Патент на изобретение №2295850

(54) ПОГРУЗЧИК ФРОНТАЛЬНЫЙ БЫСТРОМОНТИРУЕМЫЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию сельскохозяйственного назначения. Погрузчик включает прикрепленные к лонжеронам трактора панели навески, быстросъемную раму подъема, механизм плоскопараллельного перемещения рабочего органа и разгружающие тяги. Кронштейн панели навески имеет выемку и два гнезда, внутренние стенки которых сужаются внутрь. В гнезда помещены фиксирующие пальцы кронштейна рамы подъема. В выемку, образованную передней и задней стенками кронштейна панели навески, помещен имеющий форму сектора подпружиненный и установленный на оси фиксатор. Поводок фиксатора расположен в фигурном пазу сектора, насаженного с возможностью поворота на прикрепленную к боковине кронштейна ось. Фигурный паз сектора имеет расширение для установки и фиксирования поводка фиксатора в его поднятом нерабочем положении. Конструкция погрузчика обеспечивает его быстрый демонтаж, что сокращает простои и снижает нагрузки на полураму и переднюю ось агрегатируемого трактора. 6 ил.

Изобретение относится к области подъемно-транспортного машиностроения, а именно к погрузчикам сельскохозяйственного назначения, и может быть использовано при погрузке сена, силоса, сыпучих, штучных и др. грузов.

Известен фронтальный погрузчик-копновоз универсальный ПКУ-0,8 (Производитель – ОАО «Сальсксельмаш», п. Гигант Сальского района Ростовской области), состоящий из двух панелей навески, крепящихся на лонжеронах трактора и связанных между собой балкой, рамы подъема, гидроцилиндров, шарнирно соединенных с панелями навески рабочего органа. Система тяг, кронштейнов, гидроцилиндры образуют параллелограммный механизм изменения положения рабочего органа.

Панель навески представляет собой сварную конструкцию, состоящую из стойки и балки, которые соединены между собой трубой. Панели навески снабжены кронштейнами для шарнирного подсоединения к ним рамы подъема, тяг механизма изменения положения рабочего органа, тяг ограждения радиатора и гидроцилиндров управления рамой подъема. Снизу к стойке приварен кронштейн с тремя отверстиями для крепления балки.

Стойка имеет три планки с отверстиями – для крепления тяги разгружающего устройства и кронштейнов для лопаты.

Балка выполнена из швеллера, к торцам которого приварены кронштейны с отверстиями для крепления к панелям навески.

Разгружающее устройство устанавливается с двух сторон трактора и состоит из вилки с правой резьбой и вилки с левой резьбой, соединенных между собой штангой, с помощью которой осуществляется необходимое натяжение тяг.

Рама подъема состоит из двух полых стрел, соединенных между собой поперечной трубой. На обоих концах стрел имеются одинаковые втулки для крепления рамы подъема на панелях навески и для навешивания сменных рабочих органов. На каждой стреле в передней части приварены кронштейны, а в средней – вварены корпуса с втулками для крепления кронштейнов механизма изменения положения рабочих органов.

Рама подъема и механизм изменения положения рабочего органа приводятся с помощью гидроцилиндров, подключенных к гидросистеме трактора. Панели навески соединены с рукавами полуосей задних колес трактора разгружающими тягами.

Погрузчик работает следующим образом. С помощью рамы подъема и гидроцилиндров опрокидывания рабочий орган устанавливается на необходимую высоту и напором трактора заполняется грузом. Запрокидыванием рабочего органа, например ковша, или подъемом стрелы порция груза отрывается от массива и перемещается к транспортному средству. С помощью гидроцилиндров опрокидывания ковша последний разгружается и рабочий цикл повторяется.

