САМОЗАГРУЖАЮЩИЙСЯ РАЗБРАСЫВАТЕЛЬ УДОБРЕНИЙ
SELF-LOADING SPREADER OF FERTILISER

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к разбрасывателям минеральных удобрений.
Известен самозагружающийся разбрасыватель удобрений, содержащий бункер, разбрасывающее устройство и погрузочное приспособление, состоящее из вертикальной стойки со стрелой, шарнирно связанной с гидронавеской трактора (Акцептованная заявка Ирландии №40997, кл. А01С 15/00, 1975).
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является самозагружающийся разбрасыватель минеральных удобрений (авт. свид. СССР №1660606, кл. А01С 17/00, 1989), содержащий бункер-питатель, разбрасывающее устройство и грузоподъемное приспособление, закрепленное на несущих элементах трактора, гидроцилиндры привода рычажных элементов грузовой стрелы которого соединены с гидросистемой трактора, при этом бункер посредством рамы шарнирно установлен на подъемных тягах гидронавески трактора, в нижней своей части рама бункера выполнена в виде опор, а в бункере установлен пирамидальный нож.
Рассматриваемое схемно конструктивное решение самозагружающегося разбрасывателя удобрений направлено на повышение производительности за счет механизации процесса разгрузки минеральных удобрений из мягких контейнеров в бункер-питатель.
Однако при организации работы разбрасывателя с мягкими контейнерами наблюдается недостаточно устойчивый процесс подачи минеральных удобрений из бункера-питателя на разбрасывающие центробежные диски, поскольку минеральные удобрения склонны к слеживанию и сводообразованию, сгруживанию и зависанию. При этом минеральные удобрения некоторых видов, в том числе и смеси их компонентов, при хранении в мягких контейнерах образуют комки и агломераты, что, в свою очередь, обусловливает нестабильность процесса подачи удобрений из бункера-питателя на центробежные диски разбрасывателя и, следовательно, снижает технологическую надежность и качество технологического процесса распределения удобрений по поверхности поля.
Задача предлагаемого изобретения - улучшение эксплуатационно-технологических характеристик самозагружающегося разбрасывателя удобрений.
Поставленная задача достигается тем, что в саморазгружающемся разбрасывателе удобрений, содержащем бункер-питатель, разбрасывающее устройство и грузоподъемное приспособление, закрепленное на несущих элементах трактора, гидроцилиндры привода рычажных элементов грузовой стрелы которого соединены с гидросистемой трактора, при этом бункер-питатель посредством рамы шарнирно установлен на подъемных тягах гидронавески трактора, в нижней своей части рама бункера выполнена в виде опор, а в бункере установлен пирамидальный нож, согласно изобретению пирамидальный нож размещен внутри бункера и закреплен на опорной рамке, которая снабжена элементами с профильной просеивающей поверхностью и смонтирована в бункере на шарнирных подвесках с возможностью колебательных перемещений, одни концы шарнирных подвесок закреплены на опорной рамке, а другие их концы - на стенках бункера, образуя при этом шарнирный параллелограммный четырехзвенный механизм, причем одна пара соосно расположенных подвесок указанного механизма имеет общий вал, который через кривошип кинематически соединен с приводом колебательных перемещений опорной рамки, выполненным в виде гидроцилиндра двойного действия, имеющего встроенный распределительный золотник и сообщенного с гидроприводом, при этом шток гидроцилиндра шарнирно связан с кривошипом вала подвесок, а гидропривод снабжен гидроцилиндром-датчиком, шток которого соединен с рамой бункера, а корпус - с корпусом гидроцилиндра двойного действия, гидроаккумулятором и имеющим оппозитно расположенные гидромеханизмы управления двухпозиционным гидрораспределителем, выполненным с возможностью сообщения в первой позиции его золотника напорной и сливной гидролинией гидропривода с полостями гидроцилиндра двойного действия и разобщения этих гидролиний с полостями последнего в другой позиции золотника, при этом поршневая полость гидроцилиндра-датчика сообщена с одним гидромеханизмом управления двухпозиционного гидрораспределителя для переключения золотника последнего в первую позицию и посредством параллельно включенных гидроклапана и обратного клапана сообщена с гидроаккумулятором и с другим гидромеханизмом управления двухпозиционного гидрораспределителя для переключения его золотника во вторую позицию.
