Комбайн, состоящий из двух шарнирно сочлененных узлов - RU2237990C2

Чертежи

Показать все 16 чертежа(ей)

Описание

Отношение к исследованиям, спонсируемым из федерального бюджета

Не относится.

Предпосылки изобретения

Настоящее изобретение относится в целом к комбайнам и в особенности к комбайнам, состоящим из двух шарнирно сочлененных узлов (составным) и, в частности, имеющим усовершенствованный шарнир, улучшенные разгрузочные качества, усовершенствованные регулирование и систему рулевого управления и очень большую вместимость для накопления зерна.

Обычно современный сельскохозяйственный комбайн выгружает или перегружает очищенное зерно из своего бортового накопительного бункера с использованием шнека постоянной длины, который поворачивается на определенный радиус и поднимается по определенной дуге из своего сложенного положения, причем при нахождении в сложенном положении шнек направлен в сторону задней части комбайна. Шнек, в свою очередь, обычно приводится в действие механическим устройством, включающим ремни, цепи, муфту сцепления и коробку передач. Разгрузочный шнек в большинстве конструкций комбайнов поворачивается влево от водителя. Длина шнека обычно ограничена фактическим расстоянием, на которое он может выступать за заднюю часть комбайна в сложенном положении без создания серьезных помех для маневрирования.

Поскольку размеры бортовых бункеров и производительность комбайнов за последнее время возросли, время, необходимое для маневрирования вблизи прицепов или грузовиков, в которые перегружается зерно, и время перегрузки зерна стали главной составляющей общего времени уборки урожая. Вместимость зерновых бункеров обычных комбайнов составляет от 8,8 до 10,5 м³ (250-300 бушелей), а пропускная способность шнека - от 0,07 до 0,09 м³/с (от 1,9 до 2,6 бушелей в секунду).

Время разгрузки бункера обычно составляет около 2-3 минут при максимальной скорости работы разгрузочного шнека, и 1-2 минуты занимает маневрирование комбайна около грузовика или прицепа для занятия оптимального для разгрузки положения. Когда загрузка грузовика или прицепа, в который перегружается зерно, близится к концу, часто приходится менять положение комбайна и уменьшать скорость работы шнека ниже максимальной. Так как пропускная способность современных комбайнов при уборке зерна достигает 105,7 м³/ч (3000 бушелей в час), разгрузочный цикл должен повторяться каждые 8-10 минут. Поэтому общее время разгрузки или время, когда не осуществляется непосредственная уборка зерна, вызывает значительное снижение общей производительности зерноуборочного процесса.

С этой потерей производительности можно бороться, подключив второго водителя, следующего по полю за комбайном на тракторе с прицепом для разгрузки бортового бункера комбайна без остановки уборочного процесса. Альтернативно, для сокращения числа разгрузочных циклов и по меньшей мере удвоения скорости, с которой зерно выгружается в приемное транспортное средство, можно использовать комбайн, соединенный с зерновым прицепом.

Разгрузка комбайнов в дорожные грузовые автомобили с полуприцепами получила широкое распространение на практике в отличие от сельскохозяйственных прицепов, использовавшихся в прошлом. Эти дорожные грузовики обычно ставят на обочине дороги, а не на поле, где работает комбайн. Эта неизбежная практика почти всегда приводит к тому, что комбайн и грузовик стоят на различных уровнях. Дорожные грузовики также сами по себе имеют различную высоту. Эти два условия создают большое разнообразие в выборе оптимального уровня расположения выгрузного места разгрузочного устройства комбайна. Производители комбайнов попытались подойти к решению данной проблемы путем создания еще более длинных шнеков и большей фиксированной дуги поворота. Однако для обеих этих величин существует предел. Выгрузное место часто расположено слишком высоко, слишком низко, слишком далеко от комбайна или слишком близко к нему для оптимальных условий загрузки грузовика. Такие условия требуют изменения положения комбайна относительно загружаемого им транспортного средства при выгрузке.

Существующие разгрузочные устройства комбайна могут производить разгрузку только с одной стороны комбайна. Это требует частых разворотов комбайна на 180° для его расположения со стороны, необходимой для выгрузки зерна в грузовик. Это также означает, что комбайн может разгружаться в движущийся зерновой прицеп при перемещении по полю только в одном направлении, так как доступу к комбайну с одной из сторон фактически всегда мешает еще неубранный урожай.

В процессе завершения выгрузки зерна или полной загрузки грузовика или прицепа водителю необходимо совершать медленные перемещения комбайна назад или вперед. Вдобавок к тому, что комбайн сам по себе является громоздким, его еще нужно размещать почти идеально параллельно принимающему транспортному средству, в противном случае необходимо делать остановку и корректировать положение. Отсутствие параллельности часто не может быть компенсировано перемещением шнека из-за его фиксированной дуги поворота.

Сельскохозяйственный комбайн должен удовлетворять многим требованиям, предъявляемым к его рулевому управлению. Точное регулирование необходимо при направлении рядных уборочных агрегатов, например кукурузоуборочной приставки к зернокомбайну, сквозь ряды зерновой культуры. Когда комбайн достигает края поля, ему для продолжения движения по полю в обратном направлении для уборки злаков, непосредственно примыкающих к только что законченному ряду или полосе, необходимо совершить крутой разворот. Наряду со своими полевыми характеристиками это большое транспортное средство должно быть также хорошо управляемым на шоссе при движении со скоростью около 32 км/ч (20 миль в час) и при крутых поворотах. Другой проблемой, связанной с рулевым управлением, является поворот малого радиуса для многоосного тяжелогруженого транспортного средства с большими шинами с одновременным сведением к минимуму проскальзывания шин в горизонтальном направлении, которое вызывает большие напряжения в подвеске, образует кучи земли на поле и приводит к повышенному износу шин.

