RU2351115C1

RU2351115C1 - Method of thrashing grain crops using double-drum threshing-separating device and device to this end

Info

Publication number: RU2351115C1
Application number: RU2007130907/12A
Authority: RU
Inventors: Марат Исаакович Липовский (RU); Марат Исаакович Липовский; Александр Николаевич Перекопский (RU); Александр Николаевич Перекопский; Михаил Михайлович Кузовников (RU); Михаил Михайлович Кузовников
Original assignee: Марат Исаакович Липовский
Priority date: 2007-08-13
Filing date: 2007-08-13
Publication date: 2009-04-10

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: present invention pertains to farm-machinery industry. The threshing method lies in combining impact, wearing out and stripping non-monotonic action on threshed crops. Threshing is done on both threshing units at the same rate and threshing gaps, imparting energy on the threshed crops at two intensity levels. The ratio between the amount of effect at the high and low levels in the first threshing unit is 1:2-1:5, and 1:2-1:4 in the second unit, while the ratio of the high level to the low level is 1.5:1-2:1. The threshing device has two drums fitted in series with rod-shaped slatted decks and a separating beater. The drums have toothed working members and plates on parts of the working members, which partially cover the height of the teeth. The ratio of the number of rows of lower teeth to the total number of rows on the first drum is 1:3-1:6, and 1:3-1:5 on the second drum. The teeth on the working members lie on the drum on helical lines in the opposite direction such that, neighbouring tracks of teeth partially overlap.

EFFECT: invention increases output of the double-drum threshing-separating device.

2 cl; 2 dwg

Description

Изобретения относятся к сельскохозяйственному машиностроению и могут быть использованы при обмолоте зерновых культур.The invention relates to agricultural machinery and can be used for threshing grain crops.

Известен однофазный обмолот, осуществляемый в однобарабанных комбайнах (Колганов К.Г., Четыркин Б.Н., Воцкий З.И. Комбайны двухфазного обмолота зерновых культур. Челябинск: Южно-Уральское кн. изд., 1971, с.89, 90, 93). При этом способе обмолота, заключающемся в захвате подаваемой транспортирующим устройством обмолачиваемой культуры молотильным барабаном и выделение им зерна из колосьев при протаскивании захваченной массы в молотильном пространстве, на обмолачиваемую культуру оказывается энергетическое (силовое) воздействие, необходимое для выделения из колоса зерен, наиболее прочно с ним связанных (одноуровневое энергетическое воздействие). Например, для твердых сортов пшеницы максимальное усилие отрыва зерна от колоса составляет 150-190 г, для мягких сортов пшеницы - 98-175 г.Known single-phase threshing carried out in single-drum combines (Kolganov K.G., Chetyrkin B.N., Votsky Z.I. Combines two-phase threshing grain crops. Chelyabinsk: South Ural book. Ed., 1971, p. 89, 90, 93). With this method of threshing, which consists in capturing the threshed culture supplied by the transporting device with a threshing drum and emitting grain from the ears when dragging the captured mass in the threshing space, the energy (force) effect necessary to separate the grains from the ear is most firmly applied to the threshed culture related (single-level energy impact). For example, for durum wheat, the maximum effort to break off the grain from the ear is 150-190 g, for soft wheat, 98-175 g.

Однако количество таких зерен составляет только 15-20% от общего количества зерен колоса. А остальные 80-85% зерен могут быть выделены при энергетическом воздействии, в два и более раза меньшем указанного максимального. Таким образом, однофазный обмолот связан с излишним энергетическим воздействием на обмолачиваемую культуру, что обуславливает повышенные энергоемкость обмолота и травмирование зерна.However, the number of such grains is only 15-20% of the total number of ears of corn. And the remaining 80-85% of the grains can be isolated by energy exposure, two or more times less than the specified maximum. Thus, single-phase threshing is associated with excessive energy impact on the threshed culture, which leads to increased energy consumption of threshing and grain trauma.

