УБОРОЧНЫЙ КОМБАЙН (ВАРИАНТЫ)

Предлагаемое техническое решение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к конструкциям зерноуборочных комбайов, а именно, к электрическим приводам ведущих валов его узлов.
Уже известен уборочный комбайн, содержащий силовую установку с первичным двигателем внутреннего сгорания, кинематически связанным с генератором переменного тока, и запитанные от последнего посредством электрокабелей исполнительные электрические двигатели, связанные с приводами колес ходовой части комбайна и ведущих валов рабочих аппаратов комбайна, включающих по меньшей мере жатку и молотилку, а также содержащий кабину, бункер и автоматизированную систему управления комбайном. /Патент Японии №2010-104288, A01D 69/02, 69/06, 69/00, А01D 41/12, опубл. 2010 г./
В известном уборочном комбайне, имеющем электрический двигатель в дополнение к силовой установке с двигателелем внутреннего сгорания, при переходе на электрический привод достигается экономия топлива, а также возрастает надежность работы комбайна, поскольку при дефиците электрического тока возможен переход на двигатель внутреннего сгорания.
Однако в процессе работы комбайна может изменяться объем обмолачиваемой массы в зависимости от урожайности зерновых и от состояния почвы, а, следовательно, требуется регулирование скорости обработки, путем изменения скорости вращения ведущих валов приводов. Такое регулирование в известном комбайне отсутствует., что приводит к снижению производительности, ухудшению качества и повышению потерь зерна при уборке.
Задача предлагаемого технического решения состоит в повышении производительности работы комбайна путем увеличения быстродействия автоматизированного регулирования скорости вращения вала привода каждого исполнительного электродвигателя в зависимости от величины объема обмолачиваемой массы, при высокой надежности работы комбайна.
Предлагается вариантное решение поставленной задачи.
Для решения поставленной задачи с достижением заявляемого технического результата в известном уборочном комбайне, содержащем двигатель внутреннего сгорания, кинематически связанный с генератором переменного тока, и запитанные от последнего посредством электрокабелей исполнительные электрические двигатели, связанные с приводами колес ходовой части комбайна и ведущими валами рабочих аппаратов комбайна, включающих по меньшей мере жатку и молотилку, и содержащий кабину, бункер и автоматизированную систему управления комбайном, согласно первому варианту предлагаемой полезной модели, исполнительные электрические двигатели, запитанные от генератора и связанные с приводом колес ходовой части комбайна и с ведущими валами рабочих аппаратов комбайна, выполнены в виде электрических бесколлекторных электродвигателей, подключенных к генератору переменного тока через преобразователи тока, автоматизированная система управления комбайном выполнена с возможностью регулирования частоты вращения роторов исполнительных электродвигателей и ведущих валов рабочих аппаратов комбайна и с возможностью работы каждого исполнительного двигателя по отдельности, кабина комбайна содержит экран,, связанный с системой управления комбайном и выполненный с возможностью отображения регулируемых показателей, например, частоты вращения роторов электродвигателей привода колес и приводов ведущих валов рабочих аппаратов комбайна, электрокабели, соединяющие генератор с исполнительными электродвигателями приводов колес ходовой части комбайна и ведущими валами приводов рабочих аппаратов комбайна, уложены в короба, закрепленные на комбайне и закрытые крышками, аппаратура системы управления размещена в шкафах, закрытых дверцами при наличии напряжения в электрокабелях/ при работающем двигателе внутреннего сгорания/, при этом крышки коробов и дверцы шкафов выполнены со средствами защиты, предотвращающими их открытие при наличии напряжения в электрокабелях, а двигатель внутреннего сгорания комбайна выполнен с принудительным жидкостным охлаждением, т.е. полости его рубашки охлаждения сообщены с контуром циркуляции теплоносителя, снабженным циркуляционным насосом.
Корпуса генератора, преобразователя тока и по меньшей мере одного исполнительного электрического двигателя привода колес ходовой части комбайна или ведущих валов рабочих аппаратов комбайна могут быть выполнены с полостями охлаждения, сообщенными с контуром циркуляции теплоносителя через рубашку охлаждения двигателя внутреннего сгорания.
Ротор бесколлекторного электрического двигателя может быть снабжен полой втулкой, жестко связанной с ним, а ведущий вал привода колес и привода рабочего аппарата комбайна установлен соосно с полой втулкой, сопряжен с ее внутренней цилиндрической поверхностью и снабжен стопорящим шпонкой.