Ранняя попытка создания комбайна, состоящего из двух шарнирно сочлененных узлов, изложена в патенте США №4317326. Проектная вместимость этого комбайна составляет примерно 12,7 м³ (360 бушелей), его разгрузочный механизм ограничен возможностью работы с одной стороны комбайна, а управление осуществляется только с помощью цилиндров усилителя рулевого механизма, расположенных у шарнирного соединения. До настоящего времени комбайны, состоящие из двух шарнирно сочлененных узлов, не выпускались серийно. Очевидно, что существует потребность в более маневренном, быстром и удобном комбайне, в котором были бы решены указанные выше и другие проблемы.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение направлено на решение проблем, подробно описанных выше, которое обеспечено путем создания комбайна, состоящего из двух шарнирно сочлененных узлов (составного) и имеющего, в частности, усовершенствованный шарнир, улучшенные разгрузочные качества, усовершенствованные регулирование, передачу зерна из переднего узла в зерновой бункер заднего узла и очень большую вместимость емкости для зерна. В общих чертах, одним аспектом настоящего изобретения является комбайн, предпочтительно состоящий из двух шарнирно сочлененных узлов, имеющий повышенную вместимость для накопления зерна и содержащий передний узел, включающий кабину водителя, двигатель, зерноуборочное устройство, зернопередаточное устройство и не имеющий бортового зернового бункера, и задний узел, шарнирно присоединенный к указанному переднему узлу и имеющий комплект управляемых ведущих колес или гусениц, бортовой зерновой бункер для приема зерна от указанного зернопередаточного устройства переднего узла и зерноразгрузочное устройство. Комплект колес заднего узла состоит из одной колесной пары или нескольких колесных пар.

Другим аспектом настоящего изобретения является шарнир самоходного транспортного средства, такого как комбайн, состоящего из двух шарнирно сочлененных узлов, переднего и заднего, для присоединения переднего узла к заднему узлу. Этот шарнир содержит верхний рамный элемент, закрепленный на переднем узле и на своей нижней стороне имеющий выемку, и нижний рамный элемент, закрепленный на переднем узле, имеющий на своей верхней стороне выемку и по вертикали расположенный на некотором расстоянии от верхнего рамного элемента ниже него, так что указанные выемки совмещены по вертикали. Шарнир также содержит вал, закрепленный на заднем узле, и устройство для удержания подшипников, закрепленное на конце указанного вала и расположенное между указанными выемками. Это устройство содержит внешнее кольцо, окружающее внутреннюю втулку, присоединенную к валу упорными подшипниками, вставленными между указанным кольцом и втулкой, причем внутренняя втулка вращается вместе с валом относительно внешнего кольца. Устройство для удержания подшипников также содержит два выступа, расположенных на внешнем кольце, входящих в указанные верхнюю и нижнюю выемки и связанных с коническими роликовыми подшипниками с обеспечением возможности поворота внешнего кольца вместе с валом по отношению к переднему узлу. Особенность этой конструкции заключается в том, что шарнир является жестким в направлении продольной оси, образованной вдоль рамных элементов переднего узла и валом заднего узла. В предпочтительном случае два поворотных цилиндра усилителя рулевого механизма расположены по обеим сторонам шарнира.

Еще одним аспектом настоящего изобретения является усовершенствованный комбайн, который состоит из двух шарнирно сочлененных узлов, переднего и заднего, соединенных шарниром, и усовершенствование которого заключается в передаче очищенного зерна из переднего узла к заднему узлу. Этот комбайн состоит из заднего узла, имеющего переднюю часть, и переднего узла, имеющего заднюю часть, при этом обе указанные части согласованы друг с другом по форме и изогнуты в соответствии с радиусом шарнирного поворота комбайна. Передняя часть заднего узла имеет выполненный в ней горизонтальный паз. Зернопередаточное устройство имеет удлиненный выпускной конец, входящий в указанный горизонтальный паз передней части заднего узла для обеспечения возможности передачи зерна в бортовой зерновой бункер заднего узла при повороте переднего и заднего узлов вокруг указанного шарнира, соединяющего передний и задний узлы.

Еще одним аспектом настоящего изобретения является зерноразгрузочное устройство для выгрузки очищенного зерна из зернового бункера комбайна, содержащее раздвижное устройство для перемещения зерна, состоящее из ближнего зернопередающего устройства и периферийного зернопередающего устройства. Ближнее зернопередающее устройство прикреплено к зерновому бункеру с возможностью поворота для перемещения на обе стороны указанного бункера и для перемещения в вертикальном направлении. Периферийное зернопередающее устройство соединено с ближним зернопередающим устройством с возможностью выдвижения и втягивания, и из него происходит выгрузка очищенного зерна из зерноразгрузочного устройства. В предпочтительном случае зернопередающее устройство является относительно вертикально стоящим, содержит шнек или ковшовый транспортер. Кроме того, вдоль нижней части зернового бункера могут располагаться два скребковых шнека для подачи зерна к указанному относительно вертикально стоящему зернопередающему устройству.

Еще одним аспектом изобретения является способ управления комбайном, состоящим из двух шарнирно сочлененных узлов, из которых передний узел имеет пару ведущих неуправляемых колес, а задний узел имеет по меньшей мере одну пару ведущих управляемых колес, при этом передний и задний узлы соединены двумя поворотными цилиндрами усилителя рулевого механизма, включающий: (а) инициирование поворота комбайна, при котором колесная пара заднего узла начинает поворот комбайна, и затем (b) инициирование перемещения указанных поворотных цилиндров усилителя рулевого механизма при приближении колесной пары заднего узла к своему максимальному углу поворота для выполнения указанного поворота комбайна. В предпочтительном случае в способе для выравнивания указанного транспортного средства после совершения им поворота указанные этапы выполняют в обратном порядке.