Известен двухфазный обмолот, осуществляемый в двухбарабанных комбайнах. Обмолот при этом способе осуществляется последовательно на двух режимах - «мягком» и «жестком» (при двухуровневом энергетическом воздействии), которые обеспечиваются за счет того, что первый барабан работает при меньшей окружной скорости и больших молотильных зазорах, чем второй барабан. При «мягком» режиме обмолота на обмолачиваемую культуру оказывается энергетическое (силовое) воздействие, необходимое для выделения зерен, наименее прочно связанных с колосом. При «жестком» режиме обмолота на обмолачиваемую культуру оказывается увеличенное энергетическое (силовое) воздействие, необходимое для выделения зерен, наиболее прочно связанных с колосом.Known two-phase threshing carried out in double-drum combines. The threshing with this method is carried out sequentially in two modes - “soft” and “hard” (with two-level energy impact), which are ensured due to the fact that the first drum operates at lower peripheral speed and large threshing gaps than the second drum. In the “soft” threshing regime, the threshing culture has the energy (force) effect necessary to isolate the grains that are least firmly connected with the spike. Under the “hard” regime of threshing, the threshed culture has an increased energy (force) effect necessary for the isolation of grains most strongly associated with the spike.

Недостатком известного двухфазного обмолота является недостаточная производительность, обусловленная тем, что первый молотильный аппарат работает при меньшей окружной скорости и больших молотильных зазорах, чем второй молотильный аппарат.A disadvantage of the known two-phase threshing is the insufficient productivity due to the fact that the first threshing apparatus operates at lower peripheral speed and large threshing gaps than the second threshing apparatus.

Известно молотильное устройство по а.с. №432883 A01F 12/18, A01F 12/24, включающее два вращающихся бильных барабана с расположенными под ними деками, образованными прутками и поперечными планками, планки выполнены различными по высоте и установлены на прутках с чередованием.Known threshing device for and.with. No. 432883 A01F 12/18, A01F 12/24, including two rotating beater drums with decks located below them, formed by rods and transverse bars, the bars are made different in height and mounted on bars with alternation.

Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность обмолота и захватывающая способность при уборке культур с повышенной влажностью, что вызывает увеличение потерь зерна и нарушение технологического процесса в виде забивания молотильного устройства.A disadvantage of the known device is the lack of threshing efficiency and immersive ability when harvesting crops with high humidity, which causes an increase in grain losses and disruption of the technological process in the form of clogging a threshing device.

Известно молотильное устройство по а.с. №1709948 A01F 12/18, включающее два барабана, расположенные под ними две решетчатые деки, установленные подвижно в пазах корпуса молотилки, и механизм подвески дек с механизмом привода, механизм подвески каждой деки выполнен в виде четырехзвенного пространственного механизма, одни из крайних верхних шарниров которого установлены в пазах корпуса молотилки, направление которых совпадает с направлением перемещения деки, другие размещены также в пазах корпуса молотилки, при этом кинематически не связаны с ними, а нижние шарниры установлены в пазах, перпендикулярных первым, причем механизмы подвески дек соединены между собой через нижние шарниры, а на нижнем шарнире установлен двуплечий рычаг, связанный с приводом. Механизм привода выполнен в виде гидроцилиндра.Known threshing device for and.with. No. 1709948 A01F 12/18, including two drums, two lattice decks located below them, mounted movably in the grooves of the thresher body, and a deck suspension mechanism with a drive mechanism, the suspension mechanism of each deck is made in the form of a four-link spatial mechanism, one of which is its upper hinges are installed in the grooves of the thresher body, the direction of which coincides with the direction of movement of the deck, others are also located in the grooves of the grind case, while they are not kinematically connected with them, and the lower hinges are installed in the groove Perpendicular to the first, the suspension mechanisms December interconnected via the lower hinges, and two-armed lever associated with the drive installed at the lower hinge. The drive mechanism is made in the form of a hydraulic cylinder.

