СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ПОРШНЕВОЙ ПРЕСС
AGRICULTURAL PISTON PRESS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к сельскохозяйственному поршневому прессу, с помощью которого подобранную с поля убранную массу формируют в кипы.
Уровень техники
Такой поршневой пресс известен, например, из патентного документа EP 1769674 B1.
Этот обычный поршневой пресс содержит прессовальную камеру, в которой приводится в колебательное движение поршень, чтобы уплотнять в тюк поданную в прессовальную камеру убранную массу. Убранная масса поступает в прессовальную камеру от подборщика, который подбирает ее с поля, через подающий канал, в котором передвигается подгребатель или так называемый упаковщик. Упаковщик совершает движения двух видов. При ходе первого вида, - ходе сбора, - он заходит в подающий канал вблизи его входа и движется только через его переднюю часть, чтобы отодвинуть от входа подающего канала вновь поступившую в него убранную массу и произвести ее предварительное уплотнение, а также освободить место на входе для следующей убранной массы. При ходе второго вида, - ходе загрузки, - упаковщик движется от входа подающего канала до его выхода и подает собранную в нем и предварительно уплотненную убранную массу из подающего канала в прессовальную камеру.
При движениях обоих видов усилие сопротивления убранной массы движению упаковщика в подающем канале постепенно возрастает в ходе его движения от нижней поворотной точки его траектории у входа подающего канала до верхней поворотной точки выхода упаковщика из подающего канала. Когда убранная масса содержит посторонние включения или при заклинивании убранной массы в подающем канале это усилие сопротивления может стать таким большим, что входящая в состав приводной трансмиссии предохранительная муфта должна сработать, чтобы предотвратить повреждение упаковщика. Когда это происходит, убранная масса оттесняет упаковщик в направлении к его нижней поворотной точке. При этом движении упаковщика части предохранительной муфты со стороны упаковщика и со стороны мотора вращаются в противоположных направлениях. Поэтому разница в числе оборотов двух частей предохранительной муфты очень велика. Эта большая разница чисел оборотов препятствует быстрому обратному включению предохранительной муфты, когда сопротивление убранной массы становится ниже предельной величины. Вместо этого предохранительная муфта включается только тогда, когда упаковщик полностью останавливается, а давление уплотнения в убранной массе в основном снимается. В результате после последующего включения предохранительной муфты упаковщик либо не встречает никакого сопротивления убранной массы, либо оно очень низко, так что упаковщик ускоряется и вновь резко останавливается, когда сопротивление вновь превышает пороговую величину. Соответственно, высок риск того, что при многократных резких ударах упаковщика в уплотненную убранную массу могут происходить повреждения упаковщика или его приводной трансмиссии.
Кроме того, по всевозможным другим причинам в приводной трансмиссии упаковщика могут происходить перегрузки, приводящие к размыканию предохранительной муфты. При этом также возможны повреждения упаковщика или его приводной трансмиссии.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является снижение риска повреждения упаковщика или других компонентов пресса в таких ситуациях.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет того, что в сельскохозяйственном поршневом прессе, содержащем прессовальную камеру, в которой установлен с возможностью колебательного движения прессовальный поршень, и подающий канал, в котором установлен с возможностью движения упаковщик для предварительного уплотнения убранной массы и ее дальнейшей подачи в прессовальную камеру, причем в приводной трансмиссии упаковщика предусмотрена предохранительная муфта, чтобы при перегрузке (избыточной нагрузке) прерывать передачу усилия в приводной трансмиссии, в приводной трансмиссии упаковщика предусмотрено дополнительное соединительное или сцепное устройство, далее называемое стопорным устройством, которое препятствует движению упаковщика, по меньшей мере, при частичном размыкании предохранительной муфты.
В случае перегрузки стопорное устройство путем блокировки упаковщика, с одной стороны, препятствует тому, чтобы упаковщик после размыкания предохранительной муфты резко ускорялся в своем обратном движении под действием сопротивления убранной массы, и тем самым ограничивает возможную разницу между числами оборотов предохранительной муфты со стороны привода и со стороны мотора. При этом обеспечивается возможность быстрого обратного замыкания предохранительной муфты. С другой стороны, блокировка упаковщика препятствует полному снятию напряжения в убранной массе в подающем канале, так что при последующем замыкании предохранительной муфты упаковщик сразу же подвергается воздействию сопротивления. Благодаря этому в промежутке между обратным замыканием и возможным новым размыканием предохранительной муфты упаковщик не может развить высокую скорость, что снижает риск повреждения.
