Гидропривод ходовых колес дождевальной машины Советский патент 1984 года по МПК A01G25/09 

Изобретение относится к сельском хозяйству, в частности к оросительн технике, и может быть-использовано в дождевальных мгипинах. Известен гидропривод ходовых кол самоходных тележек дождевальной машины, включающий гидродвигатели с золотниками, плунжерными гидроцилин рами, кранами управления и реверсив ными золотниками, а также обратные клапаны и реле расхода ij. Недостаток гидропривода - сложность , большая металлоемкость, а та же низкая надежность работы. Известен также гидропривод ходовых колес дождевальной машины, вклю чаюйщй гидроцилиндры, гидравлически связанные через клапанный распределитель с приводом с трубопроводом машины и кинематически через механизм сцепления - с колесами, и (механизм реверса движения 2 . Недостатком известного гидропривода является неравномерность движения и низкая надежность из-за слож ности механизмов сцепления и реверса Цель изобретения - повышение надежности и равномерности движения машиныо Поставленная цель достигается тем что в гидроприводе ходовых колес дождевальной машины механизм сцепления для прямого и обратного хода выполнен в виде двух пар обгонных муфт, сидящих на одном валу с шестер нями зацепления, имеющих привод от двух пар мембранных симметрично расположенных наоси шестерен гидродвигателей и соединенных с трубопроводо машины через золотниковый распредели тель механизма реверса, а каждый из двух противофазных гидроцилиндров В з1полнен в виде гидроцилиндров поворотного действия с поршнями в виде поворотных лопастей, жестко связанных с поворотными корпусами цилиндров, взаимодействующими с обгонными муфтами, причем привод клапанного распределителя включает курковую рычажную передачу и зубчатую рейку. находящуюся в зацеплении с одним из поворотных корпусов Цилиндров. На фиг. 1 показан гидропривод на дождевальной машине, общий вид на фиг. 2 - ведущее колесо, разрез; на фиге 3 - принципиальная гидравлическая схема (гидроцилиндры)повороткого действия условно смещены один относительно другого по горизонтальной оси ; на фиг. 4 - ведущее колесо сечение; на фиг. 5 - зацепление нижней обгонной муфты с зубчатыми венцами левого гидроцилиндра поворотного действия и опорного барабана сечение; на фиг. б - зацепление нижней обгонной муфты с зубчатыми венцами правого гидроцилиндра повоj3OTHoro действия и опорного барабана, сечение. Гидропривод включает ведущее колесо 1, установленное на оси 2, жестко связанной с рамой 3, на которую опирается водопроводящий трубопровод 4.На раме закреплено опорное колесо 5,расположенное в одной плоскости с ведущим колесом. Водопроводящий трубопровод имеет гидравлическую связь через трубопровод б, регулируемый дроссель 7, трубопровод 8, гидравлический распределитель 9 с правым 10 и левым 11 гидроцилиндрами поворотного действия, расположенными на оси ведущего колеса. Регулируемый дроссель имеет связь, например, гидравлическую или механическую с устройством 12 автоматического управления расходом. Оба гидроцилиндра поворотного действия включают уплотнительные перемычки 13 и 14 жестко закрепленные на втулках 15 и 16, которые также жестко закреплены на оси с помощью шпонок 17 и 18, например клиновых, и поворотные корпуса 19 и 20, внутри которых закреплены лопасти 21 и 22. С наружной сто1)оны к поворотным корпусам жестко крепятся зубчатые венцы 23 и 24, а с боков к поворотным корпусам жестко крепятся соответственно по две крышки 25 и 26 и 27 и 28 с помощью болтов 29,30 и 31,32, равномерно расположенных по окружности на каждой .