Мотоблок со стреловидным расположением рабочих осей
MOTOR BLOCK WITH BACKSWEPT LOCATION OF WORKING AXIS

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности, к почвоперерабатывающим устройствам, и может быть использовано для транспортировки грузов, вспашки и культивирования почвы.
Известна фреза-культиватор (RU 90288, А01В 33/00, 2009 г.), рабочие секции которой состоят из закрепленных на трубчатой насадке поперечных пластинчатых ножей. Недостатком известного устройства является его низкая надежность при эксплуатации, обусловленная сложностью конструкции.
Известен мотоблок (Texas 532 TG www.Garden-Best.ru 2010), содержащий раму, на которой жестко закреплен двигатель, руль и редуктор. Транспортировочное колесо установлено с возможностью подъема вверх при культивации почвы. Фрезы надеты на выходной вал редуктора, а сошник закреплен на раме. Недостатком известного технического решения является сложность эксплуатации, обусловленная тем, что для обеспечения равномерной работы мотоблока, оператор должен постоянно регулировать сошником глубину вспашки.
Наиболее близким к изобретению является мотоблок со стреловидным расположением рабочих осей (RU 2602606 А01В 33/08, 2015 г.), содержащий редуктор, связанный с рабочими осями посредством соответствующих угловых муфт, обеспечивающих передачу им крутящего момента от редуктора в плоскости, параллельной поверхности земли. Известное устройство имеет ограниченные функциональные возможности, т.к. его можно использовать только в качестве культиватора. Данное обстоятельство объясняется жесткой фиксацией угла стреловидности рабочих осей, которая исключает возможность прямолинейного движения мотоблока, необходимого для работы с прицепом или плугом.
Техническим результатом, которого можно достичь при осуществлении изобретения, является расширение функциональных возможностей.
Технический результат достигается тем, что в мотоблоке со стреловидным расположением рабочих осей, содержащем редуктор, ось которого связана с каждой из двух рабочих осей посредством соответствующей угловой муфты, обеспечивающей передачу крутящего момента рабочей оси от оси редуктора, а также возможность вращения рабочей оси при ее повороте на угол от 35° до 90° относительно условной оси симметрии мотоблока, совпадающей с направлением его движения в плоскости параллельной поверхности земли, каждая муфта состоит из узла зубчатого зацепления, обеспечивающего передачу крутящего момента от оси редуктора на рабочую ось под заданным углом, узла поворота рабочей оси и стопорного узла, обеспечивающего фиксацию положения рабочей оси, приводящей во вращение исполнительный узел, при этом узел поворота рабочей оси состоит из прикрепленного к редуктору первого фланца, имеющего с двух противоположных сторон наплывы со сквозными отверстиями, в которых установлены оси вращения подвижной скобы, жестко соединенной с втулкой, в которой на подшипниках установлена рабочая ось, при этом на свободном конце скобы выполнены отверстия, предназначенные для установки фиксатора угла поворота рабочей оси. Стопорный узел может состоять из прикрепленного к редуктору второго фланца с двумя параллельными косынками, в которых выполнены соосные отверстия, предназначенные для установки фиксатора угла поворота рабочей оси. Узел зубчатого зацепления муфты может представлять собой угловую зубчатую передачу, которая состоит из двух входящих в зацепление 8-зубчатых шестерен с цилиндрическими зубьями, форма которых обеспечивает надежное зацепление между собой при любом угле заданного диапазона положения осей. При повороте рабочей оси на угол 90° исполнительным узлом может являться колесо либо грунтозацеп, а при повороте рабочей оси на угол от 35° до 90° - фреза.
Из проанализированных источников информации известно применение угловой зубчатой муфты для передачи крутящего момента от редуктора к рабочим элементам с взаимно-изменяемым угловым отклонением свыше 90 Град. (RU 2418211 C1 F16P 3/18, 2009 г.). Однако при использовании известного технического решения в данном устройстве (с углом поворота рабочей оси от 35° до 90°) технический результат не может быть достигнут из-за значительных поперечных габаритов муфты, которые препятствуют обеспечению минимального угла между рабочими осями, что позволяет сделать вывод о соответствии данного технического решения критериям изобретения «изобретательский уровень» и «новизна».
На Фиг. 1 изображена конструкция мотоблока с поворотом каждой из рабочих осей на угол 90°, на которые насажены колеса.
На Фиг. 2 изображена конструкция мотоблока с поворотом каждой из рабочих осей на угол от 45°, на которые насажены фрезы.
На Фиг. 3 изображена конструкция угловой муфты.
На Фиг. 4 изображен вид шестерни узла зацепления угловой муфты.
