Аварийно-техническая машина (варианты)
Полезная модель относится к области транспортных средств, снабженных подъемными устройствами и предназначенных, в частности, для обслуживания электрических контактных сетей трамваев и троллейбусов.
Аварийно-техническая машина для обслуживания электрических контактных сетей городского транспорта включает автомобильное шасси, утепленный кузов (кунг), монтажную площадку и механизм ее подъема.
Корпус кунга выполнен в виде усиленной металлоконструкции, на которой смонтирован механизм вертикального подъема монтажной площадки, и состоит из двух отсеков-основного, служащего для перевозки бригады, и вспомогательного. Поверх основного отсека смонтирована монтажная площадка, а поверх вспомогательного -переходная и грузовая площадки. При этом грузовая площадка расположена консольно по отношению к кунгу и оснащена грузоподъемным устройством для подъема материалов и инструмента на поддоне, приспособленном к перемещению в направляющих.
Снизу кунга смонтированы четыре аутригера.
Механизм подъема монтажной площадки выполнен из двух блоков спаренных вертикальных гидроцилиндров, жестко скрепленных между собой, и двух блоков вертикальных телескопических механических устройств, расположенных диагонально относительно опорной рамы монтажной площадки. При этом гидроцилиндры подъема расположены оппозитно и выполнены разной длины, причем нижний гидроцилиндр каждого из указанных блоков имеет большую длину и своим штоком жестко скреплен с рамой кунга, а верхний гидроцилиндр своим штоком жестко скреплен с опорной рамой монтажной площадки.
Телескопические механические устройства механизма подъема монтажной площадки оснащены параллельно-замкнутыми тормозами, предотвращающими самопроизвольное опускание монтажной площадки.
Механизм подъема монтажной площадки может быть выполнен и в виде расположенных друг над другом двух пар шарнирно-рычажных устройств, каждой из которых состоит из рамных панелей, соединенных между собой центральным шарниром. Указанные устройства шарнирно соединены между собой с образованием внутреннего шарнирного параллелограмма. Механизм подъема может приводиться либо механическим устройством, либо гидроцилиндром, воздействующим на ползун и через него на шарнирно-рычажные устройства.
Аварийно-техническая машина оснащена дистанционным пультом управления, расположенным на монтажной площадке, указателем высоты подъема последней, системой подачи воздуха на монтажную площадку и автономным обогревателем кунга.
Заявляемая полезная модель относится к области транспортных средств, снабженных подъемными устройствами, и предназначенных, в частности, для обслуживания электрических сетей трамваев и троллейбусов.
Основным назначением такого рода машин является транспортировка бригады монтажников и/или ремонтников к месту ведения работ и их подъем с требуемым инструментом и материалами на определенную высоту (как правило, 6-7 м от уровня земли).
Известные машины подобного назначения содержат, как правило, следующие основные элементы: автомобильное шасси, утепленный кузов с укрытием (кунг), монтажную площадку и механизмы ее вертикального подъема и горизонтального перемещения.
Наиболее распространенной и эксплуатирующейся в г.Москве моделью подобной машины является аварийно-техническая машина марки АБ-3М, выпускаемая заводом «СВАР3» (г. Москва).
По терминологии Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору (бывший Госгортехнадзор России) этот вид подъемника называется «автовышка» (см. «Машина аварийно-техническая марки АБ-3М». Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ТО-876-97. г. Москва, 1997 г., ГП з-д «СВАР3»). Машина выпускается на шасси ЗИЛ-433362. Механизм подъема монтажной площадки этой машины выполнен в виде четырех телескопических механических вертикальных подъемников с полиспастными тросовыми устройствами и механической лебедкой. Основными недостатками указанной машины являются недостаточная надежность ее и возможность перекоса при подъеме. Кроме того, эта модель установки не обеспечивает дистанционное
управление процессом подъема площадки и не оснащена устройствами, механизирующими подъем на площадку инструмента и требующихся материалов.
