МОЛОТИЛКА ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА

Заявляемая полезная модель относится к области сельскохозяйственного машиностроения, преимущественно к молотилкам зерноуборочных комбайнов.
Широко известны молотилки зерноуборочных комбайнов, содержащие каркас с боковинами, между которыми размещены последовательно молотильно-сепарирущее устройство (МСУ) и сепаратор грубого вороха, причем само МСУ содержит, по меньшей мере, одну группу рабочих органов, связанных между собой единой технологической цепочкой протекающего в группе процесса обмолота, сепарации и перемещения продукта, в которую входят тангенциальный ротор с расположенными по его периферии рабочими элементами, взаимодействующие с ним дека и лопастной битер. Кроме того, по меньшей мере, в расположенной непосредственно перед сепаратором грубого вороха группе, сверху, между ротором и лопастным битером, размещен отсекатель и установленная над ним стенка, предназначенные для отсечения и изменения направления перемещения возвратных потоков продукта и воздуха, создаваемые расположенными за отсекателем вращающимися рабочими органами, причем отсекатели могут быть как стационарно установлены в корпусе молотилки комбайна, так и шарнирно подвешены на корпусе с обеспечением их колебательного движения либо в самих группах, либо между расположенными рядом парами групп (1. Изаксон Х.И. Зерноуборочные комбайны «Нива» и «Колос». - М.: Колос, 1974. - С.75-77. 2. Морозов А.Ф. Зерноуборочные комбайны. - М.: Агропромиздат, 1991 г.- С.53, 55. 3. Шаткус Д.И. Зерноуборочные комбайны «Енисей». - М.: Агропромиздат, 1986.4. Патент США US 7311594 В2. - Приор. 25.12.2007).
Недостатками стационарно установленных отсекателей являются: возникновение ситуаций, при которых возвращаемый продукт, перемещаемый установленными за отсекателем вращающимися рабочими органами, заклинивается между отсекателем и лопастным битером или между отсекателем и тангенциальным ротором. Такое заклинивание приводит к значительному возрастанию нагрузок как на сам отсекатель, так и взаимодействующие с ним рабочие органы, вызывает перегрузку их приводов, проскальзывание ременных передач или фрикционных муфт, чреватое возгоранием продукта, нарушению технологического процесса работы устройства, повреждению конструкции самого отсекателя, а также приводит к непродуктивным затратам времени, в том числе и на очистку забитого места.
Недостатками поворотных отсекателей является их менее надежная в осуществлении технологического процесса конструкция, с учетом надежности самих подвижных частей конструкции и возможности зависания и заклинивания стебельной массы продукта на элементах конструкции отсекателя, например, между его торцевыми поверхностями его и боковинами каркаса комбайна. Кроме того, при прохождении комка возвращаемого продукта в локальной части по ширине отсекателя разворачивается весь отсекатель, пропуская возвращаемый продукт по всей своей ширине вместо того, чтобы отсечь его. Требуется настройка возвратного усилия (например, пружины) поворотного отсекателя с тем, чтобы он не поворачивался от даже слабого воздействия на него возвращаемого продукта или, наоборот, значительно ограничивал пропуск этого продукта, так как такое воздействие в значительной мере зависит от изменения влажности продукта, его засоренности или типа убираемой культуры.
Наиболее близким аналогом заявляемого технического решения является молотильно-сепарирующее устройство со стационарно устанавливаемым. отсекателем (Самоходные комбайны «Колос»: руководство по эксплуатации. - Ростов-на-Дону: Сев.-Кав. межотраслевой ЦНТИ, 1974. - С.27, 155, 158). Такое молотильно-сепарирующее устройство зерноуборочного комбайна содержит каркас с боковинами, между которыми размещены последовательно молотильно-сепарирующее устройство и сепаратор грубого вороха. Молотильное-сепарирующее устройство может, в свою очередь, содержать одну группу (с.27) рабочих органов этого устройства, связанных между собой единой технологической цепочкой протекающего в группе процесса обмолота, сепарации и перемещения продукта, в которую входят тангенциальный ротор с расположенными по его периферии рабочими элементами, взаимодействующие с ним дека и лопастной битер, и более одной группы перечисленных элементов (с.155, 158). В группе, размещенной непосредственно перед сепаратором грубого вороха, сверху, между ротором и лопастным битером, размещен отсекатель с расположенной над ним стенкой, отражающие и направляющие возвратные потоки продукта и воздуха от вращающихся рабочих органов комбайна, расположенных за отсекателем; при этом отсекатели установлены и в. предшествующей группе, и между этими между группами, расположенными рядом друг с другом.