Недостатки аналога – высокая трудоемкость и продолжительность демонтажа погрузчика по окончании погрузочных работ и перевода трактора на транспортные операции и полевые работы в агрегате с почвообрабатывающими и другими сельскохозяйственными орудиями. При использовании трактора с навешенным на него погрузчиком на транспортных операциях с прицепом погрузчик создает дополнительное сопротивление перекатыванию передних колес трактора, вызывает перегрузку передней оси и полурамы трактора вследствие повышенной скорости передвижения и в случае наезда колесом на неровности динамических всплесков. При использовании трактора с навешенным на него погрузчиком на полевых сельскохозяйственных работах с агрегатируемыми сельскохозяйственными орудиями наблюдается повышенное сопротивление перекатыванию передних колес трактора из-за их дополнительного вертикального нагружения.

Прототипом предлагаемого изобретения является фронтальный быстромонтируемый погрузчик STOLL ROBUST HDPM10 (STOLL ROBUST. Prospekt über das STOLL-Werkzeugprogramm), WILHELM STOLL MASCHINENFABRIK GMBH, Germany. Он состоит из механизма навески, панели которого прикреплены к лонжеронам трактора, быстросъемной погрузочной стрелы, гидросистемы, рабочего органа, опорного устройства.

Механизм навески содержит две вертикальные стойки, каждая из которых содержит паз и крюк. Паз выполнен спереди стойки, а крюк – сзади наклонной площадки. По вертикали крюк расположен выше паза.

Погрузочная стрела состоит из двух продольных брусьев сварной конструкции, соединенных между собой поперечной балкой, захватного устройства с штыревым фиксатором рабочего органа, двух кронштейнов сварной конструкции с фиксирующим механизмом. К кронштейнам шарнирно прикреплены продольные брусья и гидроцилиндры подъема погрузочной стрелы. Фиксирующий механизм представляет собой клинообразный стопор, подпружиненный цилиндрической пружиной, установленной на штанге. Штанга шарнирно закреплена на поперечной оси кронштейна. Штанга и клинообразный стопор жестко соединены между собой или могут выполняться как одно целое.

Опорное устройство представляет собой две шарнирно соединенные с продольными брусьями горизонтальные опорные балки, на которых выполнены трапецеидальные асимметричные зубья, и фиксирующие планки.

Захватное устройство крепится к погрузочной стреле и предназначено для быстрого монтирования и замены рабочего органа. Для подворота и опрокидывания рабочего органа захватное устройство шарнирно соединено с гидроцилиндрами опрокидывания ковша. Последние шарнирно прикреплены к продольным брусьям погрузочной стрелы. Под внутренней поверхностью крюка и наклонной площадкой стойки расстояние больше, чем диаметр оси кронштейна погрузочной стрелы.

Монтаж погрузочной стрелы осуществляется следующим образом. Трактор с закрепленным на лонжеронах механизмом навески подъезжает к установленной на горизонтальной бетонной или земляной площадке погрузочной стреле. При этом паз стойки ориентирован против нижней оси кронштейна, а пространство под крюком – против верхней оси. Подачей трактора стойки перемещаются до тех пор, пока нижняя ось не войдет в паз, а верхняя – в пространство под крюком. Клинообразный стопор под действием пружины помещается в оставшееся под верхней осью и наклонной площадкой стойки пространство, поджимая ось к крюку и преграждая самопроизвольный выход оси из-под крюка. Это положение стопора фиксируется рукояткой.

К гидроцилиндрам трубопроводы подключаются с помощью гидравлических муфт. Демонтаж погрузочной стрелы производится в обратной последовательности.

Недостатки прототипа – ось кронштейна быстросъемной погрузочной стрелы поджимается снизу к крюку с помощью подпружиненного клинообразного стопора. Площадь контакта оси и стопора незначительная, в этой связи удельные давления, возникающие при работе погрузчика по этой малой площади контакта, достигают больших значений. При знакопеременных нагрузках, возникающих в процессе эксплуатации погрузчика, происходит деформация поверхностей стопора и оси, что ведет к увеличению зазора между осью и поверхностью клина. Это может привести к рассоединению стойки погрузочной стрелы с механизмом навески.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение удельного давления в элементах стопорного устройства, трудоемкости и времени монтажа-демонтажа рамы подъема, повышение надежности фиксирующего устройства.

