Механизмы привода, управления и контроля

Ременные и цепные приводы. Приводные шестерни зерноуборочных комбайнов используются для передачи крутящего момента от двигателя к орудиям. В трансмиссиях зерноуборочных комбайнов используются следующие передачи: клиновой ремень, цепь, кардан, звездочка.

Ременные передачи. Клиновые ремни ременной передачи изготавливаются из корда или кордной ткани (одно- или многоручьевые) с общей верхней основой. В зерноуборочных комбайнах широко используются одношовные ремни (типы UB и UV), где буква (Y) обозначает тип профиля ремня – узкий, (B) и (C) обозначают размеры поперечного сечения. Лента типа (Б) имеет в 1,3 раза большее поперечное сечение, чем лента типа (В), что говорит о ее более высоких тяговых свойствах. Внутренняя длина ленты (L) указывается после букв в обозначении ленты в случае, если L≤1700 мм, или на уровне центра поперечного сечения ленты в случае, если L>1700 мм.

Ремни натягиваются за счет смещения приводного вала (в меньшей степени приводного) и за счет натяжителей, воздействующих на ветви приводного ремня. В высоконагруженных трансмиссиях используются пружинные натяжители, которые не только увеличивают срок службы ремня, но и облегчают его обслуживание. Натяжение оценивается по величине прогиба приводной нити. Величина прогиба напрямую зависит от передаваемого крутящего момента и расстояния между шкивами: чем выше крутящий момент и короче расстояние, тем меньше должен быть прогиб ремня.

Для проверки прогиба к ремню (в середине ветви) прикладывается вертикальная нагрузка 40 Н. Прогиб ремня при такой нагрузке (в нагруженных коробках передач) на 1 метр длины ремня должен составлять порядка 2-3 мм. Если сопротивление на ведомом валу меньше, прогиб ремня должен составлять 4-6 мм/м.

В донских комбайнах используются механизмы постоянного натяжения ремня в приводе молотильного барабана. Если крутящий момент отклоняется от номинального, диск (3) [рис. 1, A], свободно посаженный на вал (1), может вращаться вокруг вала и перемещаться вдоль него. Второй диск (2) закреплен на валу. Полумуфты (5) соединены с подвижным диском. Полумуфты фиксируются, когда крутящий момент на шкиве равен номинальному. При увеличении крутящего момента (выше номинального) ремень проскальзывает и начинает вращаться скользящий диск с закрепленным на нем диском сцепления. Кулачки сцепления обращены к кулачкам другой половины сцепления. Пластины сдвигаются ближе друг к другу – напряжение увеличивается. Использование натяжителей ремня не только уменьшает его износ, но и предотвращает снижение частоты вращения ведомого вала.

Схема механизма натяжения ремня (A) и механизма зажима инструмента (B)

Рис. 1. Схемы механизмов натяжения ремня (А) и зацепления рабочих органов жатки (В).

1) – Вал;

2) – Неподвижный диск шкива;

3) – Перемещение диска шкива;

4) – Весна;

5) – Полумуфты;

6) – Ведомый шкив;

7) – Рычаг;

8) – Разъем механизма натяжения ремня;

9) – Гидравлический цилиндр;

10) – Весна;

11) – Приводной шкив;

12) – Пояс;

13) – Обложка;

14) – Шкив;

14) – Приводной шкив; 15) – Крышка.

В комбайнах “Енисей” и “Нива” регулировка натяжения ремней привода барабана осуществляется с помощью нажимных клапанов, которые установлены на обоих штоках гидроцилиндров.

Скорость вращения шкивов изменяется клиноременными вариаторами, принцип действия которых аналогичен вариаторам, используемым в мостах с ручным приводом. Клиновые ремни в вариаторах – это специальные вариаторные ремни (пример CB-38, 1500), которые имеют большую ширину поперечного сечения и меньший угол между рабочими плоскостями.

Ремни Lenox (ремни с несколькими канавками и одним общим основанием) используются вместо муфт в приводах жатки, молотилки и элеватора в комбайнах семейства “Дон”. Состояние натяжного ремня (12) [рис. 1, B] определяется положением натяжного ролика (6), которое изменяется гидравлическими механизмами при воздействии через систему рычагов. Регулируя пружину (10), можно добиться заданного натяжения. Когда шкив опускается, ремень снимается с ведущего шкива (14) шкивом (С) рычага (7) и упирается в корпуса (13) и (15). Во время работы ремень не должен проскальзывать или соприкасаться с корпусами и направляющими роликами. Когда коробка передач включена, ремень не касается приводного шкива и опирается на защитные кожухи. Ремень задействован, когда частота вращения коленчатого вала двигателя не превышает 1000 об/мин.

