ОПОРНАЯ ТЕЛЕЖКА ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННОЙ ШИРОКОЗАХВАТНОЙ ДОЖДЕВАЛЬНОЙ МАШИНЫ
SUPPORT TROLLEY FOR ELECTRIFIED WIDE-COVERAGE SPRINKLING MACHINE

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в электрифицированных широкозахватных фронтальных и круговых дождевальных машинах.
Практически на всех машинах кругового и фронтального действия как отечественных ("Кубань-Л"), так и иностранного производства ("Reinke", "Zimmatic", "Valley" прототип), где используется электрический привод, состав элементов конструкции тележки одинаков, это - центральный мотор-редуктор, карданные валы, колесные червячные редукторы и колеса с пневматическими шинами, повышенной проходимости. Идентично и компоновочное решение по расположению всех перечисленных выше элементов привода, т.е. в центре балки опорной тележки с боку от нее располагается мотор-редуктор, от него с помощью карданной передачи, расположенной (при виде сверху), также ассиметрично сбоку от балки тележки крутящий момент передается к колесным червячным редукторам, закрепленным на концах балки. На выходном валу редукторов установлены колеса. Карданная передача на машинах типа "Кубань" закрыта трубчатыми кожухами, зафиксированными с помощью хомутов на балке тележки. Стойки тележки соединяют балку с трубопроводом фермы.
Жесткость месту соединения придают подкосы выполненные из трубы круглого сечения и закрепленные к трубопроводу фермы в месте установки поддерживающих треугольников.
Недостатком приведенных ранее конструкций, является расположение мотор-редуктора, карданной передачи и колесного редуктора ассиметрично относительно оси балки тележки. Подобная компоновка деталей привода приводит к тому, что колеса тележки отстоят от балки на расстояние обусловленное размером карданной передачи, находящейся между балкой тележки и колесом. В результате плечо приложения сил веса металлоконструкции и находящейся в ней поливной воды на колеса тележек неоправданно велико, что приводит к увеличению размеров выходного вала, колесного редуктора и увеличению сечения стоек тележки и подкосов, соединяющих стойки тележки с фермой, и воспринимающих нагрузку при развороте тележки фермой во время движения.
В качестве аналога предлагаемого изобретения, уместным было бы рассмотреть дождевальную машину "Кубань-ЛК", серийно производимую в СССР. (Кропоткинский машиностроительных завод "Радуга").
Конструкция тележки машины представляет собой А-образную раму, состоящую из опорной балки, в центре которой на кронштейне закреплен мотор-редуктор, соединенный посредством карданной передачи с колесными червячными редукторами, установленными на концах балки и несущими на выходных валах колеса с пневмошинами, приводящими в движение всю конструкцию, т.к. согласно нормативной документации (ТУ, ТО, ИЭ) карданная передача является объектом повышенной опасности и согласно требований безопасности (ТУ Кубань) п. 2.4. "вращающиеся части машины, кроме колес, опорных тележек, должны быть защищены кожухами или ограждениями и не должны создавать опасности для обслуживающего персонала", передача имеет защиту в виде трубчатого кожуха. Колесные редукторы, закрепленные на консольных кронштейнах по концам балки, сориентированы в пространстве таким образом, что червяк расположен сверху от червячного колеса.
Опорная тележка с помощью стоек соединена с трубопроводом машины, выполненным в виде пространственных ферм. Для придания жесткости месту сочленения имеются подкосы, идущие от стоек тележки к трубопроводу фермы, в место установки первого от тележки треугольника, а в центральной части подкосы соединены между собой поперечиной.
Недостатком аналога является то, что для обеспечения безопасной эксплуатации необходима защита карданной передачи дополнительными элементами в виде трубчатых кожухов закрепленных к балке тележки с помощью хомутов.
Кроме того, неудачным является конструктивное исполнение колесного червячного редуктора, у которого червяк расположен сверху от червячного колеса, что является самым нежелательным из всех положений, которые он может занимать при иных компоновках. Это связано с тем, что червячная передача является передачей скольжения и особо требовательна к смазке, особенно в местах контакта зубьев, где наблюдается повышенное трение, и как следствие, нагрев, вместе с тем, передача является тихоходной и смазка, захватываемая червячным колесом редуктора, успевает стечь, пока достигнет места контакта последнего с червяком.
Крепление подкосов, соединяющих стойки опорной тележки с фермой к трубопроводу, ведет к риску поломки т.к. прочность тяг нижнего пояса гораздо больше прочности тонкостенной трубы фермы, а они практически не участвуют передачи нагрузки от фермы к тележке во время разворота последней, при движении машины по сложному рельефу.
