ТРАКТОР С КОРОБКОЙ ОТБОРА МОЩНОСТИ
TRACTOR WITH FRONT POWER TAKE-OFF

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к трактору с коробкой отбора мощности. Приводимый через такую коробку вал отбора мощности выводится из кузова трактора назад или вперед, чтобы обеспечивать возможность присоединения и привода навесного аппарата, такого как жатвенный аппарат.
Уровень техники
В то время как двигатель трактора обычно расположен в кузове центрально, коробка отбора мощности находится у переднего конца кузова, в непосредственной близости к выведенному наружу вперед подсоединению к валу отбора мощности, так что вал, который передает крутящий момент двигателя на коробку отбора мощности, должен перекрывать внутри кузова большое расстояние между двигателем и коробкой отбора мощности. Когда этот вал необходимо удалить, например, чтобы в целях ремонта или переоборудования получить доступ к находящимся за ним компонентам трактора, обычно это бывает возможно только при демонтаже коробки отбора мощности. Поэтому требуемые для демонтажа вала работы занимают много времени и связаны с высокими затратами.
Помимо ходового механизма и коробки отбора мощности трактор может быть оснащен различными другими потребителями, которые должны приводиться от двигателя. Для передачи мощности на эти потребители часто используются приводные ремни, огибающие ведущие и ведомые ременные шкивы. Приводной ремень является изнашивающимся изделием, которое должно многократно заменяться в течение срока службы трактора. Поэтому ременные шкивы должны быть хорошо доступны и, в частности, не должны быть установлены посредине на валу, на конце которого приводной ремень не может быть снят, например, из-за того, что там расположены крупногабаритные компоненты, такие как сам двигатель, коробка отбора мощности или подобные компоненты. Эти условия резко ограничивают возможности размещения приводных ремней и принуждают к решениям, неэкономичным в отношении требуемой площади и веса.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является создание трактора, в котором проходящий между двигателем и коробкой отбора мощности вал не слишком затрудняет проведение ремонтных работ.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет того, что в тракторе, содержащем двигатель, коробку отбора мощности и несущий ременный шкив вал, соединяющий двигатель с коробкой отбора мощности, на первом участке вала установлена втулка с возможностью осевого смещения между запорным положением, в котором она радиально неподвижно входит в патрон второго участка вала, и положением отсоединения, в котором конец первого участка вала имеет свободу прохода через боковой проем патрона. В то время как в запорном положении конец первого участка вала зафиксирован на втором участке вала, в положении отсоединения он может быть перемещен радиально, так что между двумя участками вала может быть образовано свободное пространство. Это сводное пространство может быть использовано для того, чтобы провести приводной ремень. Соответственно, ременный шкив может быть предусмотрен на валу даже между двигателем и коробкой отбора мощности. Подвижность первого участка вала может также использоваться для его полного демонтажа в случае необходимости.
На практике боковой проем патрона выполняется немного шире конца первого участка вала для обеспечения возможности его прохода. В отличие от этого диаметр втулки больше него, так что она не может проходить через боковой проем и поэтому надежно фиксирует конец в радиальном направлении в запорном положении.
Втулка может быть выполнена в виде подшипника качения, наружная обойма которого в запорном положении касается внутренней поверхности патрона, в то время как внутренняя обойма может смещаться на первом участке вала. С помощью подшипника качения оси первого и второго участков вала могут быть точно выровнены на одной линии без какой-либо стоящей упоминания передачи крутящего момента между окружными перифериями участков вала. За счет этого удовлетворяется условие отсоединения коробки отбора мощности от двигателя при ее неиспользовании.
Предпочтительно втулка в запорном положении фиксируется фланцем, разъемно укрепленным на патроне, причем первый участок вала проходит через отверстие фланца, имеющее радиальный размер меньше радиального размера отверстия втулки, так что последняя заперта фланцем в патроне.
Предпочтительно втулка укреплена на фланце. Когда фланец отсоединяют от патрона и вытягивают в осевом направлении, втулка вытягивается из патрона, так что она уже не препятствует проходу конца первого участка вала через боковой проем патрона.
