МЕХАНИЗМ ТРАНСФОРМАЦИИ БУНКЕРА
BUNKER TRANSFORMATION MECHANISM

Заявляемое изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к механизмам трансформации бункеров и перевода загрузочного шнека из транспортного положения в рабочее и обратно, а также может быть использовано на транспортных средствах, имеющих бункеры, требующие трансформации с целью изменения объема при сохранении транспортных габаритов.
Для увеличения объема бункера в рабочем состоянии, при сохранении транспортного габарита, применяют трансформируемую крышу бункера. Наибольшее распространение получили механизмы открытия крыши бункера с электромеханическим приводом. Известные механизмы такого рода обеспечивают удовлетворительное увеличение вместимости бункера, но имеют следующие недостатки: быстрый износ в процессе эксплуатации элементов из гибких (например, резино-тканевых) материалов в конструкции и, как следствие, необходимость их частой замены; невозможность обеспечения жесткости всего механизма с помощью гибких элементов, что ограничивает возможность увеличения объема бункера (Каталог запасных частей комбайна CASE IH AFX 5088, CNH America LLC, Pacine, WL 53404. - USA, 2008).
Известны механизмы трансформации бункера, работа которых осуществляется при помощи линейного электромеханизма, четырех торсионов, четырех газовых упоров и двух гидроцилиндров. Применение большого числа элементов в конструкции приводит к существенному удорожанию такого механизма и снижению надежности (Каталог запасных частей комбайна CLAAS Lexion 600, Claas KGaA. - Harswinkel, 2009).
Наиболее близким к заявляемому изобретению техническим решением является механизм трансформации бункера зерноуборочного комбайна (патент US 7585214 B1, приор. 08.09.2009), содержащий крышу с шарнирно закрепленными на стенках бункера передней, задней и боковыми секциями, которые соединены между собой гибкими секциями по углам бункера, и линейный электромеханизм, одним концом своего приводного вала связанный с рычагом, соединенным с тягой, ведущей к левой боковой секции бункера, другим концом - с рычагом, расположенным на торсионе, и тягой, ведущей к правой боковой секции. Торсион соединен посредством тяг с передней и задней секциями бункера и загрузочным шнеком, который состоит из двух частей - неподвижной, закрепленной на бункере, и подвижной.
Недостатками прототипа являются: применение нежестких (т.е. деформируемых при изгибных нагрузках) треугольных секций по углам бункера, что ухудшает жесткость механизма трансформации в открытом положении и вызывает необходимость регулярной замены угловых секций по причине износа в процессе эксплуатации; применение раздельного-загрузочного шнека, состоящего из подвижной и стационарной частей; отсутствие элементов для обслуживания бункера в случае выхода из строя механизма трансформации, что существенно затрудняет его обслуживание и ремонт.
Цель изобретения - увеличение объема бункера в рабочем состоянии, снижение себестоимости механизма трансформации и упрощение процесса обслуживания бункера.
Указанная цель достигается тем, что механизм трансформации бункера, содержащий переднюю, заднюю и две боковые секции крыши, шарнирно закрепленные на корпусе бункера, линейный электромеханизм и загрузочный шнек, имеет жесткие треугольные секции, расположенные по углам бункера и соединяющие его переднюю и заднюю секции с боковыми секциями, и люк, имеющий крепление к задней секции в виде шарнира-петли и прижима, при этом передняя, задняя и боковые секции крыши соединены с рычагами продольного и поперечного торсионов, причем продольный торсион связан через другой рычаг с тягой, соединенной с загрузочным шнеком, а линейный электромеханизм одним концом соединен с корпусом, а другим концом - с загрузочным шнеком. При этом соединения всех тяг выполнены с помощью сферических шарниров, а все остальные элементы связаны цилиндрическими шарнирами; все секции крыши изготовлены из листового металла, загрузочный шнек выполнен цельной сборочной единицей, а доступ внутрь бункера осуществляется с помощью элементов для обслуживания бункера в случае выхода из строя механизма трансформации (люк, лестница и др.).
