Електромеханічний осьовий привід варіатора

Електромеханічний осьовий привід варіатора, переважно для зернозбиральних жниварок та кормопідбирачів, що містить двоступінчастий планетарно-кривошипний редуктор, який включає закріплене на його корпусі нерухоме і з'єднане з гвинтом рухоме центральні зубчасті колеса, двовінцевий сателіт, який утворює з центральними колесами самогальмівне багатопарне дрібномодульне зачеплення і встановлений через підшипник і ексцентрикову втулку на консольно встановленому на спарених підшипниках швидкохідному валу, балансир і прокладку, скріплений з корпусом реду C2 2 67002 1 3 його зовнішній поверхні подовжніми пазами (див. авт. свід. СРСР №1717882, МКИ F16H25/20, 1990). Для керування варіаторами самохідних зернозбиральних комбайнів, жниварок і кормопідбиральників приводи комплектуються високообертовими реверсними електродвигунами постійного струму, що живляться від бортових електрогенераторів або акумуляторних батарей. Конструкція приводу за авт. свід. №1717882 при комплектації таким електродвигуном забезпечує необхідні величини осьових зусиль на штоку, але внаслідок застосування в ньому одноступінчастого (з передавальним числом не більш 11) планетарного редуктора має високу (3...5мм/с) швидкість переміщення штоку. Це істотно впливає на якість керування варіатора, збільшує енергоспоживання приводу. Крім того, відсутність у конструкції приводу елементів демпфірування системи гвинт гайка в крайніх робочих положеннях, а також елементів герметизації знижують надійність роботи приводу. Найбільш близьким по технічній суті до запропонованого є електромеханічний осьовий привід варіатора, що містить двоступінчастий планетарно-кривошипний редуктор, що включає закріплене на його корпусі нерухоме і з'єднане з гвинтом рухоме центральні зубчасті колеса, утворюючий з центральними колесами багатопарне мілкомодульне самогальмівне зачеплення двовінцевий сателіт, який розміщений через підшипник і ексцентрикову втулку на консольно встановленому на спарених підшипниках швидкохідному валу, балансир і прокладку, скріплений з корпусом редуктора реверсний електродвигун, вал якого встановлений у ексцентрикову втулку і з'єднаний з нею і зі швидкохідним валом єдиною шпонкою, розміщену в корпусі редуктора спарену підшипникову опору гвинта, циліндричний корпус приводу з поздовжнім пазом і з встановленою в пазу направляючою шпонкою, яка взаємодіє з кільцевим виступом ходової гайки, зроблений за одне ціле з ходовою гайкою стаканоподібний шток з центральною штангою (див.поз.21), з'єднаний за допомогою осі і сферичного підшипника з вилкою, і кришку з сальниковим ущільненням, взаємодіючим із зовнішньою циліндричною поверхнею штока, (див. патент України №52774, МКИ F16H25/20, F16H9/18, А01Д69/02, п.1 формули винаходу, Фіг.1). Електромеханічний осьовий привід варіатора за патентом №52774 у порівнянні з відомими має в 2...3 рази більше осьове зусилля, розвинуте на штоку, оптимальну (0.5...0.8мм/с) швидкість його переміщення при відносно малому енергоспоживанні, забезпечену пиловологонепроникність та надійне самогальмування штока в робочих положеннях. При використанні зазначеного приводу для керування варіаторами навісних та причіпних зернозбиральних жниварок і кормопідбиральників він встановлюється на рамі і центральною штангою з'єднується з рухомим конусним фланцем варіатора. Кріплення приводу на рамі здійснюється за допомогою кронштейна з хомутом, який охоплює корпус редуктора, що визначає значну по величині відстань від рами до осі приводу варіатора. 67002 4 Крім того, якщо в складі самохідних зернозбиральних комбайнів електромеханічні осьові приводи варіаторів захищені від прямого потрапляння на них пилу і вологи зовнішнім облицюванням комбайну, то в складі жниварок та кормопідбиральників ці приводи розташовані на невеликій висоті над ґрунтом і піддаються в польових умовах підвищеному механічному діянню часток пилу, що особливо негативно позначається на працездатності зовнішньої поверхні висунутої частини штока приводу варіатора. Відсутність або недостатня кількість мастила на штоку веде до потрапляння часток пилу в систему гвинт - гайка та до її заклинювання, що знижує надійність роботи приводу варіатора. В конструкції приводу варіатора відсутні елементи демпфірування системи гвинт - гайка, особливо в крайньому висунутому положенні штока, коли швидкість, а, отже, кінетична енергія, мають максимальну величину, що також знижує надійність роботи приводу варіатора. Таким чином, актуальними задачами створення електромеханічних осьових приводів варіаторів, встановлюваних на зернозбиральних жниварках і кормопідбиральниках, є