RU2764120C1

RU2764120C1 - Threshing and separating device of a combine harvester

Info

Publication number: RU2764120C1
Application number: RU2021106112A
Authority: RU
Inventors: Алексей Владимирович Присячев; Сергей Геннадьевич Ожеред; Павел Сергеевич Попок; Михаил Геннадиевич Гранкин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Комбайновый завод "Ростсельмаш"
Priority date: 2021-03-09
Filing date: 2021-03-09
Publication date: 2022-01-13

Abstract

FIELD: agricultural engineering.

SUBSTANCE: claimed invention relates to agricultural engineering, in particular, to threshing and separating devices of combine harvesters. The threshing and separating device contains a frame 1, a threshing drum 2, concaves 3 installed under the working bodies, and a beater distributor 4. At the same time, two rotors 5 are introduced, pivotally mounted in the frame 1 on one side on a roller bearing, and on the other side on the gearbox shaft 7, and consisting of a welded cylindrical housing, two types of coils 9, 10 mounted in the front of the housing, slats 13 mounted behind the coils in the front of the housing, blades 21 mounted in the rear of the housing, brackets located on the outer surface of the housing between the slats 13 and the blades 21, rasp plates 12 with rasps 11 mounted on the surface of the slats 13, plates mounted on the blades 21, and pads 17 mounted on the brackets 16. The rotors 5 are located transversely to the longitudinal axis of symmetry of the combine and rotate in opposite directions relative to each other.

EFFECT: threshing and separating device provides an increase in the productivity of the combine harvester, a reduction in crushing and injury of grain, as well as a reduction in the breaking of the stalks of the technological mass and an improvement in its transportation.

10 cl, 2 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к молотильно-сепарирующим устройствам зерноуборочных комбайнов.The claimed invention relates to agricultural engineering, in particular, to threshing and separating devices for combine harvesters.

Известно молотильно-сепарирующие устройство зерноуборочного комбайна Fendt Ideal 10Т (сайт: https://www.fendt.com/int/combines/ideal-highlights), включающее в себя каркас, битер-распределитель, два молотильно-сепарирующих ротора, установленных в каркасе поперечно продольной оси комбайна и вращающихся в противоположные стороны друг относительно друга, и подбарабанья, установленные под молотильно-сепарирующими роторами.Known threshing and separating device combine harvester Fendt Ideal 10T (website: https://www.fendt.com/int/combines/ideal-highlights), which includes a frame, a beater distributor, two threshing and separating rotors installed in the frame transverse to the longitudinal axis of the combine and rotating in opposite directions relative to each other, and concave installed under the threshing and separating rotors.

Недостатками данных устройств являются: повышенное дробление и травмирование зерна, а также сильное перебивание соломы вследствие соударения перекрестно расположенных длинных полок бичей с технологической массой, при этом значительно возрастают нагрузки на элементы молотильно-сепарирующего устройства, что приводит к увеличению потребляемой мощности, к забиванию конструкции в молотильной зоне при высоких скоростях подачи технологической массы, и как следствие, к снижению производительности зерноуборочного комбайна; недостаточная эффективность транспортирования технологической массы в сепарирующей зоне за счет неравномерной подачи технологической массы из молотильной зоны, а также за счет равномерно расположенных лопаток по винтовой линии, что приводит к увеличению потерь зерна за комбайном, и, как следствие, к снижению качества уборки.The disadvantages of these devices are: increased crushing and injury of grain, as well as strong interruption of straw due to the collision of cross-located long shelves of whips with the technological mass, while the loads on the elements of the threshing and separating device increase significantly, which leads to an increase in power consumption, to clogging of the structure in threshing zone at high feed rates of the technological mass, and as a result, to a decrease in the productivity of the combine harvester; insufficient efficiency of transporting the technological mass in the separating zone due to the uneven supply of the technological mass from the threshing zone, as well as due to evenly spaced blades along the helix, which leads to an increase in grain losses behind the combine, and, as a result, to a decrease in the quality of harvesting.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является молотильно-сепарирующее устройство зерноуборочного комбайна New Holland СН 7.70 (сайт: https://agriculture.newholland.com/eu/en-uk/equipment/products/combine-harvesters/ch), включающее в себя каркас, барабан молотильный, битер-распределитель, два сепарирующих ротора, установленных в каркасе поперечно продольной оси комбайна и вращающихся в противоположные стороны друг относительно друга, и подбарабанья, установленные под рабочими органами.Closest to the claimed invention is the threshing and separating device of the New Holland CH 7.70 combine harvester (website: https://agriculture.newholland.com/eu/en-uk/equipment/products/combine-harvesters/ch), which includes a frame , a threshing drum, a beater-distributor, two separating rotors installed in the frame transversely to the longitudinal axis of the combine and rotating in opposite directions relative to each other, and concave installed under the working bodies.

