СИСТЕМА БЕЗМОТОРНЫХ МОБИЛЬНЫХ СРЕДСТВ ПООЧЕРЕДНОГО АГРЕГАТИРОВАНИЯ С ОДНОЙ СИЛОВОЙ УСТАНОВКОЙ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ УБОРКИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР И ДРУГИХ РАБОТ
SYSTEM OF MOTOR-FREE MOBILE APPLIANCES FOR ALTERNATE GANGING UP WITH ONE POWER PLANT FOR HARVESTING AGRICULTURAL CULTURES AND OTHER JOBS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области сельскохозяйственного (с.-х.) машиностроения, в частности к системам безмоторных мобильных средств с гибким поочередным их агрегатированием с одной силовой установкой для выполнения несопряженных по агротехническим срокам работ, связанных с возделыванием, уборкой с.-х. культур и их технологическим и сервисным сопровождением, преимущественно в условиях товаропроизводителей АПК с ограниченными материальными и трудовыми ресурсами.
Уровень техники
Известна система безмоторных мобильных средств поочередного агрегатирования с одной силовой установкой для выполнения уборки с.-х. культур и других работ в составе нескольких, по крайней мере двух, безмоторных мобильных уборочных средств бункерного и безбункерного типа, состоящих из ходового шасси, рамы с технологическими рабочими органами для уборки с.-х. культур и прицепного устройства, гидравлических приводов ходового шасси и технологических рабочих органов, кабины с управлением гидравлическими приводами и силовой установки в виде электромотора с насосной станцией для гидравлических проводов на раме каждого из безмоторных мобильных средств и электростанции в составе двигателя внутреннего сгорания с генератором электрического тока, смонтированной на шасси, агрегатируемом поочередно с одним из безмоторных мобильных средств с присоединением к его прицепному устройству и электромотору силового кабеля электростанции [патент №2369077 RU C1, МПК А01D 41/00, А01D 43/00. Система мобильных средств для уборки сельскохозяйственных культур / А.И. Дмитренко, Н.И. Агафонов, А.И. Бурьянов, С.А. Дмитренко (ГНУ «ВНИП-ТИМЭСХ»), №2008120453/12; заявл. 22.05.2007 // опубл. 10.10.2009. - Изобретения (заявки и патенты), 2009. - №28].
Система позволяет осуществлять уборку нескольких с.-х. культур, не сопряженных по агротехническим срокам созревания, кроме этого электростанция в периоды простоев указанных безмоторных мобильных средств может быть использована для освещения и привода оборудования на стационарном объекте.
Главный недостаток системы заключается в ее узкой ограниченности только в рамках уборочных процессов, что значительно снижает ее потенциальные возможности и эффективность применения в течение года.
Известна система безмоторных мобильных средств поочередного агрегатирования с одной силовой установкой для выполнения уборки с.-х. культур и других работ в составе нескольких, по крайней мере двух, безмоторных уборочных мобильных средств бункерного и безбункерного типа и одного транспортно-тягового безмоторного мобильного средства, состоящих из ходового шасси, рамы с технологическими рабочими органами для уборки с.-х. культур на безмоторных мобильных уборочных средствах бункерного и безбункерного типа и набора универсальных съемных кузовов с петлями для транспортировки грузов и механизма их замены и разгрузки посредством строп на транспортно-тяговом безмоторном мобильном средстве, навесных и прицепных устройств, гидравлических приводов ходового шасси и части технологических рабочих органов, кабины управления указанными приводами, силовой установкой в виде электромотора с насосной станцией для гидравлических приводов на раме каждого из уборочных и транспортно-тягового безмоторных мобильных средств и основной электростанции в составе двигателя внутреннего сгорания с генератором электрического тока, смонтированных на ее шасси, агрегатируемой поочередно с одним из уборочных или с транспортно-тяговым безмоторным мобильным средством с присоединением к их прицепным устройствам и к электромоторам силового кабеля электростанции, и набора почвообрабатывающих и посевных орудий-адаптеров, присоединяемых или навешиваемых на раму транспортно-тягового безмоторного мобильного средства, при этом агрегатирование последнего с электростанцией осуществляется путем ее установки и фиксации сверху на его раму совместно с ее шасси или без него с помощью указанного механизма замены и разгрузки съемных кузовов, кроме этого, электростанция в периоды простоев указанных безмоторных мобильных средств может быть использована для освещения и привода оборудования на стационарном объекте [патент №2461175 RU C1, МПК А01D 41/00, А01D 43/00. Система мобильных средств поочередного агрегатирования с одной силовой установкой для выполнения уборки сельскохозяйственных культур и других работ / А.И. Бурьянов, А.И. Дмитренко, В.И. Пахомов (ГНУ «СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии»), №2011106099/13; заявл. 17.02.2011 // опубл. 20.09.2012. - Изобретения (заявки и патенты), 2012. - №26].
