Приводной узел для косилочного ножа (варианты) - RU2346424C2

Чертежи

Описание

Изобретение касается приводного узла для возвратно-поступательного косилочного ножа, содержащего первый приводной механизм, который содержит первый корпус, образующий первую ось; который содержит также установленный в опорах в первом корпусе с возможностью вращения вокруг первой оси ротор; причем первый приводной механизм содержит жестко установленное в первом корпусе первое полое зубчатое колесо с внутренними зубьями; который содержит шестерню, установленную в опорах в роторе с возможностью вращения вокруг второй оси, причем вторая ось радиально смещена к первой оси, и шестерня образует звено отбора мощности приводного узла и находится в зацеплении с первым полым зубчатым колесом с внутренними зубьями, а также второй приводной механизм, выходная часть которого без проворачивания связана с ротором первого приводного механизма.

При этом используются косилочные ножи, которые предоставляют рабочий размах, лежащий в пределах от 6 до 18 м.

Эти косилочные ножи приводятся в действие приводными устройствами самой разной конструкции. Хорошо зарекомендовали себя, в частности, для косилочных ножей с большими ширинами выкашивания, т.е. там, где требуется высокие мощности, такие приводные узлы, которые содержат приводной механизм, который преобразует вращательное движение непосредственно в возвратно-поступательное движение и непосредственно находится в активной связи с режущей головкой косилочного ножа, чтобы осуществлять его возвратно-поступательный привод.

В US 6273214 B1 показано устройство с конической угловой передачей для привода косилочного ножа. При этом предусмотрен первый приводной механизм, который преобразует вращательное движение в поступательное движение для приведения в действие косилочного ножа. Кроме того, предусмотрен второй приводной механизм в форме конической угловой передачи. Второй приводной механизм служит для изменения направления вращения, поскольку приводной узел приводится в действие расположенным на удалении двигателем через ременную передачу и ременный шкив. При этом вращение ременного шкива, который вращается вокруг горизонтальной оси, должно быть преобразовано во вращательное движение вокруг вертикальной оси. Для этого служит второй приводной механизм в форме конической угловой передачи.

Приводной механизм описан, например, в документе DE 3615058 С2 и содержит корпус, который образует первую ось. Приводной механизм содержит укрепленный в опорах в корпусе с возможностью вращения вокруг первой оси ротор, который приводится в действие приводным агрегатом. В корпусе стационарно закреплено полое зубчатое колесо с внутренними зубьями, т.е. оно не вращается относительно корпуса. Ротор установлен в подшипниках в корпусе. На самом роторе закреплена шестерня с возможностью вращения вокруг второй оси. Вторая ось радиально смещена относительно первой оси. Шестерня образует звено отбора мощности приводного механизма и состоит в зацеплении с полым зубчатым колесом с внутренними зубьями.

На практике такой приводной механизм приводится в действие, например, ременной передачей от двигателя. Дополнительно часто предусматривается маховик, чтобы иметь возможность справляться также с внезапно появляющимися нагрузками.

Однако такие приводные узлы нуждаются в значительной занимаемой площади. Если гидравлический двигатель должен присоединяться непосредственно к приводному механизму, то получаются значительные конструктивные габариты. Однако гидравлические двигатели в связи с описанным выше приводным механизмом приспособлены только для незначительных частот вращения, т.е. из-за высоких требуемых объемов - только для уборочных машин, которые имеют дорогостоящую гидравлику.

В основе изобретения лежит задача создать приводной узел для возвратно-поступательного косилочного ножа, который требует мало места, так что лучше используется полезная рабочая ширина, и который приспособлен к высоким мощностным требованиям.

Эта задача согласно изобретению решается посредством того, что второй приводной механизм выполнен как цилиндрическая зубчатая передача или как планетарная передача, и приводной узел содержит также двигатель, имеющий выходной вал, который приводит во вращение второй приводной механизм, и частота (N1) вращения двигателя снижается выполненным как понижающий редуктор вторым приводным механизмом до частоты вращения (N2) входного вала первого приводного механизма.

