Независимая подвесная система средства передвижения, используемого при разработке месторождений - RU2356749C2
Код документа: RU2356749C2
Чертежи
Описание
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к независимой подвеске для управляемого колеса средства передвижения, используемого при разработке месторождений, содержащей по меньшей мере, одну ступицу, к которой может быть прикреплено, по меньшей мере, одно колесо, средство для крепления ступицы к раме средства передвижения с возможностью перемещения в вертикальном направлении и возможностью поворота в соответствии с управляющими операциями, по меньшей мере, один управляющий рычаг для передачи силы управления к ступице, продольный и по существу вертикально расположенный подвесной узел, включающий в себя внутреннюю трубу и наружную трубу, при этом внутренняя труба расположена у конца подвесного узла со стороны колеса и частично расположена в наружной трубе у противоположного конца подвесного узла для движения в ней в продольном направлении, подвесной узел содержит также, по меньшей мере, одну гидропневматическую подвеску и демпфирующий элемент для восприятия и демпфирования вертикального движения колеса и, по меньшей мере, две гидравлические камеры для текучей среды под давлением, отделенные друг от друга посредством гидравлического поршня, по меньшей мере, один аккумулятор давления, наружная труба прикреплена к раме таким образом, что она не имеет возможности перемещения в ее продольном направлении, внутренняя труба прикреплена к управляющему рычагу с возможностью поворота по отношению к наружной трубе посредством силы управления, прилагаемой к управляющему рычагу, ступица прикреплена к нижней концевой части внутренней трубы и установлена на раме через одиночный подвесной узел.
Кроме того, изобретение относится к подвесному узлу для колеса средства передвижения, используемого при разработке месторождений, который содержит внутреннюю трубу и наружную трубу, причем внутренняя труба частично размещается в наружной трубе у противоположного конца подвесного узла и имеет возможность перемещения в продольном направлении по отношению к наружной трубе, по меньшей мере, одну гидропневматическую подвеску и демпфирующий элемент для восприятия и демпфирования вертикального перемещения колеса, по меньшей мере, две гидравлические камеры для текучей среды под давлением, отделенные друг от друга гидравлическим поршнем, и, по меньшей мере, одно газовое пространство, при этом нижняя часть внутренней трубы обеспечена, по меньшей мере, одним крепежным элементом для крепления ступицы колеса, при этом колесо может быть прикреплено к раме средства передвижения через одиночный подвесной узел, внутренняя труба имеет возможность вращения вокруг продольной оси по отношению к наружной трубе, посредством чего колесо может поворачиваться в соответствии с желаемой операцией управления при воздействии управляющей силы на внутреннюю трубу.
Изобретение относится также к подвесному узлу для колеса средства передвижения, используемого при разработке месторождений, который содержит внутреннюю трубу и наружную трубу, причем внутреннюю трубу частично размещают в наружной трубе у противоположного конца подвесного узла, наружная труба имеет возможность перемещения в продольном направлении по отношению к внутренней трубе, по меньшей мере, одну гидропневматическую подвеску и демпфирующий элемент для восприятия и демпфирования вертикального движения колеса, по меньшей мере, две гидравлические камеры для текучей среды под давлением, отделенные друг от друга посредством гидравлического поршня, и, по меньшей мере, одно газовое пространство, причем нижняя часть наружной трубы обеспечена, по меньшей мере, одним крепежным элементом для крепления ступицы колеса, а колесо может быть установлено на раму средства передвижения через одиночный подвесной узел, наружная труба имеет возможность вращения вокруг ее продольной оси по отношению к внутренней трубе, посредством чего колесо имеет возможность поворота согласно желаемой управляющей операции при приложении к наружной трубе управляющей силы.
Для перемещения каменного материала на рудниках и в местах его выемки обычно используют средства передвижения с весьма тяжелым режимом работы. Для обеспечения комфорта при езде и устойчивости конструкции колеса средств передвижения обычно оснащают подвесками. Такие средства передвижения с тяжелым режимом работы, используемые при разработке месторождений, обычно обеспечивают жесткими осями. Применительно к управляемым колесам жесткая ось должна быть установлена с возможностью управления по отношению к раме. Проблема при такой компоновке возникает из-за требуемого большого пространства. Кроме того, более затруднительно обеспечить воздействие на подвеску отдельного колеса, прикрепленного к жесткой оси. В технологии, касающейся средств передвижения, также известна независимая подвеска, а это означает, что каждое колесо оснащено своей собственной подвеской, крепящей его к раме, обеспечивая при этом возможность движения подвески фактически независимо от подвесок других колес. В известных компоновках независимых подвесок колесо крепят к раме посредством различных продольных и поперечных опорных рычагов, вильчатых рычагов и других опорных элементов. Кроме того, такая независимая подвеска может быть оснащена гидропневматическим подвесным узлом, который может содержать пружину для обеспечения необходимого подвесного движения колеса, а также демпфером для управления вертикальными перемещениями колеса. Проблема независимых подвесок согласно известным техническим решениям заключается в том, что различные опорные рычаги и что-либо подобное требуют значительного пространства.
КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель изобретения заключается в создании новой и усовершенствованной независимой подвески и подвесного узла для управляемого колеса средства передвижения, используемого при разработке месторождений.
Независимая подвеска согласно изобретению отличается тем, что верхняя концевая часть внутренней трубы обеспечена гидравлическим поршнем, предназначенным для перемещения совместно с внутренней трубой и уплотненным относительно внутренней поверхности наружной трубы, со стороны верхней поверхности гидравлического поршня расположена первая гидравлическая камера для текучей среды под давлением, со стороны донной поверхности гидравлического поршня расположена вторая гидравлическая камера для текучей среды под давлением, гидравлический поршень обеспечен множеством отверстий для прохождения текучей среды под давлением между гидравлическими камерами, аккумулятор давления содержит газовое пространство и газовый поршень и расположен во внутренней трубе.
Подвесной узел согласно изобретению отличается тем, что гидравлический поршень расположен в верхней части внутренней трубы, над гидравлическим поршнем расположена первая гидравлическая камера для текучей среды под давлением, ниже гидравлического поршня расположена вторая гидравлическая камера для текучей среды под давлением, гидравлический поршень обеспечен множеством отверстий для прохождения текучей среды под давлением между гидравлическими камерами, с внутренней стороны внутренней трубы расположен предназначенный для нее аккумулятор давления, содержащий, по меньшей мере, газовый поршень и газовое пространство, газовый поршень предназначен для отделения второй гидравлической камеры для текучей среды под давлением и газового пространства друг от друга и способен перемещаться в продольном направлении внутренней трубы в соответствии с давлением, действующим на вторую гидравлическую камеру и на газовое пространство.
Второй подвесной узел согласно изобретению отличается тем, что гидравлический поршень расположен в нижней части внутренней трубы, ниже гидравлического поршня расположена первая гидравлическая камера для текучей среды под давлением, над гидравлическим поршнем расположена вторая гидравлическая камера для текучей среды под давлением, гидравлический поршень обеспечен множеством отверстий для прохождения текучей среды под давлением между гидравлическими камерами, во внутренней трубе расположен аккумулятор давления, содержащий, по меньшей мере, газовый поршень и газовое пространство, газовый поршень предназначен для отделения второй гидравлической камеры для текучей среды под давлением и газового пространства друг от друга и способен перемещаться в продольном направлении внутренней трубы в соответствии с давлением, действующим на гидравлическую камеру и газовое пространство.
Основная идея изобретения заключается в том, что управляемое колесо средства передвижения, используемого при разработке месторождений, прикреплено к раме через одиночный подвесной узел. Управляемое колесо обеспечивают независимой подвеской, осуществляемой посредством гидропневматического подвесного узла, содержащего пружинное средство для возможности выполнения необходимых вертикальных перемещений подвески и, кроме того, демпфирующее средство для демпфирования вертикальных перемещений. Подвесной узел содержит наружную трубу, неподвижно прикрепленную к раме. Кроме того, подвесной узел содержит внутреннюю трубу, верхняя часть которой расположена в наружной трубе и которая предназначена для перемещения в продольном направлении по отношению к наружной трубе, как того требуют перемещения подвески колеса. На нижней части внутренней трубы обеспечены средства крепления для крепления ступицы колеса к подвесному узлу. Кроме того, внутренняя труба по существу может совершать свободное вращение вокруг ее продольной оси. Далее, внутренняя труба оснащена управляющим рычагом, прикрепленным к ней для возможности управления силой, прилагаемой к внутренней трубе посредством управляющего рычага, обеспечивая при этом выполнение поворота внутренней трубы по отношению к наружной трубе. Внутренняя труба и наружная труба также могут быть расположены противоположно тому, что указано выше, то есть внутренняя труба может быть прикреплена к раме, в то время как наружная труба совместно со ступицей колеса, прикрепленной к ее нижней части, предназначена для перемещения по отношению к внутренней трубе в течение перемещений подвески и выполнения управляющих операций.
Преимущество изобретения заключается в том, что оно обеспечивает простую опору для колеса, выполняемую посредством одиночного подвесного узла без необходимости установки каких-либо отдельных продольных или поперечных опорных рычагов, либо других подобных опорных конструкций. Следовательно, подвесной узел согласно изобретению требует весьма небольшого пространства, при этом его значительно легче скомпоновать с конструкцией шасси средства передвижения. Независимая подвеска согласно изобретению, поскольку она может быть смонтирована в небольшом пространстве, в наибольшей степени пригодна для средств передвижения, которые предназначены для использования в подземных шахтах и в которых имеется ограниченное пространство для различных компонентов, в частности для подвески. Поскольку колеса устанавливают без каких-либо отдельных опорных элементов, иных, чем стойка подвески, крепление колеса отличается простотой как с точки зрения изготовления, так и обслуживания. Кроме того, можно создать колесо с относительно большим диапазоном перемещений подвески, поскольку отсутствуют отдельные опорные элементы, ограничивающие ее перемещение.