Изобретение иллюстрируется чертежами:
фиг.1 - блок-схема работы прототипа заявляемого механизма трансформации бункера;
фиг.2 - блок-схема работы заявляемого механизма трансформации бункера;
фиг.3 - механизм трансформации бункера в рабочем положении, вид в изометрии;
фиг.4 - механизм трансформации бункера в регулировочном положении, вид справа (разрез);
фиг.5 - механизм трансформации бункера в транспортном положении, вид справа (разрез);
фиг.6 - механизм трансформации бункера в рабочем положении, вид сверху;
фиг.7 - механизм трансформации бункера в регулировочном положении, сечение А-А с фиг.6;
фиг.8 - устройство соосных опор загрузочного шнека, сечение Б-Б с фиг.4;
фиг.9 - устройство прижимных фиксаторов люка, вид по стрелке В с фиг.4;
фиг.10 - устройство ролика лестницы, вид по стрелке Г с фиг.4.
Работа механизма трансформации бункера прототипа иллюстрируется блок-схемой, изображенной на фиг.1. Он содержит секции крыши 1-4 с шарнирно закрепленными на стенках бункера передней 1, задней 2 и боковыми 3, 4 секциями, которые соединены между собой двумя парами гибких секций 5 по углам корпуса бункера, и линейный электромеханизм 18, связанный одним концом своего приводного вала с рычагом 35, соединенный с тягой 36, ведущей к левой секции 4, а другим концом - с рычагом 37, расположенным на торсионе 38, соединенном с тягой 39, ведущей к правой секции 3. Торсион 38 соединен посредством тяг 40-42, с передней 1 и задней 2 секциями и загрузочным шнеком 17. Недостатки прототипа указаны выше.
Заявленное устройство представлено в виде блок-схемы на фиг.2, а также изображено на фиг.3, 6 в рабочем (открытом) положении. Механизм включает в себя следующие элементы: 1 - передняя секция крыши; 2 - задняя секция крыши с люком 25; 3, 4 - боковые секции крыши; 6 - две пары жестких треугольных секций; 7 - продольный торсион с парой рычагов 8, рычагом толкателя 9 и рычагом 10; 11 - поперечный торсион с парой рычагов 12 и рычагом ловителя 13; 14, 15 - две пары тяг; 16 - тяга; 17 - загрузочный шнек; 18 - линейный электромеханизм; 19 - лестница; 20 и 26 - соосные опоры, закрепленные на корпусе бункера (фиг.8); 21 - корпус бункера с закрепленными на передней 32, задней 33 и боковых 34 стенках шарнирами-петлями 28; 22 - ролики, закрепленные на двух опорных концах лестницы 19; 23 - цилиндрический шарнир-петля; 24 - прижим; 25 - люк; 27 - приводной вал; 29 - сферический шарнир; 30 - цилиндрический шарнир; 31 - цилиндрические шарниры.
При полностью выдвинутом штоке линейного электромеханизма 18 механизм трансформации бункера принимает рабочее положение (фиг.3, 6), а при полностью задвинутом штоке - транспортное положение (фиг.5). Регулировочное положение механизма трансформации бункера показано на фиг.4, 7 и соответствует промежуточному положению - между положением при полностью выдвинутом штоке и положением при полностью задвинутом штоке.
Доступ в бункер в рабочем или транспортном положениях (фиг.3, 5) осуществляется через люк 25, который имеет соединение с задней секцией 2 крыши посредством цилиндрического шарнира-петли 23 (фиг.3, 9), а также прижимных фиксаторов 24 (фиг.9).
