СИЛОСОУБОРОЧНЫЙ КОМБАЙН Российский патент 2015 года по МПК A01D43/08 

Изобретение относится к самоходным силосоуборочным комбайнам, в частности, к торможению измельчающего барабана силосоуборочного комбайна при выключении привода измельчающего барабана.

По причине большой инерции и высокой частоты вращения таких измельчающих барабанов часто требуется 50 секунд и более для остановки барабана, когда привод барабана выключается, что представляет опасность и создает высокий риск получения травм.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы, по меньшей мере, уменьшить вышеуказанную проблему.

Таким образом, согласно настоящему изобретению предлагается система торможения вращающегося измельчающего барабана силосоуборочного комбайна, приводимого в движение двигателем с помощью приводного механизма, содержащего разъединительную муфту; при этом приводной механизм также приводит в движение первый насос, который соединен с барабаном и перекачивает жидкость по гидравлическому контуру, включающему в себя открываемый ограничитель и двигатель, приводимый в действие первым насосом, при этом двигатель приводит в действие подающие вальцы силосоуборочного комбайна, подающие растения в измельчающий барабан. Система выполнена с возможностью торможения измельчающего барабана посредством отсоединения муфты и управления первым насосом для перекачивания жидкости по контуру через открываемый ограничитель, когда барабан продолжает вращаться, с целью преобразования энергии вращающегося барабана в тепло, так, чтобы при отсоединении муфты прекращалась подача жидкости из первого насоса к двигателю подающих вальцов, и жидкость, перекачиваемая по контуру первым насосом, отводилась через открываемый ограничитель.

Было установлено, что за счет использования вышеуказанной тормозной конструкции время торможения барабана до остановки уменьшается приблизительно от одной минуты до менее чем десяти секунд.

В предпочтительной конструкции открываемый ограничитель представляет собой предохранительный клапан. Подача жидкости из первого насоса к двигателю подающих вальцов прекращается с помощью двухпозиционного электромагнитного клапана сброса давления, который направляет поток жидкости от первого насоса в сборник системы через ограничитель и, таким образом, приводит в действие перепускной клапан с сервоуправлением для отвода основного потока от первого насоса через открываемый ограничитель.

При отсоединении муфты уровень давления подпитки первого насоса, как правило, 2,5 МПа (25 бар), падает ниже данного значения, как только частота вращения первого насоса падает ниже 500 об/мин. Для поддержания уровня давления подпитки 2,5 МПа (25 бар) для первого насоса при частоте вращения насоса ниже 500 об/мин может использоваться второй насос, приводимый в движение от двигателя.

Давление подпитки второго насоса связано с давлением подпитки первого насоса через электромагнитный клапан.

Система также может включать в себя функцию быстрого останова двигателя подающих вальцов; функция быстрого останова включает в себя устройство обнаружения посторонних тел, движущихся в подающих вальцах в направлении измельчающего барабана, блок управления, который, когда он получает сигнал от устройства обнаружения, подает сигнал для открытия второго электромагнитного клапана сброса давления с целью открытия соединения между питающей линией первого насоса и сборником контура через второй ограничитель, при этом снижение давление в линии со сборником второго ограничителя приводит в действие перепускной клапан для отвода основного потока жидкости от первого насоса к возвратной линии первого насоса и также приводит в действие тормозной клапан, который перекрывает поток жидкости от двигателя подающих вальцов к возвратной линии и назад к первому насосу для торможения вращения двигателя подающих вальцов.

Первый насос может приводиться в действие в обратном направлении для приведения в действие подающих вальцов в обратном направлении и обеспечения удаления постороннего тела из них.

Настоящее изобретение будет описано только в качестве примера со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:

на фиг.1 схематично показана компоновка силосоуборочного комбайна, которая включает в себя систему торможения измельчающего барабана согласно настоящему изобретению;

на фиг.2 схематично показана приводная линия измельчающего барабана и подающих вальцов силосоуборочного комбайна, изображенного на фиг.1; и

на фиг.3 показан контур гидравлического питания, который приводит в действие подающие вальцы и тормоз измельчающего барабана.

Как показано на фиг.1, силосоуборочный комбайн 10 содержит кабину 10а и двигатель 11, который приводит в действие коробку 12 передач, которая приводит в движение колеса 13 комбайна с помощью замкнутого контура с гидравлическим насосом и гидравлическим двигателем, показанного на фиг.2 и 3. Коробка 12 передач также приводит в движение измельчающий барабан 14 и вытяжной вентилятор 15 с помощью ременной передачи 16. Растения подаются в измельчающий барабан 14 с помощью стандартной жатки 17 и подающих вальцов 18, которые приводятся в действие приводным устройством, показанным на фиг.2. Измельчающий барабан имеет расположенные по окружности ножи 14b, которые взаимодействуют с неподвижной режущей пластиной 14а для резки собранных растений на короткие части.

