Сільськогосподарська збиральна машина та секція молотильного апарата для використання у сільськогосподарській збиральній машині

Реферат: Заявлена секція молотильного апарата для використання у сільськогосподарській збиральній машині містить обертовий елемент, принаймні одне підбарабання, гідравлічну опорну систему підбарабання, контролер для регулювання тиску у зазначеній гідравлічній опорній системі підбарабання та принаймні один датчик положення. Секція молотильного апарата додатково містить принаймні один датчик тиску для посилки у зазначений контролер сигналу, який представляє тиск у зазначеній гідравлічній опорній системі підбарабання. Зазначений контролер підтримує зазначений тиск при заданому значенні, доки зазначена відстань не перевищить задану відстань, а потім зазначений тиск підвищується, щоб запобігти подальшому відходу зазначеного підбарабання від зазначеного обертового елемента. Заявлена сільськогосподарська збиральна машина містить раму й секцію молотильного апарата, яка спирається на зазначену раму. UA 100117 C2 (12) UA 100117 C2 UA 100117 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до збиральної машини і, зокрема до збиральної машини з підвіскою підбарабання для секції молотильного апарата. Збиральні системи, відомі також як комбайни, містять частину збирання сільськогосподарської культури, яка збирає матеріал сільськогосподарської культури й відділяє його від ґрунту. У секції молотильного апарата із зібраного матеріалу вимолочується необхідне зерно. Секція молотильного апарата містить те, що відоме як підбарабання, які розміщуються поруч із рухомим звичайно дещо циліндричним ротором. Підбарабання мають отвори, через які під час операції обмолоту просипається зерно. Потім зерно транспортується для подальшої обробки й тимчасового зберігання у збиральній системі. Під час операції збирання швидкість подачі матеріалу сільськогосподарської культури у секцію молотильного апарата збиральної машини дуже змінюється. Це відбувається як через вибір оператором таких параметрів, як швидкість пересування, так й через змінність подачі через зміну густини культури й присутність бур'янів. Ця швидкість подачі, що змінюється, представляє проблему для настройок збиральної машини, а також терміну служби підбарабань й інших молотильних пристроїв. Якщо збиральна машина настроєна на конкретну культуру, ця установка точно настроєна на певну продуктивність машини. Ця певна продуктивність вибирається для найкращої роботи для конкретної продуктивності машини. Однак фактичні продуктивності значно відрізнятимуться від ідеальної продуктивності. Коли збиральна машина працює з вибраною настройкою, вона не оптимізована, коли не працює з тією конкретною продуктивністю, на яку ця настройка розрахована. Це призводить до експлуатаційних характеристик, нижчих за оптимальні, що виражається у збільшених втратах, пошкодженні зерна, надмірному навантаженню на компоненти й знос молотильних підбарабань й інших компонентів збиральної машини. Крім того, якщо зміна швидкості подачі відбувається зі швидкістю, вищою, ніж при якій оператор може реагувати, наприклад, у випадку попадання грудок, секція молотильного апарата зазнає крайнього напруження. Це напруження призводить до відмови компонентів механічних систем. Через це механічні компоненти розробляються розрахованими на найвищі можливі навантаження, навіть попри те, що при нормальній роботі машини зазвичай не бачитимуть цих навантажень, а деякі машини й взагалі ніколи не наражатимуться на них. Документ DЕ 103 53 385 А1, який є найближчим аналогом заявленого винаходу, описує молотильну секцію збиральної машини, яка має молотильний барабан та підбарабання. Просвіт між барабаном та підбарабанням регулюється за допомогою двох виконавчих механізмів, які відповідним чином розташовані на вході та виході підбарабання. Положення підбарабання визначають та регулюють до автоматично встановленого або введеного оператором положення. Отже, положення підбарабання не залежить від продуктивності збиральної машини. Отже, є потреба в адаптивній та ефективній секції молотильного апарата для використання у збиральній машині. Пропонується система гідравлічної підвіски для підбарабань, пов'язаних із ротором у секції молотильного апарата збиральної машини. В одному своєму вигляді винахід належить до сільськогосподарської збиральної машини, яка містить раму й секцію молотильного апарата, обперту на цю раму. Секція молотильного апарата містить обертовий