ДЕЛИТЕЛЬ ЛЬНОУБОРОЧНОЙ МАШИНЫ
SPLITTER OF FLAX PULLER

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в льноуборочных машинах.
Известен делитель льноуборочной машины (А.с. СССР № 898995, кл. А01D 45/06, 1980), содержащий опорный полозок, центральный и боковые стеблеотводы и расположенный над ними изогнутый опорный брус, соединенный с кронштейном, закрепленным на раме машины.
Недостатком данного делителя является то, что центральный стеблеотвод имеет постоянный угол наклона к горизонту. Поэтому стебли льна располагаются в теребильных ручьях не перпендикулярно плоскости теребильных секций, а под некоторым углом к ним. Это приводит к тому, что вытеребленные стебли выбрасываются в канал поперечного транспортера с перекосом и забивают его, в результате чего снижается надежность выполнения технологического процесса.
Известен делитель льноуборочной машины (А.с. СССР № 934979, кл. А01D 45/06, 1980, прототип), содержащий опорный полозок, боковые стеблеподводы и расположенный над ними изогнутый опорный брус, соединенный с кронштейном крепления делителя на раме машины и выполненный дугообразным с увеличением угла наклона от опорного полозка к кронштейну.
Недостатком данного делителя является то, что дугообразный опорный брус выполнен с увеличением угла наклона от опорного полозка к кронштейну, вследствие чего сила трения стебля о него также постепенно увеличивается, замедляя перемещение стеблей по опорному брусу вверх и разворот стеблей до положения, при котором они располагаются перпендикулярно плоскости теребильных секций, следствием чего является невысокое качество работы делителя и надежность выполнения им технологического процесса.
Цель изобретения заключается в повышении эффективности теребления и транспортирования стеблей льна.
Указанная цель достигается оптимизацией формы профиля дугообразного опорного бруса для уменьшения сопротивления перемещению поднимаемых и разделяемых стеблей на его начальном и конечном участках.
Форму профиля начального участка ДК (фиг.1) подъема стеблей дугообразного опорного бруса, движущегося в продольно-вертикальной плоскости xoz с постоянной скоростью, можно найти из уравнения вида
при котором работа сил трения становится наименьшей.
Для решения уравнения представим искомую величину в виде интегрального выражения и найдем подынтегральную функцию, благодаря которой значение этого выражения будет минимальным среди всех функций рассматриваемого класса.
c
Сила трения F стеблей о дугообразный опорный брус линейно зависит от перемещения х,
с
где k=ƒ·N,
c
ƒ - коэффициент трения скольжения,
N - сила нормального давления стеблей на опорный брус.
mp
Работа сил трения A выражается криволинейным интегралом правой части вышеуказанного равенства, взятым по дуге S кривой, описывающей профиль дугообразного опорного бруса ДКЕ на участке ДК
s
Элемент дуги d кривой z=ƒ(x) запишется следующим образом
Подставив (2) и (4) в (3) и вынеся постоянные множители за знак интеграла, имеем
Переходя от интеграла по дуге S к определенному интегралу в пределах от х=0 до х='-'' (где '-'' - проекция участка ДК дугообразного опорного бруса на ось ох), можно записать
mp
Величина  зависит от вида функции z, и существует одна единственная функция, при которой Aстановится наименьшей. Чтобы найти такую функцию z, составим уравнение Эйлера:
где F означает подинтегральную функцию трех переменных
Для сокращения письма примем обозначения, используя вместо знака дифференциального оператора индекс, указывающий, по какой переменной производится дифференцирование:
В нашем случае подынтегральная функция F зависит только от двух переменных z и z', так как х встречается только под знаком дифференцированного оператора, т.е.
.
Применительно к нашему случаю уравнение Эйлера принимает вид
Умножив почленно уравнение (7) на z', получим в его левой части точную производную
.
Очевидно, что в скобках уравнения (8) стоит постоянная величина, так как ее производная равна нулю. Поэтому
l
где C - постоянная интегрирования.
Подставляя в уравнение (9) выражение  находим
Возведя обе части уравнения (10) в квадрат, имеем
Из уравнения (11) находим , откуда
Проинтегрировав (12)
получим уравнение искомой кривой в общем виде
1
Из условия неотрицательности подкоренного выражения в (13) следует ограничение на аргумент х:/х/≥С.
1
3
Для построения формы профиля дугообразного опорного бруса ДКЕ на начальном участке ДК определим константы С и С в уравнении (13).