После обработки растений с помощью измельчающего барабана 14 и соединенной с ним режущей пластины 14а они под действием вентилятора 15 подаются в разгрузочный рукав 19 и далее в стандартную поворотную разгрузочную трубу 20, которая направляет растения в грузовик или другое транспортное средство, движущееся рядом с силосоуборочным комбайном.

На фиг.2 показан приводной механизм для измельчающего барабана 14 и подающих вальцов 18. Двигатель 11 приводит в движение измельчающий барабан 14 с помощью разъединительной муфты 21, конических шестерней 22 и 23, приводного вала 24 и шкивов 25 и 26, которые соединены приводным ремнем 27. Таким образом, приведение в действие измельчающего барабана 14 двигателем 11 является полностью механическим, но при необходимости может использоваться гидравлическая линия.

Подающие вальцы 18 приводятся в действие первым гидравлическим насосом 28 с переменным рабочим объемом, который приводится в действие валом 24, при этом насос 28 приводит в действие двигатель 29 постоянного рабочего объема с помощью контура 30 управления тормозом измельчающего барабана и контура 31 управления быстрым остановом подающих вальцов. Эти контуры детально показаны на фиг.3. Двигатель 29 приводит в действие подающие вальцы 18 посредством двухскоростной коробки 29а передач и системы шестерней 32 и 33, соответственно.

Хорошо известно, что путем изменения частоты вращения подающих вальцов 18, которые, в свою очередь, изменяют скорость, с которой растения подаются в измельчающий барабан, вращающийся, по существу, с постоянной частотой вращения, может изменяться длина измельченных частей растений. Чем выше частота вращения подающих вальцов, тем больше длина измельченных частей растений.

Комбинация насоса 28 с переменным рабочим объемом, двигателя 29 постоянного рабочего объема и коробки 29а передач обеспечивает достаточное изменение частоты вращения подающих вальцов 18, так чтобы, например, при уборке кукурузы получать измельченные части длиной 4-10 мм, а при уборке травы получать измельченные части длиной до 20 мм.

Кроме того, предусмотрены насосы 34 и 35, которые приводятся в действие механическим двигателем 11 посредством коробки 12 передач. Насос 34 соединен с гидравлическими тяговыми двигателями (не показаны), связанными с колесами силосоуборочного комбайна для его перемещения по земле. Насос 35 является питающим насосом, который при необходимости может быть соединен с контуром подпитки первого насоса 28 через двухпозиционный электромагнитный клапан 36. Насос 35 поддерживает давление подпитки насоса 28, когда он соединен с контуром подпитки насоса 28 через клапан 36. Дополнительный насос 50, который также приводится в действие валом 24, приводит в действие жатку 17.

Как показано на фиг.3, контур 30 управления тормозом измельчающего барабана включает в себя электромагнитный клапан 37 сброса давления, который обычно закрыт, но в открытом положении сбрасывает гидравлическое давление из линии А контура на фиг.3 в сборник 38 контура. Контур 30 управления тормозом измельчающего барабана также включает в себя двухпозиционный клапан 39 с сервоуправлением и предохранительный клапан 40.

Контур 31 управления быстрым остановом подающих вальцов включает в себя второй электромагнитный клапан 41 сброса давления, который в открытом состоянии выпускает жидкость в сборник 38 контура, и двухпозиционный перепускной клапан 42 с сервоуправлением (который также имеет ручное управление), присоединенный между выпускной линией А и возвратной линией В насоса 28. Также дополнительный клапан 43 регулирования давления соединяет линии А и В, а в возвратной линии В установлен двухпозиционный тормозной клапан 44 с сервоуправлением. Тормозной клапан 44 или пропускает поток через линию В в обоих направлениях, или пропускает поток только от насоса 28 по линии В, когда подающие вальцы движутся в обратном направлении.

Согласно настоящему изобретению функция управления тормозом измельчающего барабана осуществляется следующим образом.

Когда водитель силосоуборочного комбайна решает отключить привод измельчающего барабана 14, он приводит в действие соответствующее средство управления, которое расположено в кабине 10а силосоуборочного комбайна и которое отсоединяет муфту 21, а также приводит в действие электромагнит 37а электромагнитного клапана 37 сброса давления для соединения питающей линии А со сборником 38 системы и электромагнит 36а двухпозиционного клапана 36 для соединения питающего насоса 35 с контуром подпитки насоса 28, чтобы давление подпитки насоса 28 поддерживалось на уровне примерно 2,5 МПа (примерно 25 бар), когда частота вращения насоса 28 падает. Благодаря наличию ограничителя 45 давление в линии со сборником ограничителя 45 падает до уровня давления в сборнике, что приводит в действие клапан 39 с сервоуправлением для отсоединения линии А от двигателя 29 и соединяет ее с линией В через предохранительный клапан 40. Отсоединение линии А от двигателя 29 через клапан 39 отсоединяет привод подающих вальцов 18, что является важной отличительной характеристикой безопасной эксплуатации согласно настоящему изобретению, поскольку она обеспечивает, что подающие вальцы не могут быть повторно запущены из-за непрерывной работы насоса 28.

