БАРАБАННЫЙ ПОДБОРЩИК
DRUM COLLECTOR

Изобретение относится к области машиностроения, в частности сельскохозяйственного машиностроения, например к машинам для уборки и переработки сельскохозяйственных культур, а также может быть использовано в других областях, где применяются барабанные рабочие органы с пальцевыми рабочими элементами, совершающими вращательное движение на валу барабана.
Известен подборщик сельскохозяйственных культур (А.С. 1750479, МПК A01D 89/00, СССР, 1992 г.) с жестко закрепленными на ведущем валу пальцами. Подборщик содержит раму с закрепленными на ней скатами и вал, вращающийся в боковинах рамы. Пальцы в процессе работы движутся в промежутках между скатами. Пальцы в процессе работы совершают сгребание и подбор материала с поверхности поля, его подъем и транспортирование по неподвижной поверхности скатов. В конце технологического процесса пальцы сбрасывают обрабатываемый материал со скатов.
Для повышения транспортирующей способности подборщика увеличивают количество рядов пальцев, что позволяет активизировать их воздействие на транспортируемый по скатам материал. Пример конкретного исполнения подборщика с увеличенной рядностью пальцев - барабанный подборщик (Патент РФ на полезную модель №85792, МПК A01D 89/00, 2009 г.). Подборщик содержит установленные в кронштейнах, жестко закрепленных на вращающемся валу, неподвижные основные пальцы и закрепленные на тех же кронштейнах дополнительные пальцы, расположенные между основными пальцами.
Для сокращения количества крепежных элементов и обеспечения возможности увеличения рядности расположения пальцев может быть использовано расположение пружин пальцев одна внутри другой. Такова конструкция барабанного подборщика (Патент РФ на изобретение №2535733, МПК A01D 89/00, 2014 г.), являющегося наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению. Данный барабанный подборщик, включает вал с закрепленными попарно на его кронштейнах двойными пружинными пальцами, которые содержат крепежный, пружинный и рабочий участки и закреплены с помощью единого крепежного элемента, пружины пальцев размещены одна внутри другой. При этом расстояние между крайними внешними витками пружин пальцев с меньшим диаметром пружины больше, чем у пальцев с большим диаметром пружины, а переход от пружинного к рабочему участку пальцев с меньшим диаметром пружины выполнен изогнутым таким образом, чтобы обеспечивалось совпадение плоскостей вращения рабочих участков пальцев как с большим, так и с меньшим диаметром пружины.
Однако выполнение перехода от пружинного к рабочему участку пальцев с меньшим диаметром пружины изогнутым усложняет конструкцию пальцев, а также нетехнологично и трудоемко с точки зрения их изготовления.
Задачей заявляемого изобретения является упрощение конструкции пружинных пальцев барабанного подборщика, снижение трудоемкости и повышение технологичности их изготовления.
Предлагаемый барабанный подборщик содержит двойные пружинные подбирающие пальцы, размещенные на валу и совершающие вместе с ним вращательное движение. Вал охватывают скаты, закрепленные неподвижно на кронштейнах рамы подборщика. Рабочие участки подбирающих пальцев находятся в промежутках между скатами. Крепление пальцев на кронштейнах вала осуществляется попарно с использованием единого крепежного элемента. Пружинные пальцы имеют два исполнения. Пружины пальцев первого исполнения имеют больший диаметр, чем второго, при этом обеспечивается размещение одной пружины внутри другой при обеспечении свободного скручивания одной из пружин без контакта с другой.
Рабочие участки пальцев расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси вращения вала. В той же плоскости расположен переход от пружинного к рабочему участку пальцев. Отсутствие изгиба в переходе от пружинного к рабочему участку пальцев позволяет упростить конструкцию пружинных пальцев барабанного подборщика, снизить трудоемкость и повысить технологичность их изготовления.
Указанное взаимное расположение рабочих участков и переходов от пружинных к рабочим участкам достигается за счет смещения наружного витка пружины пальцев с пружинами большего диаметра на расстояние, не меньшее чем половина диаметра стержня пальца. Это обеспечивает отсутствие касания рабочего участка пальца с меньшим диаметром пружины и пружинного участка пальца с большим диаметром пружины при скручивании пружины пальца с меньшим диаметром пружины под действием препятствия или подбираемого материала. Тем самым обеспечивается свободный поворот пальцев обоих исполнений, закрепленных совместно на одном и том же кронштейне, относительно вала подборщика независимо друг от друга.
Преимуществом заявляемого изобретения является возможность упрощенного изготовления пальцев, как с большим, так и с меньшим диаметром пружины с использованием сходных технологических операций, заключающихся в навивке пружины, и без дальнейшего изгиба пальца с меньшим диаметром пружины на участке перехода от пружинного к рабочему участку. При этом технология изготовления пальца упрощается, что снижает трудоемкость его изготовления, а сам палец с меньшим диаметром пружины имеет более простую конструкцию, т.к. отсутствует изгиб в переходе с пружинного к рабочему участку.
