Пристрій для розрівнювання та ущільнення силосної маси

Передбачуваний винахід відноситься до галузі сільського господарства - тваринництва і, зокрема, може бути використаний для кормоприготування із свіжоскошених рослин силосної маси. Розрівнювання та ущільнення силосної маси є основними операціями технологічного процесу заготівлі силосу. Поступа-юча із транспортних засобів у траншеї маса свіжоскошених і подрібнених рослин, в більшості випадків, ручним способом розрівнюється і за допомогою гусеничних тракторів типу ДТ-75, Т-74, Т-150, Т-134, Т-100М ущільнюють [Бабич О.А., Олі шинський С.И., Ясенецьшй В.А. та інші. Довідник по заготівлі і зберіганні кормів. Київ, Урожай, 1989, с 61]. Крім цього, відомий також пристрій для розрівнювання та ущільнення силосної маси виконаний у вигляді бульдозера (Д-535, Д-605, Д-493 та інші), який своїм обладнанням - відвалом розрівнює, а гусеничними стрічками ущільнює "силосну масу, переміщаючись при цьому в прямому І зворотному напрямках по поверхні маси на протязі всього періоду технологічного процесу заготівлі силосу [Бабич О.А., Олі шинський С.Й., Ясенецький В.А. та Інші. Довідник по заготівлі І зберіганню кормів. Київ, Урожай, 1989, с 61]. Відомий пристрій для розрівнювання та ущільнення силосної маси вміщує самохідний енергетичний засіб, виконаний у вигляді трактора з рамою, на якій установлений двигун вн утрішнього згоряння (джерело первинної енергії руху), трансмісія, з'єднана з двигуном, ведучі і ведені колеса, зв'язані з трансмісією І охоплені нескінченими гусеничними стрічками розміщеними вздовж обох сторін трактора. На рамі установлене робоче обладнання -відвал, гідропривід, зв'язаний з відвалом для його піднімання в транспортне і опускання в робоче положення, а також важелі керування роботою пристрою. Однак, недоліками відомого пристрою є: 1) використання трактора з пристроєм не за призначенням, особливо це має місце і неоправдано в період співпадання в господарствах великої кількості сільськогосподарських робіт, наприклад: збирання-врожаю, оранка на зяб, сівба озимих площ, де для виконання цих сільськогосподарських технологічних операцій вони дуже потрібні І незамінимі; 2) низький коефіцієнт використання тракторів класу 3 1 вище при ущільненні рослинної маси, поскільки їх ступінь завантаження при холостих переїздах не перевищує 5-10%, а двигуни вн утрішнього згоряння (дизелі) при цьому працюють на режимах близьких до холостого ходу з питомою витратою палива, яка майже в 10 разів перевищує питому витрату палива при роботі їх на номінальному швидкісному режимі. Так, за даними американських спеціалістів, невикористання потужності трактора на 10% збільшує витрату палива на 4.„5%. А при роботі трактора на ущільненні силосної маси це недовикористання становить 90-95%, що в 9-9,5 разів більше наведеного (10%). Відповідно до цього в стільки ж разів збільшується і витрата палива, що приводить до значного дефіциту палива в господарствах, особливо в період одночасного накладання у виконанні технологічних операцій, і в результаті обумовлює значні простоювання техніки І порушування строків виконання сільськогосподарських робіт [Ясенецький В.Α., Єрмоленко В.О., Гарькавий А.Д. Зниження енергозатрат у тваринництві і кормовиробництві. Київ, Урожай, 1989, с 108]; 3) низька виробність відомого пристрою при ущільненні силосної маси, яка обумовлена малою площею контакту гусеничної стрічки (або коліс) трактора з ущільнюючою масою, що приводить до необхідності постійно руха тись пристрою на протязі всього робочого дня, і, відповідно до перевитрати палива, а також до перевтомлювання механізатора в зв'язку з безперервним маневруванням трактора; 4) низька якість ущільнення, обумовлена локальним (в межах малої площі контакту) діянням гусеничної стрічки на силосну масу, в результаті чого відбувається не повне видалення повітря із ущільнюючої маси, а лише його перекачування із місця контакту