CN104813999A - 自走式喷雾机的机械刹车装置 - Google Patents

Abstract

一种自走式喷雾机的机械刹车装置，包括HST壳体、压力油换向转轴、换档啮合拉杆部件、换档手柄、复位弹簧、档位限位壳、调节螺母和刹车线索，换档啮合拉杆部件与压力油换向转轴之间通过孔轴啮合结构，换档啮合拉杆部件由复位弹簧控制自动复位，它能控制HST无级变速系统中的换档和脱档，在换档、脱档控制过程中，HST内压力极限值不会瞬间增大，既能消除因压力过大会产生渗油、漏油、壳体爆裂，油泵齿轮断齿等故障，又能克服因电压波动过大导致电磁阀控制失灵的各种缺陷，能大幅度提高国产自走式喷雾机HST无级变速装置的可靠性和使用寿命，还能大幅度降低成本。

Description

自走式喷雾机的机械刹车装置

技术领域：

本发明涉及自走式喷雾机，尤其涉及自走式喷杆喷雾机的刹车装置。

背景技术：

植保机械是农业机械设备中极其重要设备。施药机械是用来大面积同步化防病治虫的植保机械，随着我国农业生产方式的转型升级，现在以家庭为主要耕作单位的模式逐步向大面积生产经营农场发展，农场的耕作方式都是采用农业机械化作业，过去农民对农植物的防虫治病都是依靠人工作业，背负式喷雾器是典型的防虫治病液体施药器械，传统的背负式喷雾施药作业方式不仅劳动强度大，而且生产效率很低，更重要的是人工施药很容易导致农民中毒，轻者危及农民的自身健康，重则导致中毒身亡，为了实现防虫治病的机械化，人们已研制出自走式喷药机，主要代表企业有日本丸山株式会社、日本井观农机株式会社和中国柘城县三禾农机有限公司，这类自走式喷药机都能直接在水稻田、麦田、油菜田等农田中行走，依靠喷药杆均匀喷雾施药，不仅生产效率高，操作人员无需背负沉重的农药箱，而且喷洒药水不需要手工作业，操作人员只要坐在驾驶室即可轻松自如操控，这类农业机械深受农民喜欢，现在不少种田大户或农场都纷纷购置，市场需求量不断增大。在现有的行走植保农药喷雾机中，车辆的前行、后退和停车是通过HST无级变系统来控制的，由于HST液压无级变速器是根据液压静力原理工作的。它包括一泵两马达，一个油泵，一个液压主动马达，一个从动液压马达。液压泵通过换向阀管路连接液压马达构成无级变速机构。在使用中将需要变速的内燃机动力或电机与液压泵传动连接，通过调节液压泵输出的液压油的压力和流量来调节液压马达的输出转速，即可进行无级变速。通常机械结构变速依靠齿轮实现传动，为实现不同的传动比，需要换档，切换不同直径的传动齿轮，而液压无级变速装置是依靠液压油这个介质将液压系统能量传递下去实现的，改变流量即可实现马达转速的变化，控制流量非常方便，可以通过发动机转速、油泵变量、液压阀(流量阀，比例阀，伺服阀都可以)。HST无级变速系统的优点:HST传动系统广泛应用于农业机械，采用静液压无级变速系统，使农业机械实现产品结构更加紧凑、重量更轻、噪音更低、操纵更方便，可以完全无级调节机器行走速度，行走控制和换向更加方便，驱动更加灵活，作业效率更高。

将HST应用于自走式喷雾机的传动系，使自走式喷雾机的整体技术得到大幅度提高，其优点如下：

①大大简化了传动系结构，省略传统的主变速箱。

②可方便的获得爬行速度，有利于配置爬行速度要求的农机具。

③由于HST简捷的正反转变换这一重要优点，可在不增加任何机构的情况下，方便的满足如装载机等在短距离往复行走的特殊需要。

④简化操作，利用踏板或手柄可实现区段式无级变速。

HST无级变速系统在自走式喷雾机实际配套使用过程中，除了普遍存在总传动效率低于齿轮传动、噪声大、油温高、对液压用油清洁度要求高四大缺陷外，还存在刹车可靠性不高，使用寿命短，在现有的自走式喷雾机上所用的HST无级变速器的刹车换档是依靠电磁阀来控制液压马达正转、反转和脱档的。

