ДИСКОВОЕ ОРИЕНТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРНЕПЛОДОВ КОНИЧЕСКОЙ ФОРМЫ Российский патент 2007 года по МПК A01C11/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для ориентации корнеплодов конической формы.

Известны устройства для ориентирования предметов конической формы (А.С. СССР №244162, Б.И., №7, 1969 г.; А.С. СССР №361934, Б.И. №2, 1973 г.; А.С. СССР №475973, Б.И., №25, 1969 г.) и др. Эти устройства просты по конструкции, но ориентируют лишь небольшой размерный диапазон корнеплодов конической формы, имеют низкую производительность и недостаточную надежность ориентирования.

Известна машина для посадки корнеплодов (А.С. СССР №1299536, МКИ А01С 11/02, Б.И. №12, 1987 г.). Ориентирующее устройство машины выполнено в виде криволинейного скребкового транспортера, движущегося в V-образном желобе. Корнеплоды, занявшие положение хвостовой частью вниз на криволинейном участке V-образного желоба, выпадают из захватов, и скребок уходит пустым. Корнеплоды, занявшие положение хвостовой частью вверх, через промежуточный лоток подаются в воронку распределительного устройства, а затем в накопитель.

Недостатком данного устройства является возможное повреждение корнеплодов из-за увеличения числа этапов ориентирования некоторых корнеплодов, ввиду их сброса при неправильном ориентировании. Механизм ориентации сложен по конструкции, металло- и энергоемок.

Известно устройство для ориентации корнеплодов к посадочной машине (Патент РФ №2237397, МКИ А01С 11/00, 11/02, Б.И. №28 от 10.10.2004 г.), содержащее бесконечный тяговый элемент с захватами, перемещающийся в V-образном желобе, открытом сверху и снизу и имеющем горизонтальный ориентирующий участок прямолинейной формы. Бесконечный тяговый элемент установлен сбоку от V-образного желоба и расположен параллельно одной из боковин V-образного желоба. Угол между боковинами V-образного желоба меньше минимального значения угла конусности корнеплода.

Корнеплоды поштучно подаются в ориентирующее устройство сверху, до соприкосновения с ориентирующими поверхностями V-образного желоба. Приобретенная центром масс корнеплода линейная скорость преобразуется в угловую скорость разворота. Корнеплод зависает на уровне плоскости максимального диаметра с опорой в двух точках, являющихся воображаемой осью вращения корнеплода при его развороте, и выносится к посадочному аппарату скребками. Если корнеплод фиксируется в створе ориентирующих поверхностей хвостовой частью вверх, то он принудительно разворачивается лопастями битерного барабана.

Механизм ориентации сложен по конструкции, имеет много кинематических передач, низкую производительность и качество ориентирования, требует постоянного контроля своей работы.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является устройство для ориентации моркови (Великобритания, Заявка №1353706, приоритет Дании 21.06.1971 г., №3029; Публикация 22.05.1974 г., №4442). Ориентирующее устройство включает два диска, которые установлены на общем ведущем валу, на расстоянии друг от друга и сужаются к середине; стопорный элемент и упор, расположенные под углом к горизонтали по разные стороны в створе между этими дисками, а также направительный желоб, установленный над дисками вертикально.

При поступлении корнеплодов из направительного желоба головкой вниз морковь защемляется между дисками и вследствие вращения дисков ориентируется головкой в направлении вращения дисков.

При поступлении корнеплодов из направительного желоба головкой вверх морковь проваливается между дисками и благодаря наличию упора и вращению дисков также ориентируется головкой в направлении вращения дисков. Набегая на стопорный элемент, корнеплод скользит по его поверхности вниз и сходит с ориентирующего устройства.

Недостатком данного ориентирующего устройства является его ненадежность, связанная с тем, что корнеплоды подаются в ориентирующее устройство вертикально, в результате чего при падении корнеплода возможен удар и отскок в любом произвольном направлении, т.е. процесс ориентации приобретает случайный характер; ориентируется небольшой размерный диапазон корнеплодов, в связи с тем, что в створе между дисками упор для разворота хвостовой части корнеплода закреплен жестко на определенном уровне.

Заявленное изобретение направлено на устранение вышеотмеченных недостатков, улучшение качества ориентирования и упрощение конструкции ориентирующего устройства.

Задача решена тем, что предлагаемое дисковое ориентирующее устройство для корнеплодов конической формы имеет диски с ломаной конической поверхностью, образующие которых составляют между собой два разнонаклоненных под углами α₁ и α₂ участка, в створ конических дисков входит часть направительного желоба, которая повторяет контур створа и срезана в продольной плоскости под углом к линии дна направительного желоба, которая расположена к горизонтали под углом , который на 10...15° больше, чем угол трения скольжения корнеплодов по его поверхности, над коническими дисками установлен стабилизирующий элемент из гибкого упругого материала, нижняя часть которого входит в створ конических дисков и повторяет контур створа, вертикально вниз от общего вала установлен стопор, который представляет собой металлическую пластину, контур которой повторяет створ конических дисков, конические диски со стороны схода корнеплодов закрыты кожухом.