Цепные приводы. Роликовые цепи и втулочные цепи используются на зерноуборочных комбайнах: PR – приводные цепи с шагом 19,05 и 25,4 мм; TRD – тяговые цепи, для бульдозеров и элеваторов. Для соединения концов цепи с четным количеством звеньев используется прямое звено, состоящее из вилки и внешней сменной пластины, а с нечетным количеством звеньев – специальное промежуточное звено. Основной вес цепных передач натягивается за счет движения звездочек и, в случае тяговых цепей, за счет движения приводных валов или приводных транспортных устройств. Нормальное натяжение приводной цепи – при ручном усилии прогиб в центральном контуре (от линии привода) составляет 40-70 мм на 1 м длины. Отклонение (вручную) скребка элеватора при нормальном натяжении тяговой цепи составляет около 30 градусов.

Перегрузочные муфты. Они используются для защиты рабочих частей комбайна от поломки и деформации при превышении допустимого момента сопротивления. В зерноуборочных комбайнах используются фрикционные и храповые муфты.

Фрикционные муфты [рис. 2, A] получают крутящий момент от шестерни (4), свободно установленной на ступице (1), и передают его через фрикционное кольцо (2) на ведущий диск (6). Приводной вал соединен с валом инструмента. Кольцо прижимается нажимным диском (7) к ведущему диску и зубчатому колесу с помощью винтов (5) с пружинами (3).

Фрикционные муфты (A), храповые муфты (B) и подшипники (C) на зерноуборочных комбайнах

Рис. 2. фрикционно-блочные муфты (A), храповые муфты (B) и подшипники (C) комбайнов.

1) – ступица;

2) – Фрикционное кольцо;

3) – Весна;

4) – Цепное колесо;

5) – Болт;

6) – Приводной диск;

7) – Прижимная пластина;

8) – масленка;

9) – Вал;

10) – концентратор;

11) – Весна;

12) – Обложка;

13) – Шкив;

14) – Диск сцепления;

15) – Уплотнительное кольцо;

16) – орех;

17) – Упорное кольцо;

18) – наружное кольцо подшипника;

19) – Внутреннее кольцо подшипника;

20) – Коническая зажимная втулка;

21) – Предохранительная шайба.

Система активируется, когда крутящий момент от сил трения меньше сопротивления. В этом случае звездочка вращается относительно ступицы. Цилиндры и приводной вал останавливаются.

Значения крутящего момента, указанные в спецификации, достигаются при равномерном сжатии пружины (3) с помощью винтовых гаек.

Храповые муфты (зубчатые дисковые муфты) устанавливаются на зерноуборочных и зернопастбищных комбайнах и на валах других машин. На ведущем шкиве (13) [рис. 2, B], который свободно посажен на вал (9), установлен зубчатый диск (14) сцепления, второй диск соединен со ступицей (10), которая соединена с валом (9). Пружины (11) прижимают шкив, зубчатые диски и ступицу друг к другу. Если болт перегружен, зубчатый диск шкива преодолевает усилие пружин и отсоединяется от диска ступицы, начиная проскальзывать. Ступица и соединенный с ней вал (9) – останавливаются, а шкив со вторым диском не перестает вращаться.

Предохранительные муфты регулируются в соответствии с допустимым крутящим моментом (М), его значения приведены в руководстве по эксплуатации машины. Процедура регулировки заключается в снятии цепи (ремня), блокировке вала сцепления и приложении к звездочке (через цепь) или к шкиву (через рычаг) усилия (P1), равного крутящему моменту (M), деленному на радиус (r) – P1=M/r. Под действием этой силы шкив должен вращаться. Включение сцепления при меньшем или большем усилии может быть устранено путем увеличения или уменьшения натяжения пружины в сцеплении.

Дополнительная регулировка сцепления в полевых условиях: затяните гайки на блоках сцепления до полного сжатия пружины, затем ослабьте гайки на всех болтах по очереди (6-6,5 оборотов) и зафиксируйте их. После завершения регулировки проверьте правильность работы сцепления.

Подшипники с натяжными конусными втулками. Для фиксации рабочих органов комбайнов на валах используются подшипники с коническими втулками (20) [рис. 2, B]. Втулка имеет прорезь в формирующей части и резьбу на конце. Наружное кольцо (18) подшипника имеет сферическую поверхность, а внутреннее кольцо (19) имеет коническое отверстие.