крьдике. Герметизация по торцам поворотных корпусов осуществляется уплотнениями 33-36, например, резиновыми кольцами. Крышки опираются через подшипники 37-40 на втулки уплотнительных перемычек. Соединение крышек с втулками уплотнительных перемь7чек имеет герметизацию с помощью уплотнителей 41-44. Ось имеет в средней части бурт 45, препятствующий осевому перемещению втулок уплотнительных перемычек. Два полудиска 46 и 47 ведущего колеса крепятся с помощью болтов 48 и 49, равномерно расположенных по окружности соединения, к торцам опорного барабана 50, к внутренней стороне которого жестко крепятся два зубчатых венца 51 и 5, а к наружной - две боковины обода 53 и 54, на которые опирается пневматическая шина 55. Оба полудиска закреплены на оси на подшипниках 56 и 57. Нижние и верхние обгонные муфты 58, 59 и 60, 61, к торцам ступиц 62, 63 и 64, 65 которых крепятся промежуточные шестерни 66, 67 и 68, 69, а обоймы выполнены в виде зубчатых венцов 70, 71 и 72, 73, установлены с помощью подвижного соединения, например шлицевого, на нижней и верхней направляющих осях 74 и 75. Каждый конец нижней и верхней направляющих осей соединен с опорными дисками 76 и 77 с помощью разъемного соединения, например шлицевого, и крепится гайкой 78 с замковой шайбой 79, К средней части нижней и верхней направляющих осей жестко .крепятся верхняя и нижняя шайбы 80 и 81 .Оба опорных диска крепятся на оси с помощью шпонок 82 и 83, например клиновых. Нижние и верхние мембранные гидродвигатели 84, 85 и 86, 87. имеют одинаковое устройство и каждый включает корпус 88 с жестко закрепленной на нем-шлицевой втулкой 89 и крышкой 90. Внутри корпуса расположена, мембрана 91, например, гофрированная, к жес.ткому центру 92 которой крепится полый шток 93 и эластичный элемент 94, например, гофрированный, другой конец которого крепится к шлицевой втулке корпуса так, что вдоль продол ной оси каждого мембранного гидродви гателя образуется сквозное отверстие и рабочая полость 95, расположен ная внутри корпуса, ограничена корпу сом, мембраной и эластичным элементом. Верхнле мембранные гидродвигатели оппозитно расположены относительно в.ерхней шайбы и с помощью ишицевого соединения закреплены на верхней на правляющей оси, а на нижней направляющей оси между нижней шайбой и ниж ними обгонными муфтами установлены пружины 96 и 97. Между опорными дисками и верхними обгонными муфтами вдоль верхней направляющей оси расположены пружины 98 и 99. Нижние мембранные гйдродвигатели также закреплены с помощью шлицевог соединения на нижней направляющей оси и расположены между опорными дисками и нижними обгонными муфтами Каждый верхний и нижний мембранный гидродвигатель расположен коаксиаль но верхней и нижней направляющим осям, и шток каждого из них направлен в сторону каждой верхней или нижней обгонных муфт. Рабочие полости верхних мембранных гидродвигателей соединены через гибкие трубопроводы 100,101, тройник 102, радиальный соединительный трубопровод 103, осевой соединитель ный трубопровод 104 с подводящим трубопроводом 105. Рабочие полости нижних мембранных гидродвигателей соединены через гиб кие трубопроводы 106 и 107, осевой соединительный трубопровод с подвод щим трубопроводом. Рядом с местом присоединения подводящего трубопрово да к управлякнцему трубопроводу 108 установлен силовой, клапан 109. В торце управляющего трубопровода рас положен распределитель 110, золотни 111 которого имеет, например, ручное управление. Распределитель . через трубопровод 112 соединяется с водопроводящим трубопроводом. Рабочие полости 113, 114 соответственно правого и левого гидроцилиндров поворотного действия соединяются с полостями 115 и 116 гидравлического распределителя соединительными трубопроводами 117, 118. Рабочие полости 119, 120 соединены меисду собой соединительным трубопроводом 121. Сливные полости 122, 123 гидравлического распределителя соединены через соединительный трубопровод 124 со сливным трубопроводом 125. Соединительные трубопроводы могут быть выполнены, например, в виде каналов внутри оси ведущего колеса. Гидравлический распределитель .крепится жестко на оси ведущего колеса, например, между правым гидроцилиндром поворотного действия и опорным диском, а ди.