СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ УБОРОЧНАЯ МАШИНА, В ЧАСТНОСТИ ПОЛЕВОЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ
AGRICULTURAL HARVESTING MACHINE, IN PARTICULAR FIELD GRINDER

Область техники
Настоящее изобретение относится к сельскохозяйственной уборочной машине, в частности к полевому измельчителю, в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.
Уровень техники
При эксплуатации сельскохозяйственной уборочной машины, в частности полевого измельчителя, в ходе уборочных работ должны периодически проводиться различные мероприятия по техническому обслуживанию измельчительного аппарата для поддержания качества процесса измельчения. Процесс резки непрерывно поступающей убранной массы вызывает износ измельчительных ножей и противорежущей пластины измельчительного аппарата. Измельчение убранной массы тупыми ножами и/или, по разным причинам, неточная установка противорежущей пластины приводят к ухудшению качества измельчения и к повышенному расходу энергии на привод измельчительного аппарата.
Поэтому существует общеизвестная необходимость в проведении мероприятий по техническому обслуживанию измельчительного аппарата, которые включают в себя заточку ножей и/или точную установку противорежущей пластины для поддержания соответствующего зазора резки.
Согласно обычному для практики способу оба указанных процесса технического обслуживания проводят при работающем измельчительном барабане. Для заточки точило подается параллельно оси вращения (вращающегося) измельчительного барабана продольно измельчительным ножам с помощью ползуна точила и при этом прижимается радиально к измельчительным ножам с предварительным напряжением, чтобы обеспечить точильное усилие на ножах. В этом отношении можно сослаться на патентный документ DE 4128483 А1.
Для достижения различной длины резки при использовании на различных видах убираемых культур и/или по другим основаниям обычно измельчительный барабан оснащается различным числом ножей или используются различные типы измельчительных барабанов, которые содержат, например, разное число гнезд для ножей (а следовательно и разное число ножей). В отношении подлежащих проведению процессов заточки при увеличении расстояния между следующими друг за другом ножами, вследствие конструкции измельчительного барабана и/или вследствие оснащения измельчительного барабана ножами, создается риск того, что радиально прижатое к измельчительному барабану точило будет заскакивать в промежуточные пространства (просветы) между ножами. Эти скачки вызывают резкие колебания, которые выражаются в громком слышимом неприятном шуме и приводят к преждевременному износу, по меньшей мере, ножей и точильного устройства.
Кроме того, для сохранения высокого качества измельчения и во избежание повышенного расхода топлива расстояние удаления между противорежущей пластиной и вращающимся измельчительным барабаном всегда должно быть настроено на точный размер. Это производится известным образом, например, в соответствии с патентным документом ЕР 0291216 А. Для этого в ходе процесса настройки производят шаговую подачу противорежущей пластины к вращающемуся измельчительному барабану до тех пор, пока установленные на противорежущей пластине так называемые датчики стука не воспримут контакта противорежущей пластины с проходящими мимо нее ножами. Из-за используемых в этом процессе настройки систем датчиков, а также других условий окружения подлежащие обработке сигналы датчиков стука содержат высокую долю шума. В частности, когда измельчительные барабаны оснащены различным числом ножей и/или используются различные типы измельчительных барабанов, для используемых электронных средств обработки трудно распознавать отдельные ножи из низких по напряжению сигналов с высоким шумом. Вызываемые шумом отклонения напряжения легко могут интерпретироваться ошибочно, в то время как они могут вовсе не относиться к имеющимся ножам. На практике эта проблема еще усугубляется тем, что на барабанах используются все более широкие полосы установки ножей или все большее число ножей, так что датчики стука должны воспринимать удары, очень различные по времени.
Раскрытие изобретения
Соответственно, задачей настоящего изобретения является создание сельскохозяйственной уборочной машины указанного типа, в которой могут лучше проводиться мероприятия по техническому обслуживанию при работающем измельчительном барабане. В частности, это должно обеспечиваться для различных конфигураций измельчительного аппарата.
