Кривошипний вал для самохідної сільськогосподарської машини

1. Зігнутий кривошипний вал (8) для приведення декількох розташованих поряд одна з одною клавіш соломотряса (3) у самохідній сільськогосподарській машині (1), зокрема у зернозбиральному комбайні (2), який встановлений обома своїми кінцями (18, 19) з можливістю обертання у корпусі (10) зернозбирального комбайна і містить горизонтальні та похилі ділянки (14, 15), що чергуються, причому кожна з горизон C2 2 88154 1 3 здійснення струшування клавіш соломотряса відомий з ЕР 0 069 161 В1. Недоліком його є те, що у середній поздовжній площині зернозбирального комбайна встановлена додаткова опора для вала соломотряса. Ця опора необхідна для сприйняття викликаних валом соломотряса коливань, які виникають через незрівноваженість мас у кривошипному валі і створюють великий дисбаланс. Крім того, кути між кривошипами вала соломотряса мають велику величину, що несприятливо впливає на опір вала соломотряса зрізуванню. Такі ж недоліки властиві й описаному в DE 39 07 836 С2 кривошипному валі для приведення клавіш соломотряса. Тут також кривошипи вала зміщені один стосовно одного на 180°, так що рух сусідніх клавіш соломотряса відбувається у взаємно протилежних напрямках, внаслідок чого створюється великий дисбаланс. В DE 2 018 676 описаний зігнутий кривошипний вал, кривошипи якого розташовані на різних кругових траєкторіях, причому вал містить тільки чотири кривошипи. Кожні два кривошипи зміщені один стосовно одного на 180°. Така форма виконання вала соломотряса не придатна для приведення шести або восьми паралельно розташованих клавіш соломотряса у сучасних зернозбиральних комбайнах, призначених для того, щоб, з одного боку, струшувати половосоломистий ворох, який ще знаходиться на клавішах соломотряса, а з іншого боку, розпушувати частину соломистого вороху, що знаходиться на клавішах соломотряса, і переміщати її з однаковою швидкістю. Тому в основу винаходу поставлена задача створення зігнутого кривошипного вала соломотряса для приведення клавіш соломотряса раніше названого типу, який був би позбавлений вищезгаданих недоліків відомих з рівня техніки пристроїв, і надання технічного рішення, яке забезпечувало б можливість виготовлення вала соломотряса, що має просту функціональну конфігурацію і таку форму виконання, яка дозволяла б використовувати цей вал для приведення великої кількості клавіш соломотряса. Згідно з винаходом, ця задача вирішується відмітними ознаками пункту 1 формули. Переважні та інші форми виконання винаходу випливають з подальших залежних пунктів формули і опису винаходу. Щоб створити кривошипний вал для приведення клавіш соломотряса у зернозбиральному комбайні з використанням ознак винаходу, пропонується виготовляти зігнутий кривошипний вал соломотряса, який, з одного боку, мав би оптимальний рівень статичної та динамічної зрівноваженості мас, що дозволяє розвивати високі швидкості обертання вала без будь-якого дисбалансу і, отже, виключати шкідливі коливання, а з іншого боку, дозволяв би відмовитися від середньої опори без збільшення поперечного перерізу вала. Статичний дисбаланс виникає тоді, коли вісь обертання вала соломотряса не збігається з віссю центрів ваги. Для статичного дисбалансу характерним є те, що площина дисбалансу не збігається з радіальною площиною осі центрів ваги. Статичний 88154 4 дисбаланс є окремим випадком динамічного дисбалансу. Динамічний дисбаланс виникає тоді, коли вісь обертання вала соломотряса не збігається з головною віссю інерції вала соломотряса. Вісь обертання вала соломотряса у цьому випадку зміщена відносно осі центрів ваги. Динамічний дисбаланс виникає під час роботи комбайна. Він виявляється у згинальному моменті, тобто у так званому дисбалансному моменті на осі обертання вала соломотряса, і діє також на вісь коливань клавіш соломотряса. Ця вісь проходить у поздовжньому напрямку комбайна паралельно клавішам соломотряса. Подальші пояснення вказаного явища можна отримати з опису Фіг.1-3 креслень. Наступним критерієм є міцність вала соломотряса, який являє собою суцільно кований, литий або гнутий кривошипний вал. Міцність вала визначається матеріалом, з якого він виготовлений, та його поперечним перерізом. Для здійснення оптимального міцнісного розрахунку вала соломотряса треба добитися, щоб він не був ані дуже слабким, ані дуже міцним, інакше у критичному діапазоні швидкостей обертання може відбутися поломка вала внаслідок його резонансних коливань. Тому слід вали соломотрясів відносно великої довжини виконувати з відповідно більшими поперечними перерізами. Дуже стійкий