РЕЖУЩИЙ АППАРАТ ДЛЯ САМОХОДНОЙ УБОРОЧНОЙ МАШИНЫ
CUTTING UNIT FOR SELF-PROPELLED HARVESTING MACHINE

Область техники, к которой относится изобретение
Предлагаемое изобретение относится к режущему аппарату для самоходной уборочной машины с косилочным механизмом и трансмиссионной группой, которая содержит, по меньшей мере, одну коническую передачу, помещенную в корпус трансмиссии, и вал отбора мощности которой соединен посредством шарнирного вала с ведущим валом редуктора ножей, содержащего эксцентриковую передачу, причем редуктор ножей помещен в корпус.
Уровень техники
Соответствующая трансмиссионная группа для привода косилочного механизма предназначена для привода редуктора ножей, содержащего эксцентриковую передачу, посредством шарнирного вала. Эксцентриковая передача преобразует вращательное движение привода, переданное на редуктор ножей, в кривошипное движение, которое служит для создания колебательного движения косилочного ножа. Косилочный нож состоит, как правило, из ножевого бруса с закрепленными на нем лезвиями, причем ножевой брус проходит через пальцы косилочного механизма. При этом пальцы, взаимодействуя с отдельными лезвиями, образуют противорежущие пластины, в результате чего убираемая стеблевая культура разрезается лезвиями ножей и пальцами. Разумеется, известны также косилочные механизмы, в которых два косилочных ножа перемещаются навстречу друг другу, причем лезвия, находящиеся на обоих ножевых брусьях, образуют режущие и противорежущие пластины.
Режущий аппарат для самоходной уборочной машины, описанный в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, известен из EP 2364584 A2. Трансмиссионная группа, которая приводит, во-первых, посредством конической передачи и включенного за ней шарнирного вала редуктор ножей, а посредством другой конической передачи - поперечный транспортер, расположенный внутри лотка режущего аппарата, приводится от приводного вала наклонного транспортера посредством элемента, допускающего люфт при вращении. При этом элемент, допускающий люфт при вращении, должен, предпочтительно, содержать эластомер, расположенный между упорами, действующими в направлении периметра. Элемент предназначен для ограничения амплитуды колебаний привода.
Кроме того, в DE 1260844 B описано предохранительное устройство для привода косилочного ножа косилочного бруса, приводящегося от шатуна косилки. Такие косилочные брусья располагаются в передней части одноосных тракторов или на боковой стороне стандартного трактора между его передним и задним мостом. У одноосных тракторов шатун косилки приводится непосредственно от коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания. Стандартные трактора оснащаются трансмиссией косилки, прифланцованной к нижней части трансмиссии трактора. От этой трансмиссии косилки или от двигателя внутреннего сгорания одноосного трактора отходит вал отбора мощности, называемый коленчатым валом или коленчатой осью. Этот вал содержит кривошипный элемент, на который с возможностью свободного вращения посажен элемент, выполненный в виде шайбы или кольца. На последний элемент посредством шатунной шейки посажен шатун, который непосредственно соединен с шаровой головкой, предусмотренной на косилочном ноже. Для передачи крутящего момента между кривошипным элементом и элементом, выполненным в виде шайбы или втулки, предусмотрены фиксирующие штифты или шарики, которые ориентированы в осевом или радиальном направлении и входят в соответствующие выемки, выполненные на указанных элементах.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является разработка устройства для ограничения крутящего момента внутри подобного привода косилочного механизма, которое будет отличаться конструктивно удобными размерами для режущего аппарата самоходной уборочной машины, а также будет допускать возможность изменения режима работы режущего аппарата.
Эта задача решается ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения в сочетании с его характеристичными признаками. Выгодные варианты исполнения изобретения раскрываются в зависимых пунктах формулы.
Согласно характеристичной части пункта 1 формулы, внутри корпуса трансмиссии между конической передачей и шарнирным валом или внутри корпуса между ведущим валом и эксцентриковой передачей должна быть расположена предохранительная муфта, оснащенная, по меньшей мере, одним предварительно напряженным фиксатором. Следовательно, эта предохранительная муфта встроена в корпус трансмиссии в трансмиссионной группе или, в альтернативном варианте, помещена в корпус редуктора ножей. В результате увеличивается монтажное пространство, имеющееся между корпусом трансмиссии в трансмиссионной группе и корпусом редуктора ножей и предназначенное для размещения шарнирного вала. Предохранительная муфта, расцепляющаяся при превышении максимального крутящего момента, предотвращает чрезмерную нагрузку на привод при блокировке косилочного ножа или очень высоком сопротивлении на косилочном ноже.