Согласно варианту осуществления изобретения внутренняя труба содержит аккумулятор давления для хранения газа. Аккумулятор давления имеет газовое пространство, образованное во внутренней трубе, и газовый поршень, расположенный во внутреннем пространстве внутренней трубы. Газовый поршень отделяет газовое пространство от гидравлической камеры для текучей среды под давлением, обеспеченной в гидравлической части подвесного узла. Верхняя поверхность газового поршня предназначена для воздействия гидравлического давления, в то время как нижняя поверхность предназначена для воздействия пневматического давления. Газовый поршень во внутренней трубе стремится к установке в положение, в котором силы, создаваемые гидравлическим давлением и пневматическим давлением, равны. Одно из преимуществ настоящего изобретения заключается в том, что аккумулятор давления расположен как можно ближе к другим компонентам, связанным с подвеской, и демпфирует подвесной узел, поэтому длинные и сложные каналы для подвода давления не требуются, при этом не происходит существенных потерь давления. Кроме того, аккумулятор давления не увеличивает наружные размеры подвесного узла, а внутренняя труба удовлетворительным образом защищает его от ударов и загрязнений. Далее, во внутренней трубе можно создать газовое пространство с достаточно большим объемом.
Согласно варианту осуществления изобретения верхняя концевая часть внутренней трубы обеспечена гидравлическим поршнем, прикрепленным к ней и предназначенным для перемещения совместно с внутренней трубой. Над гидравлическим поршнем обеспечена первая гидравлическая камера для текучей среды под давлением, а ниже гидравлического поршня находится вторая гидравлическая камера для текучей среды под давлением. Гидравлический поршень обеспечен множеством отверстий, через которые текучая среда под давлением проходит из первой гидравлической камеры ко второй гидравлической камере и обратно, что зависит от перемещения внутренней трубы вверх или вниз. Влияние на объем второй гидравлической камеры для текучей среды под давлением также будет оказано посредством аккумулятора давления, который образует податливый элемент. Отверстия в гидравлическом поршне дросселируют поток текучей среды под давлением, по меньшей мере, в одном направлении, демпфируя при этом движение подвески.
Согласно варианту осуществления изобретения гидравлический поршень выполнен с одним или более отверстиями, оснащенными обратным клапаном, который обеспечивает возможность сквозного прохождения текучей среды под давлением по существу без сопротивления потоку в первом направлении, но фактически полностью блокирует сквозное прохождение потока во втором направлении. Обратный клапан предназначен для возможности прохождения текучей среды под давлением из первой гидравлической камеры ко второй гидравлической камере, при этом демпферы, обеспеченные в гидравлическом поршне, не будут действовать, когда внутренняя труба перемещается вверх.
Согласно варианту осуществления изобретения перемещения гидравлического поршня как вверх, так и вниз будут демпфированы посредством конечного торможения в крайних положениях гидравлического поршня. Конечное торможение позволяет избежать воздействия чрезмерных нагрузок на подвесной узел и другие конструкции средства передвижения, используемого при разработке месторождений, в конце хода подвески вверх или вниз.
Согласно варианту осуществления изобретения подвесной узел крепят к раме средства передвижения с помощью одного или более крепежных элементов, например крепежных фланцев, выполняемых с боковой стороны наружной трубы.
Согласно идее изобретения внутренняя труба обеспечена, по меньшей мере, одним соединительным элементом для подачи газа во внутреннее пространство внутренней трубы и его выпуска оттуда. В этом случае может быть задано желаемое давление, подводимое к аккумулятору давления, что позволяет влиять на ходы подвески подвесного узла.
Согласно идее изобретения наружная труба обеспечена, по меньшей мере, одним соединительным элементом для подачи текучей среды под давлением к первой гидравлической камере и выпуска ее оттуда. Посредством изменения количества текучей среды под давлением в подвесном узле можно влиять на высоту подвесного узла, поскольку подача и удаление текучей среды под давлением влияют на протяженность внутренней трубы в наружной трубе.
Согласно варианту осуществления изобретения конструкция подвесок обеспечена, по меньшей мере, одним датчиком для измерения высоты каждого подвесного узла. Кроме того, конструкция подвесок обеспечена, по меньшей мере, одним блоком управления, сконструированным таким образом, чтобы получать данные измерения от датчика и соответствующим образом регулировать высоту подвесного узла.
Согласно варианту осуществления изобретения первый подвесной узел установлен с первой стороны средства передвижения, а второй подвесной узел устанавливают со второй стороны средства передвижения, при этом они гидравлически соединены друг с другом. В этом случае будет обеспечена возможность прохождения текучей среды под давлением из первой гидравлической камеры первого подвесного узла к первой гидравлической камере второго подвесного узла и наоборот. Пространства, находящиеся под давлением, взаимосвязаны посредством каналов, обеспеченных средствами для направления потока текучей среды под давлением. При этом будет обеспечена возможность колебаний стоек подвесок, устанавливаемых на противоположных сторонах средства передвижения, так что колеса буду оставаться в контакте с грунтом также и на наклонной поверхности.
