УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ МЕТАТЕЛЯ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ УБОРОЧНОЙ МАШИНЕ
DEVICE FOR REGULATING POSITION OF THROWER IN AGRICULTURAL HARVESTER

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству для регулирования положения метателя в сельскохозяйственной уборочной машине, в особенности в полевом измельчителе в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.
Уровень техники
Тенденция постоянного повышения производительности полевых измельчителей со все более широкими навесными уборочными аппаратами определяет также повышенные требования к мощности метателей. Кроме того, на качество и надежность транспортирования убранной массы внутри уборочной машины оказывают влияние различные погодные условия, различные величины расхода потока и различные виды убираемых культур. Так например, при уборке травы во влажных условиях и с различными величинами расхода образуются комки, которые неблагоприятно воздействуют на поток транспортируемой массы и в экстремальном случае могут приводить к забиванию машины. Эти отрицательные условия влияют как на транспортирование внутри уборочной машины, так и на ее выброс при разгрузке.
В патентном документе ФРГ №1973722 описан метатель в виде вентилятора пневмотранспортера. В случае забивания должна быть обеспечена возможность быстрого опорожнения этого вентилятора пневмотранспортера. Для этого в непосредственной близости к нему во входном канале на рамной части установлен сменный износный лист. Оба рабочих органа выполнены съемными, чтобы обеспечивать доступ внутрь вентилятора для удаления забившейся массы. Кроме того, эти рабочие органы установлены с возможностью альтернативного изменения расстояния между ними с тем, чтобы зазор между ними и окружностью вращения транспортирующего ротора мог быть отрегулирован вручную.
Недостаток решения по патентному документу ФРГ №1973722 заключается в том, что обеспечивается возможность только ручного вмешательства, и затраты времени на него соответственно велики. В этих условиях невозможна спонтанная реакция на изменения потока убранной массы без немедленной и непроизводительной остановки процесса уборки. Кроме того, точная настройка требует различных регулировочных винтов, поскольку даже небольшие отклонения отдельного регулировочного винта вызывают появление неровностей на внутренней стороне корпуса ротора. Влажная убранная масса налипает на эти неровности и может приводить к интенсивному накоплению убранной массы и созданию помех для потока. В связи с этим требуется регулярный контроль данного участка. То же самое относится к плотности потока убранной массы. В целом решение по патентному документу ФРГ №1973722 не обеспечивает возможности реагировать на изменения потока убранной массы без прерывания процесса обработки поля. К тому же эта реакция может осуществляться только вручную, что приводит к значительным простоям и объемам монтажных работ. Если же отказаться от работ по настройке и очистке, это приведет к потерям убранной массы, поскольку ухудшенный поток убранной массы затрудняет формирование оптимальной струи выброса убранной массы в транспортное средство. При этом потери убранной массы могут составлять до 30% в зависимости от погодных и ветровых условий.
В патентном документе ФРГ №10231316 А1 описан метатель полевого измельчителя, положение которого регулируется с помощью механизма регулирования положения оси или регулировочного механизма. При этом регулировочный механизм, который установлен на установочной раме, жестко соединенной с корпусом машины, воздействует, по меньшей мере, с одной стороны на ось метателя. Для направления метателя последний содержит встроенные ползуны, которые могут скользить возвратно-постпупательно по параллельным направляющим поверхностям, расположенным на установочной раме. Перемещение метателя производится с помощью четырех направляющих осей, попарно встроенных в регулировочный механизм, при этом направляющие оси зафиксированы на одном конце на соответствующем ползуне, так что фиксация метателя осуществляется совместно с фиксацией регулировочного механизма.
Недостаток данного решения состоит в том, что в случае неисправности или демонтажа регулировочного механизма становится невозможной достаточная фиксация метателя, и процесс уборки не может быть продолжен до устранения неисправности.
Раскрытие изобретения
Задача настоящего изобретения заключается в устранении недостатков указанных решений уровня техники и обеспечении простым и экономичным образом возможности точной и автоматической настройки ширины зазора между окружностью вращения метателя и корпусом машины без перерывов в процессе уборки.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет отличительных признаков, изложенных в пункте 1 изобретения. Дальнейшие решения по развитию изобретения изложены в зависимых пунктах.