до резонансних коливань та ударних навантажень зігнутий кривошипний вал соломотряса повинен нарівні із струшуванням клавіш соломотряса при підвищеній витраті хлібної маси забезпечувати плавне її переміщення. Пропонується використовувати здатний до зрівноваження мас кривошипний вал, який у будьякий момент часу підтримував би діючі на опори сили близькими до нуля, так щоб сума цих сил прагнула мінімуму. Для цього вал соломотряса повинен відповідати кінетичним умовам, які визначаються статичним та динамічним дисбалансом і які, згідно з винаходом, забезпечуються варіюванням значень кута між кривошипами вала, причому всі ці кривошипи мають однаковий радіус. Переважна форма виконання винаходу забезпечує можливість виникнення струшувального ефекту при куті між сусідніми кривошипами вала, що складає, щонайменше, 90 градусів. Оптимальна послідовність значень кутів між двома сусідніми кривошипами вала соломотряса для розташованих у поздовжньому напрямку вала горизонтальних ділянок, згідно з винаходом, забезпечується при варіюванні кутів між кривошипами вала від значення близько 110 градусів до значення близько 160 градусів. За наявності у валі соломотряса шести кривошипів оптимальні значення в цій послідовності значень кутів між двома сусідніми кривошипами вала переважно варіюють в діапазоні приблизно від 120 до 140 градусів. Таким чином, сусідні кривошипи вже не зміщені один стосовно одного на 180 градусів, як у відомому рівні техніки, але маси горизонтальних ділянок вала розташовані по колу зі зміщенням на різні кути, що забезпечує їх зрівноваження. Варіюванням кутів між кривошипами вала соломотряса досягається те, що незрівноважені сили від кривошипів вала і клавіш соломотряса відносно як осі обертання вала, 5 так й осі коливань зернозбирального комбайна, зменшуються. У результаті цього різко знижуються як коливання комбайна, так і навантаження на опори вала соломотряса у корпусі комбайна. Запропоноване варіювання кутів між кривошипами вала соломотряса не обмежується представленим на кресленнях валом соломотряса, але може застосовуватися при будь-якій кількості кривошипів вала чи клавіш соломотряса. Послідовність значень кутів між двома сусідніми кривошипами у валі соломотряса з вісьмома кривошипами, розташованими по колу одного і того ж діаметра, загалом відповідає послідовності значень кутів між двома сусідніми кривошипами у валі соломотряса з шістьма кривошипами. Тобто кути між сусідніми кривошипами складають щонайменше величину 90 градусів і понад 180 градусів, переважно ж величину 150 градусів. Завдяки забезпечуючому зрівноваження мас розподілу кривошипів по колу з урахуванням ексцентриситету, тобто завдяки мінімізації радіальних биттів осей симетрії кривошипів відносно осі симетрії або осі обертання кінців (опор) вала соломотряса, одержано відомий досить інтенсивний у часі та оперативний спосіб зрівноваження мас. Приклад здійснення винаходу описаний далі та показаний на кресленнях, де на Фіг.1 наведена самохідна сільськогосподарська машина з встановленими у ній клавішами соломотряса; на Фіг.2 схема вала соломотряса, що несе декілька розташованих одна біля одної клавіш соломотряса, з двома опорами на кінцях, вигляд спереду; на Фіг.3 - схема вала соломотряса, вигляд збоку. Згідно з Фіг.1, винахід стосується самохідної сільськогосподарської машини 1, зокрема, зернозбирального комбайна 2, у задній зоні якого розміщені клавіші соломотряса 3, що відокремлюють ще наявне у суміші 4 соломи та полови зерно 5. Клавіші соломотряса 3 встановлені з можливістю обертання у передній 6 і задній 7 зонах на валах 8, 9 соломотряса, тобто у корпусі 10 зернозбирального комбайна 2. Щонайменше один з валів 8, 9 соломотряса приводиться в обертання, наприклад, через шків 11 пасової передачі у напрямку за годинниковою стрілкою. Шарнірно сполучені з валами 8, 9 клавіші соломотряса 3 переміщаються за круговою траєкторією по черзі угору та вниз, а також вперед і назад, у результаті чого суміш 4 соломи та полови транспортується по клавішах 3 соломотряса у задню зону зернозбирального комбайна 2. На Фіг.2 показана схема запропонованого вала 8 соломотряса (вигляд спереду) з шістьма розташованими на ньому клавішами 3, розміщеними у корпусі 10 зернозбирального комбайна. Вал 8 соломотряса виконаний у вигляді однієї зігнутої деталі і містить горизонтальні 14 та похилі 15 ділянки, що чергуються. Вал 8 соломотряса кожною із своїх горизонтальних ділянок 14, осі 16 симетрії яких розташовані паралельно осям 17 обертання кінців 18, 19 вала, підтримує опору 20 обертання кожної з клавіш 3 соломотряса. Вал 8 соломотряса