САМОУСТАНАВЛИВАЮЩАЯСЯ ОПОРА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, конкретнее к ходовой части сеялок-культиваторов и других почвообрабатывающих агрегатов.
Уровень техники
Известна стерневая сеялка-культиватор СЗС-2 с полноповоротным опорным колесом, установленным в передней части рамы сеялки на параллелограммной подвеске (см. Сборник «Состояние и перспективы внедрения комплекса машин для почвозащитной технологии обработки почвы и посева», М: АгроНИИЭИИТО, 1989 г., с. 16-17, рис. 7). Узкое перегруженное переднее колесо сеялки глубоко погружается в верхний слой почвы, в результате чего она наклоняется, первый ряд сошников чрезмерно углубляется в почву, а последний ряд, напротив, приподнимается, что ведет к нарушениям требований агротехники и неравномерности высева. При этом существенно возрастает тяговое сопротивление трактору. На поворотах колесо кренится, смещая почву и образуя на поверхности поля глубокие борозды и гребни. Высокие нагрузки при повороте вызывают деформации деталей и узлов параллелограммного механизма и вилки колеса.
Известна сеялка-культиватор со сдвоенной передней опорой (см. патент на полезную модель RU 86384, МПК: А01С 7/00, опубл. 10.09.2009). Согласно упомянутому патенту, передняя опора включает стойку и жестко связанный с ней кронштейн, приспособленный для удержания двух соосных пневматических колес. Использование сдвоенных колес позволяет снизить удельное давление, оказываемое каждым колесом на почву. Однако колеса упомянутой опоры, разнесенные между собой на некоторое расстояние и выполненные обычной ширины, работают также как и одиночное колесо, частично заглубляясь в почву. При этом между колесами образуется земляной гребень, а действие нагрузки веса сеялки вызывает излом стойки опоры над участком закрепления кронштейна.
В качестве наиболее близкого аналога для заявляемого технического решения принята передняя опора зернотуковой сеялки-культиватора СКП-2.1 (см. Руководство по эксплуатации, изд-во Омск: ООО «Сибзавод», 2011, с. 17, рис. 4).
Конструкция известной опоры характеризуется следующими признаками, сходными с существенными признаками заявляемого решения, а именно она содержит вилку, колесо, установленное на оси, размещенной в проушинах вилки и соединенной с ней, и две подшипниковые опоры.
В известной конструкции подшипниковые опоры выполнены в виде радиально-упорных подшипников, размещенных внутри корпуса ступицы, насаженной на ось посредством этих подшипников. Колесо устанавливается на ступице и закрепляется к ней болтами. Вилка жестко крепится к концам оси гайками со шплинтами.
Существенным недостатком ближайшего аналога является использование стандартного узкого колеса, которое подвержено «зарыванию» в почву, причем последнее тем больше, чем мягче почва. В результате возникают проблемы: неравномерность заглубления сошников, образование борозд, повышение нагрузки на привод трактора, что ведет к повышенному расходу топлива.
Решить упомянутые проблемы можно путем замены узкого колеса на более широкое. Однако осуществить простую смену колес в известной конструкции невозможно, т.к. для этого потребуется замена ступицы, посредством которой осуществляется установка колеса на оси. Ступица представляет собой полую корпусную деталь с внутренними посадочными поверхностями под подшипники. Для изготовления ступицы с новыми размерами потребуется разработка с нуля целого технологического процесса.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание конструкции самоустанавливающейся опоры, позволяющей использовать колеса любой ширины и производить их замену, в зависимости от конкретных условий работы, что позволило бы выполнять требования агротехники на любых почвах.
Раскрытие сущности полезной модели
Предлагаемая конструкция самоустанавливающейся опоры предназначена для преимущественного использования в сеялках-культиваторах и других почвообрабатывающих агрегатах.
Вышеупомянутая проблема решена благодаря усовершенствованиям известной конструкции опоры, включающей вилку, колесо, размещенное на оси, установленной в проушинах вилки и соединенной с ней, и две подшипниковые опоры.
Упомянутые усовершенствования, согласно заявляемой полезной модели, заключаются в том, что ось снабжена жестко закрепленным на ней диском, выполненным с отверстиями под болты для соединения с диском колеса, и соединена с вилкой через подшипниковые опоры, размещенные на концах оси и выполненные в виде самоустанавливающихся подшипников.
В предлагаемой конструкции опоры исключена ступица, функции которой, касающиеся закрепления колеса, выполняет диск, жестко закрепленный на оси.
Подшипниковые опоры вынесены за габариты колеса и обеспечивают соединение оси и вилки. Ось вращается вместе с колесом, с которым она жестко связана.
В такой несущей конструкции может быть установлено колесо любой ширины. При этом замена колеса достаточно проста.
