УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ СЛОЯ СТЕБЛЕЙ ЛЬНА
DEVICE FOR FLAX STALKS LAYER LEVELLING

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при уборке и первичной обработке льна-долгунца.
Растянутость или продольный сдвиг стеблей льна относительно друг друга в слое (ленте) является основной причиной низкого выхода длинного волокна при переработке тресты на льнозаводе. Растянутость можно уменьшить выравниванием слоя путем нанесения ударов по комлям стеблей в направлении их осей.
Известен выравниватель стеблей льна [1], содержащий рабочий орган, совершающий колебательное движение и выполненный в виде бесконечной ленты, установленной на шкивы, в котором для увеличения частоты колебаний рабочего органа шкивы выполнены с поперечным сечением в виде многогранника.
Недостатком известного выравнивателя стеблей льна [1] является зависимость частоты колебаний рабочего органа от скорости перемещения бесконечной ленты, что делает невозможным изменение общего количества ударов по комлевой части стеблей и тем самым препятствует достижению наибольшего эффекта от работы выравнивателя.
Известен выравниватель стеблей льна [2], содержащий раму с закрепленным на ней рабочим органом, выполненным в виде связанного с механизмом привода в колебательное движение ленточного транспортера, имеющего ведущие и ведомые шкивы, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества выравнивания стеблей льна, ось ведущего шкива установлена на раме неподвижно в поперечном к оси транспортера направлении, а ось ведомого шкива расположена в закрепленных на раме выравнивателя криволинейных направляющих, выполненных с радиусом, равным межосевому расстоянию шкивов, и связана с механизмом привода в колебательное движение. Положительным в известном выравнивателе является то, что при работе его можно задавать колебательные движения ленточному транспортеру, независимо от скорости ленты льна.
К недостаткам известного выравнивателя [2] стеблей льна относится сложность привода в колебательное движение ленточного транспортера и большая масса колеблющейся конструкции.
Известно устройство [3] для выравнивания по ширине слоя стеблей лубяных культур, содержащее размещенные в прорезях стола параллельные колковые транспортеры и размещенные по обе стороны от них связанные с приводом подбивающие планки, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы, оно имеет средство для колебания рабочих ветвей колковых транспортеров в вертикальной плоскости.
Недостатком известного устройства [3] является то, что рабочие ветви колковых транспортеров совершают угловые колебания в противоположных направлениях, приводящие к появлению разрывов в слое стеблей. Кроме того, отсутствие согласованных воздействий подбивающих планок и колковых транспортеров снижают возможный эффект от выравнивания.
Известен также выравниватель стеблей льна [4], содержащий рабочий орган, совершающий колебательное движение и выполненный в виде бесконечной ленты, огибающей шкивы, задний из которых выполнен с поперечным сечением в виде многогранника, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности работы путем обеспечения согласования скоростей движения стеблей и бесконечной ленты при изменении частоты ударов и упрощения конструкции, на вершинах заднего шкива установлены посредством осей ролики, контактирующие с бесконечной лентой.
При указанных усовершенствованиях известные выравниватели стеблей льна [1, 2, 3, 4] имеют общие недостатки. Во-первых, как видно на схемах, рабочий орган выравнивателей при нанесении ударов непрерывно изменяет угол воздействия на комли стеблей, и поэтому часть энергии удара направлена перпендикулярно осям стеблей, вызывая перекос, повреждения стеблей, и снижая эффективность выравнивания стеблей в слое. При таком воздействии только лишь оставшаяся часть энергии удара будет расходоваться на преодоление сил трения между стеблями, то есть на их выравнивание в слое по комлям.
Во-вторых, на выходе из известных выравнивателей их рабочие органы совершают свои колебания с максимальной амплитудой. Такие воздействия приведут к появлению колебаний кривизны комлевой части слоя, увеличению растянутости в нем стеблей и вызовут снижение эффекта от работы выравнивателей.
