RU2170385C2

RU2170385C2 - Safety device of cardan shaft of agricultural machines

Info

Publication number: RU2170385C2
Application number: RU99111693A
Authority: RU
Inventors: В.С. Шкрабак; Т.И. Белова; В.С. Степко; Р.В. Степко; Е.В. Пыханова
Original assignee: Санкт-Петербургский государственный аграрный университет
Priority date: 1999-06-01
Filing date: 1999-06-01
Publication date: 2001-07-10

Abstract

FIELD: applied mechanics, namely general type safety apparatuses, mainly for agricultural machines. SUBSTANCE: fixing device is in the form of sleeve. In turning on outer surface of sleeve there are springy latches providing possibility for rigid connection with grooves of tubular member. Reed switch is arranged on rear-axle assembly of tractor and in front of said switch bracket with magnet is mounted on flange of tractor. Connection rings are movable relative to flanges of tractor and actuating machine. EFFECT: enhanced operational characteristics of safety device, reduced probability of injuries. 3 dwg

Description

Предохранительное устройство относится к области прикладной механики, к предохранительным устройствам техники безопасности общего назначения, преимущественно для сельскохозяйственных машин. Дело в том, что в сельском хозяйстве 3,0 - 4,0% травм от всего количества травм с тяжелым и смертельным исходом приходится от наматывания на карданный вал, травмируются механизаторы и обслуживающий персонал. The safety device relates to the field of applied mechanics, to safety devices for general safety, mainly for agricultural machines. The fact is that in agriculture, 3.0 - 4.0% of injuries from the total number of injuries with a severe and fatal outcome are caused by winding on the driveshaft, machine operators and maintenance personnel are injured.

Известно предохранительное устройство для карданного вала (а. с. N 1073528, F 16 P 1/02), в котором вилка выполнена кольцевой, устройство снабжено, по меньшей мере, одной дополнительной осью и установленными на вилке стержнями, свободные концы которых выведены через выполненные в корпусе устройства и в защитном кожухе отверстия, и связаны разъемным соединением с кожухом, а пружины расположены на стержнях и жестко связаны одним концом с вилкой, а другим - с корпусом устройства. A safety device for a driveshaft (a.s. N 1073528, F 16 P 1/02) is known, in which the fork is made annular, the device is equipped with at least one additional axis and rods mounted on the fork, the free ends of which are led out through in the device’s body and in the protective casing, the holes are connected by a detachable connection to the casing, and the springs are located on the rods and are rigidly connected at one end to the plug and the other to the device casing.

Недостатками данного устройства являются:
1. Снижение надежности работы устройства объясняется:
а) износом шлицевой втулки и кольцевой вилки из-за создаваемого трения между ними;
б) возможность повреждения и поломки упорных осей, которые выступают за пределы корпуса устройства при снятом кожухе, в том случае, если трактор используется с другими сельхозмашинами, не требующими привода от вала отбора мощности.The disadvantages of this device are:
1. The decrease in the reliability of the device is explained by:
a) the wear of the spline sleeve and the annular fork due to the created friction between them;
b) the possibility of damage and breakage of the axle axles that protrude beyond the device body with the cover removed, if the tractor is used with other agricultural machines that do not require a drive from the power take-off shaft.

