Компоновка автомобилей-самосвалов

Автомобили - самосвалы

В.Н.Белокуров, О.В.Гладков, А.А.Захаров, А.С.Мелик-Саркисьянц /избранные главы/

Компоновка автомобилей-самосвалов

Перед конструктором, разрабатывающим новую модель автомобиля-самосвала, стоят следующие основные задачи:
1) в наибольшей степени удовлетворить требованиям основного заказчика. Для этого конструктор должен знать реальные условия эксплуатации автомобилей-самосвалов в народном хозяйстве;
2) обеспечить высокий технический уровень вновь создаваемой модели с учетом перспектив развития данной отрасли машиностроения; иметь информацию о лучших автомобилях-самосвалах; изучить патентную информацию, что позволит представить себе направление конструкторской мысли в этой области;
3) способствовать возможности постановки на производство новой модели в короткие сроки с наименьшими затратами. Для этого необходимо возможно шире применять стандартизированные, нормализованные и уже выпускаемые для других изделий узлы и детали; 4) учитывать технологические возможности завода, на котором организуется производство новой модели автомобиля-самосвала. Обеспечить возможность изготовлении узлов и деталей с наименьшими затратами труда и материальных ресурсов (требования технологичности). Однако в экономически оправданных случаях необходимо вводить новые прогрессивные технологические процессы.
Из этих общих положений необходимо исходить уже на первых стадиях проектирования: разработки технического задания и компоновки автомобиля-самосвала.
Компоновка является первоочередным и важнейшим этапом конструкторской разработки. В процессе компоновки определяются все основные параметры технической характеристики самосвала.
Основными исходными данными для проведения компоновки являются:
модель грузового автомобиля, на базе которого должен быть создан автомобиль-самосвал (кроме случаев, когда автомобиль-самосвал создают как базовую модель);

