РЕЖУЩАЯ СИСТЕМА С ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНЫМИ НОЖАМИ
CUTTING SYSTEM WITH RECIPROCATING KNIVES

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к возвратно-поступательным ножевым резакам для сельскохозяйственных уборочных машин. Более конкретно, оно относится к способам обеспечения ограниченного относительного перемещения между расположенными рядом резаками и их возвратно-поступательными ножами.
Уровень техники
Платформенные жатки, в которых используют транспортерные ленты (также известные как «Draper платформы» или «Drapers»), обычно применяют для уборки урожая нерядных сельскохозяйственных культур, например пшеницы. В них обычно используют возвратно-поступательные ножевые резаки для скашивания урожая и отделения его от грунта. При наиболее общей конфигурации эти возвратно-поступательные ножевые резаки включают в себя множество отдельных ножей, которые установлены на возвратно-поступательном брусе, который удерживают в другом брусе, называемом режущим брусом. Режущий брус прикреплен к раме, и возвратно-поступательный брус с его ножами совершает возвратно-поступательное перемещение для скашивания урожая.
В одной из компоновок (представленной в заявке на патент США №11/366035, поданной на рассмотрение 2 марта 2006, права на которую принадлежат Deere & Company - заявителю настоящего изобретения) два возвратно-поступательных ножевых резака прикреплены к передней части платформенной жатки и приводятся в действие посредством общего привода, расположенного в передней части и в центре платформенной жатки. В описании не указано, что привод может быть расположен где-либо еще.
Было бы предпочтительно соединить концы режущих брусьев друг с другом для обеспечения их некоторого относительного перемещения с ограничением другого относительного перемещения между концами, так чтобы не происходило заедания режущих брусьев или не происходил их интенсивный износ.
Целью настоящего изобретения является создание режущей системы с возвратно-поступательными ножами, которая могла бы обеспечить такое ограниченное относительное перемещение.
Сущность изобретения
Согласно первому аспекту изобретения предложена режущая система с возвратно-поступательными ножами, включающая в себя первый возвратно-поступательный ножевой резак, дополнительно содержащий первый режущий брус и первый возвратно-поступательный брус, при этом первый возвратно-поступательный брус имеет первое множество прикрепленных к нему ножей, ведомый конец и свободный конец, второй возвратно-поступательный ножевой резак, дополнительно содержащий второй режущий брус и второй возвратно-поступательный брус, при этом второй возвратно-поступательный брус имеет первое множество прикрепленных к нему ножей, ведомый конец и свободный конец, причем первый возвратно-поступательный брус перекрывает второй возвратно-поступательный брус, сцепное устройство, выполненное с возможностью сцепления свободного конца первого режущего бруса со свободным концом второго режущего бруса, при этом сцепное устройство выполнено с возможностью удержания двух свободных концов режущих брусьев коаксиальными вблизи сцепного устройства и ограничения относительного перемещения одного свободного конца относительно другого свободного конца перемещением вдоль общей составной оси.
Согласно второму аспекту изобретения предложена сельскохозяйственная платформенная жатка, включающая в себя основную раму, имеющую, по меньшей мере, одну секцию, множество рычагов, которые соединены у их задних концов с основной рамой и имеют проходящие вперед передние концы, режущую систему с возвратно-поступательными ножами для сельскохозяйственной платформенной жатки, при этом система содержит: первый возвратно-поступательный ножевой резак, дополнительно содержащий первый режущий брус и первый возвратно-поступательный брус, причем первый режущий брус соединен с передними концами множества рычагов на левой стороне платформенной жатки, причем первый возвратно-поступательный брус имеет ведомый конец, первый свободный конец и первое множество ножей, прикрепленных к первому возвратно-поступательному брусу; второй возвратно-поступательный ножевой резак, дополнительно содержащий второй режущий брус и второй возвратно-поступательный брус, при этом второй режущий брус соединен с передними концами множества рычагов на правой стороне платформенной жатки, при этом первый возвратно-поступательный брус имеет ведомый конец, второй свободный конец, расположенный рядом с первым свободным концом, и второе множество ножей, прикрепленных к первому возвратно-поступательному брусу, причем первый возвратно-поступательный брус перекрывает второй возвратно-поступательный брус; и сцепное устройство, выполненное с возможностью сцепления свободного конца первого режущего бруса со свободным концом второго режущего бруса, при этом сцепное устройство выполнено с возможностью удерживания двух свободных концов режущих брусьев коаксиально вблизи сцепного устройства и ограничения относительного перемещения одного свободного конца относительно другого свободного конца перемещением вдоль общей составной оси.