Еще одним аспектом изобретения является система рулевого управления комбайна, состоящего из двух шарнирно сочлененных узлов, из которых передний узел имеет пару ведущих неуправляемых колес, а задний узел имеет по меньшей мере одну пару ведущих управляемых колес, при этом между передним и задним узлами присоединены два поворотных цилиндра усилителя рулевого механизма и шарнир, соединяющий эти узлы, содержащая: (а) рулевое колесо, которое вначале приводит в действие колесную пару заднего узла для начала поворота комбайна; (b) датчики, связанные с колесной парой заднего узла и шарниром, и (с) регулятор, который связан с указанными датчиками и который при выявлении датчиком, связанным с колесной парой заднего узла, приближения этой пары к своему максимальному повороту начинает приведение в действие двух указанных поворотных цилиндров усилителя рулевого механизма для выполнения поворота. В предпочтительном случае в системе для выравнивания комбайна указанный регулятор вызывает возврат указанных двух поворотных цилиндров усилителя рулевого механизма в прямолинейное положение, а затем выравнивание колесной пары заднего узла. Рулевое колесо в системе приводит в действие переходный сервоклапан, приводящий в действие два гидравлических цилиндра, связанных с колесной парой заднего узла, и два указанных поворотных цилиндра усилителя рулевого механизма. В данной системе гидравлические цилиндры колесной пары заднего узла и два поворотных цилиндра усилителя рулевого механизма связаны с контрольными клапанами. В некоторых случаях система может содержать поворотный сервоклапан с ручным управлением, приводимый в действие водителем для приведения в действие двух поворотных цилиндров усилителя рулевого механизма. Кроме того, в системе может присутствовать регулятор, который выдает водителю комбайна данные о положении двух поворотных цилиндров усилителя рулевого механизма и колесной пары заднего узла.

Преимущества настоящего изобретения заключаются в конструкции комбайна, который предпочтительно состоит из двух шарнирно сочлененных узлов и вместимость для накопления зерна которого составляет от 17,6 до 35,2 м³ (от 500 до 1000 бушелей) или более. Другим преимуществом является создание состоящего из двух шарнирно сочлененных узлов комбайна, который может выгружать очищенное зерно с обеих сторон и который имеет уникальную систему регулирования. Еще одним преимуществом настоящего изобретения является уникальная система рулевого управления для комбайна, состоящего из двух шарнирно сочлененных узлов. Эти и другие преимущества будут очевидны для специалистов в данной области.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания сущности и целей настоящего изобретения ниже представлено подробное описание, приведенное со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 изображает вид сбоку предлагаемого комбайна (или уборочной машины) сверхбольшой вместимости, содержащего предлагаемый шарнир, способного передавать очищенное зерно из переднего узла в задний узел и обладающего новыми свойствами выгрузки очищенного зерна,

фиг.2 изображает вид сверху зерноуборочного комбайна, показанного на фиг.1,

фиг.3 изображает разрез по линии 3-3 на фиг.1,

фиг.4 изображает разрез по линии 4-4 на фиг.3,

фиг.5 изображает вариант выполнения комбайна, показанного на фиг.1, задний узел которого имеет один мост,

фиг.6 изображает вариант выполнения комбайна, показанного на фиг.1, задний узел которого имеет гусеничный движитель,

фиг.7 изображает вид сбоку с местным вырезом предлагаемого зерноразгрузочного устройства для передачи чистого зерна, показанного на фиг.1,

фиг.8 изображает частичный вид сбоку ручки управления, используемой для регулирования зерноразгрузочного устройства для передачи чистого зерна, показанного на фиг.7,

фиг.9 изображает вид сверху ручки управления, показанной на фиг.8,

фиг.10 изображает схему гидравлической системы управления вертикальным перемещением зернопередаточного устройства для передачи чистого зерна, показанного на фиг.7,

фиг.11 изображает схему гидравлической системы управления поворотом зернопередаточного устройства для передачи чистого зерна, показанного на фиг.7,

фиг.12 изображает схему гидравлической системы управления раздвижения/складывания зернопередаточного устройства для передачи чистого зерна, показанного на фиг.7,

фиг.13 изображает схему гидравлической системы управления скоростью зернопередаточного устройства для передачи чистого зерна, показанного на фиг.7,

фиг.14 изображает схему гидравлической системы рулевого управления предлагаемого комбайна, состоящего из двух шарнирно сочлененных узлов,

фиг.15 изображает вид сверху предлагаемого комбайна с альтернативным транспортерным устройством для подачи зерна из зернового бункера к предлагаемому зернопередаточному устройству для передачи чистого зерна,

фиг.16 изображает вид сбоку с местным вырезом альтернативного зернопередаточного устройства для передачи чистого зерна, показанного на фиг.15, и

фиг.17 изображает разрез по линии 17-17 на фиг.16.

Подробное описание чертежей приведено ниже.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение направлено на решение проблем, присущих современным сельскохозяйственным комбайнам, которое обеспечено путем создания уборочной машины, способной выгружать зерно с обеих сторон в грузовик фактически любой высоты. Кроме того, благодаря размещению зернового бункера только в заднем узле, поскольку в последнем имеется больше места по сравнению с пространством над передним мостом, вместимость бункера для убранного зерна в этой уборочной машине с показателя примерно 7-10,5 м³ (примерно 200-300 бушелей), свойственного обычным комбайнам, увеличена примерно до 17,6-42,3 м³ (примерно 500-1200 бушелей). Это важно, потому что вместимость полуприцепа обычного грузового автомобиля составляет примерно 35 м³ (1000 бушелей). Это означает, что предлагаемый комбайн может полностью загрузить грузовик из своего зернового бункера за одну выгрузку. Более того, уникальное зерноразгрузочное устройство позволяет производить выгрузку очищенного зерна из зернового бункера заднего узла по обеим сторонам комбайна. Такое увеличение вместимости комбайна стало возможным благодаря тому, что размещение зернового бункера в заднем узле позволяет при проектировании этого узла гораздо ниже разместить его центр тяжести.