Является преимуществом, что вследствие того, что дополнительно предусмотрен второй приводной механизм, могут использоваться двигатели, которые должны иметь явно уменьшенную мощность по сравнению с конструкцией, содержащей только один приводной механизм. Могут выбираться именно высокооборотные гидравлические двигатели или электродвигатели, частота вращения вала отбора мощности которых лежит в диапазоне от 3000 до максимум 4000 оборотов в минуту. Второй приводной механизм может быть выполнен различным образом, например как цилиндрическая зубчатая передача или планетарная передача, и эффективно преобразует за счет его конструкции эту высокую частоту вращения входного вала в низкую частоту вращения, которая может использоваться для привода первого приводного механизма. Во втором приводном механизме передаточное отношение между шестерней и ротором выбрано таким образом, что в выходной части имеется в распоряжении линейное перемещение, посредством которого косилочный нож может приводиться в действие непосредственно линейно возвратно-поступательно.

Особенно благоприятная конструкция и принцип действия получается при конструктивном варианте, который отличается тем, что второй приводной механизм содержит связанное без проворачивания с ротором первого приводного механизма и вращающееся с ним вокруг первой оси водило планетарной передачи, которое несет, по меньшей мере, одну снабженную зубьями планетарную шестерню, которая закреплена на нем с возможностью вращения вокруг третьей оси, которая расположена с радиальным смещением к первой оси; он содержит также выполненное с внутренними зубьями второе полое зубчатое колесо, которое закреплено стационарно и с которым состоит в зацеплении, по меньшей мере, одна планетарная шестерня, кроме того он содержит центральное зубчатое колесо, которое состоит в зацеплении, по меньшей мере, с одной планетарной шестерней, и выходной вал двигателя приводит во вращение центральное зубчатое колесо второго приводного механизма.

Преимуществом при этой конструкции является то, что могут использоваться высокооборотные гидравлические двигатели или электродвигатели, которые имеют небольшой конструктивный объем.

Дополнительный второй приводной механизм благодаря его конструкции особенно компактен и может благоприятно подключаться к первому приводному механизму. Благоприятно также, что двигатель также может непосредственно включаться в приводной узел. Предпочтительно предусмотрены три планетарных шестерни.

В конструкции предусмотрено, чтобы второй приводной механизм имел второй корпус, который закреплен на первом корпусе и который включает в себя водило планетарной передачи, по меньшей мере, с одной планетарной шестерней, второе полое зубчатое колесо с внутренними зубьями и центральное зубчатое колесо.

При этом преимущество состоит в том, что отдельный корпус для второго приводного механизма позволяет использовать первый приводной механизм, например, в комбинации с нормальными, т.е. обычными приводными механизмами, которые сконструированы настолько большими, что предоставляется мощность, которая является достаточной для непосредственного привода косилочного ножа через первый приводной механизм.

Однако также возможно, чтобы второй приводной механизм имел участок корпуса, который выполнен за одно целое с первым корпусом и заключает в себе водило планетарной передачи, по меньшей мере, с одной планетарной шестерней, центральное зубчатое колесо и второе полое зубчатое колесо с внутренними зубьями.

Особенно благоприятно, если приводной узел выполнен таким образом, что второй приводной механизм смазан пластичной смазкой, и между водилом планетарной передачи и вторым корпусом или участком корпуса, в котором оно базировано, расположена перегородка, которая в направлении к первому корпусу уплотняет пространство, заключающее в себе второе полое зубчатое колесо с внутренними зубьями, по меньшей мере, одну планетарную шестерню и центральное зубчатое колесо. Первый приводной механизм также может быть смазан пластичной смазкой, так что между обоими приводными механизмами не требуется никакого абсолютно герметичного уплотнения, которое требовалось бы в случае разных смазочных материалов, а именно, например, для масла и пластичной смазки.

При этом принимается в расчет в качестве пластичной смазки, например, как правило используемая в машиностроении обогащенная литием консистентная смазка.

