Молотильно-сепарирующее устройство зерноуборочного комбайна
Заявляемая полезная модель относится к области сельскохозяйственного машиностроения, а именно, к молотильно-сепарирующим устройствам преимущественно зерноуборочных комбайнов. Предлагаемое молотильно-сепарирующее устройство содержит планчатое подбарабанье и молотильный барабан с установленными на его валу отдельными дисками, на звездчатых цилиндрических периферийных поверхностях которых закреплены угловые бичи с полками, установленными под углом друг к другу и сопряженными между собой по наружной стороне цилиндрическим участком. Одна из полок снабжена рифами правого или левого направления с переходом их на цилиндрический участок и образованием цилиндрической лобовой заходной части бича. Другая полка снабжена снаружи профилем с гладкой поверхностью, установленной ступенчато к ней и с расположением верхнего ее края между наружным диаметром барабана и полкой бича, снабженной рифами. Профиль может быть выполнен из полосового материала. Диски молотильного барабана снабжены с противоположной стороны их звездчатой поверхности специальными элементами для совместного крепления на них профилей и бичей барабана, которые выполнены в виде симметричной скобы с прямолинейными полками. Скобы установлены своими торцами на уровне соответствующего прямолинейного участка звездчатой поверхности диска. Технический результат применения предлагаемого устройства выражается в сокращении потерь зерна за комбайном, снижении дробления зерна и перебивания стеблей, особенно при больших подачах продукта в устройство, а также в сложных условиях уборки с одновременным повышением надежности устройства, снижением нагрузок в нем, что, в конечном счете, приводит к повышению эксплуатационной производительности комбайна.
Заявляемая полезная модель относится к области сельскохозяйственного машиностроения, а именно, к молотильно-сепарирующим устройствам преимущественно зерноуборочных комбайнов.
Широко известны молотильно-сепарирующие устройства зерноуборочных комбайнов, содержащие планчатое подбарабанье и молотильный барабан. Практически на всех современных зерноуборочных комбайнах зарубежных фирм, включая John Deere, Claas, New Holland, Massey Fergusson, Deutz Fahr, Lawerda и многие другие, применяют такие устройства, содержащие планчатые подбарабанья и взаимодействующие с ними молотильные барабаны с установленными на их валах отдельными дисками, снабженными по периферии односторонней звездчатой цилиндрической поверхностью с образующей, параллельной оси вала, и закрепленными на этих поверхностях угловыми бичами [1. Руководство по эксплуатации комбайнов 9540, 9560, 9580, 9640, 9660, 9680 WTS (OMZ93362. - Изд. A3 Russisch. - John Deere Werke Zweibrucken. Европейское исполнение. - COPY RIGHT 2002 DEERE end COMPANY Moline Jllionois. - C.80-112); 2. Руководство по эксплуатации комбайнов Lexion 500/550, 540/540С, 530/520/510. - CLASS KGaA mbH Postfach 1163 33426 Harsewinkel, 0299 751.1 BA Lexion 560-510 RU-06.04-DP. - С.9.2.6, 9.2.8); 3. Руководство для оператора СХ720, СХ740, СХ760, СХ780, СХ820, СХ840, СХ860, СХ880 (CNH BELGIUM N.V., Leon Claeystraat 3А, В-8210 ZEDELGEM-Belgium, AFTER SALES-technical Information. - Изд. 604.63.258.40 RUS. - 2004. - Кн.1, 2. - С.3-45)]. Недостатками таких молотильно-сепарирующих устройств являются: 1) снижение производительности комбайна на заданном уровне потерь за его молотилкой особенно заметное при высоких подачах материала и в сложных условиях уборки, включая уборку влажных, засоренных и полеглых культур, когда не только значительно возрастают нагрузки в молотильно-сепарирующем устройстве, а следовательно, и потребляемая им мощность, но и возрастает неравномерность этой нагрузки, в том числе и из-за неравномерности распределения засоренности культур по площади убираемого поля; 2) низкая надежность конструкции молотильного барабана при попадании камней и других посторонних предметов в молотильно-сепарирующее устройство при уборке полеглых культур и при раздельной уборке урожая, а также при работе комбайна вблизи лесополос.
Наиболее близким аналогом заявляемого технического решения является молотильно-сепарирующее устройство, установленное в моделях Lexion фирмы CLASS [2].
