ХЕДЕР-АДАПТЕР ДЛЯ ЗЕРНОУБОРОЧНОЙ МАШИНЫ Российский патент 2015 года по МПК A01D47/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для раздельной уборки колосовой и стеблевой части растений.

Известно устройство [1], представляющее собой барабан, на котором рядами установлены пальцевые гребенки с механизмом среза колосьев, включающим подвижные ножи с приводными упругими элементами и клиновый фиксатор. Недостатками этого устройства являются: большие потери зерна из-за невозможности одновременного среза у основания колоса высоких и низких растений; сложный и неэффективный механизм среза колосьев; отсутствие механизма среза стеблевой части растений и приспособлений для подъема полеглой хлебной массы.

Указанные недостатки обусловлены тем, что срез колоса происходит в результате защемления его между кромками подвижных ножей, при этом высокие растения, попавшие в защемление с низкими, будут перерезаны по стеблю от основания колоса на различной длине, что приведет к опаданию их с вращающегося барабана на поле, либо при попадании их в молотильное устройство они значительно ухудшат процесс обмолота и сепарации зерна. Данное устройство также не предусматривает подъем полеглой хлебной массы и уборку стеблевой части растений.

Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому хедеру-адаптеру является машина для уборки сельскохозяйственных культур [2] (прототип).

Машина содержит верхний и нижний режущие аппараты, устройство для подвода растений к верхнему аппарату, колосовой верхний и стеблевой нижний транспортеры и присоединенные к раме криволинейные делители-стеблеподъемники.

Недостатками этой машины являются: разрушение целостности колоса; потери зерна; сложная металло- и энергоемкая конструкция; неэффективный срез колоса.

Указанные недостатки обусловлены тем, что при контакте колосьев с планками подводящего мотовила происходит одновременно срез различных по высоте стеблей с колосьями, частичное разрушение колоса, осыпание зерна на поле.

Срез происходит режущим аппаратом сегментно-пальцевого типа при подводе мотовила стеблей колоса, при этом одновременно могут подводиться и различные по высоте колосья и, следовательно, они будут срезаны на различной высоте. В результате в обмолачивающий аппарат будут подаваться колосья, срезанные у основания, и колосья со стеблями, что затрудняет процесс обмолота и сепарации, увеличивает микроповреждения зерен.

Установленный верхний режущий аппарат на фиксированной высоте совместно с подводящим мотовилом не позволяет в достаточной степени срезать колос непосредственно у его основания.

Консольное (жесткое) соединение делителей-стеблеподъемников с рамой не позволяет поднимать полеглые хлеба на полях с неровным рельефом.

Наличие в машине двух режущих аппаратов сегментно-пальцевого типа значительно усложняет конструкцию и увеличивает ее металлоемкость и энергоемкость.

Заявленное изобретение направлено на обеспечение эффективного среза колоса непосредственно у его основания, сохранение целостности колоса, исключение дробления и микроповреждений семян, снижение потерь зерна, упрощение конструкции, снижение ее металло- и энергоемкости.

Поставленная задача достигается совокупностью существенных признаков предлагаемого хедера-адаптера, содержащего: верхние и нижние режущие аппараты, устройства подвода растений для верхнего режущего аппарата, колосовой верхний и стеблевой нижний шнеки (транспортеры) и присоединенные к раме криволинейные делители - стеблеподъемники.

Существенные признаки, отличительные от прототипа

Режущие элементы колосьев, расположенные у основания пальцевых гребенок, установлены шарнирно на вращающихся на валах радиальных лучах, при этом направление рабочего хода пальцевых гребенок противоположно направлению движения машины.

Установка режущих элементов на вращающихся на валах радиальных лучах, вместо известного режущего аппарата, позволяет совместить операцию подвода стеблей и срез только колосовой (продуктивной) части, что снижает потерю зерна из-за осыпания на поле, уменьшает энерго-, материало-, металлоемкость.

При направлении рабочего хода пальцевых гребенок противоположно движению машины требуется меньшая скорость воздействия пальцевых гребенок и режущих элементов на колос, в результате чего не происходит «разбрызгивание зерна» как, например, при очесе колосьев на корню адаптерами.

Выполнение режущих элементов по разветвляющейся и симметричной относительно межпальцевого пространства кривой образует рабочие щели при сопряжении ее левой и правой ветвей с кривыми, выходящими из оснований смежных пальцев.

Пальцы гребенки ориентируют в межпальцевое пространство стебли колосьев, дозировано «выстраивают» колосья в рабочие щели, образованные разветвляющей, симметричной относительно межпальцевого пространства кривой и сопряженной ее левой и правой ветвями с кривыми, выходящими из оснований смежных пальцев, где происходит срез колоса непосредственно у его основания.

Разветвляющаяся и симметричная относительно межпальцевого пространства кривая рассекает колосовой поток пополам.