Недостатком известного устройства является неполное использование возможностей повышения эффективности обмолота, так как расположение зубьев обоих барабанов по винтовым линиям одинакового направления (винтовое расположение зубьев наиболее эффективно) происходит смещение обмолачиваемой культуры вдоль осей барабанов в одну сторону, что ведет к уплотнению продукта и ухудшению вымолота зерна и его сепарации через деку. К снижению эффективности обмолота длинным молотильным устройством ведет и обычно применяемый скоростной режим обмолота, когда первый барабан имеет меньшую окружную скорость, чем второй (смотри, например, «Комбайн зерноуборочный «Енисей-1200Н» и его модификации. Техническое описание и инструкция по эксплуатации». ОАО ПО «Красноярский завод комбайнов». 2003).A disadvantage of the known device is the incomplete use of the possibilities of increasing the threshing efficiency, since the location of the teeth of both drums along helical lines of the same direction (the helical arrangement of the teeth is most effective) is the displacement of the threshed culture along the axes of the drums in one direction, which leads to product compaction and deterioration of the grain its separation through the deck. The commonly used high-speed threshing mode also leads to a decrease in the efficiency of threshing with a long threshing device, when the first drum has a lower peripheral speed than the second (see, for example, “Yenisei-1200N combine harvester and its modifications. Technical description and operating instructions”. OJSC PA Krasnoyarsk Combine Plant. 2003).

Задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности обмолота двухбарабанным молотильно-сепарирующим устройством, повышение надежности технологического процесса и эффективности работы устройства.The objective of the invention is to increase the productivity of threshing with a two-drum threshing and separating device, increasing the reliability of the process and the efficiency of the device.

Указанная задача решается за счет того, что в способе обмолота зерновых культур двухбарабанным молотильно-сепарирующим устройством, сочетающим в себе ударное, вытирающее и очесывающее немонотонные воздействия на обмолачиваемую культуру, оказываемые на двух уровнях интенсивности - высоком и низком, при соотношении высокого и низкого уровней воздействий 1,5:1-2:1 и соотношении между количеством воздействий высокого и низкого уровня во втором молотильном аппарате 1:2-1:4, обмолот в обоих молотильных аппаратах осуществляется при одинаковых скоростных режимах и молотильных зазорах при соотношении между количеством воздействий высокого и низкого уровня в первом молотильном аппарате 1:2-1:5. В устройстве для обмолота зерновых культур, включающем в себя два последовательно установленных барабана, оснащенных рядами зубьев разной высоты при соотношении между количеством рядов низких зубьев и общим количеством рядов зубьев у первого барабана 1:3-1:6, с деками, на одном из барабанов винтовая линия расположения зубьев выполнена левой, а на втором - правой при соотношении между количеством рядов низких зубьев и общим количеством рядов у второго барабана 1:3-1:5.This problem is solved due to the fact that in the method of threshing grain crops with a two-drum threshing-separating device that combines shock, wiping and combing non-monotonous effects on the threshed culture, exerted at two intensity levels - high and low, with a ratio of high and low levels of exposure 1.5: 1-2: 1 and the ratio between the number of high and low impacts in the second threshing machine 1: 2-1: 4, threshing in both threshing machines is carried out at the same speed growth modes and threshing gaps in the ratio between the number of high and low impacts in the first threshing apparatus 1: 2-1: 5. In the device for threshing grain crops, which includes two sequentially installed drums equipped with rows of teeth of different heights with the ratio between the number of rows of low teeth and the total number of rows of teeth in the first drum 1: 3-1: 6, with decks, on one of the drums the helix of the tooth arrangement is made left, and on the second - the right when the ratio between the number of rows of low teeth and the total number of rows in the second drum 1: 3-1: 5.

Новые существенные признаки.New significant features.

1. Обмолот при одинаковых скоростных режимах и молотильных зазорах в обоих аппаратах.1. Threshing at the same speed conditions and threshing gaps in both devices.

2. Соотношение между количеством воздействий высокого и низкого уровня в первом молотильном аппарате 1:2-1:5.2. The ratio between the number of high and low impacts in the first threshing machine is 1: 2-1: 5.

3. Винтовая линия расположения зубьев на одном из барабанов левая, на втором - правая.3. The helix of the teeth on one of the drums is left, on the second - right.

4. Соотношение количества рядов низких зубьев и общего количества рядов зубьев у второго барабана - 1:3-1:5.4. The ratio of the number of rows of low teeth and the total number of rows of teeth in the second drum is 1: 3-1: 5.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными позволяют получить технический результат во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.The listed new essential features in conjunction with the known ones allow to obtain a technical result in all cases to which the requested amount of legal protection applies.

