МОЛОТИЛЬНО-СЕПАРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА

Заявляемая полезная модель относится к области сельскохозяйственного машиностроения, преимущественно - к зерноуборочным комбайнам.
Широко известны зерноуборочные комбайны с молотильно-сепарирующим устройством, содержащим молотильный барабан и регулируемое по отношению к нему подбарабанье, а также тангенциальный ротор с взаимодействующей с ним декой. Тангенциальный ротор может располагаться в технологической цепочке процесса обработки материала как перед молотильным барабаном, так и после него, причем они могут быть отделены друг от друга битером.
На тангенциальном роторе установлены отдельные съемные рабочие элементы в виде П-образного профиля так, что поперечная полка этого профиля наклонена в сторону, обратную направлению вращения ротора, а при вращении ротора профили образуют его наибольший рабочий диаметр. Эти профили закреплены на кронштейнах, приваренных либо к цилиндрическому кожуху корпуса ротора [CLAAS, MEGA 370/360, Type 839, Ersatzteilliste, SERVICE end PARTS, GLAAS KGaA mbH, Postfach 1163, 33426 Harsewinkel, Tel.+49 (0)5247 12-0, www.claas.com, 0002952971, ETL MEGA 370/360, DE/EN/FR-07/07, Printed in Germany, стр.703], либо к поперечным трубам корпуса [NEW HOLLAND, CX 8080 COMBINE (9/06-), PARTS New Holland cx 8080.pdf, PDF created with pdf Factory trial version www.pdf factory.com, стр.703], причем тангенциальный ротор на комбайне MEGA 370\360 расположен перед молотильным барабаном, а на комбайне CX 8080 - за барабаном.
Известны также молотильно-сепарирующие устройства с набором различных по исполнению съемных рабочих элементов на тангенциальном роторе [United States Patent US 7201652 B2, Apr. 10, 2007, Feeder aids on a feeder drum of a self-propelled combine harvester].
Недостатком таких молотильно-сепарирующих устройств с тангенциальным ротором и взаимодействующей с ним планчатой декой является пониженная сепарация зерна сквозь деку, приводящая к увеличению потерь зерна за комбайном. Особенно этот недостаток проявляется при уборке влажных и засоренных культур, при уборке полеглых культур, а также при их высокой соломистости и неравномерности поступления продукта к молотильно-сепарирующему устройству.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является устройство, установленное на комбайне СХ 8080 фирмы NEW HOLLAND. Это молотильно-сепарирующее устройство содержит молотильный барабан с регулируемым относительно него подбарабаньем, а также тангенциальный ротор с отдельно расположенными на его периферии рабочими элементами в виде П-образного профиля, которые установлены на роторе так, что при вращении ротора они образуют максимальный рабочий диаметр ротора, а поперечная полка профиля наклонена относительно радиального направления к ребру ее основания в противоположную сторону вращения ротора. Это устройство содержит также планчатую деку, взаимодействующую с тангенциальным ротором. Недостатком этого устройства является пониженная сепарация зерна сквозь деку тангенциального ротора, обусловленная слабым растаскиванием слоев продукта рабочими элементами тангенциального ротора при взаимодействии с планками его деки на участках, расположенных между ее планками. Продвижение продукта по деке осуществляется за счет захвата его слоев поперечными полками П-образного профиля. При прохождении такой полки над каждой планкой деки слой продукта между ними уплотняется, и за счет возникающих из-за такого уплотнения повышенных сил трения нижние слои толкаемого полкой продукта притормаживаются, а верхние слои продолжают свое движение вместе с полкой, при этом слои продукта активно перемещаются друг относительно друга, позволяя зерну, в том числе и за счет центробежных сил, более свободно проходить в образуемые между стеблями просветы к поверхности деки. Однако после прохождения полки профиля над планкой деки слой уже не сжимается активно между ними и растаскивающее воздействие на слои продукта спадает, что приводит к ухудшению выделения зерна из слоя, а следовательно, и через деку.