аметрально противоположно ему в плоскости, перпендикулярной оси ведущего колеса, расположена подвижная зубчатая рейка 126, установленная в направлякадих 127, 128, жестко закрепленных на оси ведущего колеса. Один конец подвижной зубчатой рейки соединен с помощью шарнирной втулки 129 с рычагом 130, противоположный конец которого шарниром 131 закреплен на корпусе 132. На рычаге закреплена пружина 133, противоположный конец которой шарниром 134 связан с двуплечим рычагом 135, шарнирно укрепленном на корпусе и концы которого опираются на штоки 136, 137 клапанов 138, 139. Водопро водящий трубопровод соединен с полостью 140 и через канал 141 с полостью 142 гидравлического распределителя. Подвижная зубчатая рейка находится в зацепле.нии с шестерней 143, жестко закрепленной на крышке правого гидроцилиндра поворотного действия, соосно с ней. Каждая нижняя и верхняя обгонная муфта подвижно установлена соответственно на нижней и верхней направляющих осях через подшипники 144, 145, опирающиеся на шлицевую втулку 146. Гидропривод ходовых колес дождевальной машины работает следующим образом. При перемещении золотника 111 распределителя 110 влево водаиз водопроводного трубопровода 4 по трубопроводу 112 через нагнетательную полость распределителя поступает в управляющий трубопровод 108, заполняя его.. По мере возрастания давления в управляющем трубопроводе сливной клапан 109 закрывается и вода под давлением подается через подводящий трубопровод 105, осевой соединительный трубопровод 10.4, радиальный соедин 1тельный трубопровод 103, троиник 102, гибкие трубопроводы 100, 101 к верхним мембранным гидродвига телям 86, 87, установленным на шлиц вом соединении на верхней направляю щей оси 75 и опирающихся на верхнюю шайбу 80. Так же через гибкие трубо проводы 107, 106 вода подается под давлением к нижним мембранным гидро двигателям 84,85, установленным подвижно на нижней направляющей оси 7 пропирающихся на опорные диски 76, В каждом из четырех мембранных гидр двигателей, установленных на обеих направляющих осях с помощью шлицево втулки 89, укрепленной на корпусе 88, давление воды в рабочей полости 95 действует на мембрану 91 и эластичный элемент 94, расправляя их, и перемещает жесткий центр 92 в сторону крышки 90, выдвигая-полый шток 93, Так как каждая нижняя и верхняя обгонные муфты 58, 59 и 60, 61, подвижно установленные соответственно на нижней и верхней направляющих осях через подшипники 144, 145,опирающиеся на шлицевую втулку 146,перемещающуюся по нижней и верхней направляющим осям, выводя и зацепления промежуточные шестерни 68, 69 и зубчатые венцы 72, 73 и вводят в зацепление промежуточные шестерни 66, 67 и зубчатые венцы 70, 71 соответственно с зубчатыми венцами 52, 51 опорного барабана 50 Пружины 96, 97 и 98, УУ сжимаются, опираясь одной стороной в шлицевую втулку каждой нижней и верхней обгонных муфт, а другой - со о тветственно в нижнюю шайбу 81 и опорные диски, закрепленные от осевого смещения шпонками 82, 83. С каждой верхней и нижней направляющими осями опорные диски крепятся с помощью гайки 78 и замковой шайбы 79. Одновременно вода из водопроводного трубопровода через трубопровод 6, регулируемый дроссель 7 трубопровод 8 подается в полость 14 гидравлического распределителя 9 и через канал 141 в полость 142. Затем через полость 115 по соединительному трубопроводу 117 вода поступает в рабочую полость 113 правого гидроцилиндра 10 поворотного действия. Под действием давления воды лопасть 21 с поворотным корпусом 19 поворачивается по часовой .стрелке на подшипниках 37, 38, расположенных в крышках 25 и 26, закрепленных на поворотном корпусе с ромощью болтов 29 и 30, равномерно расположенных по окружности на каждои крышке. При этом .