Другой установкой подобного назначения, которая может быть принята за прототип заявляемой полезной модели, является автовышка АП-7М, выпускаемая Новомосковским машиностроительным заводом (см. «Автовышка АП-7М». Техническое описание, г.Москва, 2003 г. Новомосковский машиностроительный завод).
Установка монтируется на базе шасси ЗИЛ-433362. Ее характерной особенностью является то, что ее механизм подъема монтажной площадки выполнен в виде двухколенного (или одноколенного) гидроприводного пантографа. Каждое колено выполнено в виде параллелограмма, оборудованного двумя сваренными из труб рамами, на концах которых имеются шарниры.
Будучи более прогрессивным техническим решением, чем указанная выше машина марки АБ-3М, установка АП-7М не свободна от ряда недостатков, из которых следует отметить следующие:
1) в процессе работы одновременно с вертикальным подъемом монтажной площадки происходит и горизонтальное ее смещение (за счет складывания параллелограмма), что усложняет точное позиционирование площадки под объектом работы;
2) конструкцией не предусмотрено дистанционное управление подъемом площадки;
3) отсутствует выход электромонтажников на монтажную площадку из кунга;
4) отсутствуют средства механизации подъема на площадку вспомогательных грузов;
5) отсутствие средств контроля за процессом подъема площадки;
6) отсутствуют средства механической блокировки самопроизвольного опускания площадки при неполадках в гидросистеме ее подъема;
7) невозможность строгого горизонтального позиционирования автошасси на неровной поверхности.
Заявляемая модель направлена на устранение перечисленных недостатков и создание такой аварийно-технической установки, конструкция которой упрощала бы точное позиционирование площадки под объектом работы,
обеспечивала бы дистанционное управление подъемом площадки, имела бы средства механизации подъема на площадку вспомогательных грузов, имела бы средства механической блокировки самопроизвольного опускания площадки при неполадках в гидросистеме ее подъема и обеспечивала бы горизонтальное позиционирование автошасси на неровной поверхности.
Решение поставленной технической задачи обеспечивается тем, что аварийно-техническая машина для обслуживания электрических контактных сетей трамваев и троллейбусов включает автомобильное шасси, утепленный кузов (кунг), монтажную площадку и механизм ее подъема и поперечного горизонтального перемещения. Корпус кунга выполнен в виде усиленной металлоконструкции, на которой смонтирован механизм вертикального подъема монтажной площадки, и состоит из двух отсеков -основного для перевозки бригады и технологического. Поверх технологического отсека смонтирован механизм подъема монтажной площадки, а поверх основного-переходная и грузовая площадки. При этом грузовая площадка расположена консольно по отношению к кунгу и оснащена грузоподъемным устройством для подъема материалов и инструмента на поддоне, приспособленном к перемещению в направляющих. Аварийно-техническая машина снабжена переносным пультом управления, расположенным на монтажной площадке, указателем высоты подъема, четырьмя гидравлическими аутригерами, системой подачи воздуха на монтажную площадку и автономным обогревателем кунга.
Механизм вертикального подъема монтажной площадки выполнен из двух блоков спаренных вертикальных гидроцилиндров, жестко скрепленных между собой, и двух блоков вертикальных телескопических механических направляющих устройств, расположенных диагонально относительно опорной рамы монтажной площадки.
При этом гидроцилиндры подъема расположены оппозитно и выполнены разной длины, причем нижний гидроцилиндр каждого из указанных блоков имеет ббльшую длину и своим штоком жестко скреплен с рамой кунга, а верхний цилиндр своим штоком жестко скреплен с опорной рамой монтажной площадки.
Механизм подъема может быть выполнен и состоит из двух пар шарнирно соединенных между собой в центральной части рамных панелей, образуя складную конструкцию в виде
«ножниц». Указанные «ножницы» также соединены шарнирами, образуя рычажно-параллелограммный механизм. При этом верхние «ножницы» шарнирно соединены одной панелью с неподвижной верхней опорой, смонтированной снизу подъемной площадки, а другой панелью шарнирно соединены с верхним ползуном свободно перемещающемся горизонтально в направлении также установленном снизу подъемной площадки. Нижние «ножницы» одной панелью шарнирно закреплены в неподвижной нижней опоре, установленной на кунге, а другой панелью шарнирно на нижнем ползуне, перемещающемся в направлении установленном также на кунге.
