Поликлиновый ремень, применение поликлинового ремня и ременный привод самоходного зерноуборочного комбайна
SERPENTINE BELT, USE OF SERPENTINE BELT AND BELT DRIVE OF SELF-PROPELLED COMBINE HARVESTER

Область техники, к которой относится изобретение
[01] Изобретение относится к поликлиновому ремню, содержащему верхний слой и три ребра, соединенные с ним с возможностью передачи силы, при этом каждое ребро в поперечном сечении имеет форму симметричной трапеции, прилегающей основанием к длинной стороне прямоугольника, который, в свою очередь, образует поперечное сечение верхнего слоя, и при этом каждое ребро в верхней части, направленной к основанию, и в нижней части, направленной от основания, содержит эластомерный материал, а также содержит между верхней частью и нижней частью множество кордшнуров, проходящих параллельно друг другу в продольном направлении поликлинового ремня.
[02] Кроме того, изобретение относится к применению такого поликлинового ремня в ременном приводе самоходного зерноуборочного комбайна, в частности в ременном приводе для приведения в действие молотильного барабана.
[03] И, наконец, изобретение относится к ременному приводу самоходного зерноуборочного комбайна, в частности к ременному приводу для приведения в действие молотильного барабана.
Уровень техники
[04] Вышеописанные поликлиновые ремни, которые называют также ручейковыми ремнями или приводными ремнями, представляют собой совокупность множества узких клиновых ремней, при этом отдельные клиновые ремни расположены параллельно друг другу и соединены друг с другом верхним слоем, называемым также спинкой ремня. Преимуществом поликлиновых ремней по сравнению с соответствующим множеством отдельных ремней является исключение проворачивания вследствие бокового сцепления, в результате чего обеспечивается абсолютно равномерное распределение сил между всеми отдельными ребрами (соответствующими отдельным ремням). Вследствие этого имеет место низкая чувствительность к колебаниям и толчкам, а также высокое разрывное усилие, большая предельно допустимая нагрузка и длительный срок службы. Такие поликлиновые ремни являются пригодными, в частности, также для ременных шкивов с большими межосевыми расстояниями, что определяет их применение в больших сельскохозяйственных машинах, например, в самоходных зерноуборочных комбайнах.
[05] В DE 10 2013103450 А1 раскрыта система привода самоходного зерноуборочного комбайна, выполненная в виде ременных приводов, при этом в определенных ременных приводах также применяется поликлиновый ремень с тремя ребрами. Обычно различные устройства, приводимые во вращение, в частности, молотильные и разделительные устройства, а также измельчитель соломы, при помощи различных ременных приводов соединяются с выходной частью двигателя внутреннего сгорания, выполненного в большинстве случаев в виде дизельного двигателя. В случае DE 10 2013103450 предложен первый основной ременный привод, который содержит главный приводной шкив, первую промежуточную ступень и вторую промежуточную ступень. Для того чтобы обеспечить надежно функционирующий привод устройства выделения остаточного зерна, измельчения соломы, а также мощных уборочных агрегатов, предложено, чтобы первая промежуточная ступень непосредственно через первый ременный привод приводила в действие устройство выделения остаточного зерна, а через второй ременный привод - измельчитель соломы. Кроме того, вторая промежуточная ступень должна иметь приводное соединение с приводными механизмами уборочного агрегата и устройства для очистки. Существует потребность усовершенствования известных зерноуборочных комбайнов и используемой в них приводной системы с ременными приводами в части ременного привода для приведения в действие молотильных барабанов, а также в отношении качества поликлиновых ремней, применяемых для указанного ременного привода.
Раскрытие сущности изобретения
[06] Задача изобретения заключается в том, чтобы предложить поликлиновый ремень для применения в ременном приводе приводной системы самоходного зерноуборочного комбайна, и который отличается большой передаваемой мощностью, а также низкой стоимостью изготовления. Кроме того, должен быть обеспечен ременный привод для приведения в действие молотильного барабана самоходного зерноуборочного комбайна, который отличается высокой удельной мощностью при ограниченном монтажном пространстве и увеличенной эффективностью за счет высокой степени нагрузки ремня.
