Система изменения частоты собственных колебаний секций почвообрабатывающего орудия Российский патент 2024 года по МПК A01B63/00 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения и может быть использовано для автоматической настройки рабочих почвообрабатывающих орудий, секций чизельно-дисковых орудий, именуемых также чизельно-дисковые агрегаты (ЧДА), на резонансный режим работы.

Известно устройство и способ определения и защиты телескопического гидравлического цилиндра подъемного крана. Устройство для определения и защиты телескопического гидравлического цилиндра подъемного крана, содержащее датчик давления в большой полости, датчик давления в малой полости, контроллер, телескопический гидравлический цилиндр, и регулятор телескопического гидравлического цилиндра, при этом датчик давления в большой полости соответственно соединен с телескопическим гидравлическим цилиндром и контроллером; датчик давления в малой полости соответственно соединен с телескопическим гидравлическим цилиндром и контроллером; контроллер соединен с регулятором телескопического гидравлического цилиндра; регулятор телескопического гидравлического цилиндра соединен с телескопическим гидравлическим цилиндром (Патент на изобретение RU 2 664 030 С1, опубл. 14.08.2018 Бюл. №23).

Известно устройство комбинированного чизельно-дискового культиватора ЧДА-7 VELES, которое предназначено для основной обработки почвы без оборота пласта на глубину до 30 см, ухода за парами, предпосевной обработки почвы. Культиватор VELES является энергосберегающим, противоэрозионным орудием, уничтожающим сорняки и сохраняющим влагу в почве. Ширина захвата 7000 мм. Агрегатируется с трактором мощностью 360-420 л.с. Перевод в транспортное и рабочее положение полностью механизирован, выполняется одним механизатором. Производительность 10,5 га/час.

В рассматриваемой конструкции применена система гидравлической защиты рабочих секций от перегрузки. В состав гидравлической системы входит: гидравлические рукава с соединительными муфтами, выполненных в виде тройников; узел манометра; гидроаккумуляторы; гидравлические цилиндры, установленные на каждую рабочую секцию ЧДА. В гидравлической защите рабочих секций предусмотрена регулировка усилия срабатывания гидроцилиндра в зависимости от типа почвы и условий работы. Регулировка осуществляется за счет изменения давления в гидравлическом контуре.

К недостаткам можно отнести отсутствие в рассматриваемой конструкции адаптивной системы регулировки давления в гидравлическом контуре, позволяющей автоматически настраивать в рабочих секциях необходимое давление.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство, которое состоит из шарнирного четырехугольника, имеющего в комбинации одну сторону, неподвижную, противоположную сторону с закрепленным рабочим органов, при этом четырехугольник соединен посредством соединений с гидравлическим цилиндром, при этом указанный цилиндр находится в расширенном закрытом гидравлическом контуре, в гидравлическом контуре имеется манометр и распределитель, способный открывать указанный контур. (Патент №FR 2832203 А1).

К недостаткам можно отнести сложность кинематической связи конструкции.

Задачей изобретения является автоматическая настройка давления в гидравлической системе рабочих секций почвообрабатывающих орудий.

Техническим результатом изобретения является проведение автоматической настройки давления в гидравлической системе рабочих секций почвообрабатывающих орудий на резонансный режим работы с поддержанием данного режима при изменяющихся физико-механических характеристиках почвенного фона.

Технический результат достигается системой изменения частоты собственных колебаний секций почвообрабатывающего орудия, включающей гидравлическую систему, состоящую из гидравлических рукавов с соединительными муфтами, выполненных в виде тройников, узел манометра, гидроаккумуляторы, гидравлические цилиндры, установленные на каждую стойку рабочей секции почвообрабатывающего орудия, при этом на стойке рабочей секции почвообрабатывающего орудия устанавливается акселерометр с действительным диапазоном линейной работы не менее 10 g и частотным диапазоном 10,5-13,5 Гц для регистрации значений горизонтальных ускорений секции в продольном направлении с погрешностью чувствительности не более 2,5% в полном температурном диапазоне - 10-90°С, узел манометра с гидравлическим краном оборудован системой сервопривода Ya-AVO01, позволяющей снижать давление в гидравлической системе с минимальным шагом 0,12-0,14 бар, и связанной с системой управления посредством электропроводов, при этом система управления запитана от электросети трактора и состоит из блока питания и микроконтроллера ESP8266.

Изобретение поясняется чертежами.

На фигуре 1 показана система изменения частоты собственных колебаний секций почвообрабатывающего орудия. ЗУ - задающее устройство, СУ - сравнивающее устройство (микроконтроллер); ИМ - исполнительный механизм; ОУ - объект управления; ИУ - измерительное устройство.

Предлагаемая система работает следующим образом. При переводе почвообрабатывающего орудия в рабочее положение путем открытия крана, установленного перед манометром, создается рабочее давление в контуре гидравлической системы защиты стоек (80-100 бар). В начале движения по поверхности поля микроконтроллер ESP8266 считывает сигнал, поступающий с акселерометра (датчика ускорения) стойки. Если величина сигнала не соответствует заданной полосе значений ускорения рабочей секции, микроконтроллер ESP8266 подает кратковременный сигнал на сервопривод гидравлического крана, что приводит к повороту запорного шара крана на расчетный угол. Открытое положение крана позволяет осуществить сброс рабочей жидкости в контуре защиты стоек в контур складывания секций, и тем самым уменьшить рабочее давление в контуре защиты стоек. Следующий сигнал микроконтроллер ESP8266 подает на закрытие крана. Время между двумя сигналами, а также величина угла поворота запорного шара оптимизируется таким образом, чтобы за один цикл «открытия-закрытия» крана давление в контуре защиты снижалось с минимальным шагом 0,12 - 0,14 бар. При новом значении величины давления в контуре защиты происходит новая регистрация сигнала с акселерометра (датчика ускорения) микроконтроллера ESP8266. Данный алгоритм будет продолжаться до тех пор, пока уровень сигнала с акселерометра (датчика ускорения) не будет соответствовать заданной расчетной величине.