В отличие от этого, EP 2364584 A2 не предусматривает предохранительной муфты ни в трансмиссионной группе, ни в редукторе ножей. DE 1260844 В описывает предохранительную муфту в приводе шатуна, но эта муфта не предназначается для режущего аппарата самоходной уборочной машины и не встроена в корпус трансмиссии в трансмиссионной группе. Как уже говорилось, предохранительная муфта расположена на шайбе или втулке, на которую посредством эксцентрически расположенной шейки посажен шатун.
В следующем варианте исполнения изобретения плита для резки, содержащая косилочный механизм, должна иметь возможность продольного перемещения относительно лотка режущего аппарата, содержащего поперечный транспортер, причем трансмиссионная группа относится к лотку режущего аппарата, а редуктор ножей - к плите для резки, причем шарнирный вал имеет телескопическую конструкцию. Подобный режущий аппарат, также называемый вариабельным режущим аппаратом, может настраиваться в соответствии с видом и состоянием убираемой культуры за счет того, что плита для резки, содержащая косилочный механизм, перемещается относительно поперечного транспортера при помощи соответствующих регулировочных элементов. Так, например, при уборке рапса, который по сравнению с зерновыми имеет гораздо более длинные стебли и большее количество стеблей, увеличивается расстояние между косилочным механизмом и поперечным транспортером, то есть, плита для резки перемещается в направлении движения.
Однако этот путь перемещения ограничен максимальным путем смещения телескопического шарнирного вала, который задается вложенными друг в друга профильными трубами шарнирного вала, которые должны иметь соответствующую длину. Если бы предохранительная муфта располагалась вне корпуса трансмиссии или корпуса редуктора ножей, то это привело бы к уменьшению расстояния, предусмотренного для размещения шарнирного вала, на монтажную длину предохранительной муфты и, следовательно, к уменьшению пути перемещения. Это приведет к тому, что пути перемещения шарнирного вала окажется недостаточно для перемещения плиты для резки между максимально втянутым положением и максимально выдвинутым положением. Разумеется, существуют системы, в которых в данном случае для достижения максимально выдвинутого положения плиты для резки требуется удлинять шарнирный вал, что связано с относительно большими сервисными затратами. Предлагаемое изобретение решает эту проблему за счет того, что предохранительная муфта, помещенная в корпус редуктора или в корпус между трансмиссионной группой и редуктором ножей, позволяет установить шарнирный вал с достаточным путем перемещения.
Кроме того, предусматривается, что на вал отбора мощности с возможностью свободного вращения посажена ступица, которая соединена с шарнирным валом и взаимодействует с поводком, закрепленным на вале отбора мощности без возможности вращения, причем ступица и/или поводок выполнены, по меньшей мере, с одной выемкой, предназначенной для зацепления, по меньшей мере, за один стопорный шарик, служащий фиксатором. При этом соответствующий фиксатор должен удерживаться на одном из двух конструктивных элементов в обойме или выполненной в виде отверстия выемке, и должен входить в выемку, соответствующую его внешнему контуру. Эта выемка, из которой фиксатор выводится при превышении максимального крутящего момента, должна иметь покатый выпуск.
В следующем варианте исполнения фиксатора выемки должны быть расположены в ступице и поводке таким образом, чтобы после разблокировки привода шарнирного вала, зависящей от крутящего момента, блокировка осуществлялась после проворачивания поводка на 360° относительно ступицы. Тем самым гарантируется, что последующая эксцентриковая передача редуктора ножей будет всегда приводиться в одном и том же положении относительно привода в целом.
Согласно выгодному варианту исполнения изобретения, по меньшей мере, одна выемка должна быть предусмотрена на каждой из обращенных друг к другу торцевых поверхностей ступицы и поводка, причем поводок устанавливается на валу отбора мощности с возможностью смещения в осевом направлении и подпружинивается в направлении ступицы. Как ступица, так и поводок установлены на вал отбора мощности трансмиссионной группы, поэтому вся предохранительная муфта встроена в трансмиссионную группу. Следовательно, конструктивные размеры трансмиссионной группы не увеличиваются вследствие применения предохранительной муфты.
В связи с этим в следующем варианте предлагается установить на конец вала отбора мощности упорное кольцо, на которое посредством упорного подшипника будет опираться ступица. При этом как упорное кольцо, так и упорный игольчатый подшипник могут быть расположены в пределах осевой протяженности ступицы, что позволяет сократить осевую монтажную длину конструкции в целом.