目前，在日本进口的自走式喷雾机所配套使用的HST无级变速系统中，其刹车装置为HST无级变速系统和机械组合结构，其换档刹车系统是依靠电磁控制阀(作用是控制油路的通断)和复杂的机械刹车机构同步动作来实现的，在HST系统的进出回路上使用了二个电磁阀控制，电磁阀为常开状态，电磁阀的控制开关使用点触开关，点触开关安装在刹车踏板上，在车辆工作状态下，踩下刹车踏板后，刹车踏板会与点触开关接触，使电磁阀通电，变为常闭状态，电磁阀关闭后，HST系统进出回路封闭，液压油又无法进出，利用HST内外封闭产生的压力使HST输出轴停止工作，这种刹车原理使得HST内部压力瞬间增大，必然导致HST内各零件造成过载负荷，当超过HST设计时极限压力时，HST的壳体、液压泵、输出液压马达齿轮都要承受超极限载荷，轻则会使壳体在结合处因压力过大会产生渗油、漏油现象，重则会使壳体爆裂，齿轮也会因瞬间载荷过大而断齿，从而直接影响到HST的使用可靠性和使用寿命，同时，由于这种结构的设计，是利于内部增压的方式进行刹车止动的，对电磁阀同样会造成损坏，电磁阀是精密元器件，受到压力的瞬间冲击，造成电磁阀阀芯损坏，使电磁阀在使用过程中密封性能降低，长时间使用，会造成刹车失灵，出现危害人体安全的隐患。

另一方面，由于自走式喷雾机上所配套的柴油机的发电系统输出电压的波动性较大，稳定性不好，使得电磁阀工作电压过度或偏低，导致电磁阀不能正常工作。在进口的自走式喷雾机上，由于生产商已对柴油机的发电系统作了专门限定，电磁阀刹车装置的可靠性基本能够保证，但当自走式喷雾机配备国产柴油机后，这一缺陷就十分突出，电磁阀动作失灵的频率增大，直接影响行走式喷雾机的正常喷药作业。在农季施药期，无论何种原因，只要出现停检修的故障，将直接延务农植物的施药，无法满足成片农植物必须同步同期施药的要求，直接影响施药防虫治病的效果，增大维修保养成本。

发明内容：

为了克服现有自走式喷雾机刹车装置存在的不足，提高自走式喷雾机刹车装置的可靠性和使用寿命，本发明的目的是提供一种自走式喷雾机的机械刹车装置。

本发明采用如下技术方案来实现：

一种自走式喷雾机的机械刹车装置，其特征是：包括HST壳体、压力油换向转轴、换档啮合拉杆部件、换档手柄、复位弹簧、档位限位壳、调节螺母和刹车线索，换档啮合拉杆部件与压力油换向转轴之间通过孔轴啮合结构，换档手柄固定安装在换档啮合拉杆部件的外圆面上，复位弹簧套装在换档啮合拉杆部件上，换档啮合拉杆部件与复位弹簧均套装在档位限位壳内，其中，换档啮合拉杆部件穿过档位限位壳端面孔，由调节螺母旋接在换档啮合拉杆部件的左段的螺纹上，对复位弹簧进行复位弹力调节，刹车线索一端系扣在换档啮合拉杆部件上，另一端与刹车踏板相连。

进一步，所述换档啮合拉杆部件由换档啮合转盘、过渡连接盘、轴向连接盘、弹簧芯轴、周向螺钉和轴向螺钉组成，在换档啮合转盘的中心位置设有咬合孔，在压力油换向转轴2前段设有啮合轴，咬合孔与啮合轴相对应，两者之间形成在轴向可滑移的轴孔咬合结构，换档啮合转盘、过渡连接盘、轴向连接盘和弹簧芯轴同轴固定连接成一体。