Складывание (разворачивание) рычажно-параллелограммного механизма происходит за счет возвратно-поступательного движителя перемещающего принудительно панель, опирающуюся шарнирно на нижний ползун, относительно панели установленной на неподвижной шарнирной опоре.
Привод возвратно-поступательного действия рычажно-шарнирного механизма может быть выполнен в виде гидроцилиндра, шток которого соединен с центральным шарниром нижнего шарнирно-рычажного устройства, а гильза гидроцилиндра с металлоконструкцией кунга. При этом положение шарнира гильзы гидроцилиндра определяется из условия равноудаленного расположения между проекциями крайних положений центрального шарнира и горизонтальную плоскость.
Гильза гидроцилиндра привода возвратно-поступательного действия может быть шарнирно скреплена с ползуном, а шток -шарнирно скреплен с панелью нижнего шарнирно-рычажного устройства, которая установлена на неподвижно смонтированном шарнире на металлоконструкции кунга.
Технические признаки заявляемой полезной модели могут быть реализованы с помощью средств, используемых в различных областях техники (грузоподъемные устройства, переносной пульт управления, трубные панели, гидроцилиндры, аутригеры, телескопические механические устройства, спаренные вертикальные гидроцилиндры, нормально замкнутые тормоза (стопоры) и т.д.).
Отличительные признаки, отраженные в формуле полезной модели, необходимы для ее осуществления и достаточны, поскольку обеспечивают решение поставленной выше технической задачи.
В дальнейшем заявляемая полезная модель поясняется на примерах ее выполнения, схематически изображенных на прилагаемых чертежах, на которых
Фиг.1 - схема аварийно-технической машины в соответствии с заявляемой полезной моделью (вид сбоку) с телескопическим подъемником;
Фиг.2 - то же - вид в плане;
Фиг.3 - то же - вид сзади;
Фиг.4 - подъемный механизм монтажной площадки заявляемой аварийно-технической машины, выполненный в виде двух блоков спаренных вертикальных гидроцилиндров и двух блоков вертикальных телескопических механических устройств (вид спереди и в плане);
Фиг.5 - схема установки нормально-замкнутого тормоза (стопора) на телескопическом механическом устройстве, показанном на фиг.4;
Фиг.6 - схема аварийно-технической машины с шарнирно-рычажным механизмом вертикального подъема монтажной площадки;
Фиг.7 - схема шарнирно-рычажного подъемного механизма аварийно-технической машины, показанной на фиг.6;
Фиг.8 - схема шарнирно-рычажного механизма с движителем в виде гидроцилиндра;
Фиг.9 - схема исполнения шарнирно-рычажного механизма с шарнирным креплением гильзы гидроцилиндра к нижнему ползуну, а штока к панели нижних «ножниц».
Аварийно-техническая машина (фиг.1, 2, 3) состоит из транспортной базы (автошасси) 1, на лонжеронах 2 которой через изоляторы первого уровня 3 установлена технологическая рама 4 для монтажа оборудования. Для позиционирования на месте проведения работ к раме 4 крепятся четыре аутригера 5, обеспечивающие горизонтальную установку машины на неровной поверхности. Контроль угла наклона к горизонтальной плоскости технологической рамы 4 осуществляется кренометром 6 (фиг.3) известной конструкции.
На раме смонтирован кунг (укрытие) 7 с двумя отсеками -основным 8, служащим для перевозки бригады, и технологическим 9 (фиг.2). Поверх основного отсека на механизме подъема, выполнение которого будет описано ниже, смонтирована монтажная площадка 10. Корпус кунга имеет усиленную металлоконструкцию, на которой монтируется вспомогательная (переходная) площадка 11 с перилами 12 и грузовая площадка 13. Выход на переходную площадку 11 осуществляется из кунга по лестнице 14 через люк 15. Грузовая площадка 13 расположена консольно по отношению к кунгу 7, и на ней смонтировано грузоподъемное устройство 16 для подъема материалов и инструмента на поддоне, приспособленном к перемещению вдоль вертикальных направляющих.
