КОМКОДАВИТЕЛЬ КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНОЙ МАШИНЫ Российский патент 2005 года по МПК A01D33/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для разрушения почвенных комков, используемых в картофелеуборочных машинах.

Известен баллон-комкодавитель, содержащий эластичную покрышку с пневматической камерой, которая установлена на валу с торцовыми дисками (Петров Г.Д. Картофелеуборочные машины. М., “Машиностроение”, 1972, с.92-96, рис.44,б).

Известны также комкодавители корнеклубнеуборочной машины, выполненные в виде двух встречно вращающихся цилиндрических баллонов, состоящих из вала с дисками и закрепленной на них эластичной покрышки (Патент ГДР №22775, кл. А 01 D 33/00, 1967). При этом, с целью повышения надежности и эффективности работы за счет сокращения числа отказов при проколе баллонов, покрышки могут быть армированы упругими спиралями (авт. свид. СССР №85823, кл. А 01 D 33/08, 1978) или содержать эластичный наполнитель (авт. свид. СССР №157162, кл. А 01 D 33/00, 1962).

Недостатком таких устройств является неполное разрушение почвенных комков из-за низких упругих свойств армированной покрышки и эластичных элементов.

Известен комкодавитель, состоящий из полого эластичного корпуса, закрепленного на дисках с приводом, внутри которого расположено цилиндрическое тело с ребрами, при этом цилиндрическое тело выполнено в виде шнека и снабжено индивидуальным приводом для сообщения ему скорости, большей скорости вращения эластичного корпуса (авт. свид. СССР №1323008, кл. А 01 D 33/04, 1987).

Схемно-конструктивное решение комкодавителя направлено на повышение эффективности разрушения переувлажненных почвенных комков, поскольку при вдавливании последних в упругую поверхность полого эластичного барабана ребра винтовой поверхности шнека создают дополнительные боковые усилия, вызывающие в почвенном комке напряжение сдвига, при этом происходит и частичный отрыв клубней от ботвы.

Однако вследствие разных угловых скоростей эластичного барабана и витков шнека, в процессе прохождения клубненосной массы его эластичная оболочка при взаимодействии с витками шнека подвергается интенсивному износу, деформациям ее поверхности и разрыву, что снижает эксплуатационную надежность комкодавителя в целом.

Известно также комкодавительное устройство картофелеуборочной машины, содержащее ленточный транспортер с вибрационными элементами, над которыми установлены комкодавительные баллоны (авт. свид. №115692, кл. А 01 D 33/00, 1957). В усовершенствованной конструкции устройства транспортер выполнен прутковым, а вибраторы - в виде пруткового барабана (авт. свид. №337090, кл. А 01 D 33/00, 1971).

Используемый в комкодавительных устройствах вибрационный режим воздействия со стороны транспортера на перемещаемый поток клубненосного вороха способствует повышению эффективности разрушения почвенных комков и отделению их от клубней картофеля. Вместе с тем отсутствие вибрационно-колебательных движений непосредственно со стороны комкодавительных баллонов и силовое поле их воздействия на перемещаемую транспортером объемную массу картофельного вороха значительно снижает эксплуатационно-технологические возможности таких устройств.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является комкодавитель картофелеуборочной машины, содержащий два встречно вращающихся цилиндрических баллона, каждый из которых выполнен в виде установленных на приводном валу торцовых дисков с закрепленной на них покрышкой из эластичного материала. Схемно-конструктивное решение такого комкодавителя является классически традиционным для картофелеуборочных машин и широко используется как в отечественной, так и в зарубежной практике (Турбин Б.Г. Сельскохозяйственные машины. Теория и технологический расчет. Л., “Машиностроение”, 1967, с.502, рис.346).

Однако в таких устройствах кинематический режим и структура движения баллонов носит стационарный характер, что не является оптимально возможным условием для эффективной работы комкодавителя. Практика эксплуатации показала, что такие устройства характеризуются недостаточной эффективностью процесса разрушения почвенных комков, в частности при работе на средних и тяжелых почвах, а также при отделении клубней от удерживающей их ботвы вследствие слабой активности рабочей поверхности баллонов комкодавителя.

Задача предлагаемого изобретения - улучшение эксплуатационно-технологических характеристик комкодавителя картофелеуборочной машины за счет структурно-кинематических параметров движений верхнего рабочего органа - баллона и направленности силового поля воздействия его поверхности на объемную массу картофельного вороха и составляющие ее компоненты.

Поставленная задача достигается тем, что в комкодавителе картофелеуборочной машины, содержащем два встречно вращающихся цилиндрических баллона, каждый из которых выполнен в виде установленных на приводном валу торцовых дисков с закрепленной на них покрышкой из эластичного материала, согласно изобретению, верхний баллон со стороны привода снабжен вибровозбудителем, выполненным в виде косозубой центральной шестерни, механизма свободного хода и неуравновешенных сателлитов, оси которых связаны с корпусом вибровозбудителя через механизм свободного хода, и упругих элементов, при этом последние размещены между корпусом и косозубой центральной шестерней, соединенной с баллоном.

На фиг.1 схематически изображен комкодавитель картофелеуборочной машины, вид сбоку; на фиг.2 - верхний баллон комкодавителя, продольный разрез (кинематическая схема баллона).

