СПОСОБ АДАПТАЦИИ ОЧЕСЫВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ УБОРКИ ЗЕРНОВЫХ КОЛОСОВЫХ КУЛЬТУР С РАЗНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ХЛЕБОСТОЯ И СРЕДСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD FOR ADAPTATION OF COMBING DEVICE FOR HARVESTING OF SPIKED CEREAL CROPS WITH DIFFERENT CHARACTERISTICS OF STAND AND FACILITY FOR ITS REALISATION

Группа изобретений относится к области с.-х. производства и машиностроения, в частности к способам адаптации очесывающих устройств для уборки зерновых колосовых культур очесом к разным характеристикам их хлебостоя по высоте, урожайности, полеглости и к средствам их реализации.
Известен способ адаптации очесывающего устройства для уборки зерновых колосовых культур к характеристикам их хлебостоя, включающий установку рациональных для хлебостоя высоты очеса и частоты вращения очесывающего барабана и средства осуществления способа, состоящие из очесывающего устройства в виде платформы с очесывающим барабаном, шнеком и кожухом, регулируемым приводом частоты вращения барабана [Л.Н.Логинов, Г.Ф.Серый, Н.И.Косилов, В.П.Гаврилов. Зерноуборочные комбайны двухфазного обмолота: учебное пособие для студентов высших учебных заведений по агроинженерной специальности. - М.: Информационно-аналитический и консалтинговый центр, 1999, - с 26-29; Оборудование зерноуборочное очесывающее навесное ОЗОН-4. Руководство по эксплуатации ОЗОН-4 РЭ. - ОАО «Пензмаш», 2004, - 17 с.; С.Коваль, В.Власенко, В.Кукса, О.Рожанський, В.Громадська. Обipy нтування параметрiв работи жниварки обчicуючого типу ЖТОН-4 / Технiко-технiчнi аспекти розвитку та випробування новоi технiки i технологiй для сiльского господарства Украiни: Збiрник наукових праць/УкрНДI прогнозування та випробування технiки и технологiй для с.-г. виробництва iменi Л.Погорiлого (УкрНДIПВТ им Л.Погорiлого). - Дослiдницьке, 2004. - Випуск 7 (21) - с.54-59].
Данный способ реализован в конструкциях очесывающих устройств: ОКОД-4 (СКБ «Красноярского комбайнового завода» - Россия), ОЗОН-4 (ОАО «Пензмаш» - Россия) и ЖТОН-4 (УкрНДIПВТ iменi Л.Погорiлого - Украiна) и позволяет осуществлять выбор рационального режима уборки хлебостоя зерновых культур путем изменения высоты очеса и частоты вращения очесывающего барабана. Копирование рельефа поля осуществляется только на низкорослых хлебостоях. Все это является недостаточным на уборке массивов с переменными и разными характеристиками хлебостоев по высоте, урожайности, полеглости и др. и не отвечает современным требованиям с.-х. производства, уровню развития науки и техники в области уборки.
Известен способ адаптации очесывающего устройства для уборки зерновых колосовых культур к характеристикам их хлебостоя, включающий установку рациональных для хлебостоя высоты очеса, копирования, диаметра по концам гребенок и частоты вращения очесывающего барабана и средство осуществления способа, включающие очесывающее устройство в виде копирующей платформы с очесывающим барабаном со съемными очесывающими гребенками, шнека и откидного кожуха, ступенчатого привода вращения барабана [Russian Shelbourne. Очесывающая жатка CVS: Проспект/фирма «Shelbourne Reynolds Engineering Ltd». Stanton England. - www. russianshelbourne.ru.; Shelbourne Header CVS - Rvs - Rvd. OPERATORS SET UP MANUAL. - Shelbourne Reynolds Engineering Ltd. 14.11.2008 г. - www. Shelbourne.com.].