Технический результат - повышение производительности обмолота двухбарабанным молотильно-сепарирующим устройством, повышение надежности технологического процесса и эффективности работы устройства - достигается за счет того, что в способе обмолота зерновых культур двухбарабанным молотильно-сепарирующим устройством, сочетающем в себе ударное, вытирающее и очесывающее немонотонные воздействия на обмолачиваемую культуру, обмолот в обоих молотильных аппаратах осуществляется при одинаковых скоростных режимах и молотильных зазорах с оказанием энергетического воздействия на обмолачиваемую культуру на двух уровнях интенсивности силового воздействия - высоком и низком - при соотношении между количеством воздействий высокого и низкого уровня в первом молотильном аппарате 1:2-1:5 во втором аппарате 1:2-1:4 и соотношении высокого и низкого уровня 1,5:1-2:1. В устройстве для обмолота зерновых культур, включающем в себя два последовательно установленных барабана, оснащенных рядами зубьев разной высоты, с деками, на одном из барабанов винтовая линия расположения зубьев выполнена левой, а на втором - правой при соотношении количества рядов низких зубьев и общего количества рядов зубьев у первого барабана 1:3-1:6 и у второго барабана - 1:3-1:5. При расположении зубьев барабанов по винтовым линиям противоположного направления происходит попеременное перемещение обмолачиваемой культуры вдоль осей барабанов в противоположных направлениях, что исключает одностороннее уплотнение вороха, увеличивает путь его перемещения по поверхности деки, способствуя улучшению вымолота и сепарации зерна.The technical result is an increase in the productivity of threshing with a two-drum threshing and separating device, increasing the reliability of the technological process and the efficiency of the device is achieved due to the fact that in the method of threshing grain crops with a two-drum threshing and separating device that combines impact, wiping and combing non-monotonous effects on the threshed culture, threshing in both threshing machines is carried out at the same speed conditions and threshing gaps with approx by specifying the energy impact on the threshed culture at two levels of intensity of the power impact - high and low - with the ratio between the number of high and low impacts in the first threshing apparatus 1: 2-1: 5 in the second apparatus 1: 2-1: 4 and the ratio of high and low 1.5: 1-2: 1. In the device for threshing grain crops, which includes two sequentially installed drums equipped with rows of teeth of different heights, with decks, on one of the drums the helix of the teeth is left and the second on the right when the ratio of the number of rows of low teeth and the total number of rows the teeth of the first drum 1: 3-1: 6 and the second drum - 1: 3-1: 5. When the teeth of the drums are located along helical lines of the opposite direction, the threshed culture is alternately moved along the axes of the drums in opposite directions, which eliminates one-sided compaction of the heap, increases the path of its movement along the deck surface, contributing to the improvement of grinding and grain separation.

