УСТРОЙСТВО КАТКА ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН Российский патент 2015 года по МПК A01B29/04 A01C5/00 

Настоящее изобретение относится к устройству катка, предназначенному для сельскохозяйственных машин.

Катки сельскохозяйственных машин традиционно комбинируются с различными орудиями и машинами, такими как орудия для обработки почвы, сеялки и т.п. Чаще всего такая машина содержит комбинацию орудий, расположенных в задней части трактора, за которыми следует каток. Каток служит именно для утрамбовки почвы, которая была предварительно обработана орудиями, и регулировки глубины работы орудий.

Существует множество видов катков, от традиционных катков, состоящих из металлического цилиндра, до более современных катков, содержащих гибкие кольцевидные элементы, такие как пневматические шины, покрышки и подобное, установленные на трубе, закрепленной с возможностью вращения вокруг оси. Речь может идти, например, о полупустых накачиваемых или ненакачиваемых шинах.

В частности, изобретение относится к устройству катка для сельскохозяйственной машины, содержащему по меньшей мере одну трубу, на которую надеты шины таким образом, чтобы на двух ее концах две опоры могли поддерживать трубу, вращающуюся вокруг оси.

Устройство катка такого типа известно, в том числе, из документа FR-A-2841733 на имя заявителя. В этом устройстве катка известно, что используемые шины являются полупустыми. Они надеты непосредственно на трубу и не накачаны, что придает им определенную гибкость. Обычно они имеют куполообразный профиль, что позволяет создать борозды на почве, например, чтобы высевать зерна посредством сеялки, расположенной позади катка. Кроме того, это устройство известно тем, что оно оснащено тормозной системой для получения момента сопротивления между трубой и кузовом машины, несущей устройство катка.

Конструкция таких устройств катка является непрочной ввиду того, что катки должны перемещаться по пашне с часто неоднородной почвой, испещренной камнями или прочими препятствиями, а также проезжать по дорогам, состояние которых может очень различаться, и скорости могут достигать 40 км/ч.

Два катка часто практически соосно скреплены таким образом, чтобы эти два катка могли иметь разную скорость вращения в случае поворота, что облегчает поворот, снижая трение. Следовательно, предпочтительно получить два катка, шириной 1,5 метра вместо одного катка шириной 3 метра.

Таким образом, в любом случае, устройство катка должно адаптироваться к неоднородностям почвы и качеству дорог, по которым оно перемещается. Также для этого могут быть предусмотрены амортизаторы, как указано в документе FR-A-2861252 на имя заявителя. Однако эти амортизаторы подходят для катков небольшой ширины, и они значительно увеличивают расстояние по высоте, а следовательно, и пространство между собственно катком и кузовом машины.

Изобретение ставит перед собой цель, в том числе преодолеть перечисленные недостатки.

С этой целью изобретение предлагает устройство катка, в котором, в отличие от вышеописанных, каждая опора содержит рычаг подвески, расположенный внутри трубы, на который воздействует упругий возвратный механизм, при этом рычаг подвески установлен на опоре с возможностью вращения вокруг первой оси вращения и поддерживает конец вала, содержащий диск, закрепленный внутри трубы для вращения указанной трубы вокруг второй оси вращения, параллельной первой оси вращения.

Таким образом, обеспечивается устройство катка, в котором один или все из входящих в него катков с обоих концов оснащены механизмами подвески, расположенными внутри трубы, на которую надеты шины. В результате получается устройство катка, не только позволяющее адаптироваться к неоднородности обрабатываемой почвы или дороги, по которой должно проезжать устройство катка, но также отличающееся особо компактной конструкцией механизмов подвески.

Это позволяет значительно уменьшить высоту между осью вращения катка и подвеской кузова машины, которая расположена выше катка.

Это позволяет получить более компактную конструкцию и механическое упрощение устройства катка.

Устройство катка может содержать, допустим, один или два катка, расположенные практически соосно друг к другу, для облегчения поворотов.

Труба может содержать различные виды шин, причем термин "шина" следует понимать в широком смысле.