进一步，所述压力油换向转轴前段的啮合轴的截面形状为正方形，其周向分布位置为，在压力油换向转轴处于空档时，正方形的对角线有一条处于垂直状态。

进一步，所述压力油换向转轴前段的啮合轴的截面形状为正六边形，其周向分布位置为，在压力油换向转轴处于空档时，六边形的对角线有一条处于垂直状态。

进一步，换档啮合转盘与过渡连接盘之间通过二个以上周向螺钉进行轴向固定连接，过渡连接盘、轴向连接盘和弹簧芯轴之间通过轴向螺钉固定连接。

进一步，过渡连接盘、轴向连接盘和弹簧芯轴为一个整体。

进一步，过渡连接盘和轴向连接盘为一个整体。

本发明的换档工作过程如下：

当需要刹车时，通过脚踏板机构拉紧刹车线索，迫使换档啮合拉杆部件向左拉，这样换档啮合拉杆部件与压力油换向转轴实现脱离，压力油换向转轴自动处于空档位置，此时无论操作者如何转动换档手柄都不能转换进油方向；在前行或后退时，通过脚踏板机构松开刹车线索，换档啮合拉杆部件在复位弹簧和档位限位壳共同作用下，迫使换档啮合拉杆部件与压力油换向转轴自动啮合，此时，通过换档手柄可以进行前或后退的操控。

由于本发明采用结构简单的纯机械机构来控制HST无级变速系统中的换档和脱档，在压力油换向转轴2露出HST壳体1的一端设置了具有导向作用的档位限位壳，换档啮合拉杆部件与压力油换向转轴之间通过孔轴配合的啮合结构，换档手柄固定安装在换档啮合拉杆部件的外圆面上，复位弹簧套装在换档啮合拉杆部件上，换档啮合拉杆部件与复位弹簧均套装在档位限位壳内，其中，换档啮合拉杆部件穿过档位限位壳端面孔，由调节螺母旋接在换档啮合拉杆部件的左段的螺纹上，对复位弹簧进行复位弹力调节，刹车线索与刹车踏板相连。当需要刹车时，通过脚踏板机构拉紧刹车线索，迫使换档啮合拉杆部件向左拉，这样换档啮合拉杆部件与压力油换向转轴实现脱离，压力油换向转轴自动复位处于空档卸压状态，HST内的系统压力下降，此时，无论操作者如何转动换档手柄4都不能转换进油方向；在前行或后退时，通过脚踏板机构松开刹车线索，换档啮合拉杆部件在复位弹簧和档位限位壳共同作用下，迫使换档啮合拉杆部件与压力油换向转轴自动啮合，此时，通过换档手柄转动压力油换向转轴，改变HST内压力油的进油方向，为液压马达提供前行或后退的液压动力。这种换档脱档控制装置，结构简单，脱档彻底，换档可靠，在换档、脱档的控制过程中，HST内压力极限值不会瞬间增大，既能消除因压力过大会产生渗油、漏油、壳体爆裂，油泵齿轮断齿等故障，又能克服因电压波动过大导致电磁阀控制失灵的各种缺陷，能大幅度提高国产自走式喷雾机HST无级变速装置的可靠性和使用寿命，还能大幅度降低换档脱档装置的配套成本，进口的控制装置的价格在1500元，而本装置的成本仅为250元。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A-A剖视图；

图3为图1中换档啮合拉杆部件的一种结构示意图；

图中：1-HST壳体；2-压力油换向转轴；3-换档啮合拉杆部件；4-换档手柄；5-复位弹簧；6-档位限位壳；7-调节螺母；8-刹车线索；31-换档啮合转盘；32-过渡连接盘；33-轴向连接盘；34-弹簧芯轴；35-周向螺钉；36-轴向螺钉。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式：

实施例1：一种自走式喷雾机的机械刹车装置，包括HST壳体1、压力油换向转轴2、换档啮合拉杆部件3、换档手柄4、复位弹簧5、档位限位壳6、调节螺母7和刹车线索8，换档啮合拉杆部件3与压力油换向转轴2之间通过孔轴啮合结构，换档手柄4固定安装在换档啮合拉杆部件3的外圆面上，复位弹簧5套装在换档啮合拉杆部件3上，换档啮合拉杆部件3与复位弹簧5均套装在档位限位壳6内，其中，换档啮合拉杆部件3穿过档位限位壳6端面孔，由调节螺母7旋接在换档啮合拉杆部件3的左段的螺纹上，对复位弹簧5进行复位弹力调节，刹车线索8与刹车踏板相连。