елемент, підбарабання й гідравлічну опорну систему підбарабання, яка встановлює підбарабання поруч з обертовим елементом. Підбарабання може переміщатися в напрямках до обертового елемента або від нього. Гідравлічна опорна система підбарабання містить принаймні один елемент з гідравлічним приводом, який може переміщатися практично паралельно цим напрямкам. Фіг. 1 являє собою вигляд збоку збиральної машини, в якій використовується один варіант здійснення цього винаходу. Фіг. 2 являє собою вигляд збоку з частковим розрізом секції молотильного апарата, в якій використовується один варіант здійснення цього винаходу. Фіг. 3 являє собою схематизований вигляд з торця секції молотильного апарата, який ілюструє елементи варіанта здійснення пропонованої гідравлічної опорної системи підбарабання. Фіг. 4 являє собою ще один вигляд з торця ще одного варіанта здійснення пропонованої гідравлічної опорної системи підбарабання. Фіг. 5 являє собою вигляд збоку фіг. 3 або фіг. 4. Фіг. 6 являє собою схематичну блок-схему, яка ілюструє деякі з елементів керування гідравлічної опорної системи підбарабання на фіг. 1-5. На фігурах і, зокрема, на фіг. 1, показана збиральна система 10, яка має колеса 12, раму 14, кабіну 16, систему керування 18 і секцію молотильного апарата 20. Колеса 12 приєднані до 1 UA 100117 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 рами 14, забезпечуючи пересування системи 10. Рама 14 служить опорою кабіні 16 і секції молотильного апарата 20. В кабіні 16 знаходиться частина системи керування 18, включаючи інтерфейс оператора. На фіг. 2-6 показані елементи секції молотильного апарата 20. Ротор 22, відомий також як обертовий елемент 22, обертається навколо осі, втягуючи в себе матеріал сільськогосподарської культури й обмолочуючи його між ротором 22 й підбарабаннями 26, які підтримуються гідравлічною опорною системою 24 підбарабання. Гідравлічна опорна система 24 підбарабання містить труби підвіски 28, відомі також як опорні стрижні 28, напрямні 30, упорні болти 32, датчики положення 34 й гідравлічні циліндри 36. Для легкості ілюстрації обертовий елемент 22 накреслений як ротор 22, але обертовий елемент 22 можна також розуміти як такий, що включає циліндр у секції молотильного апарата з циліндром. Підбарабання 26 переміщаються у напрямку практично до ротора 22 або від нього, просторово обмежені напрямними 30. Принаймні одна частина, поршень або корпус гідравлічних циліндрів 36, пересувається у напрямку ходу підбарабання 26. На фіг. 3 й 5 показаний один варіант здійснення цього винаходу, в якому гідравлічні циліндри 36 з'єднується з трубами підвіски 28, причому на трубах підвіски 28 розміщене принаймні одне підбарабання 26. Гідравлічні циліндри 36 керуються для позиціювання підбарабань 26 так, щоб вони наближалися до ротора 22 з мінімумом просвіту, навіть з просвітом близько нуля міліметрів, тим самим наближаючись дуже близько до ротора 22. Гідравлічні циліндри 36 керують положенням підбарабання 26, коли процес збирання врожаю триває. Направляючі 30 розміщені так, що труби підвіски 28 рухаються вздовж необхідного шляху. Упорні болти 32 контактують із трубами підвіски 28, щоб фізично зупинити переміщення підбарабання 26 далі у вертикальному напрямку. У проілюстрованому варіанті здійснення гідравлічні циліндри 36 безпосередньо з'єднуються з відповідною трубою підвіски 28 без будьяких з'єднувальних ланок для зміни напрямку переміщення рухомого гідравлічного елемента гідравлічного циліндра 36, який переміщається практично у тому самому напрямку, що й підбарабання 26. Функціонування гідравлічної системи й те, як вона керує опорою підбарабання 26, розглядатимуться пізніше після того, як спочатку буде розглянутий ще один варіант здійснення гідравлічної опірної системи 24 підбарабання. На фіг. 4 й 5 показаний ще один варіант здійснення гідравлічної опорної системи 24 підбарабання, яка має опору 38 із віссю повороту 40 і гідравлічний циліндр 36. На фіг. 4 може використовуватися один гідравлічний циліндр, який може розміщуватися по центру вздовж труби підвіски 28. Однак в межах об'єму винаходу й використання двох гідравлічних циліндрів, як показано на фіг. 5, вздовж одного боку ротора 22. Хоча гідравлічна опорна система 24 підбарабання ілюструється й описується як така, що підтримує підбарабання 26 знизу підбарабання 26, у межах об'єму винаходу й варіант здійснення із системою підвіски, у якій підбарабання 26 підвішується з гідравлічних циліндрів 36, які у свою чергу підвішуються