При затягивании гайки (16) на резьбе – паз конической втулки сужается и плотно фиксируется на валу, а внутренние кольца подшипника прижимаются к втулке. Стопорная шайба (21) исключает самоторможение подшипникового узла: один из ее наружных концов заводится в паз гайки (16), а внутренний конец – в паз конической втулки.

Коническая гайка ведомой шестерни затягивается специальным ключом, при этом создается средний крутящий момент (Нм):

msr=110+10.4(d-25),

где d – диаметр вала (мм), d≥25 мм.

Алгоритм удаления:

1) – ослабьте гайку;

2) – открутите гайку и снимите ее с вала вместе со стопорной шайбой;

3) – накрутите гайку обратно на ступицу (до совпадения с ее внешней поверхностью);

4) – установите трубчатый штифт на вал так, чтобы его поверхность соприкасалась с поверхностью гайки;

5) – коротким и резким ударом вдавите втулку в подшипник до полного освобождения;

6) – открутите болты, крепящие корпус подшипника;

7) – снимите корпус подшипника вместе с подшипником.

Подшипник смазывается консистентной смазкой. В современных комбайнах и других машинах используются отдельные подшипники со смазкой.

Гидравлическая система рабочих инструментов. В зерноуборочных комбайнах используется объемная гидравлическая система, которая предназначена для изменения режима работы и положения механизмов.

Для управления механизмами используется объемная гидравлическая система:

1) – перемещение режущего бруса, разгрузочных шнеков и турникета;

2) – включение/выключение привода молотилки, наклонной камеры, шнеков для выгрузки зерна из бака;

3) – изменение скорости вращения валов ротора (барабана) и барабана;

4) – изменение скорости вращения питателя загрузочной камеры;

5) – открытие/закрытие подающего устройства;

6) – привод вибратора.

Гидравлическая система комбайна “Дон”: бак; шестеренчатый насос; трубопроводы; гидрораспределители; вибраторы; гидроцилиндры; предохранительно-перепускной клапан; дроссельные клапаны.

Бак (1) [Рис. 3] – это резервуар для масла, используемого в объемной гидравлической системе. Бак комбайна “Дон-1500” имеет емкость 25 л. Масло, поступающее в бак из сливной магистрали, очищается фильтром, оснащенным сигнальным клапаном, который подает звуковой и световой сигнал при загрязнении фильтра. Вентиляционный фильтр очищает поступающий в бак воздух от пыли.

Базовая гидравлическая схема комбайна

Рис. 3. Принципиальная схема основной гидравлической системы комбайна “Дон-1500Б”.

1) – Резервуар;

2) – Насос;

3) – Клапан сброса давления;

4) – Поршень;

5) – Перепускной клапан;

6) – Винт управления давлением;

7) – Электромагнитный клапан с электромагнитным управлением;

8) – Клапан с ручным управлением;

9) – Скользит в нейтральном положении;

10) – Золотники в рабочем положении;

11) – Золотниковые клапаны;

12) – Дроссельный клапан;

13) – Гидравлический цилиндр;

14) – Гидравлический поршневой цилиндр;

15) – Распределитель с электронным управлением;

16) – Направляющий клапан с электронным управлением;

17) – Разбрасыватель навоза;

18) – Гидроцилиндры подачи стержней;

I – поток всасывания масла;

II-V – Выходные потоки;

VI-VIII – Дренажные потоки.

Шестеренчатый насос (2) выкачивает масло из резервуара с помощью пары шестерен. Расход составляет 36 л/мин, а давление (номинальное) – 12,5 МПа.

Предохранительный клапан (3) предназначен для поддержания заданного давления в напорной линии и для слива рабочей жидкости из напорной линии в дренажную линию, когда золотник распределителя находится в нейтральном положении.

Масло, всасываемое из резервуара (I поток), нагнетается насосом в полость (A) (II поток) клапана сброса давления (3). Корпус клапана имеет поршень (4) с дроссельным отверстием (O) и клапан сброса давления (5). Пружины прижимают клапан и поршень к корпусу. Давление в линии регулируется винтом (6).

Если давление не превышает номинальное давление 12,5 МПа, поршень перемещается в крайнее левое положение, а предохранительный клапан под действием пружины перемещается вниз. Полости (A) и (B) соединены отверстиями (O), полость (D) закрыта поршнем. Масло закачивается в линию подачи (II поток).