Кривые, выходящие из оснований смежных пальцев и сопряженные с левыми и правыми ветвями, образующие рабочие щели, дозировано «выстраивают» стебли колосьев в рабочие щели, где и происходит, по мере натяжения стеблей, срез колосьев непосредственно у их основания.

Механизм ориентации пальцевых гребенок, включающий шарнирно установленный кривошип, длина которого равна длине меньшей стороны параллелограммного механизма, поводок, длина которого в √2 раз меньше длины кривошипа, шарнирно установленный на втором радиальном луче на расстоянии от свободного конца луча, равном длине поводка, и шарнирно соединенный с кривошипом пальцевой гребенки.

Такое взаиморасположение звеньев и соотношение их длин позволяют колосовой гребенке, которая жестко связана с кривошипом, вертикально входить в хлебостой. Затем принимать горизонтальное или близкое к нему положение, при котором происходит натяжение каждого стебля колоса и срез непосредственно у его основания, далее поворот гребенки на 90°, при котором происходит сброс срезанных колосьев к колосовому шнеку.

Установка на кривошипе упора позволяет вращаться кривошипу в одном направлении с радиальным лучом, при контакте упора с поводком, из положения, когда кривошип и поводок лежат на одной прямой (положение, когда пальцевая гребенка входит вертикально в хлебостой).

Угол поворота радиального луча φ, угол поворота кривошипа ψ, угол наклона пальцевой гребенки γ связаны соотношениями:

Такое соотношение позволяет пальцевой гребенке: занимать вертикальное положение при входе в хлебостой; горизонтальное положение или близкое к нему при срезе колосьев, при натяжении каждого стебля и срезе колоса непосредственно у основания; осуществлять поворот на 90°, соответствующий положению сброса срезанных колосьев к колосовому шнеку и установку в рабочее положение (вертикальный вход в хлебостой).

Тыльная сторона пальцевой гребенки выполнена в виде желоба. Срезанные колосья режущими элементами пальцевых гребенок, а также выделившиеся осыпанием семена улавливаются желобом, выносятся из зоны стеблестоя и сбрасываются без потерь к колосовому шнеку.

На рис. 1 представлена структурная схема предлагаемого хедер-адаптера. На рис. 2 представлена пальцевая гребенка с режущими элементами (вид сверху). На рис. 3 представлена схема пальцевой гребенки с кривошипом и упором (вид сбоку).

Сведения, подтверждающие возможность осуществления хедера-адаптера.

Хедер-адаптер (рис. 1) содержит: радиальные лучи 1, 2, установленные на валах с эксцентриситетом, равным длине звена 3, образующие параллелограммный механизм; на конце луча 1 шарнирно установлен кривошип 4, длина которого равна длине меньшей стороны 3 параллелограмма; поводок 5, длина которого в √2 раз меньше длины кривошипа, шарнирно установленный на втором радиальном луче 2 на расстоянии от свободного конца луча, равном длине поводка и шарнирно соединенном с кривошипом; пальцевую гребенку 6, жестко соединенную с кривошипом, у межпальцевого пространства которой, установлены режущие элементы колосьев 7 (рис. 2). На кривошипе установлен упор 8 (рис. 3), который позволят кривошипу из положения (пальцевая гребенка входит в хлебостой), при котором кривошип и поводок лежат на одной прямой, вращаться в одном направлении с радиальным лучом 1, желоб 9, соединенный с тыльной стороны пальцевой гребенки; стеблеподъемник 10, шарнирно установленный на раме 11 и опирающийся на опору 12 на поле; колосовой шнек 13; механизм среза стеблей 14 и стеблевой шнек 15.

Предлагаемый хедер-адаптер работает следующим образом.

Хедер-адаптер навешивается на самоходный или прицепной комбайн. При движении комбайна радиальные лучи 1, 2 и звено 3, образующие параллелограммный механизм, посредством кривошипа 4 и поводка 5, вращаясь, ориентируют пальцевую гребенку 6 таким образом, что вначале она входит вертикально в хлебостой (положение, когда кривошип 4 и поводок 5 лежат на одной прямой), причем, взаимодействуя с упором 8, поводок 5 заставляет вращаться кривошип 4 в одном направлении с радиальными лучами 1, 2. Далее пальцевая гребенка 6 прочесывает колосья, и они попадают в межпальцевое пространство в рабочие щели к режущим элементам 7, срез колосьев происходит непосредственно у основания в момент натяжения каждого стебля, при этом меньшие по длине стеблевые колосья срезаются раньше. В этот момент пальцевая гребенка 6 расположена горизонтально или близко к горизонту.