стрічки, і тільки незначна частина повітря, яка знаходиться попереду гусеничних стрічок, при русі пристрою витискається в напрямку його руху. Це обумовлює необхідність багаторазового переміщення гусеничних стрічок. Однак І навіть в цих випадках, коли гусенична стрічка повторно проходить поряд із слідом попереднього проходу, витиснене нею повітря частково все ж таки поступає в уже раніше ущільнену попереднім проходом пристрою частину ущільненої маси. Таке перекачування повітря з одного в інше місце, і ще при нерегульованій постійній вазі пристрою приводить навіть І при багаторазових проходах гусеничних стрічок, до неповного видалення із ущільненої маси повітря, що значно знижує якість заготовлюваного силосу; 5) забруднення рослинної маси нафтопродуктами із систем живлення паливом та змащування двигуна і трансмісії, в результаті їх несправності або раптового зіпсування, а також забруднення землею, яка може потрапити внаслідок багаторазового виїзду пристрою із траншеї (наприклад, на заправку і технічне обслуговування, нічне зберігання і т.п.), що також погіршує якість заготовлюваного силосу; 6) неможливість регулювати степінь ущільнення маси, поскільки вага пристрою постійна, а установка додаткових вантажів перемінної маси на нього конструкцією не передбачена. Тому дуже необхідне регулювання температури в силососхови щі не здійснюється, що погіршує термогенез і тим самим приводить також до зниження якості заготовлюваного силосу, а рекомендації по безперервному ущільненню силосної маси, за рахунок безперервного руху пристрою, малоефективні і крім того, обумовлюють значну перевитрату палива; 7) неможливість трактору з пристроєм руха тись в прямому і зворотному напрямку без розворотів на ущільнюючій масі, або розвертатися на землі за межами траншеї, що як у першому, так І другому випадку знижує якість заготовлюваного силосу, поскільки в першому .випадку погіршує ущільнення, а в другому забруднює силосну масу; 8} створення небезпеки можливого перекидання пристрою, обумовленої розташуванням центра тяжіння трактора на порівняно великій від його опорної поверхні висоті, особливо коли ущільнююча маса розташована над поверхнею землі, що може привести до нещасних випадків, пов'язаних з травмуванням механізаторів, а також з матеріальними збитками. 9) значне погіршення екологічного стану, в місцях знаходження людей в траншеях, викидами шкідливих відпрацьованих димових і картерних газів первинними двигунами внутрішнього згоряння, якими проводяться в рух самохідні пристрої, що може викликати тяжкі нещасні випадки працюючих через їх отр уєння. Таким чином, відомий пристрій для розрівнювання та ущільнення силосної маси, виконаний у вигляді бульдозера, з постійною вагою (масою), малою площею контакта його гусеничної стрічки (або коліс) з ущільнюючою масою, розрівнювачем - відвалом Із джерелом руху - двигуном внутрішнього згоряння, використовується не за призначенням, має низький коефіцієнт використання двигуна, значну перевитрату палива, низьку виробність і якість заготовлюваного силосу, а також створює небезпечні умови обслужуючому персоналу при його експлуатації та Іншим людям працюючим на силосуванні. Тому, з метою підвищення ефективності використання пристрою і якості зготовлюваного силосу, а також забезпечення безпеки працюючим, пропонується вдосконалення пристрою для розрівнювання та ущільнення силосної маси, суттєві ознаки якого полягають в тому, що ущільнювачем в ньому служить горизонтальний циліндричний резервуар з водою змінного рівня, розрівнювачем -граблі, зв'язані через раму з резервуаром, а джерелом руху - один електричний двигун з можливістю безступеневої зміни величини і напрямку частоти обертання його ротора. Запропонований самохідний пристрій забезпечить по всій ширині траншеї рівномірне розрівнювання силосної маси і ущільнення її під дією на неї з боку резервуара будь-якого за величиною тиску І з будь-якою швидкістю руху як в прямому, так і в зворотньому напрямку, що підвищить ефективність використання пристрою І якість заготовленого силосу, а також дасть можливість запобігти отруєнням і травмуванням механізаторів та інших, працюючих на силосуванні людей. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої, який включає ущільнювач, розрівнювач, взаємодіючі Із силосною масою, джерело руху, раму 1 відповідно до винаходу, ущільнювач виконаний у вигляді горизонтального циліндричного резервуара заповненого рідиною, наприклад, водою, з піввісями на торцях І шарнірно з'єднаного з рамою, з можливістю обертання відносно вісі, розрівнювач виконаний у вигляді грабель, розташованих по обидві сторони горизонтального резервуара вздовж його вісі і зв'язаних шарнірно з рамою, з упорами, взаємодіючими з граблями, а джерелом руху служить, закріплений на рамі додатково установлений електродвигун з пристроєм можливого прямого і зворотнього безступеневого змінювання його частоти обертання, при цьому в днищі резервуара виконані отвори з пробками для видалення повітря, заливання і контролювання рівня рідини І розміщена шкала проградуйована в одиницях ваги резервуара, а також додатково установлені на рамі привід у вигляді редуктора і ланцюгової передачі, на піввісях резервуара, з можливістю вільного обертання, перший і другий блоки з двома зірочками, одні з яких через привід з'єднані з електродвигуном, перший і другий ланцюги з механізмами натягування розміщеними на одних їх кінцях, зв'язані в торцях з рамою з однієї сторони перша і друга, а з другої - третя і четверта піддержуючі напрямні зірочки, взаємодіючі з нижньою поверхнею відповідно першою і другою ланцюга, протилежні поверхні яких взаємодіють з другими зірочками першого і другого блока з можливістю їх переміщення вздовж першого і другого ланцюгів, і чотири нерухомі вертикальні стійки з фіксаторами по висоті, через які перша стійка зв'язана з механізмом натягування першого ланцюга, друга - з протилежним його кінцем, а третя стійка - з механізмом натягування другого ланцюга, протилежний кінець якого зв'язаний з фіксатором четвертої стійки. Таке технічне рішення дає можливість, при включеному електродвигуні і завдяки обертанню першого f другого блоків І взаємодії їх други х зірочок з першим І другим ланцюгами резервуару, а разом з ним рамі і розрівнювачам, самопереміщуватись вздовж ланцюгів (траншеї), при цьому одночасно по всій ширині траншеї розрівнювати рослинну масу, ущільнювати Π рівномірно з переміщенням резервуара з любою швидкістю І під дією любої величини тиску, який забезпечується наявною кількістю води в резервуарі, регульованої за допомогою зливних пробок! шкали в днищі резервуара, без застосування будь-яких мобільних енергетичних засобів (тракторів, бульдозерів, тощо), що в результаті-при його застосуванні, покращить якість заготовлюваного силосу, зекономить паливо, підвищить виробність пристрою, а також покращить умови І безпеку праці робітникам зайнятим заготівлею силосу. Крім цього силу тяги, обумовлену перекочуванням по обох ланцюгах зірочок першого і другого блоків, можна використовува ти також для розвантаження рослинної маси, застосовуючи при цьому стрибок з тросом, з'єднуючи його вільний кінець з однією чи другою стороною пристрою. На представленому кресленні показано принципіальну схему запропонованого пристрою, де на фіг. 1 зображений вид пристрою спереду; на фіг. 2 - вид зверху І; на фіг. 3 - вид збоку на днище горизонтального резервуара. Запропонований пристрій складається з горизонтального наповнюваного водою, циліндричного резервуара 1, розміщеного впоперек по всій ширині траншеї 2 І з'єднаного за допомогою підшипників 3,4 з рамою 5. В основі рами 5 є прямокутник, на коротких стержнях якого нерухомо закріплені підшипники 3, 4, а на довгих стержнях шарнірно граблі 6, 7 з взаємодіючими в робочому стані відповідно упорами 8, 9, які нерухомо зв'язані з