Грузоподъемное устройство может быть выполнено по известным схемам в виде лебедки, гидроцилиндра или цепного контура. К подъемному механизму через изоляторы второго уровня 17 крепится монтажная площадка 10, оснащенная механизмом ее перемещения в горизонтальной плоскости 18 (перпендикулярно оси автошасси). Механизм перемещения 18 может быть выполнен с механическим (ручным) приводом или с гидравлическим приводом. Монтажная площадка 10 оснащена откидывающимися перилами 19. Для аварийного спуска (подъема) на монтажную площадку машина оснащена телескопической лестницей 20, выдвигаемой одновременно с перемещением подъемной площадки.
Механизм подъема телескопического типа (см. фиг.4) состоит из двух блоков спаренных вертикальных телескопических гидроцилиндров 21 и двух блоков вертикальных телескопических направляющих устройств 22, расположенных диагонально относительно опорной рамы монтажной площадки.
Блоки гидроцилиндров перемещаются в направлениях 23. Цилиндры подъема расположены оппозитно и выполнены разной длины (верхний цилиндр меньшей длины). Нижний цилиндр 24 штоком закреплен к раме кунга, а верхний цилиндр 25 штоком закреплен к раме монтажной площадки. Корпуса цилиндров жестко связаны между собой. При подаче давления вначале выдвигается нижний цилиндр, а затем верхний.
Выполнение нижнего гидроцилиндра большей длины позволяет обеспечить хорошее, жесткое направление, а более короткий верхний гидроцилиндр позволяет уменьшить длину ослабленной (по условиям продольной устойчивости) верхней части подъемника.
Подвижные части 26 (фиг.5) телескопических направляющих устройств, перемещаясь в направлении 27, отслеживают движение гидроцилиндров и обеспечивают горизонтальное позиционирование монтажной площадки. Эти устройства оснащены нормально замкнутыми тормозами 28 (фиксирующими устройствами) для избежания самопроизвольного опускания монтажной площадки.
Исполнение устройства подъема монтажной площадки в виде шарнирно-рычажного механизма показано на фиг.6, что дает определенные преимущества, которые будут изложены ниже.
При использовании в качестве подъемного устройства рычажно-шарнирного механизма последний монтируется в передней части кунга (ближе к
кабине автошасси (фиг.6), в связи с чем основной отсек кунга размещается в задней его части и выход на переходную площадку осуществляется из основного отсека 8.
Для контроля высоты подъема монтажной площадки (см. фиг.6,3) машина оснащена указателем высоты подъема вмонтированным в дистанционный пульт управления 55 и связанного первичным датчиком 56 с движителем механизма подъема.
Управление подъемом с выдвижением монтажной площадки может осуществляться со стационарного пульта управления 57, установленного в кунге или с пульта дистанционного управления 55, установленного на монтажной площадке.
Для питания пневмоинструмента к распределителю 58, установленному на монтажной площадке с помощью пневмошланга (не показана), подводится воздух от пневмосистемы.
Машина также оснащена автономным обогревателем (отопителем) кунга 59 и переговорным устройством с водителем 60 (фиг.3,2).
Шарнирно-рычажный механизм подъема монтажной площадки (фиг.7) состоит из двух пар шарнирно соединенных между собой в центральной части рамных панелей соответственно поз. 29 и 30, 31 и 32 с помощью центральных шарниров 33 и 34, и образующих «ножницы». Указанные «ножницы» между собой соединены шарнирами 35, образуя рычажно-параллелограммный механизм. Нижние «ножницы» одной панелью шарнирно закреплены в неподвижной нижней опоре 36, установленной на несущей металлоконструкции кунга, а другой панелью в шарнире 37, в свою очередь установленном на нижнем приводном ползуне 38, перемещающемся на винте 39, установленном в 2-х подшипниковых узлах 40 и приводимый во вращение реверсивным приводом 41 через муфту 42. Привод может осуществляться гидромотором или низковольтным электродвигателем с питанием от аккумулятора автошасси.
