МОТОВИЛО ДЛЯ УБОРОЧНОЙ ПРИСТАВКИ
REEL FOR HARVESTING ACCESSORY

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к сельскохозяйственным уборочным машинам. В частности оно относится к сельскохозяйственным уборочным приставкам для сельскохозяйственных уборочных машин. Более конкретно, оно относится к мотовилу для сельскохозяйственных уборочных приставок.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Сельскохозяйственные уборочные машины, такие как уборочные комбайны, движутся по сельскохозяйственным полям, убирая сельскохозяйственные культуры. Уборочные машины обычно имеют сельскохозяйственную уборочную приставку, расположенную впереди сельскохозяйственной уборочной машины, которая зацепляет возделываемые растения на корню.
Сельскохозяйственная уборочная приставка функционирует, срезая стебли возделываемых растений поблизости от их корней и перенося срезанные возделываемые растения в сельскохозяйственную уборочную машину для дальнейшей обработки.
Существует необходимость направления возделываемых растений в сельскохозяйственную уборочную приставку, когда корни срезаны. Данная функция обеспечивается с помощью мотовила. Мотовило продолжается в боковом направлении относительно направление движения сельскохозяйственной уборочной машины. Мотовило зацепляет верхние части возделываемых растений, когда их стебли срезают, и толкает верхние части возделываемых растений назад таким образом, что срезанные возделываемые растения принимает транспортирующий механизм на сельскохозяйственной уборочной приставке. Транспортирующий механизм переносит срезанные возделываемые растения в сельскохозяйственную уборочную машину, где возделываемые растения перерабатываются дальше.
Мотовило сельскохозяйственной уборочной приставки находится в виде центральной трубы, которая продолжается в боковом направлении и является удлиненной. Несколько более маленьких труб, называемых обычно «планки», равномерно распределены по окружности центральной трубы. Данные планки обычно расположены на одинаковом расстоянии от центральной трубы. Каждая планка поддерживает несколько пальцев, которые равноудаленно разнесены друг относительно друга. Данные пальцы продолжаются в одном и том же направлении на каждой планке.
Центральная труба приводится во вращение и в свою очередь, заставляет планки вращаться вокруг продольной оси центральной трубы. По мере того, как каждая планка направляется и зацепляет верхние части несрезанных возделываемых растений, пальцы на планке поджимают возделываемые растения назад и на верхнюю поверхность сельскохозяйственной уборочной приставки.
В последние годы, сельскохозяйственные уборочные приставки делают все более и более длинными. Это увеличивало длину, так как требовалось, чтобы центральные трубы делали более жесткими, чтобы они не прогибались в середине. Когда центральная труба прогибается в середине, существует риск, что пальцы будут срезаться удлиненным движущимся возвратно-поступательно ножом, который срезает стебли возделываемых растений рядом с корнями.
Для большей жесткости вследствие необходимой длины требуется, чтобы центральная труба была сделана с более большим диаметром, а зачастую также с более толстыми стенками. Это, в свою очередь, означает, что сельскохозяйственная уборочная приставка является более тяжелой не только пропорционально своей длине, но является более тяжелой вследствие увеличенной толщины стенок центральной трубы и более большого диаметра центральной трубы.
Данная дополнительная масса, в свою очередь, требует, чтобы для поддержки данной массы сельскохозяйственная уборочная машина была сделана более тяжелой, в частности приемная камера, на которую опирается сельскохозяйственная уборочная приставка, и гидравлические цилиндры, которые поднимают и опускают приемную камеру молотилки, и соответственно сельскохозяйственную уборочную приставку.
Вследствие этого, требуется мотовило, более легкое по массе, чем мотовило с традиционной конфигурацией. Цель данного изобретения состоит в том, чтобы предоставить подобное мотовило.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с одним аспектом изобретения, мотовило для сельскохозяйственной уборочной приставки содержит центральную трубу, имеющую продольную ось вращения. К центральной трубе прикреплено множество опор планок, которые продолжаются от нее радиально наружу. Каждая из опор планок имеет наружный конец, к которому прикреплено крепление планки. Планка поддерживается с возможностью вращения внутри каждой из опор планок. В каждом креплении планки предоставлен упорный подшипник для передачи осевой нагрузки от крепления планок на планку, проходящую через крепление планки.
В соответствии с еще одним аспектом изобретения, предложено мотовило для сельскохозяйственной уборочной приставки, при этом мотовило содержит: центральную трубу, которая является удлиненной, которая имеет окружность и которая имеет ось вращения; множество опор планок, установленных на центральной трубе и продолжающихся от нее наружу, при этом опоры планок разнесены продольно по длине центральной трубы; множество планок, которые являются удлиненными и продолжаются параллельно центральной трубе, при этом планки разнесены по окружности и кроме того при этом каждая из планок выполнена с возможностью поддержки множества разнесенных пальцев, которые выполнены с возможностью зацепления верхних частей возделываемых растений и перемещения их в направлении сельскохозяйственной уборочной приставки; множество креплений планок, прикрепленных к наружным концам опор планок, при этом каждое из креплений планок образует отверстие, в котором поддерживается соответствующая планка; при этом крепления планок и планки выполнены в виде упорных подшипников для передачи осевой нагрузки в планках на концы опор планок для удерживания планок в заданном положении друг относительно друга, и при этом опоры планок являются достаточно жесткими для передачи усилий, прикладываемых к их концам, на центральную трубу и уменьшения прогибания центральной трубы.
