ЗЕРНОВОЙ КОМБАЙН С ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬНЫМ УСТРОЙСТВОМ
COMBINE HARVESTER WITH CHOPPING DEVICE

Область техники
Настоящее изобретение относится к зерноуборочному комбайну с измельчительным устройством для измельчения убранной массы, которое содержит оснащенный ножами измельчительный барабан, ножевой брус и фрикционную планку, в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.
Уровень техники
Из патентного документа DE 1896312 U1 известно устройство для резки материала типа сена или соломы, содержащее вращающийся оснащенный ножами ротор, ножи которого проходят между множеством расположенных в ряд противорежущих ножей. Противорежущие ножи расположены на общем ножевом брусе, который может поворачиваться вокруг своей продольной оси, чтобы обеспечивать возможность настройки наклона противорежущих ножей. Регулировка ножевого бруса осуществляется посредством рычажной системы, которая фиксируется гайкой с целью предотвращения смещения от вибрации устройства во время рабочего процесса.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности и упрощение настройки ножевого бруса и фрикционной планки для достижения оптимального качества измельчения.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет отличительных признаков пункта 1 формулы изобретения.
Предпочтительные решения по развитию являются предметом изобретения в зависимых пунктах формулы.
Согласно пункту 1 ножевой брус и фрикционное днище выполнены с возможностью регулирования посредством приводной системы без использования инструментов. Настройка ножевого бруса и фрикционного днища без использования инструментов имеет для оператора комбайна то преимущество, что он может быстро и просто настраивать измельчительное устройство на изменяющиеся условия уборки, такие как изменение вида убираемой культуры или изменение влажности убранной массы, в процессе уборки. Требуется только привод в действие приводной системы без использования инструментов, чтобы изменить положение ножевого бруса и установленных на нем противорежущих ножей и положение фрикционного днища для активизации или вывода из рабочего положения фрикционной планки (планки трения) для оказания влияния на качество измельчения.
Предпочтительно ножевой брус и фрикционное днище могут быть выполнены регулируемыми независимо друг от друга. За счет независимой регулировки при особенно влажных условиях фрикционное днище может быть установлено таким образом, что фрикционная планка не взаимодействует с потоком убранной массы, проходящим через измельчительное устройство, в результате чего, с одной стороны, обеспечивается экономия энергии и, с другой стороны, устраняется возможный затор массы в измельчительном устройстве, тогда как настройка ножевого бруса остается неизменной.
Согласно первому предпочтительному примеру осуществления предусмотрено, что приводная система выполнена в виде соответствующего приводимого в действие вручную рычага, который расположен непосредственно на оси поворота ножевого бруса или фрикционного днища. Благодаря тому, что соответствующий рычаг воздействует непосредственно на ось поворота ножевого бруса или фрикционного днища, не требуется дополнительной передачи усилия и движения через промежуточные рычажные элементы.
Альтернативно приводная система может быть выполнена в виде цилиндра, приводимого текучей средой. При этом речь может идти о по меньшей мере одном гидравлическом или пневматическом цилиндре. Возможна также комбинация одного гидравлического и одного пневматического цилиндра в качестве приводной системы для ножевого бруса и для фрикционного днища.
Регулировочный ход каждого цилиндра может ограничиваться ограничительным средством. Так, например, в качестве ограничительного средства может использоваться подпружиненный палец, который ограничивает регулировочный ход каждого цилиндра двумя определенными положениями. В то время как фрикционная планка посредством регулировки фрикционного днища с помощью соответствующего цилиндра предпочтительно может переводиться из своего активного положения, в котором она взаимодействует с потоком массы, в неактивное положение, в котором она не взаимодействует с потоком массы, для регулировки ножевого бруса целесообразна возможность настройки различных положений. Так, например, с помощью ограничительного средства в виде подпружиненного пальца регулировочный ход цилиндра перемещения ножевого бруса противорежущих ножей может избирательно ограничиваться до положений либо от наполовину выдвинутого до полностью отведенного положения, либо от наполовину выдвинутого до полностью выдвинутого положения. При выполнении ограничительного средства в виде подпружиненного пальца эта перестановка может также производиться без использования инструментов.