Наиболее близким по технической сущности и поставленным техническим задачам к предлагаемому является выравниватель стеблей льна [5], содержащий рабочий орган, совершающий колебательное движение и выполненный в виде бесконечной ленты, огибающей шкивы, задний из которых выполнен с поперечным сечением в виде многогранника, на вершинах которого установлены посредством осей ролики, контактирующие с бесконечной лентой, отличающийся тем, что бесконечная лента обладает упругими свойствами, передний ведущий и задний ведомый шкивы выполнены цилиндрическими и вращающимися с постоянной скоростью, а колебательные движения рабочей ветви бесконечной ленты задают установленные под ней два или более синхронно вращающихся активаторов роликового типа, первый - в начале зоны выравнивания после ведущего шкива, а последний - в конце этой зоны перед ведомым шкивом. Такая конструкция выравнивателя обеспечит использование всей энергии удара на выравнивание слоя стеблей по комлям, а цилиндрическая форма ведомого шкива погасит колебания рабочей ветви бесконечной ленты на выходе из выравнивателя, что обеспечит прямолинейность комлевой части выровненного слоя стеблей льна и сохранит эффект, достигнутый при работе выравнивателя.
Расположение стеблей льна в слое (ленте) представляет собой случайный процесс, поэтому при выравнивании слоя путем нанесения ударов по комлям стеблей некоторые из них не испытывают сильного давления со стороны общей массы и свободно перемещаются, а некоторые стебли защемляются в ней, что приводит к изгибу их свободной части и излому в комлевой части [6]. Главным препятствием, которое необходимо преодолеть при устранении продольного сдвига стеблей льна относительно друг друга, является сила трения внутри слоя стеблей, а так же сила трения между стеблями и опорной поверхностью. В свою очередь сила трения зависит от коэффициента трения и силы реакции опоры.
С учетом сказанного, основной причиной недостаточной эффективности работы всех известных выравнивателей являются силы трения внутри слоя стеблей льна, а так же между стеблями и опорной поверхностью.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности выравнивателей стеблей льна.
Поставленная техническая задача решается за счет того, что в предлагаемом устройстве для выравнивания слоя стеблей льна, содержащем рабочий орган, совершающий колебательное движение и выполненный в виде бесконечной ленты, обладающей упругими свойствами, передний ведущий и задний ведомый шкивы выполнены цилиндрическими и вращающимися с постоянной скоростью, а колебательные движения рабочей ветви бесконечной ленты задают установленные под ней два или более синхронно вращающихся активаторов роликового типа, первый - в начале зоны выравнивания после ведущего шкива, а последний - в конце этой зоны перед ведомым шкивом, согласно предлагаемому изобретению, рабочие ветви конвейеров для перемещения слоя стеблей совершают относительно этого слоя колебательные возвратно-поступательные движения в направлении, перпендикулярном слою стеблей, под воздействием нескольких синхронно вращающихся активаторов роликового типа, при этом колебательные движения рабочей ветви выравнивателя и колебательные движения рабочих ветвей конвейеров для перемещения слоя стеблей имеют в пространстве и во времени одинаковые значения частот и одинаковые значения периодов, а фазы их колебаний смещены друг относительно друга на половину периода.
Положительный технический результат заключается в увеличении выхода длинного волокна из слоя стеблей, выровненного предлагаемым устройством. Результат достигается благодаря уменьшению растянутости стеблей в слое.
При предлагаемом исполнении устройства для выравнивания слоя стеблей льна, когда рабочие ветви конвейеров для перемещения слоя стеблей совершают относительно этого слоя колебательные возвратно-поступательные движения в направлении, перпендикулярном слою стеблей, под воздействием нескольких синхронно вращающихся активаторов роликового типа, при этом колебательные движения рабочей ветви выравнивателя и колебательные движения рабочих ветвей конвейеров для перемещения слоя стеблей имеют в пространстве и во времени одинаковые значения частот и одинаковые значения периодов, а фазы их колебаний смещены друг относительно друга на половину периода, уменьшение растянутости стеблей в слое произойдет при обязательном сочетании всех предлагаемых усовершенствований.
Первое усовершенствование состоит в том, что при совершении возвратно-поступательных движений рабочих ветвей конвейеров для перемещения слоя стеблей в половине периода каждого колебания слой стеблей испытывает состояние полной или частичной невесомости. Такое состояние слой принимает, когда его опорная поверхность в виде рабочих ветвей указанных конвейеров перемещается в направлении действия силы тяжести. При этом силы трения внутри ленты стеблей льна, а также между стеблями и опорной поверхностью полностью или частично исчезают. В это время создаются самые благоприятные условия для устранения продольного сдвига стеблей льна друг относительно друга, то есть для выравнивания слоя.