[07] Указанная задача решена поликлиновым ремнем с признаками, указанными в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, вместе с отличительными признаками этого пункта. Соответственно, длина такого поликлинового ремня составляет от 3500 мм до 4000 мм, разрывная нагрузка - по меньшей мере 67500 Н, а мощность, передаваемая им при длительной эксплуатации, равна по меньшей мере 75 кВт.
[08] В основе такого ремня лежит принцип известного и многократно испытанного трехручейкового ремня, поэтому он не создает каких-либо особых проблем в части технологичности и стоимости изготовления. При этом со своей особой длиной, указанным минимальным разрывным усилием ремня, которое соответствует разрывному усилию отдельного ребра (соответствующего отдельному ремню) и равно 22500 Н, и минимальной мощностью, передаваемой им при длительной эксплуатации, образует комбинацию признаков, позволяющих реализовать особенно компактные и эффективные ременные приводы для привода молотильного барабана самоходного зерноуборочного комбайна. Так, выбранная длина позволяет получать особенно предпочтительное расположение осей отдельных ременных шкивов или натяжного ролика ременного привода относительно друг друга, а также особенно большой угол охвата, благодаря чему надежная и исключающая проскальзывание передача ремнем мощности или результирующие вращающие моменты являются особенно высокими. Вследствие этого достигается особенно большая удельная мощность ременного привода, оснащенного поликлиновым ремнем согласно изобретению. При этом поликлиновый ремень согласно изобретению умышленно не содержит слишком больших отличий от известного поликлинового ремня, чтобы иметь возможность продолжать использовать большей частью существующие способы изготовления и применяемые материалы для отдельных компонентов поликлинового ремня. Таким образом, для получения поликлинового ремня согласно изобретению нет необходимости применять исключительно высокоэффективные материалы или обращаться к способам изготовления с чрезвычайно сложными и, возможно, трудно регулируемыми процессами или особенно затратными операциями.
[09] Максимальное удлинение поликлиновсго ремня после длительной эксплуатации с передаваемой поликлиновым ремнем (1) минимальной мощностью 75 кВт в течение 200 часов предпочтительно составляет 1% от длины поликлинового ремня в новом состоянии.
[10] Длина поликлинового ремня согласно изобретению особенно предпочтительно составляет от 3700 мм до 3900 мм, более предпочтительно - от 3750 мм до 3850 мм и наиболее предпочтительно - 3790 мм.
[11] Для передачи ремнем больших усилий при сравнительно малой площади поперечного сечения ремня может быть предусмотрено, чтобы по меньшей мере часть кордшнуров содержала волокна, по меньшей мере частично состоящие из ароматического полиамида, в. частности, из высокопрочного арамида, и/или углерода. Такие волокна имеют особенно большое сопротивление разрыву и одновременно высокую гибкость, что позволяет получать даже малые радиусы изгиба при работе поликлинового ремня согласно изобретению в ременном приводе.
[12] Настоящее изобретение относится также к ременному приводу для самоходного зерноуборочного комбайна, в частности к ременному приводу для приведения в действие молотильного барабана.
[13] Ременный привод согласно изобретению содержит двойной ременный шкив, который служит в качестве ведомого элемента и который соединен с валом молотильного барабана, при этом поликлиновый ремень действует на ременный шкив двойного ременного шкива, имеющий больший диаметр. Кроме того, ременный привод содержит ременный шкив, который служит в качестве ведущего элемента, и который по меньшей мере опосредованно может приводиться в действие при помощи двигателя внутреннего сгорания, а также натяжной ролик, который расположен в ведомой ветви клинового ремня и полностью расположен внутри огибающей кривой ременного привода, если смотреть без натяжного ролика.
[14] Таким образом, получается ременный привод с большой удельной мощностью и компактной конструкцией. Поликлиновый ремень согласно изобретению, применяемый для этого ременного привода, представляет собой разработанный с учетом отдельных особенностей тяговый элемент, который является прекрасным компромиссом между эффективной мощностью и долговечностью, с одной стороны, и низкой стоимостью изготовления и возможностью использования принципиально известной технологии изготовления, с другой стороны.
[15] Особенно предпочтительно, чтобы указанный ременный привод имел угол охвата на ременном шкиве двойного ременного шкива большего диаметра больше 250°, и/или угол охвата на ременном шкиве, приводимом в действие при помощи двигателя внутреннего сгорания, больше 200° и/или угол охвата на натяжном ролике больше 80°.
