Двухдисковый центробежный разбрасыватель гранулированных минеральных удобрений

 

Сущность изобретения: устройство содержит раму 1, опорные колеса 2, технологическую емкость 3, питатель 4, диски 5 и 6 с лопатками 7 и механизмом 8 привода, двуплечий рычаг 9, редуктор 10, шарниры 11, 12, 13, стержень 14. 3 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к машинам для внесения минеральных удобрений.

Цель изобретения более качественный рассев удобрений, достижение постоянства ширины захвата машины и уменьшение сноса боковым ветром удобрений, слетевших с дисков в сторону оси движения машины.

На фиг. 1 дана принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 функциональная структурная схема устройства, отображающая взаимодействие его элементов автоматики в процессе работы.

Двухдисковый центробежный разбрасыватель гранулированных минеральных удобрений содержит раму 1, опорные колеса 2, технологическую емкость 3, питатель 4, диски 5 и 6 с лопатками 7 и механизмом 8 привода. Один из дисков 5 установлен на раме 1 посредством двуплечего рычага 9 с возможностью поворота его в поперечно-вертикальной плоскости. Другой конец рычага 9 кинематически связан с редуктором 10. Второй диск 6 установлен на раме 1 с возможностью поворота его в поперечно-вертикальной плоскости вокруг шарнира 11. Кроме того, диск 6 соединен через шарниры 12 и 13 с первым диском 5 посредством стержня 14. Оси 15 вращения дисков 5 и 6 размещены в плоскости, отклоненной от вертикали на угол α5-10^о.

Механизм 8 привода дисков 5 и 6 последовательно связан через клиноременные передачи с вариатором 16 и ведущим шкивом 17, который получает вращение от вала отбора мощности трактора или гидромотора. Вариатор 16 кинематически связан с редуктором 18.

Автоматический регулятор выполнен в виде первичного преобразователя 19 скорости и направления ветра, первичного преобразователя 20 угла крена рамы 1 машины и двух автономных блоков 21 и 22. Каждый из блоков 21 и 22 снабжен измерительным мостом 23 и последовательно соединенными с ним усилителем 24 постоянного тока и электродвигателем 25 с редуктором 10 и 18. Первичные преобразователи 19 и 20 соединены с измерительными мостами 23 обоих блоков. Редуктор 10 первого блока 21 кинематически связан с двуплечим рычагом 9, а редуктор 18 второго блока 22 с вариатором 16 механизма 8 привода дисков 5 и 6. Каждый измерительный мост 23 снабжен резистором-задатчиком 26. Плечи каждого моста 23 выполнены в виде потенциометров 27, 28 и 29 с движками. Движок каждого из потенциометров 27 соединен через индукционный датчик 30 с первичным преобразователем 19 скорости и направления ветра, а движок каждого потенциометра 28 с первичным преобразователем 20 угла крена рамы 1 машины. Движок потенциометра 29 в первом блоке 21 кинематически связан через редуктор 10 с электродвигателем 25, а во втором блоке 22 через редуктор 18. Для уменьшения колебания системы при работе устройства первичный преобразователь 20 и датчик 30 снабжены амортизаторами соответственно 31 и 32. Приборы 33, например гальванометры, каждого из блоков 21 и 22 предназначены для восприятия сигнала при балансировке соответствующего измерительного моста 23. Переключатели 34 служат для изменения рода работ, то есть или выполнения балансировки измерительного моста 23, или работы системы в режиме автоматической настройки рабочего органа, или разрыва электрической цепи после завершения балансировки моста 23 или работы устройства.

В принципе, центробежный рабочий орган машины представляет собой объект управления 34 (см. фиг. 3). Он выполнен в виде дисков 5 и 6 с лопатками 7, механизма 8 привода и механизма поворота дисков 5 и 6 в поперечно-вертикальной плоскости, который включает шарниры 11, 12, 13, двуплечий рычаг 9 и стержень 14. Причем, механизм поворота дисков 5 и 6 и механизм 8 их привода оказывают непосредственное управляющее воздействие на объект управления 34 и поэтому являются регулирующими органами, соответственно 35 и 36. Объект управления 34 связан с автоматическим регулятором соответственно через регулирующие органы 35 и 36 и первичные преобразователи 19 и 20. Автоматический регулятор состоит из первичных преобразователей 19 и 20 и двух автономных блоков 21 и 22. Функциональная задача первого блока 21 состоит в поддержании симметричности распределения удобрений относительно оси движения машины, а второго блока 22 обеспечение неизменной ширины захвата. Каждый из блоков 21 и 22 включает последовательно соединенные друг с другом сравнивающий орган 37 с задатчиком 38, усилительный 39 и исполнительный 40 органы. Причем, сравнивающие органы 37 каждого блока соединены с первичными преобразователями 19 и 20. Функцию сравнивающего органа 37 выполняет измерительный мост 23, задатчика 38 резистор-задатчик 26, усилительного органа 39 усилитель 24 постоянного тока. Исполнительный орган 40 каждого блока выполнен в виде редуктора 10 или 18 с приводом от реверсивного электродвигателя 25, обмотка возбуждения которого соединена с усилителем 24 постоянного тока. Исполнительный орган 40 связан со сравнивающим органом 37 через обратную связь 41, а с объектом управления 34 через регулирующие органы 35 и 36. Обратная связь 41 между исполнительным 40 и сравнивающим 37 органами осуществляется через движок потенциометра 29, который кинематически связан с редуктором 10 или 18. Для питания исполнительного 40, усилительного 39 и сравнивающего 37 органов служит блок питания 42. Первичный преобразователь 19 скорости и направления ветра может быть выполнен в виде крыльчатого индукционного анемометра, который помещен в трубку 43, установленную горизонтально поперек продольной оси машины. Первичный преобразователь 20 угла крена рамы 1, может быть изготовлен, например, в виде шарнирно соединенного с рамой 1 поводка 44, на конце которого закреплен груз 45. К поводку 44 присоединен амортизатор 31.

Для уменьшения сноса боковым ветром удобрений, слетевших в сторону оси движения машины, диски 5 и 6 следует выполнять плоскими или выпуклыми с углом конусности β0.-8^о (см. фиг. 2). Применение вогнутых дисков приведет к резкому увеличению сноса удобрений боковым ветром, а выпуклых с большей конусностью к значительному уменьшению ширины захвата. Так, при расположении дисков 5 и 6 над почвой на высоте 0,7 м частицы удобрений, имеющие коэффициент парусности 0,1 1/м и слетающие с концов лопаток 7 со скоростью 21,7 м/с под углами к горизонту -5,0 и 5^о распределяется на ширине захвата соотетственно равной 9,0; 12,7 и 16,7 м, но при этом сместятся боковым ветром на 0,29; 0,62 и 1,14 м. Если разместить оси 15 вращения дисков 5 и 6 в плоскости, отклоненной от вертикали на угол α9^о, то (при той же ширине захвата) смещения частиц удобрений боковым ветром станут соответственно равными 0,09; 0,16 и 0,34 м. Отклонение осей 15 на угол α менее 5^о приводит к большому сносу удобрений боковым ветром, а на угол α больший 10^о, к ухудшению технологического процесса рассева удобрений, выражающемся в преждевременном их слете с лопаток 7 дисков 5 и 6 вблизи от оси движения машины. Это приводит к неравномерности распределения удобрений.

Устройство работает следующим образом.

Машину устанавливают на горизонтальную площадку и производят балансировку, то есть первоначальное уравновешивание в отдельности каждого измерительного моста 23. Для этого входное отверстия трубы 43 первичного преобразователя 19 закрывают заслонками (не показаны), переключатель 34 переводят в положение Б и, перемещая ползунок резистора-задатчика 26, добиваются отсутствия напряжения на выходе моста 23, регистрируемое прибором 33. После окончания балансировки измерительного моста 23 положение ползунка резистора-задатчика 26 стопорится, а переключатель 34 переводится в положение В. Перед выполнением работ входные отверстия трубы 43 первичного преобразователя 19 открывают, а переключатель 34 переводят в положение Р.

Во время движения машины по полю гранулированные удобрения поступают из технологической емкости 3 через питатель 4 на вращающиеся диски 5 и 6 под действием центробежной силы слетают с концов лопаток 7, распределяясь по поверхности поля. При движении машины на ровном участке поля в безветренную погоду удобрения рассеваются вправо и влево от оси движения машины на одинаковые расстояния. При этом первичные преобразователи 19 и 20 не воспринимают возмущающих воздействий и не смещают движки потенциометров 27 и 28. Поэтому разбалансировки моста 23 не происходит, диски 5 и 6 находятся в одной плоскости, а частота их вращения близка к номинальной.

При движении машины поперек склона переменной крутизны ее опорные колеса 2 обеспечивают копирование рельефа и рама 1 машины всегда занимает неизменное положение относительно поверхности склона. Но поводок 44, который шарнирно закреплен на раме 1 и под воздействием груза 45 занимает неизменно вертикальное положение, отклоняется на угол крена рамы 1, равный крутизне склона. Поворота поводка 44 относительно рамы 1 вызовет смещение движка потенциометра 28 и на выходе мостов 23 возникнет напряжение, которое усиливается усилителями 24 постоянного тока и подается на обмотки возбуждения реверсивных электродвигателей 25, кинематически связанных с соответствующими редукторами 10 и 18. От редуктора 10 движение передается двуплечему рычагу 9, который проворачивает диск 5 в поперечно-вертикальной плоскости. Это движение через шарнир 13, стержень 14 и шарнир 12 передается на диск 6, который смещается вокруг шарнира 11 в поперечно-вертикальной плоскости на тот же угол, что и диск 5. В результате диски 5 и 6 окажутся в параллельных плоскостях, то есть займут относительно рамы 1 новое одинаковое положение и удобрения слетят с них под большим углом к горизонту, чем угол крутизны склона. При этом симметричность распределения удобрений относительно оси движения машины достигается за счет одновременного увеличения дальности полета удобрений как вверх по склону, так и уменьшения ее вниз по склону. Но при ширине захвата машины оказывается всегда больше, чем при рассеве удобрений на горизонтальном участке поля. Для того, чтобы поддержать неизменной ширину захвата машины, одновременно с поворотом дисков 5 и 6 в поперечно-вертикальной плоскости, предусмотрено снижение их частоты вращения путем передачи силового воздействия через кинематическую связь от редуктора 18 на вариатор 16. В результате дальность полета удобрений в направлении, поперечном от оси вращения машины, становится равной дальности полета удобрений при движении машины по горизонтальному участку поля. При этом от редуктора 10 и 18 движение передается соответствующим движкам потенциометров 29, которые, смещаясь, способствуют уравновешиванию измерительных мостов 23. При отсутствии на выходе мостов 23 напряжения автоматическая система регулирования уравновешена, а положение дисков 5 и 6 относительно рамы 1 машины и их частота вращения зафиксированы до нового изменения крутизны склона.

При рассеве удобрений в ветреную погоду крыльчатка первичного преобразователя 19 скорости и направления ветра начнет вращаться. Пропорционально ее частоте вращения провернется и на некоторый угол ось индукционного датчика 30 в соответствующем направлении. Это вызовет смещение движка каждого из потенциометров 27 и на выходе мостов 23 возникнет напряжение. Затем в блоках 21 и 22 автоматического регулятора происходят те же процессы, что и при движении машины по склону. В результате диски 5 и 6 займут относительно рамы 1 новое одинаковое положение и удобрения слетят с них против ветра под большим, а по ветру под меньшим углами к горизонту. За счет этого достигается симметричность распределения удобрений относительно оси движения машины. Но ширина захвата машины при этом всегда оказывается меньшей, чем при рассеве удобрений на горизонтальном участке поля в безветренную погоду. Для поддержания неизменной ширины захвата машины одновременно с поворотом дисков 5 и 6 (в поперечно-вертикальной плоскости) производится увеличение их частоты вращения. Оно выполняется автоматически принципиально таким же образом, как и при работе машины на склоне. В итоге автоматическая система регулирования уравновешивается до нового изменения скорости или направления ветра.

При совместном воздействии ветра и крутизны склона, сигналы, поступающие от первичных преобразователей 19 и 20, алгебраически суммируются в соответствующих измерительных мостах 23, а усилительные 39, исполнительные 40 и регулирующие органы 35 и 36 воспринимают их.

С применением предлагаемого изобретения достигается устойчивый качественный рассев удобрений при изменяющихся условиях работы машины, таких как склон переменной кривизны, скорость и направление ветра.

Формула изобретения

1. ДВУХДИСКОВЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ РАЗБРАСЫВАТЕЛЬ ГРАНУЛИРОВАННЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ, содержащий раму, опорные колеса, технологическую емкость, питатель, диски с лопатками и механизмом привода, причем один из дисков установлен на раме посредством двуплечего рычага с возможностью поворота его в поперечно-вертикальной плоскости, второй конец которого соединен с автоматическим регулятором, отличающийся тем, что, с целью более качественного рассева удобрений, второй диск установлен на раме с возможностью поворота его в поперечно-вертикальной плоскости и шарнирно соединен с первым диском посредством стержня.

2. Разбрасыватель по п.1, отличающийся тем, что, с целью достижения постоянства ширины захвата машины, механизм привода дисков соединен с автоматическим регулятором через вариатор.

3. Разбрасыватель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что, с целью уменьшения сноса боковым ветром удобрений, слетевших с дисков в сторону оси движения машины, оси вращения дисков размещены в плоскости, отклоненной от вертикали на угол 5 10^o.

4. Разбрасыватель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что автоматический регулятор выполнен в виде первичного преобразователя скорости и направления ветра, первичного преобразователя угла крена рамы машины и двух автономных блоков, причем каждый из блоков снабжен соединенным с первичными преобразователями измерительным мостом и последовательно соединенными с ним усилителем постоянного тока и электродвигателем с редуктором, при этом редуктор первого блока кинематически связан с двуплечим рычагом, редуктор второго блока с вариатором механизма привода дисков, каждый измерительный мост снабжен резистором-задатчиком, плечи моста выполнены в виде потенциометров с движками, причем движки двух из них соединены с соответствующими первичными преобразователями, а движок третьего потенциометра кинематически связан через редуктор с электродвигателем соответствующего блока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3