АКСИАЛЬНОЕ РОТОРНОЕ МОЛОТИЛЬНО-СЕПАРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к аксиальным роторным молотильно-сепарирующим устройствам (АРМСУ), устанавливаемым на зерноуборочных комбайнах.
Известны АРМСУ, содержащие ротор с жестко установленными на нем молотильными и сепарирующими элементами [1]. Такие устройства представляют собой продольный ротор в цилиндрическом неподвижном кожухе. Нижняя часть кожуха выполнена в виде решет, предназначенных для отделения зерен от колоса молотильными элементами, снабженными бичами с рифлями в виде клиновидных пластин и сепарирующими в виде лопаток. Обмолот зерновых растений происходит в зазоре между вращающимся ротором и неподвижном кожухом.
Недостатком известных АРМСУ является недостаточно высокое качество обмолота зерновых растений повышенной влажности.
Наиболее близким к предлагаемой модели относится АРМСУ, установленное на зерноуборочных комбайнах Gleaner (США) с последовательным потоком обмолачиваемых растений [2]. Комбайн модели N6 оснащается АРМСУ (прототип), содержащим ротор диаметром 640 мм, длиной 2190 мм, шесть продольных стержней, установленных на роторе и служащих местами крепления молотильных бичей, сепарирующих лопаток и выгрузных элементов. Ротор и стержни приводятся во вращательное движение одним двигателем. Устройство состоит из трех секций: загрузки, обмолота, сепарирования и выгрузки, находящихся внутри неподвижного кожуха с гладкой верхней и решетчатой нижней частями. Винтовые направляющие, расположенные под углом 11-33° на верхней внутренней поверхности кожуха обеспечивают плавное перемещение потока растений молотильными бичами и сепарационными лопатками от загрузочной секции к выгрузной по винтовым траекториям. Выгрузка растений осуществляется шестью лопатками.
Недостатком прототипа является низкая интенсивность действия молотильных и сепарирующих элементов и, как следствие, невысокий процент выхода зерна при уборке в сложных погодных условиях.
Проблема, на решение которой направлено предлагаемое устройство, снижение негативного влияния сложных условий уборки на процесс обмолота и выделения зерна. Технический результат полезной модели - увеличение эффективности обмолота и сепарирования зерновых растений повышенной влажности.
Указанный результат достигается за счет того, что вдоль оси ротора на его внешней поверхности выполнены продольные пазы, в которые смонтированы стержни, оснащенные молотильными и сепарирующими элементами, при этом стержни наряду с вращательным движением ротора совершают возвратно-поступательные колебания вдоль его оси вращения, создаваемые пространственным кулачковым механизмом.
Вращение ротора и вращение трубчатого корпуса с закрепленным на нем пространственным кулачком, воспроизводящем возвратно -поступательные колебания всех стержней с заданной частотой и амплитудой обеспечивается за счет установленных двигателей.
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами:
на фиг. 1 - представлен общий вид устройства;
на фиг. 2 - разрез устройства по сечению А-А;
на фиг. 3 - траектория движения частиц растений. Предлагаемое аксиальное роторное молотильно-сепарирующее устройство (фиг. 1) содержит загрузочную секцию с подающей крыльчаткой 1, продольный ротор 2 с горизонтальным валом, опирающимся на раму 3 через подшипники 4 и 5. Загрузочная секция устройства представляет собой конус 6 с винтовой лопастью 7. Молотильная секция с элементами 8 в виде рифленых бичей, сепарирующая секция с элементами 9 в виде лопаток и выгрузная секция 10 выполнены в виде круглой трубы 11 с внешними продольными пазами. Труба 11 жестко закреплена на роторе 2.
На фиг. 2 показано поперечное сечение пазов трубы 11. В трапецеидальные пазы смонтированы стержни 12, совершающие возвратно-поступательное движение вдоль оси ротора 2. На стержнях 12 жестко укреплены молотильные 8 и сепарирующие 9 элементы, а также толкатели 13 с шаровым концом, задающие движение этим элементам.
Неподвижный кожух ротора 2 в молотильной и сепарирующей секциях состоит из цилиндрической верхней части 14, внутри которой укреплены винтовые направляющие 15, и нижней части, образованной решетами 16. Привод ротора 2 осуществляется двигателем 17. На внешнее кольцо шарикоподшипника 5 установлено внутреннее кольцо шарикоподшипника 18. На внешнее кольцо шарикоподшипника 18 насажен трубчатый корпус 19, на котором смонтирован пространственный торцевой кулачок 20 с двумя рабочими поверхностями. Кулачок 20 выполнен в виде пространственной рамки из двух параллельных кольцевых пластин, установленных на трубчатом корпусе 19 с наклоном к оси вращения ротора 2. Трубчатый корпус 19, кулачок 20 и зубчатое колесо 21 зафиксированы в осевом направлении беговой дорожкой 22. Привод кулачка 20 вместе с трубчатым корпусом 19 осуществляется вторым двигателем 23, вал которого приводит во вращение зубчатое колесо 24, опирающееся на шарикоподшипник 25 и находящееся в зацеплении с колесом 21. Последнее приводит во вращательное движение трубчатый корпус 19.
Аксиальное роторное молотильно-сепарирующее устройство работает следующим образом. Растения крыльчаткой 1 направляются в загрузочную конусообразную секцию 6, где винтовой лопастью 7 транспортируются в молотильную 8 и сепарирующую 9 секции. Последние образуют зазор между трубой 11 и решетом 16. Молотильные элементы 8 в результате ударного воздействия отделяют зерна от колосьев. Отделившиеся зерна поступают на решета 16, а колосья захватываются бичами 8 и перемещаются в верхнюю часть кожуха 14, где транспортируются по его винтовым направляющим 15. Аналогичное движение растений происходит в секции сепарирования. Сепарирующие элементы 9 обеспечивают интенсивное относительное движение зерна по поверхности решета, что обеспечивает высокое качество очистки зерна. Таким образом, молотильные 8 и сепарирующие 9 элементы одновременно совершая вращательное движение вместе с ротором 2 и возвратно-поступательные колебания вместе со стержнями 12 вдоль оси ротора 2, обеспечивают интенсивность действия этих элементов.
Частоту колебаний стержней 12 можно регулировать частотой вращения кулачка 20, привод которого осуществляется двигателем 23 с помощью зубчатой передачи 24-21. Амплитуду колебаний стержней 12 можно задавать, изменяя угол наклона кулачка 20. Толкатели 13, жестко связанные со стержнями 12, соприкасаются с кулачком 20 (точнее с внутренними поверхностями кольцевых пластин рамки кулачка) сферическими наконечниками, входящими в круговую прорезь левой пластины. Затем стебли растений попадают в выгрузную секцию 10, откуда лопатками выбрасываются из кожуха.
На фиг. 3 пунктирными линиями показана траектория движения частиц растений вдоль оси Oz вращения ротора на развертке цилиндрического кожуха без продольных колебаний стержней и сплошными линиями с возвратно - поступательными колебаниями. Колебания стержней позволяют существенно увеличить путь и число взаимодействий растений с молотильными и сепарирующими элементами в кожухе ротора. Тем самым повышается эффективность обмолота и сепарирования зерновых растений повышенной влажности.
Источники информации
1. ToyTractorShow.com Salutes 25 years of Axial-Flow Combines / [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.toytractorshow.com/ih_combine_history.htm (дата обращения 02.07.15).
2. Key Gleaner Models / [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.agconews.eom/admin/file/cms/2013/8/l1/Кеу_Gleaner_Models.pdf (дата обращения 17.07.15).