Каждое крепление планки из множества креплений планок может иметь первую подшипниковую поверхность, находящуюся на первой стороне опоры планки, а каждая планка из множества планок может иметь вторую подшипниковую поверхность, и первая подшипниковая поверхность и вторая подшипниковая поверхность могут являться обращенными друг к другу поверхностями и могут располагаться с соединением друг с другом впритык с образованием первого упорного подшипника из упорных подшипников.
Первая подшипниковая поверхность и вторая подшипниковая поверхность могут быть в общем плоскими и могут располагаться перпендикулярно оси вращения планки.
Каждое крепление планки может иметь третью подшипниковую поверхность, находящуюся на второй стороне крепления планки, которая расположена напротив первой стороны крепления планки, и каждая планка может иметь четвертую подшипниковую поверхность, причем третья подшипниковая поверхность и четвертая подшипниковая поверхность могут быть обращены друг к другу и могут располагаться с соединением друг с другом впритык с образованием второго упорного подшипника из упорных подшипников.
Третья подшипниковая поверхность и четвертая подшипниковая поверхность могут быть в общем плоскими и могут располагаться перпендикулярно оси вращения планки.
Вторая подшипниковая поверхность может быть образована на круглом кольце, которое прикреплено к наружной поверхности указанной каждой планки, окружает ее и продолжается от нее радиально наружу, и четвертая подшипниковая поверхность может быть образована на круглом кольце, которое прикреплено к наружной поверхности указанной каждой планки, окружает ее и продолжается от нее радиально наружу.
Первая подшипниковая поверхность может содержать первый участок подшипниковой поверхности, который образован на первой шарнирной части указанного каждого крепления планки, и первая подшипниковая поверхность может содержать второй участок подшипниковой поверхности, который образован на второй шарнирной части указанного каждого крепления планки, и первая шарнирная часть и вторая шарнирная часть могут быть шарнирно соединены вместе.
Первый участок подшипниковой поверхности и второй участок подшипниковой поверхности могут располагаться в одной плоскости и могут вместе образовывать круглое кольцо, которое окружает наружную поверхность каждой планки.
Третья подшипниковая поверхность может содержать третий участок подшипниковой поверхности, который образован на первой шарнирной части указанного каждого крепления планки, причем третья подшипниковая поверхность может содержать четвертый участок подшипниковой поверхности, который образован на второй шарнирной части указанного каждого крепления планки.
Первая подшипниковая поверхность и вторая подшипниковая поверхность первого упорного подшипника могут быть выполнены с возможностью выдерживания без разрушения единой осевой нагрузки, равной 200 Фунт-сил.
Первая подшипниковая поверхность и вторая подшипниковая поверхность первого упорного подшипника выполнены с возможностью выдерживания без разрушения единой осевой нагрузки, равной 400 Фунт-сил.
Первая подшипниковая поверхность и вторая подшипниковая поверхность первого упорного подшипника могут быть выполнены с возможностью выдерживания без разрушения единой осевой нагрузки, равной 800 Фунт-сил.
Первая подшипниковая поверхность и вторая подшипниковая поверхность первого упорного подшипника могут быть выполнены с возможностью выдерживания без разрушения 360000 циклов нагрузки 0 Фунт-сил - 100 Фунт-сил - 0 Фунт-сил.
Первая подшипниковая поверхность и вторая подшипниковая поверхность первого упорного подшипника могут быть выполнены с возможностью выдерживания без разрушения 360000 циклов нагрузки 0 Фунт-сил - 200 Фунт-сил - 0 Фунт-сил.
Отношение длины центральной трубы к наружному диаметру центральной трубы может составлять по меньшей мере 45, а мотовило может иметь длину, равную по меньшей мере 20 футов.
Отношение длины центральной трубы к наружному диаметру центральной трубы может составлять по меньшей мере 50, а мотовило может иметь длину, равную по меньшей мере 25 футов.
Отношение длины центральной трубы к наружному диаметру центральной трубы может составлять по меньшей мере 55, а мотовило может иметь длину, равную по меньшей мере 30 футов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 иллюстрирует сельскохозяйственную уборочную машину с мотовилом в соответствии с представленным изобретением.
Фиг. 2 иллюстрирует мотовило сельскохозяйственной уборочной машины по Фиг. 1 на перспективном изображении с удаленными всеми другими составными элементами, включая пальцы мотовила.
Фиг. 3 представляет собой фрагментарное перспективное подробное изображение левого конца мотовила, показанного на фиг. 2.
Фиг. 4 представляет собой увеличенное фрагментарное перспективное подробное изображение центральной части мотовила, показанной на фиг. 3.