Предложено устройство для регулирования проходного зазора для убранной массы в метателе сельскохозяйственной уборочной машины, в особенности полевом измельчителе, содержащем, по меньшей мере, один навесной аппарат для приема убранной массы и, по меньшей мере, одно обрабатывающее устройство. Выдаваемая обрабатывающим устройством убранная масса, по меньшей мере, частично проходит через окруженный корпусом машины метатель, при этом метатель выполнен с возможностью перемещения относительно корпуса машины посредством регулировочного механизма. Согласно изобретению фиксация метателя на корпусе машины осуществляется отдельно, т.е.независимо, от регулировочного механизма.
За счет того, что фиксация метателя осуществляется отдельно от регулировочного механизма, надежно обеспечивается, с одной стороны, точное регулирование проходного зазора для убранной массы между окружностью вращения метателя и корпусом машины. С другой стороны, в случае отказа или повреждения регулировочного механизма фиксация метателя может оставаться действующей. Благодаря этому предотвращается прерывание процесса уборки.
В предпочтительном решении по развитию изобретения для фиксации метателя у его торцевых сторон предусмотрены ползуны, обращенные к земле нижние кромки которых прилегают к соединенным с корпусом машины направляющим поверхностям, причем ползуны зафиксированы с возможностью регулирования положения на корпусе машины с помощью, по меньшей мере, одного фиксирующего элемента. За счет этого простым конструктивным путем обеспечивается возможность регулирования положения метателя при одновременной фиксации метателя на корпусе машины с помощью, по меньшей мере, одного фиксирующего элемента, отдельно от регулировочного механизма, предназначенного для регулирования положения метателя.
Благодаря тому, что регулирование положения метателя осуществляется посредством регулировочного механизма, выполненного в виде передаточной системы, может достигаться очень точное регулирование проходного зазора для убранной массы. Это преимущество особенно усиливается отделением фиксации метателя от регулировочного механизма, так как воздействующие на метатель усилия не передаются на регулировочный механизм, что выгодным образом снижает износ регулировочного механизма.
Согласно предпочтительному примеру выполнения передаточная система образована по существу, по меньшей мере, двумя передаточными элементами, которые соединены одними концами с возможностью поворота с ползунами метателя, а другими концами находятся в кинематической связи с дополнительным передаточным элементом, установленным с возможностью поворота по криволинейной траектории, причем посредством этого дополнительного передаточного элемента может синхронно регулироваться положение, по меньшей мере, двух передаточных элементов. За счет этого конструктивно простым образом может достигаться подвижность метателя и регулирование его положения. При этом предпочтительно дополнительный передаточный элемент выполнен в виде сквозного вала и для достижения особенной жесткости установлен на корпусе машины с возможностью поворота с помощью, по меньшей мере, двух опорных элементов.
Предпочтительный пример осуществления заключается в том, что для дополнительного передаточного элемента предназначен, по меньшей мере, один телескопический исполнительный элемент, причем телескопический исполнительный элемент шарнирно соединен одним концом с рычагом, предусмотренным для дополнительного передаточного элемента, а другим концом шарнирно соединен с держателем, укрепленным на корпусе машины. Благодаря этому синхронное тонкое регулирование положения метателя в горизонтальном направлении может достигаться действием как можно меньшего числа передаточных элементов. Это настоятельно необходимо из-за высокого числа оборотов метателя и соответствующих создаваемых их усилий. Неравномерное изменение положения приводило бы к косому положению метателя в транспортирующем канале и, соответственно, к повреждениям и простоям уборочной машины. Для повышения точности регулирования положения предпочтительно осуществляется с помощью линейного электромотора или гидроцилиндра. Для того чтобы при этом регулирование не могло выходить за пределы установленной области регулирования, в дополнение к дополнительному передаточному элементу предусмотрено упорное устройство, снабженное двумя конечными упорами. За счет этого даже при сбоях в работе электромотора или гидроцилиндра не может быть превышена максимальная допустимая область регулирования и предотвращается возможность повреждения самого метателя или корпуса машины.
В следующем предпочтительном решении по развитию изобретения регулирование положения оси метателя осуществляется в горизонтальном направлении на основе положения перегрузочного устройства, расположенного за метателем. В том случае, когда убранная масса должна перегружаться на транспортное средство, дальше отстоящее от уборочной машины, от метателя требуется более высокая мощность выброса. Для этого производится сужение проходного зазора для убранной массы между окружностью вращения метателя и внутренней стенкой корпуса машины и за счет этого достигается разгон убранной массы.
Ввиду того, что грубая и/или агрессивная транспортируемая масса вызывает износ лопастей, которыми оснащен метатель, в предпочтительном примере развития изобретения регулирование положения оси метателя осуществляется в зависимости от состояния износа лопастей метателя. При этом предварительно выбранная ширина зазора между метателем и корпусом машины остается постоянной даже при длительной эксплуатации на уборке.
В простейшем случае в кабине водителя сельскохозяйственной уборочной машины имеется операторское устройство для управления регулировочным механизмом. Благодаря этому оператор может в любое время, например при изменении свойств убираемой массы, произвести ручное регулирование ширины проходного зазора между метателем и корпусом машины для достижения оптимальной мощности выброса.
Другие предпочтительные примеры осуществления защищены в дополнительных зависимых пунктах.
Краткий перечень чертежей
Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будут подробно описаны предпочтительные примеры осуществления изобретения. На чертежах:
фиг.1 изображает самоходный полевой измельчитель на виде сбоку,
фиг.2 изображает в увеличенном виде узел А машины по фиг.1, содержащий регулировочный механизм,
фиг.3 изображает метатель на виде сверху в разрезе.
Осуществление изобретения
На фиг.1 на виде сбоку с разрезом показана уборочная машина 2, выполненная в виде полевого измельчителя 1. Она базируется на раме 3, опирающейся на передние и задние колеса 4, 5. Управление полевым измельчителем 1 осуществляется оператором 6 из кабины 7 водителя. Из кабины 7 виден передний сменный навесной аппарат 8, который при работе принимает убираемую массу 9, срезает ее и подает к расположенным позади него приемным каткам 10 и каткам 11 предварительного прессования. Эти катки 10, 11 направляют убранную массу 9 к последующему оснащенному ножами 12 измельчительному барабану 13, который измельчает убранную массу 9 при взаимодействии с противорежущим ножом 14. Измельченная убранная масса 9 далее передается на устройство 15 дополнительного измельчения до ее захвата метателем 16. Задачей устройства 15 дополнительного измельчения является дробление кукурузных зерен при уборке кукурузы. Поэтому устройство 15 дополнительного измельчения может быть полностью демонтировано в тех случаях, когда не требуется дробления убранной массы 9, такой как трава. Измельченная убранная масса 9 ускоряется метателем 16 для того, чтобы обеспечить надежный выход массы из расположенного за метателем 16 перегрузочного устройства 17 в транспортное средство, которое здесь не показано.
Фиг.2 представляет в увеличенном виде узел А машины по фиг.1, содержащий по обозначенному стрелкой направлению движения потока убранной массы измельчительный барабан 13, устройство 15 дополнительного измельчения в виде дробильных вальцов 18 и метатель 16. Дробильные вальцы 18 передают измельченную убранную массу 9 на метатель 16, от которого она транспортируется по показанному на фиг.1 регулируемому по горизонтали и вертикали перегрузочному устройству 17 на транспортное средство (не показано), предназначенное для загрузки перегрузочным устройством 17. При этом измельченная убранная масса 9 проходит через проходной зазор 21 между метателем 16 и внутренней стенкой 19 корпуса 20 машины.
В соответствии с изобретением положение метателя 16 относительно внутренней стенки 19 корпуса 20 машины регулируется с помощью регулировочного механизма 23, который кинематически связан с метателем и выполнен в виде передаточной системы 22. При этом фиксация и установочное перемещение метателя 16 осуществляются раздельным образом. Преимущество решения состоит, с одной стороны, в возможности регулирования ширины проходного зазора 21 и, с другой стороны, в том, что в случае повреждения регулировочного механизма 23, в особенности в случае поломки отдельных исполнительных органов, как это будет описано дальше, сохраняется возможность продолжения процесса уборки.
