УСТРОЙСТВО ПРИВОДА РОТОРА ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА
DEVICE OF ROTOR DRIVE OF GRAIN COMBINE HARVESTER

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а конкретно, к способам и устройствам привода и регулирования скорости вращения молотильного ротора в молотильно-сепарирующем устройстве зерноуборочных комбайнов роторного типа.
Известны способ и устройство привода ротора клиноременной вариаторной передачей (комбайны «Дон-2600», «Дон-2600Р» производства ООО «Комбайновый завод «Ростсельмаш» и др.) [1].
Известно устройство привода ротора с использованием суммирующего редуктора с коробкой передач, в котором изменение скорости производится в пределах двух ступеней (комбайн «Torum-740» производства ООО «Комбайновый завод «Ростсельмаш» и др.) [2, 3].
Наиболее близким аналогом заявляемого устройства привода ротора и изменения оборотов является система комбайна «Torum-740» по патенту RU 2370695 C2 [3]. Механизм привода ротора осуществлен посредством передачи крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания через редуктор отбора мощности и через карданный вал к суммирующему редуктору, и далее в зависимости от выбранного диапазона работы коробки передач редуктора привода ротора в движение приводится ротор с регулировкой оборотов в пределах рабочего диапазона скоростей вращения ротора. При этом ротор расположен соосно жестко с выходным валом редуктора привода ротора.
Недостатками наиболее близкого аналога заявляемого устройства привода ротора являются: низкая надежность вследствие сложности конструкции устройства и необходимости переключения скоростей при выборе значений скорости вращения ротора, оптимальных в условиях уборки, что бывает невозможным из-за попадания шестерен редуктора «зуб на зуб», и является неприемлемым при аварийном запуске после забивания ротора, т.к. выкрутка, т.е. устранение забивания пространства между ротором и декой путем обратного вращения ротора, происходит только на первом (из двух) диапазоне скоростей; недостаточный крутящий момент, передаваемый от двигателя к ротору, обусловленный тем, что при выкрутке не блокируется гидромотор, и его крутящий момент является ограничителем передаваемого момента от двигателя к ротору; соосное жесткое расположение (соединение) выходного вала редуктора и оси вращения ротора, что снижает надежность соединения при ударных нагрузках.
Цель изобретения - повышение надежности привода ротора за счет упрощения его конструкции, повышение крутящего момента, передаваемого от двигателя к ротору, и обеспечение бесступенчатого регулирования скорости вращения ротора.
Указанная цель достигается за счет того, что в устройство привода ротора зерноуборочного комбайна, содержащее механически связанные редуктор отбора мощности, приводимый во вращение от двигателя комбайна, сцепную муфту, карданный вал и редуктор привода ротора, включающий в себя гидравлически связанные гидростатический насос и гидростатический мотор, коническую передачу, промежуточную шестерню, планетарную передачу, выходной вал со ступицей соосной стыковки с ротором, при этом гидростатический насос механически связан с карданным валом и гидравлически связан с гидростатическим мотором, гидростатический мотор механически связан с внутренней шестерней планетарной передачи, коническая передача, промежуточная шестерня и планетарная передача механически связаны с выходным валом, введена система очистки ротора от забивания, состоящая из гидроцилиндра со стопором и храпового колеса, при этом стопор при выключении блокирует храповое колесо, жестко связанное валом с центральной шестерней планетарной передачи, выходной вал планетарного редуктора соединен с ротором шлицевой насадкой, а бесступенчатое изменение скорости вращения молотильного ротора осуществляют за счет подбора передаточных отношений скоростей вращения гидростатического мотора и внутренней шестерни планетарной передачи. При этом стыковку выходного вала редуктора привода ротора с осью вращения ротора посредством шлицевой насадки и зубчатого соединения осуществляют под некоторым углом, изменения скорости вращения гидростатического мотора достигают за счет изменения расхода рабочей жидкости посредством гидростатического насоса в гидравлической системе.
Заявляемое устройство иллюстрируется следующими графическими материалами:
- фиг.1 - укрупненная конструктивная схема устройства привода ротора;
- фиг.2 - детальная конструктивная схема устройства привода ротора;
- фиг.3 - график зависимости скорости вращения ротора от скорости вращения гидростатического мотора.
Укрупненная конструктивная схема устройства привода ротора от двигателя внутреннего сгорания включает в себя следующие конструктивные узлы (фиг.1): 1 - редуктор отбора мощности; 2 - редуктор привода ротора; 3 - фрикционная муфта сцепления; 4 - карданный вал.
Движение приводу ротора передается от двигателя внутреннего сгорания через редуктор отбора мощности 1 к редуктору привода ротора 2 через фрикционную муфту сцепления 3, соединенную с карданным валом 4.
Данный механизм касается привода ротора зерноуборочного комбайна с гидростатически-механической передачей. При этом механически-гидравлическая передача приводит в действие ротор и делает возможной бесступенчатую регулировку оборотов ротора. Фрикционная муфта приводится в действие редуктором отбора мощности. Выход фрикционной муфты механически связан с входом редуктора привода ротора. Далее через цилиндрическую передачу приводятся во вращение вал гидростатического насоса и коническая передача на полое колесо планетарной передачи. Гидростатический насос гидравлически связан с гидростатическим мотором. Гидростатический мотор связан с конической передачей центральной шестерни планетарного редуктора. Водило сателлитов (выходной вал) планетарного редуктора связано посредством шлицевого соединения с ротором. На валу центральной шестерни планетарного редуктора установлен храповой механизм. В корпусе редуктора предусмотрен гидравлический цилиндр для стопорения храпового механизма с помощью стопора при аварийной выкрутке ротора.