Сцепное устройство может быть шарнирно соединено с платформенной жаткой в месте позади режущих брусьев для обеспечения поступательного перемещения вверх и вниз свободных концов двух режущих брусьев относительно платформенной жатки с предотвращением при этом поступательного перемещения концов режущих брусьев в переднем и заднем направлении относительной платформенной жатки. Сцепное устройство может включать в себя первый и второй элементы, прикрепленные с возможностью снятия соответственно к первому и второму режущим брусьям, и опорный элемент, соединенный с первым и вторым элементами и между ними для ограничения их относительного перемещения в боковом направлении. Первый и второй элементы образуют отверстия, могут проходить в боковом направлении и могут со скольжением опираться на опорный элемент, при этом опорный элемент может проходить в боковом направлении и может входить в отверстия первого и второго элементов.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой вид сверху платформенной жатки согласно настоящему изобретению, показывающий боковые ленточные транспортеры, центральный ленточный транспортер и режущую систему с возвратно-поступательными ножами согласно настоящему изобретению.
Фиг.2 представляет собой вид в перспективе центральной части платформенной жатки с удаленными ленточными транспортерами, показывающий смежные концы режущих брусьев и сцепное устройство, которое соединяет смежные концы режущих брусьев друг с другом.
Фиг.3 представляет собой местный вид сверху центральной части платформенной жатки с рамой жатки и лентами, при этом некоторые из ножевых секций удалены для лучшей иллюстрации возвратно-поступательных режущих ножей.
Фиг.4 представляет собой вид в поперечном сечении по линии 4-4 на фиг.3, показывающий перекрытие ножевых секций, а также первый и второй возвратно-поступательные брусья.
Описание предпочтительного варианта осуществления изобретения
На фиг.1 представлена сельскохозяйственная уборочная машина 100, включающая в себя транспортное средство 102, от которого отходит приемная камера 104 молотилки. Платформенная жатка 106 установлена на переднюю часть сборника комбайна. Платформенная жатка 106 имеет основную раму 107, которая опирается на приемную камеру молотилки. Эта основная рама может быть выполнена в виде одиночного элемента, как показано здесь, или она может быть выполнена в виде двух или более секций, которые шарнирно соединены друг с другом, как показано в заявке на патент США № 11/366035 («заявка на патент 035»), которая приведена здесь посредством ссылки со всем тем, что в ней предложено.
Платформенная жатка 106 дополнительно содержит множество проходящих вперед плавающих рычагов 109 (в данном варианте осуществления конструкции около 15), которые шарнирно соединены с основной рамой и, по существу, проходят вперед от нее. Их конструкция и соединение представлены в заявке на патент 11/366035.
Платформенная жатка 106 дополнительно содержит два возвратно-поступательных ножевых резака 108, 110, которые проходят в боковом направлении и упруго прикреплены к передним концам плавающих рычагов 109 для прохождения, по существу, по всей ширине основной рамы.
Платформенная жатка 106 также содержит левую и правую боковые бесконечные транспортерные ленты 111, 113, которые удерживают на плавающих рычагах и которые должны быть приведены в действие внутрь посредством двигателя или двигателей (не показаны), вследствие чего происходит транспортировка урожая к центру основной рамы.
Платформенная жатка 106 дополнительно содержит бесконечную центральную транспортерную ленту 115, которая расположена между лентами 111, 113 для переноса скошенного урожая, принимаемого с лент 111, 113 назад к отверстию в задней стенке основной рамы 107. Отсюда приемная камера 104 молотилки переносит скошенный урожай назад к транспортному средству 102 уборочной машины для дальнейшей обработки.
Левый возвратно-поступательный ножевой резак 108 соединен с рычагом 112 и приводится в действие посредством этого рычага, который расположен на левом конце платформенной жатки 106. Правый возвратно-поступательный ножевой резак 110 соединен с рычагом 114 и приводится в действие посредством этого рычага, который расположен на правом конце платформенной жатки 106. Рычаги, в свою очередь, приводят в действие посредством обычного приводного устройства с валом улитки, которое соединяет рычаги с двигателем транспортного средства уборочной машины.