Фиг. 5 представляет собой изображение в частично разобранном виде наружного конца опоры мотовила, крепления мотовила и планки, показанной на фиг. 4.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1, сельскохозяйственная уборочная машина 100 имеет приемную камеру 102, продолжающуюся от нее вперед в направлении движения «V». Сельскохозяйственная уборочная приставка 104 поддерживается на переднем конце приемной камеры 102. Сельскохозяйственная уборочная приставка 104 содержит движущийся возвратно-поступательно нож 106, который продолжается по существу на всю ширину сельскохозяйственной уборочной приставки 104. Мотовило 108 поддерживается на сельскохозяйственной уборочной приставке 104 над движущимся возвратно-поступательно ножом 106 и продолжается по существу на всю ширину сельскохозяйственной уборочной приставки 104.
Противоположные концы мотовила 108 поддерживаются на рычагах 110 (только один показан на фиг. 1). Рычаги 110 имеют задние концы, которые шарнирно соединены с рамой 112 и продолжаются от нее вперед. Рама продолжается в боковом направлении и по существу на всю ширину сельскохозяйственной уборочной приставки 104. Каждый рычаг 110 имеет гидравлический цилиндр 114, связанный с ним, который расположен между рычагом 110 и рамой 112 и соединен с ними. Рычаги 110 (и, вследствие этого, мотовило 108) поднимаются и опускаются, за счет выдвижения и втягивания каждого гидравлического цилиндра 114.
Планки 116 (шесть в данном примере) поддерживаются на центральной трубе 118. Центральная труба 118 образует основной конструктивный элемент мотовила 108. Центральная труба 118 образована из стали или алюминиевого сплава. Центральная труба может быть круглой в поперечном сечении. Она может иметь плоские поверхности, образованные сверху на ее наружной поверхности. Данные плоские поверхности могут продолжаться в направлении, параллельном оси 120 вращения. Центральная труба может иметь вырезы, прорези, щели или другие отверстия, предоставленные в наружной поверхности, например, для понижения массы центральной трубы в зонах, в которых напряжение не является большим. Центральная труба может сужаться по всей своей длине. Центральная труба может иметь распорки или скобы по своей длине для добавления дополнительной прочности.
Каждая планка 116 является удлиненной и продолжается в боковом направлении. Каждая планка 116 равномерно распределена по окружности центральной трубы 118. Каждая планка 116 расположена в общем равноудаленно от оси 120 вращения центральной трубы 118. Планки 116 могут быть изготовлены из алюминиевого сплава или стали. Планки 116 могут быть цилиндрическими. Планки 116 могут быть сплошными в поперечном сечении. Планки 116 могут быть круглыми в поперечном сечении. Планки 116 могут иметь выемки, ребра или плоские поверхности, образованные на их наружной поверхности.
К каждой планке 116 прикреплено множество пальцев 122. Множество пальцев 122 на каждой планке 116 продолжаются в одном и том же общем направлении таким образом, что когда планка приближается к возделываемым растениям, пальцы будут одновременно зацеплять верхние части возделываемых растений.
Пальцы представляют собой цельные изготовленные литьем под давлением пластмассовые конструкции. В качестве альтернативы, они могут быть изготовлены из алюминиевого сплава или стали. Пальцы могут содержать пружины, чтобы они имели возможность сгибаться под нагрузкой. Пальцы могут состоять из комбинации сильно непохожих материалов, например, из комбинации пластмассы, стали и алюминиевых сплавов.
Каждая планка 116 поддерживается на центральной трубе 118 таким образом, чтобы она могла вращаться вокруг продольной оси 124 по мере того, как она одновременно поступательно перемещается вокруг оси 120 вращения.
На Фиг. 2-5, все пальцы 122 были удалены для удобства показа. Каждый палец прикреплен к планке в соответствующем креплении 123 пальца. Крепления 123 пальцев равноудаленно распределены по существу по всей длине каждой планки 116. Крепления 123 пальцев обычно формируют в отверстии или углублении, образованном в наружной поверхности каждой планки 116. Крепления 123 пальцев служат для ориентации своих соответствующих пальцев 122 таким образом, чтобы все пальцы 122 на каждой планке 116 продолжались наружу от планки 116 в одном и том же направлении.
На фиг. 2, мотовило 108 содержит центральную трубу 118, семь комплектов 126 опор 128 планок, семь креплений 130 опор планок, шесть планок 116, связанных с каждым креплением 130 опоры планки, и крепления 132 планок, прикрепленные к концу каждой опоры 128 планки.
Центральная труба имеет левую ось 134 и правую ось 136, которые прикреплены к левому концу и правому концу центральной трубы 118 и продолжаются от нее наружу. Мотовило 108 поддерживается на левой оси 134 и правой оси 136 с возможностью вращения вокруг оси 120 вращения. Когда в данном документе делается ссылка на «длину» или «общую длину» мотовила 108, данная длина относится к расстоянию между двумя рычагами, которые поддерживают противоположные концы мотовила. В большинстве случаев, это будет по существу такая же длина, что и общая длина планок 116 и общая длина центральной трубы 118.
Каждая опора 128 планки прикреплена на своем внутреннем конце к креплению 130 опоры планки на центральной трубе 118 и продолжается от него наружу. Каждая из опор 128 планок в каждом комплекте 126 опор 128 планок равномерно распределена по окружности центральной трубы 118. В данном примере, поскольку в каждом комплекте 126 опор 128 планок имеется шесть опор 128 планок, каждая опора 128 планки отстоит на 60° от соседней опоры планки.
