СПОСОБ РАБОТЫ АКСИАЛЬНО-РОТОРНОЙ МОЛОТИЛЬНО-СЕПАРИРУЮЩЕЙ ГРУППЫ МЕХАНИЗМОВ ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF WORK OF AXIAL-ROTOR THRESHING-SEPARATING GROUP OF MECHANISMS OF GRAIN HARVESTER AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к способам работы аксиально-роторных молотильно-сепарирующих устройств (МСУ) зерноуборочных комбайнов роторного типа.
Известен способ работы аксиально-роторной молотильно-сепарирующей группы механизмов зерноуборочных комбайнов с применением деки, расположенной с эксцентриситетом по отношению к оси вращения ротора, заключающийся в подаче колосовой массы в зазор между наружной поверхностью ротора и внутренней поверхностью деки и выделении тонкого вороха через отверстия в сепарирующей поверхности деки; при этом дека по отношению к комбайну неподвижна (комбайны производства фирмы «John Deere» серии STS [1] и др. [2-9]).
Недостатком известного способа является неполное использование сепарирующей поверхности деки, поскольку при неподвижной деке нельзя осуществлять сепарацию по верхней части цилиндра, так как это приводит к забиванию зоны между декой и каркасом молотильно-сепарирующего устройства, что исключает сепарацию в верхней части деки, а также повышает опасность возгорания.
В качестве прототипа авторами выбраны способ и устройство работы аксиально-роторной молотильно-сепарирующей группы механизмов зерноуборочных комбайнов производства фирмы «John Deere» серии STS [1] как наиболее близкие по технической сущности. Недостатки прототипа указаны выше.
Цель изобретения - увеличение сепарирующей способности деки и повышение производительности работы комбайна.
Указанная цель достигается за счет придания вращения секциям деки, а для увеличения площади сепарации и получения зазора клиновидной формы, что, в свою очередь, увеличивает эффективность сепарации тонкого вороха, дека расположена с эксцентриситетом  по отношению к оси ротора, как показано на фиг.1, где 1 - каркас молотильно-сепарирующего устройства; 2 - дека; 3 - ротор.
На фиг.2 изображена последовательность технологических операций существующего способа работы молотильно-сепарирующей группы механизмов зерноуборочного комбайна, которая включает в себя следующие операции: 4 - обмолот в зазоре между наружной поверхностью ротора и внутренней поверхностью деки; 5 - выделение тонкого вороха через отверстия деки; 6 - сепарация тонкого вороха в сепарирующей части молотильно-сепарирующего устройства; 7 - удаление отсепарированной массы из молотильно-сепарирующего устройства.
Предлагаемый способ основан на увеличении эффективности операции сепарации в зоне 3 (фиг.2), чем достигается повышение производительности молотильно-сепарирующего устройства.
На фиг.3 изображена последовательность технологических операций предлагаемого способа работы молотильно-сепарирующей группы: 4 - обмолот в зазоре между наружной поверхностью ротора и внутренней поверхностью деки; 5 - выделение тонкого вороха через отверстия деки; 6 - сепарация тонкого вороха в сепарирующей части молотильно-сепарирующего устройства; 7 - удаление отсепарированной массы из молотильно-сепарирующего устройства; 8 - перемешивание и распушивание массы за счет изменения зазора между рабочими поверхностями деки и ротора и вращения секций деки относительно ротора.
Из сравнения фиг.2 и фиг.3 следует, что предлагаемый способ работы молотильно-сепарирующей группы предусматривает введение новой технологической операции 8 перемешивания и распушивания массы между операциями 6 и 7 (см. фиг.3). Данная операция может быть реализована за счет выполнения сепарирующей секции деки вращающейся относительно ротора; при этом молотильная часть деки может оставаться неподвижной относительно ротора или вращаться в произвольном направлении с произвольной скоростью.
Предлагаемый способ позволяет, за счет повышения эффективности сепарации благодаря вращению деки и изменению зазора между рабочими поверхностями деки и ротора, в результате чего происходит перемешивание и распушивание массы, повысить эффективность технологического процесса обмолота, снизить механическую нагрузку на молотильно-сепарирующую группу и расход топлива и, в целом, повысить производительность работы комбайна.
Схема аксиально-роторного молотильно-сепарирующего устройства для осуществления предлагаемого способа работы молотильно-сепарирующей группы механизмов зерноуборочного комбайна представлена на фиг.4. Устройство включает в себя следующие элементы: 9 - обмолачиваемый продукт; 10 - передняя (молотильная) секция деки; 3 - ротор; 11 - переходная зона; 12 - задняя (сепарирующая) секция деки; 13, 14 - направления движения деки и ротора; 15 - ось вращения ротора; 16 - ось вращения сепарирующей секции деки.