Верхние «ножницы», также шарнирно соединены одной панелью с неподвижной верхней опорой 43, а другой панелью шарниром 44, установленным в верхнем ползуне 45 свободно перемещающемся в направлении 46. Шарнир 43 и направление ползуна 46 смонтированы снизу на раме подъемной площадки 47.
При перемещении приводного ползуна 38 по винту происходит складывание рычажно-параллелограммного механизма за счет чего осуществляется подъем или опускание подъемной площадки на нужную высоту строго по вертикали без смещения площадки в пространстве.
На подъемной площадке смонтирована монтажная перемещающаяся площадка 48, установленная через изоляторы 49 на траверсе 50. Траверса имеет возможность перемещения в поперечном (по отношению к оси автошасси) направлении, в направлениях 51 с помощью механизма поперечного перемещения 52.
В данной схеме достаточно легко решается вопрос контроля высоты подъема монтажной площадки по перемещению подвижного ползуна.
Кроме того, в этой схеме также просто решается задача блокировки самопроизвольного опускания за счет применения самотормозящейся передачи «винт-гайка» или червячного редуктора в приводе винта, также обладающего свойством самоторможения.
Единственным ограничением в этом случае является следующее условие:
в крайнем нижнем положении монтажной площадки (раскрытое положение «ножниц») должен обеспечиваться определенный угол расположения панелей 1 и 2 к горизонтальной плоскости (как правило более 10°) для обеспечения раскрытия «ножниц».
В качестве движителя, смещающего относительно друг друга панели «ножниц», может быть использован гидроцилиндр. Один из вариантов схемы подъема шарнирно-рычажного механизма типа «ножницы» с использованием гидроцилиндра подъема приведен на рис.8. Гильза гидроцилиндра шарнирно закреплена на металлоконструкции кунга, а шток цилиндра шарнирно прикреплен к центральному шарниру 33 нижних «ножниц». При этом положение шарнира гильзы гидроцилиндра определяется из условия симметричного (равноудаленного) расположения между проекциями А и A1 крайних положений центрального шарнира на горизонтальной плоскости, т.е. h=1/2 AA1.
Для данного исполнения характерна наименьшая нагрузка на шток гидроцилиндра подъема, фактически определяемая только весом монтажной площадки с металлоконструкциями, механизмов подъема и перемещения.
Как вариант (см. рис.9) гильза гидроцилиндра 53 может быть закреплена шарнирно к нижнему ползуну 38, а шток 54 шарнирно к панели 29 нижних «ножниц».
При варианте шарнирно-рычажного механизма подъема он монтируется в передней части кунга (ближе к кабине автошасси), в связи с чем (см. фиг.6) основной отсек кунга размещается в задней части кунга и выход на переходную площадку осуществляется из основного отсека.
Работа машины осуществляется следующим образом.
По прибытии на место работы машина устанавливается под участком контактной сети, требующим ремонта, и позиционируется с помощью аутригеров, обеспечивающих горизонтальность установки машины. Контроль угла наклона к горизонтальной плоскости осуществляется кренометром. Бригада рабочих поднимается из кунга по лестнице (фиг.1) и выходит через люк на переходную площадку, откуда попадает на монтажную площадку, осуществляет подъем монтажной площадки и производит работы. Высота подъема монтажной площадки контролируется по указателю высоты. Позиционирование монтажной площадки в горизонтальной плоскости осуществляется механизмом горизонтального перемещения. Управление подъемом монтажной площадки может осуществляться с переносного пульта управления, расположенного на монтажной площадке или со стационарного пульта.
Подъем необходимых для работы материалов инструментов осуществляется на поддоне грузоподъемным устройством, смонтированным на грузовой площадке. При этом поддон перемещается по вертикальным направляющим.
Аварийный спуск бригады может быть осуществлен по телескопической лестнице, выдвинувшейся вместе с монтажной площадкой.