Для обеспечения хорошей маневренности предлагаемой уборочной машины при наличии избыточного веса задний узел имеет ведущие управляемые колеса. Необходимость в наличии в переднем узле обычного зернового бункера теперь, с размещением бункера в заднем узле, отпала. В переднем узле теперь могут быть расположены только лишь кабина водителя, двигатель, уборочное устройство (включающее зерноочистку) и зернопередаточное устройство для передачи очищенного зерна из переднего узла в зерновой бункер заднего узла. И наконец, передний и задний узлы соединены между собой особым двухосным шарниром. Так как солома из уборочного узла сбрасывается вниз в сторону этого шарнира, последний должен иметь закругленную конструкцию, то есть должны отсутствовать какие-либо горизонтальные поверхности, на которых может скапливаться солома.

Проблемы управления, связанные с тяжелогруженым автотранспортом, имеющим колеса большого размера, в настоящем изобретении решены путем применения сложной, или комбинированной системы рулевого управления, в которой используются управляемые колеса задней тележки или заднего узла и обычные поворотные цилиндры усилителя рулевого механизма, расположенные у шарнирного соединения. Сложные системы рулевого управления используются в сельскохозяйственных тракторах для обеспечения как возможности совершения поворотов малого радиуса, так и для точного управления при рядной уборке. Пример такой системы описан в патенте США №4802545, в котором предложен трактор с четырьмя ведущими колесами, снабженный как шарнирным соединением, так и поворотным передним мостом при фургонной конфигурации. Поворотный передний мост предназначен для точного управления при рядной уборке, а шарнирное соединение добавлено для совершения поворотов малого радиуса.

В настоящем изобретении для поддержания убранного зерна используются задние узлы с ведущими управляемыми колесами. Управляемые ведущие задние мосты также сводят к минимуму проблему горизонтального проскальзывания шин путем обеспечения согласованных радиусов поворота многоосных конструкций. Управляемые задние колеса используются для относительно малой коррекции поворота и для точного следования вдоль рядов во время уборки зерна. Для совершения поворотов малого радиуса поворот задних управляемых колес приблизительно на 15°-20° затем усиливается обычными поворотными цилиндрами усилителя рулевого механизма, расположенными у шарнирного соединения. Ограничение угла поворота задних колес в градусах также сводит к минимуму необходимое для этого поворота пространство, что позволяет максимально увеличить вместимость емкости для зерна.

Хотя возможно применение и более усовершенствованных систем рулевого управления, описанная в настоящем изобретении сложная система может быть успешно выполнена с применением двух вполне обычных клапанов рулевого управления или одного многопроходного клапана, приводимых в действие рулевым колесом водителя, расположенным в кабине комбайна. Когда водитель поворачивает рулевое колесо на малую величину, первый клапан или первый проход многопроходного клапана направляет рабочую жидкость к цилиндру усилителя рулевого механизма, расположенному у задних мостов. Если водитель продолжает вращать рулевое колесо в том же направлении, рабочая жидкость или масло продолжает поступать к цилиндрам усилителя рулевого механизма заднего моста до тех пор, пока эти цилиндры не достигнут своего максимального хода, а поворот начнет совершаться благодаря клапану, который теперь направляет масло к цилиндрам, расположенным у шарнирного соединения. Когда водитель возвращает комбайн в положение, при котором он перемещается в прямолинейном направлении, цилиндры, расположенные у шарнирного соединения, возвращаются в свое симметричное исходное положение, в котором они имеют равную протяженность. Для перемещения задних колес в исходное положение, при котором они перемещаются прямо, от клапанов рулевого управления к цилиндрам усилителя рулевого механизма, расположенным у задних колес, поступает поток масла, текущий в обратном направлении. Во всех соответствующих случаях цилиндры усилителя рулевого механизма, расположенные у колес заднего узла, и цилиндры, расположенные у шарнирного соединения, удерживаются в соответствующем положении контрольными клапанами до тех пор, пока клапан рулевого управления не направит к ним поток масла, что вызывает открытие этих клапанов. Контрольные клапаны предотвращают отклонение комбайна от заданного направления перемещения под воздействием внешних сил, пока водитель сам не начнет менять это направление. Альтернативно, водитель может отключить эти органы контроля и вручную координировать перемещения предлагаемого комбайна.

Как показано на фиг.1 и 2, предлагаемый комбайн 10 в целом содержит передний узел 12 и задний узел 14. Узел 12 включает кабину 15, в которой находится место водителя, кукурузоуборочную приставку к зернокомбайну или небольшую жатку 16, двигательное отделение 18 (вентиляционная вытяжка из него показана на чертежах) и ведущую неуправляемую колесную пару 20. Узел 14 присоединен к узлу 12 шарниром 22, при этом очищенное зерно передается из узла 12 в узел 14 посредством зерноочистительного зернопередаточного устройства 24, изображенного на частичном разрезе. Узел 14 содержит зерноразгрузочное устройство 26 для выгрузки очищенного зерна, показанное сплошными линиями в сложенном положении и штрихпунктиром - в поднятом положении, зерновой бункер 28 и ведущие управляемые колесные пары 30 и 32. Применение в узле 14 двухосной конфигурации ведущих управляемых колес, несущих бункер 28, позволяет увеличить вместимость последнего до 35 м³ (1000 бушелей) зерна и более. Расположение зернового бункера только в узле 14 позволяет ниже разместить центр тяжести этого бункера, что также способствует увеличению его вместимости и обеспечивает более равномерное распределение веса на мост.

Как видно на фиг.2, очищенное зерно из узла 12 передается в бункер 28 устройством 24, включающим в целом горизонтальное передаточное приспособление (например, шнек, ковшовый транспортер, транспортер с поперечными планками или аналогичное приспособление), проходящее в паз, выполненный на стороне бункера 28, обращенной к узлу 12. Необходимо отметить, что задняя часть узла 12 и передняя часть узла 14 каждая имеют дугообразную конфигурацию, и эти конфигурации согласованы друг с другом. Более того, радиус их дуги зависит от радиуса кривизны шарнирного поворота. Такая согласованная дугообразная конструкция обеспечивает возможность поворота узла 12 влево или вправо, как показано штрихпунктирными линиями на фиг.2.

