КОНСТРУКЦИЯ ПОДВЕСКИ ДЛЯ ЗАДНИХ САМОУСТАНАВЛИВАЮЩИХСЯ КОЛЕС НА РАБОЧЕЙ МАШИНЕ
CONSTRUCTION OF SUSPENSION FOR REAR SELF-CENTERING WHEELS ON WORKING MACHINE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к рабочим машинам, более конкретно к валковым жаткам с задними самоустанавливающимися колесами.
Уровень техники
Рабочие машины могут иногда содержать одно или более самоустанавливающихся колес, которые установлены на раме машины и вращаются вокруг, по существу, вертикальной оси. Узел самоустанавливающегося колеса обычно содержит вал, образующий ось вращения, вилку, жестко прикрепленную к заднему концу вала, и самоустанавливающееся колесо, соединенное с дальними концами вилки. Валковая жатка является примером такой рабочей машины.
Самоходные валковые жатки обычно содержат большие шины для ведущего колеса спереди и меньшие шины для самоустанавливающегося сзади. Двухступенчатая гидростатическая система управляет приведением в действие и направлением, регулируя скорость и разность скоростей, соответственно, передних ведущих колес. Режущий аппарат проходит в поперечном направлении перед шинами для ведущих колес.
Поступательная скорость в поле увеличивается. Скорости скашивания с вращающимся режущим агрегатом часто находятся в диапазоне от 10 до 12 миль в час или выше. Такие поступательные скорости приводят к все более и более тяжелой езде для оператора и для машины. Шины для ведущих колес больших размеров для передней части машины обеспечивают улучшение езды, но не решают проблем, являющихся результатом езды на меньших шинах для задних колес.
Дополнительную проблему представляет усталость деталей машины. Задняя ось представляет особый интерес. Задняя ось обычно состоит из балки регулируемой длины с установленными на каждом конце самоустанавливающимися вертикально поворотными колесами. Регулируемая длина задней оси обеспечивает регулирование ширины колеи в соответствии с различными потребностями. Ось установлена на машине таким образом, что она может поворачиваться горизонтально в определенных пределах вокруг точки в середине балки для обеспечения соответствия задних колес неровной почве. Непосредственно ось и центральный поворотный узел должны противостоять горизонтальным и вертикальным нагрузкам, переданным самоустанавливающимися колесами. Эти нагрузки увеличиваются по величине и частоте с увеличением поступательной скорости. Нагрузки также увеличиваются, когда ширина колеи увеличена для размещения больших валков.
Просвет под машиной также должен быть адекватным, чтобы разместить большие валки. Самый низкий просвет машины часто находится под задней осью. Возможность увеличения этого просвета ограничена в соответствии с требованиями поворотной задней оси, потому что ось должна иметь пространство для перемещения под рамой машины. Одна конфигурация увеличивает просвет, устанавливая ось на консольной поворотной оси снаружи рамы сзади машины. В то время как эта конфигурация увеличивает просвет под машиной, конструкционные соображения и соображения длины машины делают его нежелательным.
Известно использование задней осевой подвески на валковой жатке. В этой конфигурации задняя ось состоит из двух отдельных балок, по одной для каждого самоустанавливающегося колеса. Балки независимо шарнирно соединены в точке около средней линии машины таким образом, что каждая может поворачиваться горизонтально в заданных пределах. Самоустанавливающиеся колеса установлены на концах каждой регулируемой по длине оси, подобно неподвесной конфигурации, описанной выше. Подвешивание обеспечено посредством размещения надувного устройства с регулируемым давлением между кронштейном, установленным на раме машины, и вершиной каждой оси.
В то время как это решение обеспечивает подвеску сзади машины, у него есть недостаток обеспечения избыточного перемещения рабочего места оператора, потому что у надувного устройства нет присущего ему демпфирования, что изменяет ориентацию поворота самоустанавливающегося колеса, поскольку оно перемещается по всей подвеске, и не оптимизирует особенности подвески, минимизируя неподрессоренную массу. Кроме того, это решение не увеличивает просвет под машиной, и при этом это не уменьшает конструкционную значимость в центрах поворота оси.
В данной области техники необходима рабочая машина с самоустанавливающимися задними колесами, которая обеспечивает ровную езду и достаточный просвет между почвой и машиной.
Раскрытие изобретения
Изобретение в одном варианте осуществления относится к рабочей машине, содержащей раму, по меньшей мере, одно ведущее колесо, установленное на раме, по меньшей мере, одну заднюю ось, жестко прикрепленную к раме и, по существу, неподвижную относительно нее, и, по меньшей мере, один узел самоустанавливающегося колеса. Каждый узел самоустанавливающегося колеса содержит вал, колесный рычаг, подвеску и самоустанавливающееся колесо. Вал шарнирно соединен с наружным концом соответствующей задней оси. Подвеска соединена с колесным рычагом. Самоустанавливающееся колесо соединено с нижним концом колесного рычага.
Изобретение в другом варианте осуществления относится к конструкции подвески рабочей машины, содержащей раму и заднюю ось, жестко прикрепленную к раме и, по существу, неподвижную относительно нее. Конструкция подвески содержит узел самоустанавливающегося колеса, имеющий вал, колесный рычаг, подвеску и самоустанавливающееся колесо. Вал шарнирно соединен с наружным концом задней оси. Самоустанавливающееся колесо соединено с нижним концом колесного рычага. Подвеска выполнена в виде пружины кручения, содержащей внешнюю трубку, внутренний элемент и множество эластомерных элементов, расположенных между внешней трубкой и внутренним элементом. Внешняя трубка соединена с валом, а внутренний элемент соединен с верхним концом колесного рычага подвески.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой вид в перспективе части рабочей машины, содержащей вариант осуществления конструкции подвески согласно настоящему изобретению;
Фиг.2 представляет собой вид в перспективе конструкции подвески, показанной на фиг.1;
Фиг.3 представляет собой сечение по линии 3-3 конструкции подвески, показанной на фиг.2; и
Фиг.4 представляет собой вид сверху пружины кручения, показанной на фиг.3.