з опори, що знаходиться вище підбарабання 26. На фіг. 5 показані подальші деталі, включаючи встановлювальні елементи 44, що виходять із частини гідравлічних циліндрів 36 і проходять через отвори 42 у трубі підвіски 28. Штифти ексцентрикового замка 46 проходять через підбарабання 26 таким чином, що коли підбарабання 26 вставлене, і гідравлічні циліндри 36 повністю втягнуті, штифти ексцентрикового замка 46 виступають вверх, і коли оператор видає команду на висування гідравлічних циліндрів 36, штифти ексцентрикового замка впираються у виступи замка 46, примушуючи штифти ексцентрикового замка 46 повернутися у положення, показане на фіг. 5, у якому дві частини штифтів ексцентрикового замка 46 виступають в отвори у підбарабанні 26 і проходять через них. Коли настає час змінити підбарабання 26, оператор видає команду на повне втягнення гідравлічних циліндрів 36, і при цьому виступи для відпирання 50 проходять через отвори у трубі підвіски 28, виштовхуючи штифти ексцентрикового замка 46 у відперте положення для легкого видалення підбарабань 26 із секції молотильного апарата 20. На фіг. 6 схематично показані деякі з елементів гідравлічної опорної системи 24 підбарабання, включаючи контролер 62, інтерфейс оператора 64, виконавчі механізми 66, 68, 70 і 72, датчики 74, 76, 78 і 80, акумуляторі 82 й 84 й клапани 86 і 88. Виконавчі механізми 66, 68, 70 й 72 являють собою індивідуально визначені гідравлічні циліндри 36, які для легкості обговорення саме так й іменуватимуться. Інтерфейс оператора 64 знаходиться у кабіні 16 і дозволяє оператору вводити команди на позиціювання й настройку гідравлічної опорної системи 24 підбарабання. Контролер 62 одержує від датчиків 74, 76, 78 і 80 інформацію про положення й тиск для оперативного керування гідравлічною опорною системою 24 підбарабання. Акумулятори 82 й 84 призначені для поглинання певних дисбалансів тиску й текучого середовища у системі. Акумуляторі 82 й 84 мають гідравлічне сполучення з боку 2 UA 100117 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 гідравлічних циліндрів 36, протилежного вала, як проілюстровано на фіг. 5. Клапани 84 й 86 розташовані на боці вала й призначені для того, щоб регулювати швидкість, з якою підбарабання 26 наближається до ротора 22. Хоча на фіг. 5 акумулятор 82 й клапан 86 показані вздовж боку підбарабання 26, у межах об'єму винаходу й використання конструктивного виконання з гідравлічними циліндрами, які паралельні один одному, як показано на фіг. 3. Хоча датчик 74, 76, 78 і 80 може включати вихідні сигнали як тиску, так й положення у контролер 62 й може виконуватися як одне ціле з відповідним виконавчим механізмом, у межах об'єму винаходу й виконання датчиків не як одне ціле з виконавчими механізмами. Наприклад, один датчик положення може бути пов'язаний із трубою підвіски 28 або з одним виконавчим механізмом. Крім того, у межах об'єму винаходу й по одному датчику тиску на кожен контур гідравлічної системи, окремо від виконавчих механізмів. Коли матеріал сільськогосподарської культури входить до секції молотильного апарата 20, гідравлічна опорна система 24 підбарабання функціонує так, щоб підтримувати практично постійний тиск на підбарабання 26, оскільки підбарабання 26 може змінювати своє положення відносно ротора 22 залежно від кількості матеріалу, що проходить через нього. Якщо підбарабання 26 відходить від ротора 22 на відстань, більшу, ніж задана, гідравлічна опорна система 24 підбарабання підвищує тиск, щоб підтримувати відстань так, щоб вона не перевищувала заданий відхід від ротора 22. З іншого боку, якщо тиск, виміряний датчиками 74, 76, 78 або 80, перевищує задане значення, контролер 62 дозволяє гідравлічним циліндрам 36 переміщати підбарабання 26 від ротора 22, доки матеріал, що спричиняє значний тиск, не пройде через секцію молотильного апарата 20. Клапани 86 і 88 регулюють швидкість, з якою гідравлічні циліндри 36 повертаються у своє необхідне положення, з таким розрахунком, щоб підбарабання 26 не зіткнулося із занадто високою швидкістю з матеріалом сільськогосподарської культури або ротором 22. [0023] Підбарабання 26 може підтримуватися із використанням гідравлічної опорної системи 24 підбарабання з одного боку з іншим боком, встановленим на опорі 38, як показано на фіг. 4, або підбарабання 26 може підтримуватися із використанням гідравлічної опорної системи 24 підбарабання з обох боків, як показано на фіг. 3. У гідравлічній опорній системі 24 підбарабання використовуються кілька