Данный способ и средство обеспечивают эффективную уборку зерновых колосовых культур, в том числе с разными характеристиками хлебостоя по высоте, урожайности и полеглости. Это достигается путем применения нескольких типоразмеров очесывающих устройств с разными параметрами их очесывающих барабанов. Так, например, у очесывающих устройств фирмы «Shelbourne» (Англия) диаметр очесывающего барабана может быть в пределах от 18 до 32 дюймов, а частота его вращения - от 440 до 770 об/мин, как. Поэтому для эффективной работы зерноуборочного комбайна на массивах с разными характеристиками хлебостоя необходимо его комплектовать несколькими типоразмерами очесывающих устройств. В целом это будет способствовать удорожанию уборочных работ за счет роста затрат труда и средств на комплектацию, эксплуатацию и содержание таких жатвенных агрегатов, что является главным недостатком данного способа и средств его реализации.
Известен способ адаптации очесывающего устройства для уборки зерновых колосовых культур с разными характеристиками хлебостоя, включающий установку рациональных: комплектации очесывающего устройства в одно или в двухбарабанном исполнении, высоты очеса, копирования им поля, диаметра по концам очесывающих гребенок и частоты вращения его очесывающего барабана, и средства для осуществления способа, включающие основной модуль в составе корпуса копирующей платформы с гидроцилиндрами подъема и опускания, шарнирными опорами, шнеком с ложе и очесывающим барабаном в виде вала с цапфами и корпуса барабана со съемно закрепленными очесывающими гребенками, ступенчатого привода вращения очесывающего барабана, указателей угла атаки и высоты [патент RU №2373681 С1, МПК A01D 41/08, 2008].
Данные способ и средства наиболее близки по технической сущности с предлагаемым решением и приняты за наиболее близкий аналог.
Они позволяют осуществлять эффективную уборку зерновых колосовых культур с разными характеристиками их хлебостоя при снижении потерь урожая путем оперативного изменения высоты расположения относительно убираемого хлебостоя очесывающего барабана основного модуля, частоты его вращения.
Главный недостаток способа и средств его реализации заключается в том, что не использованы все резервы для повышения эффективности уборки зерновых колосовых культур очесом, в частности - установки рациональных для конкретных условий уборки и хлебостоя диаметра очесывающего барабана, а также открывающейся в перспективе возможности трансформации очесывающего устройства из двухбарабанного в однобарабанный вариант исполнения, и наоборот. Это существенно будет способствовать снижению затрат труда и средств на оперативную переналадку и настройку очесывающего устройства применительно к условиям уборки урожая с разными характеристиками хлебостоя, а в целом и на весь уборочный процесс.
Данная группа изобретений характеризуется следующей совокупностью ограничительных признаков.
Способ адаптации очесывающего устройства для уборки зерновых колосовых культур с разными характеристиками хлебостоя, включающий установку рациональных: комплектации очесывающего устройства в одно или в двухбарабанном исполнении, высоты очеса, копирования им поля, диаметра по концам очесывающих гребенок и частоты вращения его очесывающего барабана, и средства для осуществления способа, включающие основной модуль в составе корпуса копирующей платформы с гидроцилиндрами подъема и опускания, шарнирными опорами, шнеком с ложе и очесывающим барабаном в виде вала с цапфами и корпуса барабана со съемно закрепленными очесывающими гребенками, ступенчатого привода вращения очесывающего барабана, указателей угла атаки и высоты.
Предлагаемой группой изобретений решается задача повышения эффективности способа адаптации очесывающего устройства и средств для его осуществления путем создания универсального высокоадаптивного очесывающего устройства, трансформируемого из двухбарабанного в однобарабанный вариант исполнения и, наоборот, с изменяемыми параметрами очесывающего барабана и режимов работы его и всего очесывающего устройства.