В предпочтительном решении по развитию изобретения регулировочный ход цилиндра может детектироваться датчиком угла. С помощью датчика угла может восприниматься угол поворота ножевого бруса и фрикционного днища, на который они поворачиваются соответствующим цилиндром. При достижении заданного положения питание соответствующего цилиндра прерывается, чтобы удерживать ножевой брус или фрикционное днище в достигнутом положении. За счет этого обеспечивается бесступенчатая регулировка ножевого бруса и фрикционного днища и соответствующая активизация или нерабочее положение фрикционной планки.
В альтернативном выполнении бесступенчатой регулировки предусмотрено, что приводная система может быть выполнена в виде электромеханического привода. При этом привод может быть электромеханическим линейным приводом, поступательное перемещение которого преобразуется в поворотное движение ножевого бруса или фрикционного днища вокруг их осей поворота.
Далее, зерноуборочный комбайн может содержать устройство управления, посредством которого может управляться приводная система, выполненная в виде цилиндра и/или в виде линейного привода. Устройство управления может управляться оператором для того, чтобы предпринимать желательную настройку ножевого бруса и/или фрикционного днища в зависимости от предварительных условий уборки, таких как вид культуры или влажность убранной массы, или в зависимости от других параметров. Как правило, настройка производится на основе величин из опыта оператора при эксплуатации комбайна, который в целом различен у различных операторов. Управление приводной системой для настройки ножевого бруса и/или фрикционного днища через устройство управления оператором позволяет непосредственно влиять на эффективность процесса измельчения и его качество.
Предпочтительно приводная система может управляться независимо от других рабочих аппаратов зерноуборочного комбайна. Управление приводной системой через устройство управления имеет то преимущество, что адаптация настройки ножевого бруса и/или фрикционного днища может осуществляться в ходе процесса уборки. Устраняется прерывание процесса уборки, которое имеет место при ручной настройке ножевого бруса и/или фрикционного днища, особенно с использованием инструментов. Кроме того, оператор может производить адаптацию при текущем состоянии комбайна, то есть независимо от рабочих параметров других рабочих аппаратов комбайна, так что оператор может делать выводы о том, насколько предпринятая адаптация настройки ножевого бруса и/или фрикционного днища привела к желаемому результату.
Предпочтительно устройство управления может быть выполнено с возможностью автоматического управления ножевым брусом и фрикционным днищем. За счет этого может достигаться упрощение управления и связанная с этим разгрузка оператора. При этом может быть предусмотрено, что устройство управления выполнено с возможностью выбора для оператора между автоматическими режимами, причем один режим имеет целью получение оптимального качества измельчения, а другой режим имеет целью энергетическую эффективность эксплуатации измельчительного устройства. Благодаря этому оператор получает возможность в рамках автоматической настройки ножевого бруса и/или фрикционного днища самостоятельно решать, что важнее при изменяющихся окружающих и рабочих условиях, - качество измельчения или энергетическая эффективность.
В частности, настройка ножевого бруса и фрикционного днища может производиться в зависимости от свойств убранной массы и/или рабочих параметров. За счет этого может достигаться эффективная обработка подлежащей измельчению убранной массы. Кроме того, может достигаться постоянное качество измельчения. Свойства убираемой массы и рабочие параметры могут задаваться оператором посредством ввода в устройство управления, например путем выбора из перечня видов культур или путем непосредственного ввода величин, представляющих рабочие параметры.
Для этого зерноуборочный комбайн может содержать предназначенную для восприятия свойств убранной массы и/или рабочих параметров систему датчиков, с которой связано устройство управления. Система датчиков может быть выполнена в виде датчика восприятия влажности убранной массы, сигналы которого передаются по линии передачи сигналов на устройство управления, обрабатывающее эти сигналы. На основе обработки устройство управления может управлять приводной системой для настройки ножевого бруса и фрикционного днища, чтобы адаптировать их настройку к изменяющимся условиям.
Предпочтительно система датчиков может содержать устройство восприятия изображений. Устройство восприятия изображений дает преимущество, например, в распознавании убираемой массы, чтобы на основе этого распознавания производить настройку ножевого бруса и/или фрикционного днища. Другим примером использования устройства восприятия изображений является восприятие и оценка качества выдаваемой измельчительным устройством измельченной массы, чтобы на этой основе управлять настройкой ножевого бруса и/или фрикционного днища или регулировать ее, при этом в зависимости от выявленного качества измельченной массы приводная система приводит его в соответствие с заданием оператора.