Подробное описание изобретения
Со ссылкой на чертежи, а более конкретно на фиг.1 и 2, показана часть рабочей машины 10, содержащей вариант осуществления конструкции 12 подвески согласно настоящему изобретению. Рабочая машина 10 может быть любым типом самоходной рабочей машины, использующей одно или более самоустанавливающееся колесо, такой как валковая жатка, и т.д. В показанном варианте осуществления для иллюстрации показан участок нижней части рабочей машины в виде валковой жатки 10.
Валковая жатка 10 содержит раму 14, несущую обычные компоненты (не показаны), такие как рабочее место оператора, двигатель внутреннего сгорания, и т.д. Режущий аппарат обычно установлен с возможностью съема на переднем конце машины ниже рабочего места оператора. Моторный отсек обычно установлен позади рабочего места оператора и над парой узлов 16 самоустанавливающихся колес. На фиг.1 для простоты показан только левый задний узел 16 самоустанавливающегося колеса, хотя правый задний узел 16 самоустанавливающегося колеса выполнен, по существу, аналогично в изображенном варианте осуществления. Как будет описано более подробно ниже, возможны некоторые различия в конструкциях узлов 16 самоустанавливающегося колеса.
Пара ведущих колес 18 установлена на раме 14, и они приводятся в действие гидростатически известным образом. Также возможно приведение в действие одного колеса 18, в зависимости от применения.
Как показано, задняя ось 20 может быть телескопической задней осью, и жестко установлена на раме 14 и, по существу, неподвижна относительно нее. Задняя ось 20 может и не быть телескопической. Как будет описано ниже, задняя ось 20 содержит наружный конец, несущий втулку 22, который шарнирно соединен с соответствующим узлом 16 самоустанавливающегося колеса.
Каждый узел 16 самоустанавливающегося колеса содержит поворотный вал 24, подвеску 26, колесный рычаг 28 и самоустанавливающееся колесо 30, соединенное с колесным рычагом 28. Вал 24 установлен с возможностью поворота во втулке 22, которая приварена или жестко прикреплена к раме 14. Колесный рычаг 28 изображен как, по существу, один L-образный рычаг, который изгибается вокруг стороны колеса 30, таким образом размещая колесо 30, по существу, на линии с валом 24. Колесный рычаг 28 может также быть выполнен, по существу, U-образной формы в виде вилки с разнесенными концами на противоположных сторонах колеса 30. Нижний или дальний конец колесного рычага 28 несет короткий вал (не показан), который, в свою очередь, несет ступицу колеса (не показана) для установки колеса 30 известным образом.
Со ссылкой на фиг.2-4, подвеска 26 соединяет вал 24 с колесным рычагом 28. Подвеска 26 выполнена с пружиной 32 кручения, но может быть выполнена и с различными типами пружин, в зависимости от применения.
Пружина 32 кручения содержит внешнюю трубку 34 с квадратным поперечным сечением, внутренний элемент 36 с квадратным поперечным сечением, и множество эластомерных элементов 38, расположенных между внешней трубкой 34 и внутренним элементом 36. Внешняя трубка 34 показана соединенной с валом 24, а внутренний элемент 36 - с колесным рычагом 28, но также возможно соединить внешнюю трубку 34 с колесным рычагом 28, а внутренний элемент 36 - с валом 24.
Внешняя трубка 34 соединена с валом 24 со смещением вдоль стороны внешней трубки 34. Внутренний элемент 36 имеет ось 40 вращения, которая, по существу, параллельна оси 42 вращения самоустанавливающегося колеса 30. Внутренний элемент 36 содержит противоположные концы 44, которые проходят в осевом направлении за концами внешней трубки 34. Пара зажимов 46 жестко соединена (например, приварена) с верхней поверхностью горизонтального участка колесного рычага 28. Каждый зажим 46 зажат с соответствующим концом 44 внутреннего элемента 36. Каждый зажим 46 содержит пару кронштейнов 48, которые проходят вверх под углом приблизительно 45° относительно вертикали. Это разделяет силы, прикладываемые почвой, на два составляющих вектора силы, независимо от того, приложена ли сила в горизонтальном или вертикальном направлении. Векторы силы направлены тангенциально к оси 40 вращения внутреннего элемента 36 и обеспечивают то, что к пружине 32 кручения приложено вращательное усилие.
Во время работы силы приложены посредством почвы к колесу 30. Эти силы могут быть направлены, по существу, параллельно почве (такие как объект, воздействующий на колесо 30), или вертикально (такие как удар или подобное). Это заставляет колесо 30 поворачиваться дугообразно вокруг оси 40 вращения внутреннего элемента 36, как обозначено изогнутой двунаправленной стрелкой 50 на фиг.2. Это поворотное перемещение колесного рычага 28 несущего колеса 30 в свою очередь сжимает эластомерные элементы 38 между внутренним элементом 36 и внешней трубкой 34. Это смещает внутренний элемент 36 назад в неподвижное положение и также гасит колебания, которые переданы раме 14.
После описания предпочтительного варианта осуществления изобретения, становится очевидным, что могут быть сделаны различные изменения, не выходящие за рамки объема изобретения, определенного формулой изобретения.