На фиг.1 приведена конструкция саморазгружающегося разбрасывателя удобрений, вид с боку; на фиг.2 - схема начала подъема мягкого контейнера агрегатом; на фиг.3 - схема агрегата в готовности к работе с установленным в бункере на нож мягким контейнером; на фиг.4 - бункер разбрасывателя, вид с боку, в разрезе; на фиг.5 - вид А на фиг.4; на фиг.6 - вид Б на фиг.5; на фиг.7 - сменные элементы опорной рамки с просеивающей поверхностью; на фиг.8 - кинематическая и гидравлическая схема привода колебательных перемещений опорной рамки.
Саморазгружающийся разбрасыватель удобрений состоит из грузоподъемного приспособления 1, которое устанавливается на трактор и связано с его гидросистемой, бункера-питателя 2 для размещения в нем мягкого контейнера с минеральными удобрениями и разбрасывающего устройства 3, выполненного в виде центробежных дисков с механизмом привода.
Грузоподъемное приспособление состоит из вертикальной стойки 4 с шарнирно закрепленными на ней рычажными элементами 5 и 6 грузовой стрелы, гидроцилиндры привода которых 7 и 8 соединены с гидросистемой трактора, и захвата 9 мягкого контейнера, размещенного на внешнем конце рычага 6.
Бункер 2 посредством несущей рамы 10 шарнирно установлен на силовых тягах 11 навесной гидравлической системы трактора. Бункер в нижней своей части заканчивается выпускными отверстиями, которые выполнены с возможностью регулировки их пропускной способности, и под которыми установлены разбрасывающие диски 3 с механизмом их привода (не показано) от энергетического средства трактора. Несущая рама 10 бункера удлинена и в нижней своей части выполнена в виде опор-лыж 12. На опорах-лыжах 12 установлено сцепное устройство 13.
Внутри бункера расположена опорная рамка 14 с закрепленным на ней пирамидальным четырехлепестковым ножом 15. Опорная рамка с пирамидальным ножом в горизонтальной плоскости снабжена сменными элементами 16 с профильной просеивающей поверхностью. Элементы 16 представляют собой съемные сита, калиброванные отверстия 17 которых в зависимости от вида перегружаемых удобрений и их агрегатного состояния могут быть выполнены различных размеров и формы. Опорная рамка 14 установлена на шарнирных подвесках 18 и 19, одни концы которых закреплены на рамке, а другие концы - на стенках с внутренней стороны бункера, образуя при этом шарнирный параллелограммный четырехзвенный механизм. Опорная рамка 14 с пирамидальным ножом 15 снабжена механизмом привода, обеспечивающим ей направленные возвратно-поступательные движения. При этом одна из пар соосно расположенных подвесок 18 четырехзвенного механизма имеет общий вал 20, опоры вала расположены на стенках бункера 2, один конец вала имеет консольный участок и выходит за пределы бункера, причем на консольном участке закреплен кривошип 21, с которым соединен привод колебательных перемещений опорной рамки 14.
Механизм привода колебательных перемещений опорной рамки 14 представляет собой гидроцилиндр двойного действия 22, при этом шток гидроцилиндра шарнирно связан с кривошипом 21 вала 20, а его корпус соединен с корпусом гидроцилиндра-датчика 23, имеющего шток, соединенный шарнирно с рамой бункера 2. В гидроцилиндр 22 встроен распределительный золотник, а полости его соединены гидролиниями с двухпозиционным гидрораспределителем 24, сообщенным с напорной гидролинией 25 и со сливной гидролинией 26, которые сообщаются с гидросистемой трактора.
Штоковая полость гидроцилиндра-датчика 23 также сообщена со сливной гидролинией 26, а поршневая полость соединена с гидроаккумулятором 27 через параллельно включенные обратный клапан 28 и гидроклапан 29, камера управления которого соединена через дроссель 30 с поршневой полостью гидроцилиндра-датчика 23. Гидроаккумулятор 27 соединен с напорной гидролинией 25 через последовательно включенные обратный клапан 31 и регулируемый гидроклапан 32, камера управления которого соединена с гидроаккумулятором 27. Гидроаккумулятор 27, кроме того, соединен с манометром 33 и с реле 34 давления, имеющим замыкающий контакт, соединенный электролинией с источником 35 питания, звуковым 36 и световым 37 сигналами. Гидрораспределитель 24 выполнен с подпружиненным золотником, и один гидромеханизм 38 его управления соединен через дроссель 39 с поршневой полостью гидроцилиндра-датчика 23, а другой гидромеханизм 40 его управления соединен с гидроаккумулятором 27 и через клапаны 28 и 29 также с поршневой полостью гидроцилиндра-датчика 23.
