ОЧЕСЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УБОРКИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР
STRIPPING DEVICE FOR HARVESTING GRAIN CROPS

Область техники, к которой относится изобретение
Группа изобретений относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к устройствам для уборки зерновых культур методом очеса хлебостоя на корню
Уровень техники
Известно очесывающее устройство в составе навесной на зерноуборочный комбайн копирующей платформы с опорными башмаками, консольного шнека, очесывающего барабана с механизмом гидравлического привода и бесступенчатым изменением частоты его вращения, кожуха с механизмом изменения угла его «атаки», датчиков измерения величины высоты хлебостоя, частоты вращения очесывающего барабана, установленных на копирующей платформе и блоком управления механизмами очесывающего устройства, установленного в кабине зерноуборочного комбайна [Патент на полезную модель РФ №108906, МПК А01Д 41/08. Очесывающее устройство. Опубл. 10.10.2011.].
Данное техническое решение направленно на повышение уровня автоматизации настройки параметров и режимов работы рабочих органов очесывающего устройства в технологическом процессе уборки зерновых культур очесом.
Главный недостаток технического решения заключается в ограниченности его применения для условий уборки хлебостоя с изменяющимися характеристиками растений по урожайности, высоте, полеглости и др., в силу инерционности системы: очесывающий барабан - гидравлический привод - гидросистема - блок управления. В следствие этого будет наблюдаться неадекватность управляющих воздействий (изменения величины параметров рабочих органов - частоты вращения очесывающего барабана) реальным условиям - характеристикам хлебостоя.
Кроме этого, в техническом решении не предусмотрена настройка параметров рабочих органов очесывающего устройства по одному из главных критериев - наличию потерь продуктов очеса, в том числе между очесывающим барабаном и ложем его шнека.
Ряд выполненных НИР [Кленин Н.И. Параметры устройства для очеса растений на корню / Н.И. Кленин // Технические средства для интенсивных технологий с.-х. производства: Сб. науч.тр. / МИИСП. Москва. - 1992. - С.3-9.; Бурьянов А.И., Бурьянов М.А. Моделирование процесса очеса зерновых культур однобарабанной жаткой / А.И. Бурьянов, М.А. Бурьянов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2012. - №4. - С.2-5.] особо подчеркивают актуальность осуществления таких мероприятий по «минимизации» потерь продуктов очеса при функционирование рабочих органов очесывающих устройств.
Известно очесывающее устройство для уборки зерновых культур из навесной на зерноуборочный комбайн копирующей платформы с рабочими органами в составе ее опорных элементов на поверхность поля, очесывающего барабана с приводом и изменяемой частотой его вращения в виде ременного контура на закрепленных на копирующей платформе вращающихся ведущего и ведомого шкивов из неподвижных и подвижных в осевом направлении дисков и устройств осевого перемещения последних относительно первых, шнека с приводом вращения, ложе указанного шнека, поворотного обтекателя с механизмом управления, установленных на копирующей платформе датчиков и ее рабочих органов: частоты вращения очесывающего барабана, высоты растений убираемого хлебостоя, высоты расположения очесывающего барабана над поверхностью поля, угла «атаки» поворотного обтекателя и других параметров, блока регистрации и управления указанными величинами параметров рабочих органов, размещенного в кабине зерноуборочного комбайна и связанного с датчиками, измерительными устройствами и механизмами управления рабочих органов копирующей платформы посредством электропроводов, гидравлических линий и дистанционного управления, а также автоматизированной системы контроля и управления параметров механизмов зерноуборочного комбайна [Russian Shelbourne. Очесывающая жатка CVS: Проспект (фирма «Shelbourne Reynolds Engineering Ltd // Stanton England. - www.russianshelbourne.ru.].
По технической сущности и совокупности существенных признаков указанное очесывающее устройство наиболее близко с предлагаемым техническим решением и принято за наиболее близкий аналог.