1
С находится из уравнения (10):
В точке Д профиля начального участка дугообразного опорного бруса на фиг.1 ; z=0, а в точке К ;
z'=tgξ=tg35°=0,7001.
Подставляя эти значения в уравнение (14), имеем
2
Постоянную интегрирования С определим из (13) при ;
z=0; тогда , откуда
С учетом значений уравнений (15) и (16) уравнение (13) принимает вид
1
2
Решением данного уравнения (17) является имеющий физический смысл корень при C>0 и С>0, т.е.
mp
По уравнению (18) рассчитывается форма профиля дугообразного опорного бруса ДКЕ на участке ДК, обеспечивающая минимальную работу сил трения A при его взаимодействии со стеблями.
xz
xz
Для улучшения теребления и транспортирования стеблей в льноуборочной машине необходимо обеспечить подвод растений делителями к устьям теребильных ручьев в положении, перпендикулярном теребильным ремням. Эта задача решена путем увеличения сопротивления перемещению стеблей, уменьшением угла наклона стеблей θ до θ' на участке КЕ дугообразного опорного бруса ДКЕ, что достигается правильным выбором рациональной формы его профиля на участке КЕ. Требуемая форма профиля участка КЕ дугообразного опорного бруса и координаты точки К установлены экспериментальным путем методом последовательного подбора кривых и определения эксплуатационно-технологических показателей льноуборочной машины.
Установлено, что в наибольшей степени требованиям, предъявляемым к работе дугообразного опорного бруса ДКЕ на участке КЕ, соответствует его форма профиля в виде кубического полинома
-4
2
-6
3
z=244,8+0,7037x-7,701·10x+3,41·10x.
2
-4
2
-6
3
Применение на льнокомбайне делителя с данной формой профиля дугообразного опорного бруса, выполненной из двух последовательно расположенных кривых, причем на начальном участке она соответствует логарифмической кривой, описываемой уравнением z=0,2ln(x+x-0,04)+0,1366, а на конечном участке - полиномом 4-ой степени z=244,8 +0,7037х-7,701·10x+3,41·10·х, где х и z - проекции дугообразного опорного бруса на оси координат, позволяет улучшить теребление и транспортирование стеблей поперечным транспортером, уменьшить количество забиваний.
На фиг.1 изображен делитель льноуборочной машины, вид сбоку, на фиг.2 - то же, вид сверху.
Делитель льноуборочной машины содержит опорный полозок 1, боковые стеблеподводы 2, одним концом соединенные с опорным полозком 1, а другим шарнирно соединены цапфой 3 с кронштейном 5 крепления делителя на раме машины, и расположенный над стеблеподводами 2 дугообразный опорный брус 4 с установленным на нем ползуном 6.
2
-4
2
-6
3
Форма профиля дугообразного опорного бруса в координатах: х, z - проекции опорного бруса на оси координат, выполнена из двух последовательно расположенных кривых, причем на начальном участке она соответствует логарифмической кривой, описываемой уравнением z=0,2ln(x+x-0,04)+0,1366, а на конечном участке - полиномом 4-ой степени z=244,8+0,7037х-7,701·10x+3,41·10·х.
Для установки и фиксации ползуна 6 в заданном положении и дугообразной части кронштейна 5 имеются отверстия 7.
Делитель льноуборочной машины работает следующим образом.
Делитель устанавливают в рабочее положение в зависимости от высоты теребления перестановкой шпильки по отверстиям 7 в дугообразной части кронштейна 5 с последующей фиксацией шпильки гайкой.
При движении по полю льноуборочной машины делитель опорным полозком 1 и дугообразным опорным брусом 4, выполняющим роль центрального стеблеподвода, поднимает, а боковыми стеблеподводами 2 подводит стебли полеглого льна к устью теребильного ручья.
2
-4
2
-6
3
Ввиду того, что опорный брус 1 выполнен дугообразным с увеличением угла наклона от опорного полозка 1 к кронштейну 5 и форма профиля в координатах: х, z - проекции опорного бруса на оси координат, выполнена из двух последовательно расположенных кривых, причем на начальном участке она соответствует логарифмической кривой, описываемой уравнением z=0,2ln(x+x-0,04)+0,1366, а на конечном участке, полиномом 4-ой степени z=244,8+0,7037х-7,701·10x+3,41·10·х, то сила трения стебля о него при перемещении поднимаемых и разделяемых стеблей на его начальном, конечном участках минимальна и принимает такие значения, при которых стебель в каждой точке контакта с ним располагается перпендикулярно к его оси на конечном участке, что обеспечивает высокую эффективность теребления и транспортирования стеблей льна.