Кроме того, для точного ведения стопорных шариков относительно выемок, расположенных на ступице и поводке, предусмотрена кольцевая обойма, которая ведет соответствующий стопорный шарик по концентрической траектории. Это позволяет избежать блуждания, по меньшей мере, одного стопорного шарика, которое могло бы значительно ухудшить функционирование предохранительной муфты.
Если выемки для приема, по меньшей мере, одного фиксатора расположены в торцевых поверхностях ступицы и поводка, то поводок должен быть предварительно напряжен в направлении ступицы при помощи, по меньшей мере, одной тарельчатой пружины. При этом может подразумеваться, по существу, пакет тарельчатых пружин, который опирается, предпочтительно, на кольцевую упорную поверхность вала отбора мощности. При этом использование отдельной тарельчатой пружины или пакета тарельчатых пружин для осевого предварительного напряжения поводка выгодно своей высокой компактностью, а соответствующее предварительное напряжение может иметь оптимальную характеристику жесткости пружины.
В следующем варианте исполнения изобретения трансмиссионная группа должна содержать ведущий вал трансмиссии с насаженной на него ведущей конической шестерней, которая входит в зацепление с первой ведомой конической шестерней, приводящей поперечный транспортер уборочной машины. При этом первая ведомая коническая шестерня входит в зацепление со второй ведомой конической шестерней, приводящей вал отбора мощности, а вторая ведомая коническая шестерня посажена на промежуточный вал, проходящий параллельно валу отбора мощности, причем промежуточный вал приводит вал отбора мощности посредством шестеренчатой передачи. При этом ступица, выполненная в виде полого вала и содержащая фланец, может быть установлена на вал отбора мощности с возможностью вращения, и на нее посажена ведомая шестерня шестеренчатой передачи, причем поводок закреплен на валу отбора мощности без возможности проворачивания и может смещаться в осевом направлении под действием тарельчатой пружины, и причем между торцевыми поверхностями фланца и поводка внутри, по меньшей мере, одной выемки, предусмотренной в этих элементах, расположен, по меньшей мере, один фиксатор. Такой поводок должен быть также предварительно напряжен в направлении ступицы при помощи, по меньшей мере, одной тарельчатой пружины, а соответствующий фиксатор, выполненный в виде стопорного шарика, при этом также движется по кольцевой обойме. Такое взаимное расположение зубчатой передачи и предохранительной муфты внутри корпуса трансмиссии позволяет получить очень компактную конструкцию, в результате чего соответствующий шарнирный вал, присоединенный к валу отбора мощности, может быть оснащен сравнительно длинными профильными трубами благодаря увеличенному расстоянию между трансмиссионной группой и редуктором ножей во втянутом состоянии плиты для резки. Это позволяет значительно увеличить путь перемещения шарнирного вала.
Изобретение не ограничивается указанной комбинацией признаков независимого пункта 1 формулы с зависимыми пунктами формулы. Можно комбинировать отдельные признаки, раскрываемые в пунктах формулы изобретения, в описании преимуществ по пунктам формулы, в последующем описании или, по меньшей мере, на фигурах. Привязка пунктов формулы к фигурам при помощи обозначений не должна ограничивать защищаемый объем формулы.
Краткое описание графических материалов
Выгодные варианты исполнения изобретения детально поясняются ниже на основании прилагаемых фигур, на которых изображено:
Фигура 1: схематичный план режущего аппарата уборочной машины, в котором плита для резки может переставляться относительно лотка режущего аппарата.
Фигура 2: фрагмент режущего аппарата (вид сбоку) с различными положениями редуктора ножей относительно трансмиссионной группы.
Фигура 3: перспективный вид шестерней трансмиссионной группы, описываемой изобретением.
Фигура 4: фрагмент продольного разреза предохранительной муфты, расположенной в корпусе трансмиссии.
Фигура 5: продольный разрез альтернативного варианта исполнения и размещения предохранительной муфты.
Осуществление изобретения
На фигуре 1 представлен режущий аппарат 1, который состоит из плиты 2 для резки и лотка 3 режущего аппарата. Как показывает плоскость 4 разделения на фигуре, плита 2 для резки конструктивно отделена от лотка 3 режущего аппарата, благодаря чему она может смещаться относительно лотка в направлении движения комбайна или в противоположном направлении. Плита 2 для резки содержит косилочный нож 5, который состоит из ножевого бруса, не показанного на фигуре, и нескольких закрепленных на нем лезвий 6 ножа. При этом косилочный нож 5 направляется пальцами 7, закрепленными на плите 2 для резки.
Кроме того, на конце косилочного ножа 5 расположен редуктор 8 ножей, причем этот редуктор 8 ножей содержит корпус 8а и приводит косилочный нож 5 посредством шатунной шейки 9. В лотке 3 режущего аппарата находится поперечный транспортер 10, оснащенный движущимися навстречу друг другу шнеками 11 и 12, благодаря чему культура, срезанная косилочным ножом 5, взаимодействующим с пальцами 7, собирается в средней части лотка 3 режущего аппарата. Оттуда убранная культура передается на наклонный транспортер 13, который затем подает культуру на не показанное на фигуре обрабатывающее устройство, например, молотильное и разделительное устройство зерноуборочного комбайна или измельчающее устройство кормоуборочного комбайна.
Предпочтительно, режущий аппарат 1 в целом может присоединяться к наклонному транспортеру 13 посредством соединительного устройства (не показанного на фигуре), благодаря чему его можно заменять на другой навесной уборочный агрегат и транспортировать в прицепе уборочной машины при движении по дорогам общего пользования. При этом привод режущего аппарата 1 осуществляется путем передачи момента от расположенного в наклонном транспортере 13 вала 14 через карданный вал 15 на трансмиссионную группу 16. Эта трансмиссионная группа 16 приводит редуктор 8 ножей и поперечный транспортер 10, а также не показанное на фигуре мотовило. Для привода редуктора 8 ножей, как показано на фигуре 1, из трансмиссионной группы 16 выходит вал 17 отбора мощности, который соединен с шарнирным валом 18, причем другой конец этого шарнирного вала 18 соединен с ведущим валом 19 редуктора 8 ножей с передачей крутящего момента. На ведущий вал 19 насажена инерционная масса 19а, которая выполнена в форме горшка и предназначена для сокращения сил инерции, обусловленных эксцентриковой передачей редуктора 8 ножей и перемещающейся туда и обратно массой косилочного ножа. Такое исполнение инерционной массы 19а позволяет удлинить шарнирный вал 18, вследствие чего увеличивается путь перемещения.
Фрагмент режущего аппарата 1, выполненного в соответствии со схематичным изображением на фигуре 1, представлен на фигуре 2. При этом пунктирными линиями показано положение плиты 2 для резки, в котором эта плита смещена относительно лотка 3 режущего аппарата в продольном направлении. Кроме того, на фигуре 2 показано, что шарнирный вал 18 в этом положении редуктора 8 ножей, обозначенном пунктиром, выдвинут на максимальную длину. В задвинутом положении плиты 2 для резки, напротив, его длина минимальна.
Положение редуктора 8 ножей на плите 2 для резки и трансмиссионной группы 16 на лотке 3 режущего аппарата определяется, по существу, тем, что, во-первых, редуктор 8 ножей должен передавать колебательное движение на косилочный нож 5, а во-вторых, что вал 14 через карданный вал 15 должен приводить трансмиссионную группу 16. В результате редуктор 8 ножей оказывается на определенном расстоянии от трансмиссионной группы 16, которое, по существу, определяет длину шарнирного вала 18. Кроме того, в приводе косилочного ножа 5 должно быть предусмотрено устройство, которое будет отключать привод вследствие превышения максимального крутящего момента при встрече косилочного ножа 5 с камнями, металлическими элементами и т.п.
На фигуре 3 представлена шестеренчатая передача трансмиссионной группы 16. Трансмиссионная группа содержит ведущий вал 20 трансмиссии с посаженной на него ведущей конической шестерней 21. Ведущая коническая шестерня 21 входит в зацепление с первой ведомой конической шестерней 22, которая расположена на валу 23, ведущем к поперечному транспортеру 9. Кроме того, первая ведомая коническая шестерня 21 входит в зацепление со второй ведомой конической шестерней 24, которая расположена на промежуточном валу 25 и, посредством этого вала, приводит ведущую шестерню 26 шестеренчатой передачи 27. Кроме того, к шестеренчатой передаче 27 относится ведомая шестерня 28, которая приводит вал 17 отбора мощности, уже описанный в связи с фигурой 1, посредством предохранительной муфты 29. В состав предохранительной муфты 29 входит пакет тарельчатых пружин 30.
Как показано на фигуре 3, за счет такого расположения очень короткий механизм отбора мощности, содержащий предохранительную муфту 29, смещен назад по шарнирному валу 18 относительно ведущего вала 19 трансмиссии в направлении работы режущего аппарата 1. Таким образом, образуется относительно большое расстояние между трансмиссионной группой 16 и редуктором 8 ножей, в результате чего увеличивается путь перемещения шарнирного вала 18. Кроме того, предохранительная муфта 29 встроена в трансмиссионную группу 16.