Перевод аварийно-технической машины из рабочего положения в транспортное осуществляется в обратном порядке.
1. Аварийно-техническая машина для обслуживания электрических контактных сетей трамваев и троллейбусов, включающая автомобильное шасси, утепленный кузов (кунг), монтажную площадку и механизмы ее подъема и горизонтального перемещения, отличающаяся тем, что корпус кунга выполнен в виде усиленной металлоконструкции, на которой смонтирован механизм вертикального подъема монтажной площадки, и состоит из двух отсеков - основного, служащего для перевозки бригады, и технологического, при этом на кунге смонтированы также переходная и грузовая площадки, при этом последняя расположена консольно по отношению к кунгу и оснащена грузоподъемным устройством для подъема материалов и инструмента, а снизу кунга смонтированы четыре аутригера.
2. Аварийно-техническая машина по п.1, отличающаяся тем, что механизм подъема монтажной площадки выполнен из двух блоков спаренных вертикальных гидроцилиндров, жестко скрепленных между собой, и двух блоков вертикальных телескопических механических устройств, расположенных диагонально относительно опорной рамы монтажной площадки, при этом гидроцилиндры подъема расположены оппозитно и выполнены разной длины, причем нижний гидроцилиндр каждого из указанных блоков имеет большую длину и своим штоком жестко скреплен с рамой кунга, а верхний гидроцилиндр своим штоком жестко скреплен с опорной рамой монтажной площадки.
3. Аварийно-техническая машина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что телескопические механические устройства механизма подъема монтажной площадки оснащены нормально-замкнутыми тормозами, предотвращающими самопроизвольное опускание монтажной площадки.
4. Аварийно-техническая машина для обслуживания электрических контактных сетей трамваев и троллейбусов, включающая автомобильное шасси, утепленный кузов (кунг), монтажную площадку и механизм ее подъема, отличающаяся тем, что механизм подъема монтажной площадки выполнен в виде двух пар, расположенных друг над другом шарнирно-рычажных устройств, каждое из которых состоит из рамных панелей, соединенных между собой центральным шарниром, причем указанные устройства шарнирно соединены между собой с образованием внутреннего шарнирного параллелограмма, при этом нижнее из устройств на конце из панелей оснащено шарниром, неподвижно скрепленным с корпусом кунга, а на конце другой панели оснащено шарниром, скрепленным с ползуном, приспособленным к перемещению в горизонтальной плоскости в направляющих, установленным на кунге, с помощью привода возвратно-поступательного действия, а верхнее из указанных устройств оснащено на концах панелей шарнирами, один из которых неподвижно скреплен с рамой рабочей площадки, а другой с ползуном, смонтированным на указанной раме симметрично ползуну нижнего шарнирно-рычажного устройства.
5. Аварийно-техническая машина по п.4, отличающаяся тем, что привод возвратно-поступательного действия выполнен в виде гидроцилиндра, шток которого соединен с центральным шарниром нижнего шарнирно-рычажного устройства, а гильза гидроцилиндра - с металлоконструкцией кунга, при этом положение шарнира гильзы гидроцилиндра определяется из условия равноудаленного расположения между проекциями крайних положений центрального шарнира на горизонтальную плоскость.
6. Аварийно-техническая машина по п.4, отличающаяся тем, что гильза гидроцилиндра привода возвратно-поступательного действия шарнирно скреплена ползуном, а шток шарнирно скреплен с панелью нижнего шарнирно-рычажного устройства, которая установлена на неподвижном шарнире на металлоконструкции кунга.
7. Аварийно-техническая машина по пп.1 и 4, отличающаяся тем, что она снабжена указателем высоты подъема монтажной площадки и пультом дистанционного управления, расположенным на монтажной площадке.
8. Аварийно-техническая машина по пп.1 и 4, отличающаяся тем, что она оснащена системой подачи воздуха на монтажную площадку.
9. Аварийно-техническая машина по пп.1 и 4, отличающаяся тем, что она оборудована автономным обогревателем кунга, размещенным в основном отсеке кунга.
