Результат интеллектуальной деятельности: СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ УБОРОЧНАЯ МАШИНА (ВАРИАНТЫ)

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к сельскохозяйственной уборочной машине, содержащей корпус машины и основную приводную ходовую ось, на концах которой установлены приводные колеса с возможностью относительного шарнирного поворота либо посредством промежуточных механизмов регулируемой установки колес, либо непосредственно; устройства регулируемой установки, предназначенные для сохранения горизонтального положения корпуса машины относительно поверхности передвижения и, соответственно, ходовых колес при передвижении по неровной поверхности земли; переднее съемное рабочее оборудование, которое соединено с корпусом машины с помощью регулируемого поворотного устройства таким образом, что обеспечивается возможность перемещения по меньшей мере переднего съемного рабочего оборудования вокруг оси, проходящей поперечно основной ходовой оси. Ось поворота может быть создана искусственно с помощью геометрических связей (патентный документ ФРГ №4105260 А1) или выполнена в виде болтового соединения (Европейский патентный документ №0243540 В1).

Уровень техники

В предпочтительном варианте осуществления сельскохозяйственная уборочная машина представляет собой зерноуборочный комбайн. В корпусе машины расположен наклонный конвейер, который взаимодействует с передним съемным рабочим оборудованием, принимая от него убранную массу для ее транспортирования к обрабатывающему аппарату, в данном примере к молотильному устройству. За молотильным аппаратом следуют сепарирующее устройство и очистные решета. Передним съемным рабочим оборудованием в комбайне является жатвенный аппарат, оснащенный косилочным брусом и шнековым конвейером для транспортирования убранной массы к середине аппарата. Сельскохозяйственные уборочные машины этого типа оснащаются так называемыми компенсаторами наклона, которые обеспечивают сохранение горизонтального положения корпуса машины и расположенных в нем аппаратов для их надежной работы при движении на уклонах.

Известны различные системы компенсации уклона поверхности, по которой машина движется в процессе работы. Например, в решении по патенту США №2904341 ходовая ось машины выполнена балансирной и для указанной цели связана с корпусом с помощью регулируемых гидравлических средств. Особенно надежной является компоновка, в которой основная ходовая ось жестко связана с корпусом машины, а на концах оси с возможностью шарнирного поворота установлены ходовые колеса с помощью механизмов регулируемой установки (см. патент ФРГ №4131433, A 01 D 41/00, опубл. 01.04.1993 г.). Таким образом, положение колес по высоте может регулироваться независимо, и при работе на уклонах корпус машины всегда сохраняет горизонтальное положение. В процессе уборки на уклонах регулирование положения колес осуществляется автоматически, для чего корпус машины оснащен по меньшей мере одним маятниковым переключателем или датчиком наклона. Сигналы используются для регулирования установки колес с их перестановкой на соответствующую величину. Это устройство является наиболее близким к заявляемому и выбрано в качестве прототипа.

При регулируемой установке ходовых колес для работы на уклоне необходимо, чтобы корпус машины и жестко связанный с ним в одно целое корпус наклонного конвейера удерживались в горизонтальном положении. В противоположность этому переднее съемное уборочное оборудование комбайна должно следовать своей передней рабочей кромкой, например, в виде косилочного бруса по возможности постоянно параллельно поверхности почвы для того, чтобы обеспечить оптимальную уборку сельскохозяйственной культуры. Поэтому необходимо, чтобы переднее съемное рабочее оборудование, то есть жатвенный аппарат в зерноуборочном комбайне, мог поворачиваться относительно корпуса машины или корпуса наклонного конвейера таким образом, чтобы оставаться в параллельном или близком к параллельному положении по отношению к поверхности почвы. В соответствии с указанной задачей соединение осуществляется с помощью регулируемого поворотного устройства для обеспечения того, чтобы при работе на уклонах аппараты на корпусе машины всегда сохраняли горизонтальное положение, в то время как переднее съемное рабочее оборудование направлялось параллельно или по существу параллельно поверхности почвы. Поскольку в процессе уборки рельеф меняется по мере движения машины, для облегчения работы водителя предусматривается автоматическое регулирование или регулируемая установка переднего съемного рабочего оборудования.