Остальные признаки заявляемого устройства частные, поскольку характеризуют лишь конкретное исполнение того или иного узла.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена принципиальная схема дискового ориентирующего устройства для корнеплодов конической формы на трех видах: вид сбоку; вид спереди; вид сверху.

На фиг.2 представлена схема ориентации корнеплодов конической формы: а - при подаче головкой вниз; б - при подаче головкой вверх.

На фиг.3 представлена схема работы стабилизирующего элемента при ориентации корнеплодов.

Дисковое ориентирующее устройство для корнеплодов конической формы включает два конических диска 1 (фиг.1), которые имеют ломаную коническую поверхность, которые установлены на общем валу 2 на расстоянии друг от друга и вращаются синхронно. Образующие конических дисков 1 составляют между собой два разнонаклоненных под углами α₁ и α₂ участка. Внутренние стороны конических дисков 1 составляют ориентирующие поверхности, которые образуют створ. В створ конических дисков 1 входит часть направительного желоба 3, которая повторяет контур створа и срезана в продольной плоскости под углом к линии дна направительного желоба 3, которая расположена к горизонтали под углом , который на 10...15° больше, чем угол трения скольжения корнеплодов по его поверхности. Над коническими дисками 1 установлен стабилизирующий элемент 5 из гибкого упругого материала, нижняя часть которого входит в створ конических дисков 1 и повторяет контур створа. Вертикально вниз от общего вала 2 конических дисков 1 установлен стопор 4, который представляет собой металлическую пластину, контур которой повторяет створ конических дисков 1. Со стороны схода корнеплодов конические диски 1 закрыты кожухом 6.

Угол наклона между образующими конических дисков 1 первого участка α₁ определяется из условия:

L - расстояние между образующими конических дисков 1 по общему валу 2, мм;

L=D_min - 5...10 мм;

D_min - наименьший диаметр корнеплода, мм;

L₁ - расстояние между коническими дисками 1 по линии изменения угла наклона образующих, мм;

L₁=D_min,

R₁ - расстояние от оси вращения конических дисков 1 до линии изменения угла наклона образующих по вертикали, мм;

- расстояние от линии наибольшего диаметра до вершины головки корнеплода с наименьшим диаметром, мм.

Угол наклона между образующими конических дисков 1 второго участка α₂ определяется из выражения:

- минимальный угол конусности хвостовой части корнеплода с наибольшими диаметром и длиной, град.

Расстояние L₂ между коническими дисками 1 по точкам наибольшего диаметра определяется из выражения:

L₂=D_max+5...10 мм.

D_max - наибольший диаметр корнеплода, мм.

Высота Н установки стабилизирующего элемента 5 над осью вращения конических дисков 1 определяется из условия:

R - расстояние от оси вращения до точек наибольшего диаметра конических дисков по вертикали, мм;

l₁ ^max - наибольшая длина хвостовой части корнеплода с наибольшим размером по линии наибольшего диаметра, мм.

Расстояние р от точек наибольшего диаметра конических дисков 1 по радиусу от оси вращения до поверхности кожуха 6 определяется из условия:

Дисковое ориентирующее устройство работает следующим образом.

Корнеплоды конической формы поштучно поступают с направительного желоба 3 (фиг.2) головкой вверх или головкой вниз в створ конических дисков 1. Наклон линии дна направительного желоба 3 к горизонтали и его форма стабилизируют исходное положение корнеплода до его соприкосновения с ориентирующими поверхностями конических дисков 1.

При поступлении корнеплода головкой вниз (фиг.2а) его сферическая головка соприкасается с ориентирующими поверхностями конических дисков 1 в двух точках, являющихся воображаемой осью вращения корнеплода при его развороте. Вследствие вращения конических дисков 1 корнеплод вращается вместе с ними, а его хвостовая часть стремится развернуться против направления вращения под действием силы инерции и момента от силы тяжести, сохраняя тем самым исходное положение корнеплода головкой вниз. В том случае, если корнеплод фиксируется в створе конических дисков вертикально (фиг.3), то его хвостовая часть упирается в стабилизирующий элемент 5, который разворачивает корнеплод принудительно. Набегая на стопорный элемент 4, корнеплод скользит по его поверхности вниз и сходит с ориентирующего устройства.

При поступлении корнеплода головкой вверх (фиг.2б) он или фиксируется на уровне плоскости максимального диаметра между ориентирующими поверхностями конических дисков 1, или его хвостовая часть защемляется между коническими дисками 1 на линии изменения угла наклона между образующими. Корнеплоды с наименьшим размером по линии наибольшего диаметра разворачиваются относительно края направительного желоба 3 под действием момента от силы тяжести и фиксируются в створе конических дисков 1 в вертикальном положении. За счет разности угловых скоростей головки и хвостовой части корнеплода, а также за счет того, что при вращении конических дисков 1 хвостовая часть корнеплода задевает за общий вал 2, который является упором и отстает от головки, корнеплод ориентируется головкой в направлении вращения конических дисков 1. Набегая на стопорный элемент 4, корнеплод скользит по его поверхности вниз и сходит с ориентирующего устройства.