рамою 5. В робочому стані граблі 6, 7 опущені і взаємодіють з рослинною масою 10 по всій ширині траншеї 2, а в неробочому - підняті у верхнє положення і утримуються фіксаторами 11, 12 установленими на рамі. З обох сторін рами в середній частині на довгих стержнях закріплені механізми 13, 14 кріплення вільного кінця троса скрибка (не показаний) використовуваного для розвантаження свіжоскошеної рослинної маси 10 з транспортного засобу в траншею. В одному з днищ горизонтального резервуара 1 виконані отвори для відведення повітря, заливання 1 контролювання в ньому рівня води, які закриваються пробками 15, а також діаметрально розміщена шкала 16, проградуйована в одиницях ваги (кг або Т) резервуара відповідно до рівня налитої в нього води. У верхній частині рами 5 на стержнях установлений електродвигун 17 з пультом (не показаний), керування його роботою з можливим настроюванням прямого І зворотнього, а також безступеневого змінювання частоти обертання ротора. Електродвигун з електромережею з'єднаний провідниками 18, які на рамі установлені в жорсткому трубопроводі 19 1 мають можливість вільно переміщуватись по спеціальному лотку при русі горизонтального резервуара вздовж траншеї. Ротор електродвигуна 17 еластичною муфтою з'єднаний з вихідним валом привода, виконаного у вигляді редуктора 20 1 двух ланцюгових передач 21 І 22, ведучі зірочки 23, 24 яких жорстко насаджені на вал 25, зв'язаний еластичною муфтою з вихідним валом редуктора і розміщеного на двох опорних підшипниках вздовж горизонтального резервуара. Зірочки 23, 24 першої і другої передач ланцюгами 26, 27 знаходяться в зачеплені з першими, розміщеними на одному кінці, зірочками 28, 29 першого 30 І другого 31 блоків, на протилежних кінцях яких установлені другі зірочки 32, 33. Блоки виконані у вигляді втулок з двома зірочками, вільно насаджених на піввісі 34, 35 з однієї І другої сторони горизонтального резервуара. Зірочки 34,35 постійно знаходяться в зачеплені з першим 36 і другим 37 ланцюгами, розміщеними з обох сторін горизонтального резервуара вздовж траншеї. Для підтримування ланцюгів 36, 37 в горизонтальному положенні І забезпечення їх зачеплення із зірочками 32, 33 використовуються чотири піддержуючі напрямні зірочки, установлені на жорстко закріплених на рамі чотирьох кронштейнах з можливістю регулювання корпусів опорних підшипників зірочок по -висоті. Перша 38 І друга 39 зірочки взаємодіють з нижньою поверхнею першого ланцюга 36, а третя 40 І четверта 41 з нижньою поверхнею другого ланцюга 37 Це забезпечує при обертанні других зірочок 32, 33 блоків 30, 31 перекочуватись їм по ланцюгам, а горизонтальному резервуарові переміщуватись вздовж траншеї. На одних кінцях першого 36 І другого 37 ланцюгів жорстко приєднані механізми їх натягування 42, 43, якими вони шарнірно кріпляться на фіксаторах 44, 48 по висоті нерухомих вертикальних першої 46 І третьої 50 стійок Із закріпленими нижніми кінцями на грунті в місцях, що знаходяться поза траншеєю. Другі кінці першого 36 і другого 37 ланцюгів шарнірно прикріплені на фіксаторах 48,49 по висоті нерухомих вертикальних другої 47 і четвертої 51, стійок, також закріплених своїми нижніми кінцями в грунті поза траншеєю з протилежної розміщенню стійок 46, 50 сторони. Фіксатори 44, 45, 48, 49 виконані у вигляді шплінтованих пальців, установлюваних в отвори стійок 46, 47, 50,51. Операції розрівнювання та ущільнювання свіжоскошеної рослинної маси 10 запропонованим пристроєм здійснюється слідуючим чином. Перед виконанням цих операцій в залежності від того, який необхідно забезпечити тиск ущільнення рослинної маси 10 у циліндричний резервуар 1 заливають відповідно до шкали 16 певний рівень води. Для цього відкривають пробки 15 відведення із порожнини резервуара 1 повітря, заливання води і контролювання за її рівнем. По мірі наповнення порожнини резервуара 1 водою потрібної кількості, що визначається появленням її у контрольному