2. Сложность конструкции устройства заключается в использовании в устройстве, по меньшей мере, двух стержней с пружинами растяжения, которые, в свою очередь, требуют для их крепления дополнительные детали. 2. The complexity of the design of the device lies in the use in the device of at least two rods with tension springs, which, in turn, require additional parts for their fastening.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству относится предохранительное устройство карданной передачи (а. с. N 1767279, F 16 P 1/02), используемое преимущественно для сельскохозяйственных машин и включающей связанные шарнирными муфтами входное, выходное и промежуточное звенья, причем последнее выполнено в виде двух связанных валов-вилок, содержащее защитный кожух, выполненный в виде двух фланцев, которые установлены концентрично вокруг соответственно входного и выходного звеньев карданной передачи и трех трубчатых элементов, которые установлены вокруг и концентрично промежуточному звену, причем два трубчатых элемента жестко связаны между собой разъемным соединением, третий установлен с возможностью осевого перемещения относительно одного из первых, а второй из них и третий установлены смежно одними из своих концов соответствующим фланцам и свободно относительно них, кроме того, устройство содержит отключающий механизм в виде связанной со вторым трубчатым элементом посредством выжимного подшипника отключающей втулки с шлицевым отверстием, сопряженной с охватываемыми шлицами, один из которых выполнен с расположенным на его конце выступом, размещенным в опорном отверстии, которое выполнено в торце конца второго вала-вилки, устройство снабжено дополнительной втулкой, которая установлена с возможностью вращения посредством подшипников скольжения на упомянутом выступе первого вала-вилки, опорное отверстие второго вала-вилки выполнено шлицевым, вторые охватываемые шлицы выполнены на дополнительной втулке и сопряжены со шлицами опорного отверстия второго вала- вилки, устройство снабжено фланцем включения, выполненным с проточкой и крышкой, выжимной подшипник выполнен в виде подшипника качения с наружной и внутренней обоймами, упомянутая внутренняя обойма установлена на отключающей втулке и зафиксирована стопорным кольцом, при этом фланец включения расположен между первым и вторым трубчатым элементами и жестко с ними связан, причем с одним из них разъемным соединением. The closest in technical essence to the claimed device includes a safety device of the universal joint transmission (a.s. N 1767279, F 16 P 1/02), used mainly for agricultural machinery and including input, output and intermediate links connected by articulated couplings, the latter being made in in the form of two connected shaft-forks containing a protective casing made in the form of two flanges, which are mounted concentrically around respectively the input and output links of the cardan gear and three tubular elements nth, which are installed around and concentrically to the intermediate link, and two tubular elements are rigidly interconnected by a detachable connection, the third is mounted with the possibility of axial movement relative to one of the first, and the second of them and the third are adjacent adjacent to one of their ends to the respective flanges and freely relative to them In addition, the device comprises a disconnecting mechanism in the form of a disconnecting sleeve with a spline bore that is connected to the second tubular element and is coupled with covered splines, one of which is made with a protrusion located at its end, placed in the support hole, which is made in the end face of the second shaft of the yoke, the device is equipped with an additional sleeve, which is mounted for rotation by sliding bearings on the said protrusion of the first shaft forks, the supporting hole of the second shaft-forks is slotted, the second male slots are made on the additional sleeve and are interfaced with the splines of the supporting hole of the second shaft-forks, sleep device the inclusion flange made with a groove and a cover, the release bearing is made in the form of a rolling bearing with an outer and inner race, said inner race is mounted on a trip bush and fixed by a locking ring, while the engagement flange is located between the first and second tubular elements and rigidly with them connected, and with one of them detachable connection.

Но и это устройство не лишено недостатков:
Низкие эксплуатационные свойства устройства объясняются:
а) отсутствием быстрого соединения третьего трубчатого элемента со вторым трубчатым элементом, что увеличивает трудоемкость обслуживания, т.к. необходимо вручную производить их соединение;
б) возможностью появления незащищенной зоны карданного вала в случае отсутствия жесткого соединения третьего и второго трубчатых элементов по причине ошибки оператора, что может привести к травматической ситуации;
в) отсутствием горизонтального перемещения первого и второго трубчатых элементов относительно соответственно фланцев трактора и исполнительной машины, что в случае использования прицепных машин на поворотах и разворотах может привести к разрыву осей и защитного кожуха;
г) возможностью появления незащищенной зоны карданного вала в случае отсутствия фланца трактора и первого трубчатого элемента, что также может быть причиной травмирования.But this device is not without drawbacks:
The low operational properties of the device are explained by:
a) the lack of quick connection of the third tubular element with the second tubular element, which increases the complexity of the service, because it is necessary to manually connect them;
b) the possibility of the appearance of an unprotected zone of the driveshaft in the absence of a rigid connection of the third and second tubular elements due to operator error, which can lead to a traumatic situation;
c) the lack of horizontal movement of the first and second tubular elements relative to the flanges of the tractor and the executive machine, respectively, which, if trailed machines are used in turns and turns, can lead to rupture of the axles and the protective casing;
d) the possibility of the appearance of an unprotected zone of the driveshaft in the absence of a tractor flange and the first tubular element, which can also cause injury.

