СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ УБОРОЧНЫЙ КОМБАЙН Российский патент 1998 года по МПК A01D41/00 A01D89/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности комбайнам для уборки зеленной травы на корм животным.

Известна сельскохозяйственная косилка-измельчитель (Косилка-измельчитель роторный КИР-1,5. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. НРБ, София, 1982), содержащая ротор с ножами и кормопровод, установленные на общую раму со сницей.

Недостатком известной косилки-измельчителя является ограничение ее использования только для зеленого конвейера, а также загрязненность полученного корма грунтом из-за отсутствия механизма копирования рельефа почвы рабочим органом.

Известен комбайн роторный прицепной (Комбайн роторный прицепной "Рось-2". Инструкция по эксплуатации. Украина, 1992), являющийся прототипом заявляемого технического решения. Комбайн-прототип содержит ротор с ножами, кормопровод, установленный на раму со сницей, установленную в корпусе швырялку в виде вращающихся лопастей, а также снабжен размещенным в корпусе шнеком для подачи измельченной резки в швырялку и устройством для копирования рельефа почвы. Шнек установлен консольно входящим в горловину корпуса швырялки соосно с ней.

Недостатком комбайна-прототипа является то, что при подборе подвяленных валков он не позволяет измельчить стебли растений до степени, предусмотренной технологическими требованиями при заготовке сенажа и получении досушиваемой активным вентилированием в бесстенных башенных хранилищах, а также при уборке с корня зеленых растений для получения травяной муки высокотемпературной сушкой. Известный комбайн позволяет получить измельченную массу при уборке с корня с содержанием частиц длиной до 150 мм - 80%, при подборе валков частицы длиной 150 мм составляют 40%, в то время как для получения сенажа и травяной муки в измельченной массе должны содержаться частицы длиной не более 90 мм, для получения сенной резки частицы по длине не должны превышать 150 мм.

Задача изобретения - повышение качества измельчения путем доизмельчения транспортируемой шнеком массы в процессе подачи ее в швырялку.

Задача решается тем, что в уборочном комбайне, содержащем раму, сницу, ротор с ножами, размещенный в корпусе цилиндрический шнек, швырялку в форме вращающихся лопастей, установленных в корпусе, имеющем горловину для входа шнека, и кормопровод, цилиндрический шнек дополнительно снабжен конической насадкой с уменьшенным по сравнению с цилиндрической частью шагом витков, а горловина корпуса швырялки выполнена в виде подвижного противорежущего ножа в форме кольца и пластины, причем внутренний диаметр кольца равен выходному диаметру насадки, а пластина расположена в кольце радиально и концы ее прикреплены к нему жестко, к пластине также жестко с плавным переходом прикреплены вал шнека и торец его витка, кроме того, на лопастях швырялки со стороны горловины установлены режущие ножи. Кроме того, ножи лопастей швырялки выполнены по длине больше диаметра горловины.

Предлагаемый кормоуборочный комбайн отличается тем, что цилиндрический шнек снабжен конической насадкой с уменьшенным по сравнению с цилиндрической частью шагом витков, а горловина корпуса швырялки выполнена в виде подвижного противорежущего ножа в форме кольца и пластины, причем внутренний диаметр кольца равен выходному диаметру насадки, а пластина расположена в кольце радиально и концы ее прикреплены к нему жестко, к пластине также жестко с плавным переходом прикреплены вал шнека и торец его витка, кроме того, на лопастях швырялки со стороны горловины установлены режущие ножи. Кроме того, кормоуборочный комбайн отличается также тем, что ножи лопастей швырялки выполнены по длине больше диаметра горловины.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

Выполнение шнека с конической насадкой и горловины в виде подвижного противорежущего ножа, а также установка плоских ножей на лопастях швырялки согласно заявляемому техническому решению позволяет по сравнению с прототипом получить новый технический результат, который выражается в обеспечении возможности измельчения подвяленной стебельчатой массы из валков и с корня до степени, соответствующей технологическим требованиям для получения качественного сенажа и сенной резки активным вентилированием, а также при уборке растений с корня для получения травяной муки высокотемпературной сушкой.

При подаче в швырялку стебельчатой массы предлагаемым устройством, где шнек снабжен конической насадкой и вращающимся вместе со шнеком противорежущим ножом, выполненным в виде кольца, внутренний диаметр которого равен выходному диаметру насадки и пластины, расположенной в кольце радиально, концы которой прикреплены к нему жестко, к пластине также жестко прикреплены с плавным переходом вал шнека и торец его витка, стебельчатая масса выходит из зоны предварительной подпрессовки перед резанием лишь на длину отрезаемых частиц, что практически исключает потерю уже затраченной энергии на взаимное перемещение стеблей с целью их уплотнения перед резанием.

