Сільськогосподарська збиральна машина та спосіб встановлення підбарабання у секції молотильного апарата сільськогосподарської машини

Реферат: Заявлена сільськогосподарська збиральна машина, яка містить: раму й секцію молотильного апарата, яка спирається на зазначену раму. Зазначена секція молотильного апарата містить: обертовий елемент, підбарабання й гідравлічну опірну систему підбарабання, яка встановлює зазначене принаймні одне підбарабання поруч із зазначеним обертовим елементом. Зазначена гідравлічна опірна система підбарабання містить контролер, виконаний з можливістю: вибирати заданий тиск, мінімальну відстань підбарабання від обертового елемента й максимальну відстань підбарабання від обертового елемента; підтримувати тиск робочої рідини у зазначеній гідравлічній опірній системі підбарабання при зазначеному заданому тиску, коли зазначене підбарабання встановлене у положення між зазначеною мінімальною відстанню й зазначеною максимальною відстанню, коли матеріал сільськогосподарської культури транспортується між зазначеним підбарабанням і зазначеним обертовим елементом; вимірювати тиск робочої рідини і, коли підбарабання відходить від ротора на відстань більшу, ніж задана, підвищувати тиск з метою підтримувати відстань підбарабання від обертового елемента так, щоб вона не перевищувала задану максимальну відстань й переміщати підбарабання від обертового елемента за зазначену максимальну відстань, якщо тиск перевищує задане значення. UA 100845 C2 (12) UA 100845 C2 UA 100845 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 [0001] Винахід належить до збиральної машини і, зокрема, до збиральної машини з системою керування підвіскою підбарабання для секції молотильного апарату. [0002] 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. Система молотильного апарата містить те, що відоме як підбарабання, яке розміщують поруч із рухомим звичайно дещо циліндричним ротором. Підбарабання має отвори, через які під час операції обмолоту просипається зерно. Потім зерно транспортується для подальшої обробки й тимчасового зберігання у збиральній системі. [0003] 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. [0004] Якщо збиральна машина настроєна на конкретну культуру, ця установка точно настроєна на певну продуктивність машини. Ця певна продуктивність вибирається для найкращої роботи при конкретній 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. [0005] Отже, є потреба в адаптивній та ефективній системі керування обмолотом для використання у збиральній машині. [0006] Пропонується гідравлічна система керування підвіскою для підбарабань, пов'язаних із ротором у секції молотильного апарата збиральної машини. [0007] В одному своєму вигляді винахід належить до способу встановлення підбарабання у секції молотильного апарата сільськогосподарської машини, який включає наступні стадії: стадію, на якій вибирають, і стадію, на якій підтримують. На стадії, на якій вибирають, вибирають встановлюваний тиск, мінімальну відстань підбарабання від обертового елемента й максимальну відстань підбарабання від обертового елемента. На стадії, на якій підтримують тиск робочої рідини в гідравлічній опірній системі підбарабання, яка підтримує підбарабання практично при встановленому тиску, коли підбарабання встановлюють у положення між мінімальною відстанню й максимальною відстанню, коли матеріал сільськогосподарської культури транспортують між підбарабанням й обертовим елементом. [0008] [Фіг. являє собою вигляд збоку збиральної машини, в якій використовується один варіант здійснення цього винаходу. [0009] Фіг. 2 являє собою вигляд збоку з частковим розрізом секції молотильного апарата, в якій використовується один варіант здійснення цього винаходу. [0010] Фіг. 3 являє собою схематизований вигляд з торця секції молотильного апарата, який ілюструє елементи варіанта здійснення пропонованої гідравлічної опірної системи підбарабання. [0011] Фіг. 4 являє собою ще один вигляд з торця ще одного варіанта здійснення пропонованої гідравлічної опірної системи підбарабання. [0012] Фіг. 5 являє собою вигляд збоку фіг. 3 або фіг. 4. [0013] Фіг. 6 являє собою схематичну блок-схему, яка ілюструє деякі з елементів керування гідравлічної опірної системи підбарабання на фіг. 1-5. [0014] На фігурах і, зокрема, на фіг. 1, показана збиральна система 10, яка має колеса 12, раму 14, кабіну 16, систему керування 18 і систему молотильного апарата 20. Колеса 12 приєднані до рами 14, забезпечують пересування системи 10. Рама 14 служить опорою кабіні 16 і системі молотильного апарата 20. В кабіні 16 знаходиться частина системи керування 18, включаючи інтерфейс оператора. 