МЕХАНИЗМ ОЧИСТКИ ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА
MECHANISM OF CLEANING OF GRAIN COMBINE HARVESTER

Предполагаемое изобретение относится к зерноуборочным комбайнам и может быть использовано как при изготовлении новых, так и при модернизации существующих комбайнов.
Известен приводной кривошипно-шатунный механизм зерноуборочного комбайна, в котором шатуны соединены с транспортной доской и верхним решетным станом. Нижний решетный стан соединен с верхним решетным станом с помощью двуплечего рычага и совершает движение в противоположную сторону верхнему решетному стану /1/.
.
.
Недостаток этого механизма состоит в том, что силы инерции транспортной доски и верхнего решетного стана не уравновешиваются силами инерции нижнего решетного стана из-за конструктивных особенностей приводного механизма, а суммируются и через шатуны передаются на приводной вал и на раму комбайна, подвергая ее вибрациям /1/Кроме того, расстояние между верхним и нижним решетными станами составляет более 400 ммЭто приводит к возникновению момента сил инерции, который через подвески передается на раму комбайна, усиливая ее вибрацию. Известно, что 70% в общую вибрацию комбайна вносят динамические нагрузки механизма очистки. На этот механизм после жатки приходится наибольшее количество отказов, а наработка на отказ комбайна «Дон - 1500Б» составляет 4…15 часов /2/.
Наиболее близким техническим решением к предполагаемому изобретению относится уравновешенная система очистки комбайна, в которой приводной вал с односторонним расположением кривошипов через шатуны соединен с верхним решетным станом и через двуплечие рычаги с транспортной доской и нижним решетным станом. В результате верхний решетный стан совершает движение в противоположную сторону нижнему решетному стану и транспортной доске. Поэтому общий центр масс верхнего и нижнего решетных станов и транспортной доски при работе механизма находятся в покое и суммарная сила инерции этих рабочих органов равна нулю /3/.
Недостаток этого механизма состоит в том, что несмотря на то, что силы инерции уравновешены на приводной вал, раму комбайна и на шатуны действует суммарная сила инерции транспортной доски, верхнего и нижнего решетных станов, т.е. силы инерции на приводном валу не только не уравновешиваются, но и суммируются.
Целью предполагаемого изобретения является уравновешивание сил и моментов сил инерции механизма очистки, снижение вибрации комбайна и повышение его надежности.
Указанная цель достигается тем, что центры масс транспортной доски и решетных станов, продольные оси приводного вала и пальцев шатунов, места крепления упругих подвесок к транспортной доске, решетным станам и к раме комбайна расположены в одной плоскости.
Сопоставимый анализ с прототипом показывает, что заявляемый механизм очистки зерноуборочного комбайна отличается тем, что центры масс транспортной доски и решетных станов, продольные оси приводного вала и пальцев шатунов расположены в одной плоскости. В результате уравновешиваются не только силы инерции транспортной доски и решетных станов, но и моменты этих сил. Таким образом, заявляемый механизм очистки комбайна соответствует критерию «новизна».
Кроме этого, в заявляемый механизм очистки зерноуборочного комбайна при наличии перемещения транспортной доски и решетных станов в противоположные стороны, в отличии от других технических решений в данной области техники, введены упругие подвески, места крепления которых к транспортной доске, решетным станам и к раме комбайна расположены в плоскости, проходящей через центры масс транспортной доски, решетных станов, продольной оси приводного вала и пальцев шатунов. Это позволяет уравновесить и реакции упругих сил и моментов этих сил, что позволяет сделать вывод о соответствии предполагаемого изобретения критерию «существенные отличия».
-
Основные элементы предлагаемого механизма очистки зерноуборочного комбайна представлены на прилагаемых рисунках. На фиг.1 изображен механизм очистки зерноуборочного комбайна - основной вид. На фиг.2 показано сечение A-A - «вид сверху» данного механизма. Центр масс транспортной доски (ЦМ1) 1 и центр масс верхнего и нижнего решетных станов, жестко соединенных между собой (ЦМ2) 2 расположены в одной плоскости II, через которую проходят продольная ось приводного вала 3, с двумя парами кривошипов 4 и 5, расположенных под углом 180°. На кривошипы надеты шатуны 6 и 7, пальцы которых 8 и 9 присоединены одни к транспортной 1, а другие - к решетным станам 2. Продольные оси пальцев 8 и 9 также расположены в плоскости I-I. Транспортная доска 1 и решетные станы 2 в плоскости расположения их центров масс прикреплены к раме комбайна 10 с помощью упругих подвесок 11. Крепление подвесок 11 к раме комбайна 10 так же произведено в этой плоскости. На конце приводного вала расположен шкив 12 клиноременной передачи.
Механизм работает следующим образом. При включении двигателя комбайна вращение предается на шкив 12 и на приводной вал 3. Надетые на кривошипы 4 и 5 приводного вала 3 шатуны 6 и 7 преобразуют вращательное движение приводного вала 3 в возвратно-поступательное движение транспортной доски 1 и верхнего и нижнего решетных станов, жестко соединенных между собой 2, которые прикреплены к раме комбайна 10 с помощью упругих подвесок 11. Кривошипы 4 и 5 сдвинуты по фазе на угол 180°. Транспортная доска 1 и решетные станы 2 совершают движения в противоположные стороны. Этим достигается полное или частичное (в зависимости от соотношения движущихся масс) уравновешивание сил инерции транспортной доски 1 силами инерции решетных станов 2. Места крепления подвесок 11 к рабочим органам и к раме комбайна 10 осуществлено в плоскости расположения цен ров масс транспортной доски 1 и решетных станов 2. Этим достигается уравновешивание не только сил инерции, но и моментов сил инерции транспортной доски 1 и решетных станов 2, а также упругих сил подвесок.
Зерновой ворох, поступающий из молотильного аппарата и соломотряса на транспортную доску 1, под действием колебаний перераспределяется в слое по массе компонентов и перемещается к решетным станам 2. Здесь происходит его очистка от соломы и половы под действием колебаний решет и воздушного потока. Зерновой материал, солома и полова направляются в соответствующие емкости.
Таким образом, для уравновешивания сил и момента сил инерции механизма очистки необходимо, чтобы центры масс транспортной доски и решетных станов, продольные силы приводного вала и пальцев шатунов, места крепления упругих подвесок к транспортной доске, решетным станом и к раме комбайна были расположены в одной плоскости. Этим обеспечивается балансировка механизма очистки, снижение вибрации комбайна, повышение его надежности, сокращение потерь урожая при уборке.
Для большей убедительности наших рассуждений представим самолет, который летает 50 лет (у зерноуборочного комбайна срок службы 8 лет при годовой загрузке 300….400 часов), у которого равнодействующие движущихся сил и сил сопротивления не проходят через центр масс и главную ось инерции самолета. Катастрофа возникнет незамедлительно. Вот в таком режиме работают зерноуборочные комбайны.
Литература
1. Морозов А.Ф. Зерноуборочные комбайны. Альбом. М.: Агропромиздат, 1991. - 208 с.
2. Лапшин П.Н. Зерноуборочные комбайны: Прочность, виброустойчивость, надежность. Курган: КГСХА, 2009. - 133 с.
3. Литвинов А.И., Мещеряков И.К., Курач А.И. Уравновешенная очистка зерноуборочного комбайна / Тракторы и сельхозмашины - 1988. - №3. - С.19-21.