Недостатками данного устройства являются: сплетение соломы в жгуты в зоне шнековой навивки сепарирующих роторов, особенно при уборке длинностебельных культур повышенной влажности, что приводит к созданию дополнительной механической нагрузки на ротор и на конструктивные элементы молотильно-сепарирующего устройства, к снижению сепарирующей способности, увеличению потерь зерна, и, как следствие, к снижению производительности зерноуборочного комбайна.The disadvantages of this device are: the weaving of straw into bundles in the area of the auger winding of the separating rotors, especially when harvesting long-stem crops of high humidity, which leads to the creation of an additional mechanical load on the rotor and on the structural elements of the threshing and separating device, to a decrease in separating capacity, an increase in grain losses , and, as a result, to a decrease in the productivity of the combine harvester.

Задачей заявляемого изобретения являются увеличение производительности зерноуборочного комбайна, уменьшение дробления и травмирования зерна, уменьшение перебивания стеблей технологической массы, улучшение транспортирования технологической массы в сепарирующей зоне роторов, исключение образования сплетений соломы в жгуты при уборке длинностебельных культур повышенной влажности, уменьшение потерь зерна, а также снижение нагрузки на роторы и элементы молотильно-сепарирующего устройства.The objective of the claimed invention is to increase the productivity of a combine harvester, reduce crushing and injury of grain, reduce the interruption of the technological mass stalks, improve the transportation of the technological mass in the separating zone of the rotors, eliminate the formation of straw tangles into bundles when harvesting long-stemmed crops of high humidity, reduce grain losses, and also reduce loads on the rotors and elements of the threshing and separating device.