Второе усовершенствование заключается в том, что колебательные движения рабочей ветви выравнивателя и колебательные движения рабочих ветвей конвейеров для перемещения слоя стеблей имеют в пространстве и во времени одинаковые значения частот и одинаковые значения периодов, а фазы их колебаний смещены друг относительно друга на половину периода. При таком смещении фазы движений рабочей ветви выравнивателя в направлении комлевой части стеблей будут совпадать по времени с фазами движений рабочих ветвей конвейеров для перемещения слоя стеблей в направлении действия силы тяжести, когда слой стеблей принимает состояние частичной или полной невесомости и силы трения внутри слоя стеблей льна, а также между стеблями и опорной поверхностью будут стремиться к своим наименьшим значениям. Таким образом, благодаря уменьшению сопротивления смещению стеблей друг относительно друга будет обеспечено повышение эффективности работы устройства для выравнивания слоя стеблей льна.
Изобретение иллюстрируется чертежом.
На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства для выравнивания слоя стеблей льна.
Устройство для выравнивания слоя стеблей льна смонтировано на льноуборочной машине, например, подборщике-оборачивателе (не показан) или на льнозаводе в поточной линии получения длинного волокна (не показана). Предлагаемое устройство состоит из выравнивателя 5 и конвейеров 1 для перемещения слоя 2 стеблей. Выравниватель 5 выполнен в виде бесконечной ленты 6, обладающей упругими свойствами, у которой передний 3 ведущий и задний 7 ведомый шкивы вращаются с постоянной скоростью, а колебательные движения рабочей ветви бесконечной ленты 6 задают установленные под ней два или более синхронно вращающихся активаторов 4 роликового типа. Каждый активатор 4 состоит из одного или нескольких роликов, вращающихся свободно на осях активаторов. Активаторы 4 имеют собственный привод (не показан).
в.
кон.
в.
кон.
Бесконечная лента 6 приводится в движение ведущим шкивом 3 и движется с постоянной скоростью. Причем горизонтальная составляющая V этой скорости равна скорости V конвейеров 1 для перемещения слоя 2 стеблей и совпадает с ней по направлению. Собственный привод активаторов позволяет изменять частоту колебаний рабочей ветви 6, не зависимо от скорости ее движения. Активаторы 4 за счет свободновращающихся роликов не оказывают транспортирующего воздействия на бесконечную ленту 6, что способствует постоянству скорости V Поэтому, относительно слоя стеблей 2, перемещающегося конвейерами 1 с постоянной скоростью V, каждая точка М рабочей ветви бесконечной ленты 6 будет совершать только возвратно-поступательные движения в направлении осей стеблей, и при каждом контакте комлевой части слоя стеблей с рабочей ветвью бесконечной ленты 6 выравнивателя 5 вся энергия удара будет использована только на уменьшение растянутости стеблей. Цилиндрическая форма ведомого шкива 7 погасит колебания рабочей ветви бесконечной ленты 6 на выходе из выравнивателя 5, что обеспечит прямолинейность комлевой части выровненного слоя 2 стеблей льна и сохранение полученного эффекта от выравнивания.
кон.
кон.
Каждый конвейер 1 для перемещения слоя 2 стеблей выполнен также в виде бесконечной ленты 8, обладающей упругими свойствами, у которой передний 9 ведущий и задний 11 ведомый шкивы вращаются с постоянной скоростью, а колебательные движения рабочей ветви бесконечной ленты 8 задают установленные под ней два или более синхронно вращающихся активаторов 10 роликового типа. Каждый активатор 10 состоит из одного или нескольких роликов, вращающихся свободно на осях активаторов. Активаторы 10 имеют собственный привод (не показан). Активаторы 10 за счет свободновращающихся роликов не оказывают транспортирующего воздействия на бесконечную ленту 8, что способствует постоянству скорости V. Поэтому, относительно слоя 2 стеблей, перемещающегося конвейерами 1 с постоянной скоростью V, каждая точка Z рабочей ветви бесконечной ленты 8 будет совершать колебательные возвратно-поступательные движения только в одном направлении, перпендикулярном слою 2 стеблей.
Устройство для выравнивания слоя стеблей льна работает следующим образом.
кон.
кон.