Исследованиями установлено, что технологическая эффективность существенно повышается при количестве рабочих элементов барабана с низкими зубьями 2-3. В современных комбайнах применяются молотильные барабаны диаметром 450-800 мм с количеством рабочих элементов 6-10. Приведенные соотношения между количеством воздействий высокого и низкого уровня и соответственно между количеством рядов низких зубьев и общим количеством рядов охватывают весь диапазон применяемых барабанов. У барабана с 6 рабочими элементами и двумя рядами низких зубьев первое соотношение составляет 1:2, второе - 1:3. У барабана с 8 рабочими элементами соответственно 1:3 и 1:4. У барабан с 12 рабочими элементами - 1:5 и 1:6. Предложенный диапазон соотношений высокого и низкого уровня воздействий 1,5:1-2:1 обуславливается физико-механическими свойствами колоса зерновых культур, усилия для отрыва зерен которого неодинаковы, и следовательно, требуется приложение для обмолота различных усилий, т.е. энергетическое воздействие на различных уровнях. Возможность получения технического результата в рассмотренных интервалах подтверждается результатами испытаний образцов комбайнов, оборудованных барабанами разных размеров. При испытаниях двухбарабанного комбайна с новыми молотильными аппаратами диаметром 550 мм и восемью рабочими элементами, из которых два имели низкие зубья, т.е. рассматриваемые соотношения составляли 1:3 и 1:4, пропускная способность была на 18-24% выше, чем у такого же комбайна, но оборудованного бильными барабанами. При испытаниях комбайна с первым барабаном диаметром 720 мм и десятью рабочими элементами, т.е. рассматриваемые соотношения составляли 1:4 и 1:5, и вторым барабаном таким же, как у первого комбайна, пропускная способность была на 35% выше, чем у комбайна с бильными барабанами диаметром 550 мм.Studies have established that technological efficiency increases significantly with the number of working elements of the drum with low teeth 2-3. In modern combines threshing drums with a diameter of 450-800 mm with a number of working elements of 6-10 are used. The given relations between the number of high and low impacts and, respectively, between the number of rows of low teeth and the total number of rows cover the entire range of drums used. For a drum with 6 working elements and two rows of low teeth, the first ratio is 1: 2, the second is 1: 3. A drum with 8 working elements 1: 3 and 1: 4, respectively. A drum with 12 working elements has 1: 5 and 1: 6. The proposed range of ratios of high and low impact levels of 1.5: 1-2: 1 is determined by the physicomechanical properties of the spike of grain crops, the efforts for breaking off the grains of which are not the same, and therefore, various efforts are required for threshing, i.e. energy exposure at various levels. The possibility of obtaining a technical result in the considered intervals is confirmed by the test results of samples of combines equipped with drums of different sizes. When testing a double-drum combine with new threshing machines with a diameter of 550 mm and eight working elements, two of which had low teeth, i.e. the ratios under consideration were 1: 3 and 1: 4, throughput was 18-24% higher than that of the same combine, but equipped with beat drums. When testing the combine with the first drum with a diameter of 720 mm and ten working elements, i.e. the ratios under consideration were 1: 4 and 1: 5, and the second drum was the same as the first combine, the throughput was 35% higher than that of a combine with heavy drums with a diameter of 550 mm.

Работа обоих барабанов с одинаковой окружной скоростью позволяет полностью использовать технологические возможности молотильного устройства, обеспечивая максимальную эффективность обмолота, что исключается при обычно применяемом скоростном режиме, когда первый барабан имеет меньшую окружную скорость, чем второй.The operation of both drums with the same peripheral speed makes it possible to fully utilize the technological capabilities of the threshing device, ensuring maximum threshing efficiency, which is excluded under the commonly used speed mode, when the first drum has a lower peripheral speed than the second.

Возможность применения одинакового скоростного режима обоих барабанов обеспечивается тем, что благодаря оснащению каждого барабана рядами зубьев разной высоты в каждом молотильном аппарате осуществляется двухфазный обмолот, когда более высокие зубья оказывают на обмолачиваемую культуру менее интенсивное воздействие, чем зубья меньшей высоты.The possibility of applying the same speed regime of both drums is ensured by the fact that each drum is equipped with rows of teeth of different heights in each threshing machine, two-phase threshing is performed, when higher teeth have a less intense effect on the threshed culture than teeth of lower height.

Менее интенсивное (щадящее) воздействие первого молотильного аппарата на обмолачиваемую культуру обеспечивается за счет того, что у него меньшее соотношение между количеством рядов низких зубьев и общим количеством рядов зубьев, чем у второго молотильного аппарата.A less intense (gentle) effect of the first threshing apparatus on the threshed culture is provided due to the fact that it has a lower ratio between the number of rows of low teeth and the total number of rows of teeth than the second threshing apparatus.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами:The proposed device is illustrated by drawings:

где на фиг.1 - схема молотильного устройства с непосредственным расположением барабанов друг за другом;where in Fig.1 is a diagram of a threshing device with a direct arrangement of the drums one after another;

на фиг.2 - схема молотильного устройства с промежуточным транспортирующим органом в виде двух битеров.figure 2 - diagram of a threshing device with an intermediate conveying body in the form of two beaters.