Очесывающее устройство в агрегате с зерноуборочным комбайном позволяет осуществлять уборку зерновых культур с высокой адаптацией рабочих органов очесывающего устройства к изменяющимся характеристикам растений убираемого хлебостоя путем оперативного изменения величин параметров посредством блока регистрации и управления из кабины зерноуборочного комбайна, в том числе: частоты вращения очесывающего барабана, высоты расположения копирующей платформы над поверхностью поля и угла «атаки» поворотного обтекателя.
Главными недостатками очесывающего устройства являются:
- в конструкции очесывающего устройства отсутствуют датчики и регистраторы потерь продуктов очеса на этапах технологического процесса работы рабочих органов, в частности между очесывающим барабаном и ложе шнека. Алгоритм управления рабочими органами очесывающего устройства и изменения величин их параметров и режимов функционирования не учитывает критерия по уровню потерь продуктов очеса;
- сложность конструкции устройства осевого перемещения подвижных дисков ведущего и ведомого шкивов ременного контура привода очесывающего барабана, а также невысокая его ремонтопригодность в случаях выхода из строя.
Все это в целом снижает эксплуатационные характеристики и возможности очесывающего устройства.
Раскрытие изобретения
Предлагаемым решением решается задача повышения эксплуатационных характеристик и возможностей очесывающего устройства путем регистрации наличия потерь продуктов очеса между очесывающим барабаном и ложем шнека и оперативного изменения величин параметров функционирования рабочих органов (например, частоты вращения очесывающего барабана и др.), а также за счет упрощения и повышения ремонтопригодности конструкции устройств осевого перемещения подвижных дисков на шкивах ременного контура привода очесывающего барабана.
Для достижения технического результата в очесывающем устройстве для уборки зерновых культур из навесной на зерноуборочный комбайн копирующей платформы с рабочими органами в составе ее опорных элементов на поверхность поля, очесывающего барабана с приводом и изменяемой частотой его вращения в виде ременного контура на закрепленных на копирующей платформе вращающихся ведущего и ведомого шкивов из неподвижных и подвижных в осевом направление дисков и устройств осевого перемещения последних относительно первых, шнека с приводом вращения, ложе указанного шнека, поворотного обтекателя с механизмом управления, установленных на копирующей платформе датчиков и измерительных устройств величин параметров и режимов функционирования ее рабочих органов: частоты вращения очесывающего барабана, высоты растений убираемого хлебостоя, высоты расположения очесывающего барабана над поверхностью поля, угла «атаки» поворотного обтекателя и других параметров, блока регистрации и управления указанными величинами параметров рабочих органов, размещенного в кабине зерноуборочного комбайна и связанного с датчиками, измерительными устройствами и механизмами управления рабочих органов копирующей платформы посредством электропроводов, гидравлических линий и дистанционного управления, а также автоматизированной системы контроля и управления параметрами механизмов зерноуборочного комбайна, согласно изобретению ложе шнека со стороны очесывающего барабана дополнительно снабжено датчиком потерь продуктов очеса между ложем и очесывающим барабаном после их схода с последнего и звуковым сигнализатором потерь в кабине зерноуборочного комбайна, при этом опорные элементы копирующей платформы оборудованы механизмом их управления, кроме этого устройство осевого перемещения подвижного диска относительно неподвижного диска на ведомом шкиве ременного контура выполнено в виде связи между указанными дисками посредством пружины сжатия, а устройство осевого перемещения подвижного диска относительно неподвижного диска на ведущем шкиве ременного контура выполнено в виде гидроцилиндра одностороннего действия, сопряженного своим корпусом с неподвижным диском и штоком с подвижным диском и с размещением между указанными дисками пружины сжатия, или выполнено в виде гидроцилиндра двухстороннего действия, шарнирно закрепленного корпусом на копирующей платформе и соединенного штоком с одним концом двуплечего рычага, шарнирно установленного средней частью на опоре копирующей платформы, при этом второй его конец снабжен вилкой, кинематически сопряженной посредством выжимного подшипника с указанным подвижным диском.
Технический результат изобретения достигается путем повышения эксплуатационных характеристик и возможностей очесывающего устройства за счет оперативного изменения величин параметров работы очесывающего барабана (частоты его вращения) с учетом минимальных потерь продуктов очеса между очесывающим барабаном и ложем шнека, а также упрощения и улучшения ремонтопригодности конструкции устройств осевого перемещения подвижных дисков на шкивах ременного контура привода очесывающего барабана.