В частности, речь может идти о накачиваемых или ненакачиваемых шинах, покрышках с плоским или выпуклым профилем.

В данном изобретении, предпочтительными являются шины с куполообразным профилем, в частности полупустые шины.

Данные шины с куполообразным профилем обладают преимущественной возможностью создавать на почве параллельные борозды.

Также, эти шины могут быть надеты как непосредственно на трубу, так и с использованием ободов.

В устройстве катка согласно изобретению один или все катки установлены с возможностью свободного вращения. В некоторых случаях возможно предусмотреть тормозной механизм, также расположенный внутри трубы, если масса машины, оснащенной устройством катка, превышает определенный предел.

Нижеследующее описание, приведенное исключительно в качестве примера, ссылается на приложенные графические материалы, где

- на фиг.1 представлен вид в осевом разрезе устройства катка согласно настоящему изобретению, содержащего один каток, оснащенный полупустыми шинами и также снабженный тормозным механизмом, при этом плоскость разреза проходит через ось вращения катка;

- на фиг.2 представлен общий вид нижней части опоры, содержащей рычаг подвески и упругий возвратный механизм;

- на фиг.3 представлен общий вид, аналогичный фиг.2, с разрезом, показывающим устройство упругого элемента упругого возвратного механизма;

- на фиг.4 представлен общий вид, аналогичный фиг.2, для другого технического решения, где рычаг подвески вмещает конец вала, снабженного тормозным механизмом барабанного типа;

- на фиг.5 представлен еще один общий вид, аналогичный фиг.4, с разрезом, проходящим через ось упругого элемента упругого возвратного механизма; и

- фиг.6 представляет собой осевое сечение устройства катка, содержащего два катка, аналогичных фиг.1, расположенных преимущественно соосно относительно друг друга.

На фиг.1 показано устройство катка 10, предназначенное для сельскохозяйственной машины и содержащее один каток 12, например каток для сеялки. Каток 12 содержит трубу 14, установленную с возможностью свободного вращения, причем на трубу 14 надет ряд идентичных шин 16. Шины установлены вплотную друг к другу и поддерживаются между двумя оконечными дисками 18 и 20, соединенными с трубой 14 для обеспечения поддержания и фиксации ряда шин в осевом направлении. В данном примере диски 18 присоединены к трубе 14, например, посредством сварки, тогда как диск 20 присоединен к трубе 14 съемным способом посредством винтов. Тем не менее, возможно, в качестве варианта, зафиксировать диски 18 и 20 съемным способом. По меньшей мере один из дисков 18 и 20 должен быть съемным для возможности установки и замены шин. В рассмотренном примере, шины 16 являются полупустыми шинами, как отмечено в публикации FR-A-2763279 на имя заявителя.

Итак, речь идет о том, что такая шина содержит часть 22, образующую кожух, прилегающий к внешней стенке трубы 14. Часть 22, образующая кожух (втулку), укреплена двумя кольцеобразными каркасами 24, и она связана с частью 26, образующей протектор шины через две противоположные наклонные стенки 28 (фиг.1). Эта шина образует полое ненакачиваемое кольцеобразное пространство, способное сообщаться с внешней средой через отверстие (не показано), которое при использовании служит для уравнивания давлений.

Шины 16 являются идентичными друг другу, кроме оконечных шин 16е, которые имеют усеченный профиль и содержат только одну наклонную стенку 28, аналогичную стенкам обычных шин, и одну прямую стенку 30, расположенную перпендикулярно оси катка и проходящую с внешней стороны. Подразумевается, что эти шины позволяют создавать на почве параллельные друг другу борозды с идентичным профилем в отличие от двух оконечных шин 16е. Как указано выше, изобретение не ограничивается шинами полупустого типа. Могут использоваться другие типы шин, накачиваемые или нет, с различными профилями. Кроме того, шины можно устанавливать не только непосредственно на трубу 14, как в приведенном примере, но и с использованием ободьев. Также возможно между каждыми двумя последовательными шинами поместить промежуточное звено.