Задачей заявляемой полезной модели является такое изменение устройства, которое позволит, во-первых, снизить поступление возвращаемого продукта к отсекателю от расположенных за ним сепаратора грубого вороха и рабочих органов молотильно-сепарирнующего устройства, а, во-вторых, одновременно с этим преобразовать дальнейшее продвижение возвращаемого потока продукта с обеспечением уменьшения его толщины между рабочими элементами битера и/или тангенциального ротора, а также с обеспечением лучшей равномерности этого потока.
Технический результат заключается в повышении надежности технологического процесса в молотилке зерноуборочного комбайна путем исключения заклинивания продукта в зоне отсекателей, снижения нагрузок на рабочие органы групп в молотильно-сепарирующем устройстве, снижения трудозатрат на эксплуатацию комбайна за счет устранения последствий забивания рабочих органов устройства и, как следствие, повышения производительности комбайна, а также повышения уровня пожаробезопасности. Описанный результат особенно наглядно проявляется при уборке урожая во влажных условиях, при засоренности агрофона, при уборке длинностебельных культур и при высокой производительности комбайна. Дополнительный технический результат заключается в заметном снижении запыленности пространства перед кабиной оператора, улучшающем обзор рабочих органов адаптеров.
Технический результат достигается за счет того, что в молотилке зерноуборочного комбайна, содержащей каркас с боковинами, между которыми последовательно размещены молотильно-сепарирующее устройство и сепаратор грубого вороха, это молотильно-сепарирующее устройство содержит, по меньшей мере, одну группу рабочих органов, связанных между собой единой технологической цепочкой процесса обмолота, сепарации и транспортирования продукта, содержащей в своем составе тангенциальный ротор с расположенными по его периферии рабочими элементами, взаимодействующие с ним деку и лопастной битер и установленный, по меньшей мере, в размещенной непосредственно перед сепаратором грубого вороха группе рабочих органов сверху, между ротором и лопастным битером, дополнительный отсекатель с расположенной над ним стенкой. Над лопастным битером группы, непосредственно расположенной перед сепаратором грубого вороха, установлена пальцевая решетка, со смещением ее в сторону сепаратора, пальцы которой направлены к этому лопастному битеру таким образом, что нижние участки поверхностей пальцев решетки, обращенные к сепаратору грубого вороха, расположены в направлении, близком к нормали к окружности, описанной концами лопастей битера, а верхние участки этих поверхностей установлены с наклоном к нижним в сторону от сепаратора грубого вороха и одновременно с наклоном к вертикали в сторону сепаратора с обеспечением проскальзывания по этим участкам возвращаемого продукта, поступающего от битера. Одновременно отсекатель в своей нижней зоне выполнен в виде замкнутого четырехгранного поперечного профиля с двумя противоположно расположенными клиновидными концами, один из которых расположен с зазором к ротору и лопастному битеру в зоне их максимального сближения; а грань другого, обращенная к возвращаемому потоку продукта, установлена с наклоном под острым углом к горизонтали, обеспечивающим сход продукта с этой грани, и соединена со стенкой отсекателя под тупым углом.
Сепаратор грубого вороха выполнен в виде клавишного соломотряса.
Отсекатель установлен в группе молотильно-сепарирующего устройства так, что зазор между отсекателем и лопастным битером больше зазора между этим отсекателем и тангенциальным ротором.
Отсекатель. установлен между соседними группами молотильно-сепарирующего устройства так, что зазор между отсекателем и тангенциальным ротором в последующей за ним группе больше зазора между этим отсекателем и лопастым битером предыдущей группы.
Пальцы пальцевой решетки закреплены своим верхним концом на трубчатой поперечине, снабженной.торцевыми фланцами, закрепленными на боковинах каркаса.
Стенка отсекателя выполнена заодно с передней гранью верхнего конца замкнутого профиля отсекателя и уплотнена относительно верхних элементов каркаса петлевым гибким элементом.
Заявленная полезная модель иллюстрируется следующими чертежами:
фиг.1 - фрагмент разреза общего вида молотилки комбайна;
фиг.2 - выносной элемент А на фиг.1;
фиг.3 - вид по стрелке Б на фиг.1.