1
2
1
2
На фиг.5 показана конструкция узла связи передней (молотильной) 10 и задней (сепарирующей) 12 секций деки, установленного в переходной зоне 11 (см. фиг.3), и дополнительные элементы приводов 17, 18 молотильной и сепарирующей секций деки. Момент вала между передней 10 и задней 12 секциями деки распределяется таким образом, что передняя секция деки вращается с угловой скоростью n, а задняя секция деки - с угловой скоростью n, причем n≠n. За счет изменения стороны охвата ведущей звездочки возможно обеспечение вращения передней и задней секций деки в разные стороны.
Кроме того, дополнительные элементы привода обеспечивают: вращение молотильной и сепарирующей секций деки относительно ротора, вращающегося с эксцентриситетом, и друг относительно друга в любом направлении с произвольными скоростями; регулирование направлений и скоростей вращения молотильной и сепарирующей секций деки друг относительно друга и каждой из них - относительно ротора; при необходимости - неподвижное положение молотильной и/или сепарирующей секций деки относительно ротора; изменение величины эксцентриситета в заданных пределах.
Предлагаемое аксиально-роторное молотильно-сепарирующее устройство работает следующим образом. Обмолачиваемый продукт 9 попадает в заходную часть и в переднюю секцию деки 10, и далее - в зону между ротором 3 и передней 10 секцией деки, где происходит предварительный обмолот, и начинается процесс сепарации - выделение тонкого вороха. Колосовая масса (далее - продукт) попадает в зону сепарации, расположенную внутри, между задней 12 секцией деки и ротором 3, в которой происходит основное выделение тонкого вороха на очистку. Для облегчения процесса сепарации в зоне 12 ротор 3 по отношению к деке выполнен с эксцентриситетом , т.е. с параллельным смещением друг относительно друга оси 15 вращения ротора 3 и оси 16 вращения деки 12 (см. фиг.4 и фиг.1); неравномерность зазора между ротором и задней секцией деки совместно с вращением деки позволяет дополнительно вспушивать колосовой ворох, что позволяет облегчить выделение зерна из обрабатываемого продукта. В свою очередь передняя, молотильная, 10 секция деки может оставаться стационарной (неподвижной) или вращаться в произвольном направлении. Вследствие этого и за счет разных линейных скоростей движения слоев сепарируемого продукта происходит вспушивание и перемешивание колосовой массы: более тяжелые частицы (фрагменты) массы обмолачиваемого продукта 9 перемещаются в зону, более близкую к максимальному внутреннему диаметру деки, что, в свою очередь, усиливает сепарирующую способность задней секции деки и, таким образом, повышает производительность молотильно-сепарирующего устройства, а также снижает механическую нагрузку на устройство в целом и уменьшает энергопотребление (расход топлива).
Вращение сепарирующей и молотильной секций деки относительно ротора с произвольным эксцентриситетом, изменяемым в заданных пределах, в любом (произвольном) направлении и с произвольной скоростью, регулирование направлений и скоростей вращения молотильной и сепарирующей секций деки друг относительно друга и каждой из них - относительно ротора, а также обеспечение, при необходимости, неподвижного положения молотильной и/или сепарирующей секций деки относительно ротора достигается введением в конструкцию заявляемого устройства дополнительных элементов привода, выполненного в виде редуктора с цепными передачами, приводимыми в движение от единого приводного механизма. При этом редуктор снабжен набором сменных звездочек, обеспечивающих, в том числе и за счет изменения стороны охвата ведущей звездочки, изменение направлений и скоростей вращения молотильной и сепарирующей секций деки, а также регулирование направлений и скоростей вращения молотильной и сепарирующей секций деки друг относительно друга и каждой из них - относительно ротора, а при необходимости - неподвижное положение молотильной и/или сепарирующей секций деки относительно ротора.
Таким образом, вышеописанные способ работы аксиально-роторной молотильно-сепарирующей группы механизмов зерноуборочного комбайна и устройство для его осуществления позволяют достигнуть цели изобретения, а именно: увеличить сепарирующую поверхность деки и, за счет этого, повысить производительность роторного молотильно-сепарирующего устройства и комбайна в целом.
Литература
1. All-New 60 Series Combines. - Проспект компании «John Deer». - Сайт www.John Deer.com.
2. Патент RU 2340155. - Приор. 10.12.2008.
3. Патент RU 200713763. - Приор. 27.10.2008.
4. Патент RU 2245612. - Приор. 10.02.2005.
5. Патент RU 2340159. - Приор. 10.12.2008.
6. Патент RU 2270554. - Приор. 27.02.2006.
7. Патент RU 98118366. - Приор. 27.08.2000.
8. Патент RU 2278499. - Приор. 27.06.2006.
9. Патент RU 2147169. - Приор. 10.04.2000.