SU1813669A1

SU1813669A1 - Caterpillar rotation control system

Info

Publication number: SU1813669A1
Application number: SU914904446A
Authority: SU
Inventors: Vasilij L Lopatkin; Aleksandr I Ryzhenko; Andrej I Safonov; Mikhail V Spiridonov
Original assignee: Sp K B Transportnogo Mash Proi
Priority date: 1991-01-22
Filing date: 1991-01-22
Publication date: 1993-05-07

Description

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК <_W5U<..> 1813669 Д1UNION OF THE SOVIET SOCIALIST REPUBLICS < _W 5U <..> 1813669 D1

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)STATE PATENT OFFICE OF THE USSR (GOSPATENT of the USSR)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE INVENTION

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУTO AUTHOR'S CERTIFICATE

(21) 4904446/11 (22) 22.01.91 (46) 07.05.93. Бюл. № 17 (71) Специальное конструкторское бюро транспортного машиностроения Производственного объединения Кировский завод (72) В.Л.Лопаткин, А.И.Рыженко, А.И.Сафонов и М.В.Спиридонов (56) Авторское свидетельство СССР № 1311954, кл. В 60 К 41/28, 1987.(21) 4904446/11 (22) 01/22/91 (46) 05/07/93. Bull. No. 17 (71) Special Design Bureau of Transport Engineering of the Production Association Kirov Plant (72) V.L. Lopatkin, A.I. Ryzhenko, A.I.Safonov and M.V. Spiridonov (56) USSR Copyright Certificate No. 1311954, class . B 60 K 41/28, 1987.

(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПОВОРОТОМ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ (57) Использование: в транспортном машиностроении, преимущественно в следящих приводах систем управления поворотом гусеничных машию Сущность изобретения: система управления содержит механизм поворота со следящим приводом, включаю- щим механическую и гидравлическую части. Механическая часть включает дифференциал 15, два шестеренчатых редуктора, фрикционный вариатор 17 и маломоментный фрикцион 21. Гидравлическая часть выполнена в виде гидроусилителя с золотником 23, демпфером и органами управления. При этом одна полуосевая шестерня дифференциала 15 через шестеренчатый редуктор соединена с ведущим колесом одного из бортов, другая соединена с ведущим колесом другого борта посредством второго шестеренчатого редуктора и фрикционного вариатора, а водило 20 дифференциала соединено с гидроусилителем посредством маломоментного фрикциона 21, воздействующего на золотник 22, рулевой привод машины соединен с фрикционным вариатором. 2 ил.(54) TRACK CONTROL SYSTEM (57) Use: in transport engineering, mainly in servo drives of track control systems for caterpillar tracks. SUBSTANCE: invention: the control system includes a rotation mechanism with a follow-up drive, including mechanical and hydraulic parts. The mechanical part includes a differential 15, two gear reducers, a friction variator 17 and a low-moment friction 21. The hydraulic part is made in the form of a hydraulic booster with a spool 23, a damper and controls. In this case, one semi-axial gear of differential 15 is connected through a gear reducer to the drive wheel of one of the sides, the other is connected to the drive wheel of the other side by means of a second gear reducer and a friction variator, and the differential carrier 20 is connected to the hydraulic booster by means of a momentary friction clutch 21 acting on the spool 22, the steering gear of the machine is connected to a friction variator. 2 ill.

Фиг. 1FIG. 1

1813669 А11 813 669 A1

Изобретение относиться к транспортному машиностроению, преимущественно к механизмам поворота гусеничных машин.The invention relates to transport engineering, mainly to the mechanisms of rotation of tracked vehicles.

Целью изобретения является повышение безопасности движения'гусеничной машины путем обеспечения определенного радиуса поворота независимо от дорожных условий.The aim of the invention is to increase the safety of the movement of the tracked vehicle by providing a certain turning radius, regardless of road conditions.

Эта цель достигается благодаря тому, что в предлагаемой системе одна из полуосевых шестерен дифференциала соединена через зубчатую передачу с ведущим колесом соответствующего борта машины, вторая шестерня соединена с ведущим колесом другого борта посредством второй зубчатой передачи и механизма с изменяемым передаточным числом, например фрикционного вариатора, а водило дифференциала соединено с гидроусилителем посредством маломоментного фрикциона, воздействующего на золотник, при этом рулевой привод соединен с фрикционным вариатором, а золотник сообщен с демпфером гидроусилителя.This goal is achieved due to the fact that in the proposed system one of the semi-axial gears of the differential is connected via a gear to the drive wheel of the corresponding side of the machine, the second gear is connected to the drive wheel of the other side by means of a second gear and a gear with a variable gear ratio, for example, a friction variator, and the differential carrier is connected to the hydraulic booster by means of a low-moment friction clutch acting on the spool, while the steering gear is connected to the friction variator rum, and the spool is connected to the hydraulic damper.