Компоновка является первоочередным и важнейшим этапом конструкторской разработки. В процессе компоновки определяются все основные параметры технической характеристики самосвала.
Основными исходными данными для проведения компоновки являются:
модель грузового автомобиля, па базе которого должен быть создан автомобиль-самосвал (кроме случаев, когда автомобиль-самосвал создают как базовую модель);
основное назначение автомобиля-самосвала;
годовой объем производства данной модели.
Конструкторские работы на этапе компоновки автомобиля-самосвала имеют обычно такую последовательность;
выбор и обоснование принципиальной схемы самосвала;
эскизная разработка основных агрегатов: подбор стандартных и заимствованных узлов и агрегатов;
размещение, расчет и прочерчивание механизмов в различных положениях при кинематическом взаимодействии:
прочностной расчет основных деталей и узлов, воспринимающих статические и динамические нагрузки;
определение весовых параметров.
Практически, перечисленные работы ведутся параллельно группой конструкторов.
Конструкция самосвальной установки в решающей степени зависит от выбранной компоновочной схемы.
На рис. 43 показаны шесть наиболее распространенных принципиальных схем самосвалов с гидравлическим подъемным механизмом. Отличие схем состоит в направлении разгрузки платформы, размещении основного исполнительного органа — гидроцилиндра, устройстве подъемного механизма.
Наибольшее распространение имеют самосвальные установки, выполненные по схеме, показанной на рис. 43. а. Платформа 1 разгружается на одну сторону — назад; гидроцилиндр 2 расположен под платформой и передает усилие непосредственно на ее основание. По этой схеме выполнены самосвальные установки автомобилей-самосвалов ЗИЛ-ММЗ-555, ЗИЛ-ММЗ-4502. МАЗ-503А и др.
Самосвал, выполненный по схеме, приведенной на рис. 43 б, имеет также разгрузку платформы 1 назад, но гидроцилиндр 2 размещен между кабиной и платформой и воздействует на передний ее борт. Такая схема применяется па самосвалах, имеющих шасси с расположением кабины над двигателем и привод только на задние колеса (4x2 и 6X4). При компоновке таких самосвалов для обеспечения рационального распределения полной нагрузки по мостам приходится существенно смещать центр тяжести платформы назад. При этом неизбежно образуется зазор между кабиной и платформой, в котором легко может быть размешен гидроцилиндр. Такое расположение гидроцилиндра имеет ряд преимуществ: исключение сосредоточенной нагрузки на несущую систему платформы, что позволяет снизить массу (металлоемкость) платформы;
уменьшение усилия на гидроцилиндре (позволяет при заданном давлении рабочей жидкости уменьшить диаметр гидроцилиндра);
сокращение числа выдвижных звеньев в гидроцилиндре и соответственно числа уплотнительных узлов;
облегчение доступа к гидроцилиндру при обслуживании.
По такой схеме выполнены самосвальные установки КамАЗ-5511, КрАЗ-6505
Следует подчеркнуть, что при переднем расположении гидроцилиндра может быть обеспечена только односторонняя разгрузка платформы назад.
На рис. 43 в, показана самосвальная установка для разгрузки платформы на три стороны, гидроцилиндр 2 расположен под платформой 1. Эта самосвальная установка обеспечивает наибольшую универсальность автомобиля-самосвала: он может работать как тягач с прицепом-самосвалом (разгрузка на боковую сторону), так и одиночно (разгрузка назад и на боковую сторону). По такой схеме выполняются все сельскохозяйственные самосвалы, а частности ЗИЛ-ММЗ-554М, ЗИЛ-ММЭ-4504, КА3-4540. На этих самосвалах платформа имеет прямоугольную форму и три открывающихся борта (два боковых и задний).
Самосвальная установка, показанная на рис. 43 г, имеет разгрузку платформы только на две боковые стороны (направо и налево), гидроцилиндр расположен под платформой. Такая схема применяется на автомобилях-самосвалах, предназначенных для систематической работы с прицелом-самосвалом. Отсутствие разгрузки назад ограничивает эксплуатационные возможности автомобиля-самосвала при его работе без прицепа. Такая схема имеет и свои преимущества: более простая конструкция платформы с жестким (не открывающимся) задним бортом, унифицированным с передним бортом, менее металлоемка и трудоемка. При разгрузке на боковую сторону значительно меньше, чем при разгрузке назад, нагружается рама шасси крутящим моментом, что позволяет не применять надрамник.
Самосвал на рис. 43 д, имеет также двустороннею разгрузку платформы, но в отличие от предыдущей схемы он снабжен двумя гидроцилиндрами, расположенными впереди и сзади платформы и передающими усилие соответственно на передний и задний борта. Существенным преимуществом такой схемы является снижение сосредоточенной нагрузки на основание платформы. Это позволяет снизить металлоемкость основания и общую массу платформы. Такую схему целесообразно применять, когда размещению гидроцилиндра под платформой мешают агрегаты шасси (карданный вал, задний мост, аппараты тормозной системы и др.). К преимуществам следует также отнести хороший доступ к гидроцилиндрам при их обслуживании. Существенным недостатком схемы является увеличение числа гидроцилиндров, что кроме увеличения стоимости снижает безотказность работы самосвала, так как гидроцилиндр и в первую очередь его уплотнительные кольца являются наиболее уязвимым местом гидравлического подъемного механизма.
На схеме, приведенной на рис. 43, е, представлена самосвальная установка с рычажной системой подъема платформы назад и поршневым гидроцилиндром. Усилие гидроцилиндра передается не непосредственно на днище платформы, а через систему рычагов 3, Эта схема имеет следующие преимущества:
горизонтальное расположение гидроцилиндра улучшает условия его компоновки;
поршневой гидроцилиндр имеет значительно более простое уплотнение выдвижного штока по сравнению с уплотнениями многоступенчатого телескопического гидроцилиндра, что повышает надежность гидропривода и позволяет увеличить давление;
рычажная система в определенной степени препятствует боковому смещению платформы при опрокидывании назад, что повышает боковую устойчивость самосвала.
К недостаткам следует отнести трудоемкость и металлоемкость рычажной системы.
Описанные принципиальные схемы самосвальных установок применяются на шасси как грузовых автомобилей, так и полуприцепов и прицепов.

/продолжение.../