На приемной стороне комбайна корпус машины или, соответственно, корпус наклонного конвейера имеет четырехугольное окно. При работе на ровном рельефе это окно почти совмещено с перегрузочным окном в стенке переднего оборудования. При работе на уклоне эти окна смещаются относительно друг друга, так что проходные размеры окон существенно уменьшаются, в особенности в области боковых ограничивающих кромок. Угол поворота переднего съемного рабочего оборудования при регулировании ограничен тем, что необходимо избежать скопления и подпора убранной массы перед наклонным конвейером. Поэтому при определенном угле уклона может возникнуть ситуация, когда переднее рабочее оборудование устанавливается не в параллельном или близком к параллельному положении относительно поверхности почвы. При этом при уборке полеглой культуры может оказаться, что косилочный брус не захватывает стебли полеглой культуры.

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании сельскохозяйственной уборочной машины описанного типа с более простыми конструктивными средствами, которые позволяют существенно увеличить область регулируемой установки или угол регулирования положения переднего съемного рабочего оборудования относительно корпуса машины и при этом сохранить свободный проход для потока убранной массы.

Для решения поставленной задачи предложена сельскохозяйственная уборочная машина, содержащая корпус машины и основную приводную ходовую ось, на концах которой установлены приводные колеса с возможностью относительного шарнирного поворота посредством промежуточного включения механизмов регулируемой установки колес или непосредственно, устройства регулируемой установки, предназначенные для сохранения горизонтального положения корпуса машины относительно поверхности передвижения и, соответственно, ходовых колес при передвижении по неровной поверхности земли, а также переднее съемное рабочее оборудование, которое соединено с корпусом машины с помощью регулируемого поворотного устройства таким образом, что обеспечивается возможность перемещения по меньшей мере переднего съемного рабочего оборудования вокруг оси поворота, проходящей поперечно основной ходовой оси. В соответствии с изобретением регулируемое поворотное устройство содержит поворотную раму, которая с одной стороны связана с наклонным конвейером с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси и с другой стороны снабжена средствами для присоединения переднего съемного рабочего оборудования к поворотной раме с возможностью поворота или наклона, за счет чего переднее съемное рабочее оборудование также имеет возможность отдельного поворота вокруг горизонтальной оси.

При этом поворот переднего съемного рабочего оборудования относительно корпуса машины осуществляется в двух вертикальных, проходящих раздельно друг от друга плоскостях поворота, причем между плоскостями поворота в качестве соединительного элемента между наклонным конвейером и передним съемным рабочим оборудованием расположена поворотная рама, которая связана, с возможностью относительного поворота, с одной стороны с наклонным конвейером и с другой стороны с передним съемным рабочим оборудованием.

Понятие "поворотное устройство" охватывает все устройство для поперечной регулируемой установки переднего съемного рабочего оборудования на уклоне. Ввиду того, что с помощью этого устройства необходимое регулирование и соответствующий наклон переднего съемного рабочего оборудования относительно корпуса машины осуществляются в двух вертикальных, проходящих раздельно друг от друга плоскостях поворота, внутри указанного устройства возникает соответствующий ступенчатый участок. Максимальный возможный угол регулируемой установки переднего съемного рабочего оборудования является суммой двух углов возможной регулируемой установки в плоскостях поворота с двух сторон от поворотной рамы, то есть перед ней и за ней. За счет разделения максимально возможного хода регулируемой установки переднего съемного рабочего оборудования на две отстоящие друг от друга плоскости поворота ступени смещения и, соответственно, разница высотных положений между передним рабочим оборудованием, поворотной рамой и наклонным конвейером обеспечиваются по величине такими, что позволяют сохранить непрерывность потока подлежащей транспортированию убранной массы.

Для того чтобы обеспечить равновесный поперечный наклон переднего съемного рабочего оборудования относительно продольной оси уборочной машины, то есть равенство подъема одной стороны оборудования опусканию его другой стороны, предусмотрено, что общая ось поворота лежит в пределах и по возможности вблизи центра приемного окна корпуса машины и, соответственно, корпуса наклонного конвейера. Посредством чрезвычайно простого конструктивного решения с помощью исполнительных элементов, предпочтительно гидравлических силовых цилиндров, обеспечивается установка переднего съемного рабочего оборудования как вместе с поворотной рамой, так и независимая отдельная установка переднего съемного рабочего оборудования. При экстремальном наклонном положении на уклоне поворотные узлы могут приводиться в действие последовательно. Кроме того, управление гидравлическими силовыми цилиндрами осуществляется особенно просто с помощью соответствующих элементов управления.