При соответствующем изобретению выполнении является излишним охлаждение для двигателя, также, в частности, масляное охлаждение, которое также практически не должно предоставляться, так как могут использоваться гидравлические моторы, которые нуждаются только в незначительных масляных потоках, чтобы приводить в движение приводной узел согласно изобретению. Перегородка обеспечивает, что пластичная смазка останется в области и соответственно пространстве, в котором входят друг с другом в зацепление зубчатые колеса, т.е. в пространстве, в котором расположены второе зубчатое колесо с внутренними зубьями, по меньшей мере, одна планетарная шестерня и центральное зубчатое колесо.

Таким образом, смазочный материал не может вытекать в направлении к первому приводному механизму и соответственно наружу. Предпочтительно расположение, при котором между вторым корпусом или участком корпуса и вторым полым зубчатым колесом с внутренними зубьями и водилом планетарной передачи расположена перегородка. Перекрывается зазор между водилом планетарной передачи и вторым корпусом, а именно в радиальном направлении по отношению к первой оси. Далее во взаимодействии с крышкой второго корпуса и самим вторым корпусом образуется закрытое пространство.

Предпочтительно, перегородка закреплена без проворачивания на втором корпусе и соответственно на участке корпуса. Относительное движение имеет место в отношении к водилу планетарной передачи. Оно вращается относительно перегородки.

Далее в конструкции согласно изобретению предусмотрено, чтобы между двигателем и центральным зубчатым колесом второго приводного механизма был расположен маховик.

Если габаритные условия это позволяют, также возможно, чтобы второй приводной механизм охватывал связанное без проворачивания с ротором первого приводного механизма и вращающееся с ним вокруг первой оси входящее в зацепление торцом зубчатое колесо и сцепленную с ним входящую в зацепление шестерню, которая вращается вокруг четвертой оси, параллельной первой оси, и приводится в действие двигателем. При этом даны две возможности расположения для двигателя.

Первое выполнение предусматривает, чтобы двигатель был расположен параллельно и рядом с первым приводным механизмом. В этой связи может быть дополнительно предусмотрен маховик, который, вращаясь, связан с шестерней и расположен на противоположной первому приводному механизму и двигателю стороне второго приводного механизма.

Вторая возможность расположения - двигатель параллельно (и будучи обращен от первого приводного механизма) присоединен ко второму приводному механизму. При этом также может быть дополнительно предусмотрен маховик, который, вращаясь, связан с шестерней и расположен на обращенной к первому приводному механизму стороне второго приводного механизма рядом с первым приводным механизмом.

При обоих вариантах выполнения возможно, чтобы второй приводной механизм имел второй корпус, который закреплен на первом корпусе первого приводного механизма или образует с ним, по меньшей мере, частично единый блок.

Для всех вариантов выполнения двигатель может быть выполнен как высокооборотный гидравлический двигатель или электродвигатель. Таким образом достигают компактного конструктивного выполнения.

Маховик накапливает необходимое тяговое усилие, если возникают пиковые значения нагрузки.

Предпочтительные примеры выполнения схематически представлены на чертежах.

Они показывают:

Фиг.1 - первый пример выполнения согласно изобретению в разрезе, причем двигатель расположен центрально над вторым приводным механизмом, и второй приводной механизм представлен планетарной передачей,

Фиг.2 - второй пример выполнения, вид спереди, причем первый приводной механизм - это цилиндрическая зубчатая передача, и двигатель параллельно смещен относительно первого приводного механизма, однако, расположен, будучи обращен от него, и

Фиг.3 - третий пример выполнения, вид спереди, причем второй приводной механизм - это цилиндрическая зубчатая передача, и двигатель расположен со сдвигом параллельно первому приводному механизму и рядом с ним.

Фиг.1 показывает разрез вдоль первой оси приводного узла.

Первая конструктивная форма соответствующего изобретению приводного узла охватывает первый приводной механизм 1, к которому присоединяется второй приводной механизм 2, причем в качестве высокооборотного двигателя предусмотрен гидравлический двигатель 4 для привода второго приводного механизма 2, который может заменяться, однако, также электродвигателем. Между гидравлическим двигателем 4 и вторым приводным механизмом 2, который представляет собой входной привод, расположена вращающаяся масса в форме маховика 3.

