Ступичный узел почвообрабатывающего режущего диска

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к почвообрабатывающим орудиям с режущими дисками, предназначенным для удаления сорняков и выравнивания поверхности поля с уплотнением почвы.
Известен рабочий орган дисковой бороны см патент РФ на изобретение №2547712, М. кл. А01В 23/00. К корпусу с фланцем с помощью болтов крепится режущий диск. Вращающийся корпус подшипников с фланцем и кронштейн между собой образуют лабиринтное уплотнение. Ось с упором имеет резьбовую часть с лысками и неподвижно закреплена в кронштейне с помощью гайки и стопорной шайбы. Между вращающимся корпусом подшипников с фланцем и режущим диском установлена крышка с прокладкой. Кронштейн и подшипник имеют распорное кольцо, на котором установлена уплотнительная манжета. Диаметр вращающегося корпуса подшипников с фланцем больше диаметра кронштейна. Кронштейн входит в торцевую выточку вращающегося корпуса подшипников с фланцем, образуя дополнительный изгиб лабиринта. Лабиринты заполнены консистентной смазкой. В торцевой выточке вращающегося корпуса подшипников с фланцем установлено уплотнительное кольцо и размещен до упора в кольцо выступ кронштейна. Наружная поверхность вращающегося корпуса подшипников с фланцем со стороны кронштейна срезана под углом 15°-35° к оси на величину по торцу, равную 2/3 разности диаметра вращающегося корпуса подшипников с фланцем и диаметра части кронштейна, которая также срезана под углом 15°-35° к оси под тем же уклоном. На оси имеются две симметрично расположенные лыски, а резьбовая часть оси имеет диаметр, равный расстоянию между лысками. Кронштейн имеет отверстие с выступами, соответствующими лыскам оси, а глубина выступов меньше ширины лысок. Такое конструктивное выполнение позволит повысить надежность и срок службы подшипникового узла.
К недостаткам известного устройства можно отнести сложность конструкции, низкую ремонтнопригодность и в связи с этим большую вероятность выходя из строя деталей узла.
Известен подшипниковый узел ступицы см. п. ЕР 2661947 - прототип, с подшипниковым узлом, включающим вал ступицы с резьбовым соединением для ее закрепления на стойке, ступицу, выполненную заодно с фланцем для крепления режущего диска и подшипниковым узлом с двухрядным подшипником с одной внутренней обоймой, уплотнительной манжетой и кольцом-крышкой. В центральной части отверстия корпуса ступицы выполнен выступ, по обеим сторонам которого выполнены дорожки для шариков подшипника. На фланце ступицы выполнены отверстия для крепления, при помощи болтового соединения, режущего ножа. На торце фланца выполнена кольцевая канавка для резинового кольцевого уплотнения контактирующего с поверхностью режущего диска.
К недостаткам известного подшипникового узла можно отнести необходимость замены ступицы узла и других его деталей при выходе из строя одной из них - подшипника, уплотнения, кольца-крышки, корпуса, а также достаточно длительное время замены детали, низкая надежность работы узла и высокие материальные и трудовые затраты.
Техническим результатом предполагаемой полезной модели является устранение недостатков прототипа, в частности обеспечение лучшей ремонтопригодности ступичного узла, сокращения времени замены в случае поломки одной из деталей, повышение надежности работы и снижение материальных и трудовых затрат.
Поставленный технический результат достигается использованием сочетания известных общих с прототипом признаков, включающих вал ступицы с резьбовым соединением для его закрепления на стойке, ступицу, выполненную заодно с фланцем для крепления на нем режущего диска, подшипниковый узел, уплотнительную манжету и крышку и новых признаков, заключающихся в том, что вал узла выполнен с головкой увеличенного диаметра на противоположном крае его резьбового соединения, ступица снабжена подшипником с верхней и нижней обоймами, зафиксированными с двух сторон, наружная обойма подшипника зафиксирована на корпусе ступицы - упором в стопорное кольцо, установленное в полости ступицы в кольцевой паз и упором в выступ крышки-заглушки, внутренняя обойма подшипника зафиксирована на валу между головкой вала увеличенного диаметра и втулкой с кассетным уплотнением, напрессованной на вал со стороны его резьбового соединения, при этом, между ступицей и втулкой с кассетным уплотнением выполнен зигзагообразный зазор, верхняя часть которого сформирована выполненным на торцовой поверхности ступицы кольцевым пазом и входящим в него кольцевым выступом втулки.
Крышка - заглушка запрессована в отверстие ступицы с натягом и с упором в наружную обойму подшипника.
Новизной предложенного ступичного узла является выполнение вала узла с головкой увеличенного диаметра на противоположном крае его резьбового соединения, наличие у ступицы подшипника с верхней и нижней обоймами, зафиксированными с двух сторон, наружная обойма подшипника зафиксирована на корпусе ступицы - упором в стопорное кольцо, установленное в полости ступицы в кольцевой паз и упором в выступ крышки-заглушки, внутренняя обойма подшипника зафиксирована на валу между головкой вала увеличенного диаметра и втулкой с многокромочным кассетным уплотнением, напрессованной на вал со стороны его резьбового соединения, при этом, между ступицей и втулкой с кассетным уплотнением выполнен зигзагообразный зазор, верхняя часть которого сформирована выполненным на торцовой поверхности ступицы кольцевым пазом и входящим в него кольцевым выступом втулки.