Колебательные элементы привода опорной рамки 14, в частности кривошип 21, связаны с регулируемой реактивной пружиной 41.
Самозагружающийся разбрасыватель удобрений работает следующим образом.
Трактор с разбрасывателем удобрений подъезжает к стоящему на площадке или в кузове прицепа мягкому контейнеру 42 и с помощью силовых тяг 11 гидронавески опускает разбрасыватель до соприкосновения опор-лыж 12 с поверхностью площадки. Стрела (рычаг 6) посредством гидроцилиндра 8 опускается на мягкий контейнер 42, грузовые стропы которого заводятся на крюк захвата 9. Контейнер гидроцилиндрами 7 и 8 грузовой стрелы поднимается и устанавливается в бункер-питатель на пирамидальный нож 15 опорной рамки 14. За счет силы гравитации днище контейнера 42 прокалывается и удобрение через образовавшееся отверстие поступает во внутреннюю полость бункера. Разбрасыватель посредством силовых тяг 11 гидронавески трактора поднимается и переводится в рабочее положение.
В процессе перемещения трактора с разбрасывателем по полю минеральные удобрения из мягкого контейнера 42 поступают через просеивающую поверхность опорной рамки 14 к выпускным дозирующим отверстиям бункера-питателя и далее на разбрасывающие рабочие органы - диски 3. При вращении дисков удобрения за счет центробежных сил разбрасываются по поверхности поля.
Для стабилизации процесса истечения минеральных удобрений из мягкого контейнера и разрушения слежавшихся комков и агломератов оператор посредством поворота рукоятки распределителя, установленного в кабине трактора, включает подачу масла к механизму привода колебательных движений опорной рамки 14. В исходном положении золотник гидрораспределителя 24 под действием пружины находится в позиции, изображенной на фиг.8, и перекрывает отводы гидроцилиндра 22. Корпус гидроцилиндра-датчика 23 под действием давления рабочей жидкости гидроаккумулятора 27, передаваемого через обратный клапан 28, находится в выдвинутом положении (фиг.8). Гидроклапан 29 закрыт, а гидроаккумулятор 27 заряжен с помощью гидроклапана 32 до заданной величины давления рабочей жидкости и величина этого давления одинакова с давлением в поршневой полости гидроцилиндра-датчика 23. Контакт реле 34 давления разомкнут, и сигналы 36 и 37 выключены.
При установке мягкого контейнера на опорную рамку 14 последняя воспринимает силу его тяжести, составляющая от которой передается через подвески 18, кривошип 21 вала 20 и гидроцилиндр 22 на корпус гидроцилиндра-датчика 23 и через рабочую жидкость в его поршневой полости на шток и раму бункера. Увеличение внешнего силового воздействия вызывает увеличение давления рабочей жидкости в поршневой полости гидроцилиндра-датчика 23 и в гидромеханизме 38 управления гидрораспределителя 24. В результате его золотник перемещается и соединяет с напорной гидролинией 25 и со сливом отводы гидроцилиндра 22, который посредством обратной гидравлической связи встроенного в его корпус золотника осуществляет автоматическое переключение направления подачи масла в штоковые полости, что вызывает возвратно-поступательное движение поршня со штоком. Движение штока гидроцилиндра 22 через кривошип 21 вала 20 передается на шарнирные подвески 18 опорной рамке 14, вызывая плоско-параллельные колебательные движения последней вместе с закрепленным на ней пирамидальным ножом 15. В результате колебательных движений опорной рамки 14 с ножом происходит просеивание гранул минеральных удобрений через калиброванные отверстия 17 сита 16, при этом многократное воздействие кромок профильных отверстий в сочетании с давлением вышерасположенной массы удобрений обеспечивает разрушение комков и локально-слежавшихся масс сыпучего материала. При опорожнении мягкого контейнера от сыпучего материала внешняя силовая нагрузка на опорную рамку 14 снимается, что соответственно вызывает уменьшение давления рабочей жидкости в гидроцилиндре-датчике 23 и гидромеханизме управления 38 и золотник гидрораспределителя 24 под действием пружины возвращается в исходное положение, отключая привод колебательных движений опорной рамки.