Первый приводной механизм 1 содержит первый корпус 5, который образует первую ось 6. В первом корпусе 5 в первом подшипнике 8 и отстоящем от него втором подшипнике 9, которые предусмотрены в форме подшипников качения, установлен ротор 7 с возможностью вращения вокруг первой оси 6.

Далее, в первом корпусе 5 расположено первое полое зубчатое колесо 10 с внутренними зубьями, которое охватывает участок ротора 7 и имеет внутри зубчатую нарезку 11. Ротор 7 имеет эксцентричную относительно первой оси 6 выемку 13, которая открыта к его периметру. В этой выемке 13 установлена шестерня 14 с зубчатой нарезкой 15. Она установлена в третьем подшипнике 16 и в расположенном на расстоянии от него четвертом подшипнике 17 в форме подшипников качения с возможностью вращения вокруг второй оси 12. Вторая ось 12 радиально смещена к первой оси 6 и проходит параллельно ей. Зубчатая нарезка 15 шестерни 14 находится в зацеплении с зубчатой нарезкой 11 на внутреннем периметре первого полого зубчатого колеса 10 с внутренними зубьями. Малая шестерня 14 представляет собой звено отбора мощности. В малой шестерне 14 фиксирован винтом 19 элемент 18 отбора мощности и без проворачивания связан с шестерней 14 посредством, по меньшей мере, одного штифта 20. Элемент 18 отбора мощности имеет подобный цапфе элемент, который вставляется в отверстие не представленной здесь ножевой головки для привода косилочного ножа.

Присоединенный к первому приводному механизму 1 и включенный перед ним второй приводной механизм 2 имеет второй корпус 21, который жестко связан не представленным на чертеже средством, например болтами, с первым корпусом 5 первого приводного механизма 1. Возможен также вариант исполнения, при котором эти оба корпуса выполнены за одно целое, и, таким образом, раздельно представленный в данном примере второй корпус 21 образует участок первого корпуса 5.

Второй подшипник 9, в котором установлена опорная шейка 27 ротора 7, одновременно служит для установки в опоре водила 23 планетарной передачи, которое содержит внутреннюю обойму 26 подшипника, в которой установлена опорная шейка 27 ротора 7.

Далее, второй корпус 21 закрыт крышкой 22. Она замыкает удаленный от первого корпуса 5 конец второго корпуса 21. На водиле 23 планетарной передачи посредством опорных штифтов 32, которые посажены в отверстиях водила 23 планетарной передачи, расположены с возможностью вращения три планетарных шестерни. Опорные штифты 32 образуют третьи оси 24 для планетарных шестерен 33, которые расположены с радиальным смещением к первой оси 6 и вращаются вокруг нее. Между крышкой 22, водилом 23 планетарной передачи и вторым корпусом 21 образовано пространство 38, в котором расположены планетарные шестерни 33, охватывающее их с замыканием второе полое зубчатое колесо 31 с внутренними зубьями и центральное зубчатое колесо 34. Пространство 38 уплотнено в направлении к первому приводному механизму 1 посредством перегородки 37, которая закреплена между опорной поверхностью 36 на втором корпусе и опорной поверхностью второго полого зубчатого колеса 31 с внутренними зубьями и дополнительно опирается опорной поверхностью 35 на водило 23 планетарной передачи, так что зазор между водилом 23 планетарной передачи и вторым корпусом 21 является уплотненным. Перегородка 37 одновременно удерживается без проворачивания с помощью не представленных здесь средств в форме штифтов для фиксации второго полого зубчатого колеса 31 с внутренними зубьями по отношению ко второму корпусу 21 привода. Однако между водилом 23 планетарной передачи и перегородкой 37 имеет место относительное вращательное движение. Перегородка 37 уплотняет пространство 38. Пластичная смазка S может уплотнять в этой области также зазоры между зубчатыми зацеплениями планетарных шестерен 33 и внутренней зубчатой нарезкой второго полого зубчатого колеса 31, а также внешней зубчатой нарезкой центрального зубчатого колеса 34 и не удаляться из промежутков. Это способствует постоянной смазке второго приводного механизма 2.