1 UA 100845 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 [0015] На фіг. 2-6 показані елементи системи 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 опірною системою 24 підбарабання 24. Гідравлічна опірна система 24 підбарабання містить труби підвіски 28, відомі також як опірні 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 системі 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. [0016] 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 мінімальним просвітом, навіть з просвітом нуль міліметрів, тим самим наближаючись впритул до ротора 22. Гідравлічні циліндри 36 керують положенням підбарабання 26, коли процес збирання врожаю триває. Напрямні 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 будь-яких 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. [0017] На фіг. 4 й 5 показаний ще один варіант здійснення гідравлічної опірної 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 опірна система 24 підбарабання ілюструється й описується як така, що підпирає 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. [0018] 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 системи молотильного апарата 20. [0019] На фіг. 6 схематично показані деякі з елементів гідравлічної опірної системи 24 підбарабання, включаючи контролер 62, інтерфейс оператора 64, виконавчі механізми 66, 68, 70 і 72, датчики 74, 76, 78 і 80, накопичувачі 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 опірної системи 24 підбарабання. Контролер 62 одержує від датчиків 74, 76, 78 і 80 інформацію про положення й тиск для оперативного керування гідравлічною опірною системою 24 підбарабання. Накопичувачі 82 й 84 призначені для поглинання певних дисбалансів тиску й текучого середовища у системі. Накопичувачі 82 й 84 мають гідравлічне сполучення з боку гідравлічних циліндрів 36, протилежного валу, 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 накопичувач 82 й клапан 86 показані вздовж боку 2 UA 100845 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 підбарабання 26, у межах об'єму винаходу й використання конструктивного виконання з гідравлічними циліндрами паралельно один одному, як показано на фіг. 3. [0020] 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. [0021] Коли матеріал сільськогосподарської культури входить до системи молотильного апарата 20, гідравлічна опірна 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 опірна 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 систему 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. [0022] Підбарабання 26 може підтримуватися із використанням гідравлічної опірної 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 опірної системи 24 підбарабання з обох боків, як показано на фіг. 3. У гідравлічній опірній системі 24 підбарабання використовуються кілька гідравлічних циліндрів 36, прикріплених до однієї труби підвіски 28, яка служить опорою підбарабанню 26. Накопичувач 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 опірна система 24 підбарабання, яка намагається підтримувати просвіт підбарабання на рівні нуль міліметрів. Коли сільськогосподарська культура проходить через систему молотильного апарата 20, відхід підбарабання 26 від ротора 22 регулюється гідравлічною опірною системою 24 підбарабання до необхідного тиску культури. У випадку перевантаження підбарабання гідравлічна опірна 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 системи молотильного апарата 20. [0023] 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 мінімальній відстані від ротора, скажімо, на відстані 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 та/або через швидке підвищення 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. Проходження забивання/грудки припускається через задану кількість часу. Альтернативно, проходження забивання/грудки 3 UA 100845 C2 5 10 15 20 25 виявляється по переміщенню підбарабання 26 у бік ротора 22 при одночасному контролі тиску, що прикладається виконавчими механізмами 66, 68, 70 та/або 72. [0024] 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. [0025] 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 опірна система 24 підбарабання намагається підтримувати просвіт підбарабання на нулі на відміну від попередньо встановленої відстані, як у відомих технічних рішеннях. [0026] Винахід переважно дозволяє знизити навантаження культури на систему молотильного апарата й опірну конструкцію підбарабання, а також забезпечує більшу зручність обслуговування й вишу продуктивність збиральної машини при одночасному підтримуванні втрат культури мінімальними. Менше навантаження у системі є вигідним у тому, що деякі конструктивні елементи можна зменшити за розміром і масою для забезпечення загального підвищення ефективності системи. 