СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ УБОРОЧНЫЙ КОМБАЙН Российский патент 2003 года по МПК A01D43/08 

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

Известен комбайн роторный прицепной (комбайн роторный прицепной "Рось-2". Инструкция по эксплуатации. - Украина, Белая Церковь, 1992), содержащий раму со сницей, ротор с ножами, кормопровод и швырялку в виде вращающихся лопастей, а также снабженный размещенным в корпусе шнеком для подачи измельченной резки в швырялку и устройством копирования рельефа почвы.

Недостатком известного комбайна является то, что при подборе подвяленных валков он не позволяет измельчить стебли растений до степени, предусмотренной технологическими требованиями при заготовке сенажа, равной 30÷40 мм.

Известен сельскохозяйственный уборочный комбайн (патент Российской Федерации 2102855), являющийся прототипом заявляемого технического решения. Комбайн содержит ротор с ножами, кормопровод, установленный на раму со сницей, установленную в корпусе швырялку, цилиндрический шнек с конической насадкой с уменьшенным по сравнению с цилиндрической частью шагом витков горловины, выполненной 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, при этом на полостях швырялки со стороны горловины установлены режущие ножи. У комбайна ножи полостей выполнены больше диаметра горловины, а частота вращения шнека и швырялки соотносится как 1:3.

Недостатком комбайна является неравномерность процесса резания и низкая производительность, возможность повышения производительности ограничена отношением диаметра шнека к диаметру швырялки как 1/4. Это приводит при подборе валка из подвяленной массы к работе на пониженных передачах, что существенно снижает производительность и приводит к нецелесообразности использования этого типа машин на данной операции.

Техническая задача изобретения - повышение равномерности процесса резания, увеличение жесткости конструкции режущих и противорежущих ножей, сохранение стабильности зазора между ними.

Техническая задача решается тем, что в уборочном комбайне, содержащем ротор с ножами, установленный в корпусе цилиндрический шнек с противорежущим кольцом, швырялку в форме вращающихся лопастей с плоскими ножами, при этом корпус шнека соединен с корпусом швырялки посредством подвижной горловины, размещенной в корпусе швырялки, согласно изобретению шнек установлен на одной геометрической оси со швырялкой посредством подшипниковой опоры расположенной в вале шнека, а противорежущее кольцо имеет по наружному диаметру беговую дорожку, при помощи которой шнек зафиксирован от радиальных перемещений опорными роликами, расположенными симметрично на корпусе швырялки относительно их общей оси вращения.

Кроме того, техническая задача решается также тем, что шнек с противорежущим кольцом выполнен с возможностью вращения навстречу направлению вращения швырялки с ножами, а внутренний диаметр кольца равен 0,8-0,9 наружного диаметра траектории вращения ножей швырялки.

Выполнение шнека на одной геометрической оси с крыльчаткой, а также возможность его встречного вращения вместе с противорежущей пластиной по отношению к направлению вращения швырялки с ножами позволяет по сравнению с прототипом получить новый технический результат, который выражается в увеличении пропускной способности шнека за счет увеличения его конструктивных параметров и увеличения степени измельчения за счет встречного вращения режущих ножей и противорежущего кольца с криволинейной перемычкой.

При подаче в швырялку стебельчатой массы предлагаемым устройством, где шнек установлен на одной геометрической оси с крыльчаткой посредством подшипниковой опоры в вале шнека, а противорежущее кольцо имеет по наружному диаметру беговую дорожку, при помощи которой шнек фиксируется от радиальных перемещений опорными роликами, опирающимися на беговую дорожку кольца, не менее трех штук, расположенных симметрично на корпусе швырялки относительно их общей оси вращения, происходит равномерное одновременное резание всеми ножами крыльчатки о радиусное лезвие противорежущего кольца и криволинейного лезвия перемычки (фиг.3), причем резание происходит со скольжением (Горячкин В.П. "Собрание сочинений", т.3. - М.: Колос, 1965. - с.70).

Пропускная способность при расположении шнека на одной оси по сравнению с прототипом и увеличение его диаметра до внутреннего диаметра кольца, принятого 0,8-0,9 наружного диаметра траектории вращения ножей швырялки, увеличивается примерно в семь раз и определяется из соотношения площадей S₁ и S₂ живого сечения шнеков.

n = S₁/S₂ = D₁ ²/D₂ ²,
где D₁ - диаметр шнека предлагаемого комбайна;
D₂ - диаметр шнека комбайна прототипа,
при D₁ = 800 мм и D₂ = 300 мм, n = 800²/300² = 7.