Описание чертежей
Некоторые варианты осуществления изобретения будут описаны более подробно со ссылками на прилагаемые фигуры, на которых изображено следующее:
Фиг.1 представляет схематический вид средства передвижения с тяжелым режимом работы, используемого при разработке месторождений, передние колеса которого снабжены независимой подвеской согласно изобретению;
Фиг.2 представляет схематический вид сверху управления колесами, обеспеченными независимой подвеской согласно изобретению;
Фиг.3 представляет схематический вид, иллюстрирующий независимую подвеску согласно изобретению, примененную к управляемым колесам средства передвижения, если смотреть спереди, а также устройство, обеспечивающее возможность колебания колес и регулирования подвески по высоте;
Фиг.4 представляет схематический вид в сечении подвесного узла согласно изобретению;
Фиг.5 представляет схематический вид подвесного узла согласно Фиг.4, если смотреть в направлении J;
Фиг.6 представляет схематический вид сверху в сечении по линии G-G подвесного узла согласно Фиг.4;
Фиг.7 представляет еще один схематический вид в сечении части Н подвесного узла согласно Фиг.4;
Фиг.8 представляет дополнительный схематический вид подвесного узла согласно изобретению, в котором внутренняя труба и наружная труба расположены в обратном порядке по сравнению с тем, что показано на Фиг.3-7.
Для ясности некоторые варианты осуществления изобретения, представленные на фигурах, упрощены. Подобные детали обозначены одинаковыми позициями.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг.1 представлено средство 1 передвижения с тяжелым режимом работы, используемое при разработке месторождений. В данном случае средство 1 передвижения представляет собой транспортное средство для перевозки раздробленной каменной породы, каменных материалов или рыхлого грунта от места погрузки к месту выгрузки, например, в шахте, в карьере или в месте выемки. Помимо транспортных средств изобретение также может быть применено к другим средствам передвижения с тяжелым режимом работы, предназначенным для использования при разработке месторождений. Средство 1 передвижения может содержать раму 2, кабину 3, двигатель 4 и загрузочную платформу 5. Если средство 1 передвижения не является транспортным средством, оно может быть оснащено каким-то иным инструментом, например ковшом. Средство 1 передвижения может иметь множество колес, при этом, по меньшей мере, некоторые из них могут быть управляемыми, а, по меньшей мере, некоторые обеспечивают тягу. Средство 1 передвижения может иметь два или более управляемых передних колеса 6, управление которыми позволяет управлять средством передвижения. Каждое переднее колесо 6 может быть смонтировано на раме 2 через отдельный подвесной узел 7, так что передние колеса 6 могут совершать вертикальное движение, если это требуется в случае неровностей или наклона поверхности 8. Далее, средство 1 передвижения может быть обеспечено двумя или более задними колесами 9а, 9b. Средство 1 передвижения может иметь две жестких задних оси 10а, 10b, которые формируют конструкцию 11 тележки шасси, к которой прикреплены задние колеса 9а и 9b. Задние оси 10а, 10b могут быть взаимосвязаны посредством горизонтального вала 12 тележки шасси. Вал 12, в свою очередь, может быть соединен с рамой 2 посредством вертикального рычага 13. Конструкция 11 шасси тележки может быть установлена шарнирно, например, таким образом, что задняя ось 10b будет иметь возможность поворота по отношению к оси 10а. Это обеспечивает возможность снабжения средств 1 передвижения множеством последовательных и/или параллельных передних колес 6 и соответственно множеством последовательных задних осей 10 и конструкций 11 тележек шасси. Одиночные колеса, сдвоенные колеса или желаемое количество параллельных колес могут быть установлены на конце осей 10а и 10b конструкций 11 тележек шасси и соответственно в качестве передних колес.
На фиг.2 представлен значительно упрощенный вид сверху решения для подвешивания передних колес 6а, 6b и управления ими. Каждое переднее колесо 6а, 6b может быть смонтировано на раме 2 через отдельный подвесной узел 7, который может содержать внутреннюю трубу 14 и наружную трубу 15, при этом одна частично находится внутри другой. Более подробное изображение труб приведено на фиг.3-5. Ступица 16 переднего колеса 6 прикреплена к внутренней трубе 14 в нижней части подвесного узла 7. Внутренняя труба 14 имеет возможность вращения по отношению к наружной трубе 15, прикрепленной к раме 2. Сила, необходимая для управления передними колесами 6а и 6b, может быть создана посредством одного или нескольких управляющих механизмов 17, которые могут быть предназначены для поворота рычага 18, шарнирно прикрепленного к раме 2. Первый конец поворотного рычага 18 может иметь первую управляющую тягу 19а, шарнирно прикрепленную к нему, в то время как второй конец поворотного рычага 18 может иметь вторую управляющую тягу 19b, шарнирно прикрепленную к нему. Кроме того, управляющая тяга 19а, 19b может быть шарнирно прикреплена к управляющему рычагу 20 подвесного узла 7а, 7b, при этом управляющий рычаг передает силу управления к внутренней трубе 14 и далее через ступицу 16 к колесу 6а, 6b. Когда поворотный рычаг 18 поворачивают в направлении стрелки А, первая управляющая тяга 19а перемещается вперед в направлении стрелки В и обеспечивает поворот переднего колеса 6а в направлении стрелки С. В то же самое время вторая управляющая тяга 19b перемещается назад в направлении стрелки D и обеспечивает поворот переднего колеса 6b в направлении С.