Комкодавитель картофелеуборочной машины содержит установленные со смещением нижний 1 и верхний 2 цилиндрические баллоны, приводные валы 3 и 4, эластичную покрышку 5, концы которой закреплены на торцовых дисках 6. Торцовые диски 6 верхнего баллона 2 закреплены на цилиндрической обечайке 7, которая охватывает приводной вал 4 и смонтирована на валу посредством скользящего соединения “шпонка-паз” с возможностью перемещения вдоль него. Верхний баллон 2 комкодавителя со стороны привода кинематически связан с вибровозбудителем, который выполнен в виде размещенных в корпусе косозубой центральной шестерни 8, жестко соединенной с цилиндрической обечайкой 7 баллона 2, механизма свободного хода 9 и размещенных на водиле 10 сателлитов 11, введеных в зацепление с косозубой центральной шестерней. При этом сателлиты снабжены противофазно неуравновешенными дебалансами 12, а оси 13 сателлитов связаны с корпусом 14 вибровозбудителя через водило 10 и механизм свободного хода 9. Между корпусом вибровозбудителя и косозубой центральной шестерней 8 установлены упругие элементы 15 и 16.

Работа комкодавителя осуществляется следующим образом.

Картофельный ворох, состоящий из клубней, ботвы и почвенных комков, наклонным элеватором картофелеуборочной машины подается в рабочий зазор между встречно вращающимися - нижним 1 и верхним 2 баллонами комкодавителя. При прохождении обрабатываемой массы между баллонами происходит разрушение почвенных комков. Одновременно с вращением вала 4 приводится во вращение и косозубая центральная шестерня 8, жестко соединенная с цилиндрической обечайкой 7 баллона 2. Косозубая центральная шестерня 8, в свою очередь, приводит во вращение неуравновешенные сателлиты 11. Возникающая от дебаланса центробежная сила действует на ось 13. Водило 10 и оси 13 перемещаются только в сторону, противоположную вращению вала 4 баллона 2, что обеспечивается механизмом свободного хода 9. Таким образом, каждый оборот сателлитов 11 сообщает импульс водилу 10 (продолжительностью ¹/₂ оборота) в сторону, противоположную вращению вала 4 и, соответственно, баллона 2, взаимодействующего с объемной массой картофельного вороха и составляющими ее компонентами.

Неуравновешенные сателлиты 11 совершают сложное движение: относительное вокруг осей 13 и переносное вокруг оси вала 4 баллона 2. В результате переносного движения на сателлиты 11 действуют центробежные силы инерции, которые накладывают на косозубую центральную шестерню 8 возвратно-вращательные импульсы, носящие синусоидальный характер, причем полный цикл соответствует одному обороту неуравновешенных сателлитов 11. Под действием этих возвратно-вращательных импульсов в косозубом зацеплении возникают силы, смещающие косозубую центральную шестерню 8 в осевом направлении. Под действием положительного импульса косозубая центральная шестерня смещается вправо, а под действием отрицательного - влево (или наоборот в зависимости от направления нарезки зубьев). Упругие элементы 15 и 16 обеспечивают плавность осевых перемещений баллона 2 и ограничивают их.

Таким образом, верхний баллон 2 комкодавителя совершает сложное движение: на вращательное движение накладываются возвратно-вращательное и возвратно-поступательное осевые движения. Вибрационно-импульсный режим угловых и осевых колебаний баллона повышает его активность в зоне контакта с кусково-сыпучей массой картофельного вороха, поскольку вектор динамического воздействия со стороны поверхности баллона способствует формированию и развитию объемных сдвиговых деформаций в структурной массе материала, поступающей на комкодавитель. Тем самым создаются условия для рассредоточения потока клубней и почвенных комков вдоль рабочих поверхностей баллонов комкодавителя, что усиливает их разрушающую способность. При этом баллоны не только сжимают, но и растирают комки почвы, что способствует интенсивному их разрушению и отрыву клубней от столонов ботвы. После выхода из комкодавителя почвенные комки отсеиваются от корнеклубнеплодов. Далее компоненты картофельного вороха передаются на следующий рабочий орган по линии технологического процесса работы картофелеуборочной машины.

Предлагаемое устройство позволяет для разрушения почвенных комков использовать напряжение сдвига, которое на переувлажненных почвах в 2-3 раза меньше усилия, необходимого для разрушения статическим сжатием. Кинематический режим подвижности баллона, динамика и направленность силового поля его воздействия, в свою очередь, в условиях влажного состояния почвы обеспечивает самоочистку рабочих поверхностей баллонов комкодавителя от налипающих и адгезированных с ними частиц почвы.

Использование изобретения улучшает эксплуатационно-технологические характеристики комкодавителя картофелеуборочной машины.

Комкодавитель содержит два встречно вращающихся цилиндрических баллона. Каждый баллон выполнен в виде установленных на приводном валу торцовых дисков с закрепленной на них покрышкой из эластичного материала. Верхний баллон со стороны привода снабжен вибровозбудителем, выполненным в виде косозубой центральной шестерни, механизма свободного хода и неуравновешенных сателлитов, оси которых связаны с корпусом вибровозбудителя через механизм свободного хода, и упругих элементов. Упругие элементы размещены между корпусом вибровозбудителя и косозубой центральной шестерней, соединенной с баллоном. Улучшаются эксплуатационно-технологические характеристики комкодавителя. 2 ил.

Комкодавитель картофелеуборочной машины, содержащий два встречно вращающихся цилиндрических баллона, каждый из которых выполнен в виде установленных на приводном валу торцовых дисков с закрепленной на них покрышкой из эластичного материала, отличающийся тем, что верхний баллон со стороны привода снабжен вибровозбудителем, выполненным в виде косозубой центральной шестерни, механизма свободного хода и неуравновешенных сателлитов, оси которых связаны с корпусом вибровозбудителя через механизм свободного хода, и упругих элементов, при этом последние размещены между корпусом вибровозбудителя и косозубой центральной шестерней, соединенной с баллоном.