Решение поставленной задачи достигается в уборочной машине за счет признаков пункта 1 формулы изобретения. Она отличается тем, что содержит устройство для регулирования числа оборотов барабана в зависимости от характеристики барабана, по меньшей мере, во время процесса технического обслуживания измельчительного аппарата. Таким образом, по меньшей мере, во время процесса технического обслуживания с помощью устройства управления можно оказывать влияние на число оборотов барабана, так что процесс технического обслуживания может проводиться нужным образом с учетом характеристик используемого барабана. Поскольку было установлено, что посредством влияния на число оборотов могут достигаться преимущества для различных процессов технического обслуживания, обеспечивается решение указанной выше задачи.
В принципе, характеристикой барабана может быть любая величина, каким-либо образом влияющая на процесс технического обслуживания. Предпочтительно характеристикой барабана является его оснащенность ножами, то есть, в частности, число ножей, расположенных на барабане. Далее, состояние оснащения может содержать дополнительные данные, например, о виде оснащения (расположение ножей в несколько рядов, расстояние между ножами, установочный угол ножей, тип ножей и т.д.). Кроме того, характеристикой барабана может быть вид его конструкции.
Согласно следующему предпочтительному решению характеристикой барабана могут быть частоты его собственных колебаний. Учет собственных частот колебаний барабана дает преимущество в том, что во время процесса технического обслуживания число оборотов барабана может быть заложено в интервалах между частотами собственных колебаний и за счет этого может быть значительно снижена вредная вибрация из-за собственных колебаний.
В предпочтительном решении по развитию изобретения в качестве общего предпочтительного принципа предусмотрено, что при процессе технического обслуживания барабан с более длинным расстоянием между следующими друг за другом ножами приводится во вращение с более высоким числом оборотов, чем барабан с меньшим расстоянием между следующими друг за другом ножами. При этом для различного оснащения ножами может достигаться примерно одинаковая частота ножей (число ножей, проходящих в единицу времени) по отношению к неподвижному инструменту (точильному устройству, противорежущей пластине).
Предусмотренное изобретением регулирование числа оборотов предпочтительно используется для процессов технического обслуживания, которые охватывают привод в действие одного из предназначенных для барабана инструментов.
Таким инструментом может быть точильное устройство для ножей барабана. В этом случае число оборотов барабана может быть выбрано таким, что между следующими друг за другом ножами вызываемые просветами ножей возможные перерывы контакта между точилом и ножами имеют такую короткую продолжительность, что предотвращен радиальный заскок точила в эти просветы ножей. Это достигается, в частности, за счет того, что для менее оснащенного ножами барабана выбирается более высокое число оборотов, чем для более оснащенного ножами барабана. Благодаря предусмотренной адаптации числа оборотов процесс заточки в особенности для менее оснащенных барабанов проходит со значительно меньшими колебаниями. Помимо снижения колебаний и вместе с ними шума благодаря описанной адаптации числа оборотов достигается лучший, в частности, более равномерный результат заточки.
В рамках использования регулирования числа оборотов для процесса заточки далее может быть предусмотрено, что выбираемое для процесса заточки число оборотов барабана подбирается также в зависимости от эксплуатационного состояния ножей. Так например, во время заточки новых ножей (не бывших в употреблении) используется другое число оборотов, чем во время заточки уже бывших в употреблении ножей. В соответствии с этим такой барабан может затачиваться с повышенным числом оборотов, чтобы компенсировать более длинные просветы ножей и устранить вредные радиальные заскоки точила.