Слой стеблей льна подают на вход предлагаемого устройства. Конвейеры 1 перемещают слой 2 стеблей со скоростью вдоль рабочей ветви бесконечной ленты 6 выравнивателя 5, совершающей колебательные движения в направлении осей стеблей. При этом рабочие ветви бесконечной ленты 8 конвейеров 1 совершают относительно слоя 2 стеблей в перпендикулярном направлении колебательные возвратно-поступательные движения под воздействием нескольких синхронно вращающихся активаторов 10 роликового типа. Активаторы 10 за счет свободновращающихся роликов не оказывают транспортирующего воздействия на бесконечную ленту 8, что способствует постоянству скорости V Поэтому, относительно слоя 2 стеблей, перемещающегося конвейерами 1 с постоянной скоростью V, каждая точка Z рабочей ветви бесконечной ленты 8 будет совершать колебательные возвратно-поступательные движения только в одном направлении, перпендикулярном слою 2 стеблей.
При совершении возвратно-поступательных движений рабочих ветвей 8 конвейеров 1 для перемещения слоя стеблей в половине периода каждого колебания слой 2 стеблей испытывает состояние полной или частичной невесомости. Такое состояние слой 2 принимает, когда его опорная поверхность в виде рабочих ветвей 8 конвейеров 1 перемещается в направлении действия силы тяжести. При этом силы трения внутри слоя 2 стеблей льна, а также между стеблями и опорной поверхностью 8 полностью или частично исчезают. В момент, когда у скорости ролика каждого активатора 10 появляется составляющая в направлении действия силы тяжести, создаются самые благоприятные условия для устранения продольного сдвига стеблей льна относительно друг друга, то есть для выравнивания слоя. Поскольку колебательные движения рабочей ветви 6 выравнивателя 5 и колебательные движения рабочих ветвей 8 конвейеров 1 имеют в пространстве и во времени одинаковые значения частот и одинаковые значения периодов, а фазы их колебаний смещены друг относительно друга на половину периода, то при таком смещении фазы движений рабочей ветви 6 выравнивателя 5 в направлении комлевой части стеблей будут совпадать по времени с фазами движений рабочих ветвей 8 конвейеров 1 для перемещения слоя стеблей в направлении действия силы тяжести, когда слой стеблей принимает состояние частичной или полной невесомости и силы трения внутри слоя стеблей льна, а также между стеблями и опорной поверхностью в виде рабочих ветвей 8 конвейеров 1 будут стремиться к своим наименьшим значениям.
Таким образом, выравнивание слоя стеблей льна будет происходить с максимальным эффектом за счет обеспечения наименьших значений сил трения внутри слоя стеблей и между стеблями и опорной поверхностью путем создания условий наибольшей невесомости выравниваемого слоя.
Список использованных источников:
1. А.с. 635913 СССР, МКИ A01D 45/06. Выравниватель стеблей льна / В.М. Луценко, А.И. Броцман, В.Е.Логинов. №2476542/30-15, заявл. 14.04.1977, опубл. 05.12.1978. Бюл. №45.
2. А.с. 1142038 СССР, МКИ A01D 45/06. Выравниватель стеблей льна / В.Ф. Ярошенко, П.Б. Йосипенко, П.И. Синицкий. №3449512/30-15, заявл. 08.06.1982, опубл. 28.02.1985. Бюл. №8.
3. А.с. 1196425 СССР, МПК D01B 1/32 // D01B 1/16. Устройство для выравнивания по ширине слоя стеблей лубяных культур / А.С. Пузанов, В.В. Крылов, Ю.И. Блинов. №3754410/28-12, заявл. 29.04.84, опубл. 07.12.1985. Бюл. №45.
4. А.с. 1044237 СССР, МКИ A01D 45/06. Выравниватель стеблей льна / А.И. Броцман, М.М. Ковалев, И.П. Сергеев, Г.А. Хайлис.№3463268/30-15, заявл. 05.07.1982, опубл. 30.09.1983. Бюл. №36.
5. Патент RU №2683726 С1, МПК A01/D 45/06. Выравниватель стеблей льна / А.Н. Зинцов, В.Н. Соколов, О.Н. Рымарь, С.И. Вакарчук. №2018121595, заявл. 13.06.2018, опубл. 01.04.2019 Бюл. №10. - прототип.
6. Конохов В.Ю. Повышение эффективности технологии уборки льна путем совершенствования конструкции устройства для выравнивания стеблей в ленте: автореф. дисс…канд. техн. наук. - Москва, 2007.