Два возвратно-поступательных резака встречаются в середине 116 жатки 106, где они перекрывают друг друга для приведения в действие перекрывающих ножевых секций, чтобы гарантировать скашивание всего урожая.
Как показано на фиг.2 и 3, возвратно-поступательные ножевые резаки 108, 110 содержат режущие брусья соответственно 116, 118, которые расположены рядом почти с примыканием в середине платформенной жатки 106.
Возвратно-поступательные ножевые резаки 108, 110 дополнительно содержат возвратно-поступательные брусья 120, 122, которые проходят, по существу, по всей ширине платформенной жатки 106, при этом их приводят в возвратно-поступательное перемещение посредством приводов 112, 114.
Возвратно-поступательные ножевые резаки 108, 110 также содержат верхние держатели 128, которые с возможностью снятия прикреплены посредством резьбовых крепежных средств к верхним поверхностям режущих брусьев 116, 118. Держатели 128 расположены на расстоянии друг от друга, по существу, по всей длине возвратно-поступательных ножевых резаков 108, 110.
Возвратно-поступательные ножевые резаки 108, 110 дополнительно содержат ножевые секции 130, которые прикреплены болтами к возвратно-поступательным брусьям и которые проходят вперед для зацепления со скашиваемыми растениями. Кроме того, возвратно-поступательные ножевые резаки 108, 110 содержат пальцы 132, которые прикреплены к режущим брусьям 116, 118 и которые проходят от них вперед для зацепления с режущими краями 134 ножевых секций 130, когда они совершают возвратно-поступательное перемещение, и для срезания растений между ними.
Верхние держатели 128 примыкают к ножевым секциям и прижимают ножевые секции к пальцам для обеспечения срезания растений между ними. Большая часть пальцев 132 прикреплена к нижней поверхности режущих брусьев, при этом они совершают резание относительно ножевых секций, которые лежат на их верхней части, когда ножевые секции совершают возвратно-поступательное перемещение посредством возвратно-поступательных брусьев 120, 122.
Эти пальцы проходят, по существу, по всей ширине возвратно-поступательных ножевых резаков 108, 110.
Возвратно-поступательные ножевые резаки 108, 110 выполнены таким образом, что возвратно-поступательные брусья 120, 122 перекрывают друг друга в центре платформенной жатки 106. Это наилучшим образом показано на фиг.4. Множество ножевых секций 130, устанавливаемых у смежных концов возвратно-поступательных брусьев 120, 122 (обозначенных как секции 130') с возможностью снятия, прикреплены к этим перекрывающим частям возвратно-поступательных брусьев 120, 122 посредством болтов или винтов, так что, по меньшей мере, один нож ножевой секции 130', которая прикреплена болтами к возвратно-поступательному брусу 120, перекрывает другой нож ножевой секции 130', которая прикреплена болтами к возвратно-поступательному брусу 122, в течение, по меньшей мере, некоторой части возвратно-поступательного цикла резания двумя возвратно-поступательными брусьями 120, 122. Такое перекрытие гарантирует, что ни одна часть на земле не останется нескошенной.
Как отмечено выше, режущие брусья 118, 120 прикреплены к передним концам плавающих рычагов 109 и опираются на них, при этом каждый из плавающих рычагов 109 шарнирно соединен с основной рамой 107 платформенной жатки таким образом, что передний конец каждого плавающего рычага 109 может быть повернут вверх и вниз независимо от других плавающих рычагов.
Когда уборочную машину приводят в действие по земле, скользящие листы 133 (фиг.4), которые прикреплены к нижней части режущего бруса, по существу, по всей его ширине будут подвергнуты толкающему воздействию вверх посредством земли, когда контуры земли изменяются. Те силы, с которыми земля воздействует в верхнем направлении, будут переданы режущему брусу и плавающим рычагам, что приводит к отклонению режущего бруса вверх с переменными величинами по его ширине, когда плавающие рычаги поднимаются и падают, поворачиваясь вверх и вниз относительно основной рамы 107.
