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 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.

Известен также баллон-комкодавитель, включающий центральный вал, внутреннюю и внешнюю цилиндрические покрышки из эластичного материала, закрепленные на валу посредством торцовых дисков, причем торцовые диски выполнены в виде отдельных радиально закрепленных на валу упругих плоских пластин (авт. свид. СССР №654209, кл. А 01 D 33/00, 1977).

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, при этом по меньшей мере верхний баллон посредством торцовых дисков упруго связан с приводным валом (авт. свид. СССР №1417818, кл. А 01 D 33/00, 1987).

Наличие упругой связи верхнего баллона с приводным валом обеспечивает со стороны его эластичной поверхности - покрышки стабильное силовое воздействие на поступающую кусково-сыпучую массу в комкодавитель и, следовательно, достаточно удовлетворительное разрушение почвенных комков.

Однако описанное устройство также характеризуется недостаточной эффективностью разрушения почвенных комков, в частности при работе устройства на средних и тяжелых почвах, а также отделения клубней от удерживающей их ботвы вследствие слабой активности рабочей поверхности баллонов комкодавителя.

Задача предлагаемого изобретения - улучшение эксплуатационно-технологических характеристик комкодавителя картофелеуборочной машины за счет автоколебательных движений верхнего баллона и силового поля воздействия его рабочей поверхности на объемную массу картофельного вороха.

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, при этом по меньшей мере верхний баллон посредством спиральных витков торцовых дисков упруго связан с приводным валом, согласно изобретению верхний баллон установлен на приводном валу с возможностью углового и осевого перемещений относительно вала посредством коаксиально расположенных на нем винтовых пружин, одни концы которых закреплены соответственно на приводном валу, а другие - на торцовых дисках баллона, при этом баллон снабжен упорной пластиной, установленной на торцевой поверхности диска под углом к ней, и роликом, закрепленным на раме с возможностью взаимодействия с упорной пластиной. Упорная пластина выполнена с возможностью установочного изменения угла по отношению к торцевой поверхности диска, а ролик выполнен с возможностью установочного перемещения вдоль вала баллона.

На фиг.1 схематически изображен комкодавитель картофелеуборочной машины, вид сбоку; на фиг.2 - верхний баллон комкодавителя, продольный разрез (кинематическая схема баллона); на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 - узел Б на фиг.2; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.4.

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. Верхний цилиндрический баллон 2 установлен на приводном валу 4 посредством коаксиально расположенных разнонаправленных цилиндрических винтовых пружин 7. Внутренние концы пружин 7 закреплены на втулках 8, установленных на приводном валу 4 посредством скользящего соединения "шпонка-паз" с возможностью перемещения вдоль него. Внешние концы пружин 7 жестко укреплены на ступицах торцовых дисков 6 баллона 2, свободно охватывающих приводной вал 4.

Баллон 2 снабжен упорной пластиной 9, установленной на торцовой поверхности диска 6 под углом α к ней, и роликом 10, закрепленным на раме комкодавителя с возможностью взаимодействия с упорной пластиной 9. Последняя выполнена с возможностью установочного изменения угла α, установлена на шарнире 11 и зафиксирована нажимной планкой 12. Ролик 10 выполнен с возможностью установочного перемещения вдоль вала 4 баллона 2 комкодавителя. Для этого в резьбовой втулке 13 установлен толкатель 14 ролика 10.

Устройство работает 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 объемной массы картофельного вороха в зазоре между нижним и верхним цилиндрическими баллонами корнеклубнеплоды и почвенные комки, прочность которых одинакова с клубнями или выше, вдавливаются в их эластичную покрышку. Почвенные комки, которые имеют прочность меньше, чем клубни, проходя между баллонами 1 и 2, разрушаются и после выхода из комкодавителя отсеиваются от корнеклубнеплодов. Далее компоненты картофельного вороха передаются на следующий рабочий орган технологической цепочки уборочной машины.

При вращении баллона 2 наклонная упорная пластина 9, вращаясь вместе с ним на стрелке Г, плавно входит в контакт с роликом 10, который, оставаясь неподвижным, свободно вращается на своей оси, перекатываясь по наклонной рабочей плоскости пластины 9, отжимая (перемещая) последнюю вместе с баллоном на величину хода Н в направлении стрелки Д, что проявляется в осевой и угловой (окружной) деформации (возбуждениях) пружин 7.

При сходе (соскоке) вращающейся в направлении стрелки Г пластины 9 с ролика 10 происходят резкие автоколебания баллона в осевом - с амплитудой ± и в окружном (угловом) - с амплитудой ±α направлениях относительно вала 4 под действием ранее возбужденных (деформированных) пружин 7, стремящихся возвратиться в исходное состояние динамического равновесия.

Такое осциллирующее движение 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 достатачно качественного и полного отделения клубней от ботвы в зоне комкодавителя картофелеуборочной машины.

Резкие автоколебания баллона 2 способствуют также более эффективному разрушению почвенных комков за счет обеспечения тангенциально направленного воздействия - сдвига его эластичной поверхности в двух взаимно перпендикулярных направлениях. При этом сложные пространственные траектории колебательных движений баллона, динамика и силовое поле их воздействия позволяют реализовать режим подвижности баллона во взаимосвязи с периодическими изменениями сил сопротивления почвенных комков картофельного вороха при их деформации и разрушении.

Автоколебательный процесс баллона является незатухающим, так как за каждый полный оборот принудительное возбуждение пружин повторяется по указанной схеме.

Изменение деформации пружин, т.е. обеспечение первоначальной гарантированной амплитуды колебания баллону 2, осуществляется регулировкой угла наклона пластины 9 и поворотом толкателя 14 относительно резьбовой втулки 13, т.е. регулировкой хода Н баллона.

Предлагаемое техническое решение просто в конструктивном исполнении и при использовании улучшает эксплуатационно-технологические характеристики комкодавителя картофелеуборочной машины.

Комкодавитель содержит два с возможностью вращения цилиндрических баллона. Каждый баллон выполнен в виде установленных на приводном валу торцовых дисков и закрепленной на них покрышки из эластичного материала. По меньшей мере верхний баллон посредством спиральных витков торцевых дисков упруго связан с приводным валом. Верхний баллон установлен на приводном валу с возможностью углового и осевого перемещений относительно вала посредством коаксиально расположенных на нем винтовых пружин. Одни концы пружин закреплены на приводном валу, а другие - на торцовых дисках баллона. Баллон снабжен упорной пластиной, установленной на торцевой поверхности диска под углом к ней, и роликом, закрепленным на раме с возможностью взаимодействия с упорной пластиной. Улучшаются эксплуатационно-технологические характеристики комкодавителя. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Комкодавитель картофелеуборочной машины, содержащий два встречно вращающихся цилиндрических баллона, каждый из которых выполнен в виде установленных на приводном валу торцовых дисков и закрепленной на них покрышки из эластичного материала, при этом по меньшей мере верхний баллон посредством спиральных витков торцовых дисков упруго связан с приводным валом, отличающийся тем, что верхний баллон установлен на приводном валу с возможностью углового и осевого перемещений относительно вала посредством коаксиально расположенных на нем винтовых пружин, одни концы которых закреплены на приводном валу, а другие - на торцовых дисках баллона, при этом он снабжен упорной пластиной, установленной на торцевой поверхности диска под углом к ней, и роликом, закрепленным на раме с возможностью взаимодействия с упорной пластиной.2. Комкодавитель по п.1, отличающийся тем, что упорная пластина выполнена с возможностью установочного изменения угла по отношению к торцевой поверхности диска, а ролик выполнен с возможностью установочного перемещения вдоль вала баллона.