Заявленная полезная модель - молотилка зерноуборочного комбайна содержит каркас 1 (фиг.1) с боковинами 2, между которыми последовательно установлены МСУ 3 и сепаратор грубого вороха в виде клавишного соломотряса 4. Изображенный на фиг.1 вариант исполнения молотилки содержит две установленные друг за другом группы рабочих органов МСУ. Рабочие органы в каждой группе связаны между собой единой технологической цепочкой процесса обмолота, сепарации и транспортировки продукта. Первая группа содержит тангенциальный ротор в виде молотильного бильного барабана 5, расположенную под ним деку 6 и лопастной битер 7. Вторая группа содержит тангенциальный ротор 8 (фиг.1, 2) с лопаточными рабочими элементами 9 (фиг.1), размещенными на его периферии, расположенную под ним деку 10 и лопастной битер 11 (фиг.1-3). Эта вторая группа расположена непосредственно перед сепаратором грубого вороха, выполненным в виде клавишного соломотряса 4 (фиг.1), и в ней сверху между ротором и лопастным битером установлен отсекатель 12 (фиг.1, 2) с расположенной над ним стенкой 13 (фиг.2). В первой группе между молотильным барабаном 5 (фиг.1) и лопастным битером 7 установлен отсекатель 14. Между первой и второй группами, а именно, между лопастным битером 7 и тангенциальным ротором 8 (фиг.1, 2), установлен отсекатель 15 (фиг.1). Во второй группе, расположенной непосредственно перед соломотрясом 4, установлена пальцевая решетка 16. Пальцевая решетка установлена над лопастным битером 11 (фиг.1-- 3) со смещением относительно его центра в сторону соломотряса 4 (фиг.1) так, что ее пальцы 17 (фиг.2, 3) направлены в сторону этого битера. При этом поверхности пальцев решетки, например, участки В и Г, обращенные к соломотрясу, выполнены с разной ориентацией по отношению друг к другу: нижние участки В расположены в направлении, близком к нормали к окружности 18 (фиг.2), описываемой концами лопастей битера 11(фиг.1, 2 и 3), обеспечивающем задержку возвращаемого лопастями битера поверх этих лопастей продукта; верхние участки Г относительно нижних В наклонены в сторону от сепаратора грубого вороха так, чтобы обеспечивалось смещение вверх по этому участку продукта, возвращаемого лопастями битера 11 (фиг.1-3). Одновременно участки Г наклонены в сторону соломотряса в направлении от вертикали, чтобы продукт не только поднимался вверх, но при этом еще и смещался в сторону соломотряса. Пальцы 17 (фиг.2, 3) пальцевой решетки своими верхними концами закреплены пошагово на трубчатой поперечине 19 (фиг.2, 3). Эта поперечина закреплена на боковинах каркаса с помощью фланцев 20, установленных на ее торцах, и расположена вблизи верхних элементов каркаса.
Одновременно с учетом установки и конструктивного исполнения пальцевой решетки 16 (фиг.1) отсекатель 12 (фиг.1, 2) группы рабочих органов молотильно-сепарирующего устройства, расположенной непосредственно перед соломотрясом 4 (фиг.1), выполнен в своей нижней части в виде замкнутого четырехгранного поперечного профиля 21 (фиг.2), например, составленного из гнутых профилей, сваренных между собой. При этом стенка 13 отсекателя может быть объединена с одной из граней профиля отсекателя. Замкнутый профиль выполнен с двумя клиновидными концами нижним 22 и верхним 23, которые расположены друг против друга. Отсекатель 12 в этой группе установлен так, что его нижний клиновидный конец 22 расположен между тангенциальным ротором 8 (фиг.1, 2) и лопастным битером 11 (фиг.1 - 3) в зоне их ближайшего расположения с зазором к ним и грань 24 (фиг.2) верхнего клиновидного конца 23, обращенная к лопастному битеру II (фиг.1-3), установлена с наклоном вниз под острым углом а к горизонтали, обеспечивающим сход продукта с этой грани. Эта грань соединена со стенкой 13 (фиг.2) отсекателя, установленной над ним, под тупым углом Р, в результате чего между ними образуется ступень. Кроме того, отсекатель установлен с учетом того, что зазор между нижним клиновидным концом профиля 22 отсекателя и лопастным битером 11 (фиг.1-3) больше зазора между этим концом и тангенциальным ротором 8 (фиг.1, 2).
Конструкция отсекателя 14 и его установка в первой группе рабочих органов молотильно-сепарирующего устройства выполнена аналогичным образом.