гідравлічних циліндрів 36, прикріплених до однієї труби підвіски 28, яка служить опорою підбарабанню 26. Акумулятор має гідравлічне сполучення з гідравлічними циліндрами 36 для підтримування тиску на шар культури, коли він протікає через секцію молотильного апарата 20. Цей тиск на шар культури забезпечує більшу змінність швидкостей подачі, оскільки тонкий шар матиме практично такий самий тиск, як й товстий шар, коли він протікає через секцію молотильного апарата 20. Відомий спосіб регулювання відстані між підбарабаннями й молотильними елементами не є критерієм, якому слідує гідравлічна опорна система 24 підбарабання, яка намагається підтримувати просвіт підбарабання на рівні нуль міліметрів. Коли сільськогосподарська культура проходить через секцію молотильного апарата 20, відхід підбарабання 26 від ротора 22 регулюється гідравлічною опірною системою 24 підбарабання до необхідного тиску культури. У випадку перевантаження підбарабання гідравлічна опорна система 24 підбарабання опускає підбарабання 26, щоб дозволити перепоні/грудці пройти через нього. Одним із шляхів виявити присутність грудки може бути використання швидкості зміщення підбарабання; у цьому випадку контролер 62 виявляє ступінь зміни, дозволяючи швидкий відхід підбарабання 26 від ротора 22, щоб дозволити перепоні пройти без ушкодження секції молотильного апарата 20. У ще одному варіанті здійснення цього винаходу оператор вводить необхідний тиск, який необхідно підтримувати на шар культури, й мінімальну й максимальну відстані між підбарабанням 26 і ротором 22. Ці установки залежать від культури, й інтерфейс оператора 64 може відображати пропоновані установки для конкретної культури/сорту. Коли шару культури між підбарабанням 26 і ротором 22 немає, контролер 62 встановлює підбарабання 26 на мінімальну відстань просвіту, скажімо, на відстань у 5 мм. Коли шар культури протікає між підбарабанням 26 і ротором 22, контролер 62 контролює відстань між ними й підтримує необхідний тиск, доки ця відстань залишається у межах між мінімальною й максимальною відстанями просвіту. При наближенні до максимальної відстані просвіту, скажімо, 15 мм, або перевищенні її, контролер 62 підвищує тиск, щоб підтримувати цю відстань такою, щоб вона не перевищувала максимальну відстань просвіту, навіть якщо тиск перевищуватиме вибраний тиск. Однак якщо між підбарабанням 26 і ротором 22 попаде якесь забивання або грудка, контролер 26 виявить це й швидко відведе підбарабання 26 від ротора 22, щоб дозволити забиванню/грудці пройти. Виявлення забивання/грудки здійснюється через виявлення високої швидкості зміни відстані між підбарабанням 26 і ротором 22 та/або через швидке підвищення 3 UA 100117 C2 5 10 15 20 25 тиску та/або перевищення заданого тиску, виміряні принаймні одним із датчиків 74, 76, 78 або 80. Після того як забивання/грудка проходить, контролер 62 повертає підбарабання 26 назад у його нормальне робоче положення у межах між мінімальною й максимальною відстанями просвіту. У межах об'єму винаходу й використання заданого профілю тиску або використання алгоритму для зміни тиску, що прикладається до підбарабання 26, коли воно знаходиться у межах між мінімальною й максимальною відстанями просвіту. Інтерфейс оператора 64 дозволяє оператору переважно запирати й відпирати підбарабання 26 з використанням ексцентрика, коли час змінити підбарабання 26. Інтерфейс оператора 64 додатково уможливлює установку оператором необхідного тиску, якщо гідравлічна опорна система 24 підбарабання намагається підтримувати просвіт підбарабання на нулі на відміну від попередньо встановленої відстані, як у відомих технічних рішеннях. Винахід переважно дозволяє знизити навантаження культури на секцію молотильного апарата й опорну конструкцію підбарабання, а також забезпечує більшу зручність обслуговування й вищу продуктивність збиральної машини при одночасному підтримуванні втрат культури мінімальними. Менше навантаження у секції є вигідним у тому, що деякі конструктивні елементи можна зменшити за розміром і масою для забезпечення загального підвищення ефективності секції . Вивільнення в одній точці з використання системи ексцентрикового замка може переважно керуватися з кабіни й скорочує час на заміну у разі потреби замінити підбарабання або змінити на підбарабання для іншої сільськогосподарської культури. Ще однією перевагою цього винаходу є те, що збиральна машина у змозі підстроюватися під умови, що змінюються, без втручання оператора й спроможна