Задачей изобретения является повышение эксплуатационных свойств устройства, и, как следствие, снижение травматизма. The objective of the invention is to improve the operational properties of the device, and, as a result, reduce injuries.

Указанная задача достигается тем, что предохранительное устройство карданного вала сельскохозяйственных машин, содержащее защитный кожух, установленный коаксиально валу, выполненный составным из двух фланцев, жестко закрепленных к приводной машине и исполнительной машине, и трех трубчатых элементов, первый и второй из которых установлены с возможностью поворота относительно фланцев, отключающий механизм, выполненный в виде двух валов-вилок с наружными шлицевыми поверхностями, связанными между собой подвижной в осевом направлении шлицевой втулкой с размещенным на ней фиксирующим устройством, соединительные кольца, третий трубчатый элемент выполнен в виде цилиндра, фиксирующее устройство выполнено в виде стакана с жестко закрепленными пружинными защелками, жестко связанного с третьим трубчатым элементом и имеющего возможность соединения со вторым трубчатым элементом, причем для обеспечения подвижности соединительных колец относительно фланцев соединительные кольца связаны с фланцами посредством осей, жестко связанных с этими кольцами, при этом, на фланце, жестко закрепленном к приводной машине, смонтирован кронштейн с магнитом, а напротив него, на заднем мосту трактора, установлен герконовый выключатель. This task is achieved by the fact that the safety device of the driveshaft of agricultural machines, comprising a protective casing mounted coaxially to the shaft, made up of two flanges rigidly fixed to the drive machine and the executive machine, and three tubular elements, the first and second of which are rotatably mounted relative to the flanges, the disconnecting mechanism, made in the form of two shaft-forks with outer spline surfaces, interconnected axially movable the front sleeve with the locking device placed on it, the connecting rings, the third tubular element is made in the form of a cylinder, the locking device is made in the form of a glass with spring clips latched tightly, rigidly connected to the third tubular element and having the ability to connect to the second tubular element, and to ensure the mobility of the connecting rings relative to the flanges, the connecting rings are connected to the flanges by means of axes rigidly connected with these rings, while, on the flange, a gesture of fixed to drive the car, mounted the bracket with a magnet, and opposite it, on the rear axle of the tractor, mounted reed switch.

Таким образом, предлагаемое техническое решение является новым, имеет существенные отличия, дает экономический эффект, имеет промышленную применимость и не известно доныне, как в нашей стране, так и за ее пределами. Thus, the proposed technical solution is new, has significant differences, gives an economic effect, has industrial applicability and is not known until now, both in our country and abroad.

Новые существенные признаки заключаются в следующем. New significant features are as follows.

Фиксирующее устройство выполнено в виде стакана. Стакан жестко связан с пружинными защелками. Стакан жестко связан с третьим трубчатым элементом. Стакан имеет возможность соединения со вторым трубчатым элементом. Соединительные кольца связаны с фланцами посредством осей. Оси жестко связаны с кольцами. Фланец жестко закреплен к приводной машине. На фланце смонтирован кронштейн с магнитом. Напротив магнита на заднем мосту трактора установлен герконовый выключатель. The locking device is made in the form of a glass. The glass is rigidly connected with spring latches. The glass is rigidly connected to the third tubular element. The glass has the ability to connect with the second tubular element. The connecting rings are connected to the flanges by means of axles. The axes are rigidly connected to the rings. The flange is rigidly fixed to the drive machine. A bracket with a magnet is mounted on the flange. Opposite the magnet, a reed switch is installed on the rear axle of the tractor.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными необходимы и достаточны для достижения технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны. The above new essential features, together with the known ones, are necessary and sufficient to achieve a technical result in all cases to which the requested amount of legal protection applies.