Использование широкого колеса исключает его заглубление в почву и образование борозды при поворотах сеялки, обеспечивает равномерность высева, позволяет снизить тяговое сопротивление трактору. Более широкое пятно контакта с почвой исключает ее переуплотнение.
У самоустанавливающихся (самоцентрирующихся) подшипников внутренняя поверхность наружного кольца выполнена по сфере, что придает им способность самоустанавливаться и позволяет работать при значительном перекосе внутреннего кольца относительно наружного, что позволяет компенсировать угловые перекосы оси, способствует плавности хода.
В случае использования двухрядных самоустанавливающихся подшипников, двойной ряд тел качения обеспечивает повышенную грузоподъемность и компенсирует отрицательные конструктивные особенности.
Каждый самоустанавливающийся подшипник размещен в корпусе и образует вместе с ним подшипниковую опору. Корпус подшипника имеет фланец с отверстиями по углам, позволяющими выполнить его соединение с вилкой.
Вилка включает стойку для соединения с несущей рамой агрегата, и жестко связанный с ней П-образный кронштейн, на концах которого закреплены пластины с проушинами для оси и отверстиями для соединения с корпусом подшипника.
В качестве колеса целесообразно использование сельскохозяйственного колеса с шириной не менее 16 дюймов.
Для повышения жесткости и надежности работы сборочного узла оси, между диском и осью могут быть установлены ребра жесткости.
Для упрощения и повышения производительности монтажных работ в отверстиях диска могут быть заранее запрессованы болты для соединения диска оси с диском колеса.
К вилке может быть приварена площадка с отверстием для пальца-фиксатора, исключающего смещение колеса в продольном направлении.
Предпочтительно использование предлагаемой самоустанавливающейся опоры в качестве опорно-направляющего колеса сеялки или другого почвообрабатывающего агрегата.
Краткое описание чертежей
Суть заявляемой полезной модели поясняется приведенным ниже примером конкретного осуществления и чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - самоустанавливающаяся опора, общий вид, изометрия;
на фиг. 2 - тоже, вид А с фиг. 1, с частичным разрезом;
на фиг. 3 - ось колеса; на фиг. 4 - тоже, вид С с фиг. 3;
на фиг. 5 - вилка, изометрия;
на фиг. 6 - подшипниковая опора, изометрия.
Осуществление полезной модели
Самоустанавливающаяся опора содержит (см. фиг. 1-2) вилку 1, колесо 2, закрепленное на оси 3, установленной в проушинах вилки 1 посредством самоустанавливающихся подшипников 4.
Ось 3 (см. фиг. 3-4) снабжена диском 5, размещенным в центральной части оси 3 и жестко закрепленным на ней, например, посредством сварки. Для придания несущей конструкции требуемой жесткости, между диском и осью могут быть установлены ребра жесткости 6. На концах оси 3 выполнены посадочные поверхности 7 для подшипников. Технологичность установки подшипников обеспечивается торцевыми крышками 8. По периферии диска 5 выполнены отверстия 9 под болты 10 для соединения с диском (ободом) колеса 2. Болты 10 могут быть заранее запрессованы в отверстия.
Вилка 1 (см. фиг. 5) представляет собой сварную конструкцию, состоящую из стойки Н и жестко связанного с ней П-образного кронштейна 12, на концах которого закреплены пластины 13 с проушинами 14 для размещения оси 3 и отверстиями 15 для соединения с корпусом подшипника.
Для предотвращения смещения колеса в продольном направлении к вилке 1 может быть приварена пластина 16 с отверстием 17 под палец-фиксатор (на чертеже не показан).
В качестве подшипников 4 используют самоустанавливающиеся подшипники, размещенные во фланцевом корпусе, например, UCF 210 (см. фиг. 6). Подшипник, установленный в корпусе, образует с ним подшипниковую опору.
Сборку опоры осуществляют следующим образом.
К диску 5 посредством болтов 10 закрепляют колесо 2. В качестве колеса 2 используют сельскохозяйственное колесо с шириной не менее 16 дюймов. На концах оси 3 устанавливают подшипники 4, которые фиксируют торцевыми крышками 8.
Используя грузоподъемное оборудование, размещают концы оси 3 в проушинах 14 вилки 1 и посредством болтов 18, установленных в отверстиях 15 пластин 13 соединяют вилку 1 с корпусами подшипников.
Стойка 11 вилки 1 устанавливается в обойме, закрепленной посредством параллелограммной подвески к раме сеялки-культиватора или другого почвообрабатывающего агрегата (на чертежах не показано).
Аналогичным образом может быть установлено другое колесо любой ширины.
В процессе работы самоустанавливающиеся подшипники 4 обеспечивают компенсацию угловых перекосов оси 3 относительно вилки 1, например, при наезде на камни или иное препятствие.