Задачей полезной модели является активизация процесса растаскивания слоев продукта во время нахождения поперечной полки П-образного профиля тангенциального ротора в промежутке между соседними планками деки за счет такого изменения конструкции этого профиля, которое позволяет увеличить диапазон активного взаимодействия продукта между ним и планками деки. Технический результат заключается в снижении потерь зерна за комбайном и, как следствие, в повышении производительности комбайна при заданном уровне потерь зерна.
Технический результат достигается за счет снабжения П-образного профиля тангенциального ротора дополнительными рабочими элементами, установленными с каждой стороны профиля на торцевых гранях его боковых полок и направленными в сторону от профиля с образованием ступеней между поперечной полкой П-образного профиля и каждым из дополнительных рабочих элементов, при этом наиболее удаленные от оси вращения ротора кромки рабочих поверхностей этих дополнительных элементов расположены вблизи максимального рабочего диаметра тангенциального ротора, а максимальные расстояния между ребром поперечной полки профиля и ребрами дополнительных рабочих элементов на уровне максимального диаметра ротора меньше расстояния между ближайшими кромками наружных граней, по крайней мере, некоторых рядом расположенных планок деки ротора.
Сам П-образный профиль выполнен из плоских полок переменной ширины, сопряженных с его поперечной полкой, причем более удаленное от оси вращения ротора ребро каждой такой полки больше менее удаленного.
Дополнительные рабочие элементы, установленные на одном П-образном профиле, выполнены зеркальными и установлены симметрично по отношению друг к другу.
Плоские рабочие поверхности дополнительных рабочих элементов каждого профиля установлены под тупым углом друг к другу.
Заявленная полезная модель иллюстрируется чертежами:
фиг.1 - продольный разрез передней части заявляемого молотилльно-сепарирующего устройства зерноуборочного комбайна,
фиг.2 - выносной элемент А на фиг.1;
фиг.3 - вид по стрелке Б на фиг.2;
фиг.4 - вид по стрелке В на фиг.2;
фиг.5 - сечение Г-Г на фиг.3;
фиг.6 - вид по стрелке Д на фиг.4;
фиг.7 - изображение части тангенциального ротора в изометрии.
Молотильно-сепарирующее устройство установлено в каркасе 1 (фиг.1) молотилки зерноуборочного комбайна между его боковинами 2 и содержит молотильный барабан 3, регулируемое относительно барабана подбарабанье 4 с помощью механизма 5, промежуточный битер 6, установленный над пальцевой решеткой 7 подбарабанья, тангенциальный ротор 8 (фиг.1, 7) с отдельными рабочими элементами 9 (фиг.1, 7), деку 10 (фиг.1), регулируемую относительно тангенциального ротора с помощью механизма 11, и отбойный битер 12. Под молотильно-сепарирующим устройством, также между боковинами молотилки, расположена стрясная доска 13 очистки комбайна. Дека 10 - прутково-планчатая, сквозь поперечные планки 14 (фиг.1, 2) продеты круглые прутки 15, образуя рабочую поверхность деки. Поперечные планки деки 14 установлены на боковинах 16, которые, в свою очередь, связаны с механизмом регулировки 11 (фиг.1). Дека 10 на выходе снабжена направляющей пальцевой решеткой 17 (фиг.1, 2) и отражательным щитком 18 (фиг.2), установленным над стрясной доской 13 (фиг.1). Поперечные планки 14 (фиг.1, 2) на деке 10 (фиг.1) установлены с одинаковым шагом, возможен вариант установки группы планок с одинаковым шагом.
Рабочие элементы 9 (фиг.1, 7) тангенциального ротора 8 установлены на цилиндрическом кожухе 19 (фиг.2, 7) с возможностью их демонтажа во время эксплуатации комбайна и замены на новые и крепятся они к приваренным на кожухе опорным кронштейнам 20 с помощью разъемных соединений (фиг.4, 7). Цилиндрический кожух опирается на ряд дисков 21 (фиг.2, 7), установленных на приводном валу 22, а сам вал с помощью подшипниковых узлов установлен на боковинах каркаса 1 (фиг.1) молотилки. Рабочие элементы 9 (фиг.1, 7) ротора выполнены из П-образного профиля 23 (фиг.4) с поперечной полкой 24 (фиг.3, 5, 7) и боковыми полками 25 (фиг.5), сопряженными с поперечной полкой, причем эти элементы 9 (фиг.1, 7) при вращении ротора образуют его наибольший рабочий диаметр Е (фиг.2). Поперечная полка 24 (фиг.3, 5, 7) профиля наклонена относительно радиального направления к ребру ее основания в сторону, противоположную направлению вращения тангенциального ротора на угол γ (фиг.2). Боковые полки 25 (фиг.5) могут иметь либо линейчатые рабочие поверхности 26 (фиг.4), либо эти же линейчатые поверхности, соединенные с рабочими плоскими поверхностями 27 (фиг.4-7). Плоские поверхности 27 могут иметь разную ширину. Такая поверхность (фиг.6) ограничена линиями сгиба 28, при этом ее верхнее ребро имеет большую ширину k, чем нижнее s. С боковыми полками 25 (фиг.5) П-образного профиля 23 (фиг.4) сопряжены дополнительные рабочие элементы 29 (фиг.3-5, 7), которые установлены с каждой стороны П-образного профиля на торцевых гранях его боковых полок с направлением от профиля так, что рабочие поверхности дополнительных элементов образуют ступени относительно рабочей поверхности поперечной полки. При этом наиболее удаленные от оси вращения ротора ребра 30 (фиг.2) этих рабочих поверхностей дополнительных рабочих элементов расположены вблизи цилиндрической поверхности Е (фиг.2). Кроме того, максимальные расстояния между ребром поперечной полки профиля и ребрами каждого из дополнительных рабочих элементов на уровне этой цилиндрической поверхности Е (фиг.2) меньше расстояния между ближайшими кромками верхних граней рядом расположенных планок деки ротора. Дополнительные рабочие элементы на профиле выполнены зеркальными и установлены симметрично. Дополнительные рабочие элементы 30 на каждом профиле установлены под тупым углом β (фиг.5) друг к другу.
Описанное устройство работает следующим образом. Продукт от установленного перед молотилкой адаптера поступает к молотильному барабану 3 (фиг.1) во входной зазор между ним и подбарабаньем 4. Бичами барабана продукт протаскивается по подбарабанью, выделяя зерно из колосьев и сепарируя часть его и мелкий ворох в виде половы и частиц стеблей сквозь подбарабанье. Прошедший такую обработку продукт по пальцевой решетке 7 поступает к промежуточному битеру 6, который также сепарирует часть зерна и мелкого вороха сквозь эту пальцевую решетку и подает продукт к тангенциальному ротору 8 (фиг.1, 7) в зазор между ним и планчатой декой 10 (фиг.1). Расположенные на кожухе 19 (фиг.2, 7) тангенциального ротора отдельные рабочие элементы 9 (фиг.1, 7) захватывают порции продукта и за счет центробежных сил и расположения рабочих плоскостей этих элементов под углом к потоку продукта прижимают продукт при его перемещении к планкам 14 (фиг.1, 2) деки 10 (фиг.1), которые притормаживают поток снизу в то время как верхние слои потока активно перемещаются рабочими элементами ротора. Такое протекание процесса позволяет не только домолачивать оставшиеся в продукте колоски, но и эффективно сепарировать зерно сквозь слои потока продукта и деку, в том числе и за счет смещения стеблей продукта друга относительно друга с образованием просветов между ними, в которые проникают зерна. Чем активнее происходит смещение стеблей друг относительно друга, тем активнее происходит и выделение зерна из потока продукта. Наиболее интенсивное смещение стеблей происходит именно в зоне взаимодействия рабочей поверхности каждого элемента тангенциального ротора и планки деки. Однако эта зона активного взаимодействия между поперечной полкой 24 (фиг.3, 5, 7) П-образного профиля 23 (фиг.4) тангенциального ротора и планкой деки 14 (фиг.1, 2) весьма ограничена, так как, когда полка П-образного профиля при вращении ротора перемещается в промежуток между соседними планками деки, где на перемещаемый ею продукт эта планка деки оказывает быстро затухающее тормозящее воздействие в зависимости от нарастания удаленности этой поперечной полки профиля от планки деки, значительно снижается растаскивание стеблей в этой зоне, а, значит, и сепарация зерна.
При усовершенствовании устройства по заявляемой полезной модели процесс взаимодействия между ними становится более продолжительным и эффективным. Это происходит потому, что во взаимодействие с этой же планкой деки 10 (фиг.1) теперь вступают с некоторым запаздыванием дополнительные рабочие элементы 29 (фиг.3-5, 7), благодаря ступенчатому расположению их рабочих поверхностей относительно рабочей поверхности поперечной полки 24 (фиг.3, 5, 7) профиля. Теперь уже и эти поверхности в результате такого взаимодействия активно притормаживают нижние слои потока продукта, вызывая дальнейшее растаскивание стеблей между планкой 14 (фиг.1, 2) деки и рабочей поверхностью поперечной полки 24 (фиг.3, 5, 7) профиля 23 (фиг.4). Увеличению времени взаимодействия рабочих поверхностей дополнительных элементов профиля с планкой деки способствует также выполнение этих поверхностей плоскими (поз.30 на фиг.5), с расположением их под тупым углом друг к другу, так как ребра этих поверхностей оказываются непараллельными планке деки и поэтому контактируют с ребром планки деки более продолжительное время. Выполнение же плоских боковых полок 27 (фиг.4-7) П-образного профиля 23 (фиг.4) переменной ширины позволяет, за счет изменения угла расположения рабочих поверхностей дополнительных рабочих элементов 29 (фиг.3, 4, 5, 7) профиля, обеспечить плавность скольжения нижних слоев продукта по их рабочим поверхностям, что, в свою очередь, обеспечивает устойчивость процесса обмолота, а в сочетании с расположением этих плоских поверхностей 30 (фиг.5) под тупым углом друг к другу, обеспечить и дополнительное поперечное растаскивание слоев продукта в этой зоне, что также способствует улучшению сепарации зерна из обрабатываемого продукта в этой зоне. Зеркальное исполнение дополнительных рабочих элементов П-образного профиля и их симметричное расположение на этом профиле позволяет равномерно распределить их воздействие на продукт, находящийся по обе стороны профиля и, тем самым, оптимизировать процесс растаскивания слоев и, кроме того, позволяет равномерно распределить нагрузки на опорные кронштейны 20 (фиг.4, 7), установленные на цилиндрическом кожухе 19 (фиг.2, 7) тангенциального ротора.
Продукт, прошедший обработку при взаимодействии тангенциального ротора и деки, снимается с ротора отбойным битером 12 (фиг.1) и направляется им на сепаратор грубого вороха, например, соломотряс.
Зерно с мелким ворохом, прошедшее сквозь подбарабанье 4, его пальцевую решетку 7 и деку 10, сходит на стрясную доску 13 и транспортируется ею на очистку комбайна для дальнейшей обработки. Зерно, выбрасываемое с большой скоростью через подбарабанье 4, пальцевую решетку 7, и деку 10, а также и отражаемое от стрясной доски зерно, останавливается отражательным щитком 18 (фиг.2) и осаживается на стрясную доску с тем, чтобы не допустить повышения потерь за очисткой комбайна.