Устройство (Фиг. 1, Фиг. 2) состоит из редуктора, ось 1 которого связана с рабочими осями 2 с насаженными на них исполнительными узлами 3 (колесами, фрезами) посредством соответствующих угловых муфт 4. Каждая муфта обеспечивает передачу крутящего момента рабочей оси от оси редуктора, а также возможность вращения рабочей оси при ее повороте на угол ϕ от 35° до 90° относительно условной оси симметрии мотоблока, совпадающей с направлением его движения в плоскости, параллельной поверхности земли. Муфта (Фиг. 3) состоит из узла зубчатого зацепления, обеспечивающего передачу крутящего момента от оси редуктора на рабочую ось под заданным углом, узла поворота рабочей оси и стопорного узла, обеспечивающего фиксацию положения рабочей оси, приводящей во вращение исполнительный узел. Рабочие оси расположены в плоскости, параллельной поверхности земли.
Узел поворота каждой рабочей оси 2 состоит из прикрепленного к редуктору первого фланца 5, имеющего с двух противоположных сторон наплывы со сквозными отверстиями, в которых установлены оси вращения 6 подвижной скобы 7. Скоба 7 жестко соединена с втулкой 8, в которой на подшипниках установлена рабочая ось 2. В свободном конце скобы 7 выполнены отверстия, предназначенные для установки фиксатора угла поворота рабочей оси 9, выполненного в виде пальца.
Стопорный узел выполнен в виде двух косынок 10, представляющих собой параллельные пластины (между которыми имеется промежуток), в которых выполнены соосные отверстия, предназначенные для установки фиксаторов угла поворота рабочей оси 9. Косынки 10 прикреплены (приварены) ко второму фланцу 11, причем их плоскости взаимно перпендикулярны.
Узел зубчатого зацепления муфты представляет собой угловую зубчатую передачу, состоящую из двух 8-зубчатых шестерен (Фиг. 4). Узел выполнен в виде насаженной на ось редуктора 1 ведущей обоймы, шестерни которой входят в зацепление с зубчатыми шестернями ведомой обоймы, соединенной с рабочей осью 2. По окружности конусообразной поверхности обойм шестерней под углом размещены 8 зубьев 12, обеспечивающих надежное зацепление между собой при любом угле (заданного диапазона) расположения осей 1 и 2. Направление осей цилиндрических зубьев, установленных на конусообразных основаниях, совпадает с направлением оси обоймы.
Устройство работает следующим образом.
Передача вращения происходит за счет зацепления цилиндрических зубьев 8-зубчатых шестерен, расположенных друг против друга. Шестерня ведущей обоймы, установленная на оси 1 редуктора, вращает шестерню, прикрепленную к рабочей оси 2, которая вращается во втулке 8. Оригинальная конструкция зубьев обеспечивает надежную передачу крутящего момента от оси редуктора 1 в заданном диапазоне изменения угла между рабочими осями.
Для изменения угла между рабочими осями необходимо вынуть фиксатор 9 угла поворота из отверстий косынок 10, вручную переместить рабочую ось 2 на нужный угол и его зафиксировать с помощью фиксатора 9, предварительно совместив отверстия подвижной скобы 7 с отверстиями косынок 10. Точность выставки угла между осями определяется количеством и шагом чередования отверстий, выполненных по длине косынок 10. После установки и фиксации нужного угла стреловидности осей 2 на них закрепляют фрезы 3 либо колеса. Необходимо, чтобы расстояние между фрезами было минимальным (что соответствует минимальному значению угла между осями 2), но при этом фрезы не задевали бы друг друга. Это достигается перемещением фрез вдоль осей 2 с последующей фиксацией положения. Чем меньше угол между осями 2 (фрезами), тем меньше зона «непропахивания» почвы при использовании мотоблока в режиме работы культиватора. Изменение угла стреловидности необходимо делать в зависимости от почвенной структуры.
Экспериментально установлено, что диапазон изменения угла от 70° до 180° между рабочими осями достаточен для установки режима надежной работы мотокультиватора при любых типах почв, независимо от их состояния (целина или ранее вспаханная, подзолистая, суглинок и т.д.). При этом обеспечена полная передача вращающего момента во всем угловом диапазоне при оборотах до 500 об./мин., при этом скорость вращения фрез составляет не более 100-110 об/мин.
При угле разворота между рабочими осями 180° на рабочие оси мотоблока можно установить колеса либо грунтозацепы, превратив его тем самым в транспортное средство, к которому можно присоединить прицеп либо средство для выкапывания корнеплодов.
Вся конструкция муфты находится в закрытом пространстве, не требует сложного технического обслуживания, защищена со всех сторон от попадания земли, песка или камней.
Возможность использования мотоблока как в режиме культиватора, так и в режимах транспортного средства либо грунтозацепа (плуга), свидетельствует о его широких функциональных возможностях, благодаря чему данная конструкция может быть наиболее перспективной при проектировании современных мотоблоков для сельскохозяйственных нужд.