Поставленная цель изобретения достигается путем изменения конструкции и компоновочного решения по расположению деталей привода. Указанное, осуществляется следующим образом: балка тележки, представляющая собой полую толстостенную трубу, которая состоит из двух частей, соединенных в центре с помощью кронштейна одновременно используемого для установки центрального мотор-редуктора. Мотор-редуктор установлен таким образом, что его выходные валы находятся по центру внутри трубы балки. Передача крутящего момента от мотор-редукторов к колесным червячным редукторам, осуществляется с помощью телескопических валов, располагаемых внутри трубы балки, и соединенных с валами редукторов жесткими муфтами. Колесные редукторы закреплены при помощи кронштейнов на торцах балки, причем конструктивное исполнение редуктора выполнено таким образом, что червяк расположен снизу от червячного колеса и место контакта зубьев передачи постоянно находится в масляной ванне, как и подшипники червяка.
Соединение опорной тележки машины с фермой осуществляется при помощи подкосов, которые соединяют стойки тележки с деталями ферменного пролета, причем места крепления указанных подкосов к деталям фермы исполнены так, чтобы распределить действующую нагрузку передающуюся при движении машины от фермы к тележке и наоборот, как можно равномерней для чего используются диагональные растяжки, идущие от нижнего пояса фермы к ее трубопроводу и распорный треугольник, придающий устойчивость подкосам при действии на них сжимающих усилий.
Отличие предлагаемой конструкции тележки от имеющихся, является размещение колесного редуктора с торца балки тележки и изменение компоновки червячного редуктора таким образом, что червяк расположен снизу от червячного колеса и его вал находится по центру трубы балки внутри последней. Телескопический вал передающий крутящий момент от мотор-редуктора к колесному редуктору расположен внутри трубы балки и не требует кожуха, а центральный мотор-редуктор находится в центе балки на кронштейне, являющимся составной частью конструкции трубы балки. Подкосы, объединяющие тележку с фермой, соединены с последней в месте крепления нижнего пояса с треугольником фермы и с целью равномерного распределения нагрузки имеют продолжение в виде диагональных растяжек, идущих от точки крепления подкосов к трубопроводу фермы в место установки следующего треугольника.
С целью придания устойчивости подкосы в своей центральной части объединены распорным треугольником, соединяющим их с трубопроводом фермы и расположенным перпендикулярно к продольной оси самих подкосов.
На фиг. 1. На опорной тележке с электроприводом широкозахватной дождевальной машины. Вид спереди.
На фиг. 2. Опорная тележка вид сверху.
На фиг. 3. Привод опорной тележки. Вид сбоку.
На фиг. 1, 2, 3 изображена опорная тележка, которая представляет собой А-образную конструкцию, основанием которой является балка 1, выполненная из двух толстостенных труб круглого сечения, соединенных в центре кронштейном 2, который одновременно является местом установки мотор-редуктора 3. Мотор-редуктор закреплен на кронштейне таким образом, что его выходные валы расположены по центру трубы 1 балки тележки. С торцов балки приварены кронштейны 4, к которым крепятся колесные редукторы 5. Компоновочное решение колесных редукторов выполнено таким образом, что червяк 6 имеет нижнее расположение относительно червячного колеса 7, а выходящий вал червяка находится по центру трубы балки. Крутящий момент от центрального мотор-редуктора к колесным редукторам передается посредством телескопических валов 8, соединенных с редукторами с помощью муфт 9. Стойки тележки 10 объединяют балку тележки с трубопроводом машины 11, выполненными в сборе с наборами треугольников 12 и стяжками 13 в виде пространственной фермы. Жесткость месту сочленения тележки с фермой обеспечивают подкосы 14, идущие от стоек к треугольнику фермы 15 в место его установки на стяжках 13. С целью равномерного распределения нагрузки на конструкцию фермы места крепления подкосов 14 к треугольникам соединены с трубопроводом с помощью диагональных растяжек 16, точка крепления которых к трубе находятся в узле установки следующего треугольника фермы 12. С целью придания устойчивости подкосам 14, они объединены в своей центральной части с трубопроводом фермы распорным треугольником 17, который располагается перпендикулярно к продольной оси самых подкосов.
Уровень масла 18 в колесных редукторах находится выше места контакта зубьев передачи и подшипников червяка, что обеспечивает надежную смазку, а также теплоотвод из места зубчатого зацепления, обеспечивая тем самым надежную и долговечную работу всего привода.
Размещение телескопических валов привода в трубе балки позволяет отказаться от защитных кожухов, а кроме того в совокупности с установкой колесных редукторов в торце трубы и приближение колес к балке уменьшает плечо приложения сил к деталям металлоконструкции тележки, позволяет тем самым уменьшить их поперечное сечение и соответственно вес опоры в целом.
Источники: Руководство по эксплуатации «Машина дождевальная электрифицированная круговая "КУБАНЬ-ЛК1"» часть 1-2 техническое описание и инструкции ЭК-100.000 РЭ, URL: https://www.reinke.com/, URL: http://www.lindsayrussia.com, URL: http://www.valmont.com.