在本例中，所述换档啮合拉杆部件3由换档啮合转盘31、过渡连接盘32、轴向连接盘33、弹簧芯轴34、周向螺钉35和轴向螺钉36组成，在压力油换向转轴2前段设有截面形状为正方形的啮合轴，压力油换向转轴2前段的正方形啮合轴的周向分布位置为，在压力油换向转轴2处于空档时，正方形的对角线有一条处于垂直状态，在换档啮合转盘31的中心位置设有截面形状为正方形的咬合孔，咬合孔与啮合轴大小相对应，两者之间形成在轴向可滑移的轴孔咬合结构，换档啮合转盘31与过渡连接盘32之间通过三个周向螺钉35进行轴向固定连接，过渡连接盘32、轴向连接盘33和弹簧芯轴34之间通过轴向螺钉36固定连接，换档啮合转盘31、过渡连接盘32、轴向连接盘33和弹簧芯轴34同轴固定连接成一体。

本发明的实施方式很多，例如，所述压力油换向转轴2前段的啮合轴的截面形状还可选取择正六边形等其它形状。

换档啮合拉杆部件3中过渡连接盘32、轴向连接盘33和弹簧芯轴34可以设计成一个整体，也可将过渡连接盘32和轴向连接盘33为一个整体。

只要利用本发明的设计原理，通过轴向孔轴轴向啮合方式控制压力油换向转轴2的一切方案均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自走式喷雾机的机械刹车装置，其特征是：包括HST壳体(1)、压力油换向转轴(2)、换档啮合拉杆部件(3)、换档手柄(4)、复位弹簧(5)、档位限位壳(6)、调节螺母(7)和刹车线索(8)，换档啮合拉杆部件(3)与压力油换向转轴(2)之间通过孔轴啮合结构，换档手柄(4)固定安装在换档啮合拉杆部件(3)的外圆面上，复位弹簧(5)套装在换档啮合拉杆部件(3)上，换档啮合拉杆部件(3)与复位弹簧(5)均套装在档位限位壳(6)内，其中，换档啮合拉杆部件(3)穿过档位限位壳(6)端面孔，由调节螺母(7)旋接在换档啮合拉杆部件(3)的左段的螺纹上，对复位弹簧(5)进行复位弹力调节，刹车线索(8)一端系扣在换档啮合拉杆部件(3)上，另一端与刹车踏板相连。

2.根据权利要求1所述自走式喷雾机的机械刹车装置，其特征是：所述换档啮合拉杆部件(3)由换档啮合转盘(31)、过渡连接盘(32)、轴向连接盘(33)、弹簧芯轴(34)、周向螺钉(35)和轴向螺钉(36)组成，在换档啮合转盘(31)的中心位置设有咬合孔，在压力油换向转轴(2)前段设有啮合轴，咬合孔与啮合轴相对应，两者之间形成在轴向可滑移的轴孔咬合结构，换档啮合转盘(31)、过渡连接盘(32)、轴向连接盘(33)和弹簧芯轴(34)同轴固定连接成一体。

3.根据权利要求2所述自走式喷雾机的机械刹车装置，其特征是：所述压力油换向转轴(2)前段的啮合轴的截面形状为正方形，其周向分布位置为，在压力油换向转轴(2)处于空档时，正方形的对角线有一条处于垂直状态。

4.根据权利要求2所述自走式喷雾机的机械刹车装置，其特征是：所述压力油换向转轴(2)前段的啮合轴的截面形状为正六边形，其周向分布位置为，在压力油换向转轴(2)处于空档时，六边形的对角线有一条处于垂直状态。

5.根据权利要求2所述自走式喷雾机的机械刹车装置，其特征是：换档啮合转盘(31)与过渡连接盘(32)之间通过二个以上周向螺钉(35)进行轴向固定连接，过渡连接盘(32)、轴向连接盘(33)和弹簧芯轴(34)之间通过轴向螺钉(36)固定连接。

6.根据权利要求2所述自走式喷雾机的机械刹车装置，其特征是：过渡连接盘(32)和轴向连接盘(33)为一个整体。

7.根据权利要求2所述自走式喷雾机的机械刹车装置，其特征是：过渡连接盘(32)、轴向连接盘(33)和弹簧芯轴(34)为一个整体。

8.根据权利要求2所述自走式喷雾机的机械刹车装置，其特征是：换档啮合转盘(31)、过渡连接盘(32)、轴向连接盘(33)和弹簧芯轴(34)同轴固定连接成一体。