По совокупности существенных признаков эта система наиболее близка к предлагаемому техническому решению и принята за наиболее близкий аналог.
Система позволяет осуществлять работы по возделыванию и уборке разных с.-х. культур, не сопряженных по агротехническим срокам созревания, а также на транспортировке грузов. Кроме этого, электростанция в периоды простоев всех уборочных и транспортно-тягового безмоторных мобильных средств может быть использована для освещения и привода оборудования стационарного объекта.
Главный недостаток системы состоит в ограниченности ее потенциальных возможностей, заключающихся в невозможности одновременной работы всех или одного уборочного и транспортно-тягового безмоторных мобильных средств, что существенно снижает эффективность применения всей системы в течение календарного года, особенно в условиях товаропроизводителей АПК с ограниченными материальными и трудовыми ресурсами.
Раскрытие изобретения
Предлагаемым изобретением решается технологическая и техническая задачи повышения эффективности работы системы за счет расширения сферы выполняемых ею работ в течение календарного года, например на выполнении погрузочных операций, технологических операций по распределению удобрений, раздаче кормов животным, опрыскиванию растений, культурно-бытовому обеспечению труда персонала и сервисному сопровождению техники в полевых условиях, а также путем обеспечения возможности совместной работы всех безмоторных уборочных мобильных средств или их совместной работы с транспортно-тяговым безмоторным мобильным средством.
Для получения указанного технологического и технического результатов в системе безмоторных мобильных средств поочередного агрегатирования с одной силовой установкой для выполнения уборки с.-х. культур и других работ в составе нескольких, по крайней мере двух, безмоторных уборочных мобильных средств бункерного и безбункерного типа и одного транспортно-тягового безмоторного мобильного средства, состоящих из ходового шасси, рамы с технологическими рабочими органами для уборки с.-х. культур на безмоторных мобильных уборочных средствах бункерного и безбункерного типа и набора универсальных съемных кузовов с петлями для транспортировки грузов и механизма их замены и разгрузки посредством строп на транспортно-тяговом безмоторном мобильном средстве, навесных и прицепных устройств, гидравлических приводов ходового шасси и части технологических рабочих органов, кабины управления указанными приводами, силовой установкой в виде электромотора с насосной станцией для гидравлических приводов на раме каждого из уборочных и транспортно-тягового безмоторных мобильных средств и основной электростанции в составе двигателя внутреннего сгорания с генератором электрического тока, смонтированных на ее шасси, агрегатируемой поочередно с одним из уборочных или с транспортно-тяговым безмоторным мобильным средством с присоединением к их прицепным устройствам и к электромоторам силового кабеля электростанции, и набора почвообрабатывающих и посевных орудий-адаптеров, присоединяемых или навешиваемых на раму транспортно-тягового безмоторного мобильного средства, при этом агрегатирование последнего с электростанцией осуществляется путем ее установки и фиксации сверху на его раму совместно с ее шасси или без него с помощью указанного механизма замены и разгрузки съемных кузовов, кроме этого, электростанция в периоды простоев указанных безмоторных мобильных средств может быть использована для освещения и привода оборудования на стационарном объекте, согласно изобретению привода части технологических рабочих органов уборочных безмоторных мобильных средств выполнены в виде электромоторов с их управлением из кабины мобильных средств при присоединении к силовому кабелю агрегатируемой с ним электростанции, а в состав системы включены резервная электростанция, агрегатируемая по мере необходимости с транспортно-тяговым безмоторным мобильным средством при одновременном выполнении транспортных работ от безбункерного или бункерного уборочных безмоторных мобильных средств и его работы с почвообрабатывающими и посевными орудиями, или агрегатируемая с одним из свободных уборочных безмоторных мобильных средств при их одновременной работе, а также съемный технологический адаптер в виде погрузочного модуля, выполненного в виде платформы с петлями и грейферного погрузчика со сменными грузозахватными органами и бульдозерной лопатой и устанавливаемого на транспортно-тяговом безмоторном мобильном средстве, и прицепные технологические адаптеры на шасси с рабочими органами для разбрасывания удобрений, опрыскивания растений и раздачи кормов, кроме этого, в состав набора съемных кузовов включены специализированные кузова с петлями: пакетируемые кузова с тентами для сбора и перевозки зерна с полей в хранилища, трансформируемый кузов-полевой стан для приема пищи и отдыха механизаторов, кузов-павильон для торговли с.-х. продукцией, кузов-склад для хранения с.-х. продукции, кузов-мастерская для сервисного сопровождения техники в полевых условиях, кузов-заправочная для обеспечения техники горюче-смазочными материалами, кузов-кормушка и кузов-поилка для обслуживания с.-х. животных в поле, кузова-расходные емкости для кормов, семян и удобрений с устройствами для их выгрузки, кузов для легковесных грузов.