Каждый комплект 126 опор 128 планок равноудаленно отстоит от соседнего комплекта 126 опор 128 планок по длине центральной трубы 118.
К левому концу каждой планки 116 прикреплен коленчатый рычаг 138. Коленчатый рычаг 140 прикреплен к правому концу каждой планки 116. Планки вращаются внутри креплений 132 планок, через которые они проходят, за счет поворота коленчатого рычага 138 и коленчатого рычага 140 относительно креплений 132 планок. Данное движение поворота заставляет каждую из планок 116 одновременно вращаться относительно всех креплений 132 планок, которые поддерживают данную планку 116 по всей ее длине. Поскольку имеется семь комплектов 126 опор 128 планок, каждая планка проходит через семь креплений 132 планок и поддерживается ими с возможностью вращения.
Каждая опора 128 планки имеет связанную с ней распорку 142, которая прикреплена к опоре 128 планки и которая прикреплена также к центральной трубе 118. Распорка 142 продолжается в общем в осевом направлении. Данная конфигурация повышает жесткость опоры 128 планки, к которой прикреплена распорка 142, уменьшая тем самым способность опоры планки изгибаться вперед и назад в осевом направлении (т.е. в направлении в общем параллельном оси 120 вращения) на наружном конце опоры 128 планки. Не каждая опора 128 планки имеет связанную с ней распорку 142. Например, в варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 2, комплект опор 128 планок, расположенный в середине мотовила, не имеет каких-либо связанных с ним распорок 142.
Со ссылкой на Фиг. 3 и Фиг. 4, каждое крепление 132 планки прикреплено с возможностью снятия к наружному концу своей соответствующей опоры 128 планки с помощью съемных крепежных приспособлений 144. Съемные крепежные приспособления 144 допускают снятие крепления 132 планки как с планки 116, которая поддерживается внутри крепления 132 планки, так и с наружного конца опоры 128 планки. В одной конфигурации съемными крепежными приспособлениями 144 являются резьбовые крепежные приспособления. В одной конфигурации съемные крепежные приспособления 144 содержат гайку и болт.
Каждая распорка 142 прикреплена к своей соответствующей опоре 128 планки, предпочтительно на постоянной основе, и посредством приваривания распорки 142 к опоре 128 планки. Каждая распорка 142 прикреплена с возможностью снятия к центральной трубе 118 съемными крепежными приспособлениями 146. В одной конфигурации съемными крепежными приспособлениями 146 являются резьбовые крепежные приспособления. В одной конфигурации съемные крепежные приспособления 146 содержат гайку и болт.
Центральная труба 118 содержит крепление 148 распорки, связанное с каждой распоркой 142. Каждое крепление 148 распорки прикреплено к центральной трубе 118 и выполнено с возможностью зацепления и прикрепления к соответствующей распорке 142. В одной конфигурации, каждое крепление 148 распорки приварено к центральной трубе 118 и содержит фланец 150, который продолжается радиально наружу от оси 120 вращения центральной трубы 118.
Каждый комплект 126 опор 128 планок прикреплен к креплению 132 планки, которое представлено в виде круглого кольца. Крепление 132 планки каждого комплекта 126 опор 128 планок прикреплено к центральной трубе 118. В одной конфигурации, крепление 132 планки приварено к центральной трубе 118. Крепление 132 планки в общем является плоским и лежит в плоскости в общем перпендикулярной оси 120 вращения. Опоры 128 планок прикреплены с возможностью снятия к креплению 132 планки с помощью съемных крепежных приспособлений 154. Данные съемные крепежные приспособления 154 удерживают свои соответствующие опоры 128 планок в их относительных угловых положениях относительно центральной трубы 118.
Каждая опора 128 планки в целом имеет форму U. Каждая опора 128 планки имеет перемычку 156, которая по существу является плоской и продолжается в плоскости, перпендикулярной оси 120 вращения. Каждая опора планки имеет передний фланец 158, который прикреплен к переднему краю перемычки 156 и продолжается радиально и в целом параллельно оси 120 вращения. Каждая опора 128 планки имеет задний фланец 160, который прикреплен к заднему краю перемычки 156 и продолжается радиально и в целом параллельно оси 120 вращения. Перемычка 156 каждой опоры 128 планки прикреплена к креплению 132 планки. Распорка 142, связанная с каждой опорой 128 планки, прикреплена к перемычке 156 данной опоры 128 планки между внутренним концом опоры 128 планки, где опора 128 планки прикреплена к центральной трубе, и наружным концом опоры 128 планки, где находится крепление 132 планки.
Со ссылкой на Фиг. 5, каждое крепление 132 планки состоит из двух шарнирных частей 162, которые шарнирно соединены вместе шарнирным стержнем 164. Каждая шарнирная часть 162 содержит шарнирную муфту 166, расположенную на наружном конце шарнирной части 162. Каждая шарнирная часть 162 содержит хомутообразную часть 168, соединенную с шарнирной муфтой 166. Хомутообразная часть 168 образует полукруглое углубление 170, выполненное с возможностью приема и поддержки части круглой наружной поверхности планки 116. Каждая шарнирная часть 162 содержит установочный участок 174, который соединен с хомутообразной частью 168 на противоположной от шарнирной части 162 стороне хомутообразной части 168. Когда две шарнирные части 162 закрыты, хомутообразные части 168 образуют круглое отверстие 163, полностью простирающееся вокруг круглой наружной поверхности планки 116.