На основании анализа гидравлической схемы управления рабочими секциями почвообрабатывающего орудия предложена система изменения частоты собственных колебаний секций почвообрабатывающего орудия, включающая в себя: блока питания, микроконтроллера ESP8266, узел манометра с гидравлическим краном, оборудованным системой сервопривода Ya-AVO01, секция почвообрабатывающего орудия, оборудованная акселерометром (датчиком ускорения).

Предлагаемая система позволяет проводить автоматическую настройку рабочих секций почвообрабатывающего орудия на резонансный режим работы, и поддерживать данный режим при изменяющихся физико-механических характеристиках почвенного фона.

Пример конкретного выполнения 1.

Система изменения частоты собственных колебаний секций почвообрабатывающего орудия включает гидравлическую систему, состоящую из гидравлических рукавов с соединительными муфтами, выполненных в виде тройников, узел манометра, гидроаккумуляторы, гидравлические цилиндры, установленные на каждую стойку рабочей секции почвообрабатывающего орудия.

На стойке рабочей секции почвообрабатывающего орудия устанавливается акселерометр (датчик ускорения) с действительным диапазоном линейной работы не менее 10 g и частотным диапазоном 10,5 Гц для регистрации значений горизонтальных ускорений секции в продольном направлении с погрешностью чувствительности не более 2,5% при температуре -10°С.

Узел манометра с гидравлическим краном оборудован системой сервопривода Ya-AVO01, позволяющей снижать давление в гидравлической системе с минимальным шагом 0,12 бар, и связанной с системой управления посредством электропроводов, при этом система управления запитана от электросети трактора и состоит из блока питания и микроконтроллера ESP8266.

Пример конкретного выполнения 2.

Система изменения частоты собственных колебаний секций почвообрабатывающего орудия включает гидравлическую систему, состоящую из гидравлических рукавов с соединительными муфтами, выполненных в виде тройников, узел манометра, гидроаккумуляторы, гидравлические цилиндры, установленные на каждую стойку рабочей секции почвообрабатывающего орудия.

На стойке рабочей секции почвообрабатывающего орудия устанавливается акселерометр (датчик ускорения) с действительным диапазоном линейной работы не менее 10 g и частотным диапазоном 13,5 Гц для регистрации значений горизонтальных ускорений секции в продольном направлении с погрешностью чувствительности не более 2,5% при температуре 90°С.

Узел манометра с гидравлическим краном оборудован системой сервопривода Ya-AVO01, позволяющей снижать давление в гидравлической системе с минимальным шагом 0,14 бар, и связанной с системой управления посредством электропроводов, при этом система управления запитана от электросети трактора и состоит из блока питания и микроконтроллера ESP8266.

Таким образом, заявленная система изменения частоты собственных колебаний секций почвообрабатывающего орудия проводит автоматическую настройку давления в гидравлической системе рабочих секций почвообрабатывающих орудий на резонансный режим работы с поддержанием данного режима при изменяющихся физико-механических характеристиках почвенного фона.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения. Система включает гидравлическую систему, состоящую из гидравлических рукавов с соединительными муфтами, выполненных в виде тройников, узел манометра, гидроаккумуляторы, гидравлические цилиндры, установленные на каждую стойку рабочей секции почвообрабатывающего орудия. На стойке рабочей секции почвообрабатывающего орудия установлен датчик ускорения с действительным диапазоном линейной работы не менее 10 g и частотным диапазоном 10,5-13,5 Гц для регистрации значений горизонтальных ускорений секции в продольном направлении с погрешностью чувствительности не более 2,5% в полном температурном диапазоне -10-90°С. Узел манометра с гидравлическим краном оборудован системой сервопривода Ya-AVO01, позволяющей снижать давление в гидравлической системе с минимальным шагом 0,12-0,14 бар и связанной с системой управления посредством электропроводов, при этом система управления запитана от электросети трактора и состоит из блока питания и микроконтроллера ESP8266. Изобретение обеспечивает автоматическую настройку давления в гидравлической системе рабочих секций почвообрабатывающих орудий на резонансный режим работы с поддержанием данного режима при изменяющихся физико-механических характеристиках почвенного фона. 1 ил.

Система изменения частоты собственных колебаний секций почвообрабатывающего орудия, включающая гидравлическую систему, состоящую из гидравлических рукавов с соединительными муфтами, выполненных в виде тройников, узел манометра, гидроаккумуляторы, гидравлические цилиндры, установленные на каждую стойку рабочей секции почвообрабатывающего орудия, отличающаяся тем, что на стойке рабочей секции почвообрабатывающего орудия устанавливается датчик ускорения с действительным диапазоном линейной работы не менее 10 g и частотным диапазоном 10,5-13,5 Гц для регистрации значений горизонтальных ускорений секции в продольном направлении с погрешностью чувствительности не более 2,5% в температурном диапазоне 10-90°С, узел манометра с гидравлическим краном оборудован системой сервопривода Ya-AVO01, позволяющей снижать давление в гидравлической системе с минимальным шагом 0,12-0,14 бар и связанной с системой управления посредством электропроводов, при этом система управления запитана от электросети трактора и состоит из блока питания и микроконтроллера ESP8266.