Следует заметить, что в этом случае подвесной узел 7 рассмотрен в его нормальном рабочем положении, то есть верхний конец подвесного узла 7 и ее компонентов относится к концу, обращенному к раме 2 средства передвижения 1, и соответственно нижний конец относится к концу, обращенному к колесу 6.
На фиг.3 представлен передний вид средства 1 передвижения, предназначенного для использования при разработке месторождений, а также представлена подвеска передних колес 6а и 6b. Колеса 6а, 6b смонтированы на раме 2 посредством одиночных подвесных узлов 7а, 7b. Следовательно, монтаж колес согласно изобретению не требует наличия каких-либо сложных продольных или поперечных опор. Ступица 16 колеса 6а, 6b прикреплена к нижнему концу внутренней трубы 14. Нижняя часть внутренней трубы 14 может быть обеспечена конусом 14а, как показано на фиг.5, или каким-то другим крепежным элементом для крепления ступицы 16. Внутренняя труба 14 и наружная труба 15 частично расположены одна в другой, при этом внутренняя труба 14 может перемещаться по отношению к наружной трубе 15 таким образом, что будут обеспечены необходимые ход подвески и движение управления. По меньшей мере, наружная поверхность внутренней трубы 14 имеет круглое поперечное сечение и соответственно, по меньшей мере, внутренняя поверхность наружной трубы 15 имеет круглое поперечное сечение для обеспечения возможности вращения внутренней трубы 14 вокруг ее продольной оси при ее частичном расположении в наружной трубе 15. Наружная труба 15 может быть прикреплена к раме 3 посредством крепежного фланца 21, расположенного, например, с боковой стороны наружной трубы 15. Подвесной узел 7а, 7b может представлять собой сочетание пневматической пружины и гидравлического демпфера, которое обеспечивает необходимые ходы подвески переднего колеса 6а, 6b и, с другой стороны, демпфируют ходы подвески таким образом, что перемещения колеса 6а, 6b будут управляемыми и устойчивыми. Другими словами, подвесной узел 7а, 7b может представлять собой гидропневматическое устройство с гидравлической частью в верхнем конце наружной трубы 15 и с пневматическим аккумулятором давления во внутренней трубе 14. Конструкция подвесного узла 7а, 7b подробно рассмотрена со ссылкой на фиг.4-7. Для ясности компоненты, связанные с передачей движения управления на фиг.3, вообще не показаны, а показаны на фиг.2.
Тем не менее, принцип работы подвесных узлов 7а, 7b может быть описан со ссылкой на фиг.3. Гидравлическая часть подвесного узла 7а колеса 6а и гидравлическая часть подвесного узла 7b колеса 6b могут быть связаны друг с другом посредством одного или нескольких каналов 22 для обеспечения колебаний. Кроме того, каналы 22 могут быть оснащены одним или несколькими блоками 23 управления колебаниями для управления потоками текучей среды под давлением между подвесными узлами 7а, 7b. Блоки 23 могут содержать, например, одно или более средства для полного блокирования потоков, для дросселирования потоков или для оказания на потоки в канале 22 какого-то иного воздействия. Термин «колебание» означает, что подвесные узлы 7а, 7b с разных сторон средства 1 передвижения, используемого при разработке месторождений, гидравлически связаны друг с другом таким образом, что перемещение по вертикали колеса с первой стороны средства передвижения приводит к тому, что колесо с другой стороны средства передвижения совершает перемещение по вертикали в противоположном направлении. Например, когда средство передвижения движется на наклонной поверхности 8а, которая показана пунктирной линией на фиг.3, левое переднее колесо 6а стремится приподняться в направлении стрелки Е, так что внутренняя труба 14 проходит в наружную трубу 15 и вытесняет текучую среду под давлением из гидравлической части подвесного узла 7а, при этом текучая среда под давлением может течь через канал 22 обеспечения колебаний и блок 23 управления колебаниями к гидравлической части подвесного узла 7b с правой стороны, вызывая прижатие правосторонней внутренней трубы 14 и правостороннего переднего колеса 6b навстречу наклонной поверхности 8а в направлении стрелки F. Колебание позволяет прочно удерживать колеса 6а, 6b на поверхности 8а, несмотря на ее наклон. Это также обеспечивает возможность демпфирования наклона средства 1 передвижения относительно его продольной оси и, следовательно, снижения напряжений, действующих на раму 2. Другое преимущество колебания заключается в том, что напряжения действуют фактически равномерно на все передние колеса и их подвесные узлы 7. Кроме того, колебание облегчает управление средством передвижения. При необходимости колебание может быть блокировано посредством перекрытия канала 22 между подвесными узлами 7а, 7b с помощью клапана, установленного в блоке управления 23. Это может быть необходимо, например, при загрузке и разгрузке средства передвижения.
На фиг.3 показано средство для регулирования высоты подвесных узлов 7а, 7b. Гидравлические части в верхних концах подвесных узлов 7а, 7b могут быть соединены посредством регулировочных каналов 24а и 24b с блоком 25 управления высотой, который, в свою очередь, может быть соединен посредством канала 26 с источником 27 давления и, кроме того, посредством канала 28 с контейнером 29 для текучей среды под давлением. Высоту подвесных узлов 7а, 7b можно контролировать посредством одного или более датчиков 30, от которых данные измерения могут быть переданы к блоку 25 управления высотой, который может активно регулировать высоту подвесных узлов 7а, 7b на основе данных измерений и других полученных управляющих данных. Высоту подвески передних колес 6а, 6b фактически можно сохранять стабильной независимо от вертикальной нагрузки, действующей на подвесные узлы 7а, 7b, причем на практике эта нагрузка изменяется в соответствии с транспортируемой нагрузкой. Если на основе результата измерений, получаемых от датчиков 30, блок 25 управления обнаруживает, что передняя подвеска находится ниже заданного значения, например, вследствие большой нагрузки, блок 25 управления высотой может подать текучую среду под давлением от источника 27 к гидравлическим частям подвесных узлов 7а, 7b для увеличения высоты подвески. С другой стороны, если результат измерения, получаемый от датчиков 30, показывает, что передняя подвеска находится выше заданного значения, блок 25 управления может выпустить текучую среду под давлением из гидравлических частей подвесных узлов 7а, 7b в контейнер 29. Цель может заключаться в сохранении высоты подвесных узлов 7а, 7b в середине диапазона, посредством чего значение допустимого расстояния как вверх, так и вниз будет представлять собой максимальное значение. Следует упомянуть о том, что вместо отдельного канала 22 обеспечения колебаний и регулировочных каналов 23а, 23b может быть использован обычный канал для среды под давлением. Кроме того, блок 23 управления колебаниями и блок 25 управления высотой могут быть объединены в одно целое.
Как передние колеса 6а, так и задние колеса 6b могут быть оснащены тормозами. В этом случае подвеска и опоры колес средства 1 передвижения должны быть сконструированы с учетом сил торможения, создаваемых при выполнении торможения. Подвесным узлам 7 передних колес 6а, в частности, должны быть приданы такие размеры, чтобы они выдерживали силы торможения. Следовательно, внутренняя труба 14, наружная труба 15 и соединение между ними должны быть сконструированы с такими размерами, чтобы они были прочными. Кроме того, все колеса средства передвижения или некоторые из них могут представлять собой приводные колеса. Таким образом, подвесной узел согласно изобретению также может быть применен в качестве подвески колес, оснащенных тормозами, и ведущих колес.
На фиг.4 представлен вид в поперечном сечении подвесного узла 7, а на фиг.5 показан вид того же самого подвесного узла 7, если смотреть в направлении стрелки J. Подвесной узел 7 представляет собой продольный узел с гидравлической частью 31 в его верхнем конце, оснащенный пневматическим аккумулятором 32 давления в его нижнем конце, предназначенным для хранения газа, например сжатого воздуха. Аккумулятор 32 давления может иметь газовое пространство 33, которое может быть образовано во внутренней трубе 14. Кроме того, аккумулятор 32 давления может быть оснащен отдельным элементом, например газовым поршнем 34, который отделяет пневматическую часть и гидравлическую часть 31 друг от друга. Газовый поршень 34 может перемещаться в продольном направлении во внутренней трубе в соответствии с величинами гидравлического давления, действующего на его верхнюю поверхность, и пневматического давления, действующего на его донную поверхность. Поскольку аккумулятор 32 давления образован во внутренней трубе 14, подвесной узел необязательно должен быть обеспечен отдельными наружными преградами для давления, при этом конструкция может быть компактной и удовлетворительным образом защищенной от ударов и загрязнений. Нижний конец внутренней трубы 14 может быть обеспечен соединительным элементом 35, который может быть использован для влияния на давление газа в газовом пространстве 33. Давление в газовом пространстве 33 может быть предварительно задано в виде определенного значения. Величина давления может быть использована для влияния на силу пружинящего действия подвески. На практике используют аккумулятор 32 давления, чтобы осуществлять воздействие на подвеску и обеспечивать комфортную езду средства 1 передвижения, используемого при разработке месторождений, при движении без нагрузки.
Гидравлическая часть 31 может содержать гидравлический поршень 36, который может быть неподвижно прикреплен к верхней части внутренней трубы 14. Гидравлический поршень 36 может обеспечивать верхний конец внутренней трубы концевой деталью некоторого вида, которая перемещается в наружной трубе 15 совместно с верхним концом внутренней трубы 14. Гидравлический поршень 36 может быть уплотнен относительно внутренней поверхности наружной трубы 15 с помощью приемлемого уплотнения. Над гидравлическим поршнем 36 может находиться первая гидравлическая камера 37, которая может быть подвергнута воздействию давления текучей среды. Верхняя часть наружной трубы 15 может быть оснащена крышкой 38, ограничивающей первую гидравлическую камеру 37, при этом крышка, кроме того, может быть обеспечена одним или более соединительными элементами 39 для перемещения текучей среды под давлением в пространство 37 и из него, например, в течение описанного выше колебания и регулирования высоты. Кроме того, крышка 38 может быть обеспечена канавкой 40, которая совместно с выступающей частью 41, выполненной на верхней поверхности гидравлического поршня 36, может осуществлять конечное торможение при движении подвески во внутреннем направлении. Также может быть обеспечено конечное торможение подвесного узла 7 для движения подвески в наружном направлении. С этой целью гидравлическая часть 31 может иметь пространство 42 для конечного торможения, ограниченное углублением, выполненным во внутренней поверхности наружной трубы 15 и расположенным у гидравлической части 31, наружной поверхности внутренней трубы 14 и гидравлического поршня 36. Конечное торможение движения подвески в наружном направлении и работа гидравлической части будут описаны более подробно со ссылкой на фиг.6 и 7.
На фиг.4 дополнительно показано, что нижняя концевая часть наружной трубы 15 может быть обеспечена одним или несколькими первыми скользящими деталями 43 для опоры внутренней трубы 14 на наружную трубу 15. Соответственно гидравлический поршень 36 может быть обеспечен второй скользящей деталью 44 для опоры верхнего конца внутренней трубы 14 на внутреннюю поверхность наружной трубы 15. Далее, один или более уплотняющие элементы 45 могут быть установлены между нижним концом наружной трубы 15 и внутренней трубой 14, и, кроме того, один или более уплотняющие элементы 46 могут быть установлены на гидравлическом поршне 36.
На фиг.6 представлен вид в поперечном сечении подвесного узла 7 у первой камеры 37 для текучей среды под давлением. Как видно на фигуре, гидравлический поршень 36 может иметь множество первых отверстий 47 и большим количеством вторых отверстий 48. Все первые отверстия 47 или, по меньшей мере, некоторые из них могут быть оснащены обратным клапаном 49 (Фиг.7). Кроме того, вторые отверстия 48 могут представлять собой сквозные окна или отверстия, обеспеченные дросселями, при этом они соединяют первую гидравлическую камеру 37 для текучей среды под давлением, находящуюся над гидравлическим поршнем 36, со второй гидравлической камерой 50 для текучей среды под давлением, находящейся ниже гидравлического поршня 36. Посредством изменения количества и размеров первых отверстий 47 и вторых отверстий 48 и посредством выбора обратных клапанов 49 можно повлиять на характеристики подвески.
На фиг.7 представлен вид в сечении гидравлической части 31 подвесного узла 7. Поршень 36 обеспечен отверстиями 47 и 48, соединяющими первое находящееся под давлением пространство 37 со вторым находящимся под давлением пространством 50. Кроме того, один или несколько каналов 51, выполненных во внутренней трубе 14, соединяют второе находящееся под давлением пространство 50 с пространством 42 для конечного торможения. Толкаемый давлением газа поршень 34 в аккумуляторе 32 стремится уменьшить объем второй гидравлической камеры 50 и таким образом способствует созданию давления, действующего в гидравлических камерах 37, 42, 50. Кроме того, количество текучей среды под давлением в гидравлических камерах может быть отрегулировано посредством увеличения или уменьшения количества текучей среды, подаваемой через соединительные элементы 39. Когда средство 1 передвижения, используемое при разработке месторождений, встречается с ухабом на поверхности 8, колесо 6 приподнимается и толкает внутреннюю трубу 14 вверх. Это приводит к вытеснению гидравлическим поршнем 36 у верхнего конца внутренней трубы 14 текучей среды под давлением из первой гидравлической камеры 37, после чего текучая среда проходит через первые отверстия 47 и вторые отверстия 48 в гидравлическом поршне 36 ко второй гидравлической камере 50. Обратные клапаны 49 в первом отверстии 47 могут обеспечить свободное прохождение текучей среды под давлением из первой гидравлической камеры 37 ко второй гидравлической камере 50. Другими словами, не будет затрачено какого-то усилия, чтобы воздействовать на движение колеса 6 в верхнем направлении посредством демпфера, установленного в подвесном узле 7. Вместо этого аккумулятор 32 давления стремится ограничить движение колеса в верхнем направлении. Текучая среда под давлением, проходящая из первой гидравлической камеры 37 ко второй гидравлической камере 50, принудительно толкает газовый поршень 34 к газовому пространству 33. Когда средство 1 передвижения несет на себе тяжелую нагрузку, скорость движения чрезвычайно мала и поэтому подвеска не особенно важна для обеспечения комфортной езды. Однако подвесной узел обеспечивает, по меньшей мере, некоторый ход подвески даже в том случае, когда средство 1 передвижения несет на себе нагрузку. Но когда средство 1 передвижения приводят в движение без нагрузки или с незначительной нагрузкой, аккумулятор 32 давления создает возможность выполнения относительно длинного хода подвески, обеспечивая при этом удовлетворительное качество езды и комфорт при езде.
Когда внутренняя труба 14 проникает наружу после хода подвески, текучая среда под давлением проходит из второй гидравлической камеры 50 через вторые отверстия 48 в гидравлическом поршне в первую гидравлическую камеру 37. Вторым отверстиям 48 приданы размеры для дросселирования потока. Как вариант, вторые отверстия 48 обеспечены соответствующими дросселями. Поскольку первые отверстия 47 оснащены обратными клапанами 49, текучая среда под давлением не может проходить через клапаны в этом направлении. В результате поведение колеса 6 будет находиться под контролем, и оно остается в жестком контакте с поверхностью 8. Если колесо 6 приводят в движение в глубокой яме в грунте, то второй элемент подвесного узла 7, служащий для конечного торможения, может воспринимать движение внутренней трубы 14 контролируемым способом для предотвращения неизбежных высоких нагрузок, действующих на конструкцию подвесного узла 7.
Конечное торможение может происходить таким образом, что движение внутренней трубы 14 в наружном направлении освобождает объем в первой гидравлической камере 37 над поршнем 36, обеспечивая при этом возможность прохождения текучей среды под давлением из пространства 42 для конечного торможения и второй гидравлической камеры 50 в первую гидравлическую камеру 37. В этом случае давление, действующее в газовом пространстве 33, может толкать газовый поршень 34 вверх. Внутренняя труба 14 может выступать до такой степени, что заплечик 54, обеспеченный в гидравлическом поршне 36, может закрывать каналы 51 между пространством 42 для конечного торможения и второй гидравлической камерой 50. В результате текучая среда под давлением более не может вытекать из пространства 42 для конечного торможения через каналы 51, при этом будет создано замкнутое пространство, находящееся под давлением, которое может контролируемым образом прекратить движение внутренней трубы 14 в наружном направлении. Кроме того, верхняя поверхность газового поршня 34 может быть выполнена с углублением 52, а донная поверхность гидравлического поршня 36 с выступом 53. Когда газовый поршень 34 перемещается вверх, выступ 53 проходит в углубление 52 и они совместно демпфируют ход газового поршня 34 в его крайнем положении. Это также позволяет ограничить движение вверх газового поршня 34, вследствие чего можно избежать контакта между уплотняющими элементами газового поршня 34 и каналами 51.
На фиг.8 показан еще один альтернативный вариант подвешивания управляемого колеса средства 1 передвижения. В этом варианте ступица 16 колеса 6 прикреплена к нижней части наружной трубы 15 посредством крепежных элементов 15а. Кроме того, внутреннюю трубу 14 фактически неподвижно крепят к раме 2 средства передвижения 1. Таким образом, наружная труба 15 может перемещаться в соответствии с ходами подвески вверх и вниз относительно внутренней трубы 14, а также совершать поворот по отношению к внутренней трубе 14 в соответствии с управляющими операциями. Нижняя часть наружной трубы 15 может быть обеспечена управляющим рычагом 20 для передачи управляющих усилий к наружной трубе 15. Гидравлические камеры 37 и 50 для текучей среды под давлением и аккумулятор давления 32, связанные с гидропневматическим подвесным узлом 7, могут быть расположены соответствующим образом по отношению к внутренней и наружной трубе или, как вариант, некоторым иным образом, например, в обратном порядке, то есть аккумулятор 32 давления может находиться в наружной трубе 15, а гидравлическая часть во внутренней трубе 14. Кроме того, подвесной узел 7 согласно фиг.8 может содержать средства для управления высотой, силой пружинящего действия и колебанием колеса, которые описаны со ссылкой на предшествующие фигуры.
В общем, можно утверждать, что средство передвижения согласно изобретению, используемое при разработке месторождений, имеет, по меньшей мере, одно колесо, подвеску которого выполняют посредством одиночного гидропневматического подвесного узла. Подвесной узел представляет собой продольный узел и содержит первую трубу и вторую трубу, частично расположенные одна в другой. В этом случае одна из труб может быть перемещена в вертикальном направлении относительно другой трубы, при этом другую трубу фактически неподвижно прикрепляют к раме средства передвижения. Колесо и ступица колеса соединены с подвижной трубой. Кроме того, подвижная труба может быть повернута вокруг ее продольной оси, что требуется при выполнении операций управления.
В некоторых случаях характеристики, раскрытые в этой заявке, могут быть применены независимым образом безотносительно других отличительных признаков. С другой стороны, при необходимости раскрытые здесь характеристики могут быть использованы в различных сочетаниях.
Фигуры и связанное с ними описание предназначены только для иллюстрации идеи изобретения. В пределах объема изобретения его детали могут быть изменены.
Реферат
Изобретение относится к независимой подвеске для управляемого колеса средства передвижения, используемого при разработке месторождений, и к подвесному узлу. Колесо средства передвижения установлено на раме через одиночный подвесной узел. Подвесной узел содержит наружную трубу, прикрепленную к раме, и внутреннюю трубу, частично расположенную в наружной трубе, при этом ступица колеса прикреплена к нижней части внутренней трубы. Внутренняя труба может перемещаться в продольном направлении, как этого требуют ходы подвески, и, кроме того, внутренняя труба может вращаться вокруг своей продольной оси для поворота колеса. Подвесной узел дополнительно обеспечен гидропневматическими элементами для осуществления хода подвески и демпфирования. В результате улучшается управляемость колеса. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 8 ил.