отворі, всі пробки закриваються. При цьому резервуар 1 отримує необхідну вагу, вказану на шкалі проти зливного контрольованого отвору, що забезпечить необхідну величину тиску при переміщуванні його по рослинній масі. Дальше при натискуванні на пускову кнопку пульта керування електроприводом включається електродвигун 17, ротор якого набуває обертання в сторону відповідно до натиснутої кнопки реверсивного магнітного пускача. Обертання від електродвигуна 17 через редуктор 20 передається на загальний вал від якого ланцюговими передачами 21, 22 - відповідно на перші зірочки 28, 29 блоків 30, 31 І їх др угі зірочки 32, 33. В результаті свого обертання зірочки 32, 33 перекочуються по першому 36 І другому 37 ланцюгах, переміщуючи за собою піввісі 34, 35, а разом з ними горизонтальний резервуар 1, раму 5 з граблями 6, 7 вздовж траншеї, спочатку розрівнюючи, а потім ущільнюючи рослинну масу 10 одночасно по всій ширин! .траншеї 2. Після досягнення циліндричним резервуаром і крайнього, або іншого проміжного, в залежності від розміщення рослинної маси 10 положення, натисканням на зупиняючу кнопку пульта керування електроприводом виключають електродвигун 17, зупиняючи цим рух розрівнювача і ущільнювача. При необхідності надати зворотний напрямок руху циліндричному резервуару 1 включають пускову кнопку пульта керування електропривода зворотнього обертання електродвигуна 17. Дальше пристрій буде працювати аналогічно вище описаному варіанту, але лише з тією різницею, що ущільнювач І зв'язані з ним елементи пристрою будуть руха тися уже в зворотньому напрямку. При цьому необхідні тільки не працюючі до цього граблі опустити, а працюючі - підняти. При необхідності використати зусилля тяги зірочок першого і другого блоків, взаємодіючих з поздовжніми ланцюгами, для розвантаження рослинної маси із транспортних засобів, які не мають самосвальних кузовів, за допомогою скребка, вільний кінець гроса останнього закріплюють (в залежності з якої сторони йде розвантаження) на механізмах 13, 14. Натиском на пускову кнопку пульта керування електроприводом включають електродвигун 17, забезпечуючи його ротору обертання в напрямку при якому горизонтальний резервуар з рамою будуть рухатися від розвантажуючого транспортного засобу в протилежну сторону. В результаті переміщення рами 5 скрибок з кузова неса-мосвального транспортного засобу разом із рослинною масою 10 розвантажиться в траншею 2. Після розвантаження рослинної маси вільний кінець троса скрибка від'єднується від механізму на рамі і разом із скрибком установлюється на кузов транспортного засобу. По мірі заповнення траншеї рослинною масою рівень ущільненого силосу, а відповідно і рівень розташування горизонтального резервуара з рамою 1 граблями по висот! буде постійно збільшува тись. Для забезпечення вільного переміщування горизонтального резервуара з рамою 1 граблями по висоті траншеї необхідно кінці першого 361 другого 37 поздовжніх ланцюгів постійно піднімати на відповідну висоту 1 за допомогою фіксаторів 44, 45, 48, 49 закріплювати на вертикальних стійках 46, 47, 50, 51, використовуючи при цьому механізми 42, 43 натягування ланцюгів 36, 37. Електрична енергія необхідна для привода пристрою використовується тільки на період його роботи, а під час простоювання, на відміну від роботи двигуна внутрішнього згоряння трактора при нерухомому стані коли паливо витрачається, вона не використовується, забезпечуючи при цьому на виконанні однакового об'єму роботи певну її економію. Крім цього враховуючи що ширина захвата пристрою рівна ширині траншеї, а трактора в декілька разів менша, запропонований пристрій буде затрачувати значно менше часу на виконання операцій розрівнювання та ущільнення рослинної маси в порівнянні з трактором, а тому буде на протязі значного часу простоювати, економлячи при цьому певну кількість електричної енергії. Простота конструкцій запропонованого пристрою не вимагає