ЖАТКА Российский патент 2004 года по МПК A01D34/00 A01D57/02 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к жаткам зерновых культур.

Известна жатка комбайна [Механизация сельского хозяйства. - М.: Колос, 1974, с. 142, рис.57], которая содержит режущий аппарат и мотовило. Недостатком такой жатки является то, что у оператора отсутствуют визуальные ориентиры, которые позволяли бы определить оптимальное положение мотовила по высоте, это приводит к увеличению потерь зерна в результате выбивания в момент входа планки мотовила в хлебостой в зоне колосьев.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является жатка (см. авт. свид. СССР 1660609, кл. А 01 D 34/00 - прототип), которая включает двигатель и кинематически связанные с ним режущий аппарат и мотовило, установленное на валу в опорах с возможностью перемещения и фиксации в продольно-вертикальной плоскости, а также указатель высоты установки мотовила, выполненный в виде шкалы и горизонтального стержня, установленных на опоре вала мотовила. Причем стержень установлен на расстоянии ρ от центра мотовила, которое определяется с учетом радиуса ведущего колеса, передаточных чисел трансмиссии от вала двигателя к ведущим колесам и от вала двигателя к мотовилу, по формуле

где r - радиус ведущего колеса;
i_m - передаточное число передачи от двигателя к мотовилу;
i_k - передаточное число передачи от двигателя к ведущему колесу.

При такой установке стержня указателя обеспечивается вертикальность вектора абсолютной скорости планки мотовила в момент входа в хлебостой в зоне колосьев. При этом обеспечивается снижение потерь зерна в результате выбивания из колосьев, но лишь при условии, что скашиваемые растения с колосьями имеют прямолинейные вертикально стоящие стебли. Но в реальных условиях чаще стебли растений наклонены под тяжестью колосьев и под действием ветра. В таких условиях, когда колосья не вертикальны, а наклонены под некоторым углом α к вертикали, планка мотовила, имеющая вертикально направленный вектор абсолютной скорости, выбивает зерна из колосьев, что приводит к повышению потерь зерна при скашивании.

Техническим решением задачи является сокращение потерь зерна при скашивании невертикально стоящего хлебостоя.

Задача достигается тем, что в жатке, содержащей двигатель и кинематически связанные с ним режущий аппарат и мотовило, установленное на валу в опорах с возможностью перемещения и фиксации в продольно-вертикальной плоскости, а также указатель высоты установки мотовила, выполненный в виде шкалы и горизонтального стержня, установленных на опоре вала мотовила, причем положение стержня относительно оси мотовила определяется с учетом радиуса ведущего колеса, передаточных чисел трансмиссии от вала двигателя к ведущим колесам и от вала двигателя к мотовилу, стержень размещен на расстоянии ρ от оси мотовила с учетом высоты хлебостоя и средней длины скашиваемых стеблей, которое определяется по формуле

где
R - радиус мотовила, м;
r_k - радиус качения колеса, м;
i_m - передаточное число передачи от вала двигателя к мотовилу;
i_k - передаточное число передачи от вала двигателя к ведущему колесу;
h - расстояние от поверхности почвы до наивысшей точки скашиваемых растений (высота хлебостоя), м;
l - средняя длина стебля, м.

Новизну авторы и заявитель усматривают в том, что стержень указателя размещен на расстоянии ρ от оси мотовила, определяемом по формуле

где
что обеспечивает сокращение потерь зерна при скашивании наклонно стоящего стеблестоя в результате того, что планка мотовила входит в хлебостой параллельно колосьям, наклоненным под углом α к вертикали, что приводит к уменьшению выбивания зерен из колосьев планкой мотовила.

Заявленное решение не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии данного решения критерию "изобретательский уровень".

Данное техническое решение может быть использовано в сельскохозяйственном машиностроении при разработке жаток зерноуборочных машин, что позволяет сделать вывод о соответствии решения критерию "промышленная применимость".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображена предлагаемая жатка, на фиг.2 - направление векторов скоростей планки мотовила в процессе работы в момент входа в стеблестой, на фиг.3 - схема изгиба стебля скашиваемого растения.

Жатка содержит режущий аппарат 1, двигатель 2, соединенный кинематическими передачами 3 и 4 с ведущими колесами 5 и мотовилом 6 с планками 7. Вал 8 мотовила 6 установлен в опорах 9, укрепленных на подвижных штангах 10, которые связаны с гидроцилиндрами 11. На опоре 9 прикреплена шкала 12, на которой установлен с возможностью перемещения и фиксации положения с помощью фиксаторов 13 указатель высоты мотовила 6, выполненный в виде горизонтального стержня 14. Начало отсчета шкалы 12 совпадает с центром вала 8 мотовила 6.