Данная схема управления элементами гидропривода обеспечивает автоматическое отключение привода колебательных движений опорной рамки при опорожнении содержимого контейнера и тем самым исключает «холостую» работу привода. Это уменьшает энергозатраты, увеличивает срок службы устройства, снижает напряженность и утомляемость работы оператора.
В случае попадания инородных предметов или твердых включений, зачастую встречающихся в массе минеральных удобрений, может произойти заклинивание опорной рамки, при этом сопротивление перемещению подвижной рамки 14 мгновенно возрастает и соответственно резко увеличивается величина давления рабочей жидкости в поршневой полости гидроцилиндра-датчика 23 и в камере управления гидроклапана 29. При определенной величине внешнего силового воздействия (назовем его критическим), задаваемого затяжкой пружины гидроклапана 29, последний открывается и сообщает поршневую полость гидроцилиндра-датчика 23 с гидроаккумулятором 27 и гидромеханизмами 38, 40 управления золотником гидрораспределителя 24. В результате давление рабочей жидкости в поршневой полости гидроцилиндра-датчика 23, в гидроаккумуляторе 27 и в гидромеханизмах управления 38 и 40 гидрораспределителя 24 становится одинаковым, золотник распределителя 24 под действием пружины перемещается и перекрывает отводы гидроцилиндра 22, отключая его, что предохраняет привод колебательных движений опорной рамки от поломки. При таком же критическом давлении замыкается контакт реле 34 давления и включаются звуковой 36 и световой 37 сигналы, информирующие оператора о возникновении опасной ситуации и о необходимости ее устранения.
Величина критического внешнего воздействия, при которой включается предохранительное устройство, легко регулируется оператором на его рабочем месте путем затяжки пружины гидроклапана 29 и контролируется показаниями манометра 33. Для удобства контроля манометр 33 имеет две шкалы, и одна из них проградуирована в единицах давления, а вторая - в единицах силы, действующей на опорную рамку 14 с ножом 15. Демпфирующие свойства предохранительного механизма регулируются заданием начального давления в гидроаккумуляторе 27 путем затяжки пружины гидроклапана 32. Дроссели 30 и 39 выполняют функции фильтров, задерживают высокочастотные составляющие колебаний давления рабочей жидкости и предохраняют гидроклапан 29 и гидрораспределитель 24 от случайных включений.
Регулируемые реактивные пружины 21 обеспечивают более равномерный цикл нагружения привода - гидроцилиндра двойного действия и возможность его применения с меньшим рабочим усилием, при этом амплитуда колебаний опорной рамки 14 определяется конструктивными параметрами привода, а частота - объемом подаваемой рабочей жидкости.
Просеивающая поверхность опорной рамки исключает возможность попадания обрывков тары и посторонних включений, слежавшихся комков и агломератов в выпускные дозирующие отверстия бункера-питателя. В процессе разбрасывания удобрений колебательные движения ножа обеспечивают наилучшие условия для полного опорожнения удобрений из мягкого контейнера и равномерной подачи их к разбрасывающим рабочим органам, что в конечном итоге ведет к повышению качественных показателей выполнения технологического процесса внесения минеральных удобрений разбрасывателем.
После выполнения технологической операции «поверхностное внесение удобрений» оператор переводит рукоятку гидрораспределителя в нейтральное положение, отключая тем самым подачу рабочей жидкости к механизму привода колебательных движений опорной рамки, и производит осмотр бункера, при необходимости - очистку и удаление посторонних включений с поверхности сит опорной рамки разбрасывателя.
Предложенное техническое решение может быть использовано в разбрасывателях удобрений различной грузоподъемности, рабочей ширины поверхностного внесения и производительности, при этом совмещаются процессы механизированной погрузки мягких контейнеров с минеральными удобрениями в бункер с подготовкой их к внесению (сепарация, разрушение слежавшихся комков и удаление посторонних включений), что повышает производительность и качество работы разбрасывателя.