SI25432A

SI25432A - Naprava in postopek za nadzorovanje vibracij na kmetijskem stroju, kot je mulčer

Info

Publication number: SI25432A
Application number: SI201700124A
Authority: SI
Inventors: Branko Kos; Aleksandar Cvetanovski
Original assignee: Branko Kos; Aleksandar Cvetanovski
Priority date: 2017-05-08
Filing date: 2017-05-08
Publication date: 2018-11-30
Also published as: EP3400763A8; EP3400763C0; RS64735B1; EP3400763B1; EP3400763A1; HRP20231326T1

Abstract

Naprava za nadzorovanje vibracij na mulčerju, ki obsega ohišje, v katerem je preko gredi uležajen rotor v obliki cevi, in na rotorju razporejena kladiva za sekanje in/ali rezila za rezanje vtekajočih rastlinskih delov, pri čemer naprava obsega vsaj en senzor za zaznavanje vibracij in merjenje njihove amplitude s signalom S1, sprejemnik signala S1, ki je del pametne mobilne naprave in prejme signal S1 senzorja, procesor, ki s pomočjo matematičnega algoritma ovrednoti signal S1 kot amplitudo vibracije v odvisnosti od trajanja vibracije, primerja velikost amplitude vibracije s predhodno določeno vrednostjo amplitude, v primeru doseganja ali preseganja predhodno določene vrednosti posreduje informacijo o doseganju/preseganju vrednosti, prikazovalec informacije, ki uporabniku na vizualen ali zvočen način posreduje informacijo o velikosti izmerjene amplitude vibracij.

Description

NAPRAVA IN POSTOPEK ZA NADZOROVANJE VIBRACIJ NA KMETIJSKEM STROJU, KOT JE MULČER

Predmet izuma

Predmeti izuma je naprava za nadzorovanje vibracij na kmetijskem stroju, prednostno na mulčerju, in postopek nadzorovanja vibracij s tako napravo.

Tehnični problem

Tehnični problem, ki ga rešuje izum, je zasnovati napravo, ki bo nameščena na mulčerju in bo omogočala nadzorovanje vibracij, ki se pojavljajo med obratovanjem mulčerja kot posledica nepravilnega delovanja mulčerja, in njihovo ovrednotenje v smislu določevanja kritičnih vrednosti vibracij, ki lahko povzročijo poškodbe posameznih sestavnih delov mulčerja ali celotnega mulčerja in bi imele za posledico prenehanja dela in zahtevo po popravilu.

Stanje tehnike

Mulčer je prednostno izveden kot priključek na kmetijskem stroju, kot je traktor ali drug delovni stroj. Mulčer je namenjen za obdelavo kmetijskih in komunalnih površin, zelenic, cestnih obronkov, tudi zapuščenih površin na način, da drobi in seka travo, rastlinske ostanke, obrezke v sadovnjaku ali vinogradu do velikosti, ki je primerna, da ostane na tleh in se spremeni v humus. Zaradi težkih delovnih pogojev, ki jih ustvarjajo obdelovalne površine, mora biti konstrukcija mulčerja in vseh njegovih delov robustna, da prenese obremenitve, ki jih take površine povzročajo.

Mulčer obsega ohišje, v katerem je preko gredi uležiščen rotor v obliki cevi in na rotorju razporejena kladiva, ki se pri obratovanju mulčerja vrtijo skupaj z rotorjem in pri prehodu preko obdelovalne površine sekajo in/ali režejo rastlinske dele. Za preprečitev dodatnih obremenitev, ki bi nastale zaradi samega mulčerja oziroma vrtenja rotorja s kladivi je pomembno, da je rotor skupaj s kladivi pravilno uravnotežen na gredi. Zato se uravnoteženje rotorja izvaja s standardnimi postopki, ki opredeljujejo tudi velikosti dopustnih odstopanj.

Pri prehodu mulčerja preko obdelovalne površine vtekajo v mulčer različni rastlinski deli tako po vrsti kot po velikosti, lahko tudi kamenje. V primeru, ko so ti deli preveliki ali neprimerne vrste, zlasti kamenje, lahko povzročijo poškodbo na kladivih in/ali rezilih kot tudi na samem rotorju v obliki delnih odkruškov kladiv, zdrobitve kladiv, vdrtin rotorja. Zaradi spremembe porazdelitve mase na rotorju, le ta ni več v uravnoteženem stanju in se pojavijo vibracije, ki se prenašajo na druge strojne dele mulčerja, zlasti ležaje. Vzrok za poškodbe je lahko tudi blokiranje rotorja zaradi zataknitve vtečenega dela v mulčer. V primeru nepravilnega delovanja mulčerja mora upravljavec traktorja prekiniti z delom in odpravi vzrok, sicer pride do okvare mulčerja. Okvara mulčerja pomeni daljšo prekinitev dela, zamenjavo določenih strojnih delov, če je mogoče na licu mesta sicer pa odpremo mulčerja na popravilo na oddaljeno lokacijo. Da se take vrste okvare mulčera preprečijo je pomembno, da upravljavec traktorja pravočasno zazna nepravilno delovanje mulčerja. Zaradi robustne izvedbe tako traktorja kot mulčerja, ki se zahtevata zaradi pogojev dela, zaradi različne oblike in strukture obdelovalnih površin, uporabnik, ki je lociran na traktorju, zelo težko zazna dodatne vibracije mulčerja, ki so posledica nepravilnega delovanja mulčerja. Hkrati ni mogoče pričakovati, da bo uporabnik večkrat prekinjal delo z namenom kontrole stanja mulčarja, ki tudi ne bi bilo učinkovito, ker nepravilnega delovanja ni mogoče predvideti in če traja predolgo časa, povzroči poškodbe.

Rešitev tehničnega problema

Tehnični problem je rešen z napravo za nadzorovanje vibracij na mulčerju, ki obsega ohišje, v katerem je preko gredi uležiščen rotor v obliki cevi, in na rotorju razporejena kladiva za sekanje in/ali rezila za rezanje vtekajočih rastlinskih delov, pri čemer naprava obsega vsaj en senzor za zaznavanje vibracij in merjenje njihove amplitude s signalom Sl, sprejemnik signala Sl, ki je del pametne mobilne naprave in prejme signal Sl senzorja, procesor, ki s pomočjo matematičnega algoritma ovrednoti signal Sl kot amplitudo vibracije v odvisnosti od trajanja vibracij e,primerja velikost amplitude vibracije s predhodno določeno vrednostjo amplitude,v primeru doseganja ali preseganja predhodno določene vrednosti posreduje informacijo o doseganju/preseganju vrednosti,prikazovalec informacije, ki uporabniku na vizualen ali zvočen način posreduje informacijo o velikosti izmerjene amplitude vibracij.

Naprava po izumu omogoča uporabniku mulčerja, da nadzoruje njegovo delovanje med samim obratovanjem mulčeraja in mu pri tem ni treba prekiniti z delom. Naprava je zasnovana tako, da so vibracije mulčerja, ki so posledica zlasti neravnosti obdelovalnih tal izničene na osnovi časovne komponente. Vibracije zaradi neravnosti obdelovalnih tal lahko v danem trenutku dosežejo in tudi bistveno prekoračijo predhodno določene mejne vrednosti vibracij, ki so določene na osnovi eksploatacijskih izkušenj, vendar so take vibracije kratkočasnega značaja in ne povzročijo poškodb mulčerja. Vibracije, ki se na mulčerju in predvsem na rotorju pojavijo zaradi poškodbe rotorja in/ali kladiv/rezil, neuravnoteženosti rotorja, so dolgotrajne in povzročijo trajne poškodbe mulčerja.

Podrobneje bo rešitev tehničnega problema opisana z izvedbenim primerom

Mulčer obsega ohišje, na katerem je izveden sklop za pritrditev na znani tritočkovni priključni sklop traktorja s povezavo na kardanski odgon na traktorju ali drugem delovnem stroju. V ohišju je razporejen rotor v obliki cevi, pri čemer je rotor preko gredi na vsakokratnem koncu uležajen v ohišju. Na rotorju so na poljuben način razporejena kladiva za sekanje in/ali rezila za rezanje vtekajočih rastlinskih delov. Na ohišju je vsaj na enem področju uležajenja rotorja, prednostno na obeh področjih uležajenja, nameščen senzor za merjenje vibracij s signalom Sl v odvisnosti od časa. Senzor se nahaja na ohišju mulčarja na delu, kjer so zaradi uležajenja rotorja v ohišje vibracije rotorja naj večje in so hkrati vibracije, povzročene s strani drugih sestavnih delov mulčerja, najmanjše. Senzor meri vibracije v vseh treh koordinatnih oseh x, y, z v predhodno določenih časovnih intervalih, ki so krajši od časovnih intervalov, v katerih želi uporabnik pridobiti informacijo o vibracijah. Izmerjene vibracije se s pomočjo matematičnega algoritma v samem senzorju sintetizirajo v rezultante. Senzor vključuje tudi oddajnik za oddajanje signala Sl, prednostno oddajnik, ki deluje po protokolu 'Bluetooth ali WI-FI' za brezžično komunikacijo. Senzor rezultante meritev kot signal Sl brezžično posreduje sprejemniku, ki se nahaja znotraj pametne mobilne naprave, kot je mobilni telefon, tablica. S pomočjo predhodno nameščenega matematičnega algoritma v procesorju pametne mobilne naprave se signal Sl ovrednoti v amplitudo A vibracije v odvisnosti od čas trajanja vibracije.

Kljub temu, da je lokacija senzorja izbrana tako, da je vrednost vibracij, ki niso posledica neuravnoteženosti rotorja, čim manjša, so te vibracije tudi vsebovane v meritvah. Tovrstne vibracije so kratkočasnega značaja in jih je moč odstraniti na osnovi časovne komponente, to je predhodno določene zahtevane minimalne dobe trajanja vibracije določene amplitude.

Dopustna velikost vibracij na mulčerju je odvisna od vrste in velikosti posameznega mulčerja kot tudi od pogojev dela oziroma vrste in strukture obdelovalnih tal. Da se čimbolj približa dejanski dopustni velikosti vibracij, ki ne bo prevelika in bo kljub meritvam vodila v poškodbo mulčerja ali prenizka in bo zahtevala prepogosto prekinitev dela, se pred vsakokratno uporabo opisane naprave vnese vsaj podatke o vrsti mulčerja oziroma vse zahtevane podatke v uporabniško aplikacijo, ki vnesene vrednosti upošteva pri določanju dopustnih velikosti vibracij.

Merjenje vibracij mučlerja se izvaja neprekinjeno med obratovanjem. Če izmerjeni signal Sl, ki se prevrednoti v amplitudo A vibracije, doseže ali preseže predhodno določeno vrednost amplitude in če je bilo trajanje predhodno določene vrednosti amplitude enako ali daljše od predhodno določenega časovnega intervala, se uporabniku posreduje obvestilo o prekoračeni velikosti vibracije. Posredovano obvestilo uporabnik prejme na pametno mobilno napravo, bodisi v grafični in/ali zvočni obliki, odvisno od izbire uporabnika in/ali možnosti mobilne naprave. Obvestilo je mogoče tvoriti v odvisnosti od velikosti izmerjene vibracije.

Naprava po izumu omogoča uporabniku, daje več čas obratovanja mulčerja seznanjen z njegovim stanjem. V primeru doseženih oziroma preseženih vrednosti vibracij, katerih vzrok je neuravnoteženost rotorja in/ali zataknitev materiala, ima uporabnik možnost takojšnjega ukrepanja, to je prekine z delom, preveri stanje mulčerja in ustrezno ukrepa. Z napravo po izumu se prepreči poškodovanje še drugih strojnih delov ali porušitev stroja.

Claims

Patentni zahtevki

1. Naprava za nadzorovanje vibracij na kmetijskem stroju, prednostno mulčerju, ki obsega ohišje, v katerem je preko gredi uležiščen rotor v obliki cevi, in na rotorju razporejena kladiva za sekanje in/ali rezila za rezanje vtekajočih rastlinskih delov, označena s tem, da obsega vsaj en senzor za zaznavanje vibracij in merjenje njihovih amplitud v vseh treh koordinatnih oseh (x, y, z), pri čemer senzor s pomočjo matematičnega algoritma sintetizira zaznavne vibracije v rezultante in jih posreduje kot signal (Sl), sprejemnik signala (Sl), kije del pametne mobilne naprave in prejme signal (Sl) senzorja, procesor, ki s pomočjo matematičnega algoritma, nameščenega v pametni mobilni napravi, ovrednoti signal (Sl) kot amplitudo vibracije v odvisnosti od trajanja vibracije, primerja velikost amplitude vibracije s predhodno določeno vrednostjo amplitude, v primeru doseganja ali preseganja predhodno določene vrednosti posreduje informacijo o doseganju/preseganju vrednosti, prikazovalec informacije, ki uporabniku na vizualen ali zvočen način posreduje informacijo o velikosti izmerjene amplitude vibracij.
2. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da je senzor za zaznavanje vibracij in merjenje njihove amplitude razporejen na ohišju v področju uležajenja rotorja.
3. Naprava po zahtevku 2, označena s tem, da je senzor za zaznavanje vibracij in merjenje njihove amplitude razporejen na ohišju na obeh področjih uležajenja rotoga.
4. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da sta oddajnik signala in sprejemnik signala take vrste, ki delujeta po protokolu za brezžično komunikacijo.
5. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da je prikazovalec informacije zaslon pametne mobilne naprave.
6. Postopek nadzorovanja vibracij na kmetijskem stroju, prednostno mulčerju, ki obsega ohišje, v katerem je preko gredi uležajen rotor v obliki cevi, in na rotorju razporejena kladiva za sekanje in/ali rezila za rezanje vtekajočih rastlinskih delov, z napravo za nadzorovanja vibracij po kateremkoli zahtevku od 1 do 5, označen s tem, da obsega vsaj en senzor za zaznavanje vibracij in merjenje njihove amplitude s signalom, sprejemnik signala (Sl), kije del pametne mobilne naprave in prejme signal (Sl) senzorja, procesor, ki s pomočjo matematičnega algoritma ovrednoti signal (Sl) kot amplitudo vibracije v odvisnosti od trajanja vibracije, primerja velikost amplitude vibracije s predhodno določeno vrednostjo amplitude, v primeru doseganja ali preseganja predhodno določene vrednosti posreduje informacijo o doseganju/preseganju vrednosti, prikazovalec informacije, ki uporabniku na vizualen ali zvočen način posreduje informacijo o velikosti izmerjene amplitude vibracij.