Когда давление поднимается выше номинального, предохранительный клапан поднимается, и давление в камерах (B) и (C) падает. Масло не успевает протекать через отверстие. Разница давлений в полостях (A) и (B) позволяет преодолеть сопротивление пружины поршня. Поршень перемещается вправо и открывает углубление (E), и масло поступает в резервуар (III поток). В углублении (D) давление снижается, и клапан (5) опускается под действием пружины. Давление в камерах (А) и (В) выравнивается, поршень под действием пружины перемещается влево, закрывает камеру (Е), и масло перестает поступать в бак. Описанные выше процессы также происходят, когда золотник находится в нейтральном положении.

Гидравлические распределители (8) управляют гидравлическими цилиндрами. Золотниковые клапаны (9) и (10) могут перемещаться вдоль оси корпуса с помощью тяги, электрической или ручной.

В положении I (нейтральное положение) золотники центрируются в корпусе пружиной. Масло блокируется в цилиндрах клапанами (11) под давлением, а масло, вытекающее из насоса (поток II), может свободно сливаться.

При подъеме или опускании золотника пазы в корпусе (положение II) совмещаются, и масло из насоса подается в одну из полостей цилиндра, а из другой полости сливается в резервуар.

Гидравлические цилиндры изготавливаются в виде плунжерных (13) или поршневых (14) цилиндров. Плунжерные цилиндры (одностороннего действия) – поршень приводится в движение маслом только в одном направлении, движение в противоположном направлении осуществляется за счет пружин или силы тяжести системы, действующей на поршень. Плунжерные гидроцилиндры (двойного действия) – шток с поршнем перемещает масло попеременно то в одном, то в другом направлении.

Изменение скорости подъема/опускания жатки осуществляется с помощью дросселя (12) – вращением шпинделя с шайбой с отверстиями разного диаметра увеличивается или уменьшается поток масла.

Схемы работы гидравлической системы зерноуборочного комбайна:

1) – Заслонки всех гидравлических клапанов находятся в нейтральном положении. Масло засасывается насосом (поток I) и подается в перепускной канал. Поршень, благодаря дроссельному отверстию (O) и сопротивлению потоку IV, перемещается вправо, и поток масла III поступает в бак.

2) – Один из распределительных золотников (17) распределителей с открывающим или механическим приводом находится вне нейтрального положения. Давление в потоке IV увеличивается, поршень предохранительного перепускного клапана перемещается вправо и прекращает слив масла в резервуар. Масло закачивается в одну полость гидроцилиндра (управляемую) и сливается из другой полости в резервуар (поток VII).

3) – Приведение в действие золотника любого распределителя с электронным управлением активирует гидравлический клапан с электромагнитным управлением (7), который закрывает поток IV и перепускной канал (E). Масло II поступает в нужную полость гидроцилиндра, а VIII – из другой полости в резервуар.

Для заполнения объемного редуктора привода заготовок используется небольшое количество моторного масла М-8В2 или индустриального масла И-50А. При эксплуатации необходимо соблюдать следующие требования: обеспечение высокой частоты масла; устранение воздуха в гидравлической системе; включение насоса только при выключенном двигателе; включение гидроцилиндров только при прогретом масле; контроль давления в системе; своевременная замена фильтрующих картриджей.

Электрооборудование и система управления механизмами и рабочими органами. Комбайны используют однопроводную электрическую систему постоянного тока. Система электрооборудования включает: источники питания; устройства световой и звуковой сигнализации, пусковые устройства; устройства управления и контроля.

Стартеры и источники питания: стартеры; батареи; генераторы; электрические пламенные нагреватели (используются для запуска двигателей при низких температурах).

Стартеры мощностью 5,9-7,4 кВт используются для двигателей комбайнов, 4,5 кВт – для стартерных двигателей.

Комбайны “Енисей” и “Нива” имеют по одному аккумулятору, а комбайн “Дон” – два. Объяснение обозначения батареи 6ST182EM:

6 – количество батареек (номинальное напряжение 2 В);

ST – стартер;

182 – номинальная мощность (в ампер-часах);

Э и М – эбонит и мипласт (блочные материалы), соответственно. Комбайн “Дон” имеет последовательно соединенные аккумуляторы, что обеспечивает напряжение сети – 24 В (за исключением цепи системы автоматического управления, напряжение которой – 12 В).

Харвестеры “Дон” имеют генераторы переменного тока, оснащенные выпрямителями, которые преобразуют переменный ток в постоянный (напряжение – 28 В). Мощность генератора (номинальная) составляет около 1 кВт. Другие марки комбайнов оснащены генераторами постоянного тока (напряжение 14-15 В при полной нагрузке).