В одной конфигурации, крепления 132 планок состоят из полимера. Полимер может содержать армированную волокнами пластмассу. Полимер может содержать полиэтилен. Полимер может содержать нейлон. В другой конфигурации, крепления 132 планок состоят из алюминиевого сплава. В еще одной конфигурации, крепления 132 планок состоят из стали.
Каждая шарнирная часть 162 имеет первую подшипниковую поверхность 176 на первой стороне шарнирной части 162, которая является в общем плоской и перпендикулярной оси 120 вращения. Первая подшипниковая поверхность 176 обращена в направлении в общем параллельном оси 120 вращения и в направлении одного конца центральной трубы 118. Первая подшипниковая поверхность 176 также ориентирована в целом параллельно продольной оси 124 планки 116, на которой она установлена.
Каждая шарнирная часть 162 имеет третью подшипниковую поверхность 178, расположенную на второй стороне шарнирной части 162 (которая находится напротив первой стороны шарнирной части 162). Третья подшипниковая поверхность 178 обращена в направлении в общем параллельном оси 120 вращения и в направлении продольного центра центральной трубы 118. Третья подшипниковая поверхность 178 также ориентирована в целом перпендикулярно продольной оси 124 планки 116, на которой она установлена.
Первая подшипниковая поверхность 176 расположена непосредственно рядом и входит в соприкосновение со второй соответствующей подшипниковой поверхностью 180, которая предоставлена на планке 116. Третья подшипниковая поверхность 178 расположена непосредственно рядом и входит в соприкосновение с четвертой подшипниковой поверхностью 182, которая предусмотрена на планке 116. Вторая соответствующая подшипниковая поверхность 180 и четвертая соответствующая подшипниковая поверхность 182 являются в общем плоскими и ориентированы перпендикулярно оси 120 вращения и перпендикулярно продольной оси 124 планки, на которых они предусмотрены.
В одной конфигурации, показанной в данном описании, первая соответствующая вторая подшипниковая поверхность 180 и четвертая соответствующая подшипниковая поверхность 182 предоставлены на двух внутренних обращенных друг к другу поверхностях первого круглого кольца 184 и второго круглого кольца 186, соответственно. Между круглыми кольцами и креплением планки предоставлен небольшой зазор (1-4 мм), позволяющий планке 116 вращаться относительно крепления планки.
Первая подшипниковая поверхность 176 и вторая соответствующая подшипниковая поверхность 180 образуют упорный подшипник, который предотвращает перемещение крепления 132 планки вдоль планки 116 в одном осевом направлении. Третья подшипниковая поверхность 178 и четвертая соответствующая подшипниковая поверхность 182 образуют упорный подшипник, который предотвращает перемещение крепления 132 планки вдоль планки 116 во втором осевом направлении, противоположном первому осевому направлению.
Данные два упорных подшипника образованы прилегающими поверхностями на креплении планки, и размеры круглых колец планки 116 подобраны для передачи существенных осевых нагрузок порядка по меньшей мере 100 фунт-сил, даже когда планка 116 вращается внутри крепления планки.
В конфигурации, проиллюстрированной в данном документе, каждое крепление 132 планки образует два упорных подшипника, по одному с каждой стороны крепления 132 планки. В альтернативной конфигурации, каждое крепление планки может образовывать единственный упорный подшипник, способный передавать нагрузку от планки 116 на крепление 132 планки в одном направлении, но не в другом направлении.
Таким образом, может быть предоставлена центральная труба 118, имеющая более маленький диаметр и более тонкую стенку, которая является относительно гибкой, и которая, но для конфигурации упорных подшипников, может прогибаться или опускаться в середине на несколько миллиметров. Данное прогибание является наибольшим в продольной средней точке центральной трубы 118. В конфигурации, описанной в данном документе, когда центральная труба начинает прогибаться вниз под действием силы тяжести, опоры 128 планок, продолжающиеся вниз от нижней части центральной трубы 118, будут раздвигаться, достигая своего наибольшего разнесения на своих самых крайних концах, где находятся крепления 132 планок.
Вместо того, чтобы допускать раздвижение опор 128 планок и позволять центральной трубе 118 прогибаться, упорные подшипники, образованные между планками 116 и креплениями 132 планок, прикладывают на крепления планок направленное внутрь усилие, которое стремится удерживать вместе концы креплений планок. Упорные подшипники передают данное усилие через планку на соседние крепления 132 планок, приводя планку 116 в напряженное состояние.
Поскольку крепления планок прикреплены к центральной трубе и снабжены достаточной жесткостью, данное натяжение планки 116, удерживающее соседние крепления планок в их нормальных положениях, значительно уменьшает любое прогибание центральной трубы 118.