Как уже было сказано, дополнительный поворотный элемент или дополнительные поворотные элементы выполнены в виде поворотной рамы, при этом регулируемая установка каждой поворотной рамы производится посредством исполнительных элементов, предпочтительно силовых цилиндров, независимо от другого поворотного элемента или других поворотных элементов.

Управление исполнительными элементами регулируемой установки поворотной рамы в оптимальном варианте выполнения инициируется посредством по меньшей мере одного датчика, чувствительного к наклонному положению приводной ходовой оси относительно корпуса машины, предпочтительно датчика в виде гидравлического следящего цилиндра, чувствительного к регулируемой установке ходовых колес относительно корпуса машины. Следящий гидравлический цилиндр дает преимущество в возможности использования имеющейся гидравлической системы.

На обеих сторонах переднего съемного рабочего оборудования могут быть установлены чувствительные к контуру поверхности почвы датчики, предпочтительно датчики механического действия или копирные щупы.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения регулируемая установка поворотной рамы относительно наклонного конвейера производится в зависимости от текущей регулируемой установки положения ходовых колес, а регулируемая установка переднего уборочного съемного оборудования относительно поворотной рамы - в зависимости от его расстояния от поверхности почвы.

Когда уборочная машина в процессе передвижения принимает поперечное наклонное положение, в первую очередь должна быть обеспечена своевременная регулируемая установка ходовых колес по высоте. В оптимальном варианте выполнения это производится в соответствии с величиной поперечного уклона с помощью установленных на корпусе машины датчиков наклона, от которых приводятся в действие клапаны управления, вызывающие срабатывание гидравлических цилиндров регулируемой установки колес.

По отношению к поворотной раме переднее съемное рабочее оборудование имеет возможность дополнительной регулируемой установки его положения относительно поверхности почвы путем поворота поперечно продольной оси машины. За счет этого достигается дополнительное тонкое регулирование положения, например, косилочного бруса относительно поверхности почвы. Для этой цели поворотная рама оснащена по меньшей мере двумя отстоящими друг от друга силовыми цилиндрами, поршневые штоки которых на своих свободных концах выполнены в виде соединительных элементов разъемного соединения, предназначенных для приема переднего съемного рабочего оборудования (так же, как это описано в патенте ФРГ № 3522699). Оптимальная регулируемая по откосу установка ходовых колес осуществляется в зависимости от датчика поперечного наклона, настройка исполнительных элементов регулируемой установки поворотной рамы осуществляется с помощью датчика, чувствительного к регулируемой установке ходовых колес по высоте, а регулируемая установка связанных с передним уборочным съемным оборудованием силовых цилиндров осуществляется в зависимости от копирных щупов поверхности почвы, расположенных под передним уборочным съемным оборудованием. За счет этого обеспечивается дополнительная подстройка положения переднего съемного рабочего оборудования относительно поверхности почвы уже при небольших изменениях его положения без включения в работу остальных устройств системы регулирования поперечного наклона.

Поворотная рама, связывающая между собой переднее съемное рабочее оборудование и корпус наклонного конвейера, на своей периферии оснащена известными средствами соединения и направления (см. заявку на изобретение ФРГ №4105260 А1), которые создают возможность поворотного смещения между конструктивными узлами и надежное функциональное соединение с корпусом наклонного конвейера. Для этой цели на поворотной раме установлены с возможностью свободного вращения направляющие ролики, опирающиеся на направляющие смежного корпуса наклонного конвейера. Для этого противолежащие элементы оснащены полками, выполненными соответствующим образом. Эти полки предпочтительно расположены в угловых областях поворотной рамы или передней стороны наклонного конвейера.

Направляющие ролики, предпочтительно, направляются по типу кулисного механизма полками наклоняемой рамы.