Светосигнальное и светотехническое оборудование комбайна “Дон” включает в себя два транспортных фонаря, шесть фонарей разгрузочного шнека и режущего бруса, две фары и два задних фонаря, а также фонарь кабины. Фара используется при движении комбайна по дороге и включается автоматически, когда бункер заполнен на 75%.

Система управления и контроля отвечает за работу электрических клапанов управления гидравлической системой измерения скорости (скорость вращения вентилятора, скорость вращения барабана) и сигнализации для контроля скорости вращения валов рабочих органов (зерновых и колосовых шнеков, барабана, соломотряса, измельчителя, очистителя и других), заполнения бункера, а также блокировки копнителя, соломотряса и степени потери сыпучего зерна в измельчителе и соломотрясе. Все компоненты системы соединены в одну электрическую цепь (напряжение 12 В).

Индуктивные датчики (1) [рис. 4] и (2), состоящие из зубчатого диска (14), вращающегося вместе с валом, и индуктивной катушки (13), закрепленной в корпусе, используются для измерения скорости комбайна относительно земли и частоты вращения вала. Датчики подключены к блоку измерения скорости (12), показания которого отображаются на табло (с точностью не менее 5%). Дополнительные акустические (частота 800-1000 Гц) и визуальные (светящиеся пиктограммы) сигналы, подаваемые блоками (10) и (11), указывают на предельное снижение скорости вращения ротора или барабана.

Блок-схема управления механизмом комбайна

Рис. 4. Блок-схема мониторинга механизма зерноуборочного комбайна.

1) – Индуктивный датчик;

2) – Индуктивный датчик;

3) – Электромеханические датчики закупоривающих (закрывающих, наполняющих) устройств;

4) – Устройство снижения скорости;

5) – Устройство световой сигнализации;

6) – Блок индикации потерь;

7) – Пьезоэлектрический датчик потерь зерна в мякине и соломе;

8) – Пьезоэлектрический датчик потерь зерна в мякине и соломе;

9. – Усилитель-формирователь;

10. – Устройство звукового сигнала;

11) – Блок световой сигнализации

12) – Блок измерения скорости

13) – Индукционная катушка

14) – Зубчатое колесо;

15) – Движущаяся часть;

16) – Контакты.

Индуктивный датчик (2), подключенный к блоку (4), предназначен для контроля скорости вращения рабочих органов. Блок (4) генерирует электрические сигналы и управляет светофором (5). При снижении скорости вращения (15-20% от номинальной скорости) контролируемых рабочих органов генерируются сигналы.

Комбайны оснащены датчиками (3) заполнения зернового бака; камеры сгорания соломы; положения стояночного тормоза и клапанов камеры сгорания; блокировки соломотряса, топливного и масляного фильтров и т.д. Датчики состоят из: подвижного элемента (15) и контактов (16).

Показатель интенсивности потери зерна показывает снижение или увеличение потери зерна в измельченной соломе и соломе. Он состоит из пьезоэлектрических датчиков (7) и (8) и блоков (6) и (9).

Работа пьезоэлектрических преобразователей основана на пьезоэлектрическом эффекте, который вызывает преобразование ударных импульсов в электрические сигналы. Зерно, выходящее из соломы в конце ключей, а также из стога, который сходит с очистителя, попадает на пластиковые мембраны. В них генерируются акустические волны, которые поляризуют кристаллы сенсорных элементов, прикрепленных к мембранам. Амплитуда (UE) генерируемого электрического сигнала зависит от длительности (τ) нарастающего фронта импульса, поэтому чем короче (τ), тем больше (UE). Удар зерна (τ) меньше, чем удар соломы, поэтому сигналы от ударов с большим (τ) не регистрируются.

Датчики подключаются параллельно. Сигналы от них формируются пропорционально количеству ударов зерна, поступающих от соломотряса, а также очистки и усиливаются в блоке (9). Электрические импульсы, получаемые индикатором потерь (6), преобразуются в визуальные сигналы. Эти сигналы прямо пропорциональны весу зерна в мякине и соломе. Сигналы указывают на интенсивность потери зерна.

Индикатор потерь на комбайне “Нива” оценивает относительные потери, т.е. отношение веса мякины и соломы к весу всего собранного зерна. Для этого, помимо вышеупомянутых датчиков, устанавливаются датчики для оценки веса зерна, поступающего в шнек через портал и конвертер. Последний преобразует сигнал, прямо пропорциональный отношению веса потерь зерна к весу зерна в бункере.

Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: