КОМКОДАВИТЕЛЬ ДЛЯ КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНЫХ МАШИН
CLOD SMASHER FOR POTATO HARVESTERS

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для разрушения почвенных комков в картофелеуборочных машинах.
Известны как механические, так и пневматические баллоны комкодавителей корнеплодоуборочных машин, в которых в основном применяется статический способ разрушения почвенных комков давлением.
Известен баллон-комкодавитель, включающий центральный вал, на котором установлены торцовые диски с закрепленными на них внешней и внутренней покрышками, выполненными в виде замкнутой оболочки из эластичного материала. Торцовые диски выполнены в виде отдельных упругих пластин, верхние концы которых выполнены в виде дуги, контактируются с поверхностями опорных элементов с возможностью продольного перемещения посредством пружин [1].
Известен комкодавитель для картофелеуборочных машин, состоящий из пары параллельных валов, установленных в подшипниковых опорах и оснащенных торцовыми фланцами с закрепленными на них баллонами в виде эластичных покрышек, заполненных эластичным наполнителем, а на самих покрышках имеются сквозные отверстия, через которые пропущены рабочие элементы, выполненные треугольными и квадратными в поперечном сечении [2].
Недостатками известных устройств являются: сгруживание и залипание эластичных комкодавителей комками-комочками почвы при технологическом процессе эксплуатации их на тяжелых (глинистых, суглинистых) и торфяных почвах, соответственно сухих и влажных, на которых возделывается картофель; сложное конструктивное исполнение, способствующее частым поломкам и выходу из рабочего состояния каких-либо частей, деталей, составляющих каркас - несущую часть комкодавителей, что в целом сказывается на общей неэффективности работы картофелеуборочных машин.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа комкодавитель для картофелеуборочных машин, включающий нижний и верхний цилиндрические баллоны с торцевыми дисками, установленные со смещением над принимающим транспортером, горизонтальные приводные валы, эластичную покрышку, внутри которой установлен упругий незамкнутый цилиндр. Комкодавитель корнеклубнеуборочной машины [3]. Внутри эластичных покрышек баллонов комкодавителя телескопически один в другом установлены два незамкнутых цилиндра из упругого материала (резины), образующие несущий рабочий каркас, наружные поверхности которых имеют кольцевые канавки, а на внутренней стороне последнего закреплены направляющие пластины, перекрывающие разрезные концы незамкнутого упругого цилиндра.
Несмотря на простоту конструкции баллонов комкодавителя, активно-приводных, вращающихся навстречу друг другу, в технологическом процессе эксплуатации они также неэффективны - сгруживание комков, особенно крупных размеров, залипание поверхностей баллонов вплоть до обволакивания, а также недостаточное разрушение и крошение проходивших между баллонами комков.
Обуславливается это низким коэффициентом сцепления наружной поверхности эластичной покрышки и высоким коэффициентом трения трущихся в рабочем режиме поверхностей внутренних незамкнутых цилиндров как однородных эластичных элементов, не оказывающих какого-либо статического давления на процесс разрушения комков, - упругие незамкнутые цилиндры не сжимаются, не прогибаются, коробятся.
Технической задачей изобретения является улучшение эффективности работы комкодавителей - повышение качества разрушения почвенных комков, устранение сгруживания и залипания почвы.
Поставленная техническая задача достигается тем, что комкодавитель для картофелеуборочных машин, включающий нижний и верхний цилиндрические баллоны с торцевыми дисками, установленные со смещением над принимающим транспортером, горизонтальные приводные валы, эластичную покрышку, внутри которой установлен упругие незамкнутый цилиндр, согласно изобретению он снабжен двумя цилиндрическими барабанами-активизаторами с эластично-упругими рабочими органами, установленными на приводных валах над подающим транспортером, крепление нижнего и верхнего цилиндрических баллонов на приводных валах эксцентричное, поверхности эластичных покрышек перфорированы, через них пропущены эластично-упругие рабочие элементы - шипы-зацепы, закрепленные на поверхности внутреннего незамкнутого цилиндра, а торцовые диски посредством валика с концевыми фланцами жестко соединены между собой, образуя несущий рабочий каркас баллонов.
Сравнение заявляемого устройства с прототипом показывает, что новым является то, что он снабжен двумя цилиндрическими барабанами-активизаторами с эластично-упругими рабочими органами, установленными на приводных валах над подающим транспортером, крепление нижнего и верхнего цилиндрических баллонов на приводных валах эксцентричное, поверхности эластичных покрышек перфорированы, через них пропущены эластично-упругие рабочие элементы - шипы-зацепы, закрепленные на поверхности внутреннего незамкнутого цилиндра, а торцовые диски посредством валика с концевыми фланцами жестко соединены между собой, образуя несущий рабочий каркас баллонов.
Наличие шипов-зацепов на баллонах с влагоотталкивающими поверхностями покрышек, равными и противоположными векторами окружных скоростей способствуют устранению сгруживания комков - почвенной массы с клубнями и залипания почвы.
Эксцентрично закрепленные на приводных валах баллоны, совмещая статический способ разрушения почвенной корки комков с динамическими - цикличными и плавно-ударными нагрузками, способствуют повышению качества разрушения комков и очищения клубней.
Наличие же барабанов-активизаторов способствует предварительному разрушению комков, активизируя технологический процесс, посредством упруго-эластичных элементов.
Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения «новизна».
Предлагаемое техническое решение соответствует критерию изобретения «изобретательский уровень», так как не является очевидным для специалиста и позволяет повысить эффективность разрушения почвенных комков комкодавителей картофелеуборочных машин.
Заявляемое устройство соответствует критерию «промышленная применимость», так как может использоваться в сельскохозяйственном машиностроении для модернизации картофелеуборочных машин как новых, так и производственных.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 схематически представлен комкодавитель для картофелеуборочных машин, вид сбоку; на фиг.2 - комкодавитель в аксонометрической проекции; на фиг.3 - баллон комкодавителя в продольном и поперечном разрезах; на фиг.4 - барабан-активизатор в продольном и поперечном разрезах; на фиг.5 - схематическое изображение баллонов комкодавителя в динамике углового поворота (вращения) φ=360°, в частности через каждые 90°.
O
O
Комкодавитель для картофелеуборочных машин состоит из идентичных, установленных один над другим со смещением «L» нижнего 1 и верхнего 2 цилиндрических баллонов, эксцентрично «l» закрепленных на приводных валах 3 и 4 синхронно и встречно вращающихся с равными окружными скоростями «V». Перед верхним баллоном 2 установлены два одинаковых цилиндрических барабана-активизатора 5, закрепленные на приводных валах 6 с равновекторными окружными скоростями « V» вращения.
При этом барабаны-активизаторы 5 расположены над подающим прутковым транспортером 7, а баллоны 1, 2 расположены над прутковым транспортером 8 и перемещают со скоростью «Vл» при поступательной скорости «Vп», соответственно почвенную массу - комки с клубнями картофеля, подкопанную лемехами машины (не показан) и очищенные клубни от комков.
Нижний 1 и верхний 2 баллоны состоят из несущего каркаса с технологической оболочкой, где несущий каркас включает соединительный валик 9 с концевыми фланцами, к которым посредством болтовых с гайками соединений 10 прикреплены торцевые диски 11, на наружных поверхностях которых симметрично друг другу закреплены эксцентричные приводные полуоси-валы 3, 4, при этом для сборки и необходимой разборки одно из соединений торцевых дисков с фланцем соединительного валика 9 - болтовое 12 со стопорной шайбой посредством ввертывания их во фланец с внутренней резьбой посадочного места.
Технологическая оболочка - эластичная покрышка 13, концы которой закреплены на торцевых дисках 11 металлическими обручами 14, выполнена из пористой резины, которая покрыта специальным влагоотталкивающим клеем и перфорирована с равномерно распределенными круглыми отверстиями с пропущенными сквозь них упруго-эластичными шипами-зацепами 15.
Шипы-зацепы 15 имеют конусообразную форму с армированными металлическими основаниями, посредством которых закреплены на внутреннем незамкнутом цилиндре 16, выполненном из тонкой упругой листовой стали с направляющими пластинами 17, перекрывающими разрез незамкнутого цилиндра 16, модуль упругости которого превышает модуль упругости эластичной покрышки 13 и при этом суммарно модуль упругости технологической оболочки и комков почвы равны между собой и ниже модуля упругости клубней картофеля.