Когда муфта 21 находится в отсоединенном состоянии, насос 28 продолжает перекачивать жидкость через предохранительный клапан 40 (который отрегулирован на уровень приблизительно 20 МПа (приблизительно 200 бар)), преобразуя энергию от вращающегося измельчающего барабана 14 и присоединенного насоса 28 в тепло, когда жидкость в контуре на фиг.3 перекачивается через предохранительный клапан 40 и назад к насосу 28 через возвратную линию В.

Это создает высокий уровень торможения измельчающего барабана 14, который соединен с насосом 28 посредством вала 24, и, таким образом, время торможения вращения измельчающего барабана до останова значительно уменьшается приблизительно от одной минуты до 10 секунд и менее.

Следует принять во внимание, что в описанном примере функционирование контура 31 управления быстрым остановом подающих вальцов тесно связано с функционированием контура 30 управления тормозом измельчающего барабана, поскольку два этих контура взаимосвязаны. Следует понимать, что конкретный силосоуборочный комбайн может иметь контур 30 без контура 31 или контур 31 без контура 30.

Рядом с подающими вальцами 18 расположено устройство 45 обнаружения посторонних тел для обнаружения металлических или других посторонних тел, которые попадают в подающие вальцы и которые могут серьезно повредить измельчающий барабан в случае, если они достигнут барабана и связанной с ним режущей пластины 14а. Это устройство 45 обнаружения соединено с общей системой 46 управления, которая управляет работой контура 30 управления тормозом измельчающего барабана и контура 31 управления быстрым остановом подающих вальцов вместе с электромагнитным клапаном 36, как схематично показано на фиг.2. Общая система 36 управления также принимает командные входные сигналы от водителя с помощью одного или нескольких входных устройств, схематично показанных на фиг.2 под ссылочным номером 47.

Таким образом, когда устройство 45 обнаружения посылает сигнал в общую систему 46 управления, указывающий на то, что в подающие вальцы 18 попало постороннее тело, система 46 управления приводит в действие электромагнит 41а клапана 41 сброса давления для соединения питающей линии А со сборником 38 через ограничитель 47. Давление в линии со сборником ограничителя 47 падает до уровня давления в сборнике, что приводит в действие перепускной клапан 42 с сервоуправлением для отведения потока из линии А в линию В через соединение 48. Кроме того, более высокий уровень давления в линии 49 приводит в действие тормозной клапан 44 с сервоуправлением для перекрытия потока жидкости в линии В к насосу 28 и, таким образом, поддержания высокого давления в возвратной линии В между двигателем 29 и тормозным клапаном 44, вопреки которому двигатель, соединенный с подающими валками 18, пытается вращаться. Это создает эффект быстрого торможения двигателя 29, которое, в свою очередь, быстро останавливает вращение подающих вальцов 18, прежде чем постороннее тело достигнет измельчающего барабана 14.

Как указано выше, подающие вальцы 18 могут приводиться в движение в обратном направлении для удаления из них посторонних тел посредством изменения режима работы насоса 28 на реверсный, так чтобы линия В стала питающей линией насоса 29, а линия А - возвратной линией насоса 28. При эксплуатации в реверсивном режиме отсутствует необходимость в том, чтобы контур 30 управления тормозом измельчающего барабана или контур 31 управления быстрым остановом находились в рабочем состоянии.

Таким образом, настоящее изобретение предлагает контур 30 управления тормозом измельчающего барабана, который может значительно уменьшить время останова измельчающего барабана посредством установки насоса 28, который при нормальных условиях приводит в действие подающие вальцы 18, но соединен с измельчающим барабаном 14 для перекачивания жидкости при высоком давлении через предохранительный клапан 40 с целью преобразования энергии вращающегося барабана измельчителя в тепло.

Также предусмотрен взаимосвязанный контур управления быстрым остановом подающих вальцов.