Альтернативно или дополнительно инструментом может быть устройство для настройки удаления противорежущей пластины от барабана. Такие регулировочные устройства для противорежущей пластины обычно работают на основе медленной шаговой подачи противорежущей пластины к вращающемуся барабану до тех пор, пока датчиками колебаний (так называемыми «датчиками стука») не будут распознаны удары ножей в противорежущую пластину. Поскольку измерительные сигналы датчиков стука, как правило, подвержены интенсивным шумам, требуемая для процесса настройки обработка сигналов затруднена. При использовании различных барабанов и/или барабанов с различным оснащением ножами отнесение измерительных сигналов к контактам ножей затрудняется еще больше. Поэтому для облегчения обработки сигналов предпочтительно в процессе настройки противорежущей пластины число оборотов барабана выбирается таким, что на противорежущей пластине для различного оснащения ножами и/или различных типов барабана создается примерно одинаково воспринимаемая частота стуков. Согласно этому, например, барабан, оснащенный половиной числа ножей вращается вдвое быстрее, чем барабан с полным числом ножей, для обеспечения того, чтобы датчики стука воспринимали одинаковую частоту ударов. В этом случае обработка сигналов для различного оснащения барабанов ножами производится одинаковым образом, в частности, по одной и той же программе обработки данных.
Согласно предпочтительному решению по развитию изобретения уборочная машина отличается далее тем, что содержит устройство управления, которое выполнено с возможностью при известном числе оборотов барабана на основе вызываемой ножами частоты стука определять число установленных на барабане ножей, чтобы предоставлять его в распоряжение для процесса технического обслуживания, как это было описано выше. При этом предпочтительно создана возможность определения машинными средствами числа ножей, имеющихся на барабане. В этом случае возможет также (альтернативно) ручной ввод числа ножей оператором.
Краткий перечень чертежей
Изобретение будет пояснено в последующем описании со ссылками на три прилагаемых чертежа. Из описания будут ясны другие особенности и преимущества изобретения. На чертежах изображено следующее.
На фиг. 1 схематично показан самоходный полевой измельчитель на виде сбоку.
На фиг. 2 показана на виде сбоку принципиальная схема измельчительного аппарата, измельчительный барабан которого оснащен первым числом ножей.
На фиг. 3 показан измельчительный барабан, оснащенный вторым числом ножей.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показана сельскохозяйственная уборочная машина в виде самоходного полевого измельчителя 1. Полевой измельчитель 1 содержит известные и поэтому здесь не описываемые конструктивные признаки обычного полевого измельчителя. При работе на уборке полевой измельчитель 1 используется, в частности, для того, чтобы измельчать («резать») подобранную убранную массу 7, которая подводится к измельчительному аппарату 2 в виде предварительно уплотненной дорожки, и затем выбрасывать ее из полевого измельчителя 1 на транспортное средство (не показано). Траектория движения убранной массы 7 через полевой измельчитель 1 показана на фиг. 1 линией со стрелками.
Как видно на фиг. 1, измельчительный аппарат 2 содержит измельчительный барабан 3, который на своей окружной периферии оснащен множеством ножей 4. Измельчительный барабан 3 приводится во вращение в показанном стрелкой направлении (на фиг. 1 против часовой стрелки). Для привода служит приводная трансмиссия (не показана), образованная приводным двигателем и промежуточным передаточным механизмом (например, ременной передачей). Предпочтительно приводная трансмиссия содержит, по меньшей мере, одну муфту сцепления. Передаточный механизм может иметь постоянные передаточные ступени и/или ступени изменения числа оборотов. Кроме того, измельчительный аппарат 2 содержит неподвижную противорежущую пластину 5, установленную напротив вращающегося измельчительного барабана 3. Противорежущая пластина 5 и измельчительный барабан 3 (в частности, его ножи) образуют между собой режущий просвет 6 (обозначен на фиг. 2), в котором измельчительный аппарат 2 при уборке измельчает подаваемую убранную массу 7 на части желаемой длины резки.
Далее, полевой измельчитель 1 содержит устройство 8 управления, обслуживания и отображения, которое в показанном примере выполнения расположено в кабине водителя полевого измельчителя 1 и находится в зоне доступа для оператора. Как это будет подробно описано со ссылкой на фиг. 2, в соответствии с изобретением устройство 8 управления, обслуживания и отображения полевого измельчителя 1 служит для управления числом n оборотов измельчительного барабана 3, по меньшей мере, в процессе технического обслуживания измельчительного аппарата в зависимости от характеристики измельчительного барабана 3. Для этого устройство 8 управления, обслуживания и отображения находится в сигнальной связи с исполнительным органом, влияющим на число n оборотов измельчительного барабана 3. Исполнительным органом известным образом может быть, например, приводной двигатель и/или компонент передаточного механизма полевого измельчителя 1.