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. [0027] Вищеописаний 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. Сільськогосподарська збиральна машина, яка містить: раму й секцію молотильного апарата, яка спирається на зазначену раму, причому зазначена секція молотильного апарата містить: обертовий елемент, підбарабання й гідравлічну опірну систему підбарабання, яка встановлює зазначене принаймні одне підбарабання поруч із зазначеним обертовим елементом, причому зазначена гідравлічна опірна система підбарабання містить контролер, виконаний з можливістю: вибирати заданий тиск, мінімальну відстань підбарабання від обертового елемента й максимальну відстань підбарабання від обертового елемента; підтримувати тиск робочої рідини у зазначеній гідравлічній опірній системі підбарабання при зазначеному заданому тиску, коли зазначене підбарабання встановлене у положення між зазначеною мінімальною відстанню й зазначеною максимальною відстанню, коли матеріал сільськогосподарської культури транспортується між зазначеним підбарабанням і зазначеним обертовим елементом; вимірювати тиск робочої рідини і, коли підбарабання відходить від ротора на відстань більшу, ніж задана, підвищувати тиск з метою підтримувати відстань підбарабання від обертового елемента так, щоб вона не перевищувала задану максимальну відстань; й переміщати підбарабання від обертового елемента за зазначену максимальну відстань, якщо тиск перевищує задане значення. 2. Сільськогосподарська збиральна машина за п. 1, яка відрізняється тим, що зазначений контролер виконаний з можливістю встановлювати зазначене підбарабання не ближче до зазначеного обертового елемента, ніж на зазначеній мінімальній відстані. 3. Сільськогосподарська збиральна машина за п. 2, яка відрізняється тим, що зазначений контролер виконаний з можливістю підвищувати зазначений тиск робочої рідини залежно від наближення зазначеного підбарабання до зазначеної максимальної відстані. 4. Сільськогосподарська збиральна машина за п. 2, яка відрізняється тим, що зазначений контролер виконаний з можливістю виявляти одне з наступного: блокування й грудку. 5. Сільськогосподарська збиральна машина за п. 4, яка відрізняється тим, що зазначений контролер виконаний з можливістю переміщати зазначене підбарабання на відстань, більшу за зазначену максимальну відстань, якщо виявляють одне з наступного: блокування й грудку. 6. Сільськогосподарська збиральна машина за п. 5, яка відрізняється тим, що зазначений контролер виконаний з можливістю повертати зазначене підбарабання у положення між зазначеною мінімальною відстанню й зазначеною максимальною відстанню. 7. Спосіб встановлення підбарабання у секції молотильного апарата сільськогосподарської машини, який включає стадії, на яких: вибирають заданий тиск, мінімальну відстань 4 UA 100845 C2 5 10 15 20 25 підбарабання від обертового елемента й максимальну відстань підбарабання від обертового елемента; підтримують тиск робочої рідини у гідравлічній опірній системі підбарабання, яка підтримує підбарабання, практично при зазначеному заданому тиску, коли зазначене підбарабання встановлюють у положення між зазначеною мінімальною відстанню й зазначеною максимальною відстанню, коли матеріал сільськогосподарської культури транспортують між підбарабанням і обертовим елементом; вимірюють тиск робочої рідини і, коли підбарабання відходить від ротора на відстань більшу, ніж задана, підвищують тиск з метою підтримувати відстань підбарабання від обертового елемента так, щоб вона не перевищувала задану максимальну відстань; переміщають підбарабання від обертового елемента за зазначену максимальну відстань, якщо тиск перевищує задане значення. 8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що включає також стадію, на якій зазначене підбарабання встановлюють не ближче до зазначеного обертового елемента, ніж на зазначеній мінімальній відстані. 9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що включає також стадію, на якій зазначений тиск робочої рідини підвищують залежно від наближення зазначеного підбарабання до зазначеної максимальної відстані. 10. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що включає також стадію, на якій, якщо виявляють одне з наступного: блокування й грудку, підбарабання переміщають на відстань, більшу за зазначену максимальну відстань. 11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що включає також стадію, на якій зазначене підбарабання повертають у положення між зазначеною мінімальною відстанню й зазначеною максимальною відстанню. 12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що зазначену стадію повернення здійснюють або після заданого часу після зазначеної стадії переміщення, або після виявлення, що одне з наступного: блокування й грудка, пройшло зазначене підбарабання. 13. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що при виявленні одного з наступного: блокування або грудки, вимірюють швидкість зміни положення підбарабання. 14. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що при виявленні одного з наступного: блокування або грудки, вимірюють швидкість зміни зазначеного гідравлічного тиску. 5 UA 100845 C2 6 UA 100845 C2 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 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