Так, выполнение вала ступичного узла с головкой увеличенного диаметра на противоположном крае его резьбового соединения позволяет зафиксировать вал и внутреннюю обойму подшипника в строго заданном месте, определяемом положением стопорного кольца.
Наличие у ступицы подшипника с верхней и нижней обоймами, зафиксированными с двух сторон, наружная обойма подшипника зафиксирована на корпусе ступицы - упором в стопорное кольцо, установленное в полости ступицы в кольцевой паз и упором в выступ крышки-заглушки, внутренняя обойма подшипника зафиксирована на валу между головкой вала увеличенного диаметра и втулкой с многокромочным кассетным уплотнением, напрессованной на вал со стороны его резьбового соединения - предотвращает возможное смещение и перекос в работе обойм подшипника по отношению друг к другу, а в случае выхода подшипника из строя нет необходимости менять вместе с ним и ступицу, а также и другие детали узла, что повышает ремонтопригодность заявляемого узла, снижает трудовые и материальные издержки, повышает надежность работы ступичного узла.
Выполнение между ступицей и втулкой с многокромочным кассетным уплотнением зигзагообразного зазора, верхняя часть которого сформирована выполненным на торцовой поверхности ступицы кольцевым пазом и входящим в него кольцевым выступом втулки снижает вероятность проникновения к кассетному уплотнению пыли, грязи и влаги узла и обеспечить длительную его работу без замены смазки.
Запрессовка крышки - заглушки в отверстие ступицы с натягом и с упором в наружную обойму подшипника обеспечивает надежное удержание верхней обоймы в заданном месте без смещений в стороны и соответственно способствует более продолжительной работе ступичного узла в целом.
Патентно-информационный поиск сочетания предложенных известных и новых признаков предполагаемой полезной модели в патентной и научно-технической литературе - не выявил, что позволяет отнести признаки к обладающим новизной.
В связи с тем, что предложенное сочетание признаков не известно из существующего уровня техники и позволяет получить более высокий технический результат, то предлагаемые существенные признаки можно признать соответствующими критерию - изобретательский уровень.
Описание осуществления предлагаемого устройства и проведенные опытные работы позволяют отнести предложенный способ к промышленно выполнимым.
На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого ступичного узла в разрезе.
На фиг. 2 показан ступичный узел со стойкой и режущим диском.
Ступичный узел состоит из ступицы 1, на которой со стороны режущего диска 2 выполнен фланец 3 с отверстиями 4 для болтового соединения ступицы с диском 2. Со стороны стойки 5 на торце ступицы 1 выполнен кольцевой паз 6 для входа в него выступа 7 втулки 8. Внутри ступицы 1 на валу 9 смонтирован подшипник, обоймы которого зафиксированы с двух сторон. Наружная обойма 10 подшипника зафиксирована на корпусе ступицы - упором в стопорное кольцо 11, установленное в полости ступицы в кольцевом пазу и упором в выступ крышки-заглушки 12. Внутренняя обойма 13 подшипника зафиксирована на валу между фланцем 14 увеличенного диаметра вала 9 и втулкой 8 со смонтированным в ней кассетным уплотнением 15. Втулка 8 напрессована на вал 9 со стороны его резьбового соединения. Между ступицей 1 и втулкой 8 с многокромочным кассетным уплотнением 15 выполнен зигзагообразный зазор 16, верхняя часть которого сформирована выполненным на торцовой поверхности ступицы кольцевым пазом 6 и входящим в него кольцевым выступом 7 втулки 8.
Предлагаемый ступичный узел собирается и работает следующим образом:
Первоначально на вал 9 напрессовывается внутренней обоймой 13 подшипник до соприкосновения с выступающим фланцем 14 большего (увеличенного) диаметра вала 9. Затем вал 9 с подшипником устанавливают в полость ступицы 1 до соприкосновения наружной обоймы со стопорным кольцом 11. Далее, со стороны резьбового соединения вала 9 напрессовывается втулка 8 с заполненным смазкой многокромочным кассетным уплотнением 15 с образованием зигзагообразного зазора 16, в котором верхняя кольцевая часть втулки 8 входит в выполненный на торцовой поверхности ступицы кольцевой паз 6. Затем со стороны фланца 3 в отверстие ступицы 1 запрессовывается крышка-заглушка 12.
Во время работы ступичного узла режущий диск 2 врезается в почву и начинает вращаться, измельчая и обрабатывая ее. Зафиксированные с двух сторон обоймы 10 и 13 подшипника при воздействии на них нагрузки остаются на валу 9 постоянно на одном фиксированном месте, чем предотвращается их смещение и соответственно предотвращается неравномерный износ обойм подшипника. Наличие заправленного смазкой многокромочного кассетного уплотнения 15 не требует дополнительный действий по смазке ступичного узла в процессе работы. Зигзагообразный зазор, выполненный между торцовой поверхностью ступицы 1 и втулкой 8 снижает вероятность попадания пыли, грязи и влаги в многокромочное кассетное уплотнение 15.
В случае поломки одного из узлов, последний можно быстро отремонтировать путем замены вышедшего из строя узла - подшипника, или вала, или кольца, или крышки. Этим достигается увеличение времени работы ступичного узла за счет снижения времени на ремонт и обслуживание. При этом отпадает необходимость замены ступицы 1.
В настоящее время на предлагаемый в качестве полезной модели ступичный узел разработана техническая документация и осуществлена подготовка производства. Изготовлено несколько опытных образцов ступичных узлов для проведения испытаний весной 2019 года. По результатам испытаний будет принято решение о производстве ступичных узлов предлагаемой конструкции.