Технологический и технический результаты изобретения достигаются путем расширения сферы выполняемых системой работ в течение календарного года за счет погрузочных операций, распределения удобрений, раздачи кормов животным, опрыскивания растений, а также культурно-бытового обеспечения труда персонала и сервисного сопровождении техники в полевых условиях и возможности совместной работы уборочных и транспортно-тягового безмоторных мобильных средств, что в конечном итоге повысит эффективность применения системы.
Краткое описание чертежей
Реализация системы в предлагаемом изобретении проиллюстрирована на примере использования безмоторных мобильных уборочных и транспортно-тягового средств на уборке с.-х. культур, выполнении почвообрабатывающих операций, погрузки и перевозки грузов, культурно-бытового обеспечения работы механизаторов, а также сервисного сопровождения технических средств в полевых условиях, преимущественно в условиях товаропроизводителей АПК с ограниченными материальными и трудовыми ресурсами:
на фиг.1 представлена общая схема концептуального построения функционирования системы безмоторных мобильных средств и их поочередного агрегатирования с одной силовой установкой;
на фиг.2 в табличной форме показано агрегатирование технических средств системы по периодам календарного года.
Осуществление изобретения
Система включает (фиг.1), по крайней мере, два уборочных безмоторных мобильных средства бункерного 1 и безбункерного 2 типа, одно транспортно-тяговое безмоторное мобильное средство 3, силовую установку с основной 4 и резервной 4а электростанциями, а также набор съемных кузовов и адаптеров. Безмоторные мобильные уборочные средства 1, 2 и транспортно-тяговое средство 3 состоят из ходовых шасси 5, рам 6 и кабин управления 7. На рамах 6 безмоторных мобильных уборочных средств 1 и 2 размещены технологические рабочие органы для уборки с.-х. культур, а на раме 6 транспортно-тягового средства 3 размещены рабочие органы в виде механизма 8 для замены и разгрузки съемных кузовов посредством строп 9. На рамах 6 безмоторных мобильных уборочных средств 1, 2 и транспортно-тягового средства 3 закреплены прицепные устройства 10, при этом на последнем установлены переднее 11 и заднее 11а навесные устройства.
Привода ходового шасси 5 безмоторных мобильных уборочных средств 1 и 2 и транспортно-тягового средства 3 и части их технологических рабочих органов выполнены гидравлическими, а части технологических рабочих органов - от электромоторов с управлением их работы из кабины управления 7.
Силовая установка выполнена в виде электромоторов 12 с насосными станциями 13 для гидравлических приводов части технологических рабочих органов на раме 6 каждого из безмоторных уборочных 1, 2 и транспортно-тягового 3 мобильных средств, а также основной 4 и резервной 4а электростанций. Последние выполнены в составе двигателей внутреннего сгорания с генераторами электрического тока, смонтированными быстроразъемно на шасси 14, и силовыми кабелями 15 для присоединения к прицепным устройствам 10 безмоторных мобильных средств 1, 2, 3 и их электромоторам 12.
В состав набора съемных кузовов входят: универсальные кузова 16 для транспортировки грузов и специализированные пакетируемые кузова 17 со складными тентами для накопления и перевозки зерна с полей в хранилища, трансформируемый кузов-полевой стан 18 для приема пищи и отдыха механизаторов, кузов-склад 19 для хранения с.-х. придукции, кузов-мастерская 20 для сервисного сопровождения техники в полевых условиях, кузов-заправочная 21 для обеспечения техники горюче-смазочными материалами, кузов-павильон 22 для торговли с.-х. продукцией, кузова-кормущки 23 и кузова-поилки 24 для обслуживания животных в поле, кузова-расходные емкости 25 для кормов, семян и удобрений с устройствами для их выгрузки, кузов 26 для легковесных грузов.