Центральное зубчатое колесо 34 содержит первый опорный участок 39, который базирован с помощью промежуточного включения пятого подшипника 29 в отверстии опорной шейки 27 ротора 7 с возможностью вращения относительно него. Водило 23 планетарной передачи связано с опорной шейкой 27 ротора 7 посредством шпонки 28, так что оба вращаются вместе друг с другом.

Центральное зубчатое колесо 34 содержит второй опорный участок 40, который базирован в отверстии 25 маховика 3. Она шарнирно укреплена посредством шестого подшипника 30 вместе с маховиком 3 в крышке 22 второго унифицированного приводного механизма 2. Маховик 3 без проворачивания связан с центральным зубчатым колесом 34. Оно образует вход привода для второго приводного механизма 2 и приводится в действие с частотой вращения N1 гидравлическим двигателем 4. Его выходной вал 45 без проворачивания связан с маховиком 3 посредством соединительной втулки 42. Соединительная втулка 42 фиксирована болтами 43 на маховике 3. Далее, маховик 3 жестко связан с центральным зубчатым колесом 34 через соединение ступицы с валом и с помощью фиксирующей шайбы 41, которая крепится винтом, который вворачивается в резьбовое отверстие центрального зубчатого колеса 34.

Гидравлический двигатель 4 посажен на мостиковом элементе 44, который связан со вторым корпусом 21 и затягивает маховик 3. Вращающийся с высокой частотой N1 вращения (примерно 4000 оборотов в минуту) высокооборотный и не представленный здесь подробнее гидравлический двигатель 4 приводит в действие центральное зубчатое колесо 34 второго приводного механизма 2 с частотой N1 вращения на входе. Она снижается вторым приводным механизмом 2 до частоты N2 вращения, которая образует частоту вращения на входе для первого приводного механизма 1. Это - частота вращения N2, с которой через водило 23 планетарной передачи приводится в действие ротор 7, который представляет собой звено отбора мощности второго приводного механизма 2. Первый приводной механизм 1 осуществляет преобразование вращательного движения ротора 7 в прямолинейное движение цапфы отбора мощности элемента 18 отбора мощности, который состоит во взаимодействии с не представленной здесь ножевой головкой косилочного ножа, чтобы приводить его в действие линейно возвратно-поступательно.

Особым выполнением второго приводного механизма 2 и, в частности, его уплотнением достигают эффекта постоянной смазки. Второй приводной механизм практически не требует обслуживания. Лишь первый унифицированный приводной механизм 1 должен периодически смазываться. У него также предусмотрено смазывание консистентным смазочным материалом.

Фиг.2 показывает следующий вариант выполнения приводного узла согласно изобретению, причем первый приводной механизм 1 также при конструктивной форме согласно фиг.2 соответствует выполнению приводного механизма 1 согласно фиг.1. В этом отношении следует сослаться на описание к фиг.1.

К первому приводному механизму 1 присоединяется второй приводной механизм 102, который выполнен по-другому, чем второй приводной механизм, согласно фиг.1. Второй приводной механизм 102 содержит второй корпус 121, который жестко связан с первым приводным механизмом 1 или даже может образовывать, по меньшей мере, частично единый конструктивный узел вместе с ним. Второй приводной механизм 102 выполнен как цилиндрическая зубчатая передача. Она содержит зубчатое колесо 46 с торцевыми зубьями, которое без проворачивания связано с первым унифицированным приводным механизмом 1, и там, в частности, с опорной шейкой 27 согласно фиг.1, так что она приводит в действие ротор 7 согласно фиг.1. Зубчатое колесо 46 приводится в действие шестерней 47, которая приводится в действие высокооборотным двигателем 104, например гидравлическим двигателем или электродвигателем, который относительно числа оборотов рассчитан подобно описанному в связи с фиг.1 гидравлическому двигателю. Шестерня 47 также имеет торцевые зубья и входит в зацепление с большим по диаметру зубчатым колесом 46, так что достигается снижение частоты вращения двигателя 104. Шестерня 47 вращается вокруг четвертой оси 48, которая представляет собой также ведущую ось двигателя 104. Очевидно, что четвертая ось 48 радиально смещена относительно первой оси 6. Кроме того, двигатель 104 сидит на противоположной первому приводному механизму 1 стороне второго приводного механизма 102. На обращенной к первому приводному механизму 1 стороне второго приводного механизма 102 сидит на четвертой оси 48 маховик 103, который связан с шестерней 47 так, что она вращается вместе с ним.

Фиг.3 показывает третью конструктивную форму соответствующего изобретению приводного узла, причем она отличается от выполнения согласно фиг.2 лишь расположением двигателя 204 и маховика 203. Первый приводной механизм 1 снова соответствует выполнению приводного механизма 1 подобно тому, как оно подробно описывалось в связи с фиг.1. Присоединение второго приводного механизма 202 и его выполнение соответствует описанному в связи с фиг.2, так что для него следует сослаться на описание согласно фиг.2.

Двигатель 204 расположен со смещением параллельно первой оси 6 и имеет четвертую ось 48 как ведущую ось. Тем не менее, двигатель 204 сидит на корпусе 221 привода на обращенной к первому приводному механизму 1 стороне, так что двигатель 204 расположен со смещением параллельно первому приводному механизму 1 с первой осью 6, рядом с первым приводным механизмом 1.

Соответствующим образом маховик 203 расположен на противоположной первому приводному механизму 1 стороне корпуса 221 второго приводного механизма 202.

Перечень основных обозначений

1 - первый приводной механизм

2, 102, 202 - второй приводной механизм

3, 103, 203 - маховик

4, 104, 204 - двигатель

5 - первый корпус

6 - первая ось

7 - ротор

8 - первый подшипник

9 - второй подшипник

10 - первое зубчатое колесо с внутренними зубьями

11 - зубчатая нарезка

12 - вторая ось

13 - выемка

14 - шестерня

15 - зубчатая нарезка

16 - третий подшипник

17 - четвертый подшипник

18 - элемент отбора мощности

19 - болт

20 - штифт

21, 121, 221 - второй корпус

22 - крышка

23 - водило планетарной передачи

24 - третья ось

25 - отверстие

26 - внутренняя обойма подшипника

27 - опорная шейка

28 - шпонка

29 - пятый подшипник

30 - шестой подшипник

31 - второе полое зубчатое колесо с внутренними зубьями

32 - опорный штифт

33 - планетарная шестерня

34 - центральное зубчатое колесо

35 - опорная поверхность на водиле планетарной передачи

36 - опорная поверхность на втором корпусе

37 - перегородка

38 - пространство

39 - первый опорный участок центрального зубчатого колеса

40 - второй опорный участок центрального зубчатого колеса

41 - фиксирующая шайба

42 - соединительная втулка

43 - болт

44 - мостиковый элемент

45 - выходной вал гидравлического двигателя

46 - зубчатое колесо

47 - шестерня

48 - четвертая ось

N1 - частота вращения центрального зубчатого колеса

N2 - частота вращения двигателя/частота вращения входного вала первого приводного механизма.

S - консистентная смазка.

Реферат

Группа изобретений относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использована в режущих аппаратах для обеспечения возвратно-поступательного перемещения косилочного ножа. Приводной узел содержит двигатель, первый приводной механизм с первым корпусом, образующим первую ось, и второй приводной механизм. Первый приводной механизм содержит установленное в первом корпусе первое полое зубчатое колесо с внутренними зубьями. В первом корпусе закреплен с возможностью вращения вокруг первой оси ротор. В опорах в роторе установлена с возможностью вращения вокруг второй оси шестерня. Вторая ось радиально смещена к первой оси. Шестерня образует звено отбора мощности приводного узла и находится в зацеплении с первым полым зубчатым колесом. Выходная часть второго приводного механизма без проворачивания связана с ротором первого приводного механизма. Второй приводной механизм выполнен как понижающий редуктор для снижения частоты вращения двигателя до частоты вращения входного вала первого приводного механизма. Изобретения обеспечивают уменьшение габаритов приводного узла и повышение эффективности его работы. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула