СИСТЕМА ТРАНСПОРТЕРОВ МНОГОРЯДНОЙ СВЕКЛОУБОРОЧНОЙ МАШИНЫ И ГИДРОПРИВОД ИХ ПОДЪЕМА-ОПУСКАНИЯ
SYSTEM OF CONVEYORS OF MULTILANE BEET HARVESTER AND LIFTING AND LOWERING HYDRAULIC DRIVE

Изобретение относится к свеклоуборочной машине, в частности к 12-рядной ботвоуборочной машине.
Известны системы транспортеров многорядных свеклоуборочных машин и гидросистемы подъема-опускания их в транспортную-рабочую позицию, например SU 473490 [1], SU 671774 [2], SU 803889 [3], SU 1049005 [4], RU 2399540 [5], а также ботвоуборочной машины БМ-6 по книге «Машины для свекловодства» [6] с.120…127, рис.58…63, и др.
Недостатки их в том, что железнодорожный габарит по ширине используют почти полностью 6-рядной БМ-6. Поэтому 12-рядная [4] свеклоуборочная машина выполнена так, что ее длина меньше транспортного габарита по ширине. Однако из-за длинного наклонного погрузочного транспортера ботвы, расположенного консольно сбоку машины (см. ксерокопии 4-х фото опытного образца, УкрНИИСХОМ, г.Харьков [7]) даже перед коротким переездом от машинного парка к свекловичной плантации по дороге общего назначения, перецепляют трактор к боковине рамы машины и перестраивают ходовую часть машины с затратой довольно тяжелого ручного труда по развороту ходовых колес вокруг вертикальных стоек для движения вдоль ее ширины. В то же время 12-рядные свекловичные навесные сеялки и культиваторы с такой же шириной рабочего захвата (5,4 м) на короткие расстояния транспортируют по дорогам общего назначения, как правило, фронтально и частично над обочиной дороги.
Известно также расположение погрузочного наклонного транспортера над поперечным [2], чем почти весь погрузочный транспортер размещают в габаритах ширины захвата машины.
Главный недостаток - приемные наклонные транспортеры, при этом слишком длинные, так как подают ботву на верхнюю ветвь поперечного транспортера. Этим увеличивают длину машины за пределы транспортного габарита по ширине, что нежелательно.
1. Известна система транспортеров ботвы многорядной свеклоуборочой машины, содержащая активные дисковые ножи с соосными битерами ботвы, подбирающий наклонный транспортер, поперечный транспортер с шипами на несущей поверхности и наклонный погрузочный транспортер, причем наклонный погрузочный транспортер расположен над транспортирующей ботву ветвью поперечного транспортера, например, по SU 671774 [2], принятая за прототип системы транспортеров ботвы многорядной свеклоуборочной машины.
Недостаток такой системы в повышенной сложности, так как кроме транспортеров необходимы битер, приводной вал с пальцами и защитным кожухом с пазами для пальцев. Их валы подвержены наматыванию сорняков, особенно у корпусов подшипников, чем снижают технологическую надежность. При этом поперечный транспортер несет ботву на своей верхней ветви. Поэтому для его загрузки необходимы наклонные приемные транспортеры соответственно увеличенной длины. Этим увеличивают длину машины в целом, что для 12-рядной машины крайне нежелательно.
2. Известен гидропривод подъема-опускания системы транспортеров многорядной свеклоуборочной машины в транспортную-рабочую позицию, содержащий раму на колесах с поворотными вертикальными стойками, соединенными шарнирно с рамой звеньями параллелограммных подвесок и гидроцилиндрами подъема-опускания, причем напорные полости этих гидроцилиндров сообщены маслопроводами с управляющими каналами гидрораспределителя трактора, например гидропривод подъема-опускания рамы по RU 2399540 [5], который, на наш взгляд, допустимо принять за прототип гидросистемы подъема-опускания транспортеров многорядной свеклоуборочной машины.
Недостаток его в том, что гидроприводу по RU 2399540 необходима периодическая юстировка позиции гидроцилиндров и в нем не предусмотрена возможность точного регулирования положения рамы над почвой в нижней ее рабочей позиции, что для системы транспортеров свеклоуборочной машины необходимо.
Технический результат - система транспортеров многорядной свеклоуборочной машины такая, что длина машины в целом не превышает транспортный габарит по ширине, и имеется возможность транспортировать 12-рядную свеклоуборочную машину вдоль ее ширины по дорогам общего назначения, в том числе по грунтовым с неровной поверхностью, и также автоматическая остановка хода штока гидроцилиндров в заданной позиции машины по высоте.
1. Сущность изобретения - система транспортеров ботвы многорядной свеклоуборочой машины, содержащая активные дисковые ножи с соосными битерами ботвы, подбирающий наклонный транспортер, поперечный транспортер с шипами на несущей поверхности и наклонный погрузочный транспортер, причем наклонный погрузочный транспортер расположен над транспортирующей ботву ветвью поперечного транспортера, при этом по изобретению подбирающий наклонный транспортер установлен с возможностью направлять ботву на нижнюю ветвь поперечного транспортера, на которой шипы расположены консолями в сторону его верхней ветви, а наклонный погрузочный транспортер расположен между верхней и нижней ветвями поперечного транспортера под углом к направлению хода свеклоуборочной машины и состоит из двух бесконечных цепей, связанных поперечинами с расположенными между ними дугообразными вилами, чья длина меньше расстояния между соседними поперечинами и имеющими жесткие зубья в перпендикулярных к поперечинам плоскостях, при этом нижняя ветвь поперечного транспортера имеет возможность переходить в верхнюю ветвь вокруг траектории движения консольных концов вил наклонного погрузочного транспортера в нижней его части.
2. Сущность изобретения и в том, что гидропривод подъема-опускания системы транспортеров многорядной свеклоуборочной машины в транспортную-рабочую позицию, содержащий раму на колесах с поворотными вертикальными стойками, соединенными шарнирно с рамой звеньями параллелограммных подвесок и гидроцилиндрами подъема-опускания, причем напорные полости этих гидроцилиндров сообщены маслопроводами с управляющими каналами гидрораспределителя трактора, при этом по изобретению один из управляющих каналов гидрораспределителя трактора сообщен с напорными полостями гидроцилиндров подъема-опускания рамы через обратный клапан и через сообщенный с ним параллельно редукционный клапан так, что надклапанная полость обратного клапана сообщена с полостями этих гидроцилиндров и с подклапанной полостью редукционного клапана, чья надклапанная полость сообщена с подклапанной полостью обратного клапана, при этом полости гидроцилиндров подъема-опускания рамы сообщены с другим управляющим каналом гидрораспределителя через регулируемый клапан, выходной канал которого сообщен также со сливом в масляный бак, причем в рабочей позиции свеклоуборочной машины передние гидроцилиндры подъема - опускания рамы имеют устройство регулирования величины захода штока в гидроцилиндр.
Благодаря существенным признакам п.п.1 и 2 система транспортеров и гидропривода их подъема-опускания 12-рядной свеклоуборочной машины такая, что длина машины в целом не превышает транспортный габарит по ширине, и имеется возможность транспортировать 12-рядную свеклоуборочную машину вдоль ее ширины по дорогам общего назначения, в том числе по грунтовым с неровной поверхностью, и автоматически останавливать подъем-опускание машины в заданной позиции над поверхностью почвы.
Устроена система транспортеров многорядной свеклоуборочной машины и гидропривода их подъема-опускания в транспортную рабочую позицию (далее - машина), например, следующим образом.
На фиг.1 изображена схема 12-рядной машины для уборки ботвы сахарной свеклы, вид в плане. Погрузочный транспортер, установленный под углом к направлению хода машины, условно прозрачный.
На фиг.2 схематично изображены поперечный и наклонный погрузочный транспортеры ботвы 12-рядной свеклоуборочной машины в проекции на фронтально-вертикальную плоскость, вид сзади машины.
На фиг.3 изображены рама, самоустанавливающиеся колеса, звенья их подвески и гидроцилиндры.
На фиг.4 изображена схема соединения гидроцилиндров подъема-опускания с гидросистемой трактора.
Условные обозначения на фиг.1, 2, 3 и 4:
1 - рама 12-рядной свеклоуборочной машины (далее - рама),
2 - нож с соосным битером ботвореза типа гребенчатый копир - активный дисковый нож (далее - нож),
3 - подбирающий наклонный транспортер ботвы (далее - подборщик-транспортер),
4 - поперечный транспортер ботвы (далее - транспортер),
5 - шипы транспортера 4 (далее - шипы),
6 - наклонный погрузочный транспортер ботвы (далее - элеватор),
7 - дугообразные вилы элеватора 6 (далее - вилы),
8 - жесткий дугообразный зуб вил 7 (далее - зуб),
9 - самоустанавливающееся колесо флюгерного типа с шиной 500×150 мм, максимальная допустимая нагрузка - 18 кН при давлении в шине 0,25 МПа [8] с.149, табл.6.17, (далее - колесо),
10 - поворотная вертикальная стойка с вилкообразным кронштейном для оси колеса 9 и с фиксатором выключения поворота вертикальной стойки для выключения возможности самоустановки колеса 9 (далее - стойка),
11 - звено параллелограммной подвески колеса 9 (далее - кривошип),
12 - передний гидроцилиндр подъема-опускания (далее - цилиндр),
13 - задний гидроцилиндр подъема-опускания (далее - цилиндр),
14 - передвижной выключатель регулятора величины захода штока в цилиндр 12 (далее - выключатель),
15 - маслопровод,
16 - секция штатного тракторного гидрораспределителя (далее - распределитель),
17 - обратный клапан (далее - клапан),
18 - редукционный клапан (далее - клапан),
19 - регулируемый клапан (далее - клапан),
20 - кронштейн с консольным пальцем для шарнирного соединения с нижней тягой навесного устройства трактора в рабочей позиции свеклоуборочной машины (далее - палец),
21 - прицепная транспортная сница, соединенная с боковой фермой рамы 1 шарнирно (далее - сница),
22 - корнеплод сахарной свеклы после обрезки его верхушки с ботвой (далее - корнеплод),
23 - сахарная свекла с необрезанной ботвой на неубранной стороне свекловичной плантации.
На нижнем брусе фронтальной фермы рамы 1 установлены двенадцать с соосными битерами ножей 2 ботворезов типа гребенчатый копир - активный дисковый нож. За ними фронтально расположены три подборщика-транспортера 3, причем каждый из них состоит из двух втулочно-роликовых цепей 38,1 мм [9] с.10, соединенных поперечинами, имеющими зацепы ботвы. Верхняя часть этих транспортеров расположена в непосредственной близости и выше нижней ветви транспортера 4, расположенной поперек машины на всю ее ширину. Этот транспортер состоит также из двух втулочно-роликовых цепей 38,1 мм, соединенных поперечинами с короткими (20…30 мм) шипами 5 для лучшего сцепления с транспортируемой ботвой. Над нижней ветвью транспортера 4 и ниже его верхней ветви установлен элеватор 6, имеющий две втулочно-роликовые цепи 38,1 мм, соединенные поперечинами с дугообразными вилами 7. Поперечины с вилами расположены с шагом 304,8 мм, а их зубья 8 несколько короче его, чтобы не зацепить соседнюю поперечину. Зубья этих вил жесткие, расположены с зазором 25…30 мм между соседними зубьями, их концы заострены. Верхние звездочки элеватора расположены на высоте 3,6 м и имеют всего по десять зубьев (их делительный диаметр 123,27 мм). Поэтому окружная скорость концов вил при движении вокруг этих звездочек больше линейной скорости ветвей элеватора в 4,3 раза, чем обеспечивают забрасывание вороха ботвы в кузов идущего рядом технологического транспортного средства с надставными бортами. Чтобы с ветвями транспортера 4 элеватор 6 не пересекался, он установлен под углом к направлению хода машины. Нижнюю часть элеватора 6 цепи транспортера 4 имеют возможность огибать вокруг траектории концов зубьев 8 вил 7 по передней и задней дугообразным направляющим полосам, прокатывая по ним ролики цепей. В другом варианте задняя цепь транспортера 4 охватывает установленную на подшипниках звездочку, диаметр впадин которой равен удвоенному радиусу дуги передней направляющей полосы.