Техническая задача в погрузчике фронтальном быстромонтируемом, содержащем панели навески, прикрепленные к лонжеронам трактора, быстросъемную раму подъема, механизм плоскопараллельного перемещения рабочего органа, разгружающее устройство, достигается тем, что кронштейн панели навески снабжен выемкой и двумя гнездами, внутренние стенки которых выполнены под углом друг к другу так, что гнезда сужаются вовнутрь. В них помещены фиксирующие пальцы кронштейна рамы подъема, оснащенные коническими, оппозитно установленными на боковинах кронштейна ловителями. В выемку, образованную передней и задней стенками кронштейна панели навески, угол между которыми меньше 90°, помещен имеющий форму сектора подпружиненный и установленный на оси фиксатор. Поводок фиксатора расположен в фигурном пазу сектора, насаженного с возможностью поворота на ось, прикрепленную к боковине кронштейна, причем фигурный паз имеет расширение для установки и фиксирования поводка фиксатора в поднятом нерабочем положении.

Такого исполнения элементов в конструкции прототипа не предусмотрено.

На Фиг.1 изображен погрузчик фронтальный быстромонтируемый, навешенный на трактор, вид сбоку; на Фиг.2 – рама подъема погрузчика фронтального быстромонтируемого, вид сбоку; на Фиг.3 – левая панель навески, на Фиг.4 – левая панель навески в аксонометрической проекции; на Фиг.5 – левая панель навески и кронштейн в сборе в аксонометрической проекции, боковина кронштейна снята; на Фиг.6 – кронштейн в сборе в аксонометрической проекции.

Погрузчик фронтальный быстромонтируемый состоит из двух – правой и левой – панелей навески 1 (Фиг.1, 3, 4), рамы подъема 2, разгружающих тяг 3, двух гидроцилиндров подъема 4, рабочего органа 5, захвата 6 рабочего органа 5, механизма 7 плоскопараллельного перемещения рабочего органа 5, двух гидроцилиндров 8 опрокидывания рабочего органа 5, опоры 9 (Фиг.1, 2).

Панель навески 1 предназначена для осуществления связи рамы подъема 2 с трактором и состоит из крепящихся на лонжеронах 10 (Фиг.1) трактора правой и левой планок 11 (Фиг.3, 4), связанных между собой поперечной балкой 12 (Фиг.4), а с рукавами полуосей 13 задних колес 14 трактора – разгружающими тягами 3.

Панель навески 1, например левая, представляет собой сварную конструкцию и состоит из вертикально ориентированной опорной пластины 15 (Фиг.3, 4), выполненной из листовой стали, к которой приварены две боковины 16, горизонтальная плита 17. К плите 17 приварены вертикальные косынки 18 и 19, продольная пластина 20, планка 11. Сверху к опорной пластине 15 приварены кронштейн 21 с накладками 22. Для крепления панели навески 1 к лонжерону 10 трактора на планке 11 выполнены сквозные отверстия. Кронштейн 21 имеет толщину большую, чем толщина накладок 22. В кронштейне 21 и накладках 22 выполнены переднее гнездо 23 и заднее гнездо 24. Верхние торцы 25 и 26 кронштейна 21 и накладок 22 находятся в одной плоскости и наклонены вперед по ходу трактора. Внутренние стенки 27, 28 переднего гнезда 23 (Фиг.3) выполнены под некоторым углом друг к другу таким образом, что гнездо 23 сужается вовнутрь. Аналогично выполнены и внутренние стенки 29 и 30 заднего гнезда 24. Кронштейн 21 имеет выемку 31, образованную передней стенкой 32 и задней стенкой 33, причем угол, образованный стенками 32 и 33, несколько меньше 90°. Боковые стенки выемки 31 образованы накладками 22.

Продольная пластина 20 имеет сквозные отверстия 34, предназначенные для крепления поперечной балки 12. Вертикальная косынка 18 снабжена сквозным отверстием 35 (Фиг.3, 4), куда помещена разгружающая тяга 3.