В отличие от прототипа следящий привод заявляемого технического решения включает механическую и гидравлическую части. Причем наличие дифференциала и фрикционного вариатора, связанных с механизмом поворота машины гидравлически, обеспечивает бесступенчатое отслеживание оборотов ведущих колес, т.е. скоростей гусениц. Наличие в приводе маломоментного фрикциона, связанного с водилом дифференциала,' обеспечивает передачу сигнала на золотник независимо от скорости вращения водила.In contrast to the prototype, the follow-up drive of the claimed technical solution includes mechanical and hydraulic parts. Moreover, the presence of a differential and a friction variator associated with the mechanism of rotation of the machine hydraulically provides stepless tracking of the revolutions of the drive wheels, i.e. caterpillar speeds. The presence of a low-moment friction clutch in the drive connected with the carrier of the differential 'ensures the transmission of the signal to the spool regardless of the rotation speed of the carrier.

На фиг.1 изображена кинематическая схема системы, на фиг.2 - гидравлическая схема привода: на фиг.З - конструктивная схема компоновки дифференциала и фрикционного вариатора привода; на фиг.4 - схема обеспечения прямолинейного движения или поворота с постоянным (фиксированным) радиусом за счет малых поправок курса машины.Figure 1 shows the kinematic diagram of the system, figure 2 is a hydraulic circuit of the drive: Fig. 3 is a structural diagram of the layout of the differential and the friction variator of the drive; figure 4 - diagram of the provision of rectilinear movement or rotation with a constant (fixed) radius due to small corrections of the machine heading.

Предлагаемая система управления поворотом включает двигатель 1, механизм поворота 2, выполненный, например, в виде двойного дифференциала с выходными валами 3 и 4, соединенными с бортовыми ведущими колесами 5 и 6, Тормоза 7 и 8. Ведущие колеса 5 и 6 посредством зубчатых редукторов 9 и 10 связаны с входными валами 11 и 12 следящего привода механизма поворота 13. На валу 11 закреплена полуосевая шестерня 14 дифференциала ^следующего привода 13, вторая полуосевая шестерня 16 дифференциала 15 связана с валом. 12 посредством фрикционного вари атора 17, соединённого с рулевым колесом 18 посредством тяги 19. На водиле 20 дифференциала 15 размещен маломоментный фрикцион 21 с рычагом 22.The proposed control system includes turning the engine 1, the rotation mechanism 2, made, for example, in the form of a double differential with output shafts 3 and 4, connected to the side drive wheels 5 and 6, Brakes 7 and 8. The drive wheels 5 and 6 through gear reducers 9 and 10 are connected to the input shafts 11 and 12 of the follow-up drive of the rotation mechanism 13. On the shaft 11 is fixed a semi-axial gear 14 of the differential ^ of the next drive 13, the second half-axis gear 16 of the differential 15 is connected to the shaft. 12 by means of a friction variator 17 connected to the steering wheel 18 by means of a rod 19. A low-moment friction 21 with a lever 22 is placed on the carrier 20 of the differential 15.

Гидравлическая часть системы управления поворотом включает управляющий золотник 23, сообщенный трубопроводом 24 с насосом 25, качающим рабочую жидкость из бака 26. Золотник 23 трубопроводами 27 и 28 сообщен с органами управления (бустерами) 29 и 30, воздействующими на тормоза 7 и 8, а посредством сливных трубопроводов 31 и 32 золотник сообщен с баком 26. Для регулировки давления в подводящем трубопроводе 24 установлен клапан 33. Золотник 23 также сообщен с демпфером 34, состоящим из цилиндра двухстороннего действия 35 с поршнем 36 и гидравлических сопротивлений (жиклеров) 37 и 38. Корпус 39 демпфера заполнен рабочей жидкостью, поступающей по трубопроводу 40 с ограничительным жиклером 41 и сливаемой по трубопроводу 42.The hydraulic part of the steering control system includes a control valve 23, connected by a pipe 24 with a pump 25 pumping the working fluid from the tank 26. The valve 23 is connected by pipelines 27 and 28 to the controls (boosters) 29 and 30 that act on the brakes 7 and 8, and by the drain pipes 31 and 32, the spool is in communication with the tank 26. To adjust the pressure in the supply pipe 24, a valve 33 is installed. The spool 23 is also connected with a damper 34, consisting of a double-acting cylinder 35 with a piston 36 and hydraulic resistance s (nozzles) 37 and the damper 38. The housing 39 is filled with the working fluid flowing through conduit 40 to restrictive orifice 41 and discharged through conduit 42.