В состав набора съемных технологических адаптеров входят: почвообрабатывающее и посевное орудия 27, погрузочный модуль 28 в виде платформы с грейферным погрузчиком и грузозахватными органами, бульдозерная лопата 29 и адаптеры на прицепных шасси с рабочими органами для разбрасывания удобрений 30, опрыскивания растений 31 и раздачи кормов 32. Для взаимодействия со стропами 9 механизма 8 замены и разгрузки на погрузочном модуле 28, универсальных 16 и специализированных кузовах 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, шасси 14 и электростанциях 4 и 4а смонтированы петли 33. Вышеуказанные съемные кузова 16-26 и погрузочный модуль 28 снабжены фиксаторами для закрепления на раме 6 безмоторного траспортно-тягового средства 3. Основная 4 или резервная 4а электростанции посредством силового кабеля 15 могут присоединяться для освещения или привода оборудования стационарного объекта 34 (помещение для содержания животных, ток, склад и другие производственные объекты).
Система безмоторных мобильных средств поочередного агрегатирования с одной силовой установкой работает следующим образом.
В периоды простоев безмоторных мобильных средств 1-3 (смотри фиг.1-2) основная 4 и резервная 4а электростанции могут использоваться для обеспечения технологических нужд, например для освещения, или для привода оборудования стационарных объектов 34, для чего осуществляется присоединение их силовых кабелей 15 к указанному оборудованию.
Для выполнения необходимых по технологии работ, связанных с возделыванием с.-х. культур (обработкой и подготовкой почвы, посевом с.-х. культур, транспортированием грузов, уборкой урожая с.-х. культур и его перевозкой к хранилищам, кормлением и поением животных в полевых условиях, выполнением погрузочных работ, культурно-бытовым обслуживанием механизаторов, сервисным сопровождением техники в полевых условиях и других работ) осуществляется поочередное или попарное агрегатирование основной 4 или резервной 4а электростанций с одним из безмоторных уборочных мобильных средств 1 или 2, или в сочетании с работой транспортно-тягового безмоторного мобильного средства 3.
Для этого механизатор присоединяет шасси 14 электростанции 4 или 4а к прицепным устройствам 10 транспортно-тягового безмоторного мобильного средства 3 или уборочных безмоторных мобильных средств 1 или 2 и присоединяет силовые кабели 15 электростанций к их электромоторам 12 с насосными станциями 13. Затем механизатор запускает в работу электростанцию 4 или 4а, выработанный электрический ток которых осуществляет вращение электромоторов 12 и насосных станций 13. Из кабины управления 7 механизатор производит регулирование подачей гидравлической жидкости от насосных станций 13 к гидроприводам части технологических рабочих органов уборочных 1 или 2 и транспортно-тягового 3 безмоторных мобильных средств, а также осуществляет управление работой части технологических рабочих органов посредством электромоторов.
С помощью приводов технологических рабочих органов на уборочных безмоторных мобильных средствах 1 или 2 осуществляют управление и технологические процессы уборки соответствующих с.-х. культур. С помощью гидравлического привода осуществляют управление работой механизмом 8 замены и разгрузки съемных кузовов на транспортно-тяговом безмоторном мобильном средстве 3.
ечения работы в поле уборочного безмоторного мобильного средства 2 бункерного типа на уборке, например, зерновых колосовых культур, на раму 6 транспортно-тягового безмоторного мобильного средства 3 посредством механизма 8 и строп 9 устанавливают пакет специализированных кузовов 17, которые доставляют на поле и расстанавливают в местах предполагаемых разгрузок зерна из бункера безмоторного мобильного средства 1. Специализированные кузова 17 выполняют роль полевых накопительных емкостей и обеспечивают независимую работу уборочного 1 и транспортно-тягового 3 безмоторных мобильных средств.
Транспортно-тяговое безмоторное мобильное средство 3, окончив расстановку на поле специализированных кузовов 17, возвращается на усадьбу товаропроизводителя, где устанавливает на свою раму 6 один из набора съемных технологических адаптеров, например 27-32, или один из съемных кузовов 16-26, и осуществляет выполнение необходимых технологических процессов.
По окончании заполнения зерном последнего из пакета специализированных кузовов 17 транспортно-тяговое безмоторное мобильное средство 3 осуществляет установку поочередно на свою раму 6 посредством строп 9 специализированных кузовов 17 по одному, их доставку в хранилище на усадьбу товаропроизводителя с последующей выгрузкой зерна. Затем порожний специализированный кузов 17 доставляется обратно на поле и устанавливается в предполагаемом месте разгрузки зерна из бункера уборочного безмоторного мобильного средства 1. Аналогично осуществляется сбор зерна в остальные порожние специализированные кузова 17, ранее доставленные на поле в составе пакета, и его транспортирование в хранилище. По окончании уборки культуры уборочное безмоторное мобильное средство 1 и специализированные кузова 17 концентрируют и хранят на усадьбе товаропроизводителя.