Сцепное устройство 136 предусмотрено для соединения концов режущих брусьев 116, 118 друг с другом и для гарантии того, что возвратно-поступательные ножевые резаки 108, 110 будут оставаться с предпочтительным относительным выравниванием у их концов, даже если плавающие рычаги поворачиваются вверх и вниз. Это сцепное устройство 136 ограничивает относительное перемещение свободных концов режущих брусьев 116, 118 для уменьшения или исключения износа и повреждения, которые могли бы возникать в ином случае в том месте, где концы возвратно-поступательных брусьев 120, 122 перекрывают друг друга.
Сцепное устройство 136 управляет перемещением концов режущих брусьев 116, 118 так, что продольные оси возвратно-поступательных брусьев 120, 122 вблизи сцепного устройства будут соосны, и так, что режущие брусья 116, 118 в зоне сцепного устройства 136 будут компланарными. Кроме того, сцепное устройство 136 ограничивает возвратно-поступательное перемещение возвратно-поступательных брусьев 120, 122 вблизи сцепного устройства 136, так что брус 120 будет совершать возвратно-поступательное перемещение в направлении, которое параллельно перемещению бруса 122 и, наоборот, вблизи от смежных концов брусьев 116, 118. Кроме того, сцепное устройство 136 ограничивает перемещение режущих брусьев 116, 118 в зоне сцепного устройства 136 таким образом, что они перемещаются относительно друг друга в направлениях, которые параллельны друг другу.
Ограниченное, соосное, компланарное и параллельное перемещение режущих брусьев и возвратно-поступательных брусьев способствует снижению износа и трения между перекрывающими возвратно-поступательными брусьями 120, 122 относительно друг друга, а также снижает износ и трение между возвратно-поступательными брусьями 120, 122 и соединенными с ними режущими брусьями 116, 118.
Соосное, компланарное и параллельное перемещение, в основном, существует только в зоне сцепного устройства 136, поскольку режущие брусья опираются на передние концы плавающих рычагов и, следовательно, будут изгибаться и принимать волнистую форму по их длине, когда плавающие рычаги поворачиваются вверх и вниз у их передних концов, чтобы отслеживать контуры местности.
Сцепное устройство 136 содержит первое звено 138, которое с возможностью снятия прикреплено к концу режущего бруса 116, второе звено 140, которое с возможностью снятия прикреплено к концу режущего бруса 118, и опорный элемент 142, который соединяет друг с другом первое и второе звенья. Каждое из первого и второго звеньев 138, 140 содержит первый элемент 144, который крепят болтами к брусьям и который проходит к задней части брусьев.
Первый элемент 144, по существу, плоский и имеет множество отверстий, которые выполнены для вхождения в них крепежных средств, например болтов или заклепок, для крепления первого и второго звеньев 138, 140 к режущим брусьям.
Каждое из первого и второго звеньев 138 и 140 также содержит направляющий элемент 146, который прикреплен к первому элементу 144. Направляющие элементы 146 выполнены с возможностью зацепления с опорным элементом 142 и придания им направления посредством опорного элемента для следования заданной траектории. Каждый направляющий элемент 146 образует, по существу, многоугольное (предпочтительно прямоугольное, как здесь показано) выровненное по вертикали отверстие 148, которое выполнено для вхождения опорного элемента 142 и придания направления посредством опорного элемента. Опорный элемент 142 содержит направляющий элемент 150, который ориентирован по вертикали и, по существу, имеет прямоугольное поперечное сечение, при этом он выполнен с возможностью вхождения в отверстия 148 первого и второго звеньев 138, 140.
Направляющий элемент 150 управляет относительными положениями и перемещением режущих брусьев 116, 118 посредством их ограничения (и, следовательно, брусьев, к которым они прикреплены, а также возвратно-поступательных брусьев 120, 122, которые совершают возвратно-поступательное перемещение относительно режущих брусьев) скольжением по длине направляющего элемента 150 в направлении, которое удерживает их компланарными, соосными и перемещающимися параллельно друг другу в одном линейном направлении, то есть в направлении, определяемом продольной осью направляющего элемента 150.
Отверстия в направляющих элементах 146 такие, что проходят в боковом направлении относительно комбайна, по существу, параллельно оси возвратно-поступательных брусьев 116, 118 и режущих брусьев 108, 110. Отверстие образовано, по существу, планарными внутренними сторонами, которые примыкают к подобным образом выполненным поверхностям, образованным на направляющем элементе 150. Отверстие имеет, по существу, постоянное поперечное сечение, так что внутренние поверхности отверстия входят в плотное зацепление с сопрягающимися поверхностями направляющего элемента 150.