Следует принять во внимание, что насос 28 может быть предназначен для перекачивания жидкости через открываемый ограничитель другой формы вместо предохранительного клапана 40. Например, могут использоваться предохранительные клапаны, которые обычно устанавливаются в насосе 28 с замкнутым контуром. Как вариант, предохранительный клапан 40 может быть заменен нерегулируемым отверстием, регулируемым отверстием, дросселем или предохранительным клапаном с электронной регулировкой. В качестве другой альтернативы может использоваться гидравлический аккумулятор для хранения жидкости вместо сбрасывания жидкости в сборник 38, так чтобы гидравлическая энергия, сохраняемая в аккумуляторе, могла использоваться повторно.

Кроме того, контур 30 торможения барабана может использоваться без контура 31 быстрого останова, и два контура могут использоваться независимо и могут быть расположены в различных местах силосоуборочного комбайна.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения. Система торможения вращающегося измельчающего барабана силосоуборочного комбайна включает приводной механизм. Приводной механизм содержит разъединительную муфту и приводит в действие первый насос. Первый насос соединен с барабаном. Первый насос перекачивает жидкость по гидравлическому контуру, включающему открываемый ограничитель. Первый насос приводит в действие двигатель подающих вальцов. Муфта выполнена с возможностью разъединения и прекращения подачи жидкости от первого насоса к двигателю подающих вальцов. Открываемый ограничитель выполнен с возможностью отвода жидкости при разъединении муфты. Обеспечивается сокращение времени торможения измельчающего барабана. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Система торможения вращающегося измельчающего барабана (14) силосоуборочного комбайна (10), приводимого в движение двигателем (11) с помощью приводного механизма, содержащего разъединительную муфту (21) и также приводящего в действие первый насос (28), соединенный с барабаном и перекачивающий жидкость по гидравлическому контуру, включающему в себя открываемый ограничитель (40) и приводимый в действие первым насосом двигатель (29), приводящий в движение вальцы (18) силосоуборочного комбайна, подающие растения в измельчающий барабан, выполненная с возможностью торможения измельчающего барабана (14) посредством отсоединения муфты (21) и управления первым насосом (28) для перекачивания жидкости по контуру через открываемый ограничитель (40), когда барабан продолжает вращаться, с целью преобразования энергии его вращения в тепло так, чтобы при разъединении муфты (21) прекращалась подача жидкости от первого насоса (28) к двигателю (29) подающих вальцов, и жидкость, перекачиваемая по контуру первым насосом, отводилась через открываемый ограничитель (40).

2. Система по п.1, в которой подача жидкости от первого насоса (28) к двигателю подающих вальцов прекращается с помощью электромагнитного двухпозиционного клапана (37) сброса давления, направляющего поток жидкости от первого насоса в сборник (38) системы через ограничитель (45) и, таким образом, приводящего в действие перепускной клапан (39) с сервоуправлением для отвода основного потока от первого насоса через открываемый ограничитель (40).

3. Система по п.1, в которой при отсоединении муфты (21) уровень давления подпитки первого насоса (28) поддерживается давлением подпитки второго насоса (35), приводимого в действие двигателем.

4. Система по п.2, в которой при отсоединении муфты (21) уровень давления подпитки первого насоса (28) поддерживается давлением подпитки второго насоса (35), приводимого в действие двигателем.

5. Система по п.3, в которой давление подпитки второго насоса (35) связано с давлением подпитки первого насоса (28) посредством электромагнитного клапана (36).

6. Система по п.4, в которой давление подпитки второго насоса (35) связано с давлением подпитки первого насоса (28) посредством электромагнитного клапана (36).

7. Система по любому из пп.1-6, содержащая функциональный блок быстрого останова двигателя (29) подающих вальцов, включающий в себя устройство (45) обнаружения посторонних тел, движущихся в подающие вальцы (18) в направлении измельчающего барабана (14), блок (46) управления, который при получении сигнала от устройства (45) обнаружения подает сигнал для открытия второго электромагнитного клапана (41) сброса давления с целью открытия соединения между питающей линией А первого насоса (28) и сборником (38) контура через второй ограничитель (47); при этом снижение давления в линии со сборником второго ограничителя приводит в действие перепускной клапан (42) для отвода основного потока жидкости от первого насоса к возвратной линии (В) первого насоса и также приводит в действие тормозной клапан (44) для перекрытия потока жидкости от двигателя (29) подающих вальцов к возвратной линии (В) и назад к первому насосу (28) для торможения вращения двигателя (29) подающих вальцов.

8. Система по п.7, в которой первый насос (28) выполнен с возможностью приведения в действие в обратном направлении для приведения в действие подающих вальцов (18) в обратном направлении и обеспечения удаления постороннего тела из них.

9. Система по любому из пп.1-6, 8, в которой открываемый ограничитель представляет собой предохранительный клапан (40).

10. Система по п.7, в которой открываемый ограничитель представляет собой предохранительный клапан (40).