Для обеспечения работы в поле уборочного безмоторного мобильного средства 2 безбункерного типа на уборке зеленых кормов и кормовых культур со сбором урожая в кузов рядом едущего транспортного средства, на раму 6 транспортно-тягового безмоторного мобильного средства 3 посредством его механизма 8 и строп 9 устанавливают универсальный кузов 16 или специализированный кузов 26 для легковесных грузов. Собранная в универсальном 16 или в специализированном 26 кузове кормовая культура доставляется на усадьбу товаропроизводителя и выгружается в места ее хранения посредством механизма 8 транспортно-тягового средства 3. Затем порожний кузов 16 или 26 возвращают обратно в поле под загрузку.
Выполнение почвообрабатывающих или посевных операций на заднее навесное устройство 11а транспортно-тягового безмоторного мобильного средства 3 навешивают почвообрабатывающее или посевное орудие 27. Перед этим, шасси 14 электростанции 4 или 4а отсоединяют от прицепного устройства 10 транспортно-тягового безмоторного мобильного средства 3 и, маневрируя последним, ориентируют его рядом слева от электростанции 4 или 4а. Далее механизатор переводит механизм 8 транспортно-тягового безмоторного мобильного средства 3 в крайнее нижнее положение, располагая его над электростанцией 4 или 4а. Стропы 9 механизма 8 закрепляют на петлях 33 шасси 14 или непосредственно на электростанции 4 (4а) и механизм 8 переводят в крайнее верхнее положение, поднимая шасси 14 с электростанцией 4 (4а) или без нее, размещая и устанавливая их на раму 6 транспортно-тягового безмоторного мобильного средства 3 с последующей фиксацией на последней. После этого, механизатор выполняет маневр транспортно-тягового безмоторного мобильного средства 3 на площадке к почвообрабатывающему или посевному орудию 27 и навешивает (или присоединяет) его на навесное 11а (или к прицепному 10) устройство. Далее агрегат осуществляет выполнение необходимой технологической операции и после ее завершения производит разъединение агрегата из транспортно-тягового безмоторного мобильного средства 3 и съемного адаптера в обратной последовательности.
Для выполнения необходимых погрузочных, планировочных и бульдозерных работ на территории севооборота и усадьбы товаропроизводителя осуществляется посредством погрузочного модуля 28 или бульдозерной лопаты 29, устанавливаемого на раму 6 или навешиваемой на переднее навесное устройство 11 транспортно-тягового безмоторного мобильного средства 3.
В ходе проведения полевых работ при возделывании с.-х. культур и содержании поголовья животных на пастбищах с целью обеспечения оперативности осуществления технологических процессов и операций, особенно на удаленных полях севооборота, могут применяться доставляемые на поля транспортно-тяговым безмоторным мобильным средством 3 специализированные трансформируемые кузова-адаптеры: кузов-полевой стан 18 для приема пищи и отдыха механизаторов, кузов-склад 19 для хранения с.-х. продукции, кузов-мастерская 20 для сервисного сопровождения техники в полевых условиях, кузов-заправочная 21 для обеспечения техники горюче-смазочными материалами и кузов-павильон 22 для торговли с.-х. продукцией.
Агрегатирование транспортно-тягового безмоторного мобильного средства 3 с технологическими адаптерами на базе прицепных шасси с рабочими органами, например, для разбрасывания удобрений 30, или для опрыскивания посевов растений 31 или для раздачи кормов 32 производится путем их поочередного присоединения к его прицепному устройству 10.
Основная 4 или резервная 4а электростанции могут быть использованы в течение года для освещения или для привода оборудования на стационарном объекте 34.
Предлагаемые новации в системе безмоторных мобильных средств позволят существенно расширить сферу выполняемых ею работ в течение календарного года за счет осуществления погрузочных и бульдозерных операций, распределения удобрений, раздачи кормов и поения животных, опрыскивания растений, а также культурно-бытового обеспечения труда персонала и сервисного сопровождения техники в полевых условиях, что в конечном итоге повысит эффективность применения системы и является особо актуальным для условий товаропроизводителей АПК с ограниченными материальными и трудовыми ресурсами.