Вездеходное транспортное средство и лебедка для этого средства
Полезная модель относится к автомобилестроению. Вездеходное транспортное средство содержит кабину и расположенную за ней грузовую платформу, смонтированные на раме, опирающейся на колеса. На раме в задней части транспортного средства смонтирован отвал, а лебедка закреплена на раме в задней части транспортного средства и включает в себя двухступенчатый редуктор, входной элемент которого связан с приводом лебедки, а выходной с симметричным коническим дифференциалом, выходные шестерни которого связаны с оснащенными тормозными механизмами барабанами с тросами посредством валов, установленных на конических подшипниках, имеющих опоры в картере редуктора лебедки. Привод лебедки смонтирован на платформе и состоит из последовательно связанных дизельного двигателя, сцепления и коробки передач, рядом с которыми на грузовой платформе размещено место оператора для управления лебедкой. 4 ил.
Полезная модель относится к автомобилестроению, в частности к транспортным средствам повышенной проходимости с пневматическими колесами, предназначенными для передвижения по твердым покрытиям как участник дорожного движения и вне дорог с искусственным покрытием как средство повышенной проходимости. Транспортные средства типа тягачей имеют возможность передвижения как по искусственно возведенным твердым покрытиям, так и по бездорожью, что позволяет перемещать грузы в отдаленные точки, доступ к которым ограничен другим видам транспортных средств. Наиболее эффективными являются такие транспортные средства, которые, кроме функции передвижения, позволяют решать ряд дополнительных задач, например, проведение работ, связанных с применением лебедки и отвала. Первая позволяет вытаскивать застрявшие в грунте транспортные средства или волоком перетаскивать груз, а использование отвала позволяет проводить дорожные работы на участках, затрудненных для передвижения.
Известно грузовое транспортное средство, представляющее собой автомобиль типа «Егерь» с двумя мостами, содержащее кабину и расположенную за ней платформу, смонтированные на раме, опирающейся на управляемые от рулевого механизма с усилительным силовым цилиндром колеса переднего управляемого моста и колеса заднего ведущего моста. В комплектацию автомобиля входят: механическая лебедка, люк в крыше, цистерна с жидкостью объемом 1,0 куб.м., мотопомпа, бензопилы, стволы, рукава и другое пожарно-техническое снаряжение. Полный привод автомобиля, пятиместная кабина обеспечивают доставку специального оборудования в труднодоступные районы. (Автомобиль «Егерь-II», выложенный на официальном сайте ООО «Автомат» в режиме он-лайн в Интернет по адресу: http://avtomag-nn.ru/?cat=eger&desc=01, обнаружено 01.02.2008).
Данное решение принято в качестве прототипа для заявленного объекта.
Недостаток этого транспортного средства заключается в том, что автомобиль с одним ведущим мостом спроектирован на базе автомобиля -участника дорожного движения, что и обусловило использование определенных узких шин диаметром, низкой посадкой кабины и кузова. Не являясь вездеходом, данный автомобиль при использовании узких шин не может передвигаться на грунтах со слабой несущей способностью из-за буксования (последнее определено повышенной мощностью на колесах, превышающей силу сцепления с грунтом). Из-за низкой посадки кабины и кузова такой автомобиль обладает низкой бродоходимостью, ограничивающей его использование по водонасыщенным поверхностям.
Кроме того, в данном автомобиле отбор мощности производится от трансмиссии и представляет собой вал отбора мощности, что ограничивает его применение. А лебедка выполнена механической, что ограничивает тяговые усилия лебедки и не позволяет в полной мере воспользоваться этим механизмом в качестве инструмента перемещения груза. В труднодоступных ранах вопрос перемещения крупногабаритных грузов определен возможностью его подъема и способностью транспортного средства этот груз перевезти на своей платформе. Для перевозки трубы или труб мощностных параметров обычных систем подъема и перемещения недостаточно.
Настоящая полезная модель направлена на решение технической задачи по оптимизации компоновочного решения в части расположения лебедки и конструкции лебедки и оснащения транспортного средства отвалом для обеспесения максимальной реализации тяговых усилий лебедки.
Достигаемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей тягача путем придания ему возможности перемещения груза, вес которого превышает тяговые возможности ведущей единицы транспортной системы.
Указанный технический результат достигается тем, что в вездеходном транспортном средстве, содержащем кабину и расположенную за ней грузовую платформу, смонтированные на раме, опирающейся на управляемые от рулевого механизма колеса переднего управляемого моста и ведущие колеса заднего моста, а так же лебедку, смонтированную на раме и имеющую привод, на раме в задней части транспортного средства смонтирован отвал, а лебедка закреплена на раме в задней части транспортного средства и включает в себя двухступенчатый редуктор, входной элемент которого связан с приводом лебедки, а выходной с симметричным коническим дифференциалом, выходные шестерни которого связаны с оснащенными тормозными механизмами барабанами с тросами посредством валов, установленных на конических подшипниках, имеющих опоры в картере редуктора лебедки, при этом привод лебедки смонтирован на платформе и состоит из последовательно связанных дизельного двигателя, сцепления и коробки передач, рядом с которыми на грузовой платформе размещено место оператора для управления лебедкой.