Альтернативно или дополнительно система датчиков может содержать устройство для детектирования влажности. Соответствующий датчик влажности может быть расположен в наклонном питателе комбайна, чтобы как можно раньше детектировать влажность убранной массы. При этом у устройства управления имеется достаточный резерв времени, чтобы адаптировать настройку ножевого бруса и/или фрикционного днища к значительно изменившейся влажности убранной массы.
Далее, зерноуборочный комбайн может содержать кабину, в которой расположен блок ввода и вывода, выполненный с возможностью соединения с устройством управления. Он служит в качестве коммуникационного средства сопряжения с устройством управления. Блок ввода и вывода обеспечивает оператору возможность, например, справиться о текущих рабочих параметрах, а также возможность предварительно задавать подлежащие поддержанию параметры, такие как желаемое качество измельченной массы, или производить непосредственную настройку рабочих параметров, ориентированных на условия уборки.
Краткий перечень чертежей
Далее изобретение будет пояснено на примерах выполнения со ссылками на чертежи. На чертежах:
фиг. 1 схематично изображает зерноуборочный комбайн на виде сбоку;
фиг. 2а схематично изображает более подробно измельчительное устройство по фиг. 1 в первом примере выполнения;
фиг. 2b схематично изображает подробно измельчительное устройство по фиг. 2а с активизированной фрикционной планкой;
фиг. 2с схематично изображает подробно измельчительное устройство по фиг. 2а с отведенными противорежущими ножами;
фиг. 3 схематично изображает подробно измельчительное устройство по фиг. 1 во втором примере выполнения;
фиг. 4 схематично изображает подробно измельчительное устройство по фиг. 1 в третьем примере выполнения.
Осуществление изобретения
Схематично показанный на фиг. 1 зерноуборочный комбайн 1 оснащен в своей передней области навесным аппаратом, который выполнен в виде жатвенного аппарата 2 и известным образом связан с наклонным питателем 3 комбайна 1. Поперечный транспортирующий орган 4 жатвенного аппарата 2 передает принятую убранную массу 5 на наклонный питатель 3, который с помощью бесконечного конвейера 6 в своей верхней задней части передает убранную массу 5 на молотильный аппарат 7 комбайна 1. В однобарабанном или многобарабанном молотильном аппарате 7 убранная масса 5 направляется между молотильными барабанами 8 и по меньшей мере частично охватывающим их подбарабаньем 9 и разделяется по меньшей мере на два частичных потока 10, 11. Первый частичный поток 10 состоит по существу из зерна, соломенной трухи и половы и подается по подготовительному поддону 12 непосредственно к состоящему из различных решетных плоскостей 13 очистному устройству 14. Кроме того, очистное устройство 14 содержит вентиляторный блок 15, который создает воздушный поток, продувающий решетные плоскости 13.
Второй частичный поток 11, состоящий по существу из соломы и остаточной зерновой фракции, выходит из задней части молотильного аппарата 7 и направляется отбойным барабаном 17 для соломы на выполненный в виде клавишного соломотряса 18 сепарирующий орган 19. За счет колебательного движения клавишного соломотряса 18 большая часть содержащегося в слое соломы зерна 21 отсеивается на клавишном соломотрясе 18 и посредством так называемого обратного поддона 20 и подготовительного поддона 12 передается на очистное устройство 14. Сепарирующий орган 19 может быть известным образом выполнен также в виде осевого сепарирующего устройства с одним или несколькими сепарирующими роторами.
Далее, в очистном устройстве 14 из подаваемых в него различных потоков 10, 21 убранной массы очищенный зерновой поток 22 транспортируется с помощью зерновых элеваторов 23 в зерновой бункер 24 для промежуточного хранения. Опорожнение зернового бункера 24, как правило, осуществляется с помощью разгрузочного конвейера 25 зернового бункера. За счет колебательного движения клавишного соломотряса 18 переданная на него от молотильного аппарата 7 убранная масса 11 транспортируется в виде последовательных движений переброски и затем в виде потока 26 убранной массы, состоящего по существу только из соломы, разгружается в задней области клавишного соломотряса 18 в направлении к расположенному позади измельчительному устройству 16. Дальнейшая обработка потока 26 убранной массы будет описана ниже со ссылками на фиг. 2а, 2b, 2с и 3.