збільшення надійності їхньої роботи в умовах підвищеного впливу пилу, а також зменшення габаритів конструкцій для їхнього кріплення на рамі. Для цього пропонується електромеханічний осьовий привід варіатора, переважно для зернозбиральних жниварок і кормопідбиральників, що містить двоступінчастий планетарно-кривошипний редуктор, що включає закріплене на його корпусі нерухомо і з'єднане з гвинтом рухоме центральні зубчасті колеса, утворюючий з центральними колесами багатопарне мілкомодульне самогальмівне зачеплення двовінцевий сателіт та розміщений через підшипник і ексцентрикову втулку на консольне встановленому на спарених підшипниках швидкохідному валу, балансир і прокладку, скріплений з корпусом редуктора реверсний електродвигун, вал якого встановлений у ексцентрикову втулку і з'єднаний з нею та зі швидкохідним валом єдиною шпонкою, розміщену в корпусі редуктора спарену підшипникову опору гвинта, циліндричний корпус приводу з поздовжнім пазом і з встановленою в пазу направляючою шпонкою, взаємодіючою з кільцевим виступом ходової гайки, зроблений за одне ціле з ходовою гайкою стаканоподібний шток з центральною штангою і кришку з сальниковим ущільненням, яке взаємодіє з зовнішньою циліндричною поверхнею штока, обладнати амортизаційною прокладкою, а його кришку виготовити у вигляді циліндру ступінчастого профілю, що охоплює висунуту частину штока, з центральним і радіальними різьбовими в уступі меншого діаметру отворами, при цьому амортизаційну прокладку установити в зазорі між кришкою і торцем корпуса приводу з центруванням по діаметру зарізьбової проточки кришки і гарантованим зазором відносно зовнішньої поверхні штока, а штангу з'єднати через центральний отвір у кришці зі зробленим у штоку центральним різьбовим отвором і законтрити за допомогою гайки і пру 5 жинної шайби, встановлених з боку кільцевого паза, зробленого в гвинті. Виготовлення кришки у вигляді циліндра східчастого профілю, що охоплює висунуту частину штоку, з центральним отвором і з'єднання через цей отвір штанги зі зробленим у штоку центральним різьбовим отвором виключає пряме потрапляння пилу на зовнішню робочу поверхню штока при функціонуванні приводу варіатора, що підвищує надійність роботи останнього. Введення в конструкцію приводу варіатора амортизаційної прокладки, встановленої в зазорі між кришкою і торцем корпуса приводу з центруванням по діаметру зарізьбової проточки кришки і гарантованим зазором відносно зовнішньої поверхні штоку дозволяє виключити заклинювання системи гвинт - гайка в крайньому висунутому положенні штоку і забезпечити герметичність стику, чим також досягається підвищення надійності роботи приводу варіатора. Виготовлення в кришці на уступі меншого діаметру радіальних різьбових отворів забезпечує просте і надійне кріплення приводу на рамі зернозбиральних жниварок та кормопідбиральників в габаритах, що не перевищують діаметр корпуса редуктора. Крім того, встановлення контровочних елементів штанги - гайки і пружинної шайби - з боку зробленого в гвинті кільцевого паза дозволяє в крайньому втягненому положенні гайки розміщати зазначені елементи в пазу, що не потребує збільшення довжини приводу варіатора. Суть винаходу пояснюється кресленням, на якому схематично зображений поздовжній розріз пропонованого електромеханічного осьового приводу варіатора. Штриховою лінією на кресленні показано шток у крайньому висунутому положенні ходової гайки. Запропонований електромеханічний осьовий привід варіатора складається з таких основних частин: реверсного електродвигуна, двоступінчастого планетарно-кривошипного редуктора, системи гвинт - гайка й елементів кріплення приводу варіатора на рамі зернозбиральної жниварки або кормопідбиральника. Двоступінчастий планетарно-кривошипний редуктор складається з корпуса 1, закріпленого в ньому нерухомого центрального зубчастого колеса 2, встановленого на спарених підшипниках 3 гвинта 4 із закріпленим на торці більшого діаметра рухомим центральним зубчастим колесом 5, двовінцевого сателіта 6, розміщеного через підшипник 7 і ексцентрикову втулку 8 на консольно встановленому в гвинту 4 на спарених підшипниках 9 швидкохідному валу 10, балансира 11 і прокладки 12. Двовінцевий сателіт 6 утворює з центральними зубчастими колесами 2 і 5 багатопарне мілкомодульне зачеплення, яке самогальмується та має підвищену несучу здатність при мінімальних радіальних розмірах. Реверсний електродвигун 13 фланцем 14 з'єднаний з корпусом редуктора 1, а валом 15 встановлений у ексцентрикову втулку 8 і з'єднаний з нею і зі швидкохідним валом 10 єдиною шпонкою 16. На торці електродвигуна 13 розміщене чотириконтактне штепсельне рознімання 17. 