Горизонтальная ось каждого колеса 9 закреплена в вилкообразном кронштейне стойки 10, установленной с возможностью неограниченного проворачивания вокруг своей вертикальной оси в трубчатом корпусе, соединенным шарнирно с рамой машины посредством кривошипов 11 и цилиндров 12 для фронтальных колес 9 (цилиндров 12 для задних колес 9). Цилиндры параллелограммных подвесок колес 9 оснащены устройством регулирования захода штока в цилиндр передвижением вдоль него выключателя 14, как в гидроцилиндре навесного устройства - фактора МТЗ-80 [10] с.156, рис.69, позиция 3. Напорные (поршневые) полости цилиндров 12, 13 сообщены маслопроводами 15 между собой гидравлически параллельно, а с одним из управляющих каналов распределителя 16 через клапаны 17 и 18 так, что надклапанная полость клапана 17 сообщена с подклапанной полостью клапана 18. Эти же полости цилиндров 12, 13 сообщены маслопроводами 15 также с другим управляющим каналом распределителя 16 через регулируемый клапан 19, причем его выходной канал сообщен маслопроводом 15 также и со сливом в масляный бак гидросистемы трактора в обход распределителя 16. На фронтальной ферме рамы 1 расположены пальцы 20 для соединения машины с нижними тягами навесного устройства трактора. На правой боковой ферме рамы 1 шарнирно установлена сница 21 для транспортировки машины вдоль ее ширины трактором по дорогам общего назначения.
Работа. Пусть 12-рядная ботвоуборочная машина пальцами 20 присоединена к нижним тягам навесного устройства трактора с передними и задними управляемыми колесами типа ЛТЗ-155 [11] с.16, оснащенного устройством для автоматического вождения по междурядьям сахарной свеклы по SU 1685283 [12]. (Это устройство, установленное на ЛТЗ-155, успешно испытано институтом испытания сельхозмашин, п.г.т. Дослидне Киевской обл. в 1989…1991 г.г.) маслопроводы 15 соединены с соответствующими выводами гидросистемы трактора, а карданный вал приема мощности машины соединен с валом отбора мощности трактора. При этом машина находится на плантации сахарной свеклы в позиции с расположенными в междурядьях колесами 9 и повернутыми для движения ножами 2 вперед, выключатели 14 опущены вниз полностью, штоки полностью зашли в цилиндры 12, 13. Для начала подъема рамы 1 машины из такой позиции требуется наименьшее давление в поршневой полости цилиндров 12, 13. Для удержания максимально поднятой рамы (при полностью выдвинутых штоках) требуется наибольшее давление в поршневой полости цилиндров 12, 13. Промежуточным давлениям соответствуют промежуточные позиции рамы по высоте над опорной поверхностью колес. Поэтому клапан 19 регулируют так, что открывают его при давлении несколько меньше необходимого для максимально поднятой рамы 1. Для подъема рамы 1 в транспортную позицию распределитель 16 переводят в позицию «подъем», чем подают давление масла в маслопроводы 15. Подъем рамы 1 остановится несколько ниже максимально возможного автоматически. После этого распределитель 16 переводят в позицию «нейтральная». Поэтому после подъема рамы 1, например, на развороте в конце рабочего гона колесами 9 копируют неровности почвы за счет перетекания масла между цилиндрами 12, 13. Параметры цилиндров 12, 13, координаты их установки и характеристика пружины клапана 18 такие, что под действием веса машины при включении рукояткой распределителя 16 позиции «опускание» раму 1 опустят так, что штоки цилиндров 12 зайдут в цилиндры на весь ход, а штоки цилиндров 13 зайдут в цилиндры 13 не на весь свой ход и остановятся автоматически. Поэтому передвижением выключателя 14 вдоль штока и фиксации его позиции барашкой устанавливают необходимую высоту фронтальной фермы рамы 1, транспортеров 3 и ножей 2 в рабочей позиции над поверхностью почвы в рядках сахарной свеклы. Для этого после заезда колесами 9 в междурядья сахарной свеклы устанавливают выключатели 14 вначале ориентировочно и опускают машину. Затем ее поднимают, корректируют позицию выключателей 14 так, чтобы ножи 2 касались поверхности почвы в рядке, но цепи транспортеров 3 все же были выше верхушек обрезанных корнеплодов, и снова опускают машину. Настройку повторяют до получения желаемого результата, после чего включают вал отбора мощности трактора и рабочую скорость (5…9 км/ч). При этом движением машинно-тракторного агрегата вдоль рядков сахарной свеклы управляют автоматически устройством автовождения [12] так, что колеса трактора и машины ведут по междурядьям, а ножи 2 по рядкам с достаточной точностью. Гребенчатые копиры наезжают на верхушки корней и поднимают ножи 2 на необходимую высоту обрезки ботвы с верхушкой корнеплода. Срезанную ботву битерами ножей 2 забрасывают на подборщик-транспортер 3, который подает ее на транспортер 4. Этот транспортер подает ботву к нижней части элеватора 6, который захватывает ее вилами 7, поднимает на высоту погрузки и забрасывает вилами 7 в кузов идущего рядом транспортного средства.