соединение крышки с втулкой 15 уплоткительной п емычки 13 имеет герметизацию с помощью уплотнителей 41, 42, а уплотнение по торцам поворотного корпуса с крышками осуществляется уплотнениями 33, 34. Лопасть 21, перемещаясь по окружности от одной стороны уплотнительной перемычки, неподвижно укрепленной с помощью шпонки 17 и бурта 45 на оси 2 к другой стороне, выталкивает воду из полости 119 через соединительный трубопровод 121 в рабочую полость 120 левого гидроцилиндра 11 поворотного действия. Тогда лопасть 22 поворотного корпуса 20 поворачивается против часовой стрелки на подваипниках 39, 40, расположенных в крышках 27, 28, закрепленных на поворотном корпусе с помощью болтов 31 и 32, равномерно расположенных по окружности на каждой крышке, при этом соединение крышек с втулкой 16 уплотнительной перемычки 14 имеет герметизацию с помощью уплотнителей 43, 44, а уплотнение по торцам поворотного корпуса с крышками осуществляется уплотнениями 35, 36. о Лопасть 22, перемещаясь по окружности от одной стороны уплотнительНой перемычки-., неподвижно закрепленной с помощью шпонки 18 и бурта на оси ведущего колеса, к другой стороне, выталкивает воду из рабочей полости 114 через соединительный трубопровод 118 в полости 116, 123 гидравлического распределителя и ч-зрез соединительный трубопровод 12% в сливной трубопровод 125. В то же время зубчатый венец 24 левого гидроцилиндра поворотного действия, поворачиваясь против часовой стрелки, поворачивает зубчатый венец 71 по часовой стрелке. Нижняя обгонная муфта 59 оказывается во включенном положении, тогда промежуточная шестерня 67, закрепленная к торцу ступицы 63, вращается также по часовой стрелке, заставляя вращаться зубчатые венцы 52 и 51 опорного барабана по часовой стрелке. Одновременно зубчатый венец 23 правого гидроцилиндра поворотного действия, поворачиваясь по часовой стрелке, поворачивает зубчатый венец .70 против часовой стрелки. В то же время зубчатый венец 51 onofbHorc барабана, вращаясь по часовой стрелке поворачивает находящуюся с ним в зацеплении промежуточную шестерню 66, закрепленную к торцу ступи1.1ы 62, по часовой стре.лке. Нижняя обгонная муфта 58 оказывается в выключенном положении. При повороте поворотного корпуса правого гидроцилиндра поворотного действия по часовой стрелке шестерня 143, закрепленная на крышке поворотного корпуса, перемещает зубчатую рейку 126 влево в направляющих 127 и 128. Зубчатая рейка через шар- нирную втулку 129 поворачивает рычаг 130 в шарнире 131 корпуса 13.2 гидравлического распределителя, сжи мая пружину 133, ив конце хода дву плечий рычаг 135 поворачивается и через шарнир 134 фиксируется пружиной. При этом шток 137 с клапаном 139 опускается вниз, а шток 136 с клапаном 138 поднимается вверх. Тог да вода из полости 140 гидравлического распределителя по соединитель ному трубопроводу 118 поступает в рабочую полость 114 левого гидроцилиндфа 11 поворотного действия. Под действием давления воды лопасть 22 с поворотным корпусом 20 поворачивается по часовой стрелке. Лопасть 22, перемещаясь по окруж ности от одной стороны уплотнительной перемычки 14 к другой стороне, выталкивает воду из полости 120 через соединительный трубопровод 121 в рабочую полость 119 правого гидроцилиндра поворотного действия. Тогда лопасть 21 с поворотным корпу сом 19 поворачивается против часовой стрелки. Лопасть 21, перемещаясь по окруж ности от одной стороны, уплотнительн перемычки 13 к другой, выталкивает воду из рабочей полости 113 через соединительный трубопровод 117 в полости 115, 122 гидравлического ра пределителя и через соединительный трубопровод - в сливной трубопровод В то же время зубчатый венец 23 пра вого гьдроцилиндра поворотного действия, поворачиваясь против часовой стрелки, поворачивает зубчатый венец 70 по часовой стрелке. Нижняя обгонная муфта 58 оказывается во включенном положении, тог да промежуточная шестерня 66, закрепленная к торцу ступицы, вращает ся также по часовой стрелке, застав ляя вращаться зубчатые венцы опорного барабана по часовой стрелке. Одновременно зубчатый венец 24 левого гидроцилиндра поворотного действия, поворачиваясь по часовой . стрелке, поворачивает зубчатый венец 71 против часовой стрелки. В то же время зубчатый венец 52 опорного барабана, вращаясь по часовой стрел ке, поворачивает находящуюся с ним в зацеплении промежуточную шестер.