Доказательством технического результата является то, что предлагаемое устройство дает возможность повысить эксплуатационные свойства устройства за счет того, что в нем:
а) фиксирующее средство выполнено в виде стакана с жестко закрепленными пружинными защелками, жестко связанного с третьим трубчатым элементом и имеющего возможность соединения со вторым трубчатым элементом, что снижает трудоемкость обслуживания, исключает появление незащищенной зоны карданного вала, тем самым, снижает вероятность травмирования;
б) для обеспечения подвижности соединительных колец относительно фланцев соединительные кольца связаны с фланцами посредством осей, жестко связанных с этими кольцами, что даст возможность горизонтального перемещения первого и второго трубчатых элементов защитного кожуха относительно соответственно фланцев трактора и исполнительной машины;
в) на фланце, жестко закрепленном к приводной машине, смонтирован кронштейн с магнитом, а напротив него, на заднем мосту трактора, установлен герконовый выключатель, что в случае отсутствия фланца или первого трубчатого элемента не даст возможности эксплуатировать сельскохозяйственный агрегат.The proof of the technical result is that the proposed device makes it possible to improve the operational properties of the device due to the fact that it:
a) the fixing means is made in the form of a cup with rigidly fixed spring latches, rigidly connected with the third tubular element and having the ability to connect with the second tubular element, which reduces the complexity of the service, eliminates the appearance of an unprotected zone of the driveshaft, thereby reducing the likelihood of injury;
b) to ensure the mobility of the connecting rings relative to the flanges, the connecting rings are connected to the flanges by means of axes rigidly connected with these rings, which will enable horizontal movement of the first and second tubular elements of the protective casing relative to the flanges of the tractor and the executive machine, respectively;
c) a bracket with a magnet is mounted on a flange rigidly fixed to the drive machine, and a reed switch is installed on the rear axle of the tractor opposite it, which, in the absence of a flange or the first tubular element, will prevent the operation of the agricultural unit.

Устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен разрез устройства; на фиг. 2 вынесен вид 1 - 1, а на фиг. 3 показаны разрезы Б-Б, В-В и вид Г. The device is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a section of a device; in FIG. 2 is a view 1 - 1, and in FIG. 3 shows sections BB, BB, and view G.

Устройство состоит из карданного вала приводной машины 1 (фиг. 1 - 3) и карданного вала исполнительной машины 2, коаксиально которым установлен защитный кожух. К карданным валам 1 и 2 присоединены соответственно вал-вилка 3 и дополнительный вал-вилка 4, связанные между собой посредством втулки включения 5, которая установлена в подшипниках скольжения 6, жестко закрепленных стопорным кольцом 7 на цилиндрической поверхности ступени меньшего диаметра вала-вилки 3. Втулка включения 5 сопрягается своей наружной шлицевой поверхностью с внутренней поверхностью дополнительного вала-вилки 4 и связана со шлицевой поверхностью ступени большего диаметра вала-вилки 3 посредством шлицевой втулки 8, на наружной поверхности которой размещено фиксирующее устройство в виде подшипника 9 и стакана 10, с жестко связанными пружинными защелками 11, во внутренней проточке которого размещена наружная обойма подшипника 9, зафиксированная крышкой 12, а внутренняя обойма закреплена стопорным кольцом 13 на наружной поверхности шлицевой втулки 8. The device consists of a cardan shaft of the drive machine 1 (Fig. 1 - 3) and a cardan shaft of the actuator 2, coaxially with which a protective casing is installed. To the driveshafts 1 and 2 are connected, respectively, the yoke shaft 3 and the additional shaft-yoke 4, interconnected by an inclusion sleeve 5, which is installed in sliding bearings 6, rigidly fixed by a retaining ring 7 on the cylindrical surface of the step of a smaller diameter of the yoke shaft 3. The inclusion sleeve 5 is mated with its outer spline surface to the inner surface of the additional shaft of the yoke 4 and connected to the spline surface of the step of the larger diameter of the shaft of the yoke 3 by means of a spline sleeve 8, on the outer the surface of which there is a locking device in the form of a bearing 9 and a cup 10, with spring-loaded latches 11 rigidly connected, in the inner groove of which there is an outer race of the bearing 9 fixed by a cover 12, and the inner race is secured by a snap ring 13 on the outer surface of the spline sleeve 8.