На фиг. 2а схематично показан подробно узел X измельчительного устройства 16. Измельчительное устройство 16 содержит ножевой барабан 30 с расположенными на нем шарнирными ножами 31 и далее, по направлению транспортирования убранной массы, поперечную режущую пластину 29, ножевой брус 32 с расположенными на нем противорежущими ножами 33, которые могут приводиться в положение взаимодействия с шарнирными ножами 31 на ножевом барабане 30, отдельный окружной участок 34 днища с проходящими в окружном направлении щелями на его поверхности, причем ножевой брус 32 с противорежущими ножами 33 расположен за ним, так что противорежущие ножи 33 могут проходить через щели, фрикционное днище 35 и примыкающую к нему в окружном направлении фрикционную планку 36. Для ножевого бруса 32 и фрикционного днища 35 предназначена приводная система 37, чтобы производить их перемещение независимо друг от друга.
Как видно на фиг. 2а, участок 34 днища, фрикционное днище 35 и фрикционная планка 36 проходят по существу коаксиально оси вращения ножевого барабана 30. Эти элементы измельчительного устройства 16 служат для направления процесса измельчения и влияния на него при обработке подаваемой от клавишного соломотряса 18 убранной массы измельчительным устройством 16. Для воздействия на процесс измельчения, а следовательно, и на качество измельченной массы применяются различные меры, которые будут описаны ниже.
Так, например, резка соломы может производиться в свободном слое, то есть без поддержки противорежущих ножей 33. Для этого противорежущие ножи 33 выводятся из взаимодействия с шарнирными ножами 31 путем того, что расположенный за участком 34 днища ножевой брус 32 может быть повернут в радиальном направлении настолько, что ножи полностью отводятся за поверхность участка 34 днища, как это показано на фиг. 2с. Это положение ножевого бруса 32 приводит к получению большой длины резки и используется, например, при обработке комбайном 1 кукурузы или рапса в качестве убранной массы 5.
Показанное на фиг. 2а положение ножевого бруса 32 используется при обработке комбайном 1 в качестве убранной массы 5 зерновых культур или риса. В этом положении длина резки значительно короче. Кроме того, могут быть установлены промежуточные положения, в которых противорежущие ножи 33 выступают за поверхность участка 34 на различную величину, что приводит к различной длине резки.
Далее, на длину резки может влиять поворот фрикционного днища 35. Поворот фрикционного днища 35 в радиальном направлении к ножевому барабану 30 или от него имеет следствием большую или меньшую длину резки. При повороте фрикционная планка 36, которая по направлению потока убранной массы расположена за фрикционным днищем 35, приводится во взаимодействие с потоком массы в различной мере. Здесь также в зависимости от вида убираемой культуры положение фрикционного днища 35 устанавливают различным образом, причем для кукурузы или риса фрикционное днище 35 поворачивают в направлении к ножевому барабану 30 настолько, что длина резки очень велика, как это показано на фиг. 2а, тогда как при обработке зерновых культур фрикционное днище 35 позиционируют в радиальном направлении на большом удалении от ножевого барабана 30, чтобы получать как можно более короткую длину резки, как это видно на фиг. 2b. Чем больше расстояние в радиальном направлении от фрикционного днища 35 до ножевого барабана 30, тем больше влияние, которое фрикционная планка 36 может оказывать на измельчаемый поток массы, с которым она может приводиться во все большее взаимодействие. При регулировке положения фрикционного днища также могут устанавливаться различные положения, так что фрикционная планка 36 приводится во взаимодействие с потоком массы в различной степени.