Наружная цилиндрическая поверхность ведущего вала привода колес или привода рабочего аппарата комбайна и сопряженная с ней внутренняя цилиндрическая поверхность полой втулки может быть снабжены шлицами.
Роторы бесколлекторных исполнительных электрических двигателей приводов первого и второго барабанов, битеров, барабана домолачивающего устройства, загрузочного шнека могут быть непосредственно соединены с ведущими валами этих приводов.
Роторы бесколлекторных исполнительных электрических двигателей приводов вентилятора очистки, шнека домолачивающего устройства, вращающегося воздухосборника радиатора, привода отсоса пыли посредством соединительных муфт могут быть соединены с ведущими валами этих приводов.
Роторы бесколлекторных исполнительных электрических двигателей приводов колосового и зернового элеватора, зернового шнека соломотряса, колебательного вала ветрорешетной очистки, мотовила, режущего аппарата и шнека жатки, цепного транспортера и битера проставки наклонной камеры через редукторы, понижающие частоту вращения, могут быть соединены с валами этих приводов.
Кроме того в уборочном комбайне, содержащем двигатель внутреннего сгорания, кинематически связанный с генератором переменного тока, и запитанные от последнего посредством электрокабелей исполнительные электрические двигатели, связанные с приводами колес ходовой части комбайна и ведущими валами рабочих аппаратов комбайна, включающих по меньшей мере жатку и молотилку, и содержащем кабину, бункер и автоматизированную систему управления комбайном, согласно второму варианту предлагаемой полезной модели, исполнительные электрические двигатели, запитанные от генератора переменного тока и связанные с приводом колес комбайна и с ведущими валами рабочих аппаратов комбайна, выполнены в виде электрических бесколлекторных электродвигателей, подключенных к генератору через преобразователи тока, автоматизированная система управления комбайном выполнена с возможностью регулирования частоты вращения роторов исполнительных электродвигателей и ведущих валов рабочих аппаратов комбайна и с возможностью синхронной работы группы исполнительных электродвигателей приводов ведущих валов рабочих аппаратов комбайна, включающихся одновременно, посредством муфт или редукторов или дополнительных приводных валов, кабина комбайна содержит экран, связанный с системой управления комбайном и выполненный с возможностью отображения регулируемых показателей, например, частоты вращения роторов электродвигателей привода колес и приводов рабочих аппаратов комбайна, электрокабели, соединяющие генератор с исполнительными электродвигателями приводов колес ходовой части комбайна и ведущими валами приводов рабочих аппаратов комбайна, уложены в короба, закрепленные на комбайне и закрытые крышками, а аппаратура системы управления размещена в шкафах, закрытых дверцами при наличии напряжения в электрокабелях, при этом крышки коробов и дверцы шкафов выполнены со средствами защиты, предотвращающими их открытие при наличии напряжения в электрокабелях, а двигатель внутреннего сгорания комбайна выполнен с принудительным жидкостным охлаждением.
Корпуса генератора, преобразователя тока и по меньшей мере одного электрического двигателя исполнительного привода колес ходовой части комбайна или ведущих валов рабочих аппаратов комбайна могут быть выполнены с полостями охлаждения, сообщенными с контуром циркуляции теплоносителя через рубашку охлаждения двигателя внутреннего сгорания.
Ротор бесколлекторного электрического двигателя может быть снабжен полой втулкой, жестко связанной с ним, а ведущий вал привода колес и привода рабочего аппарата установлен соосно с полой втулкой, сопряжен с ее внутренней цилиндрической поверхностью и может быть снабжен стопорящим шпонкой.
Роторы бесколлекторных асинхронных исполнительных электрических двигателей приводов первого и второго барабанов, битеров, барабана домолачивающего устройства, загрузочного шнека могут быть непосредственно соединены с ведущими валами этих приводов.
Роторы бесколлекторных исполнительных электрических двигателей приводов вентилятора очистки, шнека домолачивающего устройства, вращающегося воздухосборника радиатора, привода отсоса пыли посредством соединительных муфт могут быть соединены с ведущими валами этих приводов.
Роторы бесколлекторных исполнительных электрических двигателей приводов колосового и зернового элеватора, зернового шнека соломотряса, колебательного вала ветрорешетной очистки, мотовила, режущего аппарата и шнека жатки, цепного транспортера и битера проставки наклонной камеры через редукторы, понижающие частоту вращения, могут быть соединены с валами этих приводов.