В принципе дополнительное стопорное устройство, которое препятствует движению упаковщика в обратном направлении относительно его движения под действием привода, может быть выполнено по типу механизма свободного хода. Однако, поскольку постоянный свободный ход блокировал бы обратные движения упаковщика, которые необходимы при запуске поршневого пресса или при работах по техническому обслуживанию, предпочтительно, чтобы стопорное устройство было функционально связано с предохранительной муфтой, чтобы блокировать движение упаковщика только тогда, когда предохранительная муфта разомкнута, по меньшей мере, частично. Поэтому особенно выгодным образом стопорное устройство выполнено в виде переключаемого механизма свободного хода. При этом при перегрузке может блокироваться обратное движение упаковщика, однако возможно также движение вперед при замкнутом стопорном устройстве. Это устраняет необходимость в том, чтобы после последующего замыкания предохранительной муфты производить размыкание стопорного устройства перед возобновлением рабочего процесса прессования.
Дополнительное стопорное устройство может содержать жестко связанный с приводным валом упаковщика зубчатый диск и собачку, выполненную с возможностью захода с зацеплением между зубьями зубчатого диска. Число зубьев зубчатого диска и передаточное отношение между приводным валом и упаковщиком определяет число позиций блокировки, которое может быть организовано между нижней и верхней позициями поворота упаковщика.
Дополнительное стопорное устройство может быть кинематически связано с предохранительной муфтой посредством исполнительного органа. Предпочтительно он может содержать, по меньшей мере, один цилиндр и действующую противоположно цилиндру пружину, причем в цилиндр может подаваться давление, чтобы удерживать стопорное устройство в не блокирующем упаковщик состоянии, а пружина расположена таким образом, чтобы при отсутствии давления в цилиндре переводить стопорное устройство в замкнутое состояние. Такая конструкция исполнительного органа позволяет производить быстрое замыкание дополнительного стопорного устройства действием усилия пружины, в то время как требуемая подача среды под давлением к цилиндру для размыкания дополнительного стопорного устройства может занимать значительно более длительное время без негативных последствий.
Стопорное устройство должно быть выполнено таким образом, чтобы блокировать упаковщик не непосредственно в его позиции, занимаемой при прерывании передачи усилия через предохранительную муфту, а между этой позицией и позицией остановки под действием сопротивления убранной массы. В результате в сжатой упаковщиком убранной массе может лишь частично понизиться напряжение, и усилие сопротивления, которое она оказывает на упаковщик в его позиции блокировки, с одной стороны, не равно нулю, и с другой стороны, ниже предельной величины, что обеспечивает возможность нового замыкания предохранительной муфты.
В том случае, когда усилие сопротивления превышает предельную величину и предохранительная муфта размыкается, желательно, чтобы после снижения сопротивления до величины ниже предельной предохранительная муфта вновь замыкалась как можно быстрее. Для этого целесообразно, чтобы стопорное устройство на пути между нижней и верхней позицией поворота упаковщика определяло несколько дискретных позиций, в которых упаковщик может быть заблокирован, так что он может блокироваться по достижении первой из этих позиций.
Альтернативно выполнению в виде механизма свободного хода стопорное устройство может быть выполнено в виде тормоза.
Краткий перечень чертежей
Другие особенности и преимущества изобретения будут ясны из последующего описания примеров выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи. На чертежах:
фиг.1 изображает на виде сбоку поршневой пресс по изобретению,
фиг.2 изображает в перспективе стопорное устройство поршневого пресса.
Осуществление изобретения
Схематично показанный на фиг.1 на виде сбоку поршневой пресс 1 выполнен в виде прицепа для сцепки с не показанным тягачом. Он содержит подбирающее устройство 5, называемое также подборщиком и предназначенное для подбора с поля убираемой массы 6 с земли. Собранная подборщиком 5 и измельченная измельчительным устройством 10 убранная масса подается на вход 11 подающего канала 7, выход 16 которого сообщается с прессовальной камерой 2. Прессовальный поршень 3, совершающий в прессовальной камере 2 возвратно-поступательное движение, уплотняет подаваемую убранную массу, при этом находящаяся в нижней по ходу убранной массы части прессовальной камеры 2 уплотненная убранная масса и готовые тюки убранной массы служат в качестве противоопоры для уплотнения.