[16] При этом превосходная компактность ременного привода позволяет получать расстояние от оси натяжного ролика до прямой, проходящей между осью двойного ременного шкива и осью ременного шкива, приводимого в действие при помощи двигателя внутреннего сгорания, меньше 120 мм, предпочтительно - меньше 100 мм.
Краткое описание чертежей
[17] Ниже изобретение разъяснено подробнее при помощи варианта осуществления как поликлинового ремня, так и ременного привода, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны:
фиг. 1: поперечное сечение поликлинового ремня,
фиг. 2: вид сбоку самоходного зерноуборочного комбайна при его движении вправо с изображением привода барабана предварительного ускорения и привода молотильного барабана, и
фиг. 3: привод молотильного барабана согласно фиг. 2.
Осуществление изобретения
[18] Поликлиновый (ручейковый) ремень 1, показанный на фиг. 1 в поперечном сечении, состоит из верхнего слоя 2, который имеет плоскую прямоугольную форму в поперечном сечении с толщиной 3 и шириной 4. Толщина 3 составляет 13±2 мм, а ширина 4 - 55±2 мм. Поверхность 5 верхнего слоя 2 образует, так называемую спинку поликлинового ремня 1. Продольное направление поликлинового ремня проходит перпендикулярно плоскости чертежа.
[19] Верхний слой 4 образует связь с тремя ребрами 6, которые проходят параллельно друг другу, имеют в поперечном сечении трапециевидную форму и проходят от поверхности 5 к расположенной напротив нее поверхности 7. Между ребрами 6 находятся две канавки R, также имеющие трапециевидную форму. Трапеции, образующие поперечное сечение ребер 6, имеют основание 8 и противоположную основанию 8 базовую сторону 9, которая расположена параллельно основанию 8, и которая ограничивает поверхность 7 поликлинового ремня 1, противоположную поверхности 5. Боковые стороны 10 обеих трапеций образуют с прямыми 11, проходящими перпендикулярно поверхности 7, угол 12, равный 39±3°.
[20] Верхний слой 2 выполнен из эластомерного материала, в частности из армированного хлоропренового каучука.
[21] Поперечное сечение ребер 6 можно разделить на верхнюю часть 13, обращенную к верхнему слою 2, и нижнюю часть 14, проходящую от базовой стороны 9 до верхней части 13. При этом сумма высоты верхней части 13 и высоты нижней части 14 соответствует общей высоте 15 ребра 6.
[23] В каждом ребре 6 между верхней частью 13 и нижней частью 14 содержатся кордшнуры 16, охватывающие их до половины и расположенные параллельно друг другу в плоскости, параллельной поверхности 5, которая образует спинку поликлинового ремня 1. В данном случае в каждом ребре 6 имеется по меньшей мере 6 кордшнуров 16. Каждый кордшнур 16 состоит из мультифиламентной (многоволоконной) нити диаметром от 1,9 мм до 2,0 мм. Отдельные волокна, которые образуют кордшнур 16, выполнены из ароматического полиамида, в частности, из высокопрочного арамида.
[24] Нижняя часть 14 каждого ребра 6 выполнена из эластомерного материала, в частности, из армированного волокном хлоропренового каучука.
[25] Кроме того, каждое ребро 6 на наружной поверхности содержит два покрытия 17, 18, выполненные из ткани. Наружное покрытие 17 в поперечном сечении образует и базовую сторону 9, и основание 8, и обе боковые стороны 10 (боковины поликлинового ремня 1) трапеции. Внутреннее покрытие 18 расположено на очень малом расстоянии от наружного покрытия 17 внутри него.
[26] Распрямленная длина поликлинового ремня 1, образующего замкнутое кольцо, составляет 3790 мм (для привода молотильного барабана).
[27] Самоходный зерноуборочный комбайн 20, схематически представленный на фиг. 2, имеет конструкцию, известную, в принципе, из уровня техники, однако, содержащую некоторые особенности, которые относятся, в частности, к ременным приводам для приведения в действие молотильного барабана, а также барабана предварительного ускорения согласно изобретению. На фиг. 2 показано положение ременного привода 55 для приведения в действие молотильного барабана, расположенного с правой стороны относительно направления 21 движения. Кроме того, на фиг. 2 можно также видеть схематическое изображение положения ременного привода, служащего для приведения в действие барабана предварительного ускорения, конструкция и принцип действия которого в данном случае не имеют значения. Другие детали конструкции ременного привода 55 показаны на фиг. 3.
