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 он снабжен расположенным вдоль оси его вращения механизмом вибрации, выполненным в виде соединенных с корпусом подшипниковой опоры шаровых упоров и контактирующих с ним выступов, закрепленных на одном из торцовых дисков.

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 и 5 - механизм вибрации вдоль оси вращения баллона комкодавителя, в двух положениях.

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 предварительно деформированных в осевом направлении 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 механизмом вибрации вдоль оси его вращения. Механизм принудительной вибрации баллона выполнен из шаровых упоров 9, неподвижно соединенных с корпусом подшипниковой опоры приводного вала 4, и выступов 10, жестко закрепленных на торце диска 6 с возможностью периодического взаимодействия упомянутых выступов с шаровыми упорами.

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.

Поскольку баллон снабжен механизмом принудительной вибрации, то при вращении приводного вала 4 выступы 10, расположенные на торцевом диске, периодически вступают в контакт с шаровыми упорами 9, перемещая баллон вдоль вала 4, например влево. При этом левая пружина 7 испытывает деформацию растяжения, а правая - сжатия. При дальнейшем вращении выступы 10 баллона сходят с шаровых упоров 9. Под действием пружин 7 баллон перемещается вдоль приводного вала 4 вправо. Режим силового воздействия на баллон со стороны механизма вибрации и силовой контакт его эластичной поверхности с объемной массой картофельного вороха, поступающего в комкодавитель, в свою очередь, приводят к переменной деформации - возбуждению упругих элементов - пружин 7 (связывающих его упруго с приводным валом 4) как в осевом направлении - вдоль вала 4, так и в окружном (угловом) - вокруг вала 4, что, в конечном счете, проявляется в непрерывном автоколебании баллона 2 в осевом - с амплитудой ±Δ и угловом - с амплитудой ±α направлениях относительно вала при одновременном непрерывном вращении баллона 2. При этом автоколебательный процесс баллона-комкодавителя является незатухающим, так как за каждый полный оборот принудительное возбуждение пружин повторяется по указанной схеме.

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 достаточно 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.

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. При этом, по меньшей мере, верхний баллон посредством спиральных витков торцовых 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 расположенным вдоль оси его вращения механизмом вибрации, выполненным в виде соединенных с корпусом подшипниковой опоры шаровых упоров и контактирующих с ним выступов, закрепленных на одном из торцовых дисков. Улучшаются эксплуатационно-технологические характеристики комкодавителя. 5 ил.

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 расположенным вдоль оси его вращения механизмом вибрации, выполненным в виде соединенных с корпусом подшипниковой опоры шаровых упоров и контактирующих с ним выступов, закрепленных на одном из торцовых дисков.