Устройство наклона или, соответственно, наклоняемая рама может быть предусмотрена между поворотной рамой и приемной стороной наклонного конвейера. Ось поворота наклоняемой рамы может быть расположена в нижней области корпуса машины, образующего корпус наклонного конвейера.

Сельскохозяйственная уборочная машина применяется также для работы на рельефе, который имеет не только поперечные уклоны, но может также повышаться или понижаться по ходу движения машины. Поэтому в другом варианте конструкции машины согласно изобретению в дополнение к регулируемому устройству поперечного поворота предусмотрено также функционально связанное с ним регулируемое устройство наклона, ось поворота которого поперечна оси поворота поперечного поворотного устройства. Назначение устройства регулирования продольного наклона состоит в том, чтобы при уборке полеглых культур или при передвижении машины по глубоким колеям в твердой почве обеспечивать оптимальную установку рабочего угла переднего съемного рабочего оборудования, например угла атаки косилочного бруса. В предпочтительном примере выполнения устройство продольного наклона представляет собой поворотную раму, ось поворота которой лежит в нижней области на приемной стороне корпуса машины, охватывающего наклонный конвейер, и которая связана с возможностью относительного поворота с одной стороны с наклонным конвейером и с другой стороны с передним съемным рабочим оборудованием.

За счет этого переднее съемное рабочее оборудование может поворачиваться не только вокруг оси, поперечной основной ходовой оси, но также и вокруг оси, проходящей параллельно ходовой оси на расстоянии от нее. Для наклона переднего съемного уборочного оборудования на поворотном устройстве также предусмотрен управляемый от датчика исполнительный элемент, предпочтительно в виде гидравлического цилиндра.

Максимальный возможный угол поворота переднего съемного рабочего оборудования такой машины относительно наклонного конвейера является суммой по меньшей мере двух углов поворотной регулируемой установки в проходящих раздельно друг от друга плоскостях поворота.

Управление исполнительными элементами регулируемой установки поворотной рамы в такой машине может инициироваться посредством по меньшей мере одного датчика, предпочтительно в виде гидравлического следящего цилиндра, чувствительного к регулируемой установке ходовых колес относительно корпуса машины. На обеих сторонах переднего съемного рабочего оборудования могут быть установлены чувствительные к контуру поверхности почвы датчики, предпочтительно датчики механического действия или копирные щупы.

Регулируемая установка поворотной рамы относительно наклонного конвейера в такой машине может производиться в зависимости от текущей регулируемой установки положения ходовых колес, а регулируемая установка переднего уборочного съемного оборудования относительно поворотной рамы - в зависимости от его расстояния от поверхности почвы. Для регулируемой установки наклона переднего съемного уборочного оборудования может быть предусмотрено взаимодействующее с регулируемым поворотным устройством устройство наклона, предпочтительно наклоняемая рама, имеющая возможность поворота вокруг оси, проходящей поперечно оси поворота поворотного устройства.

Регулируемая по откосу установка ходовых колес может осуществляться в зависимости от датчика поперечного наклона, настройка исполнительных элементов регулируемой установки поворотной рамы может осуществляться с помощью датчика, чувствительного к регулируемой установке ходовых колес по высоте, а регулируемая установка связанных с передним уборочным съемным оборудованием силовых цилиндров может осуществляться в зависимости от копирных щупов поверхности почвы, расположенных под передним уборочным съемным оборудованием.

На поворотной раме могут быть установлены с возможностью свободного вращения направляющие ролики, опирающиеся на направляющие наклоняемой рамы. Направляющие ролики могут направляться по типу кулисного механизма полками наклоняемой рамы.

Устройство наклона или, соответственно, наклоняемая рама может быть предусмотрена между поворотной рамой и приемной стороной наклонного конвейера, а ось поворота наклоняемой рамы может быть расположена в нижней области корпуса машины, образующего корпус наклонного конвейера.

Перечень фигур чертежей

Пример осуществления настоящего изобретения будет подробнее описан ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 изображает на виде сбоку переднюю часть сельскохозяйственной уборочной машины в виде зерноуборочного комбайна,

фиг.2 изображает тот же вид, но конструктивные узлы представлены отдельно в демонтированном состоянии,

фиг.3 изображает на виде спереди поворотное устройство в исходном положении, при этом видно приемное окно наклонного конвейера,

фиг.4 изображает зерноуборочный комбайн по фиг.1 на виде спереди,

фиг.5 изображает на виде сбоку переднюю часть зерноуборочного комбайна с поднятым жатвенным аппаратом,

фиг.6 изображает вид в разрезе по линии VI-VI на фиг.3.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Зерноуборочный комбайн 1, частично представленный на фиг.1, 2 и 5, оснащен передним съемным рабочим оборудованием 2, которое в данном случае представляет собой жатвенный аппарат. Переднее съемное рабочее оборудование 2 навешено на корпус 3 машины, который изображен без конструктивных подробностей. В передней части корпуса 3 машины установлен корпус наклонного конвейера 4, который транспортирует убранную массу к молотильному аппарату (на чертежах не показан). Переднее съемное рабочее оборудование 2 оснащено косилочным брусом 5 и поперечным конвейером 6 для подачи срезанной массы к приемному окну наклонного конвейера 4. Основная ходовая ось 7 механизма передвижения комбайна 1 жестко связана с корпусом 3. Ходовые колеса 12 основной ходовой оси регулируются по высоте индивидуально в зависимости от поперечного уклона поверхности с той целью, чтобы расположенные в корпусе 3 аппараты, такие как молотильный аппарат и сепаратор, всегда занимали горизонтальное положение и не происходило одностороннего подпора убранной массы в корпусе 3. Для этого комбайн 1 снабжен двумя механизмами 8 регулируемой установки колес, связанными посредством консолей с концами основной ходовой оси 7 с возможностью поворота. На консолях установлены силовые цилиндры 9, штоки которых соединены с механизмами 8 регулируемой установки колес для их поворота вокруг установленных в консолях неподвижных осей 10. Регулирование высотного положения ходовых колес 12 производится автоматически. Для этого комбайн 1 оснащен соответствующим не показанным здесь устройством регулируемой установки, которое снабжено датчиком QS поперечного наклона на корпусе 3 машины (см. фиг.4).

Как только комбайн принимает положение поперечного наклона, силовые цилиндры 9 приводятся в действие от датчика QS поперечного наклона и посредством регулирования положения колес 12 удерживают корпус 3 машины в исходном горизонтальном положении.

Подъем и опускание переднего съемного рабочего оборудования 2, включая корпус наклонного конвейера 4, производятся силовыми цилиндрами 13. Соединение переднего съемного рабочего оборудования 2 с корпусом 3 машины и, соотвестственно, наклонным конвейером 4 осуществляется с помощью регулируемого поворотного устройства 14, которое будет подробно описано далее со ссылками на фиг.2 и 5. В представленном примере выполнения поворотное устройство 14 состоит из поворотной рамы 14а, на которую также с возможностью поворота навешено переднее съемное рабочее оборудование 2. Поворотная рама 14а и переднее съемное рабочее оборудование 2 могут поворачиваться вместе или по отдельности вокруг оси 15, проходящей в продольном направлении комбайна и, соответственно, поперечно основной ходовой оси 7.

Поворотная рама 14а установлена также с возможностью поворота относительно наклоняемой рамы 14b. Соединение рам 14а, 14b осуществляется с помощью установленных в кулисах роликов 16, 17, как это показано на фиг.3 и 6. Наклоняемая рама 14b может поворачиваться вокруг нижней поперечной оси 19 (фиг.5) с помощью силовых цилиндров 18 с тем, чтобы регулировать положение переднего съемного рабочего оборудования 2 в соответствии с продольным уклоном при движении вверх или вниз по уклону. Поворотная рама 14а установлена с возможностью поворота вокруг оси 15 относительно наклоняемой рамы 14b. В наклоняемой раме 14b предусмотрены продольные прорези 20, в которые входят болты, укрепленные на поворотной раме 14а. За счет этого рамы 14а, 14b соединены друг с другом с возможностью относительного поворота, при этом обеспечивается ограничение конечных положений поворотной рамы 14а. Регулирование поперечного поворота рамы 14а осуществляется силовыми цилиндрами 24, 25, установленными на раме 14b, как это показано на фиг.3.