По окончании работы трактор перецепляют к снице 21 нижними тягами его навесного устройства, маслопроводы 15 снова соединяют с гидросистемой трактора. Распределитель 16 переводят в позицию «подъем» и трактором протягивают машину несколько метров до самоустановки колес 9 по ходу движения. Затем устанавливают фиксаторы стоек 10, чем задние (в этой позиции) колеса 9 от самоустановки выключают, и транспортируют машину в парк.
Итак, благодаря существенным признакам по п.п.1 и 2 система транспортеров многорядной свеклоуборочной машины такая, что длина машины в целом не превышает транспортный габарит по ширине, и имеется возможность транспортировать 12-рядную свеклоуборочную машину вдоль ее ширины по дорогам общего назначения, в том числе по грунтовым с неровной поверхностью. Масса такой машины по аналогии с известным опытным образцом [7] ориентировочно 2,5 т, производительность вдвое больше, чем у 6-рядной БМ-6 [6]. Такая 12-рядная машина позволяет экономически эффективно получать ботву сахарной свеклы в качестве ценного корма для животноводства в свежем виде, а также силосовать ее. При этом 5 кг ботвы сахарной свеклы содержат столько же кормовых единиц сколько их в 1 кг зерна овса, а с 1 га сахарной свеклы при урожае ботвы 125 ц/га получают столько же кормовых единиц, как с 1 га овса при урожае зерна овса 25 ц/га [13] с.5, абзацы 4 и 5.
Источники информации
1. SU 473490 A01D 23/02. Ботвоуборочная машина. Описание изобретения. Опубликовано: 06.10-75, 2 с. Бюл. №22, 14.06.75.
2. SU 671774 A01D 27/04. Ботвотранспортирующее устройство для свеклоуборочных машин. Описание изобретения. Опубликовано: 08.07.79, 2 с. Бюл. №25, 05.07.79.
3. SU 803889 A01D 33/00. Транспортер к корнеплодоуборочным машинам. Описание изобретения. Опубликовано: 25.02.81, 2 с. Бюл. №6, 15.02.81.
4. SU 1049005 A01D 25/00. Прицепная свеклоуборочная машина. Описание изобретения. 3 с. Бюл. №39, 23.10.83.
5. RU 2399540 C1 B62D 55/04 (2006.01) Транспортное средство. Описание. 8 с. Опубликовано: 20.09.2009 Бюл. №26.
6. Машины для свекловодства. Под ред. А.Г.Цымбала и Ю.И.Ковтуна. М.: Машиностроение, 1976, 368 с.
7. Опытный образец 12-рядной ботвоуборочной машины БМ-12, разработанной в УкрНИИСХОМе, г.Харьков, 80-е г.г. Ксерокопия четырех фотографий: машина в работе и в позиции для транспортировки по дорогам, 1 с., приложена.
8. Александров В.Г., Базанов Б.И. Справочник по авиационным материалам и технологии их применения. - М.: Транспорт, 1979. - 263 с.
9. Готовцев А.А., Котёнок И.П. Проектирование цепных передач: Справочник. - М.: Машиностроение, 1982. - 336 с.
10. Тракторы МТЗ-80 и МТЗ-82. Под общей ред. И.П.Ксеневича. - М.: Колос, 1983. - 255 с.
11. Сельхозтехника - 90. Экспонаты СССР. Внешторгиздат, 1990, 212 с.
12. SU 1685283 A01B 69/04. Устройство для автоматического управления самоходным сельскохозяйственным агрегатом. Описание изобретения. 2 с. Опубликовано: 23.10.91. Бюл. №39.
13. Використання гички цукровiх бурякiв у годiвлi тварин. Т.В.Горб, В.Я.Максаков. Держсiльгоспвидав УССР. Киiв - 1963, 90 с.