На фиг. 2 показана более подробно по сравнению с фиг. 1 принципиальная схема измельчительного аппарата. В принципе, измельчительный аппарат 2 по фиг. 2 может быть встроен в полевой измельчитель 1 по фиг. 1. Существенными компонентами для эксплуатации на уборке являются прежде всего измельчительный барабан 3 и противорежущая пластина 5. При этом измельчительный барабан 3 оснащен множеством ножей 4, которые распределены на окружной периферии с равномерным расстоянием друг от друга (в целях наглядности показана и обозначена лишь часть ножей). Ножи 4 укреплены на измельчительном барабане 3 съемным образом, так что они могут быть демонтированы при износе и, в частности, при переоснащении измельчительного барабана 3. В этом отношении можно сослаться на фиг. 3, где показан измельчительный барабан 3', который, например, для получения большей длины резки оснащен меньшим числом ножей 4'', чем измельчительный барабан по фиг. 2. Следует отметить, что на измельчительном барабане 3, 3' расположены рядом друг с другом (по отношению к оси 11 вращения) несколько, предпочтительно два ряда ножей 4, 4'. Кроме того, ножи 4, 4' установлены под небольшим углом поворота относительно оси вращения измельчительного барабана 3, 3' (не показано) для достижения более равномерной нагрузки на привод измельчительных барабанов 3, 3'.
Для обеспечения эффективного процесса измельчения необходимо через определенные промежутки времени производить техническое обслуживание измельчительного аппарата 2. К нему известным образом относятся заточка ножей 4 и установка противорежущей пластины 5 на точном удалении от измельчительного барабана 3.
Для этого измельчительный аппарат 2 снабжен точильным устройством 17. Оно содержит точило 13, которое может перемещаться к огибающей окружности измельчительных ножей 4. Точило 13 укреплено на ползуне 16, который с помощью регулировочного цилиндра 14 может перемещаться вдоль направляющей 15 параллельно оси 11 вращения измельчительного барабана 3. При этом при вращающемся измельчительном барабане 3 точило 13 может перемещаться возвратно-поступательно по всей ширине измельчительного барабана 3 для заточки ножей 4 по всей их длине. Для обеспечения фрикционной силы, необходимой дл заточки ножей 4, точило 13 радиально прижимается к измельчительному барабану 3 с предварительным напряжением и, следовательно, имеет радиальную подвижность в определенных пределах (показано двойной стрелкой).
Как видно на фиг. 2, просветы 20 между следующими друг за другом ножами 4 настолько малы, что несмотря на радиальное предварительное напряжение (в направлении в оси 11 вращения) точило 13 не может проникать в просветы. Поэтому точило 13 практически постоянно находится в контакте, по меньшей мере, с одним ножом 4.
Однако если, например, как это показано на фиг. 3, измельчительный барабан 3' оснащен меньшим числом ножей 4', в процессе заточки имеется опасность того, что точило будет заскакивать в просветы 20', так как они значительно больше (в окружном направлении), чем просветы 20 измельчительного барабана 3. Даже когда радиальная подвижность точила 13 ограничена, при заскоках и последующих ударах ножей 4' в точило 13 создаются значительные колебания, которые приводят к шуму и повышенному износу.
Для устранения этих недостатков устройство 8 управления выбирает в процессе заточки число n оборотов барабана 3 или 3' в зависимости от оснащения ножами барабана 3, 3' таким, что вызываемые просветами 20, 20' возможные перерывы в контакте между точилом 13 и ножами 4, 4' имеют настолько короткую продолжительность, что предотвращается заскок точила 13 в просветы 20, 20'. Другими словами, в зависимости от состояния оснащения ножами устройство 8 управления задает число n оборотов барабана, при котором точило 13, имеющее подвижность только с определенной инерционностью, не успевает заскакивать в просветы 20, 20'. Для этого устройство 8 управления связано сигнальной связью с исполнительным органом, влияющим на число оборотов барабана 3' (приводным двигателем, компонентом передаточного механизма или др.) для настройки подходящего числа n оборотов барабана 3, 3'. Таким образом, даже при меньшем оснащении барабана 3' достигается плавный ход процесса заточки.