Для уменьшения износа между сопрягающимися поверхностями первого и второго звеньев и направляющим элементом 150 расположен антифрикционный слой 152. Антифрикционный слой предпочтительно выполняют из соответствующего антифрикционного материала, например нейлона, политетрафторэтилена или полиэтилена.
Такая конструкция уменьшает (а предпочтительно предотвращает) относительное вращение и относительное поступательное перемещение направляющих элементов 146 относительно направляющего элемента 150 во всех направлениях за исключением направления, по существу, параллельного продольной оси режущих брусьев 116, 118, и направления, по существу, параллельного продольной оси возвратно-поступательных брусьев 120, 122 вблизи сцепного устройства 136. Такая конструкция позволяет уменьшить до минимума вращение двух режущих брусьев 108, 110 и двух возвратно-поступательных брусьев 120, 122 относительно друг друга вокруг оси, по существу, параллельной продольным осям режущих брусьев и возвратно-поступательных брусьев.
Опорные элементы 142 также содержат второй элемент 154, который прикреплен к направляющему элементу 150 и который выходит позади направляющего элемента 150 и позади режущих брусьев 116, 118. Второй элемент 154 содержит шарнирное соединение 158, которое с возможностью поворота соединяет сцепное устройство 136 с элементом 156. Элемент 156 соединен с двумя смежными плавающими рычагами 109 (схематично показанными на фиг.3 и обозначенными позициями 109' и 109'') и проходит между рычагами, которые расположены с каждой стороны сцепного устройства 136.
Такая конструкция обеспечивает поворот свободных концов режущих брусьев 116, 118 вверх относительно двух плавающих рычагов, расположенных с каждой стороны сцепного устройства 136, когда режущие брусья 116, 118 находятся в зоне сцепного устройства 136. Таким образом, сцепное устройство 136 обеспечивает некоторое вертикальное поступательное перемещение концов режущих брусьев 116, 118 относительно расположенных рядом плавающих рычагов в случае внезапного ударного воздействия на режущие брусья в зоне сцепного устройства 136.
В случае такого ударного воздействия результирующее перемещение вследствие поворота опорного элемента 142 и сцепного устройства 136 вокруг оси поворота поворотного соединения 158 будет представлять собой не чисто вертикальное поступательное перемещение, а вертикальное поступательное перемещение с небольшим по величине вращением вокруг шарнирного соединения 158. Однако расстояние по горизонтали между возвратно-поступательными брусьями 120, 122 и поворотным соединением 158 составляет порядка 10-15 дюймов, так что при небольших поступательных перемещениях по вертикали режущих брусьев 116, 118 вблизи сцепного устройства 136 при ударных воздействиях от земли в случае расстояний по вертикали порядка 1-2 дюймов вращение режущих брусьев 116, 118 и возвратно-поступательных брусьев 120, 122 вокруг проходящей в боковом направлении оси поворота, определяемой шарнирным соединением 158, будет незначительным.
Поворотное соединение 158 также служит для предотвращения поступательного перемещения вперед и назад режущих брусьев относительно платформенной жатки. Когда режущий брус сталкивается с таким объектом, как ветка, камень, комок земли или грязь, это ударное воздействие стремится оттолкнуть возвратно-поступательный нож назад. Поскольку сцепное устройство 136 проходит за режущий брус и сцеплено с элементом 156, любой удар о переднюю часть режущего бруса будет передан через брусья к сцепному устройству 136 и назад к элементу 156, который соединен с плавающими рычагами 109 (109', 109''), расположенными рядом со сцепным устройством 136. Плавающие рычаги, которые шарнирно соединены их задними концами с рамой 107 жатки 106, передают силу сопротивления назад через элемент 156 сцепному устройству 136 и к режущим брусьям 116, 118, уменьшая или предотвращая поступательное перемещение концов режущих брусьев в переднем и заднем направлении относительно платформенной жатки, с обеспечением при этом поворота концов режущих брусьев вверх вокруг поворотного соединения 158.
Из описания предпочтительного варианта осуществления изобретения становится очевидно, что могут быть выполнены различные изменения, не выходящие за объем изобретения, который определен в прилагаемой формуле изобретения.