Для достижения поставленной задачи согласно группе изобретений комплектация очесывающего устройства осуществляется путем интеграции его основного модуля с одним из взаимозаменяемых сменных модулей, а установка диаметра очесывающего барабана осуществляется путем углового перемещения очесывающих гребенок относительно радиуса его барабана; установка диаметра очесывающего барабана осуществляется путем радиального перемещения очесывающих гребенок относительно его корпуса; для двухбарабанного исполнения оно содержит сменный модуль, выполненный в виде кожуха с приемным барабаном и регулируемыми тягами, которые имеют разъемные бугеля для их сопряжения с цапфами вала очесывающего барабана основного модуля и шарниры для соединения с гидроцилиндрами его копирующей платформы, а для однобарабанного исполнения - сменный модуль, выполненный в виде кожуха с регулируемыми тягами, снабженными разъемными бугелями для их сопряжения с цапфами вала очесывающего барабана и шарнирами для соединения с гидроцилиндрами копирующей платформы основного модуля, при этом очесывающие гребенки смонтированы на очесывающем барабане основного модуля посредством механизмов, обеспечивающих их угловое или сочетание радиального с угловым перемещением, а на ложе шнека основного модуля смонтирован дополнительный отражатель с возможностью перемещения относительно ложа и корпуса очесывающего барабана; корпус очесывающего барабана смонтирован поворотно на его валу, а механизм углового перемещения очесывающих гребенок выполнен в виде расположенных вдоль корпуса очесывающего барабана поворотных осей со съемно смонтированными на них очесывающими гребенками и поводками, которые шарнирно соединены штангами с валом очесывающего барабана, а цапфы его вала разъемно зафиксированы на корпусе очесывающего барабана с возможностью их совместного углового перемещения и независимого их друг от друга углового перемещения при расфиксации; корпус очесывающего барабана смонтирован неподвижно на его валу, а механизм углового перемещения очесывающих гребенок выполнен в виде расположенных вдоль корпуса очесывающего барабана поворотных осей со съемно смонтированными на них очесывающими гребенками и поводками с пальцами, при этом вал очесывающего барабана снабжен дополнительными поворотными дисками с радиальными пазами, сопряженными с пальцами на поводках поворотных осей корпуса очесывающего барабана с возможностью их взаимного перемещения, при этом цапфы вала очесывающего барабана разъемно зафиксированы с указанными дополнительными поворотными дисками, кроме этого цапфы вала очесывающего барабана разъемно зафиксированы на его корпусе с возможностью их совместного углового перемещения и независимого их друг от друга углового перемещения при расфиксации;
корпус очесывающего барабана смонтирован неподвижно на его валу, а механизм углового перемещения очесывающих гребенок выполнен в виде расположенных вдоль корпуса очесывающего барабана поворотных осей со съемно смонтированными на них очесывающими гребенками и поводками с радиальными пазами, при этом вал очесывающего барабана снабжен дополнительными поворотными дисками с пальцами, сопряженными с радиальными пазами на поводках поворотных осей очесывающего барабана с возможностью их взаимного перемещения, при этом цапфы вала очесывающего барабана разъемно зафиксированы с указанными дополнительными поворотными дисками, кроме этого, цапфы вала очесывающего барабана разъемно зафиксированы на его корпусе с возможностью их совместного углового перемещения и независимого их друг от друга углового перемещения при расфиксации; корпус очесывающего барабана смонтирован поворотно на его валу, а механизм радиального и углового перемещения очесывающих гребенок выполнен в виде штанг, одними концами шарнирно соединенными с валом очесывающего барабана, а вторыми концами, сопряженными с его корпусом соединением с возможностью их радиального и углового перемещения, при этом вторые концы штанг жестко соединены между собой вдоль корпуса барабана поперечинами, на которых съемно смонтированы очесывающие гребенки, кроме этого, на вторых концах штанг и их поперечинах шарнирно установлены дополнительные щитки, связанные с корпусом барабана посредством прижимов, кроме этого цапфы вала очесывающего барабана разъемно зафиксированы на его корпусе с возможностью их совместного углового перемещения и независимого их друг от друга углового перемещения при расфиксации; поперечный профиль очесывающих гребенок выполнен прямоугольным; поперечный профиль очесывающих гребенок выполнен изогнутым в направлении вращения очесывающего барабана.