В примере осуществления по фиг. 2а-2с приводная система 37 выполнена в виде рычагов 38а, 38b, которые воздействуют на свободный конец оси поворота ножевого бруса 32 или фрикционного днища 35 для их поворота. При этом расположенный на ножевом брусе 32 рычаг 38а может быть выполнен таким образом, что может занимать ограниченное число положений, так что ножевой брус 32, а вместе с ним и противорежущие ножи 33 могут переводиться между полностью отведенным положением и полностью выдвинутым положением по меньшей мере в одно промежуточное положение, в котором противорежущие ножи 33 только частично выступают из щелей участка 34 днища. Подобным образом с помощью рычага 38b фрикционное днище 35 может быть отведено или выдвинуто, так что фрикционная планка 36 может устанавливаться соответственно в положение воздействия на поток массы или, при выдвинутом положении фрикционного днища, не оказывать на него воздействия. Для этого на рычагах 38а, 38b, на их обращенной к кожуху измельчительного устройства 16 стороне могут быть расположены выступы, которые входят в соответствующие выемки в стенке кожуха и устанавливают возможные положения рычагов 38а, 38b. Регулировка с помощью рычагов 38а, 38b производится без инструментов, однако оператор комбайна 1 должен для этого выходить из кабины.
Для того чтобы избежать ручной регулировки, хотя и без использования инструментов, согласно второму примеру осуществления, показанному на фиг. 3, предусмотрено, что приводная система 37 выполнена в виде гидроцилиндров 39а, 39b с управлением устройством 40 управления, которое может использоваться для управления и/или регулирования некоторых или всех рабочих аппаратов комбайна 1. Устройство 40 управления содержит блок 41 ввода, такой как клавиатура, и выходной блок 42 в виде устройства отображения или блок ввода и вывода, выполненный в виде сенсорного экрана. Эти коммуникационные средства 41, 42 сопряжения позволяют оператору комбайна 1 связываться с устройством 40 управления, то есть обеспечивать отображение текущих рабочих параметров и путем целенаправленного ввода адаптировать соответствующие рабочие параметры к изменяющимся условиям уборки. Независимое управление гидроцилиндрами 39а, 39b из кабины имеет дополнительное преимущество в том, что оператор может быстрее реагировать на изменяющиеся условия уборки, такие как влажные места на убираемом поле, путем того, что он, например, посредством перевода фрикционного днища 35 в направлении к ножевому барабану 30 приводит фрикционную планку 36 в нерабочее состояние. Вывод фрикционной планки 36 из рабочего состояния осуществляется посредством того, что фрикционное днище 35 поворачивают внутрь в направлении к ножевому барабану 30 настолько, что фрикционная планка уже не внедряется в поток убранной массы. При этом производительность измельчительного устройства 16 снижается временно, то есть на время прохода влажного места на поле, что снижает риск затора при обработке очень влажной убранной массы. После прохода такого места оператор может вновь полностью или частично активизировать фрикционную планку 36 посредством соответствующего управления фрикционным днищем 35, то есть отодвинуть фрикционное днище 35 от ножевого барабана 30, так что фрикционная планка полностью или частично внедряется в поток убранной массы.
Регулировка, по меньшей мере, ножевого бруса 32 может ограничиваться с помощью ограничительного элемента, выполненного в виде подпружиненного пальца 27. Подпружиненный палец 27 ограничивает регулировочный ход гидроцилиндра 39а, 39b, причем предпочтительно предусмотрены два положения подпружиненного пальца 27, которые обеспечивают возможность установки двух различных положений ножевого бруса 32. Так, регулировочный ход может быть ограничен подпружиненным пальцем 27 таким образом, что ножевой брус 32 может занимать либо наполовину выдвинутое или полностью отведенное положение, либо наполовину выдвинутое или полностью выдвинутое положение.
На фиг. 4 показан следующий пример осуществления, в котором приводная система 37 выполнена в виде электромеханического линейного привода 45а, 45b. Выполнение приводной системы 37 в виде электромеханического линейного привода 45а, 45b имеет то преимущество, что обеспечивает возможность бесступенчатой регулировки ножевого бруса 32 и фрикционного днища 35. Это может достигаться также с помощью гидроцилиндров 39а, 39b, если они дополнительно снабжены направлением обратной связи.