Краткое описание чертежей
Предлагаемое изобретение поясняется следующими чертежами:
на фиг.1 показана схема очесывающего устройства в рабочем положении, по вариантам выполнения устройства осевого перемещения подвижных дисков на шкивах ременного контура в виде гидроцилиндров одностороннего (а) и двухстороннего (б) действия, вид с боку слева;
на фиг.2 показаны виды А-А фиг.1(а) и Б-Б фиг.1(б);
на фиг.3 показана схема навешивания очесывающего устройства на зерноуборочный комбайн, вид в плане.
Осуществление изобретения
Очесывающее устройство включает навесную копирующую платформу 1 с рабочими органами. В состав последних входят: опорные элементы 2 на поверхность поля в виде катков или лыж, очесывающий барабан 3, шнек 4 с ложем 5 и поворотный обтекатель 6 (фиг.1-3). Опорные элементы 2 и поворотный обтекатель 6 оборудованы механизмами их управления 7 и 8. Шнек 4 имеет привод вращения виде цепного контура 9 от ведущей звездочки 10 основного редуктора 11 к ведомой звездочке 12 шнека 4. Очесывающий барабан 3 имеет привод с изменяемой частотой его вращения, который выполнен в виде ременного 13 контура. Ременный контур 13 соединяет, закрепленные на валу 14 основного редуктора 11 и на валу 15 очесывающего барабана 3, вращающиеся ведущий 16 и ведомый 17 шкивы. Ведущий шкив 16 состоит из неподвижного на валу 14 в осевом направлении диска 18 и подвижного относительно последнего диска 19. Ведомый шкив 17 состоит из сопряженных между собой неподвижного диска 20 в осевом направлении на валу 15 и подвижного в осевом направлении на диске 20 диска 21. Ременный контур 13 имеет устройство осевого перемещения подвижных дисков 19 и 21 на ведущем 16 и ведомом 17 шкивах для изменения частоты вращения очесывающего барабана 3.
Устройство осевого перемещения подвижного диска 21 на ведомом шкиве 17 ременного контура 13 выполнено в виде связи подвижного диска 21 с неподвижным диском 20 посредством пружины 22 сжатия. Такое устройство осевого перемещения подвижного диска 19 на ведущем шкиве 16 ременного контура 13 выполнено по двум вариантам конструктивного исполнения с приводом от гидроцилиндра одностороннего (1-й вариант) и двухстороннего (2-й вариант) действия.
В 1-м варианте устройство (фиг.1а, 2а) состоит из гидроцилиндра 23 одностороннего действия, который своим корпусом 24 посредством шпилек 25 закреплен на неподвижном диске 18. Шток 26 гидроцилиндра 23 сопряжен с подвижным диском 19. Между подвижным 19 и неподвижным 18 дисками размещена пружина 27 сжатия. Подвод гидравлической жидкости в полость гидроцилиндра 23 осуществляться через вращающийся штуцер 28.
Во 2-м варианте устройство (фиг.1б, 2б) выполнено из гидроцилиндра 29 двухстороннего действия, который корпусом посредством кронштейна 30 закреплен на платформе 1. Шток гидроцилиндра 29 соединен шарнирно с одним концом двуплечего рычага 31, который средней частью упирается на опору 32 копирующей платформы 1. Второй конец двуплечего рычага 31 снабжен вилкой 33, которая кинематически сопряжена посредством выжимного подшипника 34 с подвижным диском 19 ведущего шкива 16. На копирующей платформе 1 установлены датчики и измерительный устройства величин параметров и режимов функционирования рабочих органов очесывающего устройства (фиг.3): 35 - частоты вращения очесывающего барабана 3, 36 - высоты растений убираемого хлебостоя и расположения очесывающего барабана 3 над поверхностью поля, угла «атаки» поворотного обтекателя 6 относительно горизонта (не показано на фигурах) и других параметров.