Барабаны-активизаторы 5 регулируются по высоте (не показано). Они производят предварительное раздробление пласта почвы, выкопанного лемехами машины, состоят из приводных валов 6, выполненных из алюминиевого сплава - дюраля, на поверхностях которых закреплены обрезиненные эластично-упругие прутки переменной длины 18, выполненные, например, из стальной пружинной проволоки.
Привод комкодавителя осуществляется двусторонним клиновым ремнем 19 с шестигранным профилем в поперечном сечении, натяжным роликом 20 и всережимным вариатором 21 изменения частоты вращений приводных валов с закрепленными на них шкивами (не показан). При этом нижний 1 и верхний 2 баллоны снабжены одновременно параллельным цепным приводом (не показан), устраняющим возможную пробуксовку приводного ремня 19, чем обеспечивается полная синхронность угловых поворотов приводных баллонов и постоянство величины смещения "L" баллонов, равная среднему значению размеров клубня картофеля и может регулироваться по высоте (не показан) смещением верхнего 2 баллона.
Кроме того, постоянство L=Const обеспечивается, в первую очередь, установленными на одной прямой противоположно-направленными радиусами вращения баллонов - "R" большого к "r" малого, способствующими полному технологическому процессу разрушения комков: снизу и сверху или, наоборот, за полный 360° поворот баллонов, через каждые цикличные пол-оборота - 180°, где началом технологического взаимодействия с комками почвы одного баллона является конец техпроцесса другого в течение всего технологического времени эксплуатации. Отметим также, что коэффициент эксцентричности баллонов, равный 0,8…0,9 (соотношение малого «r» и большого «R» радиусов производственных баллонов комкодавителей с диаметрами D=320…300 мм), способствует более мягкому воздействию нагрузок на комки, повышая эффективность дробления и разрушения комков почвы, исключая одновременно чрезмерные инерционные нагрузки.
O
Следует также отметить, что окружные скорости баллонов 1 и 2 и барабанов 5 "V" превышают линейные скорости "Vл" технологических транспортеров 7 и 8 в 1,5…2,0 раза при "Vл"=1,5…1,6 м/с, способствуют полному взаимодействию барабанов 5 и баллонов 1 и 2 с комками почвы, исключая одновременно чрезмерные моментные нагрузки.
Комкодавитель для картофелеуборочных машин работает следующим образом.
Подкопанный лемехами картофелеуборочной машины пласт почвы с клубнями картофеля перемещается по подающему прутковому транспортеру 7 и, сепарируясь от мелких примесей, попадает в зону активного действия барабанов-активизаторов 5, где под воздействием цикличных касательных ударно-динамических нагрузок эластично-упругих обрезиненных прутков 18 пласт почвы, предварительно активизируясь, раздробляется на комки-комочки. Далее комки-комочки поступают на эксцентричные приводные баллоны - нижний 1 и верхний 2 с шипами-зацепами 15 и, захватываясь и проходя между ними, под одновременным воздействием цикличных ударно-динамических мягких касательных нагрузок эластично-упругих шипов-зацепов 15 и статического давления эластично-упругих оболочек обоих (нижнего и верхнего) баллонов - эластичной покрышки 13 с упругометаллическим цилиндром 16 окончательно раздробляются и очищаются от почвенной корки. После очистки клубни картофеля, перемещаясь по прутковому транспортеру 8, попадают в приемный бункер (не показан) и по мере наполнения бункера выгружаются в транспортное средство.
Таким образом, предлагаемое изобретение - устройство в представленном конструктивном исполнении совмещает динамические касательные силовые нагрузки со статистическим давлением эксцентрично-приводных эластичных баллонов с эластично-упругими рабочими элементами, предварительно активизирующими технологический процесс разрушения пласта почвы с клубнями на комки-комочки барабанов, они способствуют устранению сгруживания комков и залипания баллонов, повышают эффективность эксплуатации комкодавителей, улучшая качество разрушения почвенных комков.
Источники информации
1. Авт.св. СССР №1498418, МПК 7 A01D 33/00, 1989г.
2. Авт.св. СССР №1753988, МПК 7 A01D 33/00, 1992г.
3. Авт.св. СССР №1191017, МПК 7 A01D 33/00, 1985г. (прототип).