Также предлагается уборочный комбайн, содержащий двигатель внутреннего сгорания, кинематически связанный с генератором, и запитанные от последнего посредством электрокабелей исполнительные электрические двигатели, связанные с приводами колес ходовой части комбайна и ведущими валами рабочих аппаратов комбайна, включающих по меньшей мере жатку и молотилку, и содержащий кабину, бункер и автоматизированную систему управления комбайном, в котором, согласно третьему варианту исполнения, генератор выполнен постоянного тока, а исполнительные электрические двигатели, связанные с приводом колес ходовой части комбайна и с ведущими валами рабочих аппаратов комбайна, выполнены в виде электродвигателей, запитанных от генератора постоянного тока через преобразователи тока, автоматизированная система управления комбайном выполнена с возможностью регулирования частоты вращения роторов исполнительных электродвигателей и ведущих валов рабочих аппаратов комбайна и с возможностью работы каждого исполнительного двигателя по отдельности, кабина комбайна содержит экран, связанный с системой управления комбайном и выполненный с возможностью отображения регулируемых показателей, например, частоты вращения роторов электродвигателей, электрокабели, соединяющие генератор с исполнительными электродвигателями приводов колес ходовой части комбайна и ведущими валами приводов рабочих аппаратов комбайна, уложены в короба, закрепленные на комбайне и закрытые крышками, при этом аппаратура системы управления размещена в шкафах, закрытых дверцами при наличии напряжения в электрокабелях, при этом крышки коробов и дверцы шкафов выполнены со средствами защиты, предотвращающими их открытие при наличии напряжения в электрокабелях, а двигатель внутреннего сгорания комбайна выполнен с принудительным жидкостным охлаждением.
Корпуса генератора, преобразователя тока и по меньшей мере одного исполнительного электрического двигателя привода колес ходовой части комбайна или ведущих валов рабочих аппаратов комбайна могут быть выполнены с полостями охлаждения, сообщенными с контуром циркуляции теплоносителя через рубашку охлаждения двигателя внутреннего сгорания.
Ротор электрического двигателя может быть снабжен полой втулкой, жестко связанной с ним, а ведущий вал привода колес ходовой части комбайна и привода рабочего аппарата комбайна установлен соосно с полой втулкой, сопряжен с ее внутренней цилиндрической поверхностью и снабжен стопорящей шпонкой.
Роторы исполнительных электрических двигателей приводов первого и второго барабанов, битеров, барабана домолачивающего устройства, загрузочного шнека могут быть непосредственно соединены с ведущими валами этих приводов.
Роторы исполнительных электрических двигателей приводов вентилятора-очистки, шнека домолачивающего устройства, вращающегося воздухосборника радиатора, привода отсоса пыли посредством соединительных муфт могут быть соединены с ведущими валами этих приводов.
Роторы исполнительных электрических двигателей приводов колосового и зернового элеватора, зернового шнека соломотряса, колебательного вала ветрорешетной очистки, мотовила, режущего аппарата и шнека жатки, цепного транспортера и битера проставки наклонной камеры через редукторы, понижающие частоту вращения, могут быть соединены с валами этих приводов.
В уборочном комбайне, содержащем двигатель внутреннего сгорания, кинематически связанный с генератором, и запитанные от последнего посредством электрокабелей исполнительные электрические двигатели, связанные с приводами колес ходовой части комбайна и ведущими валами рабочих аппаратов комбайна, включающих по меньшей мере жат и молотилку, и содержащем кабину, бункер и автоматизированную систему управления комбайном, согласно четвертому варианту исполнения, генератор выполнен постоянного тока, исполнительные электрические двигатели, связанные с приводом колес ходовой части комбайна и с ведущими валами рабочих аппаратов комбайна, выполнены в виде электродвигателей, запитанных от генератора постоянного тока через преобразователи тока, автоматизированная система управления комбайном выполнена с возможностью регулирования частоты вращения роторов, исполнительных электродвигателей и ведущих валов рабочих аппаратов комбайна и с возможностью синхронной работы группы исполнительных электродвигателей приводов ведущих валов рабочих аппаратов комбайна, включающихся одновременно, посредством муфт или редукторов или дополнительных приводных валов, а кабина комбайна содержит экран, связанный с системой управления комбайном и выполненный с возможностью отображения регулируемых показателей, например, частоты вращения роторов электродвигателе, электрокабели, соединяющие генератор с исполнительными электродвигателями приводов колес и ведущими валами приводов рабочих аппаратов комбайна уложены в короба, закрепленные на комбайне и закрытые крышками, при этом аппаратура системы управления размещена в шкафах, закрытых дверцами при наличии напряжения в электрокабелях, при этом крышки коробов и дверцы шкафов выполнены со средствами защиты, предотвращающими их открытие при наличии напряжения в электрокабелях, а двигатель внутреннего сгорания выполнен с принудительным жидкостным охлаждением.