Для передачи крутящего момента между первым и вторым участками вала предпочтительно предусмотрен карданный шарнир с двумя шарнирно поворотными относительно друг друга половинами шарнира. Карданный шарнир обеспечивает возможность равномерной передачи крутящего момента без риска заклинивания вала, даже когда кузов трактора упруго деформируется под действием сил в ходе эксплуатации.
В целесообразном примере выполнения фланец образует одну из двух половин шарнира.
В этом случае для того, чтобы иметь возможность передавать крутящий момент, другая половина шарнира должна быть установлена на первом участке вала жестко для совместного вращения. Предпочтительно она также имеет возможность смещения по оси, чтобы следовать за осевым смещением фланца между запорным положением и положением отсоединения.
Когда две половины шарнира снабжены зубчатыми венцами, которые посредством осевого перемещения могут приводиться в зацепление друг с другом и выводиться из зацепления, первый карданный шарнир может выполнять также функцию соединительной муфты для выборочной передачи крутящего момента между первым и вторым участками вала.
Для управления требуемым для этого осевым перемещением может быть предусмотрена вилка переключения, которая входит в проходящий в окружном направлении контур смещаемой по оси половины шарнира.
Для того чтобы обеспечить возможность легче приспосабливаться к упругой деформации кузова, с первым или вторым участком вала может быть соединен третий участок вала посредством карданного шарнира.
Таким образом, из первого и второго участков вала один из них расположен между другим и третьим участком вала. Этот один участок вала может быть удален в положении отсоединения, чтобы обеспечивать возможность беспрепятственного доступа к расположенным за ним компонентам трактора. Предпочтительно этот один участок вала может быть отсоединен от третьего участка вала посредством перемещения в осевом направлении.
Краткое описание графических материалов
Другие особенности и преимущества изобретения будут ясны из последующего описания примеров осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи. На чертежах:
фиг.1 схематично изображает в разрезе переднюю область кузова трактора,
фиг.2 изображает кинематическую схему компонентов, показанных на фиг.1,
фиг.3 изображает вид в разрезе, подобный виду по фиг.1, на котором проходящий между двигателем и коробкой отбора мощности вал разделен на две части посредством того, что он сдвинут вперед, чтобы получить доступ к ремню вспомогательного привода,
фиг.4 изображает в увеличенном виде в разрезе концевую область основного участка вала и помещенную в этой концевой области опору участка вала со стороны коробки отбора мощности,
фиг.5 изображает коробку отбора мощности в перспективе,
фиг.5а изображает на другом виде в перспективе коробку отбора мощности с установленным на ней фланцем,
фиг.6 изображает вид в разрезе, подобный виду по фиг.1 и 3, на котором концевая область основного участка вала отделена от участка вала со стороны коробки отбора мощности, и
фиг.7 изображает кузов в частично разобранном состоянии.
Осуществление изобретения
На фиг.1 схематично представлена в продольном разрезе передняя область кузова трактора. Вал 5 соединяет центрально установленный в кузове дизельный двигатель 4 с коробкой 6 отбора мощности, подсоединение 7 к которой выведено на переднем конце кузова. Вал 5 разделен двумя карданными шарнирами 8, 9 на обращенный к двигателю участок 22, основной продольный участок 26 и участок 11 вала со стороны коробки отбора мощности.
Обращенный к двигателю участок 22 вала 5 содержит жестко соединенный с коленчатым валом 13 двигателя 4 фланец 24 (см. фиг.2), к которому винтами 30 разъемно прикреплен основной фланец 25 первого карданного шарнира 8. Один из двух фланцев 24, 25 может быть выполнен в виде ременного шкива, который огибает на показанный на чертежах ремень для привода также не показанных вспомогательных механизмов трактора.
В углублении основного фланца 24 размещена втулка 12, которая, радиально фиксируя основной участок 26 вала и допуская его небольшие шарнирные повороты, вызванные упругой деформацией шасси трактора, действует как шаровой шарнир и показана в качестве такового на кинематической схеме по фиг.2.