В области конца оси метателя 16 расположен ползун 26, охватывающий ось 25 метателя 16, с опорным подшипником 24. Нижняя (обращенная к земле) кромка 27 ползуна 26 прилегает с возможностью перемещения к направляющей поверхности 28, расположенной снаружи на корпусе 20 машины (фиг.3). Фрикционная фиксация ползуна 26 на корпусе машины осуществляется с помощью соответствующих фиксирующих элементов 29. Таким образом, суммарные усилия, действующие на метатель 16, воспринимаются расположенными снаружи на корпусе 20 машины направляющими поверхностями 28 и фиксирующими элементами 29 совершенно отдельно от регулировочного механизма 23. Особенно пригодны в данном случае фиксирующие элементы 29, которые заложены в продольные прорези 33 и выполнены в виде снабженных пружинами 30 винтовых соединений 31. Предварительное напряжение пружин 30 может быть отрегулировано для достижения оптимальной фиксации ползуна 26.
Как это видно на фиг.3, ось 25 метателя 16, приводимого посредством ременного шкива 52, установлена в ползунах 26, расположенных на концах оси. При этом охватывающие ось 25 подшипники 24 встроены в ползуны 26. Нижние (обращенные к земле) кромки 27 ползунов 26 прилегают с возможностью перемещения к направляющим поверхностям 28, расположенным снаружи на корпусе 20 машины. Для регулирования положения метателя 16 в корпусе 20 машины служит регулировочный механизм 23, воздействующий, по меньшей мере, на одну концевую область оси 25. В особенно целесообразном примере выполнения регулировочный механизм 23, как это показано на фиг.3, воздействует на оба ползуна 26, предусмотренных для метателя 16. При регулировке производится равномерное изменение расстояния между метателем 16 и внутренней стенкой 10 корпуса 20 машины в пределах предназначенных для этого продольных прорезей 33 внутри корпуса 20 машины. Само установочное перемещение производится регулировочным механизмом 23, который расположен в основном снаружи на корпусе 20 машины и выполнен в виде передаточной системы 22.
Передаточная система 22 содержит два передаточных элемента 35, которые выполнены в виде соединительных тяг 34 и соединены с возможностью относительного поворота с ползунами 26 метателя 16. Своими другими концами соединительные тяги 34 кинематически соединены с передаточным элементом 38, который выполнен в виде неразрезного вала 37, установленного с возможностью поворота по дуге 36. При этом для обеспечения перемещения ползунов 26 соединительные тяги 34 шарнирно укреплены с эксцентриситетом на торцевых сторонах 39 вала 37. Этот выполненный в виде вала 37 передаточный элемент 38 установлен с возможностью поворота в опорах 53 на корпусе 20 машины. На валу 37 укреплен рычаг 40, конец которого связан с телескопическим исполнительным элементом 42, который соединен с возможностью поворота с держателем 41 на корпусе 20 машины. Предпочтительно исполнительный элемент 42 выполнен в виде гидроцилиндра 43 или линейного электромотора 44 для достижения прецизионного регулирования положения метателя 16 внутри корпуса 20 машины. В альтернативном варианте может быть предусмотрен еще один дополнительный исполнительный элемент 42 в виде гидроцилиндра 43 или линейного электромотора 44. При их использовании достигается бесступенчатое и/или ступенчатое регулирование проходного зазора 21 для убранной массы.
В данном примере выполнения регулирование положения ползунов 26, а следовательно, и метателя 16 производится путем поворота вала 37 по дуговой траектории 36 вдоль линии потока убранной массы с помощью телескопического исполнительного элемента 42. При этом за счет поворота вала 37 и кинематически связанных с ним соединительных тяг 34 синхронно изменяется расстояние от концов вала 37 до оси 25 метателя 16.