Стержень 14 установлен на расстоянии ρ от центра вала 8 мотовила 6 по шкале 12, которое определяется по формуле (1).

Формула (1) получена из фиг. 2 следующим образом. Из прямоугольного ΔO₁OB: OO₁ = ρ = Rsinx; из произвольного ΔОКВ имеем ОК=r, OB=R, ∠B = x+α, тогда по теореме синусов найдено



в соответствии с формулами тригонометрии



Зная, что имеем формулу (1).

Работа мотовила происходит следующим образом. Под действием силы тяжести колосьев стебель растения изгибается. Изгиб стебля в его плоскости (см. фиг. 3) описывается уравнением

где х -вертикальная ось координат с центром в корневище растения;
s - текущая координата по длине стебля (s∈(0, l));
h - высота растения над поверхностью поля;
l - длина стебля.

При этом угол α_s/ наклона стебля относительно вертикали в любом его сечении находится из отношения

Угол наклона α колоса (вершины растения) относительно вертикали определяется из формулы (3), исходя из условия S=l

В процессе работы мотовила 6 точка его планки 7 движется с абсолютной скоростью V_a, которая складывается (векторно) из поступательной скорости V_п (направлена горизонтально) и окружной скорости V_o (направлена перпендикулярно радиусу, проведенному из центра мотовила).

При движении жатки по полю стержень 14 должен скользить по верхней границе стеблестоя, что осуществляется посредством поднятия или опускания гидроцилиндрами 11 подвижных штанг 10. В процессе работы становятся известными величины R, r_k, i_m, i_k, а также средняя величина высоты стеблестоя h и длина стеблей l. По ним по формуле (1) определяется величина ρ, которая откладывается от оси мотовила 6 вниз на шкале 12 и на этом уровне закрепляется стержень 14. В процессе работы комбайнер следит, чтобы стержень 14 скользил по верхнему срезу хлебостоя, и добивается этого перемещением (на ходу посредством гидроцилиндров) мотовила вверх-вниз. При этом ось мотовила находится выше верхней границы стеблестоя на величину ρ. Это обеспечивает параллельность вектора абсолютной скорости планки мотовила направлению оси колосьев в момент входа в стеблестой, так как на уровне ρ от центра мотовила вектор абсолютной скорости V_а его планки составляет угол α с вертикалью. Именно на этом уровне и установлен стержень указателя 14, а вершина стебля с колосом наклонена к вертикали под тем же углом α.

В результате сокращаются потери зерна из-за выбивания его из колосьев планками мотовила, поскольку при движении параллельно колосьям планка задевает минимальное количество колосьев, проскальзывая между ними.

Указанный положительный эффект достигается в том случае, если растения на поле наклонены преимущественно в одном направлении, что имеет место в регионе, где господствующее направление ветра определяется объективными причинами, например горными хребтами.

Изобретение относится к сельскохозяйственным машинам для уборки зерновых культур. Жатка содержит режущий аппарат и мотовило с указателем высоты установки мотовила. Указатель высоты выполнен в виде шкалы и горизонтального стержня. Стержень размещается на расстоянии ρ от оси мотовила, определяемое по формуле

где R - радиус мотовила, м; r_k - радиус качения колеса, м; i_m - передаточное число трансмиссии от вала двигателя к мотовилу; i_k - передаточное число трансмиссии от вала двигателя к ведущему колесу; h - высота хлебостоя, м; l - средняя длина стебля, м. Жатка обеспечивает сокращение потерь зерна невертикально стоящего хлебостоя вследствие движения планки мотовила параллельно колосьям с минимальным задеванием колосьев. 3 ил.

Жатка, содержащая двигатель, кинематически связанный с ним режущий аппарат и мотовило, установленное на валу в опорах с возможностью перемещения и фиксации в продольно-вертикальной плоскости, а также указатель высоты установки мотовила, выполненный в виде шкалы и горизонтального стержня, установленных на опоре вала мотовила, причем положение стержня относительно оси мотовила определяется с учетом радиуса ведущего колеса, передаточных чисел трансмиссии от вала двигателя к ведущим колесам и от вала двигателя к мотовилу, отличающаяся тем, что стержень размещен на расстоянии ρ от оси мотовила с учетом высоты хлебостоя и средней длины скашиваемых стеблей, которое определяется по формуле

где

R - радиус мотовила, м;

r_k - радиус качения колеса, м;

i_m - передаточное число трансмиссии от вала двигателя к мотовилу;

i_k - передаточное число трансмиссии от вала двигателя к ведущему колесу;

h - расстояние от поверхности почвы до наивысшей точки скашиваемых растений (высота хлебостоя), м;

l - средняя длина стебля, м.