Подающий канал 7 проходит по дуге между входом 11 и выходом 16 и ограничен обращенной внутрь подающего канала 7 поверхностью вогнутого днища 8 и обращенной внутрь подающего канала 7 поверхностью выпуклой крыши 9. В крыше 9 выполнено множество продольных прорезей, через которые в подающий канал 7 могут заходить грабельные зубья 13, укрепленные на рычаге 15 упаковщика. Ось 39 рычага 15 упаковщика с помощью кривошипа 40 упаковщика приводится в движение по круговой траектории вокруг приводного вала 41. Приводной вал 41 кинематически соединен с помощью цилиндрического зубчатого передаточного механизма 42 с главным передаточным механизмом 4, который в свою очередь через карданный вал 22, передаточный механизм 21 между непараллельными валами и другой карданный вал 20 подсоединен к тягачу и снабжается от него приводной энергией.
Подборщик 5 и измельчительное устройство 10 приводятся с помощью карданного вала 14, выходящего из главного передаточного механизма 4.
Главный передаточный механизм 4 содержит предохранительную муфту известной конструкции, к приводной стороне которой подсоединены карданный вал 14 и цилиндрический зубчатый передаточный механизм 42, и которая предназначена для размыкания, когда крутящий момент между ее ведущей и приводной сторонами достигает предварительно заданной предельной величины.
Рычаг 15 упаковщика соединен с помощью соединительной тяги 37 с управляющим рычагом 36, который расположен над прессовальной камерой 2. В зависимости от того, какое положение принимает управляющий рычаг 36, вращение кривошипа 40 упаковщика вызывает либо движение сбора, при котором вершины грабельных зубьев движутся по существу по эллиптической траектории, обозначенной на фиг.1 позицией 47, либо движение загрузки, при котором вершины движутся по серповидной траектории 49. Траектории 47, 49 имеют общую нижнюю поворотную точку 50, в которой грабельные зубья 13 входят в подающий канал 7. Верхняя поворотная точка в случае движения по траектории 49 лежит на высоте выхода 16 и обозначена позицией 51. Верхняя поворотная точка 52 траектории 47 лежит в центральной области подающего канала.
При определяемых траекторией 47 ходах сбора убранная масса забирается от входа 11 и подается и предварительно уплотняется в задней области подающего канала 7 между поворотной точкой 52 и подпружиненной поворотной заслонкой 23 и подающем канале 7. При этом может происходить превышение предельного крутящего момента предохранительной муфты, особенно при попадании посторонних тел в убранную массу. При ходе загрузки превышения предельного крутящего момента возможны, когда заслонка 23 блокируется вместо того, чтобы открывать проход в прессовальную камеру 2, или когда недостаточно сжатый материал в прессовальной камере 2 блокирует выход 16. В каждом случае предохранительная муфта открывается и одновременно подает сигнал своего открытого состояния на расположенную на приводном валу 41 сцепную муфту, которая будет подробно описана со ссылкой на фиг.2.
На фиг.2 показаны в перспективе часть цилиндрического зубчатого передаточного механизма 42 с приводным валом 41 и установленным на нем кривошипом 40 упаковщика. На свободном конце кривошипа 40 упаковщика видна цапфа 53, предназначенная для установки рычага 15 упаковщика. При этом рычаг 15 снят, чтобы нагляднее показать взаимодействующее с приводным валом 41 стопорное устройство.
Стопорное устройство содержит жестко укрепленный на приводном валу 41 зубчатый диск 54, поворотную вокруг оси 55 собачку 56 и исполнительный орган 57 для управления положением собачки 56. Исполнительный орган 57 одержит гидроцилиндр 58 и расположенные с двух сторон от гидроцилиндра 58 винтовые пружины 59, 60. Под действием гидравлического масла, подаваемого под высоким давлением в гидроцилиндр 58 через подсоединение 61, плунжер 62 цилиндра 58 выдвинут и передает давление на скобу 63, которая растягивает пружины 59, воздействующие на скобу 63 с двух сторон от цилиндра 58. Пружина 60 удерживает плечо собачки 56 прижатым к скобе 63.