Кроме того, установка пластины, расположенной радиально в противорежущем кольце с шириной B, равной Dк•tgτ, где D_к - внутренний диаметр кольца, tgτ - тангенс угла скольжения ножа создает дополнительные лезвия резания, что положительно сказывается на равномерности загрузки всего режущего устройства. Форма же лезвий выбирается из условия наибольшего скольжения при резании и имеет вид кольца (Горячкин В.П. "Собрание сочинений", т.3, М.: Колос, 1965, с. 70): x² + y² = R², где x, y - координаты любой точки, лежащей на этой кривой относительно оси вращения. Кривая лезвия пластины представляет эллипс и выражается уравнением второго порядка
x²\a² + y²\b² = 1
Для нашего случая, где a = D_к\2, b = S_max\2 = D_к•tgτ\2,
тогда

При взаимодействии прямых ножей, закрепленных на лопастях швырялки, с кривыми лезвиями противорежущего ножа (фиг. 3) происходит резание со скольжением, обеспечивающее снижение энергоемкости процесса в 2-3 раза по сравнению с прямыми ножами (там же, с. 70). Равномерность же процесса резания обеспечивается разницей скоростей вращения и задается в соотношении W1/W2 = 1/3, где W1 и W2 - угловые скорости вращения шнека (а значит, и подвижного противорежущего ножа) и лопастей швырялки соответственно. Это делается для того, чтобы в каждый момент резания хотя бы один нож участвовал в процессе резания. Кроме того, обеспечивается равномерность износа вращающегося противорежущего ножа по всей длине лезвия. Следовательно, появляются еще и дополнительные положительные свойства, заключающиеся в снижении затрат энергии на резание стеблей и равномерность износа вращающегося кольцевого ножа.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения "изобретательский уровень".

На фиг. 1 схематически изображен кормоуборочный комбайн, вид сбоку; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2.

Комбайн содержит раму 1, сницу 2, ротор 3 с ножами 4 шнек 5, швырялку-измельчитель 6, кормопровод 7, корпус 8 швырялки 6, корпус 9 шнека 5, коническую насадку 10 с конической частью 11 шнека, имеющей шаг h меньший шага H цилиндрической части шнека 5, подвижный противорежущий нож 12, выполненный в виде кольца 13 и пластины 14, жестко прикрепленной концами к кольцу 13, а также жестко с плавным переходом к оси и торцу витка конической части шнека 11 насадки 10. Противорежущий нож 12 кольцом 13 установлен во внутренней обойме подшипника 15, смонтированного в корпусе 16, прикрепленного с одной стороны к боковине корпуса 8 швырялки 6, с другой - к кожуху насадки 10. Комбайн содержит также ножи 17, установленные на лопатках 18 швырялки 6. Комбайн агрегатируется с энергосредством 19 при помощи сницы 2.

Сельскохозяйственный уборочный комбайн работает следующим образом: энергосредство 19 перемещает комбайн по подвяленным валкам стебельчатой массы таким образом, чтобы ротор 3 с ножами 4 располагался по валку. Ножи 4 ротора 3 забирают и частично измельчают подвяленную массу растений, подавая ее в шнек 5, который перемещает ее к насадке 10, где масса подпрессовывается за счет ее конической формы и витков с меньшим шагом конической части шнека 11. Затем подпрессованная масса растений подается на кольца 13 и пластину 14 противорежущего подвижного ножа 12, где она отрезается ножами 17 лопаток 18 швырялки 6. Лопатки 18 захватывают отрезанные части стеблей и выбрасывают их в кормопровод 7, который направляет их в кузов транспортного средства или в прицеп.

Рассмотрим пример расчета параметров измельчающего устройства, образованного конструкцией шнека с конусной насадкой и его сопряжения с корпусом швырялки, выполненный согласно заявляемому техническому решению, допустив при этом, что масса шнеком перемещается без скольжения и при резании стеблей нет их протаскивания ножами лопастей швырялки. Примем следующие обозначения:
n1 - частота вращения шнека 329 об/мин;
n2 - частота вращения швырялки 1300 об/мин;
h - шаг витков шнека насадки, мм;
m - число лопастей (ножей) швырялки, шт.;
L - длина отрезаемых частиц, мм;
K = n2m; N - n1h;
L = N/K = n1h/n2m
Если принять, что длина отрезаемых частиц L равна 30 мм, то шаг h шнека определится как
h = L•n2•m/n1 = 30•1000•3/329 = 273,56 мм.

Таким образом, расчеты подтверждают, что предложенное устройство позволит доизмельчать растительную массу до требуемой длины, то есть обеспечивается решение поставленной задачи.

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении. Сущность изобретения: уборочный комбайн содержит раму 1, сницу 2, ротор 3 с ножами 4, цилиндрический шнек 5, швырялку 6 и кормопровод 7. Цилиндрический шнек 5 имеет коническую насадку с уменьшенным по сравнению с цилиндрической частью шагом витков, а горловина корпуса швырялки 6 выполнена в виде противорежущего ножа в форме пластины и кольца, внутренний диаметр которого равен выходному диаметру насадки. К пластине жестко прикреплены вал шнека 5 и торец его витка, а на лопастях швырялки 6 со стороны горловины установлены режущие ножи, выполненные по длине больше диаметра горловины. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Сельскохозяйственный уборочный комбайн, содержащий раму, сницу, ротор с ножами, установленный в корпусе цилиндрический шнек, швырялку в виде установленных в корпусе вращающихся лопастей и кормопровод, при этом корпус шнека соединен с корпусом швырялки посредством горловины, отличающийся тем, что шнек снабжен конической насадкой с уменьшенным по сравнению с цилиндрической частью шагом витков, а горловина выполнена в виде подвижного противорежущего ножа в форме кольца и пластины, причем внутренний диаметр кольца равен выходному диаметру насадки, пластина расположена в кольце радиально, а концы ее прикреплены к нему жестко, к пластине также жестко с плавным переходом прикреплены вал шнека и торец его витка, при этом на лопастях швырялки со стороны горловины установлены режущие ножи. 2. Комбайн по п.1, отличающийся тем, что ножи лопастей швырялки выполнены больше диаметра горловины. 3. Комбайн по п.1, отличающийся тем, что частоты вращения шнека и швырялки соотносятся как 1 3.