[28] В данном случае диаметр обоих ременных шкивов 23, 24 составляет 350 мм, а диаметр натяжного ролика 173 мм. Угол охвата на ременном шкиве 23 составляет 228°, на ременном шкиве 24 - 222°, а на натяжном ролике - 90°.
[29] Расстояние между осью 25 ременного шкива 23 и осью 31 ременного шкива 24 составляет 685 мм. Расстояние между осью 25 ременного шкива 23 и осью 32 натяжного ролика 28 составляет 325 мм. Расстояние между осью 32 натяжного ролика 28 и осью 31 натяжного ролика 24 составляет 326 мм. Как указано выше, длина поликлинового ремня равна 2640 мм.
[30] Ременный привод 55 содержит двойной ременный шкив 56 с ременным шкивом 57 меньшего диаметра и ременным шкивом 58 большего диаметра и выполнен в виде цельной детали, поэтому оба ременных шкива 56, 57 невозможно отделить друг от друга. Оба ременных шкива 56, 57, т.е., двойной ременный шкив 56, имеют общую ступицу 58, в которой вал 59 молотильного барабана установлен с возможностью вращения вокруг оси 60. Кроме того, поликлиновый ремень 1 проходит вокруг ременного шкива 61 с осью 62, при этом ременный шкив 61 приводится во вращение не показанным главным механизмом передачи при помощи двигателя внутреннего сгорания.
[31] Кроме того, поликлиновый ремень 1 в ведомой ветви 66 ременного привода 55 проходит поверхностью 5, образованной его спинкой, вокруг натяжного ролика 63, который в ременном приводе 55 снабжен не описанным подробнее, но известным натяжным устройством, чтобы обеспечить определенное натяжение ремня.
[32] Направление движения поликлинового ремня 1 или направление вращения ременного шкива 61 или двойного ременного шкива 56 показано стрелкой 64.
[33] В ременном приводе 55 угол охвата на ременном шкиве 58 двойного ременного шкива 56 составляет 250°, угол охвата на ременном шкиве 61 - 214°, а угол охвата на натяжном ролике 63 - 104°. Расстояние между осью 60 двойного ременного шкива 56 и осью 62 ременного шкива 61 составляет 875 мм. Расстояние от оси 65 натяжного ролика 63 до оси 62 ременного шкива 61 составляет 286 мм, а до оси 60 двойного ременного шкива 56 - 600 мм. Длина поликлинового ремня 1 ременного привода 55 равна 3790 мм.
[34] Расстояние А от оси 65 натяжного ролика 63 до соединительной прямой V, проходящей через ось 62 ременного шкива 61 и ось 6 двойного ременного шкива 56, составляет 66 мм. Натяжной ролик 63 полностью расположен внутри огибающей кривой Н ременного привода 55, если смотреть без натяжного ролика 63. Огибающая кривая Н состоит из отрезков двух касательных к двойному ременному шкиву 56 и ременному шкиву 61, а также из дополнительных приблизительно полукруглых участков поликлинового ремня 1 на двойном ременном шкиве 56 и ременном шкиве 61.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 Поликлиновый ремень
2 Верхний слой
3 Толщина
4 Ширина
5 Поверхность
6 Ребро
7 Поверхность
8 Основание
9 Базовая сторона
10 Боковая сторона
11 Прямая
12 Угол
13 Верхняя часть
14 Нижняя часть
15 Общая высота
16 Кордшнур
17 Покрытие
18 Покрытие
20 Зерноуборочный комбайн
21 Направление движения
55 Ременный привод
56 Двойной ременный шкив
57 Ременный шкив
58 Ступица
59 Вал молотильного барабана
60 Ось
61 Ременный шкив
62 Ось
63 Натяжной ролик
64 Стрелка
65 Ось
66 Ведомая ветвь
А Расстояние
Н Огибающая кривая
R Канавка
V Соединительная прямая