Далее, измельчительный аппарат 2 содержит регулировочное устройство 19 настройки положения противорежущей пластины. С его помощью может быть точно настроен зазор 6 резки, образованный между ножами 4 измельчительного барабана 3 и противорежущей пластиной 5. Для этого противорежущая пластина 5 известным образом установлена с возможностью поворота относительно опоры 10, жестко связанной с рамой машины. Для противорежущей пластины 5 предназначены два выполненных с резервированием датчика 9 стука, которые могут воспринимать колебания, в частности шумы, вызванные ударами ножей 4 в противорежущую пластину 5. С помощью рычага 18, который установлен на боковой стороне противорежущей пластины 5 и связан своим верхним концом с регулировочным двигателем 12 посредством винтовой передачи, противорежущая пластина 5 может перемещаться относительно измельчительного барабана 3 для регулировки зазора 6 резки.
Поскольку по физическим условиям измерительные сигналы датчиков 9 стука подвержены интенсивным шумам, для требуемой в ходе настройки обработки сигналов непросто однозначно относить отклонения напряжений в датчиках 9 стука к контакту ножей. При этом может случаться, что вызванное шумом отклонение напряжения может ошибочно приписываться контакту ножей (не имеющему места). В этом случае неправильная настройка противорежущей пластины 5 (например, со слишком большим отступом) может приводить к негативному влиянию на эффективность процесса измельчения. Опасность такой ложной интерпретации значительно повышается при использовании различно оснащенных измельчительных барабанов 3.
Для устранения этого недостатка в ходе процесса настройки противорежущей пластины 5 устройство 8 управления обеспечивает выбор числа n оборотов барабана 3 в зависимости от оснащения ножами барабана 3 таким, что для различного оснащения ножами (и/или для различных типов барабанов) на противорежущей пластине 5 создается примерно одинаково воспринимаемая частота стуков. Благодаря этому датчики стука подвергаются сопоставимой по времени частоте стуков независимо от числа установленных на барабане 3 ножей. При этом обработка сигналов может выполняться всегда с одинаковым алгоритмом по времени, так что достигаются надежные результаты. За счет этого настройка противорежущей пластины 5 может производиться более точно и надежно.
Для того чтобы в качестве базы для управления задавать устройству 8 управления число установленных на барабане 3 ножей 4, в простом случае может производиться ручной ввод оператором машины числа ножей и/или других характеристик барабана (типа барабана). Предпочтительно может быть также предусмотрено, что состояние оснащения ножами определяется автоматически. Для этого, например, вначале барабан 3 может приводиться с известным числом n оборотов, при этом устройство 8 управления на основе определяемой датчиками 9 стука частоты стуков при известном числе n оборотов определяет число ножей 4 на барабане 3. После этого определения числа ножей процесс заточки и/или процесс настройки противорежущей пластины (описанные выше) могут выполняться с учетом определенного числа ножей и при регулировании числа n оборотов в зависимости от него.
Перечень позиций
1 - Полевой измельчитель
2 - Измельчительный аппарат
3 - Измельчительный барабан
4 - Нож
5 - Противорежущая пластина
6 - Зазор резки
7 - Убранная масса
8 - Устройство управления, обслуживания и отображения
9 - Датчик стука
10 - Опора
11 - Ось вращения
12 - Регулировочный двигатель
13 - Точило
14 - Регулировочный цилиндр
15 - Направляющая
16 - Ползун
17 - Точильное устройство
18 - Рычаг
19 - Регулировочное устройство противорежущей пластины
20 - Просвет между ножами
3' - Измельчительный барабан
4' - Нож
20' - Просвет между ножами
n - Число оборотов барабана