Рама подъема 2 (Фиг.2) сварной конструкции, представляет собой два продольных – правый и левый – полых бруса 36, соединенных между собой поперечной балкой 37, кронштейны 38, механизм 7 плоскопараллельного перемещения рабочего органа 5. Механизм 7 состоит из тяги 39, шарнирно соединенной с кронштейном 38 с одной стороны и промежуточным звеном 40 – с другой, гидроцилиндра 8, соединяющего звено 40 и захват 6 рабочего органа 5.

Кронштейн 38 (Фиг.5, 6), например левый, представляет собой сварную конструкцию и состоит из двух боковин 41 и 42, соединенных передней стенкой 43 и задней стенкой 44, переднего фиксирующего пальца 45, заднего фиксирующего пальца 46, фиксатора 47, штанги 48, сектора 49.

Передняя стенка 43 соединена с задней стенкой 44 отогнутой частью 50. Последняя имеет сквозное отверстие 51.

Фиксатор 47 (Фиг.6, 5) выполнен из листовой стали и имеет форму сектора. Он шарнирно установлен на оси 52, закрепленной к боковинам 41 и 42. Толщина фиксатора 47 несколько меньше, чем толщина кронштейна 21 или ширина выемки 31. Фиксатор 47 шарнирно соединен со штангой 48, помещенной в отверстие 51 отогнутой части 50 стенки 43. Штанга 48 снабжена вилкой 53, которая насажена на поводок 54, и пружиной 55. Пружина 55 упирается в отогнутую часть 50 стенки 43. Поводок 54 посажен в сквозное отверстие фиксатора 47 (на Фиг. отверстие не показано).

В крайнем нижнем положении лобовая стенка 56 и нижняя стенка 57 фиксатора 47 параллельны соответственно передней стенке 32 и задней стенке 33 выемки 31 кронштейна 21 панели навески 1.

На оси 58, жестко закрепленной к боковине 41, шарнирно с возможностью поворота установлена втулка 59, к которой приварен сектор 49. В фигурном пазу 60 сектора расположен поводок 54 фиксатора 47. Паз 60 снабжен расширением 61, выполненным на выпуклой стенке концевой части паза 60. Для вращения сектора 49 вокруг оси 58 к втулке 59 присоединена ручка 62. Ширина паза 60 несколько больше, чем диаметр поводка 54, которая позволяет поводку 54 перемещаться вдоль паза 60.

Пальцы 45 и 46 снабжены коническими ловителями 63 (Фиг.5, 6), оппозитно установленными основанием к боковинам 41 и 42. К накладкам 22 с двух сторон прикреплены направляющие призмы 64 трапециевидного сечения.

Для перемещения поводка 54 в боковинах 41 и 42 предусмотрены пазы 65 (Фиг.5).

Опора 9 шарнирно прикреплена к поперечной балке 37 с возможностью поворота. После монтажа рамы подъема на трактор опору фиксируют вдоль бруса (Фиг.1).

Для повышения грузовой устойчивости погрузчика и повышения сцепления приводных колес трактора на его механизм навески навешивается дополнительный ковш 66, который заполняется балластом (Фиг.1).

Разгружающие тяги 3 предназначены для передачи части усилия при подъеме груза с передних колес на задние колеса трактора.

Монтаж погрузчика осуществляется следующим образом. Трактор с прикрепленными с двух сторон к лонжеронам 10 панелями навески 1 подъезжает к установленной на ровной бетонной или земляной площадке раме подъема 2. Рама подъема 2 опирается на поверхность рабочим органом 5 и опорой 9.

Предварительно поднятый при демонтаже рамы подъема 2 в крайнее верхнее нерабочее положение фиксатор 47 кронштейна 38 оператором вручную с помощью ручки 62 расфиксируется и поворотом ее против хода часовой стрелки опускается в нижнее рабочее положение. Пружина 55 удерживает фиксатор 47 в этом положении.