Наружный зубчатый венец 14 основного фланца 25, не препятствуя осевому и радиальному люфтам, зацепляется с внутренним зубчатым венцом 15 жестко укрепленной на основном участке 26 вала и неподвижной в осевом направлении ответной детали 23, чтобы обеспечивать передачу крутящего момента от двигателя 4 на основной участок 26 вала, даже когда он и коленчатый вал 13 вращаются не точно коаксиально.
Участок 11 вала со стороны коробки отбора мощности имеет форму патрона, в полом пространстве которого в подшипнике 16 качения удерживается дальний от двигателя конец 27 основного участка 26 вала. Основной фланец 25 второго карданного шарнира 9 укреплен в зеркальном отражении фланца первого карданного шарнира 8 на обращенном к двигателю конце участка 11 вала. Имеющийся в карданном шарнире 8 подшипник качения здесь может отсутствовать, так как место его установки совпадает по оси с сужением 21 основного участка 26 вала, так что основной участок 26 вала проходит насквозь через основной фланец 25 с радиальным люфтом (см. фиг.4). Вследствие этого здесь подшипник 16 качения функционирует таким же образом, как втулка 12 в первом карданном шарнире 8, в качестве шарового шарнира, который фиксирует конец основного участка 26 вала и в то же время строго ограничивает свободу шарнирного поворота основного участка 26 вала в подшипнике 16 качения без его повреждения.
Во втором карданном шарнире 9 наружный зубчатый венец 17 основного фланца 25 взаимодействует с внутренним зубчатым венцом 18 полумуфты 19, которая установлена на основном участке 26 вала с жестким соединением для совместного вращения, но с возможностью осевого смещения настолько, что зубчатые венцы 17, 18 могут выходить из зацепления друг с другом. Таким образом, зубчатые венцы одновременно образуют кулачковую муфту, которая показана на фиг.2 в открытом положении. Не показанная вилка переключения, которая входит в окружную канавку 20 полумуфты 19, служит для включения кулачкового соединения.
Как видно на фиг.1, основной участок 26 вала не доходит до днища патрона на участке 11 вала со стороны коробки отбора мощности. Поскольку, кроме того, полумуфта 19 установлена с возможностью осевого смещения на основном участке 26 вала, после снятия винтов 30 крепления фланцев 24, 25 можно сместить основной участок 26 вала к коробке 6 отбора мощности и за счет этого открыть зазор между фланцами 24, 25. Через этот зазор может быть проведен ремень и надет на фланец 24 или 25, служащий ременным шкивом.
В показанной на фиг.3 компоновке основной участок 26 вала установлен коаксиально коленчатому валу 13, а выступ 28 основного фланца 25 расположен непосредственно напротив ответного углубления 29 во фланце 24 со стороны двигателя. За счет того, что при вторичной сборке вначале выступ 28 вводят в углубление 29, основной участок 26 вала занимает устойчивое положение с опорой на обоих концах, в котором отверстия под винты во фланцах 24, 25 совмещаются друг с другом, и винты могут быть легко вставлены снова.
Пока выступ 28 не входит в углубление 29 основной участок 26 вала опирается только на своем дальнем от двигателя конце 27 на расположенный там подшипник 16 качения. Для того чтобы предотвратить повреждение вследствие излишне наклонного положения основного участка 26 вала, когда он висит свободно, под основным участком 26 вала близко к нему предусмотрена жестко укрепленная на кузове опора 31, которая ограничивает до безопасной степени свободу шарнирного поворота вниз основного участка 26 вала в положении отсоединения по фиг.3. Кроме того, как показано на фиг.4, в положении отсоединения по фиг.3 в подшипнике 16 качения находится сужение 21. При этом между внутренней обоймой подшипника 16 качения и основным участком 26 вала создается радиальный люфт, который допускает значительную шарнирную подвижность основного участка 26 без воздействия при этом изгибающего момента на подшипник 16 качения. Достигаемая при этом свобода движений позволяет основному участку 26 вала в положении отсоединения шарнирно поворачиваться настолько, что фланцы 24, 25 уже не находятся напротив друг друга, что облегчает проход ремня через зазор 10.