Система управления поворотом гусеничной машины работает следующим образом.The control system of the rotation of the tracked vehicle operates as follows.

При прямолинейном движении машины рулевое колесо 18 машины имеет среднее (нейтральное) положение и тяга 19 удерживает фрикционный вариатор 17 в положении, при котором его передаточное число 1= -1. При этом валы 11 и 12 вращаются с одинаковой частотой в одну сторону, а полуосевые шестерни 14 и 16 дифференциала 15 с одинаковой частотой - в разные стороны при неподвижном водиле 20 и фрикционе 21. Неподвижен и связанный с фрикционном золотник 23, а бустера 29 и 30 сообщены со сливными каналами 31 и 32, т.е. тормоза 7 и 8 выключены.When the machine is moving in a straight line, the steering wheel 18 of the machine has a middle (neutral) position and the rod 19 holds the friction variator 17 in a position in which its gear ratio is 1 = -1. In this case, the shafts 11 and 12 rotate with the same frequency in one direction, and the semi-axial gears 14 and 16 of the differential 15 with the same frequency - in different directions with a stationary carrier 20 and clutch 21. The spool 23 connected to the friction spool 23 is also stationary, and the booster 29 and 30 communicated with drain channels 31 and 32, i.e. brakes 7 and 8 are off.

При изменении условий движения например при различных сопротивлениях по бортам машины, ведущие колеса 5 и 6 начинают вращаться с различной частотой вращения (машина начинает входить в поворот), соответственно изменяется частота вращения полуосевых шестерен 14 и 16 дифференциала 17, связанных с ведущими колесами 5 и 6 посредством редукторов 9 и 10. Тогда начинает поворачиваться водило 20 дифференциала 17 с фрикционом 21, воздействующим на золотник 23 посредством рычага 22. Золотник 23 перемещается в одно из крайних положений, сообщая напорный трубопровод 24 с одним из трубопроводов 27 или 28. Бустера 29 или 30 заполняются рабочей жидкостью, включая при этом в зависимости от направления поворота тормоза 7 или 8. Машина вернется на первоначальную траекторию движения.When changing driving conditions, for example, at different drags on the sides of the machine, the drive wheels 5 and 6 begin to rotate at different speeds (the machine starts to enter the rotation), respectively, the speed of the semi-axial gears 14 and 16 of the differential 17 associated with the drive wheels 5 and 6 changes by means of gears 9 and 10. Then the carrier 20 of the differential 17 starts to rotate with a clutch 21 acting on the spool 23 by means of the lever 22. The spool 23 moves to one of the extreme positions, reporting pressure pipe water 24 with one of the conduits 27 or 28. Booster 29 or 30 are filled with hydraulic fluid, thus including a depending on the direction of rotation of the brake 7 or 8. The machine will return to the original trajectory.

δδ

Схема отслеживания прямолинейного движения машины с помощью привода механизма поворота представлена на фиг.4,а.The tracking scheme of the rectilinear movement of the machine using the drive of the rotation mechanism is shown in Fig.4,