Срезанные колосья собираются в желобе 9, который соединен с тыльной стороной пальцевой гребенки 6. Полеглые стебли колосьев посредством стеблеподъемника 10, шарнирно установленного на раме 11 и опирающегося на опору 12 на поле, поднимаются и захватываются пальцевой гребенкой 6.

В дальнейшем пальцевые гребенки ориентируются посредством кривошипа 4, поводка 5, с большей угловой скоростью вращаются в противоположном направлении радиальным лучам 1, 2, при этом происходит сброс срезанных колосьев из желоба 9, сброшенные колосья попадают в колосовой шнек 13, который в дальнейшем подает их в молотильное устройство. После сброса колосьев пальцевые гребенки 6 механизмом ориентации - звеньями 4, 5, 1, 2, устанавливаются в положение входа пальцевых гребенок в хлебостой. Таким образом, за один оборот радиальных лучей гребенка участвует в четырех фазах: вхождение в хлебостой (вертикальное положение); срез колосьев (горизонтальное положение или близкое к нему); сброс колосьев (гребенка расположена вертикально: кривошип 4 и поводок 5 сложены и лежат на одной прямой); установка в рабочее положение.

Стебли без колосьев срезаются механизмом 14 сегментно-пальцевого типа, если это необходимо для данного технологического процесса, и собираются стеблевым шнеком 15.

Источники информации

1. А.с. 1544259 СССР, МКИ A01D 47/00. Устройство для уборки сельскохозяйственных растений / Бутенко Л.И., Скоморошенко Н.В. Заявлено 29.02.1988 г.

2. А.с. 1355161 СССР, МКИ A01D 47/00. Машина для уборки сельскохозяйственных культур / Огрызков Е.П., Кодяков И.Д. Заявлено 28.04.1986 г.

Хедер-адаптер содержит вращающиеся на валах радиальные лучи, которые образуют параллелограммный механизм. На конце ведущего луча шарнирно установлены пальцевые гребенки, которые жестко соединены с кривошипом, который шарнирно связан с поводком, установленным шарнирно на другом радиальном луче на расстоянии, равном длине поводка, считая от свободного конца, и равным в √2 раз меньше длины кривошипа, длина которого равна меньшей стороне параллелограмма. Направление вращения пальцевых гребенок противоположно направлению движения машины. На кривошипе установлен упор, который позволяет кривошипу из положения, когда кривошип и поводок лежат на одной прямой, вращаться в одном направлении с радиальными лучами. Режущие элементы выполнены по разветвляющейся и симметричной относительно межпальцевого пространства кривой, образующей рабочие щели при сопряжении ее левой и правой ветвей с кривыми, выходящими из оснований смежных пальцев гребенки. Такое конструктивное решение позволяет пальцевой гребенке за один оборот радиальных лучей: входить вертикально в хлебостой; прочесывать и срезать колосья у их оснований без повреждений и потерь; сбрасывать колосья к колосовому шнеку; устанавливаться в рабочее положение. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Хедер-адаптер, включающий верхний и нижний режущие аппараты, устройство для подвода растений к верхнему режущему аппарату, колосовой верхний и стержневой нижний транспортеры, представляющие собой шнеки, и присоединенные к раме делители - стеблеподъемники, при этом устройства подвода растений к верхнему режущему аппарату представляет собой параллелограммный механизм, включающий звено и два радиальных вращающихся луча, один из которых установлен с эксцентриситетом по отношению к другому, режущие элементы расположены у основания пальцевой гребенки, установленной на одном из радиальных лучей, при этом направление рабочего хода пальцевой гребенки противоположно направлению движения машины.

2. Хедер-адаптер по п. 1, отличающийся тем, что лезвия режущих элементов выполнены по разветвляющейся и симметричной относительно межпальцевого пространства кривой, образующей рабочие щели при сопряжении ее левой и правой ветвей с кривыми, выходящими из оснований смежных пальцев.

3. Хедер-адаптер по п. 1, характеризующийся тем, что содержит механизм ориентации пальцевых гребенок, включающий кривошип, длина которого равна длине меньшей стороны параллелограммного механизма, поводок, длина которого в √2 раз меньше длины кривошипа, шарнирно установленный на втором радиальном луче на расстоянии от свободного конца луча, равном длине поводка, и шарнирно соединенный с кривошипом пальцевых гребенок.

4. Хедер-адаптер по п. 1, отличающийся тем, что угол поворота радиального луча φ, угол поворота кривошипа ψ, угол наклона пальцевой гребенки γ связаны соотношениями:

5. Хедер-адаптер по п. 1, отличающийся тем, что на кривошипе установлен упор, который в положении, когда кривошип и поводок лежат на одной прямой, позволяет кривошипу вращаться в одном направлении с радиальным лучом при вхождении гребенки в хлебостой.

6. Хедер-адаптер по п. 1, отличающийся тем, что тыльная сторона пальцевой гребенки выполнена в виде желоба.