В кабине зерноуборочного комбайна 37, агрегатируемого с навесной копирующей платформой 1, установлен блок 38 регистрации и управления указанными величинами параметров рабочих органов. Блок 38 связан с датчиками 35, 36, измерительными устройствами и механизмами управления 7, 8, 23, 29 рабочих органов копирующей платформы 1 посредством электропроводов, гидравлических линий (не показано) и дистанционного управления. На ложе 5 шнека 4 со стороны очесывающего барабана 3 установлен датчик 39 регистрации потерь продуктов очеса (зерно, солома и колосовая часть) между ложем 5 и очесывающим барабаном 3 после их схода с последнего. В кабине зерноуборочного комбайна 37 установлен звуковой сигнализатор 40 наличия потерь продуктов очеса. В кабине зерноуборочного комбайна 37 так же установлена автоматизированная система контроля и управления параметрами его механизмов (АСКУПМ) 41, в том числе скорости движения по полю уборочного агрегата и влажности зерна или продуктов очеса в бункере (не показано на фигурах).
Очесывающее устройство работает следующим образом. Перед заездом уборочного агрегата в загонку механизатор осуществляет предварительную настройку параметров рабочих органов очесывающего устройства. Определяет (сканирует) величину высоты убираемого хлебостоя (пшеница, ячмень) посредством датчика 36 на поворотном обтекателе 6 копирующей платформы 1 и посредством механизмов 7 и 8 устанавливает высоту расположения копирующей платформы 1 над поверхностью поля и рациональный угол «атаки» поворотного обтекателя 6. Затем механизатор включает в работу основной привод копирующей платформы 1, который посредством основного редуктора 11 предает вращение на шнек 4 посредством цепного контура 9 и через ременный контур 13 осуществляет вращение очесывающего барабана 3.
Перемещением штока гидроцилиндра 23 или 29 (фиг.1-2) механизатор осуществляет осевое перемещение подвижного диска 19 ведущего шкива 16 и устанавливает в зависимости от вида убираемой культуры хлебостоя и ее влажности рациональную частоту вращения очесывающего барабана 3. Далее механизатор включает в работу датчик 39 (фиг.3) потерь продуктов очеса и звуковой анализатор 40 их наличия. После этого механизатор осуществляет уборку массива хлебостоя с выходом уборочного агрегата на рациональный скоростной режим движения.
При поступление сигнала звукового сигнализатора 40 о наличии потерь продуктов очеса между очесывающим барабаном 3 и ложем 5 шнека 4, или повышенных значений его влажности (на дисплее АСКУПМ 41) в бункере зерноуборочного комбайна 37, механизатор принимает решение по изменению частоты вращения очесывающего барабана 3 копирующей платформы 1 или изменению скорости поступательного движения уборочного агрегата по полю.
Изменение (снижение или увеличение) величины скорости движения копирующей платформы 1 механизатор осуществляет нажатием соответствующей кнопки на панели АСКУПМ 41 с регистрацией величины скорости на дисплее.
Изменение величины высоты расположения копирующей платформы 1 над поверхностью поля и убираемым хлебостоем механизатор осуществляет посредством механизма управления 7 опорных элементов 2 (фиг.1), а изменение величины угла «атаки» поворотного обтекателя 6 к горизонтали с помощью механизма управления 8. Управление механизмами 7 и 8 осуществляют посредством блока 38 регистрации и управления параметрами рабочих органов.
Для изменения частоты вращения очесывающего барабана 3 копирующей платформы 1 механизатор посредством блока 38 направляет подачу потока гидравлической жидкости в полости гидроцилиндра 23 одностороннего действия (в первом варианте исполнения устройства осевого перемещения подвижного диска 19 ведущего шкива 16 ременного контура 13) или в полости гидроцилиндра 29 двухстороннего действия (во втором варианте исполнения устройства).
Для увеличения частоты вращения очесывающего барабана 3 в первом варианте исполнения устройства механизатор направляет поток гидравлической жидкости в полость гидроцилиндра 23. Подвижный диск 19 под действием давления гидравлической жидкости перемещается по неподвижному диску 18 ведущего шкива 16 с приближением дисков 19 и 18 между собой. Ременный контур 13 при этом увеличивает радиус своего сопряжения с ведущим шкивом 16. Одновременно с этим ременный контур 13 под действе усилия своего натяжения, изменяет радиус своего сопряжения с дисками 21 и 20 ведомого шкива 17 за счет преодоления усилия пружины сжатия 22 и раздвижения между собой дисков 21 и 20. Это обеспечивает изменение передаточного отношения между ведущим 16 и ведомым 17 шкивами и в результате чего - увеличение частоты вращения очесывающего барабана 3.
Для уменьшения частоты вращения очесывающего барабана 3 в первом варианте исполнения устройства механизатор осуществляет соединение полости гидроцилиндра 23 со сливом гидравлической жидкости в гидросистему зерноуборочного комбайна 37. При этом подвижный диск 19 посредством пружины сжатия 26 перемещается относительно неподвижного диска 18 ведущего шкива 16 с разведением дисков 19 и 18 между собой.
Одновременно с этим, ременный контур 13, под действием усилия своего натяжения, уменьшает радиус своего сопряжения с дисками 19 и 18 ведущего шкива 16. В этот момент, ременный контур 13, сопряженный с ведомым шкивом 17, за счет ослабления усилия своего натяжения и под действием усилия от пружины сжатия 22 и приближения между собой подвижного 21 и неподвижного 20 дисков увеличивает радиус своего сопряжения с ведомым шкивом 17. Это обеспечивает изменение передаточного отношения между ведущим 16 и ведомым 17 шкивами и в результате чего уменьшается частота вращения очесывающего барабана 3.
Для увеличения частоты вращения очесывающего барабана 3 во втором варианте исполнения устройства механизатор направляет поток гидравлической жидкости в подштоковую полость гидроцилиндра 9. Шток гидроцилиндра 29 выдвигается и поворачивает двуплечий рычаг 31 на шарнирной опоре 32 копирующей платформы 1 против часовой стрелки. Двуплечевой рычаг 31 посредством вилки 33 и выжимного подшипника 34 перемещает подвижный диск 19 к неподвижному диску 18 ведущего шкива 16. Ременный контур 13 при этом увеличивает радиус своего сопряжения с ведущим шкивом 16. Одновременно с этим, ременный контур 13 под действием усилия своего натяжения, уменьшает радиус своего сопряжения с дисками 21 и 20 ведомого шкива 17 за счет преодоления усилия пружины сжатия 22 и раздвижения между собой дисков 21 и 20. Это обеспечивает изменение передаточного отношения между ведущим 16 и ведомым 17 шкивами и в результате чего - увеличение частоты вращения очесывающего барабана 3.
Для уменьшения частоты вращения очесывающего барабана 3 во втором варианте исполнения устройства механизатор направляет поток гидравлической жидкости в надштоковую полость гидроцилиндра 29. Шток гидроцилиндра 29 втягивается и поворачивает двуплечий рычаг 31 на шарнирной опоре 32 копирующей платформы 1 по часовой стрелке. Двуплечий рычаг 31 посредством вилки 33 и выжимного подшипника 34 перемещают подвижный диск 19 от неподвижного диска 18 ведущего шкива 16. Ременный контур 13 при этом уменьшает радиус своего сопряжения с ведущим шкивом 16. Одновременно с этим, ременный контур 13 при ослаблении усилия своего натяжения увеличивает радиус своего сопряжения с дисками 21 и 20 ведомого шкива 17 за счет действия усилия от пружины сжатия 22 и сужения зазора между дисками 21 и 20. Это обеспечивает изменение передаточного отношения между ведущим 16 и ведомым 17 шкивами и уменьшение частоты вращения очесывающего барабана 3.
В ходе уборки массива хлебостоя зерновых культур механизатор периодически осуществляет включение в работу и выключение датчика 39 потерь продуктов очеса между очесывающим барабаном 3 и ложем 5 шнека 4, а также неоднократное изменение параметров и режимов работы отдельных рабочих органов копирующей платформы 1.
В целом предлагаемым изобретением решается техническая задача повышения эксплуатационных характеристик и возможностей очесывающего устройства путем оперативной настройки параметров и режимов работы его рабочих органов.