Секции крыши соединены: передняя 1, задняя 2 и боковые 3, 4 - с корпусом бункера 21, жесткие треугольные секции 6 - с передней 1 и боковыми 3, 4, а также с задней 2 и боковыми 3, 4 секциями - посредством цилиндрических шарниров-петель 28 (фиг.3, 6), что частично обеспечивает жесткость всей конструкции механизма трансформации бункера.
Линейный электромеханизм 18 одним концом соединен с корпусом бункера 21, другим - с загрузочным шнеком 17. Лестница 19 имеет в нижней части ролики 22 (фиг.3, 4, 5, 10), а верхней соединена с задней секцией 2 крыши и служит для доступа в бункер 21 при транспортном и рабочем положениях механизма трансформации бункера. Соединения перечисленных элементов выполнены посредством цилиндрических шарниров типа «отверстие-ось» 30 (фиг.3, 6).
Соединение торсионов 7, 11 с корпусом бункера 21 осуществляется посредством цилиндрических шарниров 31 (фиг.4, 6). Продольный торсион 7 закреплен на передней 32 и задней 33 стенках бункера 21 (фиг.3, 4). Поперечный торсион 11 закреплен на боковых стенках 34.
Тяги 14 одними концами соединены с передней 1 и задней 2 секциями, другими - с рычагами 8 на продольном торсионе 7. Тяги 15 одними концами соединены с боковыми секциями 3 и 4, другими - с рычагами 12 на поперечном торсионе 11. Тяга 16 одним концом соединена с загрузочным шнеком 17, другим концом - с рычагом 10 на продольном торсионе 7. Соединения перечисленных элементов выполнены посредством сферических шарниров 29 (фиг.6).
Загрузочный шнек 17 закреплен на соосных (имеющих одну ось вращения) опорах 20 и 26 (фиг.8), расположенных на корпусе бункера 21 и представляющих собой цилиндрические шарниры в виде подшипников скольжения. При этом опора 26 охватывает цилиндрический участок корпуса редуктора загрузочного шнека 17, ось вращения которого совпадает с осью приводного вала 27, что дает возможность поворачивать его целиком без дополнительных разъемов.
Механизм трансформации бункера (фиг.3) работает следующим образом. Линейный электромеханизм 18 при выдвижении штока вращает относительно опор 20 и 26 (фиг.8) загрузочный шнек 17. Одновременно от загрузочного шнека 17 посредством тяги 16 вращается продольный торсион 7, который посредством тяг 14 вращает переднюю 1 и заднюю 2 секции крыши, в результате чего задняя секция 2 выдвигает лестницу 19 за счет качения роликов 22 по наклонной поверхности корпуса бункера 21. Посредством жестких треугольных секций 6 вращаются боковые секции 3 и 4, которые тягами 15 вращают поперечный торсион 11. По достижении регулировочного положения («мертвой точки») боковых секций 3, 4 крыши рычаг толкателя 9 входит в зацепление с рычагом ловителя 13 (фиг.7), в результате чего осуществляется поворот боковых секций 3, 4 крыши через «мертвую точку» и опрокидывание их на угол примерно 135° от их первоначального горизонтального положения. До момента полного открытия секций 1-6 крыши рычаги ловителя 13 и толкателя 9 остаются в зацеплении, что позволяет перейти «мертвую точку» при движении секций крыши в положение «Сложено». При этом жесткость всей конструкции механизма трансформации бункера в положении «Разложено» обеспечивается за счет близкого расположения к «мертвой точке» тяги 16 относительно рычага 10; небольшого отклонения тяг 14 и рычагов 8 от «мертвой точки» (фиг.7); зацепления рычагов ловителя 13 и толкателя 9; соединения передней 1 и задней 2 секций крыши с боковыми 3, 4 посредством жестких треугольных секций 6.
Технический результат заключается в увеличении объема бункера в рабочем положении, и, соответственно, сменной производительности зерноуборочного комбайна при сохранении транспортного габарита комбайна, обеспечении высокой технологичности его обслуживания, улучшении эксплуатационных свойств и снижении себестоимости.