Выполнение приводной системы 37 в виде гидроцилиндров 39а, 39b или в виде электромеханического линейного привода 45а, 45b имеет то преимущество, что настройка позиционирования ножевого бруса 32 и/или фрикционного днища 35 может выполняться в любое время в ходе работы комбайна 1. Приводная система 37 может приводиться в действие в ходе процесса обмолота без необходимости остановки текущего процесса обмолота, а успешность или неудачность перестановки ножевого бруса 32 и/или фрикционного днища 35 могут быть незамедлительно оценены оператором. Оператор может незамедлительно выполнить изменение без изменения других параметров. Устранение перерывов в процессе уборки имеет особые преимущества, так как оператор изменяет только настройку ножевого бруса 2 и/или фрикционного днища 35 или фрикционной планки 36, тогда как остальные рабочие параметры рабочих аппаратов остаются неизменными. Помимо получаемой при этом экономии времени оператор имеет возможность отслеживать влияние воздействия предпринятой регулировки ножевого бруса и/или фрикционного днища 35 на качество измельченной массы. Положения ножевого бруса 32 или фрикционного днища 35, показанные в качестве примера на фиг. 2b и 2с для наглядного представления независимой регулировки ножевого бруса 32 и фрикционного днища 35, могут достигаться также с помощью приводной системы 37, выполненной в виде гидроцилиндров 39а, 39b или в виде электромеханического линейного привода 45а, 45b.
На следующей ступени осуществления предусмотрено, что оператор освобождается от процесса настройки ножевого бруса 32 и/или фрикционного днища 35 путем соответствующего ввода через коммуникационные средства 41 42 сопряжения за счет того, что эти настройки проводятся автоматизированно устройством 40 управления и/или дополнительным блоком управления. Для достижения этой степени автоматизации предусмотрено, что на комбайне 1 расположен по меньшей мере один датчик 43, который служит для восприятия свойств убранной массы и/или рабочих параметров и с которым связано устройство 40 управления и/или дополнительный блок управления. Так, например, в наклонном питателе 3 может быть расположен датчик 43а для измерения влажности, сигналы которого передаются в устройство 40 управления по линиям 44 передачи сигналов и обрабатываются в нем. Эти сигналы, представляющие влажность убранной массы, привлекаются для автоматизированного управления позиционированием ножевого бруса 32 и фрикционного днища 35 посредством приводной системы 37, чтобы достигнуть оптимального качества измельченной массы. Следующий аспект состоит в том, что настройка ножевого бруса 32 и фрикционного днища 35 производится в зависимости от вида убираемой культуры. Для этого оператор задает вид убираемой культуры путем соответствующего ввода через коммуникационные средства 41, 42 сопряжения на устройство 40 управления, которое выбирает наиболее подходящую для подлежащего уборке вида культуры настройку ножевого бруса 32 и фрикционного днища 35 и соответствующим образом управляет приводной системой 37, чтобы произвести данную настройку. Как было описано выше, изменения условий уборки в ходе процесса, такие как изменение влажности, воспринимаются датчиком и обрабатываются устройством 40 управления, так что при автоматической настройке независимого позиционирования ножевого бруса 32 и фрикционного днища 35 с помощью приводной системы 37 они непрерывно адаптируются к условиям уборки.
Далее, в задней области комбайна 1 расположено устройство восприятия изображений, выполненное в виде камеры 43b. Камера 43b производит непрерывную съемку потока 26 убранной массы, обработанного измельчительным устройством 16. Эта съемка передается по линии 44 передачи сигналов на устройство 40 управления, которое обрабатывает снятые кадры с помощью программы обработки изображений. Обработка изображений позволяет делать заключения о качестве измельчения, полученном при данной настройке ножевого бруса 32 и фрикционного днища 35. Соответствующим образом настройка ножевого бруса 32 и/или фрикционного днища 35 может быть изменена приводной системой 37, когда качество измельчения не соответствует требованиям, например, вытекающим из временного изменения условий в ходе процесса уборки.
Для обеспечения возможности восприятия условий уборки на поле перед комбайном 1 может быть предусмотрено, что спереди на комбайне установлено устройство восприятия изображений, выполненное в виде камеры 43b, которая производит съемку растущей культуры по направлению движения комбайна. Благодаря этому обеспечивается возможность заблаговременно идентифицировать влажные места на убираемом поле и реагировать на них с помощью соответствующих мер, как это уже было описано выше.
Вместо одной или нескольких камер или датчиков для детектирования влажности или в дополнение к ним могут использоваться другие датчики, такие как ультразвуковые, лазерные, инфракрасные или акустические датчики.