РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ПРИВОДА МОТОБЛОКА

Полезная модель относится к конструкции распределительных узлов для приводов преимущественно легких мотоблоков, которые предназначены для приусадебных хозяйств и семейных ферм небольшой (как правило, до 5 га) площади. Распределительные узлы могут быть использованы для согласования скоростей ходовых колес и таких роторных рабочих органов мотоблоков, как фрезы для вспашки и культивации междурядий, активные бороны, роторные сеялки и косилки, катки для уплотнения грунта и т.п.
Общеизвестно, что мотоблоки выпускают практически во всех экономически развитых странах. Многообразие их конструкций таково, что лишь перечисление наиболее доступных на рынке моделей может занять несколько страниц (см., например, статью «Машинерiя селянського двору" в журнале "Новини агротехнiки", 2002, №1, с.36-40).
Большинство многофункциональных мотоблоков имеет симметричный относительно вертикальной плоскости корпус (как правило, в виде рамы) с рукоятками управления, силовой агрегат на основе маломощного (до 8 кВт) ДВС или электродвигателя, трансмиссию с по меньшей мере одним средством отбора мощности и обычно колесный движитель.
В типовой комплект оборудования мотоблока входят:
уже упомянутые выше средства обработки почвы, в частности фрезы для вспашки, орудия для нарезки гряд, окучники и культиваторы, и
орудия для выполнения иных операций, например: опрыскивания культурных растений инсектицидами или фунгицидами, полива, снашивания травы или злаков при жатве, выкапывания корнеплодов, измельчения растительных отходов перед компостированием, распиловки древесных отходов и т.д.
Мотоблоки (см. обзор «Наши лошадиные силы. Культиваторы и мотоблоки» на сайте http://www.mastercity.ru) обычно имеют:
одно опорное ходовое колесо, приводной вал которого расположен перпендикулярно вертикальной плоскости симметрии рамы и кинематически связан с двигателем, и
рабочий вал для установки роторных орудий (впереди или сзади по ходу колеса).
Одноколесные мотоблоки обеспечивают формирование гряд для посадки, культивацию и окучивание только при двух проходах вдоль каждого формируемого или наличного ряда культурных растений. При этом нередки повреждения таких растений, обусловленные неизбежным вилянием единичного приводного колеса в междурядьях.
Указанные недостатки устранены в конструкции мотоблока согласно UA 1775 и RU 26359. Корпус такого мотоблока снабжен портальным основанием, в боковых частях которого расположены раздаточные редукторы. С этими редукторами кинематически связаны два приводных колеса и по меньшей мере один рабочий вал для привода по меньшей мере одного роторного рабочего органа.
Распределительный узел привода указанного мотоблока, который наиболее близок к предлагаемому далее узлу по технической сущности, имеет кинематически связанный с двигателем раздаточный вал, вал привода ходовых колес и по меньшей мере один рабочий вал по меньшей мере одного роторного рабочего органа. Указанные валы кинематически связаны передачами вращения.
Портальное основание резко увеличило клиренс, что облегчило обработку высокорослых ягодных и овощных культур, а применение пары ходовых колес резко уменьшило виляние мотоблока в междурядьях и частоту повреждения культурных растений.
Поначалу казалось, что тем самым созданы условия для работы с максимальной скоростью, которую способен развить человек при обслуживании мотоблока.
Однако на практике выяснилось, что скорость перемещения мотоблоков в целом и, соответственно, линейная скорость ходовых колес должна быть регулируемой в довольно широких пределах с учетом особенностей эксплуатации разнообразных роторных рабочих органов. Например, при бороновании зяби или укатывании почвы скорость перемещения мотоблока может быть близка к скорости ходьбы здорового взрослого человека, то есть примерно 6 км/час, тогда как при вспашке или культивации около 3 км/час.
К сожалению, известный распределительный узел привода указанного выше мотоблока был спроектирован и изготовлен с жестко настроенными кинематическими цепями передачи вращения от двигателя на ходовые колеса и роторные рабочие органы.
Поэтому в основу полезной модели положена задача изменением регулируемых конструктивных параметров, включая взаиморасположение частей и передаточные отношения, создать такой распределительный узел привода мотоблока, который позволял бы согласовывать линейные скорости колес и периферийных частей роторных рабочих органов.