ню 67, закрепленную к торцу ступицы по часовой стрелке. Нижняя обгонная муфта 59 оказывается в выключенном положении. При повороте поворотного корпуса правого гидроцилиндра поворотного . действия против часовой стрелки шее терня 143, закрепленная на крышке поворотного корпуса, перемещает зуб чатую рейку в направляюидах вправо. Зубчатая рейка, действуя на рычаг .гидравлического распределителя, сжи мает пружину и в конце хода двуплечий рычаг . поворачивается в шарнире, фиксируясь пружиной. При этом шток 137 с клапаном .139 поднимается вверх, а шток 136 с клапаном 138 опускается вниз. Полудиски 46 и 47 ведущего,колеса 1, закрепленные с помощью болтов 48 и 49, равномерно расположенных по окружности соединения к торцам опорного барабана, вращаются вместе с боковинами обода 53 и 54, на которьае опирается пневматическая шина 55 на подшипниках 56 и 57. Ведущее колесо, закрепленное на раме 3 вместе с опорным колесом 5, перемещает водопроводящий трубопровод, например, влево относительно осевой линии водопроводящего трубопровода. ; Далее рабочий процесс повторяется. ;При перемещении золотника распределителя вправо вода из управляющего трубопровода черюз распределитель идет на слив, давление в управляющем трубопроводе падает и открывается сливной клапан. Вода усилием пружин 96, 97 и 98, 99 из рабочей полости каждого мембранного гидродвигателя выталкивается в соответствующие трубопроводы и далее - в управляющий трубопровод и через сливной клапан идет на слив. Эластичный элемент и мембрана занимают первоначальное положение.Одновременно нижние и верхние обгонные муфты перемещаются по нижней и верхней направляющим осям, выводя из зацепления промежуточные шестерни 66, 67 и зубчатые венцы. 70, 71, и вводя в зацепление промежуточные шестерни 68, 69 и зубчатые венцы 72, 73 соответственно с зубчатыми венцами 51, 52 опорного барабана. Ступицы верхних обгонных муфт (фиг. 4) имеют направление фигурных вырезов зеркального отображения направления фигурных вырезов ступиц нижних обгонных муфт. Далее рабочий процесс идет аналогично описанному выше с той разницей, что зубчатые венцы 51 и 52 вместе с опорным барабаном вращаются постоянно против часовой стрелки и ведущее колесо, закрепленное на раме вместе с опорным колесом, перемещает соответственно водопроводящий трубопровод вправо относительно осевой линии водопроводящего трубопровода. Расход воды, проходящий через дроссель, автоматически регулируется с помощьюустройства 12 автоматического управления расходом, обеспечивающего прямолинейность водопроводящего трубопровода. Удаление утечек, воды из внутренней части ведущего колеса осуществляется, например, с гомощЬю отверстий в полудисках со стороны опорного барабана. Дополнительно псвысить проходимость ходовых колес .

дождевальной машины можно с помощью, например, звездочки, прикрепленной к наружному торцу полудиска и цепНой передачи, передавая крутящий момент с ведущего колеса на опорное.

Предлагаемый гидропривод можно использовать икак гидравлический двигатель, установленный в средней части рамы, и через механическую передачу, например, редуктор, карданную или цепную передачи приводить в

движение ходовые колеса дождевальной машины. При этом вместо двух боковин обода и 11невматической шины на опорном барабане крепится, например, зубчатый венец.

Применение гидропривода позволит получить экономический эффект около 30 руб. на одну машину типа Кубань в год и сэкономить не менее 10 чел-ч сменного времени оператора.

(риг. г

2it

61

7/

Sff

гз

es

л

70

(pui.tf

2f

7 71 фиг. 5

гз

ее 50 51

(Pue.ff

70