67002 6 Система гвинт - гайка встановлена в циліндричному корпусі приводу 18 і складається з гвинта 4 з кільцевим пазом 19 на торці, установленої на гвинті 4 ходової гайки 20 з зовнішнім кільцевим виступом 21, зробленого за одне ціле з ходовою гайкою стаканоподібного штока 22 з центральним різьбовим отвором 23 і центральною штангою 24. На торці корпуса приводу 18 різьбовим з'єднанням закріплено кришку 25 з сальниковим ущільненням 26, яке взаємодіє з зовнішньою циліндричною поверхнею штока 22. Кришка 25 виготовлена у вигляді циліндра ступінчастого профілю, який охоплює висунуту частину штока 22, з центральним отвором 27 і радіальними різьбовими отворами 28 в уступі 29 меншого діаметра. На внутрішній циліндричній поверхні корпуса 18 зроблено поздовжній паз із встановленою в ньому направляючою шпонкою 30. Відносно торця корпуса приводу 18 кришка 25 утворює зазор, у якому встановлено амортизаційну прокладку 31, яка центрується по діаметру зарізьбової проточки кришки 25 і утворює гарантований зазор відносно зовнішньої поверхні штока 23. Штанга 24 з'єднана через центральний отвір 27 у кришці 25 з центральним різьбовим отвором 23 і законтрена за допомогою гайки 32 і пружинної шайби 33. У крайньому втягнутому положенні ходової гайки 20 і штока 22 гайка 32 і шайба 33 розміщаються в кільцевому пазу 19 гвинта 4. Елементи кріплення приводу варіатора зроблені у вигляді циліндричної опори 34 зі стояком 35, що встановлюється на рамі 36 зернозбиральної жниварки або кормопідбиральника. На бічній поверхні опори 34 зроблені наскрізні радіальні отвори 37. Кріплення приводу варіатора здійснюється установкою уступу 29 кришки 25 в середину циліндричної опори 34 і кріпленням їх між собою болтами 38 через радіальні отвори 37. Запропонований електромеханічний осьовий привід варіатора працює таким чином. Вмикають реверсний електродвигун 13 через штепсельне рознімання 17. Через шпонку 16 обертання вала 15 електродвигуна передається одночасно на швидкохідний вал 10 та на ексцентрикову втулку 8, а від останньої через підшипник 7 - на двовінцевий сателіт 6. В результаті силової взаємодії двох спарених між собою вінців сателіта 6 з відповідними центральними зубчастими колесами 2 і 5 центральне колесо 5 передає гвинту 4 з установленою на ньому ходовою гайкою 20 обертальної рух з кутовою швидкістю, зменшеною кратно передавальному числу двоступінчастого планетарно-кривошипного редуктора з одночасним збільшенням їх крутячого моменту до розрахункової величини. При цьому ходова гайка 20 кільцевим виступом 21 взаємодіє з направляючою шпонкою 30, у результаті чого зроблений за одне ціле з ходовою гайкою стаканоподібний шток 22 робить поступальне переміщення з осьовим зусиллям на торці. Від штока 22 осьове зусилля передається на центральну штангу 24, яка переміщує рухомий конусний фланець варіатора, змінюючи швидкість обертання варіатора. Виготовлення кришки 25 у вигляді циліндра ступінчастого профілю, що охоплює висунуту частину стаканоподібного штока 22, з центральним 7 67002 8 Підписне Тираж 26 прим. отвором 27 і з'єднання через цей отвір штанги 24 зі зробленим у штоку 22 центральним різьбовим отвором 23 виключає пряме потрапляння пилу на зовнішню робочу поверхню штока при функціонуванні приводу варіатора, що підвищує надійність роботи останнього. Введення в конструкцію приводу варіатора амортизаційної прокладки 31, встановленої в зазорі між кришкою 25 і торцем корпуса приводу 18 з центруванням по діаметру зарізьбової проточки кришки 25 і гарантованим зазором відносно зовнішньої поверхні штоку дозволяє виключити заклинювання системи гвинт - гайка в крайньому висунутому положенні штока 22 і забезпечує герметичність стику, чим також досягається підвищення надійності роботи приводу варіатора. Виготовлення в кришці 25 на уступі меншого діаметру 29 радіальних різьбових отворів 28 забезпечує просте і надійне кріплення приводу на рамі зернозбиральних жниварок та кормопідбиральників в габаритах, що не перевищують діаметр корпусу редуктора 1. Крім того, встановлення контровочних елементів штанги 24 - гайки 32 і пружинної шайби 33 - з боку зробленого в гвинті кільцевого паза 19 дозволяє в крайньому втягненому положенні ходової гайки 20 розміщати зазначені елементи в пазу, що не потребує збільшення довжини приводу варіатора. Дослідний зразок запропонованого електромеханічного осьового приводу варіатора пройшов автономні стендові та натурні у польових умовах (в складі причіпної зернозбиральної жниварки ЖВП-9.1) випробування. Результати випробувань задовільні. Комп’ютерна верстка О. Чепелев Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601