Конструкция отсекателя 15, установленного между первой и второй группами рабочих органов молотильно-сепарирующего устройства, выполнена аналогичным образом, а его установка отличается лишь тем, что грань 25 (фиг.1) верхнего клиновидного конца отсекателя 15 обращена к тангенциальному ротору 8 (фиг.1, 2) второй группы и зазор между отсекателем 15 и ротором 8 больше зазора между отсекателем 14 и лопастным битером 7 (фиг.1) первой группы.
Стенки отсекателей уплотнены относительно верхних элементов каркаса петлевым гибким элементом 26 (фиг.2).
Заявляемая полезная модель, описанная выше как вариант исполнения ее, работает следующим образом. Обрабатываемый молотилкой зерноуборочного комбайна продукт подается предшествующими рабочими органами комбайна к тангенциальному ротору - молотильному барабану 5 (фиг.1) и протаскивается им по деке 6, обмолачивая продукт и сепарируя зерно через поверхность деки вместе с мелкими примесями. Оставшаяся часть продукта транспортируется им к лопастному битеру 7. Прошедшее сквозь деку зерно с мелкими примесями попадает на стрясную доску 27 и перемещается ею к очистке молотилки комбайна, где происходит отделение примесей до заданного уровня чистоты зерна. Лопастной битер 7 не только снимает часть продукта, захватываемого молотильным барабаном 5, но и перемещает продукт от молотильного барабана к последующим рабочим органам молотилки комбайна с изменением скорости и направления его перемещения. При этом под битером 7 может располагаться сепарирующая поверхность для выделения зерна из перемещаемого им продукта. Тангенциальный ротор 5, дека 6 и лопастной битер 7 связаны между собой единой технологической цепочкой и поэтому образуют группу рабочих органов МСУ молотилки комбайна, которая может быть тиражирована в различных технологических схемах молотилок зерноуборочных комбайнов. Отсекатель 14 между молотильным барабаном 5 и лопастным битером 7 способствует съему захватываемого молотильным барабаном 5 продукта, препятствует обратному потоку продукта и воздуха, возникающими при работе последующих вращающихся рабочих органов МСУ молотилки комбайна. Перемещаемый лопастным битером 7 продукт поступает к тангенциальному ротору 8 (фиг.1, 2), входящему в состав второй группы рабочих органов молотильно-сепарирующего устройства, технологический процесс в которой осуществляется таким же образом, как и в первой группе, а именно, тангенциальный ротор 8 обмолачивает недомолоченные в первой группе части продукта, сепарирует зерно с примесями через деку 10 (фиг.1) на стрясную доску 27 и подает продукт к лопастному битеру 11 (фиг.1 - 3). Установленный между первой и второй группами отсекатель 15 (фиг.1) способствует съему захватываемого лопастным битером 7 продукта и препятствует обратному потоку продукта и воздуха, возникающими при работе последующих вращающихся рабочих органов МСУ молотилки комбайна. Лопастной битер 11 (фиг.1-3) сбрасывает поступивший к нему продукт на клавишный соломотряс 4 (фиг.1). Поскольку скорость продвижения продукта по клавишному соломотрясу значительно меньше скорости продукта, сбрасываемого на него битером, то возникает ситуация, когда любая задержка в продвижении продукта по соломотрясу, обусловленная неравномерной подачей продукта в молотилку комбайна, прохождением стеблей сорных растений, высокой влажностью убираемых культур, высоким стеблестоем убираемых культур при высокой производительности комбайна и пр., приводит к значительному нарастанию высоты слоя на соломотрясе, особенно в начале его. В таких случаях лопастной битер 11 (фиг.1-3) начинает активно отбирать продукт из этого слоя и перебрасывать его через себя к отсекателю 12 (фиг.1, 2) со стенкой 13 (фиг.2). В результате большого возвратного потока продукта он заклинивается между гранью клиновидного конца 22 отсекателя 12 и лопастями лопастного битера 11. Кроме того, рабочими элементами тангенциального ротора 8 (фиг.1, 2) этот возвратный поток перенаправляется опять же к отсекателю 12, но с другой его стороны, где заклинивается уже и между отсекателем 12, и рабочими элементами ротора 8, причем процесс заклинивания принимает, как правило, нарастающий характер, приводящий к нарушению технологического процесса. Вследствие этого значительно возрастают нагрузки на рабочие органы и их приводы, что в экстремальной ситуации приводит к пробуксовке муфт и ременных передач, в результате чего возможно возникновение пожара. Устранение забивания и его последствий требует затрат времени и, следовательно, снижает эксплуатационную производительность комбайна.