Применение в способе и средствах его реализации предлагаемых технологических и технических решений способствует получению очесывающим устройством нового технического результата, заключающегося:
- в высокой адаптации очесывающего устройства к условиям уборки хлебостоя с разными характеристиками за счет модульного построения конструкции и возможности быстрой трансформации в двухбарабанный или в однобарабанный вариант исполнения, и наоборот, достигаемой путем интеграции основного модуля очесывающего устройства с одним из взаимозаменяемых сменных модулей - со сменным модулем в виде кожуха с регулируемыми тягами-бугелями или со сменным модулем в виде кожуха с приемным барабаном и регулируемыми тягами-бугелями;
- в возможности настройки параметров очесывающего барабана - его диаметра по концам очесывающих гребенок путем их углового или радиального перемещения относительно радиуса и корпуса барабана, осуществляемых с помощью разных механизмов;
- в изменении траектории движения очесанного зерна при сходе с очесывающих гребенок, что дает возможность выбора рациональной траектории транспортирования очесанного вороха за очесывающим барабаном, в сочетании с поверхностью кожуха очесывающего устройства;
- в возможности, в конечном итоге, отказаться от применения на уборке очесывающих устройств с несколькими типоразмерами параметров очесывающих барабанов, что будет способствовать в целом снижению затрат труда и средств на проведение уборочных работ.
Предлагаемая группа изобретений поясняется следующими чертежами:
- на фигурах 1а, 1б и 1в изображены схемы основной комплектации очесывающего устройства в составе основного и сменных модулей, вид сбоку справа;
- на фигурах 2а, 2б показаны схемы комплектации очесывающего устройства в двухбарабанном или в однобарабанном вариантах исполнения, вид сбоку справа;
- на фигуре 3 показана схема навешенного на комбайн очесывающего устройства в двухбарабанном исполнении в рабочем положении, вид сбоку слева;
- на фигурах 4а, 4б, 4в показаны в статике кинематические схемы очесывающего барабана с реализацией механизмов установки его диаметра угловым перемещением его очесывающих гребенок, вид сбоку справа;
- на фигуре 5 показана в статике кинематическая схема очесывающего барабана с реализацией механизма установки его диаметра путем сочетания радиального и углового перемещения его очесывающих гребенок, вид сбоку справа;
- на фигурах 6а и 6б показано место на фигуре 4а при исполнении очесывающих гребенок очесывающего барабана с прямоугольным (а) и изогнутым (б) поперечными профилями, вид сбоку;
- на фигурах 7а, 7б и 7в показаны в статике схемы конструктивного исполнения очесывающего барабана с реализацией механизмов с угловым перемещением очесывающих гребенок, вид спереди;
- на фигуре 8 показана в статике схема конструктивного исполнения очесывающего барабана с реализацией механизма с комбинацией радиального и углового перемещения очесывающих гребенок, вид спереди;
- на фигурах 9а, 9б и 9в показано в динамике изменение направления векторов силового воздействия на зерно в момент его схода с очесывающих гребенок при установке диаметра очесывающего барабана угловым перемещением (а и б) очесывающих гребенок и комбинации их радиального и углового перемещения (в), вид сбоку справа.
Средства для осуществления способа включают (см. фигуры 1-9) очесывающее устройство модульного построения в составе основного 1 и взаимозаменяемых между собой сменных модулей 2 или 3. Основной модуль 1 состоит из корпуса копирующей платформы 4 на шарнирных стояночных опорах 5, крыши 6, шнека 7 с ложем 8 и очесывающего барабана 9. На платформе 4 кроме этого размещены опорные лыжи 10 с механизмом их привода 11 от гидроцилиндров 12, а также указатели 13 угла атаки и высоты, гидроцилиндры 14 подъема и опускания сменных модулей 2 или 3, и ступенчатый привод вращения очесывающего барабана 9 (не показан). Очесывающий барабан 9 выполнен в виде вала 15, корпуса 16 и съемно установленных очесывающих гребенок 17 (см. фигуры 4, 5, 6, 7, 8).
