Устройство для очеса зерновых растений на корню с утилизацией незерновой части урожая
DEVICE FOR COMBING GRAIN PLANTS GROWING WITH THE DISPOSAL OF THE NON-GRAIN PART OF THE CROP

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для очеса на зерновых колосовых культур корню и утилизации незерновой части урожая.
Известно устройство для очеса растений на корню (Патент РФ на полезную модель №173213. Устройство для очеса растений па корню. МПК: A01D 41/08, опубл. 16.08.2017 г., Бюл. №23), которое содержит очесывающий барабан, вентилятор, пневмотранспортирующие каналы с разделительным щитком и привод рабочих органов, причем вентилятор устанавливается впереди разделительного щитка относительно очесывающего барабана, при этом вентилятор выполнен диаметральным на всю ширину захвата очесывающего барабана.
Известно устройство для очеса зерновых растений на корню (Патент РФ на полезную модель №187604, МПК: A01D 41/08, опубл. 13.03.2019 г., Бюл. №8) содержащее очесывающий барабан, помещенный в корпус, вентилятор диаметральный, выполненный на ширину захвата очесывающего барабана, при этом вентилятор диаметральный расположен внутри очесывающего барабана, а ось вращения вала его лопастного колеса совпадает с осью вращения очесывающего барабана, кроме того, вентилятор диаметральный снабжен приводным механизмом в виде клиноременного варианта. После уборки стерня, оставшаяся на корню, иногда служит для ветрозащиты и влагозадержания при технологии нулевой обработки почвы, но в ряде случаев оставшаяся стерня создает проблемы, с необходимостью ее заделки в почву.
Общим недостатком известных устройств является отсутствие возможности сбора, измельчения и разбрасывания незерновой части урожая.
Известно устройство для сбора урожая зерновых с измельчением и разбрасыванием соломы содержащее корытообразный корпус со шнеком с правой и левой навивкой витков спирали для отвода соломы вправо и влево по ходу комбайна, при этом справа и слева от шнека установлены режущие и противорежущие ножи и разбрасывающие лопатки (патент РФ №2506737, кл. A01D 45/22, 2014 г.).
Однако известное устройство не осуществляет очес зерна растений на корню.
Также известно устройство, содержащее очесывающий барабан, вентилятор, измельчитель, шнек и кожух (патент РФ №2600619, кл. A01D 41/08, 2016 г. - прототип).
Недостатками известного технического решения являются:
- сложность конструкции из-за наличия измельчителя, протирочного барабана со шнеком и подбарабаньем, за счет чего известное устройство - материалоемкое и не достаточная надежность его работы;
- измельчитель стеблей не режет, а дробит растительные остатки на мелкие части, что не соответствует агротехническим требованиям, т.к. для сохранения влажности почвы пожнивные остатки должны иметь размер не более 15 см.
- расположение вентилятора после протирочного барабана не обеспечивает качественную очистку зерна от незерновой части урожая.
Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и обеспечение качества измельчения незерновой части урожая, соответствующее агротехническим требованиям.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для очеса зерновых растений на корню с утилизацией незерновой части урожая, содержащем очесывающий барабан, вентилятор, измельчитель и кожух, согласно изобретению, измельчитель установлен на кожухе, под очесывающим барабаном и выполнен в виде шнека, который имеет винтовую поверхность, выполненную с шагом не более 240 мм и длину равную длине очесывающего барабана, и снабжен режущими и противорежущими элементами, выполненные в виде сегментов, имеющие форму прямоугольной трапеции, скошенная боковая сторона, которой снабжена режущей кромкой, при этом режущие элементы, прямой боковой стороной установлены на верхней части винтовой поверхности шнека с шагом 180 мм, а скошенная боковая сторона с режущей кромкой имеет угол наклона 60° относительно касательной, проходящей через точку крепления элемента на винтовой поверхности шнека; противорежущие элементы установлены под шнеком и на внутренней поверхности кожуха, на расстоянии друг от друга не более 60 мм и выполнены в виде пары сегментов установленных друг против друга внахлест в нижней прямой части с образованием угла пересечения их режущих кромок равный не более 150°; вентилятор расположен внутри очесывающего барабаны по всей его длине и с возможностью совместного вращения, причем кожух имеет регулируемый наклон от 10-30° относительно поверхности почвы и скатную доску.
Новизна обусловлена тем, что за счет использования в качестве измельчителя - шнека с режущими и противорежущими элементами, имеющие конструктивные особенности, обеспечивается снижение материалоемкости, за счет упрощения конструкции, так как протирочный барабан со шнеком и подбарабаньем указанных в прототипе, выполнены в виде единого узла, выполняющего функции среза, измельчения и разброса измельченных стеблей растений в соответствии с агротехническими требованиями (Анискин В.И., Артюшин А.А. Исходные требования на базовые машинные технологические операции в растениеводстве. - М: ФГНУ «Росинформагротех», 2005, 70 с.).
Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, направлены на достижение технического результата и не выявлены при изучении уровня данной и смежной областей науки и техники и, следовательно, соответствуют критерию «изобретательский уровень».
Заявляемое техническое решение применимо для уборки сельскохозяйственных зерновых культур, в частности для уборки урожая зерновых колосовых культур очесом на корню с одновременной утилизацией незерновой части урожая, что соответствует критерию «промышленная применимость».
Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема устройства для очеса зерновых растений на корню с утилизацией незерновой части урожая (вид сбоку), на фиг. 2 – то же, в аксонометрии, на фиг. 3 - представлено фото, на котором изображены сегменты, из которых выполнены режущие и противорежущие элементы; на фиг. 4 - фото фрагмента опытного образца измельчителя устройства.