Поставленная задача решена тем, что в распределительном узле привода мотоблока с портальной рамой, имеющем кинематически связанный с двигателем раздаточный вал, вал привода ходовых колес и по меньшей мере один рабочий вал по меньшей мере одного роторного рабочего органа, которые кинематически связаны передачами вращения, согласно изобретательскому замыслу совокупное передаточное отношение передач вращения между указанными валом привода колес и рабочими валами выбрано в пределах от 0,24 до 8,12. Этот диапазон передаточных отношений охватывает практически все возможные случаи эксплуатации мотоблоков и обеспечивает согласование линейных скоростей колес и периферийных частей роторных рабочих органов, начиная от точечного сева семян на опытных делянках селекционных станций со скоростью движения мотоблока около 0,5 км/час, до уже упомянутого «быстрого» боронования зяби.
Первое дополнительное отличие состоит в том, что раздаточный вал выполнен заодно с валом привода ходовых колес и предусмотрен один рабочий вал для привода роторного рабочего органа типа фрезы. При этом совокупное передаточное отношение передач вращения между раздаточным и рабочим валами выбрано в пределах от 2,08 до 2,85. Эта довольно простая форма выполнения распределительного узла удобна для применения в составе мотоблоков-культиваторов для дачных участков.
Второе дополнительное отличие состоит в том, что раздаточный вал также выполнен заодно с валом привода ходовых колес, однако для привода роторных рабочих органов, соответственно в виде фрезы и в виде катка или бороны, предусмотрены первый и второй рабочие валы. Они расположены по разные стороны от раздаточного вала, при этом передаточные отношения между раздаточным валом и первым и вторым рабочими валами выбраны, соответственно, в пределах от 2,08 до 2,85 и от 0,24 до 2,85. Эта форма выполнения распределительного узла удобна для применения в составе мотоблоков, предназначенных для личных приусадебных хозяйств и мелких семейных ферм.
Третье дополнительное отличие состоит в том, что распределительный узел имеет вал привода ходовых колес и один рабочий вал для привода одного роторного рабочего органа, а раздаточный вал установлен между двумя указанными валами. Эта форма выполнения распределительного узла облегчает балансировку мотоблока, повышает его устойчивость при выполнении сельскохозяйственных работ и снижает утомляемость пользователей.
Четвертое, дополнительное к третьему, отличие состоит в том, что передаточные отношения между раздаточным валом и валом привода ходовых колес и между раздаточным валом и рабочим валом роторного рабочего органа выбраны, соответственно, в пределах от 0,24 до 2,85 и от 2,08 до 2,85. Как было указано, мотоблоки с такими распределительными узлами предпочтительны для приусадебных хозяйств и мелких семейных ферм.
Пятое, дополнительное к третьему, отличие состоит в том, что передаточные отношения между раздаточным валом и валом привода ходовых колес и между раздаточным валом и рабочим валом роторного рабочего органа выбраны, соответственно, в пределах от 0,24 до 2,85 и от 2,08 до 5,93. Мотоблоки с такими распределительными узлами предпочтительны для товарных семейных ферм.
Специалистам понятно, что дополнительные отличия на практике можно произвольно комбинировать с основным изобретательским замыслом.
Далее сущность полезной модели поясняется подробным описанием конструкции и работы распределительного узла привода мотоблока со ссылками на чертежи, где (в виде кинематических схем) показаны на:
фиг.1 - первая форма выполнения распределительного узла, в котором раздаточным валом служит вал привода ходовых колес;
фиг.2 - вторая форма выполнения распределительного узла, в котором раздаточным валом служит вал привода ходовых колес;
фиг.3 - первая форма выполнения распределительного узла, в котором раздаточный вал расположен между валом привода ходовых колес и рабочим валом;
фиг.4 - вторая форма выполнения распределительного узла, в котором раздаточный вал расположен между валом привода ходовых колес и рабочим валом.
Основой предложенного распределительного узла привода мотоблока служат:
(1) кинематически связанный с не показанным особо двигателем раздаточный вал 1,
(2) вал привода ходовых колес 2, который может быть совмещен с раздаточным валом 1, как это показано на фигурах 1 и 2, или быть отдельным кинематическим звеном-валом 3, как это показано на фигурах 3 и 4,
(3) один рабочий вал 4 для привода произвольного сменного роторного рабочего органа 5, как это показано на фигурах 1 и 3, или
(4) два рабочих вала 4 и 6 для привода произвольных (обычно разных) сменных роторных рабочих органов 5 и 7, как это показано на фигурах 2 и 4, и
(5) выполненные преимущественно с применением замкнутых гибких связей (цепей или ремней) такие передачи вращения от рабочего вала 1 (или 3) на ходовые колеса 2 и рабочие валы 4 и 6, которые могут быть спроектированы известным для специалистов образом с соблюдением следующего общего условия:
совокупное передаточное отношение передач вращения между валом (1 или 3) привода колес 2 и рабочими валами 4 и 6 выбрано в пределах от 0,24 до 8,12.