Аналогичным образом, когда планка 116 поворачивается в верхнюю часть центральной трубы, центральная труба 118, за счет прогибания, будет стремиться раздувать опоры 128 планок внутрь и друг к другу на своих самых крайних (самых верхних) концах, где находятся крепления 132 планок. Упорные подшипники, образованные планками 116 и креплениями 132 планок, которые находятся над центральной трубой, будут противостоять данному прогибанию за счет приведения планок 116 в сжатое состояние. Планки 116, через упорные подшипники, будут толкать наружу крепления 132 планок, стремясь посредством этого уменьшить прогибание центральной трубы 118.
Конфигурация упорных подшипников, описанная выше, обеспечивает возможность переноса некоторой части нагрузки собственного веса мотовила 108 на планки 116 посредством упорных подшипников, которые образованы между креплениями 132 планок и планками 116. Это, в свою очередь, предоставляет возможность изготовления центральной трубы 118 более маленькой, более легкой и, следовательно, более гибкой.
Для любой заданной длины мотовила 108 толщина стенок центральной трубы 118 может быть уменьшена. Кроме того, также может быть уменьшен общий диаметр центральной трубы 118. Уменьшение толщины стенок центральной трубы 118 и диаметра центральной трубы 118 предоставляет возможность снижения массы сельскохозяйственной уборочной приставки 104.
Для этого, осевые нагрузки, которым противостоят упорные подшипники, должны быть достаточными для подъема центральной трубы 118 и предотвращения ее опускания или прогибания под действием собственной массы.
Конкретная конфигурация упорных подшипников может отличаться от конфигурации, которая здесь показана. Специалист может лучше понять, какой упорный подшипник подходит для контекста данной заявки, принимая во внимание осевые нагрузки, которые он способен прикладывать и выдерживать без поломки, а также снижение прочности или размера центральной трубы, которые можно обеспечить за счет использования упорного подшипника.
РАЗОВАЯ МАКСИМАЛЬНАЯ НАГРУЗКА УПОРНЫХ ПОДШИПНИКОВ
Размеры упорных подшипников, образованных креплениями 132 планок и планками 116, подбирают достаточными, чтобы противостоять разовой растягивающей осевой нагрузке в планке 116, равной по меньшей мере 200 Фунт-сил, прикладываемой к креплению 132 планки без разрушения планки 116 или крепления 132 планки.
В другой конфигурации, размеры упорных подшипников, образованных креплениями 132 планок в планках 116, подбирают достаточными, чтобы противостоять разовой растягивающей осевой нагрузке в планке 116, равной по меньшей мере 400 Фунт-сил, прикладываемой к креплению 132 планки без разрушения планки 116 или крепления 132 планки.
В другой конфигурации, размеры упорных подшипников, образованных креплениями 132 планок в планках 116, подбирают достаточными, чтобы противостоять разовой растягивающей осевой нагрузке в планке 116, равной по меньшей мере 800 Фунт-сил, прикладываемой к креплению 132 планки без разрушения планки 116 или крепления 132 планки.
ЦИКЛИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА УПОРНЫХ ПОДШИПНИКОВ
Размеры упорных подшипников подбирают также достаточными, чтобы обеспечить непрерывную работу мотовила в течение 360000 оборотов мотовила (обычная годовая работа) сельскохозяйственной уборочной машины с циклической нагрузкой, в которой каждый оборот мотовила составляет цикл упорного подшипника в течение осевой растягивающей нагрузки, которая начинается с нуля, затем увеличивается до 100 Фунт-сил в напряженном состоянии, затем падает до нуля, затем увеличивается до -100 Фунт-сил (т.е. сжатое состояние), затем возвращается до нуля Фунт-сил (что определяется, как один полный цикл при 100 Фунт-сил) без разрушения планки 116 или крепления 132 планки.
В другой конфигурации, размеры упорных подшипников подобраны достаточными, чтобы обеспечивать одну и ту же непрерывную работу с циклом от 0 Фунт-сил до 200 Фунт-сил до 0 Фунт-сил до -200 Фунт-сил до 0 Фунт-сил без разрушения планки 116 или крепления 132 планки.
В другой конфигурации, размеры упорных подшипников подобраны достаточными, чтобы обеспечивать одну и ту же непрерывную работу вместо этого с циклом от 0 Фунт-сил до 400 Фунт-сил до 0 Фунт-сил до -400 Фунт-сил до 0 Фунт-сил без разрушения планки 116 или крепления 132 планки.
ОТНОШЕНИЕ ДЛИНЫ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ТРУБЫ К НАРУЖНОМУ ДИАМЕТРУ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ТРУБЫ
За счет обеспечения конфигурации упорного подшипника, описанной в данном документе, в которой нагрузка от собственного веса, которая обычно отклоняла бы центральную трубу, переносится на планки, крепления планок и опоры планок, соотношение длины центральной трубы, деленной на наружный диаметр центральной трубы (т.е. длина центральной трубы к диаметру центральной трубы), может быть значительно уменьшено.
Соотношения длины центральной трубы к диаметру центральной трубы предыдущего уровня техники варьируют от 30 до 40 для мотовила с длиной 20 футов. Соотношения длины центральной трубы к диаметру центральной трубы предыдущего уровня техники варьируют от 35 до 45 для мотовила с длиной 30 футов и от 42 до 53 для мотовила с длиной 35 футов.
За счет обеспечения конфигурации упорного подшипника, описанной в данном документе, отношение длины центральной трубы к диаметру центральной трубы может составлять по меньшей мере 45, в качестве альтернативы по меньшей мере 55. В качестве альтернативы оно может составлять по меньшей мере 65 для мотовила в диапазоне длин, составляющем 20-25 футов.
За счет обеспечения конфигурации упорного подшипника, описанной в данном документе, отношение длины центральной трубы к диаметру центральной трубы может составлять по меньшей мере 50, в качестве альтернативы по меньшей мере 60 и в качестве альтернативы по меньшей мере 70 для мотовила в диапазоне длин, составляющем 25-30 футов.
За счет обеспечения конфигурации упорного подшипника, описанной в данном документе, соотношения длины центральной трубы к диаметру центральной трубы могут составлять по меньшей мере 55 для мотовила в диапазоне длин, составляющем 30-35 футов. В качестве альтернативы они могут составлять по меньшей мере 65 для мотовила в диапазоне длин, составляющем 30-35 футов. В качестве альтернативы они могут составлять по меньшей мере 75 для мотовила в диапазоне длин, составляющем 30-35 футов.
За счет обеспечения конфигурации упорного подшипника, описанной в данном документе, соотношения длины центральной трубы к диаметру центральной трубы могут составлять по меньшей мере 60 для мотовила с длиной больше, чем 35 футов.
За счет обеспечения конфигурации упорного подшипника, описанной в данном документе, соотношения длины центральной трубы к диаметру центральной трубы могут составлять по меньшей мере 72 для мотовила с длиной больше, чем 35 футов.
За счет обеспечения конфигурации упорного подшипника, описанной в данном документе, соотношения длины центральной трубы к диаметру центральной трубы могут составлять по меньшей мере 85 для мотовила с длиной больше, чем 35 футов.
СООТНОШЕНИЕ НАРУЖНОГО ДИАМЕТРА ЦЕНТРАЛЬНОЙ ТРУБЫ К ТОЛЩИНЕ СТЕНОК
Поскольку конфигурация упорного подшипника, описанная в данном документе, предоставляет возможность использования центральной трубы, имеющий более маленький наружный диаметр относительно длины мотовила, для мотовила может быть обеспечена дополнительная прочность за счет увеличения толщины стенок центральной трубы относительно наружного диаметра центральной трубы со снижением в то же время общей массы центральной трубы 118 по сравнению с предыдущим уровнем техники.
Соотношения наружного диаметра центральной трубы к толщине стенок предыдущего уровня техники обычно составляют 80-95 для мотовила с общей длиной в диапазоне, составляющем 20-25 футов.
Соотношения наружного диаметра центральной трубы к толщине стенок предыдущего уровня техники колеблются между 100-125 для мотовила с общей длиной в диапазоне, составляющем 30-35 футов.
За счет обеспечения конфигурации упорного подшипника, описанной в данном документе, соотношение наружного диаметра центральной трубы к толщине стенок может быть уменьшено до не больше, чем 75 для мотовила в диапазоне длин, составляющем 20-25 футов.
За счет обеспечения конфигурации упорного подшипника, описанной в данном документе, соотношение наружного диаметра центральной трубы к толщине стенок может быть уменьшено до не больше, чем 68 для мотовила в диапазоне длин, составляющем 20-25 футов.
За счет обеспечения конфигурации упорного подшипника, описанной в данном документе, соотношение наружного диаметра центральной трубы к толщине стенок может быть уменьшено до не больше, чем 63 для мотовила в диапазоне длин, составляющем 20-25 футов.
Значительные усовершенствования также могут быть предоставлены для мотовила еще большей длины.
За счет обеспечения конфигурации упорного подшипника, описанной в данном документе, соотношение наружного диаметра центральной трубы к толщине стенок может быть уменьшено до не больше, чем 80 для мотовила с длиной в диапазоне, составляющем 25-50 футов.
За счет обеспечения конфигурации упорного подшипника, описанной в данном документе, соотношение наружного диаметра центральной трубы к толщине стенок может быть уменьшено до не больше, чем 72 для мотовила с длиной в диапазоне, составляющем 25-50 футов.
За счет обеспечения конфигурации упорного подшипника, описанной в данном документе, соотношение наружного диаметра центральной трубы к толщине стенок может быть уменьшено до не больше, чем 65 для мотовила с длиной в диапазоне, составляющем 25-50 футов.
СООТНОШЕНИЕ НАРУЖНОГО ДИАМЕТРА ЦЕНТРАЛЬНОЙ ТРУБЫ К НАРУЖНОМУ ДИАМЕТРУ МОТОВИЛА
В мотовиле с традиционной конфигурацией, в которой мотовило не имеет упорных подшипников, любое увеличение диаметра мотовила требует более длинных опор планок. Это повышает массу мотовила. Следовательно, необходимо увеличивать диаметр центральной трубы и увеличивать толщину стенок для сохранения такой же жесткости мотовила. И более большая длина опор планок и более большой диаметр и толщина стенок мотовила приводит к значительному увеличению массы мотовила.