обома своїми співвісними та паралельними кінцями 18, 19 встановлений з можливістю обертання у підшипниках 21, 22, переважно раді 88154 6 альних, розміщених у корпусі 10 зернозбирального комбайна. На кінці 18 вала 8 соломотряса встановлений, наприклад, шків 11 пасової передачі для його обертання. При обертанні вала 8 соломотряса навколо осі 17, у процесі якого горизонтальні кінці 14 вала та встановлені на них клавіші 3 соломотряса розташовані на однаковій відстані від осі обертання 17, виникають радіально спрямовані незрівноважені сили FA, FB, які, з одного боку, значно навантажують крайні опори 21, 22 вала 8 соломотряса у корпусі 10 комбайна, а з іншого боку, викликають коливання зернозбирального комбайна 2 навколо осі 23 (Фіг.2), що проходить у поздовжньому напрямку комбайна 2. При цьому варіювання кутів 24-28 між кривошипами вала 8 призводить до того, що сили FA, FB у кожному положенні вала 8 соломотряса стають приблизно рівними нулю. Як видно з Фіг.3, вал 8, 9 соломотряса складається з декількох кривошипів І-VI, причому ці кривошипи мають один і той же самий радіус і, отже, однакові кругові траєкторії обертання 12, а кожна з клавіш 3 соломотряса розташована на відповідному кривошипі І-VI (позиція 20 на Фіг.2) по його радіальній осі симетрії. Кути 24-28 між кривошипами І-VI, згідно з винаходом, мають різну величину. Тому кути між сусідніми кривошипами І-VI не дорівнюють 180°, як у відомому рівні техніки, але горизонтальні ділянки 14 кривошипів I-VI зміщені по круговій траєкторії 12 на кутові відстані 24-29, приблизно дорівнюючі 120°, що забезпечує зрівноваження мас. Це означає, що кутова відстань 29 між кривошипами І і IV, кутова відстань 30 між кривошипами IV-V, кутова відстань 31 між кривошипами V і І, кутова відстань 32 між кривошипами VI і II, кутова відстань 33 між кривошипами II і III, a також кутова відстань 34 між кривошипами III і IV складає кожна близько 120° У результаті всього цього у запропонованій послідовності значень кутів між двома сусідніми кривошипами ці кути виходять більшими 90 градусів, але меншими 180 градусів. Точна послідовність значень кутів 24-28 може бути взята з Фіг.3 і складає близько 120° або близько 140°. Таким чином, запропонована послідовність значень кутів 24-28 між кривошипами вала соломотряса забезпечує статичне та динамічне зрівноваження вала 8, 9 соломотряса. При цьому кількість осей обертання осей симетрії 16 горизонтальних ділянок вала соломотряса відповідає кількості кривошипів I-VI (див. Фіг.2). Разом з цим, знаходячись на круговій траєкторії 12, ці осі обертання утворюють вісь центрів мас 36. Вісь 36, згідно із запропонованою послідовністю значень 35 кутів між кривошипами вала соломотряса, збігається з його віссю обертання 17. Поданий на Фіг.3 принцип запропонованої форми виконання вала 8, 9 соломотряса не обмежується наведеним числом його кривошипів, але може бути використаний для будь-якої кількості кривошипів, парної або непарної. Перелік позицій елементів на кресленнях 1 - самохідна сільськогосподарська машина 2 - зернозбиральний комбайн 3 - клавіша соломотряса 4 - суміш соломи та полови 7 5 - зерно 6 - передня зона комбайна 7 - задня зона комбайна 8 - вал соломотряса 9 - вал соломотряса 10 - корпус комбайна 11 - шків пасової передачі 12 - кругова траєкторія обертання кривошипів 13 - поздовжній напрямок вала соломотряса 14 - горизонтальна ділянка вала соломотряса 15 - похила ділянка вала соломотряса 16 - вісь симетрії горизонтальних ділянок 14 вала соломотряса 17 - вісь симетрії кінців (18, 19) вала соломотряса 18 - кінець вала соломотряса 19 - кінець вала соломотряса 20 - опора обертання 21 - підшипник (FA) 22 - підшипник (FB) 23 - вісь коливань комбайна 24 - кут між кривошипами І-ІІ вала соломотряса 88154 8 25 - кут між кривошипами ІІ-ІІІ 26 - кут між кривошипами III-IV 27 - кут між кривошипами IV-V 28 - кут між кривошипами V-VI 29 - кутова відстань між кривошипами (I-IV) 30 - кутова відстань між кривошипами (IV-V) 31 - кутова відстань між кривошипами (V-I) 32 - кутова відстань між кривошипами (VI-II) 33 - кутова відстань між кривошипами (ІІ-ІІІ) 34 - кутова відстань між кривошипами (III-IV) I - кривошип вала соломотряса II - кривошип вала соломотряса III - кривошип вала соломотряса IV - кривошип вала соломотряса V - кривошип вала соломотряса VI - кривошип вала соломотряса 35 - послідовність значень кутів між сусідніми кривошипами вала соломотряса 36 - вісь центрів мас FA - опорна реакція FB - опорна реакція 9 Комп’ютерна верстка А. Рябко 88154 Підписне 10 Тираж 28 прим. 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