В вариантах реализации механизмов установки диаметра очесывающего барабана 9 угловым перемещением его очесывающих гребенок 17 (см. фигуры 4, 6, 7) последние съемно закреплены соответственно на поворотных осях 18 корпуса 16 и снабжены поводками 19, которые посредством шарнирных соединений 20 в варианте «а» соединены штангами 21 с валом 15 очесывающего барабана 9, в варианте «б» - посредством пальцев 22 сопряжены с радиальными пазами 23 дополнительных поворотных дисков 24 на валу 15 очесывающего барабана 9, а в варианте «в» - пальцы 22 закреплены на дополнительных поворотных дисках 24 и радиальные пазы 23 выполнены на поводках 19. При этом в варианте «а» корпус 16 очесывающего барабана 9 смонтирован поворотно с возможностью вращения на его валу 15, в варианте «б» - неподвижно, а дополнительные поворотные диски 24 на валу 15 - поворотно.
В варианте реализации механизма установки диаметра очесывающего барабана 9 с сочетанием радиального и углового перемещения его очесывающих гребенок 17 (см. фигуры 5, 8) последние съемно закреплены на поперечинах 25, которые жестко соединяют между собой вторые концы штанг 21. Последние связаны шарнирными соединениями 20 с валом 15 очесывающего барабана 9. Штанги 21 вторыми концами сопряжены с корпусом 16 очесывающего барабана 9 соединениями 26, которые обеспечивают штангам 21 возможность осуществлять радиальное и угловое перемещение относительно корпуса 16. На штангах 21 и поперечинах 25 шарнирно установлены дополнительные щитки 27, которые связаны с корпусом 16 посредством прижимов 28.
На цапфах 29 вала 15 (см. фигуры 7, 8) посредством ступиц 30 корпуса 16 очесывающего барабана 9 и ступиц 31 дополнительных поворотных дисков 24 закреплены подшипники 32. Кроме этого, цапфы 29 вала 15 разъемно зафиксированы посредством фланцевых соединений 33 со ступицами 30 корпуса 16 очесывающего барабана 9 и со ступицами 31 дополнительных поворотных дисков 24 с возможностью их совместного углового перемещения или независимого друг от друга углового перемещения при расфиксации фланцевых соединений 33.
Очесывающие гребенки 17 очесывающего барабана 16 могут иметь поперечный профиль прямоугольной или изогнутой формы (см. фигуру 6).
На ложе 8 шнека 7 (см. фигуры 4, 5) основного модуля 1 смонтирован дополнительный отражатель 34 с возможностью его перемещения относительно ложа 8 и очесывающего барабана 9.
Сменный модуль 2 (см. фигуры 1, 2) для работы очесывающего устройства в однобарабанном исполнении представляет собой кожух 35 с регулируемыми тягами 36. Последние имеют разъемные бугеля 37 и шарниры 38.
Сменный модуль 3 для работы очесывающего устройства в двухбарабанном исполнении выполнен в виде кожуха 39 с приемным барабаном 40, снабжен тягами 36 с разъемными бугелями 37 и шарнирами 38.
Предлагаемый способ адаптации очесывающего устройства для уборки зерновых колосовых культур с разными характеристиками хлебостоя осуществляется в следующей последовательности.
Рациональная для конкретных условий уборки зерновых колосовых культур комплектация очесывающего устройства определяется, исходя из характеристик хлебостоя по высоте, урожайности, полеглости и др., т.е. выбирается вариант двух- или однобарабанной его работы. Для этого осуществляется интеграция (сопряжение) в единое устройство основного модуля 1 с одним из его сменных модулей 2 или 3 (см. фигуру 1). Это достигается путем навешивания на основной модуль 1 одного из сменных модулей 2 или 3 с сопряжением их разъемных бугелей 37 с цапфами 29 вала 15 очесывающего барабана 9 основного модуля 1 и соединением его гидроцилиндров 14 подъема и опускания с шарнирами 38 кожухов 35 или 39 (см. фигуру 2).