Конкретные формы выполнения передач вращения и более узкие значения совокупного передаточного отношения могут быть установлены в зависимости от конкретных форм выполнения и условий применения мотоблоков.
Так, на фиг.1 показан распределительный узел, в котором раздаточный вал 1 выполнен заодно с валом привода ходовых колес 2 и предусмотрен один рабочий вал 4 для привода роторного рабочего органа 5 типа фрезы для вспашки или культивации (прополки) междурядий. Целесообразно, чтобы в этом распределительном узле:
раздаточный вал 1 был подключен к рабочему валу 4 через систему (обычно цепных) передач 8, 9 и 10 с промежуточными («паразитными») валами 11 и 12, а
совокупное передаточное отношение всей системы передач вращения между раздаточным 1 и рабочим 4 валами было выбрано в пределах от 2,08 до 2,85.
Для более гибкого регулирования скоростей промежуточная передача 9 может быть выполнена в виде не показанного особо подходящего вариатора или, по меньшей мере, снабжена набором звездочек разного диаметра и подходящим переключателем.
Раздаточный вал 1 распределительного узла, который показан на фиг.2, также выполнен заодно с валом привода ходовых колес 2. Однако этот узел имеет первый 4 и второй 6 рабочие валы для привода роторных рабочих органов, например, в виде фрезы 5 и в виде бороны или катка 7, расположенных по разные стороны раздаточного вала 1. При этом передаточные отношения между раздаточным валом 1 и первым 4 и вторым 6 рабочими валами выбраны, соответственно, в пределах от 2,08 до 2,85 и от 0,24 до 2,85. Естественно, что в таком распределительном узле для привода рабочих органов 5 и 7 можно применить прямые передачи 13 и 14 вращения (с включением в них, по желанию, общеизвестных средств плавного или ступенчатого регулирования передаточного отношения).
Для применения в составе легких мотоблоков желательно, чтобы распределительный узел имел отдельный вал 3 привода ходовых колес 2 и один рабочий вал 4 для привода одного роторного рабочего органа 5, а раздаточный вал 1 был установлен между двумя указанными валами 3 и 4 (см. фигуры 3 и 4).
Так, для маломощных малогабаритных тихоходных мотоблоков, используемых, например, на селекционных делянках, достаточно, чтобы раздаточный вал 1 был подключен к валам 3 и 4 так, как показано на фиг.3, то есть прямыми передачами 15 и 16 вращения, в которые, по желанию, могут быть включены общеизвестные средства плавного или ступенчатого регулирования передаточного отношения. При этом передаточные отношения между раздаточным валом 1 и валом 3 привода ходовых колес 2 и между раздаточным валом 1 и рабочим валом 4 роторного рабочего органа 5 целесообразно выбирать, соответственно, в пределах от 0,24 до 2,85 и от 2,08 до 2,85.
Для мотоблоков средней мощности, используемых, например, на приусадебных участках, предпочтительно, чтобы раздаточный вал 1 был подключен к валам 3 и 4 так, как показано на фиг.4, то есть:
прямой передачей 17 на вал 3 привода ходовых колес 2, и
через три последовательные передачи 18, 19 и 20 вращения с промежуточными («паразитными») валами 21 и 22 на вал 4 привода роторного рабочего органа 5.
Это позволяет (даже без дополнительных средств регулирования скоростей вращения) установить передаточные отношения между раздаточным валом 1 и валом 3 привода ходовых колес 2 и между раздаточным валом 1 и рабочим валом 4 роторного рабочего органа 5, соответственно, в пределах от 0,24 до 2,85 и от 2,08 до 5,93.
Из рассмотрения приведенных кинематических схем специалисту ясно, как именно работает распределительный узел привода мотоблока в любой из форм реализации изобретательского замысла. Пониманию способствуют прямые стрелки, указывающие направление перемещения мотоблока, и дугообразные стрелки, указывающие направления вращения ходовых колес 2 и роторных рабочих органов 5 и 7.
Очевидно, что раздаточный вал 1 - независимо от формы выполнения (заодно с валом привода колес 2, как на фигурах 1 и 2, или отдельно, как на фигурах 3 и 4) - передает крутящий момент на ходовые колеса 2 и один (5) или два (5 и 7) рабочих органа через соответствующие описанные выше передачи вращения. Согласование линейных скоростей перемещения мотоблока и рабочих органов обычно обеспечивают предварительной настройкой кинематических цепей на требуемые передаточные отношения и/или регулированием передаточных отношений непосредственно в процессе работы.