Предохранительная муфта механическим или электрическим путем управляет гидростатическим давлением в подсоединении 61. Как только предохранительная муфта открывается, это давление сбрасывается, плунжер 62 втягивается в цилиндр 58 под действием пружин 59, и собачка 56 следует за этим движением под действием пружины 60. При этом второе плечо собачки 56 придвигается к зубчатому диску 54, до тех пор, пока ее конец 64 не западет в промежуточное пространство 65 между двумя зубьями зубчатого диска 54. Грабельные зубья 13 отходят назад под действием давления убранной массы в подающем канале 7, вызывая вращение кривошипа 40 упаковщика против часовой стрелки. Это приводит к тому, что конец 64 собачки упирается в крутую боковую поверхность 66 промежуточного пространства 66, и движение грабельных зубьев 13 блокируется.
В показанном на фиг.2 примере выполнения зубчатый диск 54 имеет восемь зубьев, а один оборот кривошипа 40 упаковщика по часовой стрелке (на виде по фиг.2) вызывает привод хода сбора или хода загрузки грабельных зубьев 13. Таким образом, на обеих траекториях 47, 49 имеется в целом восемь возможных позиций, в которых может блокироваться зубчатый диск 54. При этом половина из них приходится на путь грабельных зубьев 13 от нижней поворотной точки 50 к верхней поворотной точке 52 или 51, то есть на ту часть траектории 47 или 49, на которой возможно препятствие движению грабельных зубьев 13 со стороны убранной массы в подающем канале 7. Следовательно, тот путь, который грабельные зубья 13 могут пройти назад в направлении к нижней поворотной точке 50 при открытии предохранительной муфты до того, как сработает стопорное устройство, составляет максимум четверть пути между поворотными точками. После того, как упаковщик на своем обычном пути от нижней поворотной точки 50 к верхней поворотной точке 51 или 52 прошел первую из этих позиций блокировки, а дальше предохранительная муфта открывается под действием слишком высокого сопротивления, и он под действием сопротивления отходит назад, он блокируется на последней пройденной позиции блокировки, но не может отойти назад до нижней поворотной точки 50. Вследствие этого проходит лишь короткое время до того, как прекращается обратное вращение приводного вала 41, и предохранительная муфта может вновь закрыться.
Для управления гидроцилиндром 58 движение размыкания или замыкания предохранительной муфты может непосредственно приводить ходовой клапан, который соединяет подсоединение 61 цилиндра 58 в баком высокого давления при замкнутой предохранительной муфте и со сливным баком при разомкнутой предохранительной муфте. Однако для преодоления пространственного удаления между предохранительной муфтой и цилиндром 58 на предохранительной муфте может быть установлен электрический выключатель, управляемый ее движением размыкания или замыкания, а на подсоединении 61 - магнитный клапан, управляемый этим выключателем.
Согласно другому, не показанному примеру выполнения стопорное устройство по фиг.2, работающее по принципу соединения с геометрическим замыканием контура между зубчатым диском 54 и собачкой 56, может быть выполнено также в виде фрикционного тормоза, по типу дискового или барабанного тормоза, используемого на колесах автомобилей. Такой тормоз, который может быть расположен на приводном валу 41 или на другом соединенном с ним валу передаточного механизма 42, в отличие от зубчатого диска 54 может останавливать упаковщик в любой точке его пути в подающем канале 7. Здесь также возможен ограниченное снижение напряжения уплотненной убранной массы перед блокировкой упаковщика за то время, которое необходимо колодкам тормоза для выхода из состояния покоя и прижатия к диску или барабану.
Перечень ссылочных обозначений на чертежах
1
Поршневой пресс
40
Кривошип упаковщика
2
Прессовальная камера
41
Приводной вал
3
Прессовальный поршень
42
Цилиндрический зубчатый передаточный механизм
4
Главный передаточный механизм
47
Траектория
5
Подборщик
49
Траектория
6
Убираемая масса
50
Нижняя поворотная точка
7
Подающий канал
51
Верхняя поворотная точка
8
Днище
52
Верхняя поворотная точка
9
Крыша
53
Цапфа
10
Измельчительное устройство
54
Зубчатый диск
11
Вход
55
Ось
12
Выход
56
Собачка
13
Грабельные зубья
57
Исполнительный орган
14
Карданный вал
58
Гидроцилиндр
15
Рычаг упаковщика
59
Пружина
16
Выход
60
Пружина
20
Карданный вал
61
Подсоединение
21
Передаточный механизм с непараллельными валами
62
Плунжер
22
Карданный вал
63
Скоба
23
Заслонка
64
Конец собачки
36
Управляющий рычаг упаковщика
65
Промежуточное пространство
37
Соединительная тяга упаковщика
66
Крутая боковая сторона.