Панели навески 1 подаются к кронштейнам 38 рамы подъема 2. Задний палец 46 кронштейна 38, опираясь на наклонную поверхность 26 кронштейна 21 и накладок 22, направляется в гнездо 24. При прохождении наклонной поверхности 26 палец 46 приподнимает и ориентирует передние пальцы 45 к гнездам 23. Фиксатор 47, опираясь под действием пружины 55 на наклонную поверхность 26 кронштейна 21 и накладок 22 нижней стенкой 57, скользит по поверхности 26. Достигнув выемки 31, фиксатор 47 под действием пружины 55 входит в нее. Сужение гнезд 23 и 24 вовнутрь способствует тому, что зазоры между пальцами 45, 46 и гнездами 23 и 24 уменьшатся. Неточность ориентации осей гнезд 23, 24 и пальцев 45, 46 в вертикальной плоскости компенсируется сужением внутренних поверхностей 27, 28, 29, 30 гнезд 23 и 24, а в горизонтальной – коническими ловителями 63. Поперечный перекос кронштейна 38 относительно панели 1 предотвращается с помощью направляющих призм 64.

По достижении пальцами 45 и 46 крайних положений в гнездах 23 и 24 и фиксатором 47 выемки 31 подача трактором панелей навески 1 прекращается, оператор вручную доворачивает ручку 62 против хода часовой стрелки и посредством сектора 49, поводка 54 доводит фиксатор 47 в рабочее положение – в выемку 31 кронштейна 21. Лобовая стенка 56 и нижняя стенка 57 опираются соответственно в стенки 32 и 33 выемки 31. Боковому смещению фиксатора 47 препятствуют накладки 22.

Выполнение стенок 32 и 33 под углом, меньшим 90°, способствует самозаклиниванию фиксатора и препятствует самопроизвольному выходу фиксатора 47 из выемки 31 при вибрации или знакопеременных нагрузках. Контакт лобовой стенки 56 фиксатора 47 и передней стенки 32 выемки 31 кронштейна 21 происходит по всей площади стенки 32. Это снижает удельные давления и повышает надежность соединения.

Затем подключаются гидроцилиндры 4 и 8 с помощью гидравлических рукавов высокого давления, подводящих рабочую жидкость к гидроцилиндрам, и гидромуфт.

Демонтаж рамы подъема осуществляется в обратной последовательности.

Фиксатор 47 кронштейна 38 поднимается в крайнее верхнее положение с помощью сектора 49. Для этого поворотом ручки 62 по ходу часовой стрелки поводок 54, находящийся в фигурном пазу 60 сектора 49, поднимается вверх. Поводок 54 поднимает вместе с собой фиксатор 47, преодолевая усилие со стороны пружины 55.

В крайнем поднятом положении фиксатора 47 поводок 54 достигает расширения 61 паза 60 сектора 49 и автоматически фиксируется. Самопроизвольного возвращения фиксатора 47 в рабочее положение под действием пружины 55 не происходит.

После снятия рамы подъема 2 панели навески 1 и разгружающие тяги 3 с трактора не снимаются. На транспортные и полевые работы они помех не создают.

Погрузчик фронтальный быстромонтируемый позволит значительно снизить нагрузки на полураму и переднюю ось агрегатируемого трактора за счет быстрого демонтажа погрузчика при использовании трактора на полевых и транспортных работах, повысить эффективность трактора, его производительность и сократить простои при монтаже-демонтаже, снизить трудозатраты на операции снятия и навески.

Формула изобретения

Погрузчик фронтальный быстромонтируемый, содержащий панели навески, прикрепленные к лонжеронам трактора, быстросъемную раму подъема, механизм плоскопараллельного перемещения рабочего органа, разгружающие тяги, отличающийся тем, что кронштейн панели навески снабжен выемкой и двумя гнездами, внутренние стенки которых выполнены под углом друг к другу так, что гнезда сужаются вовнутрь, и в них помещены фиксирующие пальцы кронштейна рамы подъема, оснащенные коническими, оппозитно установленными на боковинах кронштейна, ловителями, а в выемку, образованную передней и задней стенками кронштейна панели навески, угол между которыми меньше 90°, помещен имеющий форму сектора подпружиненный и установленный на оси фиксатор, поводок которого расположен в фигурном пазу сектора, насаженного с возможностью поворота на ось, прикрепленную к боковине кронштейна, причем фигурный паз имеет расширение для установки и фиксирования поводка фиксатора в его поднятом нерабочем положении.

РИСУНКИ