Ориентирующее устройство высадкопосадочной машины Российский патент 2020 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, Бюл. №12, 1987 г.). Ориентирующее устройство машины выполнено 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 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, метало- и энергоемок.

Известно 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.

Известно устройство для ориентации корнеплодов к посадочной машине (Патент РФ №2237397, МКИ А01С 11/00, 11/02, Бюл. №28 от 10.10.2004 г.), содержащее бесконечный тяговый элемент с захватами, перемещающийся в V-образном желобе, открытом сверху и снизу 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 хвостовой части 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. Недостатки данного устройства: строгий, жестко фиксированный угол между ориентирующими поверхностями V-образного желоба ограничивает размерный диапазон ориентируемых корнеплодов и снижает качество ориентирования (из-за большого разброса угла конусности хвостовой части корнеплодов); ориентирующие поверхности V-образного желоба в процессе работы загрязняются остатками почвы, что меняет угол между ориентирующими поверхностями, их конфигурацию и коэффициент трения, процесс ориентации приобретает случайный характер, изменяются кинематические режимы подачи корнеплодов от ориентирующего устройства, что ведет к пропускам в работе посадочного аппарата и снижает качество ориентирования; механизм ориентации сложен по конструкции, имеет много кинематических передач, низкую производительность и требует постоянного контроля своей работы.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является устройство для ориентации корнеплодов к посадочной машине (Патент РФ №2372767, МКИ А01С 11/00, 11/02, Бюл. №32 от 20.11.2009 г.), двухроторное лопастное ориентирующее устройство для корнеплодов конической формы представляет собой два ротора с одинаковым количеством лопастей z_л1=z_л2, которые установлены параллельно друг другу на одном уровне и вращаются навстречу друг другу синхронно (n_р1=n_р2), при этом лопасти роторов плоские, прямоугольной формы, одинаковы по размеру (L_л1=L_л2; В_л1=В_л2) и установлены относительно друг друга таким образом, что в горизонтальной плоскости две совмещенные лопасти роторов находятся на одном уровне с минимальным зазором S₀, а наименьшая длина лопастей 2 роторов 1 определяется из условия:

Корнеплоды поштучно захватываются одной из лопастей ротора и занимают горизонтальное положение между соседними лопастями ротора, длинной осью вдоль оси вращения ротора. При дальнейшем повороте ротора корнеплод перекатывается по поверхности лопасти и занимает устойчивое положение между двумя совмещенными лопастями роторов, которые образуют V-образный желоб. Далее при синхронном вращении роторов корнеплод разворачивается хвостовой частью вниз и зависает на уровне плоскости максимального диаметра между совмещенными лопастями роторов с опорой в двух точках, являющихся опорными точками воображаемой оси вращения корнеплода, относительно которой происходит разворот. Разворот корнеплода хвостовой частью вниз происходит за счет конусной формы хвостовой части корнеплода и момента силы тяжести, возникающего в V-образном желобе, образованном совмещенными лопастями роторов. На наклонной вогнутой поверхности приемного лотка корнеплод окончательно ориентируется хвостовой частью вниз и сходит, сохраняя исходное сориентированное положение.

Недостатком данного устройства является то, что при различной массе корнеплодов возможен разный прогиб лопастей, что приводит к снижению качества ориентирования корнеплодов, а также возможность травмирования корнеплодов лопастями.

Предлагаемое изобретение направлено на улучшение равномерной подачи корнеплодов свеклы в высаживающий аппарат без сортировки и разделения по фракциям и улучшения качества ориентирования, что увеличивает производительность и снижает затраты на производство семян.

Задача решена тем, что лопасти двух роторов, изготовленные из эластичного материала, установленные относительно друг друга таким образом, что в горизонтальной плоскости две совмещенные лопасти двух роторов находятся на одном уровне, а максимальный зазор S_max между лопастями, определяется из условия:

S_max=Δ_max+(3…4 ММ),

при этом максимальный прогиб Δ_max от воздействия массы корнеплода не более 1…2 мм определяемый зависимостью

где - длина лопасти, мм; m - масса корнеплода, кг, g - ускорение свободного падения м/с²; Е - модуль упругости материала лопасти, МПА, J_x - момент инерции поперечного сечения лопасти, мм⁴.

На фиг. 1 изображена схема ориентирующего устройства высадкопосадочной машины: а - вид сверху, б - вид слева.