Паз 34, выполненный в передней стенке бункера 28, обеспечивает возможность продолжения передачи зерна в бункер 28 горизонтальным передаточным приспособлением 36 при поворотах переднего узла 12 из стороны в сторону, как это показано штрихпунктирными линиями на фиг.2. Паз 34 связан с “направляющей”, которая начинается у верхней части бункера 28 и проходит наклонно вниз до загрузочного шнека 38 (часто называемого “смесительным шнеком”) для загрузки бункера. Такой наклон обеспечивает поступление всего очищенного зерна, передаваемого в бункер 28, к нижней части шнека 38 для распределения этого зерна внутри бункера 28. В предпочтительном случае наклонная направляющая проходит вдоль передней части заднего узла и начинается у указанного паза с одной стороны зернового бункера, а заканчивается у нижней части бункера с другой его стороны.

Приспособление 36, обычно транспортер, может быть прикреплено к узлу 12, причем при поворотах комбайна 10 влево или вправо перемещение этого приспособления происходит в пазу 34. При этом начальную точку приспособления 36 не обязательно располагать на центральной линии узла 12, а можно разместить ее в стороне от шарнира, при этом передаточное приспособление все равно будет подавать зерно в бункер 28. Возможность размещения питающего конца приспособления 36 с той или другой стороны центральной линии узла 12 предоставляет дополнительную свободу при проектировании комбайна.

Альтернативно, транспортер 36 может быть присоединен к узлу 12 с возможностью поворота, при этом нет необходимости в том, чтобы паз 34 проходил по существу на всю ширину бункера 28, так как поворот комбайна 10 будет осуществляться благодаря такому присоединению. В таком варианте выполнения паз 34 может быть просто выполнен в виде отверстия, через которое зерно передается в бункер 28 приспособлением 36. Кроме того, при присоединении транспортера 36 к узлу 12 с возможностью поворота этот транспортер должен быть расположен над осью шарнира (т.е. на центральной линии узла 12). Транспортер 36 даже может быть подпружинен для возврата в центральное положение после завершения поворота.

После передачи очищенного зерна в бункер 28 его распределяют внутри этого бункера 28 шнеком 38, проходящим от переднего угла бункера 28 приблизительно к середине его верхней части, а выгружают зерно из бункера 28 разгрузочными или скребковыми шнеками 40 и 42, расположенными вдоль нижней части бункера 28, и вертикальным шнеком 44 (показан штриховой линией на фиг.2 и в разрезе на фиг.7), который приводится в действие двигателем 45 и который может быть также выполнен в виде ковшового транспортера или другого подходящего устройства для вертикальной транспортировки зерна к устройству 26.

На фиг.7 подробно показан поперечный разрез предлагаемого зерноразгрузочного устройства. Очищенное зерно, находящееся в бункере 28, подгребают к вертикальному шнеку 44 шнеками 40 и 42. Очевидно, что вместо шнека 44 может использоваться ковшовый элеватор или другой подходящий механизм для вертикальной транспортировки очищенного зерна из бункера 28 до уровня устройства 26. Двигатель 88, в качестве которого предпочтительно используется гидравлический двигатель, приводит устройство 26 во вращение вокруг продольной оси шнека 44 в обоих направлениях для выгрузки зерна в зерновой прицеп, грузовик или другую емкость. Способность устройства 26 поворачиваться на обе стороны комбайна 10 является уникальной.

Кожух 90 направляет падение зерна на транспортерное устройство 92, которое само имеет кожух, так как транспортер этого устройства 92 вращается по часовой стрелке. Кроме того, вместо транспортерного устройства 92 может использоваться шнек, цепь с лопастями или другое устройство для перемещения зерна. Как показано на чертеже, устройство 92 содержит стоячие планки для направления зерна по нужной траектории.

Вертикальные перемещения устройства 26 осуществляются благодаря исполнительному механизму 94, который может быть выполнен в виде узла, содержащего поршень и шток, как это показано на чертеже, и который соединяет шнек 44 с устройством 92. В качестве привода так же удобно использовать гидравлический двигатель, хотя при необходимости, желании или для удобства могут использоваться другие средства привода.

Для обеспечения возможности выгрузки зерна на заданном расстоянии от комбайна 10 из транспортерного устройства 92 выдвигается выдвижное транспортерное устройство 96, которое вращается предпочтительно против часовой стрелки. Хотя на чертеже показана реечная передача, приводимая в действие двигателем (не показан), для выдвижения/втягивания устройства 96 может применяться и другой механизм, например узел, содержащий поршень и шток, при этом для перемещения транспортеров в устройствах 92 и 96 предпочтительно имеются гидравлические двигатели (не показаны). Предпочтительно транспортер устройства 96 вращается в направлении, противоположном направлению вращения транспортера устройства 92, хотя для предлагаемого уникального зерноразгрузочного устройства перемещение этих транспортеров в противоположных направлениях не является необходимым. В конце концов очищенное зерно выходит из узла 96 через выгрузной рукав 98. Предлагаемое зерноразгрузочное устройство при наличии возможности его поворота в обе стороны комбайна 10, а также регулирования его вертикального перемещения и толчковой подачи и возможности изменения его длины, позволяет выгружать зерно в грузовые автомобили, стоящие на разных уровнях по отношению к комбайну 10, на различных расстояниях и по обе стороны от него. В зависимости от используемого способа перемещения зерна устройство 96 может быть сверху открытым или закрытым.

Что касается работы устройства 26, то следует обратиться к фиг.8 и фиг.9, на которых изображено уникальное устройство управления в виде ручки управления, которое регулирует работу этого зерноразгрузочного устройства. Во-первых, ручка 100 снабжена пальцевыми тумблерными переключателями 102, 104, 106 и кнопкой 108. Водитель пальцем приводит переключатель 102 в действие, что вызывает перемещение устройства 26 по вертикали вверх и вниз. Переключатель 104, на который удобно нажимать большим пальцем, является двухпозиционным переключателем для устройства 26. Переключатель 106 является переключателем для регулирования толчковой подачи комбайна, т.е. вызывает медленные перемещения комбайна 10 вперед или назад для точного размещения рукава 98 по желанию водителя. Такие медленные перемещения известны в данной области как “толчковая подача”. Кнопка 108 является “домашней”, то есть при нажатии на нее устройство 26 возвращается в свое исходное положение, как показано, например, на фиг.1.

Еще одним свойством ручки 100 является то, что она может перемещаться вперед, назад, а также в сторону влево и вправо. При этих перемещениях устройство 26 раздвигается (при перемещении ручки 100 вперед), складывается (при перемещении ручки назад), поворачивается влево (при перемещении ручки влево) и вправо (при перемещении ручки вправо). И наконец, ручка 100 установлена с возможностью вращения для регулирования скорости транспортеров, входящих в устройство 26.

Ручка 100 обеспечивает указанные перемещения устройства 26 путем подачи электрогидравлическим клапанам сигнала, посылаемого регулируемым вручную регуляторам потока, для перемещения устройства 26, например вверх/вниз, влево/вправо, раздвижения/складывания и для занятия исходного положения. Ручка 100 подает сигналы пропорциональному сервоклапану для включения/выключения устройства 26, а также для регулирования скорости транспортеров (например, приводит в действие линейный электрический сервомеханизм, который перемещает наклонный диск насоса). Ручка 100 подает сигналы силовой установке комбайна 10, минуя обычную систему регулирования скорости транспортного средства, для толчковой подачи комбайна назад или вперед. Очевидно, что в предлагаемом комбайне используются преимущества гидравлической системы, уже применяемой в обычных комбайнах, а также расширяется ее использование для приведения в действие при необходимости устройства 26 и колесных пар 30 и 32. Конечно, возможно применение других приводных средств, однако гидравлические являются более надежными.

Осуществление указанных перемещений устройства 26 с помощью ручки управления проиллюстрировано на фиг.10-13. На фиг.10 линии 110 и 112 присоединены к источнику напряжения (например, в 12 вольт, подаваемого комбайном). Контакты 114 и 116 являются контактами ручки 100 соответственно для подъема и опускания устройства 26. Заземление 117 выполнено обычным образом. При замыкании одного из контактов 114 или 116 в двусторонний клапан 118 с регулируемым потоком гидравлическим насосом подается рабочая жидкость под давлением, например, 13,8 МПа (2000 фунтов-силы на квадратный дюйм), и клапан, в свою очередь, через линии 120 и 122 запитывает узел 94, содержащий поршень и шток, при этом масло возвращается по линии 126 в резервуар 124. Узел 94 при этом поднимает и опускает устройство 26 (устройства 92 и 96).

Как показано на фиг.11, линии 128 и 130 проходят к контактам 132 и 134 ручки управления, которые приводят в действие двусторонний поплавковый клапан 136 с регулируемым потоком, приводящий, в свою очередь, в действие двигатель 88 для поворота устройства 26 влево или вправо. Заземление 138 и возвратная линия 140 к резервуару 124 выполнены обычным образом. Вместо двигателя 88 возможно применение цилиндра со штоком или других средств привода.

Как показано на фиг.12, линии 141 и 142 проходят к контактам 144 и 146 ручки управления, которые приводят в действие двусторонний двухпоточный (низкая/высокая скорость) клапан 148, который, в свою очередь, приводит в действие двигатель 150 для раздвижения устройства 26 (выполненного с возможностью раздвижения и складывания) или его складывания. Заземление 150 и возвратная линия 154 к резервуару 124 выполнены обычным образом. Вместо двигателя 150 возможно применение цилиндра со штоком или других средств привода.

На фиг.13 изображен регулятор скорости зерноразгрузочного устройства. Линия 156 имеет двухпозиционный переключатель 108, который приводит в действие линейный сервомеханизм 158. Линия 160, находящаяся под напряжением, например 2 В, проходит к потенциометру ручки 100 (приводимому в действие вращением ручки 100), который, в свою очередь, соединен с сервомеханизмом 158. Сервомеханизм 158 управляет насосом 164 переменной производительности, который обеспечивает давление, например от 0 до 13,8 МПа (2000 фунтов-силы на квадратный дюйм). В свою очередь, насос 164 прокачивает масло через делитель 166 потока, разделяющий гидравлический поток на два потока, один из которых по линии 167 направляется к двигателю 168, приводящему в движение шнеки 40 и 42 и вертикальный шнек 44 (скорость шнеков 40 и 42 должна быть отрегулирована и согласована со скоростью шнека 44, так как эти скребковые шнеки подают зерно к шнеку 44), при этом масло затем по линии 170 возвращается в резервуар 124. Здесь необходимо отметить, что резервуар 124 обозначен на чертежах в виде резервуара, используемого во всех гидравлических контурах. Очевидно, что при необходимости, желании или для удобства могут использоваться дополнительные резервуары.

Другой поток рабочей жидкости или масла от делителя 166 по линии 172 поступает во второй делитель 174 потока, разделяющий этот поток на части, одна из которых по линии 178 поступает в двигатель 176, приводящий в движение устройство 92, а вторая - по линии 182 в двигатель 180, приводящий в движение внешнее устройство 96. Делитель 174 обеспечивает прохождение по линии 182 большей части потока, чем по линии 178, в соотношении, например 55/45%, чтобы внешнее устройство 96 работало со скоростью, превышающей, например на 10%, скорость устройства 92, для предотвращения закупоривания устройства 96. Масло от двигателя 176 возвращается в резервуар 124 по линии 184, а масло от двигателя 180 - по линии 186.

Альтернативное зерноразгрузочное устройство для выгрузки очищенного зерна показано на фиг.15-17. В этом устройстве вместо шнека 44 используется многоковшовый элеватор 286, приводимый в движение гидравлическим двигателем 288, расположенным у верхней звездочки элеватора 286. Вращение элеватора 286 и подъем/опускание устройства 26 осуществляется цилиндровыми узлами 292 и 294. К элеватору 286 присоединены четыре колеса 289a-d, с возможностью вращения расположенные в кольце 287 П-образного поперечного сечения, удерживаемом на месте стержнями 296, 297 и 298. Таким образом, при выдвижении/втягивании штока узла 292 элеватор 286 поворачивается в кольце 287.

Цилиндровый узел 294 одним своим концом посредством колеса прикреплен к кольцу 287, а другим концом - к элеватору 286. При повороте элеватора 286 (узлом 292) узел 294 благодаря своему креплению к кольцу 287 посредством колеса так же поворачивается. При выдвижении/втягивании штока узла 294 элеватор 286 наклоняется, и такой наклон может осуществляться независимо от поворотного положения узла 286. Из-за момента сил, возникающего при наклоне элеватора 286, последний своим нижним концом закреплен в кольцевом канале 290. К одному концу элеватора 286 прикреплены колесные устройства 300 и 302, противоположные концы которых с имеющимися на них колесами расположены во внутреннем канале, выполненном в кольце 290. При повороте элеватора 286 узлом 294 колеса устройств 300/302 образуют точки поворота для поворота нижнего конца узла 286.

Также необходимо отметить, что вместо внутреннего транспортерного устройства (показанного на фиг.7) имеется заключенный в кожух шнек для перемещения зерна от элеватора 286 к выдвижному транспортеру 96 с поперечными планками. Двигатель 306 обеспечивает вращение шнека 304. Наконец, при необходимости, желании или для удобства для поддержания устройств 96, 92 и/или шнека 304 от комбайна 10 могут быть натянуты оттяжки, а именно вблизи элеватора 286 (или шнека 44, изображенного на фиг.7). При необходимости в зависимости от потребностей могут быть разработаны и использованы другие средства для поддержания веса устройства 26. Например, устройство 96 для уменьшения веса может быть выполнено из алюминия.

Что касается предлагаемого двухосного шарнира 22, его особенность заключается в том, что он является “одноточечным” шарниром, то есть шарнир 22 сконструирован так, что он расположен исключительно на высоте примерно тридцать сантиметров (фут) или около того. Благодаря конструкции шарнира 22 не требуется никаких других конструктивных соединений между узлами 12 и 14, что, однако, не означает, что не может быть других конструктивных соединений между этими узлами 12 и 14, а означает только то, что в них нет необходимости. Фактически, это является значительным преимуществом, поскольку при проектировании комбайна благодаря описанной “одноточечной” конструкции шарнира имеется гораздо большая свобода в размещении оборудования, линий, подающих механизмов и т.д.

Обращаясь к фиг.3 и 4, на которых изображен шарнир 22, можно, однако, сразу отметить, что узлы 12 и 14 комбайна 10 соединяют два цилиндра 46 и 48 усилителя рулевого механизма. Такие цилиндры обычно используются для облегчения рулевого управления транспортными средствами, состоящими из двух шарнирно сочлененных узлов, и в предлагаемой конструкции комбайна они также используются для облегчения управления. Возвращаясь к двухосному шарниру, следует отметить, что к узлу 14 одним концом прикреплена труба 50 круглого сечения, так как она расположена на траектории падения соломы и мякины, выбрасываемых из зерноочистительного зернопередаточного устройства 24. От трубы 50 в сторону узла 12 проходит вал 52, вставленный в устройство 60 для крепления подшипников, вставленное между верхним рамным элементом 54 и нижним рамным элементом 56. Элементы 54 и 56 прикреплены к узлу 12 болтами 58a-d, хотя, естественно, могут использоваться и другие средства крепления. Каждый элемент 54 и 56 имеет внутреннюю выемку, причем эти выемки расположены друг напротив друга, и в них вставлено устройство 60.

Устройство 60 имеет пару выступов или ушек, входящих в выемки элементов 54 и 56 и перемещающихся на конических роликовых подшипниках 62a-62d для передачи узлам 12 и 14 боковых перемещений посредством вала 50. Такие боковые перемещения позволяют управлять комбайном 10. В устройстве 60 выполнено сквозное отверстие, в которое входит резьбовой конец вала 52 меньшего сечения, закрепленный гайкой 64. В выемки, примыкающие к указанному отверстию, выполненному в устройстве 60, вставлены упорные подшипники 66 и 68, обеспечивающие возможность вращения вала 52 и, таким образом, поворота узлов 12 и 14 друг относительно друга. Такой поворот обеспечивает возможность преодоления узлами 12 и 14 неровных участков земли при уборке урожая или других перемещениях комбайна 10. Следует, однако, отметить, что благодаря особой конструкции шарнира 22 отсутствует возможность перемещения трубы 50 и вала 52 в вертикальном направлении. На этом описание уникального двухосного шарнира можно закончить.

Уборочный комбайн 70, изображенный на фиг.5, является вариантом предлагаемого уборочного комбайна, состоящего из дух шарнирно сочлененных узлов, вместимость которого составляет 17,6 м³ (500 бушелей), поскольку его задний узел 72 имеет всего один мост. Колесная пара 74 также является ведущей и, по желанию, управляемой (все колесные пары при необходимости, желании или для удобства могут быть выполнены в традиционной манере качающимися, т.е. с качающейся штангой, или некачающимися), тогда как колесная пара 76 переднего узла 78 является ведущей и неуправляемой. В данном варианте выполнения комбайна управление может осуществляться только с помощью цилиндров 46 и 48. Работа шарнирной оси, зернового бункера и разгрузочного транспортерного устройства этого варианта выполнения настоящего изобретения осуществляется таким же образом, как описано применительно к первому варианту выполнения.

На фиг.6 изображен еще один вариант выполнения настоящего изобретения, в котором задний узел 84 комбайна 80 содержит гусеничный движитель 82. Передний узел 86 является таким же, как описано выше применительно к комбайнам 10 и 70.

Управление предлагаемым комбайном, состоящим из двух шарнирно сочлененных узлов, как в поле, так и на шоссе, имеет специфические проблемы, связанные с наличием шарнирного соединения между узлами 12 и 14. Одна система рулевого управления для выполнения этой задачи представлена на фиг.14. Водитель комбайна, находясь в кабине 15, управляет комбайном 10 при помощи рулевого колеса 188, соединенного с клапанами 190 и 192, вместо которых, по желанию, может использоваться один многопутевой клапан. Рабочая жидкость подается в клапаны 190 и 192 по линии 194 под давлением, например 13,8 МПа (2000 фунтов-силы на квадратный дюйм), причем эти клапаны также соединены с резервуаром 124 соответственно линиями 196 и 198. Управление осуществляется как цилиндрами 46 и 48, так и парой цилиндров 200 и 202 усилителя рулевого механизма, присоединенных к колесной паре 30, и дополнительной парой цилиндров усилителя рулевого механизма, связанных с колесной парой 32 (на чертеже не показаны). Поскольку управление инициируется парами 30/32, поворачивающимися первыми, рабочая жидкость от клапанов 190/192 по линиям 204 и 206 течет к переходному сервоклапану 208, который имеет также возвратные линии 210 и 212 для возврата масла к клапанам соответственно 190/192 и линию 214, ведущую к резервуару 216 (как указано выше, резервуары 124 и 216 для рабочей жидкости или масла могут быть выполнены в виде одного резервуара или нескольких).

Сервоклапан 208 вначале пропускает рабочую жидкость по линии 218 к контрольному клапану 220, который также имеет возвратную линию 222 к сервоклапану 208. Клапан 220 распределительной линией 224 соединен с цилиндрами 200/202, которые имеют возвратную распределительную линию 226 к клапану 220. Клапан 220 поддерживает давление в цилиндрах 200/202, чтобы неожиданные ухабы и другие препятствия на пути комбайна не вызывали резкого отклонения пары 30 (или 32) от заданного курса. Предполагается, что колесные пары 30/32 должны поворачиваться лишь на небольшую величину, например на 10°-20°. Когда датчик 228 положения колес определяет, что ход цилиндров 200/202 приближается к максимальному значению, масло в сервоклапане 208 начинает медленно отводиться в линию 230, ведущую к контрольному клапану 232, который также имеет возвратную линию 234. По достижении полного хода цилиндрами 200/202 вся рабочая жидкость направляется в линию 230, а клапан 220 удерживает цилиндры 200/202 на месте.

Клапан 232 соединен с цилиндрами 46/48 распределительной линией 236 и возвратной распределительной линией 238. Цилиндры 46/48 теперь координируют перемещение комбайна 10 для совершения им полного поворота. Когда поворот завершен, система работает в обратном порядке, то есть вначале в исходное положение возвращаются цилиндры 46/48, а за ними - цилиндры 200/202. Поток рабочей жидкости через сервоклапан 208, как указано выше, предназначен для максимально возможного смягчения переходного этапа в работе цилиндров 200/202 и 46/48 при повороте комбайна.

Теперь водитель благодаря датчику 228 знает точное положение колесных пар 30/32, а благодаря датчику 240 - точное положение цилиндров 46/48 (а следовательно, и положение узлов 12 и 14 относительно шарнира 22). Датчики 228/240 присоединены соответственно линиями 242 и 244 к регулятору 246 управления, который передает их соответствующие показания водителю на дисплеи 248 и 250, соединенные с регулятором 246 соответственно линиями 252 и 254. Регулятор 246 соединен линией 256 с источником питания (например, 12-вольтовой батареей комбайна 10) и приводится в действие переключателем 258, который определяет, какой из режимов поворота шарнирного соединения установлен - ручной или автоматический, и двухпозиционными (лево/право) кулисными переключателями 260 и 262, которые также находятся в кабине 15 для пользования водителем. В свою очередь, регулятор 246 приводит в действие сервоклапан 208 и поворотный клапан 264 с ручным управлением по линиям соответственно 266 и 268.

В поворотный сервоклапан 264 рабочая жидкость под давлением, например 13,8 МПа (2000 фунтов-силы на квадратный дюйм), поступает по линии 270 и возвращается по линии 274 в резервуар 216. Сервоклапан 264 соединен линиями 276 и 278 с контрольным клапаном 280, который, в свою очередь, соединен линиями 282 и 284 с контрольным клапаном 232. Сервоклапан 264 позволяет водителю комбайна вручную осуществлять управление работой цилиндров 46/48 без включения в управление регулятора 246 и сервоклапана 208. Таким образом, водитель может обеспечить полностью автоматическую работу комбинированной системы рулевого управления или он может не включать эту систему, а вручную координировать перемещение комбайна 10, в то время как рулевое колесо 188 управляет колесными парами 30/32. Это дает водителю максимальную свободу в управлении комбайном 10 как в предполагаемых, так и в неожиданных условиях.

Очевидно, что в приведенном выше описании представлены примеры выполнения настоящего изобретения на практике, которые не следует рассматривать как примеры, ограничивающие его объем. И наконец, все упомянутые здесь документы включены в настоящее описание посредством ссылки.

Реферат

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в конструкциях зерноуборочных комбайнов. Комбайн состоит из шарнирно сочлененных между собой переднего и заднего узлов. Передний узел включает зерноуборочное и зернопередаточное устройства. Задний узел включает комплект управляемых ведущих колес и бортовой зерновой бункер для приема зерна от зернопередаточного устройства переднего узла. Управление комбайном осуществляется посредством управления колесами более тяжелого и инерционного заднего узла с зерновым бункером, что улучшает маневренность и управляемость шарнирно сочлененного комбайна с тяжело нагруженным задним узлом. Другими аспектами изобретения являются зернопередаточное устройство, шарнир, зерноразгрузочное устройство и органы управления. 6 н. и 32 з.п. ф-лы, 17 ил.

Формула