Для достижения указанного технического результата в заявляемое молотильно-сепарирующее устройство, содержащее каркас, барабан молотильный, подбарабанья, установленные под рабочими органами, и битер-распределитель, введены два ротора, шарнирно установленные в каркасе с одной стороны на роликовый подшипник, а с другой стороны - на вал редуктора, и состоящие из сварного цилиндрического корпуса, двух видов витков, установленных в передней части корпуса, планок, установленных за витками в передней части корпуса, лопастей, установленных в задней части корпуса, кронштейнов, расположенных на наружной поверхности корпуса между планками и лопастями, подбичников с бичами, установленных на поверхности планок, пластин, установленных на лопастях, и накладок, установленных на кронштейнах, при этом роторы расположены поперечно продольной оси симметрии комбайна и вращаются в противоположные стороны друг относительно друга. Витки двух видов, отличающихся друг от друга геометрической формой наружных граней и длиной, расположены поочередно (сначала виток одного вида, за ним - виток другого вида и т.д.) по периферии наружного контура корпуса и приваренные к его наружной поверхности. Планки, выполненные в виде трапециевидных профилей, расположены равномерно по окружности параллельно оси цилиндрического корпуса и жестко зафиксированы на его поверхности, при этом на одной из полок трапециевидных профилей имеются резьбовые отверстия для установки подбичника с бичом. При этом пары планок, расположенные под углом 180 градусов, смещены вдоль оси цилиндрического корпуса на величину, равную длине подбичника с бичом, относительно других пар планок. Кронштейны, выполненные в виде П-образного профиля, расположены винтообразно с равномерным смещением каждого кронштейна друг относительно друга по окружности и вдоль оси корпуса ротора и жестко зафиксированы на его поверхности, при этом часть кронштейнов, расположенных в начальной зоне (сразу за подбичниками с бичами) ротора, расположена вдоль оси корпуса с уменьшенным шагом друг относительно друга, а другая часть - с увеличенным шагом. Длина зоны расположения кронштейнов с уменьшенным шагом составляет одну третью часть от общей длины зоны расположения кронштейнов на поверхности корпуса, при этом возможны различные вариации расположения кронштейнов на корпусе ротора. Поперечные полки П-образных профилей расположены под некоторым острым углом к оси цилиндрического корпуса ротора и наклонены в сторону, обратную направлению вращения роторов, а боковые полки П-образных профилей выполнены со скосами. Лопасти плоской формы расположены по окружности вдоль оси цилиндрического корпуса друг относительно друга под углом 180 градусов и жестко зафиксированы на его поверхности, при этом начало расположения лопасти совпадает с местом расположения последнего кронштейна и, тем самым, является продолжением винтовой линии по перемещению технологической массы. Подбичники с бичами расположены по наружному контуру ротора, при этом бичи с подбичниками одного ряда планок проходят между бичами с подбичниками соседнего ряда планок, образуя шахматное расположение бичей на роторе, тем самым заполняя все пространство по длине планки. Накладки установлены на поперечных полках П-образных профилей и зафиксированы при помощи болтовых соединений, при этом отверстие в накладке предварительно совмещено с отверстием на П-образном профиле. Пластины установлены со стороны рабочей поверхности лопасти и зафиксированы при помощи болтовых соединений, при этом отверстия в пластине предварительно совмещены с отверстиями на лопасти.To achieve the specified technical result in the proposed threshing and separating device, containing a frame, a threshing drum, concave installed under the working bodies, and a beater-distributor, two rotors are introduced, pivotally mounted in the frame on one side on a roller bearing, and on the other side - on the gearbox shaft, and consisting of a welded cylindrical body, two types of turns installed in the front part of the body, bars installed behind the turns in the front part of the body, blades installed in the rear part of the body, brackets located on the outer surface of the body between the bars and blades , picks with whips mounted on the surface of the bars, plates mounted on the blades, and pads mounted on the brackets, while the rotors are located transversely to the longitudinal axis of symmetry of the combine and rotate in opposite directions relative to each other. Coils of two types, differing from each other in the geometric shape of the outer faces and length, are arranged alternately (first a coil of one type, followed by a coil of another type, etc.) along the periphery of the outer contour of the body and welded to its outer surface. Planks made in the form of trapezoidal profiles are evenly spaced around the circumference parallel to the axis of the cylindrical body and are rigidly fixed on its surface, while one of the shelves of the trapezoidal profiles has threaded holes for installing a pick with a whip. At the same time, pairs of slats located at an angle of 180 degrees are displaced along the axis of the cylindrical body by an amount equal to the length of the pick with a whip, relative to other pairs of slats. The brackets, made in the form of a U-shaped profile, are located in a helical manner with a uniform displacement of each bracket relative to each other along the circumference and along the axis of the rotor body and are rigidly fixed on its surface, while part of the brackets located in the initial zone (immediately behind the picks with whips) rotor, located along the axis of the body with a reduced pitch relative to each other, and the other part - with an increased pitch. The length of the bracket location area with a reduced pitch is one third of the total length of the bracket location area on the housing surface, while various variations in the location of the brackets on the rotor casing are possible. The transverse shelves of the U-shaped profiles are located at some acute angle to the axis of the cylindrical body of the rotor and are inclined to the side opposite to the direction of rotation of the rotors, and the side shelves of the U-shaped profiles are made with bevels. The blades of a flat shape are located along the circumference along the axis of the cylindrical body relative to each other at an angle of 180 degrees and are rigidly fixed on its surface, while the beginning of the location of the blade coincides with the location of the last bracket and, thereby, is a continuation of the helix for moving the technological mass. The picks with picks are located along the outer contour of the rotor, while the picks with picks of one row of bars pass between the picks with picks of the adjacent row of bars, forming a staggered arrangement of beaters on the rotor, thereby filling the entire space along the length of the bar. The pads are installed on the transverse shelves of the U-shaped profiles and fixed with bolted connections, while the hole in the pad is preliminarily aligned with the hole in the U-shaped profile. The plates are mounted on the side of the working surface of the blade and fixed with bolted connections, while the holes in the plate are preliminarily aligned with the holes on the blade.

Благодаря указанным нововведениям достигают снижения нагрузки на роторы и на элементы молотильно-сепарирующего устройства, уменьшения дробления и травмирования зерна, уменьшения перебивания стеблей за счет равномерного воздействия бичами на технологическую массу в молотильной зоне роторов, а также улучшения транспортирования технологической массы в сепарирующей зоне роторов и исключения образования сплетений соломы в жгуты при уборке длинностебельных культур повышенной влажности, уменьшения потерь зерна за счет плавного перемещения технологической массы по всей длине сепарирующей зоны роторов и, как следствие, повышения производительности зерноуборочного комбайна.Thanks to these innovations, they achieve a reduction in the load on the rotors and on the elements of the threshing and separating device, a reduction in crushing and injury of grain, a reduction in the breaking of stems due to a uniform impact of whips on the technological mass in the threshing zone of the rotors, as well as an improvement in the transportation of the technological mass in the separating zone of the rotors and the elimination of the formation of straw tangles into bundles when harvesting long-stemmed crops with high humidity, reducing grain losses due to the smooth movement of the technological mass along the entire length of the separating zone of the rotors and, as a result, increasing the productivity of the combine harvester.

Заявляемое изобретение иллюстрируется чертежами:The claimed invention is illustrated by drawings:

- фиг. 1 - общий вид молотильно-сепарирующего устройства (в разрезе);- fig. 1 - general view of the threshing and separating device (in section);

- фиг. 2 - конструкция ротора.- fig. 2 - rotor design.