Детальная конструктивная схема устройства привода ротора от двигателя включает в себя следующие узлы (фиг.2): 1 - редуктор отбора мощности; 2 - редуктор привода ротора; 3 - фрикционная муфта сцепления; 4 - карданный вал; 5 - корпус; 6 - гидростатический насос; 7 - гидростатический мотор; 8 - входной вал; 9 - гидравлический насос системы охлаждения; 10, 11 - цилиндрические шестерни; 12 - приводной вал; 13, 14 - конические зубчатые колеса; 15 - полый вал; 16 - наружная шестерня; 17 - планетарная передача; 18 - вал; 19 - центральная шестерня; 20 - коническая зубчатая шестерня; 21 - храповое колесо; 22 - коническая зубчатая шестерня; 23 - сателлит; 24 - водило; 25 - выходной вал; 26 - шлицевая насадка; 27 - стопор; 28 - гидроцилиндр.
Устройство работает следующим образом. Редуктор отбора мощности 1 приводит в действие фрикционную муфту 3, которая, в свою очередь, через карданный вал 4 приводит в действие редуктор привода ротора 2. На корпусе 5 редуктора привода ротора 2 закреплены гидростатический насос 6 и гидростатический мотор 7, которые механически связаны с приводом ротора. Гидростатический насос 6 гидравлически связан (гидравлическими трубопроводами, на фиг.2 не показаны) с гидростатическим мотором 7, чтобы приводить его в действие.
Редуктор привода ротора 2 имеет вход в виде входного вала 8, который приводится в действие карданным валом 4. Входной вал 8 редуктора привода ротора 2 непосредственно связан с валом гидравлического насоса системы охлаждения 9. На входном валу 8 установлена без проворачивания цилиндрическая шестерня 10, которая приводит во вращение вторую цилиндрическую шестерню 11, установленную на приводном валу 12 гидростатического насоса 6 и конического зубчатого колеса 13. Зубчатое коническое колесо 13 приводит в действие второе коническое зубчатое колесо 14, которое установлено на полом валу 15 и приводит во вращение наружную шестерню 16 планетарной передачи 17.
На валу 18 центральной шестерни 19 планетарной передачи 17 без вращения закреплена коническая зубчатая шестерня 20 и храповое колесо 21. Коническую зубчатую шестерню 20 приводит в действие другая коническая зубчатая шестерня 22, которая без вращения закреплена на валу гидростатического мотора 7. При этом зубчатые колеса 20 и 22 образуют угловую передачу. На фиг.3 представлен график зависимости скорости вращения молотильного ротора от скорости вращения гидростатического мотора 7, поясняющий реализацию бесступенчатого или плавного изменения скорости вращения ротора.
Планетарная передача 17 имеет несколько сателлитов 23, которые расположены между наружной шестерней 16 и центральной шестерней 19 и закреплены с возможностью вращения на водиле 24 сателлитов. Водило 24 сателлитов 23 имеет выходной вал 25, который представляет собой выход планетарной передачи 17, на который устанавливается шлицевая насадка 26, благодаря которой ротор может иметь перекос относительно выходного вала 24, предохраняющий конструкцию от ударных нагрузок.
Храповое колесо 21 служит для блокирования центральной шестерни 19 планетарной передачи 17 во время аварийного пуска после забивания ротора технологической массой. Для стопорения в момент пуска в зацепление с храповым колесом 21 входит стопор 27, выдвигаемый штоком гидроцилиндра 28, установленного на корпус редуктора 5. Благодаря этому весь крутящий момент от двигателя приходится на ротор, в отличие от прототипа, в котором гидростатический мотор не блокируется, и тем самым ограничивает величину крутящего момента, передаваемого на ротор.
Введение в состав устройства привода ротора стопорного механизма, состоящего из гидроцилиндра 28, храпового колеса 21 и стопора 27, который вводит в зацепление гидравлический цилиндр 28, блокирующий в момент аварийного запуска гидростатический мотор 7 и предназначенный для передачи более высокого крутящего момента от двигателя к ротору для выкрутки последнего после забивания, позволяет более надежно производить процесс выкрутки. Подбор передаточных чисел зубчатых передач редуктора позволяет снизить массу комбайна за счет исключения коробки передач из редуктора привода ротора и исключает возможность попадания «зуб на зуб» шестерен при переключении диапазонов, что позволяет оператору регулировать скорость ротора, а также устранять забивание пространства между ротором и декой, не покидая рабочее место. Смазывание конструктивных узлов заявляемого устройства, происходящее без нагнетания давления, позволяет повысить надежность устройства.
Литература
1. Комбайны самоходные зерноуборочный «Дон-2600» и рисозерноуборочный «Дон-2600-Р». Инструкция по эксплуатации и техническому обслуживанию РСМ-12 ИЭ. - Ростов-на-Дону: ООО «КЗ «РСМ», 2000.
2. Комбайн зерноуборочный самоходный РСМ-181 «Torum-740». Инструкция по эксплуатации и техническому обслуживанию РСМ-181 ИЭ. - Ростов-на-Дону: ООО «КЗ «РСМ», 2008.
3. Патент RU 2370695C2. - Приор. 04.10.2007 (DE 102006047577.1. - Конвенц. приор. 05.10.2006).