Защитный кожух выполнен составным из жестко закрепленных к приводной и исполнительной машинам соответственно фланцев 14 и 15. К каждому из этих фланцев при помощи осей 16 и 17 присоединены соответственно соединительные кольца 18 и 19, к которым через оси 20 и 21 крепятся трубчатые элементы 22 и 23 с возможностью поворота относительно осей 16, 17, 20, 21, а следовательно, относительно фланцев 14 и 15. Фланец 14 жестко связан посредством кронштейна 24 с магнитом 25, который в свою очередь взаимодействует с герконовым выключателем 26, соединенным с электрической системой запуска двигателя при помощи проводов 27. The protective casing is made integral of the flanges 14 and 15, respectively, which are rigidly fixed to the drive and actuating machines. To each of these flanges, by means of the axes 16 and 17, the connecting rings 18 and 19 are connected, to which the tubular elements 22 and 23 are attached through the axes 20 and 21 with the possibility of rotation relative to the axes 16, 17, 20, 21, and therefore relative to the flanges 14 and 15. The flange 14 is rigidly connected by means of an arm 24 to a magnet 25, which in turn interacts with a reed switch 26 connected to an electric system engine start system using wires 27.

Трубчатый элемент 28 жестко связан со стаканом 10, который в свою очередь, жестко связан с трубчатым элементом 23 посредством пружинных защелок 11 с возможностью осевого перемещения вдоль первого трубчатого элемента. Трубчатый элемент 22 имеет возможность осевого перемещения вдоль внутренней поверхности трубчатого элемента 28 в случае компенсации длины карданной передачи при копировании рельефа местности исполнительной машиной. The tubular element 28 is rigidly connected to the glass 10, which, in turn, is rigidly connected to the tubular element 23 by means of spring latches 11 with the possibility of axial movement along the first tubular element. The tubular element 22 has the possibility of axial movement along the inner surface of the tubular element 28 in case of compensation of the length of the cardan drive when copying the terrain by an executive machine.

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

При установке защитного кожуха карданного вала стакан 10 с трубчатым элементом 28 перемещается вправо относительно трубчатого элемента 22 и жестко соединяется с трубчатым элементом 23 посредством пружинных защелок 11, фиксируя положение кожуха относительно вала- вилки 3, вала-вилки 4 и передают крутящий момент от карданного вала приводной машины 1 к карданному валу исполнительной машины 2. When installing the protective cover of the propeller shaft, the cup 10 with the tubular element 28 moves to the right relative to the tubular element 22 and is rigidly connected to the tubular element 23 by means of spring latches 11, fixing the position of the casing relative to the camshaft 3, the camshaft 4 and transmit torque from the cardan shaft drive machine 1 to the driveshaft of the executive machine 2.

При разъединении стакана 10 с трубчатым элементом 23 и последующим осевом перемещении стакана 10 с трубчатым элементом 28 вдоль наружной поверхности трубчатого элемента 22 прекращается передача крутящего момента от карданного вала приводной машины 1 к карданному валу исполнительной машины 2. When disconnecting the cup 10 with the tubular element 23 and the subsequent axial movement of the cup 10 with the tubular element 28 along the outer surface of the tubular element 22, the transmission of torque from the driveshaft of the drive machine 1 to the driveshaft of the actuator 2 stops.

Claims

A safety device for the driveshaft of agricultural machines, comprising a protective casing, mounted coaxially to the shaft, made up of two flanges rigidly fixed to the drive machine and the executive machine, and three tubular elements, the first and second of which are mounted to rotate relative to the flanges, turning off the mechanism, made in the form of two shaft-forks with external splined surfaces connected by an axially movable splined sleeve with a fi by a coding device, connecting rings, the third tubular element is made in the form of a cylinder, characterized in that the fixing device is made in the form of a cup with spring clips latched tightly, rigidly connected to the third tubular element and having the ability to connect with the second tubular element, to ensure the mobility of the connecting rings relative to the flanges, the connecting rings are connected to the flanges by means of axes rigidly connected to these rings, while on the flange rigidly fixed to drive machine, a bracket with a magnet is mounted, and in front of it, a reed switch is installed on the rear axle of the tractor.