На графических материалах для большей ясности представлены только те детали, которые необходимы для понимания сущности изобретения, а сопутствующие элементы, хорошо известные специалистам в данной области, не представлены.
Устройство для очеса зерновых растений на корню с утилизацией незерновой части урожая состоит из очесывающего барабана 1 (фиг. 1), помещенного в корпус 2, вентилятор 3 диаметральный расположен внутри очесывающего барабана 1, выполненный на ширину захвата очесывающего барабана, ось вращения вала лопастного колеса вентилятора совпадает с осью вращения очесывающего барабана, вентилятор 3 диаметральный снабжен приводным механизмом в виде клиноременного вариатора (на фиг. 1 не показано). Под очесывающим барабаном 1 размещен измельчитель установленный на кожухе 4 и выполнен в виде шнека 5, который имеет винтовую поверхность 6, выполненную с шагом не более 240 мм и длину равную длине очесывающего барабана 1. Шнек 5 снабжен режущими 7 и противорежущими 8 элементами, выполненные в виде сегментов (фиг. 3), имеющие форму прямоугольной трапеции, скошенная боковая сторона, которой снабжена режущей кромкой 9. Режущие элементы 7, прямой боковой стороной установлены на верхней части винтовой поверхности 6 шнека 5 с шагом 180 мм, а скошенная боковая сторона с режущей кромкой 9 имеет угол наклона 60° относительно касательной, проходящей через точку крепления режущего элемента 7 на винтовой поверхности шнека; противорежущие 8 элементы установлены под шнеком 5 и на внутренней поверхности кожуха 4, на расстоянии друг от друга не более 60 мм и выполнены в виде пары сегментов установленных друг против друга внахлест в нижней прямой части с образованием угла пересечения их режущих кромок равный не более β=150°. Кожух 4 имеет регулируемый наклон от 10-30° относительно поверхности почвы и скатную доску (на фиг. 1 не показано).
Конструктивные параметры устройства, а именно:
- винтовая поверхность 6 шнека 5 имеет шаг не более 240 мм;
- длина шнека 5, равна длине очесывающего барабана 1;
- режущие элементы 7, установлены на верхней части винтовой поверхности 6 шнека 5 с шагом 180 мм;
- режущая кромка 9 скошенной боковой стороны элемента имеет угол наклона 60° относительно касательной, проходящей через точку крепления режущего элемента 7 на винтовой поверхности 6 шнека 5;
- противорежущие 8 элементы установлены под шнеком 5 и на внутренней поверхности кожуха 4, на расстоянии друг от друга не более 60 мм и выполнены в виде пары сегментов установленных друг против друга внахлест в нижней прямой части с образованием угла пересечения их режущих кромок 9 равный не более β-150°
- кожух 4 имеет регулируемый наклон от 10-30° относительно поверхности почвы и скатную доску - обеспечивают срез, измельчение и разбрасывание незерновой части урожая в соответствии с агротехническими требованиями, согласно которым (Анискин В.И., Артюшин А.А. Исходные требования на базовые машинные технологические операции в растениеводстве. -М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2005 - 270 с.) па базовую машинную технологическую операцию «Прямая комбайновая уборка зерновых культур с измельчением и разбрасыванием незерновой части урожая по поверхности поля» измельченная солома должна содержать частицы длиной менее 12 см в количестве не менее 85%. Измельченная солома разбрасывается по полю равномерно на ширину, не меньшую ширины захвата жатки комбайна. Степень неравномерности распределения измельченной соломы по поверхности поля - не более 20%.
Устройство для очеса зерновых растений на корню с утилизацией незерновой части урожая работает следующим образом
При перемещении комбайна стебли зерновой культуры отклоняются корпусом 2 и подводятся к вращающемуся очесывающему барабану 1, который зубьями отделяет колос от стебля и перемещает колосья в молотильное устройство (на фиг. 1 не показано). Вентилятор 3 выдувает лишние примеси. Несрезанные стебли попадают на шнек 5 назначение, которого срез, измельчение и перемещение измельченной массы на поле. За счет того, что винтовая поверхность 6 имеет длину равную длине очесывающего барабана 1 охватываются все несрезанные стебли, находящиеся на полосе захвата устройством, а выполнение ее с шагом не более 240 мм на которой расположены режущие элементы 7 с шагом 180 мм обеспечивается срез стеблей с последующим измельчением совместно с противорежущими 8 элементами, которые установлены под шнеком 5 и на внутренней поверхности кожуха 4, на расстоянии друг от друга не более 60 мм. Далее измельченная масса по внутренней поверхности кожуха 4 и скатной доске (на фиг. 1 не показано) попадает на почву. За счет регулируемого наклона от 10 до 30° относительно поверхности почвы края внутренней поверхности кожуха регулируется толщина слоя измельченной массы, которую укладывают на поверхность почвы. Чем меньше будет угол наклона, тем тоньше слой разбросанной измельченной массы и наоборот.
Для подтверждения эффективности работы предложенного устройства проводились производственные испытания на 3-х моделях опытных образцов устройства, которые имели разные параметры и были выполнены относительно опытного образца в масштабе 1:5.
1-я модель опытного образца имела конструктивные параметры меньше на 15%, чем у заявленного устройства;
2-я модель опытного образца была изготовлена с конструктивными параметрами больше на 15% параметров заявленного устройства;
3-я модель опытного образца имела параметры опытного образца заявленного устройства.
Результаты испытаний представлены в таблице.
Таким образом, анализируя результаты испытания, видно, что 3-я модель опытного образца осуществляет измельчение соломы в соответствии с агротехническими требованиями.