Для осуществления поворота водитель поворачивает рулевое колесо 18 в требуемом направлении на соответствующий угол. При этом тяга 19, воздействуя на вариатор 17, изменяет его передаточное число. Вследствие этого изменяется частота вращения полуосевой шестерни 16, водило 20 начинает вращаться в соответствующем направлении, посредством фрикциона 21 и рычага 22 перемещается золотник 23, сообщающий с напорной магистралью 24 один из бустеров 29 или 30, который включает соответствующий тормоз 7 или 8, осуществляя тем самым поворот машины. По достижении требуемого радиуса поворота водило 20 останавливается и золотник 23, заняв нейтральное положение, сообщает соответствующий бустер 29 или 30 со сливным каналом 31 или 32. При этом тормоз 7 или 8 выключается, радиус поворота увеличивается и изменяется частота вращения ведущих колес 5 и 6. Однако редуктор 10 посредством вала 12,вариатора 17 и дифференциала 15 вновь перемещает золотник 23, происходит включение соответствующего тормоза 7 или 8 и радиус поворота машины уменьшается. Таким образом осуществляется постоянное отслеживание радиуса поворота, при этом частота корректировки регулируется е помощью демпфера 35 путем изменения гидравлических сопротивлений 37 и 38.To make the rotation, the driver turns the steering wheel 18 in the desired direction by the corresponding angle. In this case, the thrust 19, acting on the variator 17, changes its gear ratio. As a result of this, the rotational speed of the semi-axial gear 16 changes, the carrier 20 begins to rotate in the corresponding direction, by means of the clutch 21 and the lever 22, the spool 23 is moved, which communicates with the pressure line 24 one of the boosters 29 or 30, which turns on the corresponding brake 7 or 8, thereby turning the car. Upon reaching the required turning radius, the carrier 20 stops and the spool 23, having taken a neutral position, informs the corresponding booster 29 or 30 with a drain channel 31 or 32. In this case, the brake 7 or 8 turns off, the turning radius increases and the speed of the driving wheels 5 and 6 changes. However, the gearbox 10 again moves the spool 23 by means of the shaft 12, the variator 17 and the differential 15, the corresponding brake 7 or 8 is engaged and the turning radius of the machine is reduced. Thus, constant monitoring of the radius of rotation is carried out, while the frequency of adjustment is regulated by the damper 35 by changing the hydraulic resistance 37 and 38.

Если по каким-либо причинам радиус поворота становится меньше того, который определяется углом поворота рулевого колеса, например, при повороте машины на уклоне, то водило 20 дифференциала 15 начинает вращаться в обратную сторону и перемещает золотник 23 в положение, открывающее доступ рабочей жидкости в бустер 29 или 30, соответствующий борту, противоположному повороту, при этом соответствующий тормоз 7 или 8 принудительно увеличивает радиус поворота до тех пор, пока тормоз 7 или 8 не выключится переме щением золотника 23. Таким образом, следящий привод системы управления поворотом исправляет все отклонения от радиуса, задаваемого положением рулевого колеса. Схема отслеживания радиуса поворота изображена на фиг.4,6.If for some reason the turning radius becomes less than that determined by the angle of rotation of the steering wheel, for example, when turning the car on a slope, then the carrier 20 of the differential 15 starts to rotate in the opposite direction and moves the spool 23 to the position that allows the working fluid to enter the booster 29 or 30, corresponding to the board opposite the turn, while the corresponding brake 7 or 8 forcibly increases the turning radius until the brake 7 or 8 is turned off by moving the spool 23. Thus, the following turning drive control system corrects any deviations from the radius defined by the steering wheel position. The rotation radius tracking circuit is shown in FIG.

Использование в предлагаемой системе управления поворотом следящего привода, включающего механическую часть с фрикционным вариатором и гидравлическую, обеспечивает бесступенчатое регулирование радиуса поворота, что повышает безопасность движения в сложных дорожных условиях. К достоинствам предлагаемого технического решения можно отнести многовариантность исполнения механической части привода.The use of a follow-up drive in the proposed rotation control system, which includes a mechanical part with a friction variator and a hydraulic one, provides stepless adjustment of the turning radius, which increases traffic safety in difficult road conditions. The advantages of the proposed technical solution include the multivariance of the mechanical part of the drive.

Claims

Claim

1. The control system of the rotation of the tracked vehicle, comprising a steering gear, a steering mechanism associated with the drive wheels and the differential mechanism by means of gear reducers, control elements of the steering mechanism, characterized in that, in order to improve driving safety by providing movement with a certain turning radius independently from road conditions, it is equipped with a mechanism with a variable gear ratio, for example a friction variator, installed between one of the semi-axial gears of the differential a differential mechanism and a gear reducer, malomomentkym friction, hydraulic, whose spool is connected through malomomentny clutch to the carrier of said differential, wherein the hydraulic actuator is hydraulically connected with a rotation mechanism controls a steering actuator kinematically linked to the mechanism with changeable transmission ratio.

2. The system according to claim 1, with the fact that, in order to ensure the optimal frequency of switching on the control elements of the rotation mechanism, the hydraulic booster is equipped with an adjustable damper.

Whitefish. 2

2/23

Fig. 3 a 3)

¢) turn

Figure 4