забезпечити рівномірнішу криву втрат, змінюючи швидкості подачі через неї. Ще однією перевагою цього винаходу є те, що він зменшує знос підбарабання, який може спричинятися неправильними з боку оператора установками просвіту підбарабання. Вище описаний переважний варіант здійснення, але зрозуміло, що можливі інші варіанти у межах обсягу цього винаходу, визначеного доданою формулою винаходу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 45 50 55 60 1. Секція молотильного апарата для використання у сільськогосподарській збиральній машині, причому секція молотильного апарата містить: обертовий елемент; принаймні одне підбарабання, яке може переміщатися в напрямках до зазначеного обертового елемента й від нього; гідравлічну опорну систему підбарабання, яка встановлює зазначене принаймні одне підбарабання поруч із зазначеним обертовим елементом і містить принаймні один елемент з гідравлічним приводом, який може переміщатися практично паралельно зазначеним напрямкам до зазначеного обертового елемента й від нього; контролер, призначений для регулювання тиску у зазначеній гідравлічній опорній системі підбарабання, та принаймні один датчик положення, призначений для посилки у зазначений контролер сигналу, який представляє відстань між зазначеним обертовим елементом і зазначеним підбарабанням, яка відрізняється тим, що містить принаймні один датчик тиску, призначений для посилки у зазначений контролер сигналу, який представляє тиск у зазначеній гідравлічній опорній системі підбарабання, причому зазначений контролер підтримує зазначений тиск при заданому значенні, доки зазначена відстань не перевищить задану відстань, а потім зазначений тиск підвищується, щоб запобігти подальшому відходу зазначеного підбарабання від зазначеного обертового елемента. 2. Секція молотильного апарата за п. 1, яка відрізняється тим, що зазначена гідравлічна опорна система підбарабання містить: принаймні один гідравлічний виконавчий механізм, що містить перший гідравлічний виконавчий механізм, який має кінцеву частину, причому зазначеною кінцевою частиною є зазначений елемент з гідравлічним приводом; та опорний стрижень, з'єднаний із зазначеною кінцевою частиною, причому зазначений опорний стрижень зачіпляється з кінцем зазначеного підбарабання. 3. Секція молотильного апарата за п. 2, яка відрізняється тим, що зазначений принаймні один гідравлічний виконавчий механізм додатково містить другий гідравлічний виконавчий механізм, який має кінцеву частину, причому зазначений опорний стрижень 4 UA 100117 C2 5 10 15 20 25 додатково з'єднаний із зазначеною кінцевою частиною зазначеного другого гідравлічного виконавчого механізму. 4. Секція молотильного апарата за п. 2, яка відрізняється тим, що містить також інший опорний стрижень, який зачіпляється з протилежним кінцем зазначеного підбарабання, причому зазначений принаймні один гідравлічний виконавчий механізм додатково містить другий гідравлічний виконавчий механізм, який має кінцеву частину, причому зазначений інший опорний стрижень з'єднаний із зазначеною кінцевою частиною зазначеного другого гідравлічного виконавчого механізму. 5. Секція молотильного апарата за п. 4, яка відрізняється тим, що містить також: комплект напрямних, розміщених таким чином, що в них може ковзати кожен кінець зазначеного опорного стрижня; та інший комплект напрямних, розміщених таким чином, що в них може ковзати кожен кінець зазначеного іншого опорного стрижня. 6. Секція молотильного апарата за п. 4, яка відрізняється тим, що містить також гідравлічний акумулятор, який має гідравлічне сполучення із зазначеним першим гідравлічним виконавчим механізмом і з зазначеним другим гідравлічним виконавчим механізмом. 7. Секція молотильного апарата за п. 6, яка відрізняється тим, що містить також пристрій керування швидкістю, з'єднаний із зазначеним першим гідравлічним виконавчим механізмом і зазначеним другим гідравлічним виконавчим механізмом. 8. Секція молотильного апарата за п. 1, яка відрізняється тим, що зазначений контролер призначений для того, щоб у випадку, якщо зазначений тиск перевищує задане значення, дозволити зазначеному підбарабанню відходити від зазначеного обертового елемента на відстань, більшу за зазначену вибрану відстань відходу. 9. Сільськогосподарська збиральна машина, яка містить раму й секцію молотильного апарата за будь-яким з попередніх пунктів, яка спирається на зазначену раму. 5 UA 100117 C2 6 UA 100117 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7