Указанный технический результат так же достигается тем, что лебедка для вездеходного транспортного средства содержит картер, в котором смонтирован редуктор, выходной элемент которого связан с коническим дифференциалом, выходные шестерни которого валами, расположенными вдоль общей продольной оси и перпендикулярно входному валу редуктора, связаны с барабанами, на каждом их которых намотан трос и каждый из которых оснащен тормозным механизмом барабанного типа с внутренними колодками, а валы установлены на конических подшипниках, имеющих опоры в картере редуктора лебедки.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретными примерами исполнения, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг.1 - тягач, вид со стороны кабины;
фиг.2 - тягач, вид со стороны кузова;
фиг.3 - вид на тягач со стороны отвала;
фиг.4 - кинематическая схема лебедки.
Согласно настоящей полезной модели вездеходное транспортное средство (тягач) (фиг.1-3), выполненный на базе серийно выпускаемого транспортного средства высокой или повышенной проходимости (Урал, Камаз, ЗиЛ, ГАЗ), имеющего привод на все колеса и выполненное по схеме 4×4 или 6×6 или 4×6.
Такое транспортное средство имеет раму 1, на которой смонтирована кабина 2 и грузовая платформа 3. На платформе 3 смонтирована силовая установка, состоящая из дизельного двигателя 4, сцепления 5 и коробки передач 6. В торцевой части грузовой платформы на раме смонтирована лебедка 7 с двумя барабанами 8, которая карданным валом 9 соединена с выходной валом коробки передач 6. Таким образом, барабаны лебедки приводятся во вращение от отельной автономно работающей силовой установки, имеющей возможность изменения кинематических параметров усилия, передаваемого на лебедку. Под барабанами смонтированы направляющие ролики 10 лебедки 7. К раме в задней части транспортного средства прикреплен отвал 11, приводимый в рабочее или транспортное положение с помощью двух гидроцилиндров 12, являющимися механизмом его подъема и опускания. Место оператора 13 лебедки, размещенное в грузовой платформе, отгорожено от лебедки защитной сеткой 14 с проходом (дверца в сетке). На раме сзади транспортного средства прикреплено тягово-сцепное устройство 15 для прицепа.
Кинематическая схема лебедки показана на фиг.4. В состав лебедки входит двухступенчатый редуктор: первая ступень - пара конических шестерен 16 и 17, вторая - пара цилиндрических шестерен 18 и 19. К ведомой цилиндрической шестерне прикреплен симметричный конический дифференциал 20. С выходных шестерен 21 и 22 дифференциала 20 с помощью валов 23, 24 крутящий момент передается на барабаны 8 с тросом каждый. Для разгрузки валов 23, 24 от тяговых усилий барабаны лебедки установлены на конических подшипниках 25, 26, имеющих опоры в картере редуктора лебедки. Барабаны лебедок оснащены тормозными механизмами барабанного типа с внутренними колодками. Привод лебедки осуществляется от силового агрегата с помощью карданного вала 9. Двухступенчатый редуктор, дифференциал и валы с тормозными механизмами размещены в корпусе, прикрепленном к раме тягача. В качестве тормозных механизмов могут применяться дисковые механизмы или иные тормозные механизмы (типа фрикционов), специально разработанные для лебедок. Редуктор может быть выполнен и одноступенчатым.
Особенности данной конструкции лебедки: в качестве редуктора лебедки может быть использован задний мост грузового автомобиля, наличие дифференциального механизма позволяет обеспечить одинаковые крутящие моменты на обоих барабанах лебедки, наличие коробки переключения передач позволяет регулировать в широком диапазоне тяговое усилие и скорость наматывания лебедки, наличие сцепления обеспечивает возможность плавного включения лебедки. При использовании в качестве лебедки ведущего моста транспортного средства функцию корпуса выполняет картер моста, в котором расположена двухступенчатая гласная передача.
Отвал 11 предназначен для исполнения дорожных работ в части перемещения грунта, например, для засыпания канавы, препятствующей передвижению. В то же время отвал 11 служит для удержания тягача в неподвижном состоянии при работе лебедки 7. Перемещение отвала из транспортного (верхнего) в рабочее (нижнее) положение и обратно осуществляется с помощью двух гидроцилиндров 12, расположенных по сторонам рамы 1.
Свободный конец троса лебедки может быть прикреплен к ведомому транспортному средству (прицепу) и представлять собой гибкую сцепку, посредством которой прицеп связан с тягачом. Для тягача отвал в нижнем опущенном положении представляет собой по функции анкерное устройство или опорное устройство для фиксации тягача в положении не перемещения. В этом случае тягач представляет собой неподвижную и неперемещаемую опору. При поднятом (выведенном из грунта) отвале тягач функционирует как транспортная самоходная единица со всеми присущими ей функциями движения и остановки. Особенностью такой системы является то. что возможно передвижение транспортно-прицепной системы, характеризующийся тем, что на каждом отдельном участке пути следования сначала в направлении следования перемещается по опорной поверхности тягач с одновременным сматывавшем троса с барабанов лебедки по крайней мере на часть его длины, затем тягач останавливается и фиксируется от перемещений путем обеспечения связи его отвала с грунтом, после чего осуществляют наматывание троса на барабаны лебедки для перемещения прицепа в направлении к тягачу. После этого операции независимых перемещений тягача и прицепа повторяются до полного прохождения всего пути следования.
