ПРИВОДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЗЛА САМОХОДНОЙ УБОРОЧНОЙ МАШИНЫ, СОДЕРЖАЩЕГО НАВЕСНОЙ РЕЖУЩИЙ АППАРАТ И/ИЛИ НАКЛОННЫЙ ПИТАТЕЛЬ
DRIVE DEVICE FOR ASSEMBLY OF SELF-PROPELLED HARVESTER, COMPRISING SUSPENDED CUTTING TOOL AND/OR INCLINED FEEDER

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к приводному устройству для узла самоходной уборочной машины, содержащего навесной режущий аппарат и/или наклонный питатель, которое содержит выполненную в виде передачи с гибкой связью систему с устройством для бесступенчатого изменения передаточного отношения и по меньшей мере один включенный за ней редуктор.
Уровень техники
Приводные устройства такого типа могут использоваться в самоходных уборочных машинах для передачи приводного движения от двигателя на навесной режущий аппарат уборочной машины, а также на наклонный питатель, расположенный между навесным режущим аппаратом и молотильным органом. В зависимости от применения самоходной уборочной машины режущий аппарат выполнен в виде жатвенного аппарата для уборки зерновых или в виде кукурузной приставки и т.д. При этом принимаемая соответствующим режущим аппаратом убранная масса подается через наклонный питатель к молотильному органу с помощью приемных цепей и укрепленных на них транспортирующих скребков. В качестве передаточных средств для передачи приводного движения обычно используются трансмиссии с гибкими связями, в которых одна передача часто бывает выполнена в виде вариатора, чтобы обеспечивать возможность бесступенчато регулировать число оборотов привода. Кроме того, за таким бесступенчатым вариатором может быть включен редуктор, в котором бесступенчато передаваемое приводное движение понижается дальше, а при необходимости может вводиться реверс, чтобы обеспечивать обратное движение подачи в наклонном питателе. За счет этой меры может, например, ликвидироваться забивание в корпусе наклонного питателя.
В патентном документе DE 2745564 С2 описано приводное устройство такого типа для самоходной уборочной машины, содержащее выполненную в виде передачи с гибкой связью систему с устройством для бесступенчатого изменения передаточного отношения. При этом приводное движение двигателя внутреннего сгорания передается через первую ременную передачу на ведущий вал и от него через вторую ременную передачу на шкив ременного вариатора, который посредством ремня кинематически соединен со шкивом вариатора со стороны отбора мощности, при этом рабочие диаметры двух шкивов вариатора могут быть изменены. В отношении шкива вариатора со стороны привода это изменение диаметра производится с помощью гидравлического устройства в соответствии с командой оператора. В шкиве вариатора со стороны отбора мощности две подвижные относительно друг друга в осевом направлении половины конического шкива прижаты друг к другу пружиной сжатия и определяют рабочий диаметр шкива вариатора в зависимости от осевого расстояния между коническими поверхностями. При этом изменение рабочего диаметра на шкиве вариатора со стороны отбора мощности производится противоположно изменению рабочего диаметра шкива вариатора со стороны привода. В результате вследствие постоянного расстояния между шкивами вариатора и при той же длине ремня с помощью пружины сжатия в соответствии с натяжением ремня регулируется соответствующее осевое расстояние между половинами конического шкива. Далее по ходу трансмиссии шкив вариатора со стороны отбора мощности кинематически соединен посредством промежуточного редуктора с ведущим валом наклонного питателя, причем редуктор обеспечивает снижение числа оборотов, передаваемого от шкива вариатора со стороны отбора мощности на ведущий вал наклонного питателя. Кроме того, с помощью редуктора может быть также произведен реверс вращения ведущего вала по отношению к шкиву вариатора со стороны отбора мощности. При этом наклонный питатель производит подачу в обратном направлении относительно его нормальной работы, что позволяет, например, устранять забивание корпуса наклонного питателя. Далее, ведущий вал наклонного питателя несет на свободном конце звездочку, так что с помощью цепной передачи к нему может быть подсоединен другой привод.
Раскрытие изобретения
На основе описанного уровня техники, задачей изобретения является создание приводного устройства для узла самоходной уборочной машины, с помощью которого при компактной конструкции может достигаться высокая удельная мощность и одновременно надежный привод соответствующих элементов. Кроме того, должна обеспечиваться возможность полного бесступенчатого регулирования числа оборотов под нагрузкой.
Решение поставленной задачи достигается на основе ограничительной части пункта 1 формулы изобретения за счет указанных в нем отличительных признаков. Следующие за ним зависимые пункты отражают предпочтительные решения по развитию изобретения.
Согласно изобретению приводное устройство для узла самоходной уборочной машины, состоящего из сменного режущего аппарата и/или наклонного питателя, содержит систему, которая выполнена в виде передачи с гибкой связью и снабжена устройством для бесступенчатого изменения передаточного отношения. Кроме того, приводное устройство содержит по меньшей мере один редуктор, включенный за системой. В контексте изобретения навесной режущий аппарат может быть жатвенным аппаратом для зерновых культур или кукурузной приставкой, причем убранная масса подается через следующий за режущим аппаратом наклонный питатель к расположенному за ним молотильному органу.
Техническая идея изобретения заключается в том, что система содержит в качестве первой передачи с гибкой связью вариатор с приводимым от двигателя первым шкивом вариатора и вторым шкивом вариатора со стороны отбора мощности, причем рабочие диаметры шкивов вариатора могут бесступенчато регулироваться. Далее, от второго шкива вариатора приводится расположенный на одной оси с ним ведущий шкив второй передачи с гибкой связью, который посредством гибкой связи кинематически соединен по меньшей мере с одним из нескольких приводных шкивов. При этом приводные шкивы предназначены один для привода наклонного питателя и один для привода сменного режущего аппарата. Кроме того, между соответствующим приводным шкивом и приводом наклонного питателя или сменного режущего аппарата расположен редуктор.
Другими словами, приводное устройство по изобретению состоит из первой передачи с гибкой связью в виде вариатора и второй передачи с гибкой связью, причем ведущий шкив второй передачи с гибкой связью, с одной стороны, жестко соединен со шкивом вариатора со стороны отбора мощности и, с другой стороны, кинематически соединен приводным ремнем по меньшей мере с одним приводным шкивом. При этом вариатор выполнен в виде передачи с гибкой связью с бесступенчато регулируемым передаточным отношением за счет того, что рабочие диаметры как шкива вариатора со стороны привода, так и шкива вариатора со стороны отбора мощности могут регулироваться бесступенчато. Далее, один из приводных шкивов соединен с приводом наклонного питателя и один приводной шкив - с приводом навесного режущего аппарата посредством промежуточного редуктора и по меньшей мере один из двух приводных шкивов является компонентом второй передачи с гибкой связью.
В рамках изобретения двигатель является двигателем внутреннего сгорания. Далее, рабочий диаметр каждого из двух шкивов вариатора предпочтительно изменяется посредством гидравлического исполнительного средства, однако в пределах сферы действия изобретения может быть предусмотрено также электрическое или пневматическое регулирование диаметра. И наконец, помимо подсоединения наклонного питателя и навесного режущего аппарата возможно подсоединение к приводному устройству других конструктивных узлов, которые в этом случае приводятся трансмиссией, начиная от вариатора. В качестве такого другого узла может выступать, например, соломорезка, предусмотренная на выпуске для соломы в уборочной машине.
Выполнение приводного устройства в соответствии с изобретением имеет то преимущество, что за счет расположения вариатора в области двигателя обеспечивается возможность более компактной конструкции, поскольку вариатор как компонент, требующий значительного конструктивного пространства, предусмотрен в области самоходной уборочной машины, располагающей пространственными возможностями. В области двигателя могут быть без проблем расположены объемные шкивы ременного вариатора, тогда как отходящая от него вторая передача с гибкой связью для передачи приводного движения на наклонный питатель и далее на навесной режущий аппарат имеет меньшие габариты. Кроме того, благодаря расположению вариатора в области двигателя может использоваться мощный вариатор, который обеспечивает бесступенчатую передачу числа оборотов привода даже под полной нагрузкой.
Далее, за счет того, что за передачами с гибкой связью следует редуктор, обеспечивается возможность передавать мощность привода через вариатор и вторую передачу с гибкой связью к приводу наклонного питателя или навесного режущего аппарата с высокими окружными скоростями и только в этой области путем соответствующей редукции получать необходимые высокие крутящие моменты. В результате через вариатор и следующую за ним вторую: передачу с гибкой связью передаются относительно низкие крутящие моменты, так что в этой области могут предотвращаться нагрузки на компоненты от высоких крутящих моментов. Вследствие этого передачи с гибкими связями могут быть выполнены более компактными, что снижает потребность в конструктивном пространстве для привода наклонного питателя и навесного режущего аппарата. Далее, отнесение соответствующего редуктора к приводу наклонного питателя и к приводу навесного режущего аппарата позволяет производить целенаправленную редукцию числа оборотов, передаваемую расположенной перед редуктором передачей с гибкой связью. Так, редуктор перед наклонным питателем может производить редукцию числа оборотов расположенной перед редуктором передачи с гибкой связью в соответствии с необходимым для него приводным моментом. В отношении навесного режущего аппарата предназначенный для него редуктор за счет выбора подходящего передаточного отношения может также обеспечивать функционально надежный привод особенно энергоемких навесных аппаратов, таких как кукурузная приставка.
В отличие от решения по изобретению в патентном документе DE 2745564 С2 ременной вариатор расположен в области наклонного питателя, так что в этой области необходимо предусмотреть конструктивное пространство для размещения объемных шкивов вариатора. Кроме того, на стороне отбора мощности ременного вариатора предусмотрен один редуктор как для наклонного питателя, так и для последующего привода валов рабочих аппаратов, так что при этом необходимо найти компромисс в отношении редукции числа оборотов. Так, при использовании таких навесных режущих аппаратов как кукурузная приставка необходимо производить резкое понижение числа оборотов, чтобы обеспечивать требуемый приводной момент, или снижать окружную скорость расположенных перед редуктором передач с гибкой связью, чтобы повысить приводной момент уже в этих передачах. Однако при этом компоненты этих передач с гибкой связью должны быть выполнены соответственно большими по размерам.
Согласно примеру выполнения изобретения как первый, так и второй шкив ременного вариатора выполнены в виде вариаторов с коническими дисками, которые регулируются во взаимно противоположных направлениях. Такое выполнение имеет то преимущество, что рабочий диаметр соответствующего шкива вариатора может быть отрегулирован простым и точным образом путем того, что два конических диска смещаются по оси относительно друг друга с помощью соответствующей системы управления, так что при этом изменяется диаметр, на котором ремень огибает шкив.
В решении по развитию изобретения гибкая связь второй передачи с гибкой связью приводит как приводной шкив наклонного питателя, так и приводной шкив навесного режущего аппарата. Таким образом, два приводных шкива приводятся от приводного шкива второй передачи одной гибкой связью, что дает возможность расположения двух приводных шкивов в общей плоскости с их ведущим шкивом и в одной плоскости друг с другом и обеспечивает компактность конструкции. Однако в рамках изобретения возможно также альтернативное решение, в котором соосно приводному шкиву наклонного питателя предусмотрен ведущий шкив следующей передачи с гибкой связью, которая своей гибкой связью кинематически соединена с приводным шкивом навесного режущего аппарата. При этом в зависимости от имеющихся пространственных условий гибкая связь второй передачи может вести к приводному шкиву наклонного питателя с меньшим числом направляющих роликов или вообще без них, а дальнейшая передача приводного движения осуществляется дополнительной гибкой связью следующей передачи. Кроме того, может быть соответственно ограничена общая длина гибкой связи второй передачи с гибкой связью.
Согласно следующему предпочтительному примеру выполнения изобретения один из редукторов выполнен в виде одноступенчатого планетарного передаточного механизма. Благодаря этому при компактной конструкции возможна значительная редукция числа оборотов относящегося к нему приводного шкива при передаче на привод наклонного питателя или навесного режущего аппарата. При этом предпочтительно водило планетарного передаточного механизма выполнено в виде приводного элемента, который кинематически соединен с приводом наклонного питателя или навесного режущего аппарата. Далее, солнечная шестерня планетарного передаточного механизма жестко соединена с соответствующим приводным шкивом, а коронная шестерня неподвижно соединена с корпусом планетарного передаточного механизма.
Согласно альтернативному варианту один из редукторов выполнен в виде одноступенчатого передаточного механизма. Предпочтительно при этом относящийся к нему приводной шкив жестко соединен с коаксиально расположенным зубчатым колесом со стороны привода соответствующего ступенчатого передаточного механизма, которое зацепляется с зубчатым колесом со стороны отбора мощности этого ступенчатого передаточного механизма. Зубчатое колесо со стороны отбора мощности выполнено в виде элемента отбора мощности, который кинематически соединен с приводом наклонного питателя или навесного режущего аппарата. При этом привод и отбор мощности смещены относительно друг друга по оси, а путем соответствующего выбора отношения чисел зубьев обоих зубчатых колес обеспечивается возможность резкого понижения числа оборотов.
При этом в контексте изобретения возможно выполнение одного из редукторов в виде планетарного передаточного механизма, а другого - в виде ступенчатого передаточного механизма или выполнение обоих редукторов в виде планетарных передаточных механизмов или в виде ступенчатых передаточных механизмов.
Согласно изобретению, кроме того, между соответствующим редуктором и приводом наклонного питателя или навесного режущего аппарата предусмотрена многодисковая муфта. При этом многодисковая муфта служит в качестве предохранительной муфты, которая в случае слишком высоких нагрузок со стороны отбора мощности прерывает соединение с приводом путем проскальзывания и предотвращает повреждение компонентов наклонного питателя или навесного режущего аппарата. В частности, многодисковая муфта выполнена в виде работающей в масле многодисковой муфты, которая размещена в корпусе соответствующего редуктора. Благодаря такому решению образована силовая предохранительная муфта, достаточно защищенная от внешних воздействий.
В решении по развитию изобретения вариатор выполнен в виде ременного вариатора. Однако в рамках изобретения возможно также и другое выполнение, например, в виде вариатора с гусеничной тяговой лентой, с пластинчатой шарнирной цепью и т.д. Далее, вторая передача с гибкой связью выполнена в виде ременной передачи с приводным ремнем, причем здесь также возможно альтернативное выполнение, например, в виде цепной передачи.
Изобретение не ограничивается указанной совокупностью признаков главного пункта или зависимых пунктов формулы изобретения. Имеется возможность комбинировать друг с другом отдельные признаки, взятые из формулы изобретения, из последующего описания примеров выполнения или из чертежей. Ссылки на чертежи путем указания позиций в пунктах формулы изобретения не ограничивают сферы защиты изобретения.
Краткий перечень чертежей
Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будут подробно описаны предпочтительные примеры осуществления изобретения. На чертежах:
фиг.1 изображает в перспективе приводное устройство самоходной уборочной машины в соответствии с изобретением,
фиг.2 изображает в разрезе редуктор приводного устройства по фиг.1 и
фиг.3 изображает в разрезе другой редуктор приводного устройства по фиг.1.
Осуществление изобретения
На фиг.1 показано в перспективе приводное устройство по изобретению, с помощью которого от самоходной уборочной машины могут приводиться наклонный питатель и навесной режущий аппарат. Навесным режущим аппаратом может быть жатвенный аппарат для зерновых или кукурузная приставка, при этом, как это известно специалисту в данной области, принятая навесным режущим аппаратом убранная масса подается через следующий за ним наклонный питатель к молотильному органу. Для этого убранная масса транспортируется в наклонном питателе с помощью цепных конвейеров и подается к расположенному за ним молотильному органу.
Как видно на фиг.1, приводное устройство по изобретению выполнено в виде передачи с гибкой связью, которая предусмотрена сбоку на корпусе 1 машины и на корпусе 2 наклонного питателя. Приводное устройство состоит из ременного вариатора в качестве первой ременной передачи 3 и следующей за ней второй передачи 4 с гибкой связью. Ременной вариатор 3 образован первым шкивом вариатора 5 со стороны привода и вторым шкивом 6 вариатора со стороны отбора мощности, при этом первый шкив 5 вариатора и второй шкив 6 вариатора кинематически соединены друг другом ремнем 7. Вращение первого шкива 5 вариатора может передаваться на второй шкив 6 вариатора с бесступенчато изменяемым передаточным отношением за счет того, что первый шкив 5 вариатора и второй шкив 6 вариатора выполнены с возможностью бесступенчатого регулирования их рабочего диаметра. При этом производится взаимно противоположное регулирование, так что увеличение рабочего диаметра первого шкива 5 вариатора выполняется одновременно с уменьшением рабочего диаметра второго шкива 6 вариатора и наоборот. В результате при том же расстоянии между шкивами 5 и 6 вариатора и постоянной длине ремня 7 передаточное отношение определяется изменением рабочих диаметров, то есть тех диаметров, на которых ремень 7 огибает первый шкив 5 вариатора и второй шкив 6 вариатора.
В данном случае два шкива 5 и 6 вариатора выполнены каждый в виде вариаторов с коническими дисками, состоящих из двух конических дисков, подвижных относительно друг друга в осевом направлении, причем осевое расстояние между коническими поверхностями определяет рабочий диаметр. Регулирование осевого расстояния здесь производится не показанной гидравлической системой управления, хотя возможно использование также и электрического или пневматического регулирования. Первый шкив 5 вариатора в данном случае соединен с главным промежуточным валом 8, который приводится от также не показанного двигателя самоходной уборочной машины. В данном случае двигатель является двигателем внутреннего сгорания. В результате от двигателя приводится также первый шкив 5 вариатора, который вращается с числом оборотов главного промежуточного вала 8.
Со стороны отбора мощности ременного вариатора 3 на одной оси со вторым шкивом 6 вариатора предусмотрен ведущий шкив 9 второй передачи 4 с гибкой связью, который жестко соединен со вторым шкивом 6 вариатора для совместного вращения. При этом ведущий шкив 9 приводит приводной ремень 10, который выполнен в виде клинового ремня и кинематически соединяет ведущий шкив 9 как с приводным шкивом 11, так и с приводным шкивом 12. При этом достаточное натяжение приводного ремня 10 обеспечивается расположенным между ведущим шкивом 9 и приводным шкивом 11 натяжным роликом 13, который опирается на корпус 1 машины с помощью натяжной системы 14. Одновременно расположенный между приводными шкивами 11 и 12 направляющий ролик 15 обеспечивает достаточный охват приводных шкивов 11 и 12 приводным ремнем 10. При этом приводной шкив 11 предназначен для привода наклонного питателя, представленного в виде верхнего вала 16 наклонного питателя, а приводной шкив 12 с устройством сопряжения кинематически соединен с приводом сменного режущего аппарата, который в данном случае образован ведущим валом 17, с помощью которого мощность может передаваться по обе стороны от корпуса 2 наклонного питателя на присоединенный к нему сменный режущий аппарат. Между приводным шкивом 11 и верхним валом 16 наклонного питателя, а также между приводным шкивом 12 и ведущим валом 17 предусмотрен соответствующий редуктор 18 или 19. Конструкция и расположение редукторов показаны на видах в разрезе по фиг.2 и 3.
Как видно на виде в разрезе по фиг.2, редуктор 18 выполнен в виде одноступенчатого передаточного механизма, в котором зубчатое колесо 20 со стороны привода расположено коаксиально приводному шкиву 11 и жестко соединено с ним винтовыми соединениями 21. Зубчатое колесо 20 со стороны привода зацепляется с зубчатым колесом 22 со стороны отбора мощности, которое выполнено в виде зубчатого колеса внутреннего зацепления, зацепляется со смещенным по оси зубчатым колесом 20 с внутренним диаметром зацепления и установлено с возможностью вращения на валу 23. Через вал 23 с помощью шлицов 24 устанавливается соединение с верхним валом 16 наклонного питателя.
Зубчатое колесо 22 кинематически соединено с валом 23 с помощью жестко укрепленной на валу 23 полумуфты 25 и работающей в масле промежуточной многодисковой фрикционной муфты 26. При этом работающая в масле многодисковая муфта 26 выполнена в виде предохранительной муфты, внутренние диски которой соединены с наружной окружной поверхностью зубчатого колеса 22 внутреннего зацепления, а внутренние диски - с полумуфтой 25, при этом диски прижимаются друг к другу пружинным элементом в виде тарельчатой пружины. В результате при нормальной работе вращение зубчатого колеса 22 внутреннего зацепления передается через многодисковую муфту 26 на полумуфту 25, а следовательно, и на вал 23. Однако в случае перегрузки, например, из-за блокировки приемной цепи наклонного питателя, многодисковая муфта 26 открывается, и передача вращения от зубчатого колеса 22 на вал 23 прерывается. Многодисковая муфта 26 вместе с зубчатыми колесами 20 и 22 помещена в корпусе 27 редуктора 18 и снабжается маслом, находящимся внутри корпуса 27.
На фиг.3 показан в разрезе редуктор 19 в области приводного шкива 12, при этом редуктор расположен между приводным шкивом 12 и ведущим валом 17. Этот редуктор выполнен в виде одноступенчатого планетарного передаточного механизма. Его солнечная шестерня 28 соединена с приводным шкивом 12 с помощью винтовых соединений 29 и промежуточного полого вала 30. Несущее несколько планетарных шестерен 31 и 32 водило 33 соединено с ведущим валом 17 шлицами 34. Коронная шестерня 35 редуктора 19 прикреплена винтами к корпусу 38 редуктора 19. В результате вращение приводного шкива 12 передается через солнечную шестерню 28 на планетарные шестерни 31 и 32, которые обкатываются по коронной шестерне 35 и вызывают вращение водила 33, а следовательно, и ведущего вала 17. Далее, ведущий вал 17 образует позади приводного шкива 12 шлицевой профиль 37, с помощью которого сбоку от приводного шкива 12 может производиться привод навесного режущего аппарата.
В данном случае соответствующее передаточное отношение двух редукторов 18 и 19 выбрано таким, что высокие окружные скорости второй передачи 4 с гибкой связью преобразуются в достаточный крутящий момент для привода верхнего вала 16 наклонного питателя или ведущего вала 17 навесного режущего аппарата. В результате в ограниченном конструктивном пространстве достигается высокая удельная мощность. При этом особенно в отношении редуктора 19 в распоряжении имеется достаточный приводной момент для привода даже энергоемких навесных режущих аппаратов, таких как кукурузная приставка. Выполнение редуктора в виде одноступенчатого планетарного передаточного механизма обеспечивает компактность конструкции. Далее, вариатор 3 также выполнен мощным, что обеспечивает возможность бесступенчатого регулирования передаваемого главным промежуточным валом 8 вращения даже под полной нагрузкой.
В целом приводное устройство самоходной уборочной машины выполнено таким, что при своей компактности обеспечивает надежный привод с высокой удельной мощностью.
Перечень ссылочных обозначений на чертежах
1 Корпус машины
31
Планетарная шестерня
2 Корпус наклонного питателя
32
Планетарная шестерня
3 Ременной вариатор
33
Водило
4 Вторая передача с гибкой связью
34
Шлицы
5 Первый шкив вариатора
35
Коронная шестерня
6 Второй шкив вариатора
36
Корпус
7 Ремень
37
Шлицевой профиль
8 Главный промежуточный вал
9 Ведущий шкив
10 Приводной ремень
11 Приводной шкив
12 Приводной шкив
13 Натяжной ролик
14 Натяжная система
15 Направляющий ролик
16 Верхний вал наклонного питателя
17 Ведущий вал
18 Редуктор
19 Редуктор
20 Зубчатое колесо
21 Винтовое соединение
22 Зубчатое колесо
23 Вал
24 Шлицы
25 Полумуфта
26 Многодисковая муфта
27 Корпус
28 Солнечная шестерня
29 Винтовое соединение
30 Полый вал