Устройство 10 содержит две опоры 32, связанные со схематически показанной рамой 34 рассматриваемой сельскохозяйственной машины. Например, опоры 32 выполнены в виде преимущественно вертикальных стоек, в которых нижняя часть образует двойной изгиб 36 и заканчивается оконечным коленом 38, устройство которого будет описано ниже. Каждая опора 32 отклонена или смещена к внутренней части трубы 14 в осевом направлении трубы, в области (нижней части опоры), которая содержит помещенный внутрь трубы 14 рычаг подвески 40, устройство которого будет подробно описано далее со ссылками на фиг.2 и 3.

На фиг.2 показана нижняя часть опоры 32 с оконечным коленом 38 и двойным изгибом 36. Указанная опора 32 расположена с левой стороны на фиг.1. Оконечное колено 38 имеет вытянутую форму и расположено преимущественно горизонтально. Оно содержит первый конец 42, содержащий муфту 44, проходящую через вращающийся вал 45, также именуемый шкворень, который расположен преимущественно горизонтально относительно первой оси вращения XX. Муфта 44 закреплена на конце 42, например, посредством сварки, и проходит через вращающийся вал 45, что позволяет совершать относительное вращательное движение между муфтой 44 и вращающимся валом 45 вокруг оси XX. Таким образом, вращающийся вал 45 проходит также через оконечное колено 38. Оконечное колено 38 содержит второй конец 46, связанный с упругим возвратным механизмом 48, на который опирается рычаг подвески 40 на расстоянии от оси XX.

Например, рычаг подвески 40 выполнен в виде балки, как правило, U-образного сечения с ребром 50, как правило, вытянутой прямоугольной формы и двумя полками 52 и 54, расположенными перпендикулярно ребру 50. Ребро 50 является преимущественно горизонтальным, тогда как полки 52 и 54 расположены, как правило, вертикально. Полка 52 проходит по всей длине ребра 50, тогда как полка 54 - более короткая, как это более наглядно показано на фиг.3.

Муфта 44 размещена между полками 52 и 54. Вращающийся вал 45 содержит два противоположных конца, выходящих за пределы муфты 44 и входящих в два круглых отверстия соответственно, 56 в полке 52 (фиг.2) и 58 в полке 54 (фиг.3). Стопорная пластина 60, установленная на полке 52 (фиг.2), обеспечивает фиксацию, не допускающую перемещение и вращение вращающегося вала 45 относительно рычага подвески 40. Рычаг подвески 40, таким образом, установлен на опоре 32 с возможностью вращения вокруг оси XX.

Полка 52 также содержит подшипник 62 (фиг.1, 2 и 3), позволяющий концу вала 64 (фиг.1) свободно вращаться вокруг второй оси вращения YY, параллельной первой оси вращения XX.

На фиг.1, оси XX и YY (левая сторона фиг.1) кажутся совпадающими, но в действительности они смещены относительно плоскости фигуры, что видно, если рассматривать фиг.1 вместе с фиг.2 и 3. В итоге ось YY находится в плоскости фиг.1, тогда как ось XX находится за этой плоскостью. Как видно на фиг.1, полка 54 расположена практически в плоскости оконечного диска 18, тогда как полка 52 смещена к внутренней части трубы 14 на расстояние, преимущественно соответствующее ширине ребра 40, что позволяет сместить конец вала 64 ко внутренней части трубы 14.

Конец вала 64, установленный с возможностью вращения на рычаге подвески 40, соединен с диском 66, выполненным в виде чугунной чаши. Конец вала входит в центральное отверстие 68 диска 66, и последний крепится по краям посредством болтов 70, расположенных по окружности, к соответствующим выступам 72, приваренным к внутренней стенке трубы 14. Альтернативно, эти выступы могут быть заменены сплошным кольцом. Это позволяет устанавливать диск 66 внутри трубы 14 съемным способом.

Теперь будет более подробно описан упругий возвратный механизм 48 со ссылками на фиг.2 и 3. Например, он может состоять из корпуса, выполненного из упругого материала типа каучука, и имеющего, как правило, форму цилиндра. На этот цилиндр с одной стороны опирается внутренняя стенка полки 50, а с другой стороны - шайба 74, снабженная радиальным язычком 76, способным входить в вырез 78 одной из полок рычага подвески 40, обозначенной в данном примере как полка 52. Шайба 74 приварена к торцу оконечного колена 38, на уровне второго конца 46 посредством сварных швов 80. Язычок 76 образует, таким образом, первый упор для упругого возвратного механизма 48.

Кроме того, между оконечным коленом 38 и ребром 50 рычага подвески помещен упругий элемент 82 для сообщения предварительного напряжения упругому возвратному механизму 48. Например, упругий элемент 82 может быть выполнен в виде штока, один конец которого имеет вилку и соединен с оконечным коленом 38 посредством шкворня 84, снабженного шпонкой 86. Упругий элемент 82 последовательно проходит через шайбу 74, затем через круглое отверстие 88 (фиг.3), выполненное в полке 50. Упругий элемент содержит шток с резьбой 90, снабженный гайкой 92, на которую опирается полка 50 со стороны, противоположной упругому возвратному механизму, посредством шайбы 94 (фиг.3). Благодаря шайбе 92, возможно регулируемым способом сообщить упругому возвратному механизму 48 предварительное напряжение, и, таким образом, регулировать степень осуществляемой этим механизмом амортизации.

В приведенном примере упругий возвратный механизм 48 является корпусом, выполненным из упругого материала типа каучука. Но изобретение не ограничивается таким вариантом осуществления. Возможно выполнить упругий возвратный механизм других видов, например с пневматическим или гидравлическим силовым цилиндром, с накачиваемой камерой, с металлической пружиной, в частности винтового типа, и т.п.

Также возможно, как вариант, непосредственно встроить упругий возвратный механизм между вращающимся валом 45 и рычагом подвески 40. Таким образом, выражение "упругий возвратный механизм" следует здесь рассматривать в очень широком смысле.

Как видно из правой части фиг.1, соответствующая несущая опора 32 выполнена симметричной и в равной степени смещена ко внутренней части трубы в области, содержащей рычаг подвески 40.

Однако, в этом варианте осуществления, конец вала 96, соответствующий описанному выше концу вала 64, выполнен иным способом и проходит вдоль преимущественно большей осевой длины к внутренней части центральной трубы 14, обеспечивая возможность установки тормозного механизма 98, описанного далее.

Как можно видеть на фиг.4 и 5, устройство оконечного колена 38, рычага подвески 40 и упругого возвратного механизма 48 является аналогичным описанному выше, касательно соответствующих элементов, расположенных с левой стороны на фиг.1. Оси вращения XX и YY показаны на фиг.4.

На фиг.1 и 5 видно, что полка 52 рычага подвески 40 расположена преимущественно в одной плоскости с диском 20, а не с внутренней стенкой трубы 14. Кроме того, в отличие от конца вала 64, установленного с возможностью вращения, конец вала 96 установлен неподвижно на соответствующем рычаге подвески 40 и имеет большую осевую длину, чем конец вала 64.

Конец вала 96 содержит оконечную часть 100, входящую в шаровой шарнир 101, установленный на полке 52 рычага подвески 40 и расположенный главным образом на уровне диска 20. Этот шаровой шарнир обеспечивает блокировку вращения конца вала 96 с возможностью незначительного углового отклонения. Конец вала 96 содержит противоположную оконечную часть 102, которая поддерживает в свободном вращении ступицу 104, имеющую по краям ряд болтов 106. Это позволяет устанавливать съемным способом диск 108 кольцеобразной формы, который сам крепится к выступам 110, аналогичным выступам 72, которые также приварены к внутренней стенке трубы 14. Также крепление может выполняться посредством соответствующих болтов. Кроме того, альтернативно возможно заменить выступы 110 сплошным кольцом. Диску 108, таким образом, сообщается вращение посредством конца вала 96 и он закреплен съемным способом внутри трубы 104. Как видно на фиг.1, выступы 110 расположены на большем расстоянии от соответствующих оконечных частей трубы 14, чем выступы 72.

Тормозной механизм 98 содержит барабан 114, жестко связанный со ступицей 104. Речь идет о барабанном тормозе традиционной конструкции, оснащенном тормозными колодками (не показаны), способными приводиться в действие посредством рычага управления 116 (фиг.4 и 5) для любой подходящей системы управления, в частности для гидропривода или пневмопривода. Тормозной механизм 98 также содержит диск 118, установленный неподвижно (фиг.1 и 4), через который проходит конец вала 96, имеющий квадратное сечение в своей основной части (фиг.4 и 5). Предотвращающая вращение стопорная пластина 120 (фиг.4 и 5) расположена на полке 54 рычага подвески 40 и через нее пропущен конец вала 96 для предотвращения вращения последнего. Тормозной механизм приводится в действие с использованием тормозной жидкости посредством системы каналов (не показаны), проходящих вдоль соответствующей опоры 32.

В устройстве катка согласно настоящему изобретению каждый рычаг подвески 40 преимущественно расположен в задней части относительно первой оси вращения XX (вращающегося вала 45) и относительно направления движения катка. Таким образом, получается, что конец вала 64 или 96 (соответствующий оси вращения YY катка) расположен в задней части относительно вращающегося вала 45, если рассматривать направление движение катка. Однако также возможно предусмотреть обратный вариант осуществления, в котором рычаг подвески находится в передней части.

Обратимся к фиг.6, на которой показано устройство катка 10, содержащее два катка 12, аналогичных фиг.1, каждый из которых поддерживается двумя опорами 32, установленными на общую раму 34. Каждый из этих катков содержит тормозной механизм 98. Эти два тормозных механизма 98 расположены соответственно с двух внешних сторон устройства для облегчения подачи тормозной жидкости. Альтернативно, возможно их расположить с двух внутренних сторон.

Как видно из фиг.6, два катка 14 расположены вблизи друг от друга. Соответствующие шины 16 двух катков имеют постоянный шаг Р в осевом направлении для образования параллельных борозд на почве. Шаг Р соответствует также осевой ширине шины (ширине части 22, образующей кожух). Соответствующие профили двух смежных шин 16е, расположенных, соответственно, на двух трубах 14 разнесены преимущественно с одинаковым шагом в осевом направлении. Таким образом, расстояние между двумя частями дуг рассматриваемых шин установлено равным 2Р, что позволяет сохранить одинаковый шаг Р от одного катка до другого. Это особенно благоприятно для катков сеялок.

Таким образом, согласно примеру, показанному на фиг.6, можно выполнить два катка, осевая ширина которых немного менее 1,5 метров, для формирования устройства катка, осевая ширина которого преимущественно достигает порядка 3 метров. Это облегчает поворот катка и снижает трение, по сравнению с устройством катка, состоящим из одного катка шириной 3 метра.

Устройства подвески, встроенные вовнутрь каждого катка, позволяют адаптироваться к неоднородностям почвы на пашне также хорошо, как и на ровной пашне, и на дороге с более или менее деформированным покрытием проезжей части, и амортизировать удары.

В приведенном примере каждый каток оснащен тормозным механизмом. В некоторых случаях также возможно выполнить каток без тормозного механизма.

Также возможно предусмотреть два тормозных механизма на одном и том же катке.

Тормозной механизм не ограничивается исключительно барабанным тормозом, и могут быть предусмотрены другие типы тормозов, в частности дисковые.

Настоящее изобретение находит применение в частности в производстве катков сеялок для сельскохозяйственных машин, но оно в равной степени может применяться в других типах катков, в особенности в катках, шины которых отличаются преимущественно плоским внешним профилем.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к орудиям для поверхностной обработки почвы. Почвообрабатывающий каток содержит две опоры, трубу с надетыми на нее шинами. Каждая опора содержит расположенный внутри трубы рычаг подвески с упругим возвратным механизмом. Рычаг подвески установлен на опоре с возможностью вращения вокруг первой оси вращения и поддерживает конец вала. На конце вала установлен диск. Диск по краям закреплен внутри трубы для ее вращения вокруг второй оси вращения, параллельной первой оси вращения. Такое конструктивное выполнение подвески катка позволяет адаптироваться к неоднородностям почвы, а также имеет компактную конструкцию. 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство катка для сельскохозяйственной машины, содержащее по меньшей мере одну трубу (14), на которую надеты шины (16) таким образом, что две опоры (32) способны поддерживать трубу (14) во вращении за две ее оконечные части,
отличающееся тем, что каждая опора (32) содержит рычаг подвески (40), расположенный внутри трубы (14), на который воздействует упругий возвратный механизм (48), причем рычаг подвески (40) установлен на опоре с возможностью вращения (32) вокруг первой оси вращения (XX) и поддерживает конец вала (64; 96), содержащий диск (66; 108), закрепленный внутри трубы (14) для вращения трубы вокруг второй оси вращения (YY), параллельной первой оси вращения (XX).

2. Устройство катка по п.1, отличающееся тем, что каждая опора (32) отклонена к внутренней части трубы (14) в осевом направлении трубы в области, содержащей рычаг подвески (40).

3. Устройство катка по любому из пп.1 или 2, отличающееся тем, что каждая опора (32) содержит оконечное колено (38), содержащее первую оконечную часть (42), несущую вращающийся вал (45) для вращения рычага подвески (40) вокруг первой оси вращения (XX), и вторую оконечную часть (46), связанную с упругим возвратным механизмом (48).

4. Устройство катка по п.3, отличающееся тем, что каждый рычаг подвески (40) выполнен в виде балки, как правило, U-образного сечения с ребром (50) и двумя полками (52, 54), и тем, что вращающийся вал (45) проходит через оконечное колено (38) и входит в отверстия двух полок (52, 54) рычага подвески (40), тогда как упругий возвратный механизм (48) связан с ребром (50) рычага подвески (40).

5. Устройство катка по п.4, отличающееся тем, что упругий возвратный механизм (48) содержит упор (76), который заходит в вырез (78) одной (52) из полок рычага подвески (40).

6. Устройство катка по п.4, отличающееся тем, что упругий элемент (82) помещен между оконечным коленом (38) опоры (32) и ребром (50) рычага подвески (40) для сообщения предварительного напряжения упругому возвратному механизму (48).

7. Устройство катка по п.1, отличающееся тем, что упругий возвратный механизм (48) является корпусом, выполненным из упругого материала типа каучука, и через него проходит упругий элемент (82).

8. Устройство катка по п.1, отличающееся тем, что каждый рычаг подвески (40) расположен в задней части относительно первой оси вращения (XX) и относительно направления движения катка.

9. Устройство катка по п.1, отличающееся тем, что конец вала (64) установлен с возможностью вращения на рычаге подвески (40) и соединен с диском (66), закрепленным съемным способом внутри трубы (14).

10. Устройство катка по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере один рычаг подвески (40) содержит тормозной механизм (98) для торможения соответствующего диска (108).

11. Устройство катка по п.10, отличающееся тем, что конец вала (64) закреплен неподвижно на рычаге подвески (40) и поддерживает во вращении диск (108), закрепленный съемным способом внутри трубы (14).

12. Устройство катка по п.10, отличающееся тем, что тормозной механизм (98) содержит барабанный тормоз (114).

13. Устройство катка по п.1, отличающееся тем, что шины (16), надетые на трубу (14), имеют относительно куполообразный профиль, что позволяет создавать на почве параллельные борозды.

14. Устройство катка по п.1, отличающееся тем, что устройство содержит два катка (12), соответствующие трубы которых (14) являются соосными, и опоры (32) установлены на общую раму (34).

15. Устройство катка по п.13 или 14, отличающееся тем, что относительно куполообразные профили шин (16), надетых на две трубы (14), имеют шаг (Р), постоянный в осевом направлении, и профили двух смежных шин (16е), относящиеся соответственно к двум трубам, разнесены преимущественно с равным шагом в осевом направлении.