Затем осуществляют агрегатирование очесывающего устройства с зерноуборочным комбайном 41, посредством его наклонной камеры 42 и проставки 43 (см. фигуру 3). С помощью гидроцилиндров 44 комбайна 41 переводят очесывающее устройство из транспортного положения в рабочее и обратно, гидроцилиндрами 12 устанавливают высоту очеса хлебостоя, а гидроцилиндрами 14 осуществляют вертикальное перемещение сменного модуля 2 или 3 относительно основного модуля 1.
Установку рациональной для условий убираемого хлебостоя частоты вращения очесывающего барабана 9 производят посредством ступенчатого привода, например вариатора или другого устройства (на чертежах не показано).
Установку рационального диаметра очесывающего барабана 9 по концам его очесывающих гребенок 17 осуществляют в статическом его положении путем углового или сочетания радиального и углового перемещения очесывающих гребенок 17 относительно радиуса или корпуса 16 очесывающего барабана 9. Для чего во всех вариантах реализации механизмов установки диаметра очесывающего барабана 9 производят расфиксацию фланцевых соединений 33 вала 15 с его корпусом 16 (см. фигуры 7а, 8) или с дополнительными поворотными дисками 24 (см. фигуры 7б, 7в) и осуществляют их относительное друг к другу угловое перемещение. Так, например, при перемещении из исходного положения «А» (см. фигуры 4, 5) в текущее положение «Б» по направлению стрелок очесывающие гребенки 17 посредством поводков 19 штанг 21 или дополнительных поворотных дисков 24 поворачиваются на угол Δα и изменяют радиус и диаметр очесывающего барабана 9 по концам очесывающих гребенок 17.
При относительном угловом перемещении вала 15 и корпуса 16 очесывающего барабана 9 (см. фигуру 5) происходит радиальное перемещение штанг 21 с очесывающими гребенками 17, которые также совершают и угловое перемещение на угол Δα и изменяют радиус и диаметр очесывающего барабана 9 по концам гребенок 17. При этом одновременно происходит перемещение щитков 27, которые закрывают пространство между поперечинами 25 и корпусом 16 очесывающего барабана 9.
В случае необходимости осуществляют дополнительно регулировку зазоров между очесывающими гребенками 17 очесывающего барабана 9 основного модуля 1 и кожухом 35 сменного модуля 2, или очесывающими гребенками 17 очесывающего барабана 9 сменного модуля 2 и отражателем 34 ложа 8 шнека 7. Для чего посредством регулируемых тяг 36 перемещают кожух 35 и отражатель 34. По окончании настройки осуществляют фиксацию фланцевых соединений 33 вала 15 очесывающего барабана 9. Далее включают привод вращения очесывающего барабана 9, разгоняют его до рациональной частоты вращения для характеристик данного хлебостоя и осуществляют процесс очеса хлебостоя убираемой культуры (см. фигуру 3).
Очесывающие гребенки 17 очесывающего барабана 9 захватывают растения и очесывают с них зерно (см. фигуру 9), которое вначале перемещается совместно с гребенками 17 до схода с них, потом совершает перемещение относительно последних и сменного кожуха 35.
Угловое перемещение очесывающих гребенок 17 относительно корпуса 16 очесывающего барабана 9 существенным образом влияет на направление вектора результирующего силового воздействия «R» очесывающих гребенок 17 на зерно в момент его схода с последних и определяет траекторию его дальнейшего движения (полета) и взаимодействия с поверхностью кожуха 35. Это также важно и значимо при выборе рациональных режимов работы очесывающего устройства.
Рассоединение основного 1 и сменных модулей 2 или 3 очесывающего устройства осуществляется в обратной последовательности.
Использование предлагаемого способа и средств для его осуществления позволит эффективно производить уборку зерновых колосовых культур с разными характеристиками хлебостоя путем применения высоко адаптивного очесывающего устройства модульного построения, обеспечивающего возможность трансформирования его конструкции в одно или в двухбарабанный варианты исполнения, а также установку рациональных параметров и режимов работы. Это будет способствовать снижению общих затрат труда и средств на проведение уборочных работ.