with the existing hydraulic system through the control valves, the safety valve and the accumulator with the pump. Hydraulic cylinders have hydraulic locks. A pressure sensor is installed on the working hydraulic line between the control valves. On the tipping axis of the platform there is a roll sensor connected with the hydrodistributor electromagnets. The sliding elements of the supports have articulated bearing platforms at their ends for interacting with the surface of the discharge platform. In the process of lifting the body in case of an increase in the angle of heel, the solenoid valve of the hydrodistributor switches over the roll sensor to activate the “alignment” mode. In the case of a sharp loss of cargo from the body as a result of the action of the elastic suspension elements, the sliding elements of the supports detach from the unloading platform and, as a result, the pressure in the hydraulic system drops and the pressure sensors and the bank are included in the operation, respectively. In this case, the “stop” mode is first turned on, and then “alignment”. In the "emphasis" mode with insufficient pump performance, the accumulator is automatically charged. The disadvantage of this device is the inability to stabilize the vehicle due to the emphasis of the side hydraulic cylinders on the surface of the discharge site with significant deformation of the latter, because the extension of the rods is structurally limited.

Задачей предложенного технического решения является обеспечение поперечной устойчивости самосвальных транспортных средств при задней разгрузке.The objective of the proposed technical solution is to ensure the lateral stability of dump trucks at the rear unloading.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что предложено устройство для поперечной стабилизации кузова самосвального транспортного средства при задней разгрузке, представляющее собой гидравлическую систему, содержащую два стабилизирующих гидроцилиндра, трехпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель, перепускные клапаны, датчик крена и отличающееся тем, что стабилизирующие гидроцилиндры корпусами опираются на лонжероны рамы транспортного средства, а в концы штоков гидроцилиндров шарнирно встроена составная ось подъема кузова, состоящая из полуосей и трубы, с возможностью изменения длины в процессе стабилизации кузова транспортного средства.The solution to this problem is achieved due to the fact that the proposed device for lateral stabilization of the body of a dump truck with rear unloading, which is a hydraulic system containing two stabilizing hydraulic cylinders, a three-position four-way valve, bypass valves, roll sensor and characterized in that the stabilizing hydraulic cylinders are supported by housings on the side members of the vehicle frame, and a composite axis is pivotally integrated into the ends of the hydraulic cylinder rods odema body consisting of semiaxes and the pipe, with the possibility of length changes in the process of stabilization of the vehicle body.

Технический результат предложенного устройства состоит в обеспечении безопасной разгрузки самосвальных транспортных средств на наклонных опорных поверхностях за счет компенсации крена кузова относительно горизонтали при помощи стабилизирующих гидроцилиндров.The technical result of the proposed device is to ensure the safe unloading of dump trucks on inclined supporting surfaces due to compensation of the body roll relative to the horizontal by means of stabilizing hydraulic cylinders.

На фигурах изображено:The figures depict:

На фиг. 1 показано самосвальное транспортное средство (в данном случае прицепное) при подъеме кузова, оснащенное устройством поперечной стабилизации кузова.In FIG. 1 shows a tipper vehicle (in this case, a towed vehicle) when lifting a body, equipped with a lateral stabilization device for the body.

На фиг. 2 показана гидравлическая схема стабилизирующего устройства (положение золотника соответствует положению кузова, кренящегося в левую сторону).In FIG. 2 shows the hydraulic circuit of the stabilizing device (the position of the spool corresponds to the position of the body, tilting to the left side).

На фиг. 3 показана составная опорная платформа.In FIG. 3 shows a composite support platform.

На фиг. 4 показана работа устройства поперечной стабилизации кузова (вид сзади): а) положение кузова в сложенном состоянии на поверхности с уклоном; б) при поднятии кузова на поверхности с уклоном.In FIG. 4 shows the operation of the device for lateral stabilization of the body (rear view): a) the position of the body when folded on the surface with a slope; b) when lifting the body on a sloping surface.

Устройство стабилизации (фиг. 1) состоит из управляющего устройства и исполнительных устройств в виде двух стабилизирующих гидроцилиндров 1 и 2. Основным элементом управляющего устройства является гидрораспределитель золотникового типа 3. Датчик крена кузова 4, расположенный на кузове 5 транспортного средства, управляет штоком золотника гидрораспределителя, и состоит из сосредоточенной массы, выполненной в виде цилиндра (плунжера) и имеющего возможность перемещаться внутри цилиндрического паза, центрирование происходит за счет двух доводочных пружин. Стабилизирующие гидроцилиндры 1 и 2 опираются цилиндрами на раму 6 посредством кронштейнов 7, а штоками шарнирно соединены с полуосями 8, на которых находятся петли 9 кузова 5 транспортного средства. Петли 9 имеет возможность поворота относительно полуосей 8 (для подъема кузова). Полуоси 8 соединены между собой трубой, которая является частью подъемной платформой 10. Полуоси в сборе с трубой представляют собой составную ось подъема кузова. Гибкая связь между полуосями 8 обусловлена тем, что при выдвижении одного из штоков (при ликвидации крена) изменяется расстояние между штоками. Подъем кузова осуществляется гидроцилиндром подъема 11, шарнирно опирающимся на раму 6, за счет гидравлической системы буксирующего транспортного средства (на фигуре не показано), либо собственной гидравлической системы транспортного средства.The stabilization device (Fig. 1) consists of a control device and actuators in the form of two stabilizing hydraulic cylinders 1 and 2. The main element of the control device is a spool valve type 3. The body roll sensor 4 located on the vehicle body 5 controls the spool valve stem, and consists of a concentrated mass made in the form of a cylinder (plunger) and having the ability to move inside a cylindrical groove, centering occurs due to two docks single springs. The stabilizing hydraulic cylinders 1 and 2 are supported by cylinders on the frame 6 by means of brackets 7, and the rods are pivotally connected to the axle shafts 8, on which loops 9 of the vehicle body 5 are located. Loop 9 has the ability to rotate relative to the axles 8 (for lifting the body). The half shafts 8 are interconnected by a pipe, which is part of the lifting platform 10. The half shafts assembled with the pipe are a composite axle of the lifting body. A flexible connection between the semiaxes 8 is due to the fact that when one of the rods is extended (when the roll is eliminated), the distance between the rods changes. The lifting of the body is carried out by a lifting hydraulic cylinder 11, pivotally supported on the frame 6, due to the hydraulic system of the towing vehicle (not shown in the figure), or the vehicle’s own hydraulic system.

Гидравлическая система устройства стабилизации (фиг. 2) подключается к основной гидролинии транспортного средства. В гидролинии системы стабилизации установлен трехпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель 3. Каждая выходная гидролиния связана с соответствующим стабилизирующим гидроцилиндром - левым 1 или правым 2. Подпоршневое пространство каждого стабилизирующего гидроцилиндра сообщается с гидробаком 12. Перед гидробаком установлены два перепускных клапана 13 - на каждый стабилизирующий гидроцилиндр. Обозначения остальных элементов, приведенных на фиг. 2, соответствуют обозначениям элементов на фиг. 1.The hydraulic system of the stabilization device (Fig. 2) is connected to the main hydraulic line of the vehicle. A three-position four-way valve 3. is installed in the stabilization system’s hydraulic line. Each output hydraulic line is connected to the corresponding stabilizing hydraulic cylinder - left 1 or right 2. The under-piston space of each stabilizing hydraulic cylinder communicates with hydraulic tank 12. Two bypass valves 13 are installed in front of the hydraulic tank - for each stabilizing hydraulic cylinder. Designations of the remaining elements shown in FIG. 2 correspond to the designations of the elements in FIG. one.

Для того, чтобы стабилизирующие гидроцилиндры при стабилизации кузова воспринимали лишь напряжения сжатия, в конструкцию введена подъемная платформа (фиг. 3), функция которой заключается в восприятии боковых нагрузок при работе системы. Платформа является шарнирно подвижной и состоит из двух основных элементов: верхней площадки 14 и упора 15. Элементы соединены пальцем 16, что позволяет площадке 14 совершать качательное движение относительно упора 15, как показано на изометрической проекции. Упор вставлен в паз рамы 6 (см. фиг. 1) транспортного средства и может совершать возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости.In order for stabilizing hydraulic cylinders to absorb only compressive stresses during stabilization of the body, a lifting platform (Fig. 3) was introduced into the design, the function of which is to absorb lateral loads during system operation. The platform is pivotally movable and consists of two main elements: the upper platform 14 and the stop 15. The elements are connected by a finger 16, which allows the platform 14 to make a swinging motion relative to the stop 15, as shown in an isometric view. The emphasis is inserted into the groove of the frame 6 (see Fig. 1) of the vehicle and can reciprocate in the vertical plane.

Действие устройства основано на работе стабилизирующих гидроцилиндров 1 и 2 (фиг. 4), которые являются гидроцилиндрами одностороннего действия, то есть рабочая жидкость подается только в подпоршневое пространство. Обратный ход осуществляется за счет силы тяжести кузова. Обозначения остальных элементов, приведенных на фиг. 3, также соответствуют обозначениям элементов на фиг. 1.The action of the device is based on the work of stabilizing hydraulic cylinders 1 and 2 (Fig. 4), which are single-acting hydraulic cylinders, that is, the working fluid is supplied only into the sub-piston space. The return stroke is carried out due to the gravity of the body. Designations of the remaining elements shown in FIG. 3 also correspond to the designations of the elements in FIG. one.

Устройство работает следующим образом. При подъеме кузова рабочая жидкость подается не только в гидроцилиндр подъема 11, но и в гидрораспределитель 3 (фиг. 2). Если кузов находится в горизонтальном положении, то есть отсутствует крен, то золотник гидрораспределителя занимает нейтральное положение. При этом подача рабочей жидкости к стабилизирующим гидроцилиндрам 1 и 2 не производится. При крене кузова на угол α, как изображено на фиг. 4, происходит смещение золотника от нейтрального положения за счет воздействия на него плунжера датчика крена. При перемещении золотника влево (фиг. 2), канал правого гидроцилиндра 2 перекрыт, а канал левого гидроцилиндра 1 открывается. Рабочая жидкость из основной магистрали поступает в подпоршневое пространство стабилизирующего гидроцилиндра 1. Шток данного гидроцилиндра выдвигается до тех пор, пока плунжер в датчике крена и, как следствие, золотник не займет нейтральное положение, при этом крен кузова будет устранен. Аналогично работает система при крене кузова в другую сторону. При выдвижении штока стабилизирующего гидроцилиндра 1 (фиг. 4), происходит постепенное выдвижение подъемной платформы 10, которая воспринимает боковую нагрузку упором. При устранении крена, вследствие выдвижения штока, происходит увеличение расстояния между штоками стабилизирующих гидроцилиндров 1 и 2, вследствие этого между упорными поясами полуосей 8 и петлями 9 кузова 5 образовывается зазор.The device operates as follows. When lifting the body, the working fluid is supplied not only to the lift cylinder 11, but also to the valve 3 (Fig. 2). If the body is in a horizontal position, that is, there is no roll, then the valve spool is in a neutral position. In this case, the supply of working fluid to the stabilizing hydraulic cylinders 1 and 2 is not performed. When the body roll is at an angle α, as shown in FIG. 4, the spool is displaced from the neutral position due to the impact of the roll sensor plunger on it. When moving the spool to the left (Fig. 2), the channel of the right hydraulic cylinder 2 is closed, and the channel of the left hydraulic cylinder 1 opens. The working fluid from the main line enters the under-piston space of the stabilizing hydraulic cylinder 1. The rod of this hydraulic cylinder extends until the plunger in the roll sensor and, as a result, the spool takes a neutral position, while the body roll is eliminated. The system works similarly when the body roll to the other side. When extending the rod of the stabilizing hydraulic cylinder 1 (Fig. 4), there is a gradual extension of the lifting platform 10, which perceives the lateral load focus. When removing the roll, due to the extension of the rod, there is an increase in the distance between the rods of the stabilizing hydraulic cylinders 1 and 2, as a result of which a gap is formed between the thrust belts of the axle shaft 8 and the loops 9 of the body 5.

Зазор допустим, так как составная ось имеет возможность удлиняться на некоторое расстояние за счет перемещения полуосей 8 относительно оси трубы, являющейся составной частью подъемной платформы 10. Зазор самоустраняется при перемещении штока в исходное положение.The gap is permissible, since the composite axis can be extended by a certain distance due to the movement of the axle shafts 8 relative to the axis of the pipe, which is an integral part of the lifting platform 10. The gap clears when the rod is moved to its original position.

Стабилизирующие гидроцилиндры, как изображено на фиг. 1, расположены в плоскости оси поворота кузова. Указанное расположение обеспечивает их малые габариты, поэтому для заполнения подпоршневого пространства требуется небольшое количество рабочей жидкости. Учитывая, что для выдвижения всех ступеней гидроцилиндра подъема 11 требуется большой объем рабочей жидкости, а также то, что устройство стабилизации начинает работать непосредственно с начала подъема кузова, стабилизация кузова произойдет значительно раньше подъема кузова на критический в отношении опасности опрокидывания угол. Поэтому опрокидывание транспортного средства при подъеме кузова исключается.Stabilizing hydraulic cylinders, as shown in FIG. 1, are located in the plane of the axis of rotation of the body. The specified location provides their small dimensions, therefore, to fill the piston space requires a small amount of working fluid. Given that the extension of all the stages of the lifting cylinder 11 requires a large volume of working fluid, as well as the fact that the stabilization device begins to work directly from the beginning of the lifting of the body, stabilization of the body will occur much earlier than lifting the body at a critical angle regarding the danger of tipping over. Therefore, the rollover of the vehicle when lifting the body is excluded.

При опускании кузова давление в гидравлической магистрали понижается. При этом шток телескопического гидроцилиндра подъема 11 входит в гильзу до тех пор, пока практически полностью не опустится, затем откроется перепускной клапан 13 и произойдет перемещение штока соответствующего стабилизирующего гидроцилиндра в исходное положение. Эта особенность связана с тем, что горизонтальная составляющая силы, действующая на шток стабилизирующего гидроцилиндра 1 от воздействия кузова превышает значения вертикальной составляющей при максимальном подъеме кузова. Во время опускания, горизонтальная составляющая силы планомерно уменьшается, а вертикальная, напротив, увеличивается, в результате чего повышается давление в подпоршневом пространстве гидроцилиндра и, как следствие, происходит срабатывание перепускного клапана 13.When lowering the body, the pressure in the hydraulic line decreases. In this case, the rod of the telescopic lifting cylinder 11 enters the sleeve until it almost completely drops, then the bypass valve 13 opens and the rod of the corresponding stabilizing hydraulic cylinder moves to its original position. This feature is due to the fact that the horizontal component of the force acting on the rod of the stabilizing hydraulic cylinder 1 from the action of the body exceeds the value of the vertical component at the maximum lift of the body. During lowering, the horizontal component of the force gradually decreases, and the vertical, on the contrary, increases, resulting in increased pressure in the under-piston space of the hydraulic cylinder and, as a result, the bypass valve 13 operates.

Таким образом, предложенное устройство позволяет обеспечить поперечную устойчивость крупногабаритных самосвальных транспортных средств при задней разгрузке.Thus, the proposed device allows to provide lateral stability of large-sized dumping vehicles at the rear unloading.

Claims (1)

Устройство для поперечной стабилизации кузова самосвального транспортного средства при задней разгрузке, представляющее собой гидравлическую систему, содержащую два стабилизирующих гидроцилиндра, трехпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель, перепускные клапаны, датчик крена, отличающееся тем, что стабилизирующие гидроцилиндры корпусами опираются на лонжероны рамы транспортного средства, а в концы штоков гидроцилиндров шарнирно встроена составная ось подъема кузова, состоящая из полуосей и трубы, с возможностью изменения длины в процессе стабилизации кузова транспортного средства.A device for lateral stabilization of the body of a tipper vehicle during rear unloading, which is a hydraulic system containing two stabilizing hydraulic cylinders, a three-position four-way valve, bypass valves, a roll sensor, characterized in that the stabilizing hydraulic cylinders are supported by the chassis on the vehicle frame spars, and at the ends of the rods the hydraulic cylinders pivotally integrated component axis of the lifting body, consisting of half shafts and pipes, with the possibility of change lengths in the process of stabilizing the vehicle body.

Images