Механизм автоматического копирования рельефа поля

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использована в сельскохозяйственных уборочных машинах.
Известно устройство (RU 2504946 С2), представляющее собой жатку комбайна, оснащенную многоконтурной гидравлической системой регулирования наклона жатки, высоты среза, а также распределение нагрузки между жаткой и тяговым средством. Результатом применения такой системы управления положением жатки является возможность повторения жаткой изменяющегося рельефа местности без галопирования или зарывания в грунт.
Недостатком такого устройства является значительная стоимость, сложность конструкции, низкое качество работы на полях с плохо выровненной поверхностью из-за недостаточного быстродействия гидросистемы управления.
Известны рычажно-пружинные механизмы копирования рельефа поля, используемые на отечественных комбайнах «Нива», «Дон», «Acros» и др. (см. Х.И. Изаксон. Зерноуборочные комбайны «Нива» и «Колос». -2-е изд. перераб. и доп. - М: Колос, 1980. - с. 416; А.В. Клочков, А.В. Адась, В.А. Попов. Зерноуборочные комбайны. - Мн.: ДизайнПРО, 2004. - с. 240). Эти механизмы состоят из двух блоков спиральных пружин, рычагов и подвесок, установленных по обеим сторонам наклонной камеры (Нива», «Acros» и др.) или жатки («Дон»). Такая конструкция позволяет путем натяжения блоков пружин уравновесить обе стороны жатки, относительно шарнира ее присоединения к наклонной камере, и отрегулировать необходимое давление на опорные башмаки или колеса. При работе комбайна, оборудованного таким механизмом, жатка имеет возможность качания относительно сферического шарнира наклонной камеры, что позволяет обеспечить качественное копирование рельефа даже на полях с плохо выровненной поверхностью. Диапазон копирования рельефа достаточно узкий и ограничен упорами, расположенными на наклонной камере, при контакте с которыми жатка теряет возможность изменения положения и может наблюдаться ее вывешивание или зарывание опорных башмаков в почву. В связи с этим к рычажно-пружинному механизму требуется повышенное внимание оператора, который вынужден следить за оптимальным положением жатки относительно корпуса наклонной камеры и, при необходимости, корректировать положение последней, что позволит обеспечить работу без зарывания башмаков в почву и «галопирования» жатки.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является механизм копирования рельефа поля (патент RU 2529576 C1), включающий копирующий элемент, пружинно-рычажный механизм уравновешивания жатки, силовые гидроцилиндры управления положением жатки, гидрозолотник с корпусом, штоком и шаровым пальцем, которые объединены в один контур автономной гидросистемы с гидронасосом.
Основной недостаток известного устройства - необходимость применения конструктивно сложных дорогостоящих элементов и оснащения комбайна дополнительной гидросистемой.
Анализ известных технических решений показал, что технической проблемой в данной области является необходимость расширения арсенала технических средств для автоматического копирования рельефа почвы, снижающих трудоемкость эксплуатации механизма уравновешивания жатки.
Техническим результатом полезной модели является снижение нагрузки на оператора, за счет обеспечения автоматического поддержания оптимального положения жатки относительно корпуса наклонной камеры комбайна при одновременном повышении эффективности работы комбайна.
Для решения указанной проблемы и достижения заявляемого результата в предлагаемом механизме автоматического копирования рельефа поля, включающем два копирующих башмака, шарнирно закрепленных на корпусе жатки, рычажно-пружинный механизм, навесное устройство зерноуборочного комбайна, с которым соединена жатка и силовое гидравлическое устройство уборочного комбайна, на корпусе наклонной камеры шарнирно установлена подпружиненная с двух сторон планка с закрепленными на ней магнитоконтактными датчиками, управляющими работой силовых цилиндров подъема жатки при крайних положениях рычажно-пружинного механизма, при этом замыкание датчиков обеспечивают магнитные пластины, расположенные на кронштейнах бруса жатки.
Предложенная конструкция устройства, обеспечивает автоматическое управление высотой наклонной камеры при смещении жатки в положение, близкое к заложенному в конструкцию стандартного рычажно-пружинного механизма пределу копирования рельефа. Устройство может быть использовано на комбайнах с рычажно-пружинной системой копирования рельефа поля, оборудованных электрогидравлическими распределителями управления подъемом и опусканием жатки. Устройство состоит из двух частей, первая из которых крепится на корпусе наклонной камеры комбайна, а вторая устанавливается на верхнем брусе жатки. На первой части установлены магнитоконтактные датчики, встроенные в электрическую цепь управления гидравлическими цилиндрами подъема жатки. На второй части устройства закреплены магниты, управляющие замыканием датчиков. При работе машины, в случае смещения жатки к нижней границе диапазона копирования, замкнутый магнитным полем контакт соответствующего датчика автоматически включает цепь управления опусканием наклонной камеры, в результате чего жатка продолжает работу, не допуская «галопирования». В случае смещения жатки к верхней границе диапазона копирования, замкнутый магнитным полем контакт другого датчика автоматически включает цепь управления подъемом наклонной камеры, что не позволяет жатке упереться в упоры наклонной камеры, а значит, исключает чрезмерное давление опорных башмаков на почву и их зарывание.