Для обеспечения такого режима перемещения тягач оснащается лебедкой для вездеходного транспортного средства, которая содержит картер, в котором смонтирован редуктор, выходной элемент которого связан с коническим дифференциалом, выходные шестерни которого валами, расположенными вдоль общей продольной оси и перпендикулярно входному валу редуктора, связаны с барабанами, на каждом их которых намотан трос и каждый из которых оснащен тормозным механизмом барабанного типа с внутренними колодками, а валы установлены на конических подшипниках, имеющих опоры в картере редуктора лебедки. Лебедка может быть выполнена из заднего моста грузового автомобиля, в качестве расположенных вдоль общей продольной оси валов которого использованы полуоси, каждая из которых связана с соответствующим барабаном с тросом.
При таком способе перемещения каждая единица транспортной системы полностью реализует свои собственные возможности. Тягач перемещает собственный вес и не имеет нагрузки на крюке, как это обычно имеет место в известных и системах «тягач-прицеп» или «тягач-полуприцеп». При этом тягач на колесах реализует крутящий момент, достаточный для страгивания с места и перемещения собственного веса по опорной поверхности и недостаточный для формирования колеи или разрушения почвенного слоя (движение по тундре). А прицеп перемещается в ведомом режиме качения его колес. При этом перемещение прицепа с грузом определяется тяговыми возможностями лебедки и троса, при которых перемещать на колесах можно груз, весом существенно превышающем тяговые возможности тягача.
В предлагаемой системе тяговые возможности тягача выбираются не из условия перемещения прицепа с грузом, а из условия перемещения собственного веса, с лебедкой и отвалом по данному типу опорной поверхности. В принципе, можно рассматривать транспортную систему, в которой функцию тягача может выполнять грузовой полноприводный автомобиль типа ГАЗ-66, при этом на прицепе может находиться груз с весом, равным весу железнодорожного вагона. Данный пример представлен для более четкого понимания сущности новой транспортной системы, которая позволяет в условиях полного бездорожья или отсутствия дорожно-транспортной инфраструктуры обеспечивать доставку таких крупногабаритных грузов, которые ранее не могли известными колесными средствами доставляться в удаленные регионы или регионы с недостаточной опорной способностью почвы. При остановленном тягаче управление лебедкой осуществляется из грузовой платформы, относительно которой для оператора сформирован максимально возможный обзор в направлении прицепа, что позволяет оперативно контролировать перемещение прицепа. Наличие сетки с проходом обеспечивает безопасность работы оператора на случай поломки лебедки или разрыва троса. А проход в виде дверцы в сетке позволяет оператору визуально осматривать, не слезая с платформы, положение тросов и положение отвала.
Настоящая полезная модель промышленно применима, может быть реализована с использованием серийно выпускаемых элементов.
1. Вездеходное транспортное средство, содержащее кабину и расположенную за ней грузовую платформу, смонтированные на раме, опирающейся на управляемые от рулевого механизма колеса переднего управляемого моста и ведущие колеса заднего моста, а так же лебедку, смонтированную на раме и имеющую привод, отличающееся тем, что на раме в задней части транспортного средства смонтирован отвал с механизмом его подъема и опускания, а лебедка закреплена на раме в задней части транспортного средства и включает в себя редуктор, входной элемент которого связан с приводом барабанов лебедки, а выходной с симметричным коническим дифференциалом, выходные шестерни которого связаны с оснащенными тормозными механизмами барабанами с тросами посредством валов, расположенных поперечно грузовой платформе и установленных на конических подшипниках, имеющих опоры в картере редуктора лебедки, при этом привод лебедки смонтирован на платформе и состоит из последовательно связанных дизельного двигателя, сцепления и коробки передач, выходной вал которой карданным валом связан с входным элементом редуктора, а рядом с узлами привода барабанов лебедки на грузовой платформе размещено место оператора для управления лебедкой.
2. Лебедка для вездеходного транспортного средства, содержащая картер, в котором смонтирован редуктор, выходной элемент которого связан с коническим дифференциалом, выходные шестерни которого валами, расположенными вдоль общей продольной оси и перпендикулярно входному валу редуктора, связаны с барабанами, на каждом из которых намотан трос и каждый из которых оснащен тормозным механизмом барабанного типа с внутренними колодками, а валы установлены на конических подшипниках, имеющих опоры в картере редуктора лебедки.
3. Лебедка по п.2, отличающаяся тем, что лебедка представляет собой задний мост грузового автомобиля, в качестве расположенных вдоль общей продольной оси валов которого использованы полуоси, каждая из которых связана с соответствующим барабаном с тросом.