Корпуса генератора, преобразователя тока и по меньшей мере одного исполнительного электрического двигателя привода колес ходовой части комбайна или ведущих валов рабочих аппаратов комбайна могут быть выполнены с полостями охлаждения, сообщенными с контуром циркуляции теплоносителя через рубашку охлаждения двигателя внутреннего сгорания.
Ротор электрического двигателя снабжен полой втулкой, жестко связанной с ним, а ведущий вал привода колес ходовой части комбайна и привода рабочего аппарата комбайна установлен соосно с полой втулкой, с может быть сопряжен с ее внутренней цилиндрической поверхностью и снабжен стопорящей шпонкой.
Роторы исполнительных электрических двигателей приводов первого и второго барабанов, битеров, барабана домолачивающего устройства, загрузочного шнека непосредственно могут быть соединены с ведущими валами этих приводов.
Роторы исполнительных электрических двигателей приводов вентилятора очистки, шнека домолачивающего устройства, вращающегося воздухосборника радиатора, привода отсоса пыли посредством соединительных муфт могут быть соединены с ведущими валами этих приводов.
Роторы исполнительных электрических двигателей приводов колосового и зернового элеватора, зернового шнека соломотряса, колебательного вала ветрорешетной очистки, мотовила, режущего аппарата и шнека жатки, цепного транспортера и битера проставки наклонной камеры через редукторы, понижающие частоту вращения, могут быть соединены с валами этих приводов.
Сущность предлагаемого уборочного комбайна поясняется графически.
На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого уборочного комбайна спереди;
На фиг.2 представлен общий вид предлагаемого уборочного комбайна сзади.
На фиг.3 представлен общий вид справа предлагаемого уборочного комбайна.
На фиг.4 представлен общий вид слева предлагаемого уборочного комбайна.
На фиг.5 представлен узел непосредственного соединения ротора исполнительного электродвигателя с ведущим валом коробки перемены передач.
На фиг.6 представлен узел соединения жатки с приводами исполнительных электродвигателей.
Представленный на фиг.1-6 уборочный комбайн содержит силовую установку, состоящую из первичного двигателя 1 внутреннего сгорания и кинематически связанного с ним генератора 2, кабину 3 для водителя с размещенным в ней экраном /не показан/, электрически связанным с системой /не показана/ управления комбайном, бункер 4 для зерна, привод 5 загрузочного шнека и привод 6 колосового шнека, жатку 7, молотилку 8, привод 9 ведущих колес ходовой части комбайна, привод 10 управляемых колес ходовой части комбайна, привод 11 режущего аппарата и шнека жатки, привод 12 молотила, привод 13 шнека домолачивающего устройства, привод 14 соломотряса, привод 15 вентилятора очистки, привод 16 устройства для отсоса пыли, привод 17 вращающегося воздухозаборника радиатора, колебательный вал 18 ветрорешетной очистки, привод 19 битера проставки наклонной камеры, привод 20 промежуточного битера, привод 21 отбойного битера, привод 22 первого барабана, привод 23 второго домолачивающего барабана, привод 24 элеватора. Комбайн имеет свою гидросистему и транспортирующие органы зерна и вороха /не показаны/ и устройства для обработки не зерновой части урожая.
Генератор 2 может быть выполнен как переменного тока так и постоянного тока.
Исполнительные электрические двигатели приводов 9 и 10 ведущих колес и управляемых колес ходовой части комбайна соответственно и исполнительные электродвигатели ведущих валов рабочих аппаратов комбайна, запитанные от генератора 2, выполнены в виде бесколлекторных электродвигателей 25, подключенных посредством электрокабелей к генератору 2 переменного тока через преобразователи 26 тока или в виде электродвигателей, подключенных к генератору постоянного тока.
Молотилка включает молотильный барабан с подбарабаньем, промежуточный битер, второй барабан с подбарабаньем, отбойный битер, соломотряс и ветрорешетную очистку, состоящую из решет и вентилятора.
Автоматизированная система управления /не показана/ комбайном выполнена с возможностью регулирования частоты вращения роторов исполнительных электродвигателей и ведущих валов рабочих аппаратов комбайна и с возможностью работы каждого исполнительного двигателя автономно по отдельности или с возможностью синхронной работы группы исполнительных электродвигателей приводов ведущих валов рабочих аппаратов комбайна, включающихся одновременно, посредством муфт или редукторов или дополнительных приводных валов.
Кабина 3 комбайна содержит экран /не показан/, связанный с связанный с универсальными контроллерами системы управления комбайном и выполненный с возможностью отображения регулируемых показателей, например, частоты вращения роторов электродвигателей, электрокабели, соединяющие генератор 2 с исполнительными электродвигателями приводов колес ходовой части комбайна и ведущими валами приводов рабочих аппаратов комбайна уложены в короба, закрепленные на комбайне и закрытые крышками /не показаны/, аппаратура системы управления размещена в шкафах /не показаны/, закрытых дверцами при наличии напряжения в электрокабелях, при этом крышки коробов и дверцы шкафов выполнены со средствами защиты /не показаны/, предотвращающими их открытие при наличии напряжения в электрокабелях,
Привод рабочих органов комбайна и хода комбайна производится исполнительными электродвигателями от электричества, вырабатываемого генератором 2, соединенным с коленвалом двигателя 1 внутреннего сгорания.
Привод хода комбайна осуществляют электродвигателем, установленным на коробке 27 перемены передач моста ведущих колес.
Ротор бесколлекторного электрического двигателя может быть снабжен полой втулкой /не показана/, жестко связанной с ним, а ведущий вал привода колес и привода рабочего аппарата установлен соосно с полой втулкой, сопряжен с ее внутренней цилиндрической поверхностью и снабжен стопорящей шпонкой /не показана/.
Роторы бесколлекторных асинхронных исполнительных электрических двигателей приводов первого и второго барабанов, битеров, барабана домолачивающего устройства, загрузочного шнека могут быть непосредственно соединены с ведущими валами этих приводов.
Роторы бесколлекторных исполнительных электрических двигателей приводов вентилятора очистки, шнека домолачивающего устройства, вращающегося воздухосборника радиатора, приводаустройства для отсоса пыли посредством соединительных муфт /не показаны/ могут быть соединены с ведущими валами этих приводов.
Роторы бесколлекторных исполнительных электрических двигателей приводов колосового и зернового элеватора, зернового шнека соломотряса, колебательного вала ветрорешетной очистки, мотовила, режущего аппарата и шнека жатки, цепного транспортера и битера проставки наклонной камеры через редукторы /не показаны/, понижающие частоту вращения, могут быть соединены с валами этих приводов.
Полости /не показаны/ охлаждения двигателя 1 внутреннего сгорания сообщены с контуром принудительной циркуляции теплоносителя, посредством циркуляционного насоса /не показан/.
Корпуса генератора 2, преобразователя 26 тока и по меньшей мере одного исполнительного электрического двигателя привода колес ходовой части комбайна или ведущих валов рабочих аппаратов комбайна могут быть выполнены с полостями охлаждения, сообщенными с контуром циркуляции теплоносителя через полости /рубашку/ охлаждения двигателя внутреннего сгорания.
Наружная цилиндрическая поверхность ведущего вала привода колес или привода рабочего аппарата комбайна и сопряженная с ней внутренняя цилиндрическая поверхность полой втулки могут быть снабжены шлицами.
Кабина 3 комбайна содержит экран, связанный с системой управления комбайном и выполненный с возможностью отображения регулируемых показателей, например, частоты вращения роторов электродвигателей привода колес и приводов ведущих валов рабочих аппаратов комбайна.
Электрокабели, соединяющие генератор 2 с исполнительными электродвигателями приводов колес ходовой части комбайна и ведущими валами приводов рабочих аппаратов комбайна, уложены в короба /не показаны/, закрепленные на комбайне и закрытые крышками, аппаратура системы управления размещена в шкафах /не показаны/, закрытых дверцами при наличии напряжения в электрокабелях, при этом крышки коробов и дверцы шкафов выполнены со средствами защиты /не показаны/, предотвращающими их открытие при наличии напряжения в электрокабелях,
Включение и отключение рабочих органов и управление ходом комбайна производится водителем из кабины 3 комбайна.
Предлагаемый уброчный комбайн изготовлен в виде макетного образца и проходит предварительные испытания.
Внедрение предлагаемого технического решения позволит повысить производительность работы комбайна путем увеличения быстродействия автоматизированного регулирования скорости вращения вала привода каждого исполнительного электродвигателя в зависимости от величины объема обмолачиваемой массы, при высокой надежности работы комбайна.