Предложенное устройство поясняется чертежами:
Фиг. 1 - общий вид механизма копирования рельефа с установленным устройством автоматического управления гидравлической системой подъема жатки;
Фиг.2 - положение элементов устройства управления в нижнем пределе диапазона копирования;
Фиг. 3 - положение элементов устройства управления в верхнем пределе диапазона копирования.
В предлагаемой конструкции на корпусе наклонной камеры 1 установлено основание 2, в шарнирах 3 которого установлена планка 4 из немагнитного материала. С обеих сторон планки 4 в ее верхней части закреплены удерживающие магниты 5 и 6, а в центральной - два магнитоконтактных датчика 7 и 8, которые разомкнуты при отсутствии воздействия на них магнитного поля. К нижней части планки 4 с двух сторон прикреплены пружины 9 и 10, удерживающие ее в ровном положении, относительно основания 2. На верхнем брусе жатки 11 закреплены две параллельные направляющие 12, в пазах которых закреплены металлические пластины 13 и 14, положение которых можно регулировать. В нижней части пластин 13 и 14 установлены постоянные магниты 15 и 16, обеспечивающие срабатывание магнитоконтактных датчиков 7 и 8 на всем диапазоне поперечного хода жатки.
Механизм автоматического копирования рельефа работает следующим образом.
При выезде на убираемый участок поля комбайнер должен опустить жатку, оборудованную предлагаемым устройством, на его поверхность, причем зазор между упорами наклонной камеры и верхним брусом жатки должен уменьшиться вдвое от его величины при полностью поднятой жатке. Такое положение жатки обеспечит ей возможность качания относительно центрального шарнира наклонной камеры на равный угол как вверх, так и вниз, позволяя тем самым копировать рельеф поля.
Далее комбайн начинает движение, при этом стандартный рычажно-пружинный механизм копирования обеспечивает срез растений на установленной высоте. При смещении жатки к нижней границе диапазона копирования, зазор между упором наклонной камеры и ее верхним брусом увеличивается, стремясь к максимальному значению (фиг. 2). При этом планка 4 предлагаемого устройства приближается к пластине 14 и, в конечном итоге, прикрепляется к ней удерживающим магнитом 6, а замкнутый полем магнита 16 контакт датчика 8 автоматически включает цепь управления опусканием наклонной камеры, что не позволит опорным башмакам жатки оторваться от поверхности поля. Поскольку для смещения жатки на требуемое расстояние гидросистеме нужно некоторое время, то цепь управления не должна быть разомкнута сразу после начала опускания наклонной камеры, для чего используется магнит 6. Он удерживает планку 4 в прикрепленном к пластине 14 состоянии до тех пор, пока смещение наклонной камеры не вызовет натяжение пружины 10, достаточное для отрыва магнита 6 от пластины 14, что создаст необходимую задержку времени.
При смещении жатки к верхней границе диапазона копирования, зазор между упором наклонной камеры и брусом жатки уменьшается, стремясь к минимальному значению (фиг. 3). При этом планка 4 предлагаемого устройства приближается к пластине 13 и прикрепляется к ней магнитом 5, а замкнутый полем магнита 15 контакт датчика 7 автоматически включает цепь управления подъемом наклонной камеры до тех пор, пока ее корпус не займет нужного положения.
Для обеспечения возможности использования предлагаемого устройства на различных машинах предусмотрена возможность регулирования положения пластин 13 и 14 путем перемещения их в пазах направляющих 12, что позволит использовать устройство на жатках разного размера. Для удобного диапазона срабатывания устройства предусмотрена возможность изменения натяжения пружин 9 и 10 путем закручивания гаек 17 и 18 натяжных устройств.
Перед выполнением маневров, связанных с принудительным подъемом жатки (развороты, транспортные переезды, обслуживание комбайна), систему автоматического копирования следует выключить путем отключения подачи электрического сигнала на датчики, для чего предлагается установить соответствующий выключатель в кабине.
Для настройки предлагаемого механизма копирования на рабочий режим необходимо выполнить следующие действия. Предварительно настроив рычажно-пружинную систему на требуемую высоту среза и давление на почву, при отключенной системе автоматического копирования, следует поднять жатку вверх до отрыва опорных башмаков от почвы. После этого необходимо переместить пластину 14 по пазам направляющих 12 до касания с магнитом 6. Далее при помощи гидравлики требуется опустить наклонную камеру до касания опорными башмаками жатки поверхности поля и натянуть пружину 10 до момента отрыва магнита 6 от пластины 14, при этом пружиной 9 следует обеспечивать ровное положение планки 4. Такая последовательность действий позволит настроить предложенный механизм для работы в нижнем пределе диапазона копирования.
Для настройки срабатывания устройства в верхнем диапазоне копирования, нужно полностью опустить жатку на поле до сближения ее верхнего бруса с отбойниками наклонной камеры. В таком положении следует отрегулировать положение пластины 13 по аналогии с вышеизложенным.
По сравнению с прототипом, предложенная полезная модель позволит обеспечить снижение трудоемкости управления комбайном, а значит, будет способствовать повышению его среднесменной производительности.