Для подобной же цели поворотная рама 14а также снабжена в своей нижней области продольными прорезями 21, в которые входят болты переднего съемного рабочего оборудования 2. Поперечный наклон переднего съемного рабочего оборудования 2 относительно поворотной рамы 14а осуществляется с помощью двух силовых цилиндров 22, которые укреплены на боковых сторонах поворотной рамы 14а (фиг.2 и 3). Штоки силовых цилиндров 22 снабжены соединительными частями КГ, вертикальные полки которых зацепляются за болты, жестко установленные на переднем съемном рабочем оборудовании 2.

Фиг.3 изображает на виде спереди поворотное устройство 14 со снятым передним рабочим оборудованием 2. На чертеже представлено исходное или основное положение устройства, при котором приемные окна рам 14а и 14b совмещены с приемным окном наклонного конвейера 4. В данном случае ходовые колеса 12 установлены на одинаковой высоте и расположены параллельно друг другу на расстоянии от соответствующих горизонтальных плоскостей корпуса 3 машины, то есть в положении комбайна на ровной горизонтальной поверхности. Однако при поперечном наклоне машины в процессе движения высотное положение колес 12 регулируется по сигналам датчика QS поперечного наклона. Датчики 23, например, в виде следящих гидравлических цилиндров 23 (фиг.2) регистрируют изменение регулируемой установки колес 12 и одновременно подают сигналы на управление силовыми цилиндрами 24, 25 привода в действие поворотного устройства 14 с тем, чтобы отрегулировать положение поворотной рамы 14а и навешенного на нее переднего съемного рабочего оборудования 2 в соответствии с поперечным уклоном поверхности земли.

На фиг.3 штрих-пунктирными линиями показано наклонное положение при повороте поворотной рамы 14а и переднего съемного рабочего оборудования 2 вокруг оси 15 в направлении против часовой стрелки. Разумеется, при соответствующем поперечном уклоне поверхности эти узлы могут поворачиваться также и по часовой стрелке. Для соединения поворотной рамы 14а с наклоняемой рамой 14b на раме 14а, на ее обращенной к раме 14b стороне, установлены четыре направляющих и удерживающих ролика 16, 17 (фиг.6), которые взаимодействуют с направляющими 26 на раме 14b известным образом (ФРГ № А1 4105260). Если поперечный наклон превышает возможности относительного поворота в соединении между рамами, производится управление силовыми цилиндрами 22 для поперечного наклона переднего съемного рабочего оборудования 2, то есть жатвенного аппарата относительно поворотной рамы 14а. Это поворотное движение ограничено продольными прорезями в раме 14а. На фиг.4 показаны максимальное возможное наклонное положение переднего съемного рабочего оборудования 2 относительно корпуса 3 машины, а также максимальная разница регулируемой установки ходовых колес 12 по высоте. Кроме того, на чертеже видно, что смещение области пропуска убранной массы между передним рабочим оборудованием 2 и поворотной рамой 14b выполнено трехступенчатым с разнесением ступеней в продольном направлении машины, что позволяет избежать подпора убранной массы.

На фиг.5 показано, что с помощью силовых цилиндров 13 передний агрегат 2 вместе с наклонным конвейером 4 в его корпусе может быть опущен или поднят таким образом, что копирные щупы 11 поднимаются над поверхностью земли. На этом же чертеже видно, что с помощью силовых цилиндров 18 передний агрегат 2, поворотная рама 14а и наклоняемая рама 14b могут поворачиваться вокруг поперечной оси 19.

На фиг.6 показана установка направляющих и удерживающих роликов 16 на раме 14а. Ролики 16 установлены на болтах 27 с возможностью свободного вращения и опираются на направляющие 26. Соединение работает по типу кулисного механизма. При этом рама 14а в области направляющих роликов 16 выполнена U-образной и охватывает соответствующий пояс рамы 14b с образованием поворотного соединения в поперечном направлении и жесткого соединения в продольном направлении.

Изобретение не ограничено приведенным примером выполнения. Существенным является наличие регулируемого устройства относительного поперечного наклона с дополнительным поворотным элементом 14а поперечного наклона, так что переднее съемное рабочее оборудование 2 может поворачиваться относительно корпуса 3 машины по меньшей мере в двух различных плоскостях в несколько ступеней.