На фиг. 2 представлены схемы последовательности ориентирования корнеплода ориентирующим устройством высадкопосадочной машины: а вид - слева, б - вид сверху.

Ориентирующее устройство высадкопосадочной машины состоит из двух роторов 1 с одинаковым количеством лопастей 2 z_л1=z_л2, равных числу высаживающих конусов высаживающего аппарата, которые установлены параллельно друг другу на одном уровне и вращаются навстречу друг другу с одинаковой угловой скоростью (ω_p1=ω_p2), при этом лопасти двух роторов 1 изготовленные из эластичного материала, установленные относительно друг друга таким образом, что в горизонтальной плоскости две совмещенные лопасти двух роторов находятся на одном уровне, а максимальный зазор S_max между лопастями, определяется из условия:

S_max=Δ_max+(3…4 мм),

при этом максимальный прогиб Δ_max от воздействия массы корнеплода не более 1…2 мм определяемый зависимостью

где - длина лопасти, мм; m - масса корнеплода, кг, g - ускорение свободного падения м/с²; Е - модуль упругости материала лопасти, МПА, J_x - момент инерции поперечного сечения лопасти, мм⁴, и приемного наклонного лотка 3.

Предлагаемое ориентирующее устройство высадкопосадочной машины работает следующим образом. Корнеплоды поштучно захватываются одной из лопастей 2 ротора 1 и за счет момента от силы тяжести занимают горизонтальное положение между соседними лопастями 2 ротора 1, длинной осью вдоль оси вращения ротора 1. При повороте лопасти ротора 1 от горизонтального положения на величину угла трения качения корнеплода он перекатывается по поверхности лопасти 2 и занимает устойчивое положение между двумя совмещенными лопастями 2 двух роторов 1, которые образуют V-образный желоб. При дальнейшем синхронном вращении двух роторов 1 совмещенные лопасти 2 двух роторов 1 «раскрываются», а корнеплод разворачивается хвостовой частью вниз и зависает на уровне плоскости максимального диаметра между совмещенными лопастями 2 двух роторов 1 с опорой в двух точках A и В (фиг. 2), являющихся опорными точками воображаемой оси вращения корнеплода, относительно которой происходит разворот. Ориентация корнеплода хвостовой частью вниз происходит за счет конусной формы хвостовой части корнеплода и момента силы тяжести, возникающего в V-образном желобе, образованном совмещенными лопастями 2 двух роторов 1, за счет смещения центра тяжести корнеплода от плоскости наибольшего диаметра в сторону хвостовой части.

Таким образом, ориентирующее устройство высадкопосадочной машины обеспечивает поштучное ориентирование корнеплодов, независимо от их размеров и конусности.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для ориентированной посадки маточников свеклы для получения семян. Устройство включает два ротора с лопастями. Лопасти двух роторов, изготовленные из эластичного материала, установлены относительно друг друга таким образом, что в горизонтальной плоскости две совмещенные лопасти двух роторов находятся на одном уровне. Максимальный зазор S_max между лопастями определяется из условия: S_max=Δ_max+(3…4 мм), при этом максимальный прогиб Δmax от воздействия массы корнеплода не более 1…2 мм определяется зависимостью:

где - длина лопасти, мм; m - масса корнеплода, кг, g - ускорение свободного падения м/с²; Е - модуль упругости материала лопасти, МПА, J_x - момент инерции поперечного сечения лопасти, мм⁴, и приемного наклонного лотка 3. Изобретение позволяет повысить надежность ориентированной поштучной подачи корнеплодов конической формы независимо от их размеров и конусности. 8 ил.

Ориентирующее устройство высадкопосадочной машины, содержащее два ротора с лопастями и приемный лоток, отличающееся тем, что лопасти двух роторов, изготовленные из эластичного материала, установлены относительно друг друга таким образом, что в горизонтальной плоскости две совмещенные лопасти двух роторов находятся на одном уровне, а максимальный зазор между лопастями определяется из условия:

S_max=Δ_max+(3…4 мм),

при этом максимальный прогиб Δ_max от воздействия массы корнеплода не более 1…2 мм определяется зависимостью:

где - длина лопасти, мм; m - масса корнеплода, кг, g - ускорение свободного падения м/с²; Е - модуль упругости материала лопасти, МПА, J_x - момент инерции поперечного сечения лопасти, мм⁴.