Это молотильно-сепарирующее устройство содержит подбарабанье и взаимодействующий с ним молотильный барабан с установленными на его валу отдельными дисками, снабженными по периферии односторонней звездчатой цилиндрической поверхностью, на опорных элементах которой закреплены угловые бичи, снабженные полками, установленными под углом друг к другу и сопряженными между собой по наружной стороне цилиндрическим участком, причем одна из полок снабжена рифами правого или левого направления с переходом их на цилиндрический участок и с образованием заходной цилиндрической части. Бичи с рифами правого направления, как правило, чередуются с бичами, снабженными рифами левого направления.
Угловые бичи стандартизованы, например, в Германии Немецким институтом стандартов (DIN) [4. DIN 11701-1980. - Winkelschlagleisten Profil.].
В рассматриваемом прототипе подаваемый к молотильно-сепарирующему устройству продукт, содержащий преимущественно стебли и колоски, попадает в межбичевое пространство молотильного барабана, где и захватывается, в основном, полкой бича без рифов и рифленой лобовой заходной его частью и перемещается ко входу в подбарабанье, при этом продукт под действием центробежных сил стремится к периферии барабана. При встрече продукта с планками подбарабанья со стороны планок начинают действовать усилия тормозящие продвижение продукта по подбарабанью, в результате чего молотильный барабан проскальзывает относительно перемещающегося по подбарабанью продукта [5. Липкович Э.И. Процессы обмолота и сепарации в молотильных аппаратах зерноуборочных комбайнов. - Зерноград: ВНИИМЭХ, 1973. - С.21]. При этом перед заходной частью бича образуется утолщенный слой продукта, из которого, протаскиваясь по его заходной лобовой рифленой поверхности, отдельные составляющие попадают в молотильный зазор устройства. Такой процесс характерен для взаимодействия барабана и подбарабанья на всей длине подбарабанья, чем и обеспечивается равновесный процесс в молотильно-сепарирующем устройстве. Однако вследствие того, что лобовая заходная часть бича снабжена рифами, установленными под углом к направлению перемещения по этим рифам продукта, они оказывают тормозящее воздействие на такое перемещение, причем тем большее, чем больше коэффициент трения между ними (в зависимости от влажности и засоренности продукта) и/или чем больше толщина слоя перед бичом, что приводит к увеличению вероятности выноса продукта за пределы подбарабанья или смещению рабочего контакта продукта с подбарабаньем в сторону его выходной части. В обоих случаях потери за комбайном возрастают, из-за чего снижается его производительность. Кроме того, при контакте продукта с первыми планками подбарабанья даже при уборке нормальной или сухой хлебной массы происходит повышенное дробление зерна и стеблей и разделение колосков на отдельные части, которые частично проходят сквозь сепарирующие рабочие органы комбайна и забивают просвет между жалюзи решет, что приводит к снижению эффективности работы очистки и увеличению потерь зерна еще и в полове.
Задачами предлагаемой полезной модели являются улучшение условий вхождения продукта как в молотильно-сепарирующее устройство, так и в клиновой зазор между бичом и планками подбарабанья, снижение за счет этого потерь зерна за комбайном, дробления зерна и перебивания стеблей, особенно при больших подачах продукта в устройство, а также снижение негативного влияния сложных условий уборки на процессы обмолота и выделения зерна молотильно-сепарирующим устройством, в том числе повышение устойчивости протекания процессов обработки продукта в молотильно-сепарирующем устройстве и надежности конструкции молотильного барабана, в том числе при попадании камней и других посторонних предметов в устройство.
Поставленные задачи решаются за счет изменения направления и облегчения подачи продукта как в молотильно-сепарирующее устройство, так и к угловому бичу барабана с одновременным увеличением момента инерции молотильного барабана и повышением надежности его конструкции за счет введения дополнительного профиля.
Технический результат достигается тем, что в молотильно-сепарирующем устройстве зерноуборочного комбайна, содержащем планчатое подбарабанье и молотильный барабан с установленными на его валу отдельными дисками, снабженными по периферии односторонней звездчатой цилиндрической поверхностью, образующая которой параллельна оси вала барабана, и закрепленными на ней угловыми бичами с полками, установленными под углом друг к другу и сопряженными между собой по наружной стороне цилиндрическим участком, причем одна из полок снабжена рифами правого или левого направления с переходом их на цилиндрический участок, а наружная полка бича без рифов снабжена профилем с наружной гладкой поверхностью, которая установлена с образованием ступеньки между этой поверхностью и соответствующей наружной полкой бича, с расположением периферийного края гладкой поверхности профиля между наружным диаметром молотильного барабана и полкой бича, снабженной рифами, а профиль выполнен, например, из полосового материала. Диски каркаса барабана снабжены со стороны, противоположной звездчатой поверхности, элементами для крепления профиля, которые выполнены в виде симметричной скобы с прямолинейными сторонами, обращенными к диску, и установлены своими торцами на уровне соответствующего прямолинейного участка звездчатой поверхности. При этом отверстия под крепление полосы на соответствующих элементах дисков расположены симметрично относительно середины ее длинной стороны, и диски на барабане размещены в соответствии с расположением этих отверстий на полосе, что при износе профиля из полосового материала позволяет использовать обратную, неизношенную, его поверхность.
Заявленная полезная модель иллюстрируется следующими чертежами:
фиг.1 - общий вид;
фиг.2 - выносной элемент А на фиг.1;
фиг.3 - вид по стрелке Б на фиг.1;
фиг.4 - вид по стрелке В на фиг.3.
Заявляемая полезная модель - молотильно-сепарирующее устройство содержит (фиг.1): подбарабанье 1 с поперечными планками 2 и продетыми сквозь них продольными прутками 3, которые и образуют рабочую поверхность подбарабанья; молотильный барабан 4. Молотильный барабан, в свою очередь, содержит вал 5, на котором жестко установлены отдельные диски 6 (на фиг.1 не показаны, см. фиг.3) на ступицах 7. Диски 6 по периферии снабжены с одной из сторон звездчатой цилиндрической поверхностью 8, образующая которой параллельна оси вала барабана. Диски на валу барабана размещены так, что их звездчатые поверхности параллельны друг другу на всей длине барабана. На опорных элементах 9 этих поверхностей закреплены угловые бичи 10 с помощью болтовых соединений 11 (фиг.2). Угловые бичи 10 снабжены полками 12 и 13, которые установлены под углом друг к другу и соединены между собой по наружным их сторонам цилиндрическим участком 14. Полка 12 бича снабжена рифами 15, которые частично переходят на цилиндрический участок 14. Рифы на бичах установлены либо с правым, либо с левым направлением относительно направления их перемещения, причем бичи на барабане с левым направлением рифов последовательно чередуются с бичами с правым направлением рифов. Рифы в направлении вращения барабана образуют заходную цилиндрическую часть 16. На полке бича 13 без рифов установлен профиль 17 (фиг.3, 4) с наружной гладкой поверхностью 18 так, что эта поверхность образует ступеньку с полкой 13 бича, а периферийный край этой поверхности 19 расположен между наружным диаметром барабана 20 и полкой 12 бича и может быть притуплен. Профиль 17 может быть выполнен в виде, например, полосового материала. Этот профиль закреплен совместно с бичом болтовым соединением 21 на диске барабана на специальном кронштейне 22, установленном на диске с противоположной стороны от его звездчатой поверхности, который выполнен в виде симметричной скобы с прямолинейными сторонами и установлен своим торцом на уровне звездчатой поверхности диска в месте прилегания к ней той стороны углового бича, которая не снабжена рифами. На профиле из полосового материала расположены отверстия под его (профиля) крепление на кронштейнах 22 симметрично относительно середины его длинной стороны, а диски на барабане размещены в соответствии с симметричным расположением отверстий на полосе.
Устройство работает следующим образом. Молотильный барабан 4 вращается вместе с валом 5 в подшипниках (на чертежах не показаны) с заданной частотой вращения. Подбарабанье 1 устанавливается с входным и выходным зазорами относительно бичей барабана, которые, как и частота вращения барабана, выбираются в зависимости от убираемой культуры и состояния агрофона. К молотильному барабану предшествующими рабочими органами комбайна подается продукт, содержащий преимущественно стебли и колоски, которые захватывается профилями 17 и бичами 10 и, преимущественно располагаясь в межбичевом пространстве барабана, направляются ими к входному зазору подбарабанья. Поскольку рабочая гладкая поверхность профиля установлена ступенчато перед бичом, то захватывающая способность барабана улучшается и, вследствие этого, улучшается эффективность и равномерность подачи продукта в молотильно-сепарирующее устройство. При достижении продуктом передних входных планок 2 подбарабанья из-за того, что профиль 17 установлен с большим зазором к планкам подбарабанья, чем бичи, а также снабжен рабочей гладкой поверхностью 18, расположенной перед бичом по ходу вращения барабана и частично перекрывающей заходную лобовую поверхность 16 рифов 15, продукт не только входит в подбарабанье, но и в клиновой зазор между бичом и планками подбарабанья на всей его длине по измененной траектории с менее интенсивным и в то же время дополнительным воздействием на продукт, и поэтому толщина слоя продукта на подбарабанье более равномерно распределяется по всей его длине, в результате чего улучшается сепарация зерна в подбарабанье, и снижаются потери за комбайном, а также в меньшей степени повреждается зерно, разрушаются стебли, и разделяются на отдельные части колоски при входе в подбарабанье. При продвижении продукта по подбарабанью, когда профили 17 и бичи 10 проскальзывают относительно продукта, из слоя продукта, перемещаемого перед профилем, его составные части втягиваются в молотильный зазор между бичами и планками подбарабанья, перемещаясь, в том числе, и по гладкой поверхности 18 профиля 17, что способствует их более свободному поступлению к бичам барабана, уменьшая вероятность перемещения колосков, их частей и зерна в более отдаленные рабочие зоны подбарабанья и даже за его пределы, в результате чего также увеличивается сепарация сквозь подбарабанье, и снижаются потери за комбайном. При больших подачах, естественно, толщина слоя в подбарабанье нарастает и, следовательно, возрастает эффективность применения предлагаемого устройства.
При работе молотильно-сепартрующего устройства в сложных условиях уборки, когда увеличивается коэффициент трения между составными частями самого продукта и составными частями молотильно-сепарирующего устройства, уменьшается скважность продукта, увеличиваются усилия на его расслоение и разрыв стеблей в нем, нарастает толщина слоя на подбарабанье, затрудняется прохождение зерна сквозь слой продукта из-за повышенной влажности и (или) засоренности продукта, возрастает неравномерность подачи продукта и величина нагрузки на молотильный барабан, описанные выше положительные процессы в предлагаемом устройстве проявляются в еще большей степени и, кроме того, приводят к снижению нагрузок в этом устройстве. Снижению нагрузок также способствуют повышенный момент инерции барабана в результате размещения профилей вблизи его периферии, а само применение профилей с расположением их на бичах и совместное крепление профилей и бичей к дискам барабана посредством дополнительных элементов, размещенных со смещением относительно основного крепления бичей к тем же дискам, повышает надежность конструкции барабана при попадании в молотильно-сепарирующее устройство камней и других посторонних предметов как при уборке полеглого стеблестоя и раздельной уборке урожая (валковая технология), так и при работе комбайна вблизи лесополос, а также эксплуатационную производительность комбайна.
1. Молотильно-сепарирующее устройство зерноуборочного комбайна, содержащее планчатое подбарабанье и молотильный барабан с установленными на валу отдельными дисками, снабженными по периферии односторонней звездчатой цилиндрической поверхностью и закрепленными на ней угловыми бичами с полками, установленными под углом друг к другу и сопряженными между собой по наружной стороне цилиндрическим участком, причем одна из полок снабжена рифами правого или левого направления с переходом их на цилиндрический участок, отличающееся тем, что наружная полка бича без рифов снабжена профилем с гладкой поверхностью, установленной ступенчато к ней, с расположением верхнего ее края между наружным диаметром барабана и полкой бича, снабженной рифами.
2. Молотильно-сепарирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что профиль выполнен из полосового материала.
3. Молотильно-сепарирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что диски снабжены со стороны, противоположной звездчатой поверхности, элементами для совместного крепления профиля и бича.
4. Молотильно-сепарирующее устройство по п.3, отличающееся тем, что элементы для крепления профиля выполнены в виде симметричной скобы с прямолинейными сторонами, обращенными к диску и установленными своими торцами на уровне соответствующего прямолинейного участка звездчатой поверхности диска.
5. Молотильно-сепарирующее устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что отверстия для крепления полосы на соответствующих элементах дисков расположены симметрично относительно середины ее длинной стороны, а диски на барабане размещены в соответствии с расположением отверстий на полосе.