На фигуре 4 важные детали этой конструкции показаны еще раз в продольном разрезе, причем они расположены в корпусе 31 трансмиссии. При этом видно, что ведомая шестерня 26 установлена без возможности проворачивания на полый вал 32, установленный с возможностью вращения на валу 17 отбора мощности. Этот полый вал 32 вместе с фланцем 33 образует ступицу 34. Кроме того, на валу 17 отбора мощности расположен поводок 35, который также выполнен в виде фланца и, посредством профиля 36 поводка, установлен на валу 17 отбора мощности без возможности проворачивания, но с возможностью осевого смещения. Ступица 34 содержит торцевую поверхность 37, в которой со смещением на 180° друг относительно друга выполнены три выемки 38. Напротив этой торцевой поверхности 37 ступицы 34 расположена торцевая поверхность 39 поводка 35, в которой также имеются три выемки 40, смещенные друг относительно друга на 180°. Между этими торцевыми поверхностями 37 и 39 находятся фиксаторы 41 и 41a, которые входят в выемки 38 и 40 и направляются по кольцевой обойме 41b.
Кроме того, на фигуре 4 видно, что на внешнем радиусе расположено два фиксатора 41, а на внутреннем радиусе - только один фиксатор 41a. Кроме того, на фигуре видно, что поводок 35 предварительно напряжен при помощи пакета тарельчатых пружин 30 в направлении ступицы 34. Кроме того, на валу 17 отбора мощности расположен ведомый фланец 42, посредством которого может приводиться шарнирный вал 18. Наконец, на фигуре видно, что на поводке 35 закреплена триггерная шестерня 43, взаимодействующая с датчиком 44. Таким образом, оператор в кабине уборочной машины получает сообщения о неисправностях в приводе редуктора 8 ножей, возникающих при расцеплении предохранительной муфты 29.
Альтернативный вариант исполнения и расположения предохранительной муфты 45 показан на фигуре 5. При этом, в отличие от фигуры 4, отсутствует полый вал. Вместо этого вал 17 отбора мощности, предпочтительно, приводится непосредственно при помощи шестеренчатой передачи, не показанной на фигуре. При этом ступица 46 оснащена ведомым фланцем 47, в то время как упорное кольцо 48, закрепленное на валу 17 отбора мощности, образует рабочую поверхность для осевого игольчатого подшипника 49. Следовательно, ступица 46 может свободно вращаться на этом упорном кольце 48 на валу 17 отбора мощности, но при этом подпирается в осевом направлении. Поводок 50 может смещаться в продольном направлении по профилю 51 поводка, но закреплен на валу 17 отбора мощности без возможности проворачивания. Кроме того, как уже говорилось в связи с фигурой 4, между торцевыми поверхностями 52 и 53 в выемках 54 и 55 расположены соответствующие фиксаторы 56 и 56a. На фигуре 5 видно, что эти фиксаторы 56 и 56a, выполненные в виде стопорных шариков, направляются по кольцевой обойме 57.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1
режущий аппарат
2
плита для резки
3
лоток режущего аппарата
4
плоскость разделения
5
косилочный нож
6
лезвия ножей
7
палец
8
редуктор ножей
8a
корпус редуктора 8
9
шатунная шейка
10
поперечный транспортер
11
шнек транспортера 10
12
шнек транспортера 10
13
наклонный транспортер
14
вал
15
карданный вал
16
трансмиссионная группа
17
вал отбора мощности
18
шарнирный вал
19
ведущий вал
19a
инерционная масса
20
ведущий вал трансмиссии
21
ведущая коническая шестерня
22
первая ведомая коническая шестерня
23
вал транспортера 10
24
вторая ведомая коническая шестерня
25
промежуточный вал
26
ведомая шестерня
27
шестеренчатая передача
28
ведомая шестерня
29
предохранительная муфта
30
тарельчатая пружина
31
корпус редуктора
32
полый вал
33
фланец
34
ступица
35
поводок
36
профиль поводка
37
торцевая поверхность ступицы 34
38
выемки на торцевой поверхности 37
39
торцевая поверхность поводка 35
40
выемки на торцевой поверхности 39
41
фиксатор
41a
фиксатор
41b
обойма
42
ведущий фланец
43
триггерная шестерня
44
датчик
45
предохранительная муфта
46
ступица
47
ведущий фланец
48
упорное кольцо
49
осевой игольчатый подшипник
50
поводок
51
профиль поводка
52
торцевая поверхность ступицы 46
53
торцевая поверхность поводка 50
54
выемка в торцевой поверхности 52
55
выемка в торцевой поверхности 53
56
фиксатор
56a
фиксатор
57
обойма