При установке пальцевой решетки 16 (фиг.1) над лопастным битером 11 (фиг.1-3), расположенным непосредственно перед соломотрясом 4 (фиг.1), со смещением в сторону соломотряса, и с выполнением обращенной к соломотрясу поверхностью пальцев с участками разной ориентации по отношению друг к другу, надежность технологического процесса значительно возрастает. Это происходит благодаря тому, что нижняя часть поверхности пальца В, установленная в направлении, близком к нормали к окружности, описанной концами пальцев битера, обеспечивает задержку неравномерного потока продукта пальцами решетки высотой, ограниченного длиной В части поверхности пальца. При этом этот задерживаемый пальцами продукт сползает по ним вниз в результате воздействия на него силы тяжести и каждая из лопастей битера при своем вращении вычесывает из этого слоя только ограниченное количество продукта, выравнивая этим возвращаемый поток продукта при дальнейшем его продвижении. Если возвращаемый поток по высоте превышает указанный предел, т.е. он выходит на уровень части поверхности пальца Г, то вступает в действие другой процесс: лопасти битера проталкивают продукт вверх по пальцам благодаря не только изменению направления сил, воздействующих на продукт, но и более пологому расположению участков Г пальцев по отношению к направлению действия этих сил. На фиг.2 стрелками показаны ориентировочные направления сил, воздействующих на продукт, расположенный в зоне пальцевой решетки, причем угол между частью поверхности пальцев Г и силами, воздействующими на продукт в зоне этой части, меньше угла трения продукта об эту поверхность, в отличие от части В поверхности пальца. Поэтому продукт может перемещаться вверх по пальцам. В то же время, благодаря наклону этого участка пальца Г в сторону соломотряса, слой не только перемещается вверх, но и в сторону соломотряса, попадает на уже находящийся на соломотрясе продукт и задерживается там до растаскивания самим соломотрясом накопленного над ним слоя. Причем, чем больше нарастает и уплотняется слой над соломотрясом, тем в большей степени повышается его производительность. При критическом же накапливании продукта над соломотрясом срабатывает датчик сигнализации о необходимости снижения рабочей скорости комбайна.
Продукт, прошедший пальцевую решетку, лопастями битера 11 (фиг.1-3) направляется к отсекателю 12 (фиг.1, 2) со стенкой 13 (фиг.2) и встречает на своем пути грань 24 замкнутого четырехгранного профиля 21, ограниченную стенкой отсекателя 12. Поскольку эта грань расположена под углом а к горизонтали, обеспечивающим сход с нее продукта, поток возвращаемого продукта изменяет направление своего движения в этой зоне в сторону битера 11, что способствует лучшему проникновению продукта в межлопаточное пространство битера, так как скорость перемещения продукта соизмерима со скоростью перемещения самих лопастей. В результате этого снижается вероятность заклинивания продукта между лопастями битера и расположенной ниже гранью 24 замкнутого профиля 21. Установка же стенки 13 под тупым углом β к грани 24 обеспечивает плавность перемещения потока продукта при его развороте в этой зоне.
Такое выполнение отсекателя со стенкой обеспечивает также разворот воздушного потока, создаваемого лопастным битером, в сторону соломотряса, что уменьшает запыленность пространства перед кабиной оператора. В МСУ молотилки комбайна с несколькими группами его рабочих органов возвратные потоки продукта и запыленного воздуха особенно сильны и поэтому установка отсекателей со стенками в каждой группе и между соседними группами особенно актуальна, при этом процессы, протекающие перед каждым из этих отсекателей, аналогичны описанным выше. Эффект снижения заклинивания продукта и снижения запыленности пространства перед кабиной весьма значителен. Усилению этого эффекта способствуют также установка отсекателей с зазором к последующему вращающемуся рабочему органу МСУ, большим, чем к предыдущему, и уплотнение верхней кромки стенки отсекателя относительно верхних элементов каркаса.
Выполнение стенки отсекателя «заодно» с передней гранью верхнего конца замкнутого профиля отсекателя позволяет упростить конструкцию устройства, а выполнение отсекателя в его нижней зоне в виде замкнутого профиля способствует упрочнению его конструкции при одновременном достижении рационального расположения граней профиля и стенки отсекателя для улучшения технологического процесса в МСУ.