На фиг.5 показана в перспективе обращенная к двигателю сторона коробки 6 отбора мощности. Здесь ясно виден по существу участок 11 вала со стороны коробки отбора мощности в виде патрона с центральным углублением 32, которое имеет такие размеры, что когда оно вмещает в себя подшипник 16 качения и дальний от двигателя конец 27 основного участка 26 вала, наружная обойма 33 подшипника 16 качения (см. фиг.4) плотно примыкает с фрикционным замыканием к внутренней поверхности 34 углубления 32. Углубление 32 окружено фланцем 35, который предусмотрен для того, чтобы нести основной фланец 25 карданного шарнира 9. Фланец 35 и внутренняя поверхность 34 разделены на две части прорезью 36, ширина которой немного больше диаметра дальнего от двигателя конца 27 основного участка 26 вала.
Наружная обойма 33 подшипника 16 качения жестко закреплена на основном фланце 25 карданного шарнира 9, например, как это показано на фиг.4, сварным швом 37 или врезным кольцом или проходящими через прорезь 36 кулачками, охватывающими обойму 33 с геометрическим замыканием. Когда отсоединяют винтовое соединение между основным фланцем 25 и фланцем 35, весь карданный шарнир 9 может быть смещен по оси на основном участке 26 вала. При этом смещении укрепленный на фланце 35 подшипник 16 качения перемещается вместе с ним и вытягивается из углубления 32. После этого в углублении остается только дальний от двигателя конец 27 основного участка 26 вала. Поскольку его размер меньше размера прорези 36, он может проходить через прорезь 36.
На фиг.5а показана коробка 6 отбора мощности с основным фланцем 25, установленным на фланце 35. Основной фланец 25 и фланец 35 разъемно свинчены друг с другом с помощью шести винтов, расположенных по окружности. На чертеже видно, что наружный зубчатый венец 17 основного фланца 25 снабжен металлическим удерживающим элементом 40 и звездообразным упругим элементом 41, благодаря чему в приводной трансмиссии, в которой зубчатые венцы 17 и 18 образуют кулачковую муфту, достигается демпфирование колебаний шарнирных поворотов. При этом восемь радиально выступающих участков упругого элемента 41 обеспечивают демпфирование крутильных колебаний четырех заключенных между ними выступов на основном фланце 25.
Когда в дополнение к показанному на фиг.5 отсоединенному положению основного фланца 25 карданный шарнир 8 также отсоединен от фланца 24, основной участок 26 вала может быть полностью вынут из карданных шарниров 8, 9, и промежуточное пространство между двигателем 4 и коробкой 6 отбора мощности становится доступным для проведения работ.
Само собой разумеется, что имеется также возможность оставить соединенными фланцы 24, 25 и, когда карданный шарнир 9 смещен по оси и подшипник 16 вытянут из углубления 32, основной участок 26 вала повернуть вокруг оси, которая определена карданным шарниром 8.
В этом состоянии опора 31 также может ограничивать свободу шарнирного поворота основного участка вала. Поэтому обеспечивается возможность, как это показано на фиг.7, в необходимом случае передний участок 38 кузова, вмещающий в себя коробку 6 отбора мощности, полностью отделить от заднего или основного участка 39 кузова, а основной участок 26 вала, дальний от двигателя конец 27 которого уже не удерживается другим участком вала, опереть на опору 31.
Перечень позиций
4
Дизельный двигатель
24
Фланец
5
Вал
25
Основной фланец
6
Коробка отбора мощности
26
Основной участок вала
7
Подсоединение к коробке отбора мощности
27
Дальний от двигателя конец
8
Карданный шарнир
28
Выступ
9
Карданный шарнир
29
Углубление
10
Зазор
30
Винт
11
Участок вала со стороны коробки отбора мощности
31
Опора
12
Втулка
32
Углубление
13
Коленчатый вал
33
Наружная обойма
14
Наружный зубчатый венец
34
Внутренняя поверхность
15
Внутренний зубчатый венец
35
Фланец
17
Наружный зубчатый венец
36
Прорезь
18
Внутренний зубчатый венец
37
Сварной шов
19
Полумуфта
38
Передний участок кузова
20
Канавка
39
Задний участок кузова
21
Сужение
40
Удерживающий элемент
22
Участок вала со стороны двигателя
41
Упругий элемент
23
Ответная деталь