На фиг.1 схематично изображен кормоуборочный комбайн, вид сбоку; на фиг. 2 - разрез А-А; 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, подшипниковый узел 8, вал шнека 9, вал швырялки 10, лопасть 11, нож 12, противорежущее кольцо 13, выходные окна 14, криволинейную перемычку 15, беговую дорожку 16, опорные ролики 17, корпус швырялки 18, энергосредство 19.

Сельскохозяйственный уборочный комбайн работает следующим образом. Энергосредство 19 перемещает комбайн по подвяленным валкам стебельчатой массы таким образом, чтобы ротор 3 с ножами 4 располагался на валку. Ножи 4 ротора 3 забирают и частично измельчают подвяленную массу растений, подавая ее в шнек 5, который перемещает ее к противорежущему кольцу 13 и подает частично подпрессовывая в окна 14 в зону резания, где выставлен зазор S=(0,8÷1,5) мм между кольцом 13 и ножами 12, закрепленными на лопатках 11, установленных на валу 10.

Шнек 5 для восприятия усилий резания и создания жесткости опирается в зоне резания через вал 9, пластину 13 и беговую дорожку 16 на опорные ролики 17, установленные на корпусе швырялки 18.

Ножи 12 отрезают порцию поджатого шнеком 5 и перемычкой 15 корма при взаимодействии с противорежущим кольцом 13. Резание по направлению встречное - ножи 12 и кольцо 13 вращаются навстречу друг другу. Для создания жесткости системы резания - нож и противорежущее кольцо и строгого поддержания зазора S вал крыльчатки 10 установлен в подшипниковый узел 8, расположенный во вращающемся валу 9 шнека 5.

Подшипниковый узел 8 создает жесткость резания и дает возможность вращаться валам 9 и 10 в разные стороны. Отрезанные частицы корма лопатками 11 по кормопроводу 7 выбрасываются наружу в транспортное средство или прицеп, установленный в одной связке с комбайном и энергосредством 19.

Рассмотрим пример расчета параметров измельчающего устройства, образованного конструкцией шнека с противорежущим кольцом и режущими ножами швырялки, вращающимися навстречу друг другу, с установленным жестко зазором S согласно заявляемому техническому решению, допустив при этом, что частично измельченная масса шнеком перемещается без проскальзывания и при резании длинных частиц нет их протаскивания через зазор S между ножами и противорежущим кольцом. Примем следующие обозначения:
n₁ - частота вращения шнека 300 об/мин;
n₂ - частота вращения швырялки 850 об/мин;
h - шаг витков шнека 300 мм;
m - число лопастей (ножей) швырялки 1, 2, 4 шт.;
k - количество активных противорежущих лезвий 2 шт.;
L - длина отрезаемых частиц, мм.

Для заявляемого технического решения длина частиц, отрезаемых в устройстве, равна:

Подставив данные параметры устройства в формулу, получим:
при m=1; L=78 мм
m=2; L=20 мм
m=4; L=13 мм
Таким образом, выставляя или убирая режущую кромку ножа швырялки, можно регулировать длину резки листостебельчатой массы до требуемой длины, то есть обеспечивается решение поставленной задачи.

Уборочный комбайн включает ротор с ножами, цилиндрический шнек с противорежущим кольцом и швырялку с кормопроводом. Шнек установлен соосно со швырялкой посредством расположенной в вале шнека подшипниковой опоры. Швырялка имеет лопасти с установленными на них плоскими ножами. Противорежущее кольцо имеет выходные окна и беговую дорожку по наружному диаметру. На корпусе швырялки симметрично расположены опорные ролики. Беговая дорожка противорежущего кольца шнека зафиксирована от радиальных перемещений опорными роликами. Встречное вращение шнека с противорежущим кольцом по отношению к вращению швырялки с ножами позволяет увеличить степень измельчения листостебельчатой массы. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Сельскохозяйственный уборочный комбайн, содержащий ротор с ножами, установленный в корпусе цилиндрический шнек с противорежущим кольцом, швырялку в форме вращающихся лопастей с плоскими ножами, при этом корпус шнека соединен с корпусом швырялки посредством подвижной горловины, размещенной в корпусе швырялки, отличающийся тем, что шнек установлен на одной геометрической оси со швырялкой посредством подшипниковой опоры, расположенной в вале шнека, а противорежущее кольцо имеет по наружному диаметру беговую дорожку, при помощи которой шнек зафиксирован от радиальных перемещений опорными роликами, расположенными симметрично на корпусе швырялки относительно их общей оси вращения. 2. Комбайн по п.1, отличающийся тем, что шнек с противорежущим кольцом выполнен с возможностью вращения навстречу направлению вращения швырялки с ножами, а внутренний диаметр кольца равен 0,8-0,9 наружного диаметра траектории вращения ножей швырялки.