здійснення великої кількості складних монтажно-демонтажних, робіт при його перевезені з одного об'єкту на Інший, тому він може використовува тися для розрівнювання і ущільнення рослинної маси в траншеях розташованих на далекій віддалі одна від іншої, а також при відрегульованій до потрібної величини вазі резервуара для виконання сільськогосподарської операції коткування грунту. В останньому випадку раму пристрою необхідно через механізми 13, 14 з'єднувати з причіпним пристроєм трактора. Використання запропонованого пристрою, у порівнянні з уже відомими, дасть можливість: а) вивільнити потужні трактори і бульдозери з малоефективних операцій розрівнення І ущільнення рослинної маси при заготовлюванні силосу І залучити їх для виконання сільськогосподарських, землерийних та інших робіт безпосередньо за їх призначенням; б) зекономити значну кількість досить дефіцитного палива дизельних двигунів внутрішнього згоряння тракторів І бульдозерів за рахунок їх оптимального завантаження при виконанні ними сільськогосподарських, землерийних та інших робіт безпосередньо за їх призначенням; в) збільшити виробність, тракторних агрегатів І бульдозерів за рахунок їх оптимального завантаження при виконанні ними сільськогосподарських, меліоративних та Інши х робіт, безпосередньо за їх призначенням, а також за рахунок додатково виконуваної роботи на зекономленому паливі; г) запобігти значному забрудненню силосної маси нафтопродуктами, землею, за рахунок чого підвищити якість заготовлюваного силосу, завдяки вилучення Із технологічного процесу силосування тракторів І бульдозерів, а замість них використовувати запропонований пристрій; д) збільшити виробність на технологічних операціях розрівнювання та ущільнення при силосуванні за рахунок більшої ширини захвату та поєднання в один пристрій механізмів, розрівнювання І ущільнення рослинної маси, а також за рахунок зменшення холостих переміщень І відсутності розворотів; є) значно підвищити якість заготовлюваного силосу шля хом забезпечення умов оптимального розрівнювання І ущільнення рослинної маси, на протязі всього технологічного процесу за рахунок можливого регулювання дії на неї, величини тиску ущільнення, а також за рахунок витискування повітря одночасно по всій ширині траншеї і відсутності такого збурювання рослинної маси, яка мала місце в результаті розворотів використовуваних тракторів і бульдозерів; ж) запобігти нещасним випадкам, які мали місце при використанні тракторів І бульдозерів, в результаті їх можливого перекидування, і тим матеріальним збиткам, що при цьому могли б бути від травмування людей і пошкодження механізмів перекинути х машин, а також нещасним випадкам пов'язаним з шкідливим діянням високотоксичних відпрацьованих димових і картерних газів двигунів внутрішнього згоряння на організм, працюючих, на силосуванні людей; з) зекономити частину електричної енергії за рахунок збільшення ширини захвату запропонованого пристрою, а відповідно І вимушених при цьому простоїв, під час яких електрична енергія, на відміну від витрат палива працюючого двигуна внутрішнього згоряння при нерухомому тракторі, не витрачається; і) розширити функціональні можливості запропонованого пристрою шляхом поєднання в його конструкції розрівнювана І ущільнювача рослинної маси; к) покращити умови праці робітникам, які працюють на заготівлі силосу за рахунок вилучення з технологічного процесу тракторів, або бульдозерів, а разом з цим безперервного і постійного керування ними в умовах забруднення димовими газами та шумами від роботи двигуна внутрішнього згоряння, що значно більше втомлює в порівнянні з керуванням прямолінійного руху, за допомогою поздовжніх ланцюгів, розрівнювана та ущільнювача, а також створити більші зручності при обслуговуванні пристрою і точності в досягненні питомого тиску ущільнювача на рослинну масу, що в загальному дасть народному господарству певний економічний ефект.