Новая совокупность существенных признаков, а именно сочетание размещения на одном кронштейне двух пальцев с помощью единого крепежного элемента при размещении пружин пальцев одна в другой и смещение наружного витка пружины пальцев с пружинами большего диаметра относительно смежного с ним витка на расстояние, не меньшее, чем половина диаметра стержня пальца, позволяет получить новый технический результат - упростить конструкцию и технологию, а также снизить трудоемкость изготовления пальцев.
Следовательно, до подачи заявки не была известна причинно-следственная связь новой совокупности признаков и достигаемого технического результата, что доказывает соответствие технического решения как критерию «новизна», так и критерию «изобретательский уровень».
На Фиг. 1 изображен подборщик, включающий раму с расположенными на ней скатами 1 и ведущий вал 2, на котором размещены кронштейны 3 крепления пальцев. На каждом кронштейне 3 закреплены двойные пружинные пальцы 4 и 5. Пружины пальцев 4 имеют больший диаметр по сравнению с пружинами пальцев 5, которые размещены внутри пружин пальцев 4. Крепление пальцев 4 и 5 осуществляется с помощью резьбового соединения 6.
На Фиг. 2 представлен схематичный разрез пальцев 4 и 5 по оси О-О пружины. В плоскости вращения пальцев Р-Р располагаются рабочие участки и переходы от пружинных к рабочим участкам пальцев 4 и 5. Разрез витков пружин пальцев 4 заштрихован сеткой, пальцев 5 - диагональными линиями.
Расстояние между смежными витками А и С пружин пальцев 4 равно Δ2, что соответствует половине диаметра стержня пальцев. Данное условие гарантирует отсутствие касания рабочего участка пальцев 5 и пружинного участка пальцев 4 при скручивании пружин пальцев 5 под воздействием подбираемого материала или препятствия.
Отсутствие увеличенного расстояния между смежными витками пружин пальцев 4 (витки А и В, показано пунктирной линией) не гарантирует отсутствие контакта между рабочим участком пальцев 5 и пружинным участком пальцев 4 при скручивании пружин пальцев 5, т.к. расстояние Δ1, соответствующее наложению проекции витков пружин большего и меньшего диаметров на плоскость, проходящую через ось О-О, не равно 0. В случае наличия смещения крайнего витка пружины большего диаметра на расстояние Δ2, равное половине диаметра стержня пальцев, гарантируется отсутствие касания витков обеих пружин при отклонении рабочего участка пальцев 4 на 90°. Этого достаточно для двух кронштейнов (что то же самое - для четырех пальцев в одной плоскости вращения). При наличии четырех кронштейнов (как показано на Фиг. 1), достаточно смещения крайнего витка пружины большего диаметра на расстояние Δ2, равного четверти диаметра стержня пальцев. При дальнейшем увеличении кратности расположения пальцев, т.е. увеличении их количества в плоскости вращения, достаточно пропорционально меньшего смещения крайнего витка пружины большего диаметра. Однако, смещения крайнего витка пружины большего диаметра на расстояние Δ2, равное половине диаметра стержня пальцев, гарантированно достаточно для обеспечения работоспособности барабанного подборщика с количеством кронштейнов крепления пальцев в одной плоскости их вращения не менее двух, что соответствует четырем пальцам, располагающимся в одной плоскости вращения.
Подборщик работает следующим образом. При движении уборочной машины вал 2 подборщика совершает вращательное движение вместе с пальцами 4 и 5. При этом пальцы 4 и 5 в верхнем положении движутся против хода движения уборочной машины (показано стрелкой на Фиг. 1). Подбираемый материал сгребается пальцами 4 и 5, поднимается и по скатам 1 и транспортируется к последующим рабочим органам уборочной машины. В процессе подбора и транспортирования материала по скатам 1 пальцы 4 и 5 активно воздействуют на подбираемый и перемещаемый материал. При сгребании материала, при встрече с препятствиями на поле, при перемещении различных по массе и механическим свойствам материала пальцы 4 и 5 отклоняются от первоначального положения, обусловленного конструктивным их исполнением. Это обеспечивается за счет сжатия пружин. Независимое отклонение пальцев 4 и 5, расположенных на одном кронштейне, обеспечивается за счет свободного размещения пружин одного из пальцев в пружине другого и наличия смещения наружного витка пружины пальцев 4 с пружинами большего диаметра на расстояние, не меньшее чем половина диаметра стержня пальца.
При этом исполнение пальцев с пружинами большего диаметра со смещением наружного витка пружины относительно смежного с ним витка на расстояние, не меньшее чем половина диаметра стержня пальца, позволяет упростить конструкцию и технологию изготовления пальцев, а также снизить трудоемкость изготовления.