В представленной конфигурации упорного подшипника, увеличение длины опор планок не требует более большого мотовила. В действительности, увеличенная длина опор планок обеспечивает существенно большую жесткость, поскольку жесткость, обеспеченная конфигурацией упорного подшипника, представляет собой функцию не только натяжения в планках, но также длины мотовила. Чем больше длина опор планок, тем больше жесткость, обеспечиваемая конфигурацией упорного подшипника (для любого заданного натяжения в планках). Несмотря на то, что увеличенная длина опор планок будет повышать общую массу мотовила, конфигурация упорного подшипника более чем компенсирует данную увеличенную массу за счет увеличенной жесткости, обеспеченной вследствие большей длины опор планок. Соответственно нет необходимости увеличения диаметра или толщины стенок центральной трубы, даже когда предоставлены более длинные опоры планок при условии, что предоставлена конфигурация упорного подшипника, описанная в данном документе, для помощи в поддержке мотовила и повышенной жесткости.
Данная увеличенная длина опор планок относительно наружного диаметра центральной трубы 118 может быть выражена, как соотношение наружного диаметра центральной трубы 118 к наружному диаметру мотовила (наружный диаметр центральной трубы к наружному диаметру мотовила). Термин «наружный диаметр» означает диаметр воображаемого круга, который является достаточно маленьким для точного ограничения планок, при этом воображаемый круг образован в плоскости, которая является перпендикулярной оси 120 вращения.
В конфигурациях предыдущего уровня техники, и для мотовила с длиной 20-25 футов, отношение наружного диаметра центральной трубы (в миллиметрах) к наружному диаметру мотовила (в дюймах) составляло не менее чем 2,8. В конфигурациях предыдущего уровня техники и для мотовила 30-35 футов отношение наружного диаметра центральной трубы к наружному диаметру мотовила составляло не менее чем 4,9.
В представленной конфигурации упорного подшипника и для мотовила с длиной 20 футов или больше, отношение наружного диаметра центральной трубы к наружному диаметру мотовила составляет не больше, чем 2,7.
В альтернативной конфигурации упорного подшипника и для мотовила с длиной 20 футов или больше, отношение наружного диаметра центральной трубы к наружному диаметру мотовила составляет не больше, чем 2,5.
В альтернативной конфигурации упорного подшипника и для мотовила с длиной 20 футов или больше, отношение наружного диаметра центральной трубы к наружному диаметру мотовила составляет не больше, чем 2,0.
В альтернативной конфигурации упорного подшипника и для мотовила с длиной 30 футов или больше, отношение наружного диаметра центральной трубы к наружному диаметру мотовила составляет не больше, чем 4,0.
В альтернативной конфигурации упорного подшипника и для мотовила с длиной 30 футов или больше, отношение наружного диаметра центральной трубы к наружному диаметру мотовила составляет не больше, чем 3,5.
В альтернативной конфигурации упорного подшипника и для мотовила с длиной 30 футов или больше, отношение наружного диаметра центральной трубы к наружному диаметру мотовила составляет не больше, чем 3,0.
Описание выше содержит примеры нескольких различных способов, которыми может быть изготовлено изобретение.
Также имеются другие способы для изготовления изобретения.
Например, первое и второе круглые кольца могут представлять собой хомуты, которые прикреплены к планке на постоянной основе или прикреплены с возможностью снятия. Данные круглые кольца могут быть образованы в виде единого целого с планкой. Круглые кольца могут продолжаться в поверхность планки, а не из нее. Круглые кольца можно удерживать в их продольном положении на планке посредством шпонки или другого крепежного средства, такого как болт или винт. Подшипниковые поверхности могут быть коническими или изогнутыми. Круглые кольца могут быть образованы в виде отдельных деталей, которые монтируют вокруг планки. Круглые кольца могут быть образованы в виде части общего элемента или элементов, которые расположены на планке и зафиксированы на своем месте. Опоры планок можно изготовить жесткими и полностью отказаться от распорок. Может иметься больше или меньше, чем шесть планок, распределенных вокруг центральной трубы. Нет необходимости, чтобы каждая планка и крепление планки были выполнены в виде упорного подшипника. Может иметься меньше, чем три комплекта (126) креплений планок, включая один комплект (126) на каждом конце мотовила и один комплект (126), расположенный между двумя концевыми комплектами (126), при условии, что имеется по меньшей мере один комплект (126) креплений планок, расположенный между двумя концевыми комплектами (126) креплений планок, и что данный по меньшей мере один промежуточный комплект выполнен с возможностью наличия упорных подшипников, которые описаны выше. Нет необходимости, чтобы некоторые из комплектов (126) креплений планок были выполнены с возможностью наличия упорных подшипников. Может иметься три, четыре, пять, шесть, восемь, девять или более комплектов (126) креплений планок. Могут быть предусмотрены другие изменения и конфигурации мотовила, которые согласуются формулой изобретения, приведенной ниже. В формуле изобретения ниже приведен полный объем правовых притязаний изобретения, который не ограничен конкретными вариантами осуществления, раскрытыми в данном документе.