Стабилизирующий элемент 5 и кожух 6 противодействуют развороту хвостовой части корнеплода под действием силы инерции в направлении вращения конических дисков 1.

Каждый корнеплод ориентируется за 1/2 оборота конических дисков.

Таким образом, предлагаемое дисковое ориентирующее устройство для корнеплодов конической формы по сравнению с прототипом обеспечивает ориентирование большого размерного диапазона корнеплодов конической формы независимо от их геометрических параметров и повышение производительности.

По изобретению проведены лабораторные исследования. Получены положительные результаты.

Устройство имеет диски с ломаной конической поверхностью, образующие которых составляют между собой два разнонаклоненных под углами α₁ и α₂ участка. Угол α₁ определяется из условия: где L - расстояние между образующими конических дисков по общему валу, мм; L=Dmin - 5...10 мм, D_min - наименьший диаметр корнеплода, мм; L₁ - расстояние между коническими дисками по линии изменения угла наклона образующих, мм; L₁=D_min, R₁ - расстояние от оси вращения конических дисков до линии изменения угла наклона образующих по вертикали, мм; - расстояние от линии наибольшего диаметра до вершины головки корнеплода с наименьшим диаметром, мм; угол α₂ определяется из выражения: - минимальный угол конусности хвостовой части корнеплода с наибольшими диаметром и длиной, град; расстояние L₂ между коническими дисками по точкам наибольшего диаметра определяется из выражения: L₂=D_max+5...10 мм, D_max - наибольший диаметр корнеплода, мм. В створ конических дисков входит часть направительного желоба. Она повторяет контур створа и срезана в продольной плоскости под углом к линии дна направительного желоба. Линия дна желоба расположена к горизонтали под углом Последний на 10...15° больше, чем угол трения скольжения корнеплодов по его поверхности. Над коническими дисками установлен стабилизирующий элемент из гибкого упругого материала. Нижняя часть стабилизирующего элемента входит в створ конических дисков и повторяет контур створа. Стопор установлен вертикально вниз от общего вала. Он представляет собой металлическую пластину, контур которой повторяет створ конических дисков. Последние со стороны схода корнеплодов закрыты кожухом. Изобретение позволяет повысить надежность ориентирования большого размерного диапазона корнеплодов конической формы независимо от их геометрических параметров и увеличить производительность устройства. 6 ил.

Дисковое ориентирующее устройство для корнеплодов конической формы, включающее два диска, которые установлены на общем валу на расстоянии друг от друга, направительный желоб и стопор, отличающееся тем, что диски имеют ломаную коническую поверхность, образующие конических дисков составляют между собой два разнонаклоненных под углами α₁ и α₂ участка, при этом угол наклона между образующими конических дисков первого участка α₁ определяется из условия

где L - расстояние между образующими конических дисков по общему валу, мм;

L=Dmin-5-10, мм;

D_min - наименьший диаметр корнеплода, мм;

L₁ - расстояние между коническими дисками по линии изменения угла наклона образующих, мм;

L₁=D_min;

R₁ - расстояние от оси вращения конических дисков до линии изменения угла наклона образующих по вертикали, мм;

- расстояние от линии наибольшего диаметра до вершины головки корнеплода с наименьшим диаметром, мм;

а угол наклона между образующими конических дисков второго участка α₂ определяется из выражения

- минимальный угол конусности хвостовой части корнеплода с наибольшими диаметром и длиной, град.;

расстояние L₂ между коническими дисками по точкам наибольшего диаметра определяется из выражения

L₂=D_max+5-10 мм,

где D_max - наибольший диаметр корнеплода, мм;

причем в створ конических дисков входит часть направительного желоба, которая повторяет контур створа и срезана в продольной плоскости под углом к линии дна направительного желоба, расположенной к горизонтали под углом который на 10-15° больше, чем угол трения скольжения корнеплодов по его поверхности, над коническими дисками установлен стабилизирующий элемент из гибкого упругого материала, высота установки которого над осью вращения конических дисков определяется из условия

где R - расстояние от оси вращения до точек наибольшего диаметра конических дисков по вертикали, мм;

- наибольшая длина хвостовой части корнеплода с наибольшим диаметром, мм;

а нижняя часть стабилизирующего элемента входит в створ конических дисков и повторяет контур створа, кроме того, стопор установлен вертикально вниз от общего вала и представляет собой металлическую пластину, контур которой повторяет контур створа конических дисков, со стороны схода корнеплодов конические диски закрыты кожухом, а расстояние от точек наибольшего диаметра конических дисков по радиусу от оси вращения до поверхности кожуха определяется из условия