Молотильное устройство содержит два последовательно установленных барабана 1 и 2 с прутково-планчатыми деками 3 и 4, отбойный битер 5. Барабаны 1 и 2 снабжены зубовыми рабочими элементами 6 и установленными по крайней мере на двух диаметрально противоположных рабочих элементах обтекаемыми планками 7. Планки 7 частично перекрывают зубовые рабочие элементы 6 по высоте, так что зубья перекрываемых рабочих элементов более низкие, чем остальные (высокие). Соотношение количества рядов низких зубьев и общего количества рядов зубьев у первого барабана 1:3-1:6, у второго барабана - 1:3-1:5. Зубья рабочих элементов 6 размещены на барабанах по винтовым линиям противоположного направления, соседние следы зубьев частично перекрывают друг друга, и вершины всех зубьев каждого барабана лежат на одной цилиндрической поверхности. Зазор между вершинами рабочих элементов 6 и деками 3 и 4 устанавливается постоянным или уменьшающимся от входа к выходу. Минимальный зазор должен быть несколько больше, чем максимальный размер поперечного сечения зерна.The threshing device contains two sequentially installed drums 1 and 2 with bar-plate decks 3 and 4, a breaker beater 5. Drums 1 and 2 are equipped with tooth working elements 6 and streamlined strips 7 at least two diametrically opposite working elements. The strips 7 partially overlap the tooth working elements 6 in height, so that the teeth of the overlapping working elements are lower than the rest (high). The ratio of the number of rows of low teeth and the total number of rows of teeth in the first drum is 1: 3-1: 6, in the second drum - 1: 3-1: 5. The teeth of the working elements 6 are placed on the drums along helical lines of the opposite direction, adjacent tooth tracks partially overlap each other, and the vertices of all the teeth of each drum lie on one cylindrical surface. The gap between the vertices of the working elements 6 and decks 3 and 4 is fixed constant or decreasing from entrance to exit. The minimum clearance should be slightly larger than the maximum grain cross-sectional size.

В варианте исполнения молотильного устройства между барабанами 1 и 2 размещен промежуточный транспортирующий орган в виде двух промежуточных битеров 8 и 9 с сепарирующей решеткой 10.In an embodiment of the threshing device between the reels 1 and 2, an intermediate conveying organ is placed in the form of two intermediate beaters 8 and 9 with a separating grate 10.

Молотильное устройство работает следующим образом.Threshing device operates as follows.

Подаваемая растительная масса предварительно обмолачивается первым молотильным аппаратом (барабан 1 и дека 3) и подает во второй молотильный аппарат (барабан 2 и дека 4), где происходит окончательный обмолот. Одновременно с обмолотом происходит сепарация зерна и мелких примесей через отверстия дек 3 и 4. Выбрасываемый вторым барабаном 2 зерносоломистый ворох отбойным битером 5 подается на соломотряс комбайна. В варианте молотильного устройства в промежутке между барабанами 1 и 2 под воздействием битеров 8 и 9 происходит сепарация и через сепарирующую решетку 10.The supplied plant mass is pre-threshed by the first threshing apparatus (drum 1 and deck 3) and fed to the second threshing apparatus (drum 2 and deck 4), where the final threshing takes place. Simultaneously with the threshing, grain and fine impurities are separated through the holes of decks 3 and 4. The grain-straw heap ejected by the second drum 2 is driven by a pick-up beater 5 to the combine straw walker. In the embodiment of the threshing device, in the interval between the reels 1 and 2, under the influence of the beaters 8 and 9, separation takes place also through the separation grid 10.

Claims

1. The method of threshing grain crops with a two-drum threshing-separating device, combining impact, wiping and combing non-monotonic effects on the threshed culture, exerted at two intensity levels - high and low, with a ratio of high and low impact levels of 1.5: 1-2 : 1 and the ratio between the number of impacts of high and low levels in the second threshing machine 1: 2-1: 4, characterized in that the threshing in both threshing machines is carried out at the same speed and mol threshing gaps at the ratio between the amount of high and low level impacts, in a first threshing apparatus 1: 2-1: 5.

2. A device for threshing grain crops, including two sequentially installed drums equipped with rows of teeth of different heights located along helical lines, with the ratio between the number of rows of low teeth and the total number of rows in the first drum 1: 3-1: 6, s decks, characterized in that on one of the drums the helical line of the teeth is left, and on the second - the right when the ratio between the number of rows of low teeth and the total number of rows of the second drum 1: 3-1: 5.