Для предотвращения повреждения метателя 16 или корпуса 20 машины вследствие непреднамеренного изменения положения метателя 16 на пределы допустимой области регулирования на передаточном элементе 38 в виде вала 37 укреплен дополнительный рычаг 54. Его конец связан с упорным предохранительным устройством 47, которое выполнено в виде исполнительного элемента 46 изменяемой длины и шарнирно соединен с корпусом 20 машины. Для предотвращения выхода за пределы установленной области регулирования упорное предохранительное устройство 47 содержит верхний конечный упор 48 и нижний конечный упор 49.
Как показано на фиг.2, внутри корпуса 20 машины, предназначенного для транспортирования измельченной убранной массы, расположены датчики 50. В данном примере выполнения датчики 50 находятся непосредственно за измельчительным барабаном 13, перед устройством 15 дополнительного измельчения и/или за метателем 16, чтобы сенсорным образом определять параметры измельченной убранной массы 9 от ее входа до выброса. Генерируемый датчиками 50 входной сигнал Х передается на устройство управления и обработки данных, которое само по себе известно и здесь не представлено. Это устройство управления и обработки данных находится во взаимодействии с телескопическим исполнительным элементом 42 регулировочного механизма 23, выполненного в виде передаточной системы 22. На основе генерируемого входного сигнала Х устройство управления и обработки данных вырабатывает выходной сигнал Y, вызывающий регулирование положения метателя в горизонтальном направлении относительно линии потока убранной массы. Факторами, которые определяют ширину проходного зазора 21 для убранной массы, являются в особенности плотность, скорость и влажность измельченной убранной массы 9, причем плотность и скоростью движения потока измельченной убранной массы воспринимаются датчиками 50 известным образом для определения расхода потока. При этом воспринимаемая влажность убранной массы служит корректирующим фактором. Если оценка данных показывает низкий расход потока, метатель 16 перемещается в горизонтальном направлении к линии потока и к внутренней стенке 19 корпуса 20 машины. Это определяет уменьшение ширины проходного зазора 21 для убранной массы, в результате чего измельченная убранная масса 9 ускоряется за счет более интенсивного воздействия метателя 16. В том случае, когда определен высокий расход потока, ширина проходного зазора 21 увеличивается с помощью регулировочного механизма 23, так что измельченная убранная масса 9 проходит равномерно через корпус 20 машины, не вызывая его забивания. Кроме того, регулирование положения оси 25 метателя 16 может производиться на основе положения, которое занимает в процессе уборки перегрузочное устройство 17, причем это перегрузочное устройство 17 известным образом может поворачиваться вокруг горизонтальной и вертикальной осей. При этом определение точного положения перегрузочного устройства 17 производится предназначенными для него лазерными датчиками (не показаны), а генерируемые ими входные сигналы передаются на устройство управления и обработки данных для оценки и выработки выходного сигнала. Если входные сигналы от лазерных датчиков означают, что требуется большая интенсивность выброса и соответственно высокое ускорение перегружаемой убранной массы 9, метатель 16 придвигается к внутренней стенке 19 корпуса 20 машины. Это вызывает усиленное воздействие метателя 16 на транспортируемую убранную массу 9 и ее более высокое ускорение или разгон. Если в отличие от этого воспринятые входные сигналы показывают, что требуется меньшая интенсивность выброса и соответственно более низкое ускорение перегружаемой убранной массы 9, метатель 16 отодвигается от внутренней стенки 19 корпуса 20 машины.
И наконец, регулирование положения метателя 16 может производиться в зависимости от состояния износа лопастей 51 метателя 16, так что оптимальная ширина проходного зазора для убранной массы, определенная для данного процесса уборки, остается постоянной, в особенности в случае длительной эксплуатации, несмотря на износ лопастей метателя. При этом определение состояния износа осуществляется датчиками (не показаны), которые воспринимают расстояние между внутренней стенкой и окружностью вращения метателя.
Хотя изобретение описано только на одном примере осуществления, для специалиста в данной области понятно, что при осуществлении изобретения возможны различные изменения и модификации, не выходящие за пределы объема защиты изобретения.