Заявляемое изобретение содержит следующие конструктивные элементы (фиг. 1-2): 1 - каркас; 2 - барабан молотильный; 3 - подбарабанье; 4 - битер-распределитель; 5 - роторы; 6 - подбарабанья; 7 - редуктор; 8 - корпус; 9, 10 - витки; 11 - бичи; 12 - подбичники; 13 - планки; 14 - болты; 15 - шайбы; 16 - кронштейны; 17 - накладки; 18 - болты; 19 - гайки; 20 - шайбы; 21 - лопасти; 22 - пластины, при этом молотильно-сепарирующее устройство состоит из каркаса 1, барабана молотильного 2, битера-распределителя 4, установленных шарнирно в каркасе 1 на шариковых подшипниках, прутково-планчатого подбарабанья 3, регулируемого относительно молотильного барабана 2, роторов 5, установленных в каркасе 1 с одной стороны на роликовый подшипник, а с другой стороны - на вал редуктора 7, и подбарабаньев 6, установленных под роторами 5. Ротор 5 представляет собой сборную конструкцию и включает в себя сварной цилиндрический корпус 8, витки 9 и 10, расположенные в передней части корпуса 8, планки 13, установленные за витками 9 и 10 в передней части корпуса 8, лопасти 21, установленные в задней части корпуса 8, кронштейны 16, расположенные на наружной поверхности корпуса 8 между планками 13 и лопастями 21, при этом витки 9, 10, планки 13, лопасти 21 и кронштейны 16 жестко зафиксированы на корпусе 8 ротора 7, подбичники 12 с бичами 11, установленные на планки 13 и зафиксированные при помощи болтов 14 и шайб 15, накладки 17 и пластины 22, установленные соответственно на кронштейнах 16 и лопастях 21 и зафиксированные на них при помощи болтов 18, гаек 19 и шайб 20.The claimed invention contains the following structural elements (Fig. 1-2): 1 - frame; 2 - threshing drum; 3 - concave; 4 - beater-distributor; 5 - rotors; 6 - concave; 7 - reducer; 8 - body; 9, 10 - turns; 11 - whips; 12 - picks; 13 - straps; 14 - bolts; 15 - washers; 16 - brackets; 17 - pads; 18 - bolts; 19 - nuts; 20 - washers; 21 - blades; 22 - plates, while the threshing and separating device consists of a frame 1, a threshing drum 2, a beater-distributor 4, mounted pivotally in the frame 1 on ball bearings, a bar-slatted concave 3, adjustable relative to the threshing drum 2, rotors 5 installed in frame 1 on one side on a roller bearing, and on the other side - on the gearbox shaft 7, and concave 6 installed under the rotors 5. The rotor 5 is a prefabricated structure and includes a welded cylindrical body 8, coils 9 and 10, located in front part of the body 8, slats 13 installed behind the turns 9 and 10 in the front part of the body 8, blades 21 installed in the rear part of the body 8, brackets 16 located on the outer surface of the body 8 between the slats 13 and the blades 21, while the turns 9 , 10, slats 13, blades 21 and brackets 16 are rigidly fixed on the body 8 of the rotor 7; using bolts 14 and washers 15, pads 17 and plates 22, installed respectively on brackets 16 and blades 21 and fixed on them with bolts 18, nuts 19 and washers 20.

Заявляемое устройство работает следующим образом (см. фиг. 1-2). Технологическая масса поступает из наклонной камеры (на фиг. 1-2 не показана) в молотильный зазор между барабаном молотильным 2 и прутково-планчатым подбарабаньем 3 и подвергается многократным ударам бичами барабана молотильного 2, в результате чего происходит ее перетирание и основной вымолот зерна из колоса. Под действием центробежной силы вымолоченные зерна вместе с мелкими примесями просыпаются сквозь решетку прутково-планчатого подбарабанья 3, а грубый ворох (солома) с незначительной частью невымолоченного, свободного, зерна подается к битеру-распределителю 4, который равномерно направляет массу в роторы 5, где в молотильной зоне с установленными бичами 11 происходит равномерное воздействие на грубый ворох и вымолачивание оставшихся зерен из колоса, а в сепарирующей зоне благодаря винтообразному расположению кронштейнов 16 с накладками 17 обеспечивается отделение оставшихся зерен от соломы. Под действием центробежной силы вымолоченные зерна вместе с мелкими примесями просыпаются сквозь решетку прутково-планчатых подбарабаньев 6 на скатную доску (на фиг. 1-2 не показана), а соломенный ворох по спирально расположенным кронштейнам 16 с накладками 17 и направляющим лопастям 21 с пластинами 22 транспортируется в измельчитель-разбрасыватель (на фиг. 1-2 не показан).The inventive device operates as follows (see Fig. 1-2). The technological mass comes from the inclined chamber (not shown in Fig. 1-2) into the threshing gap between the threshing drum 2 and the bar-slatted concave 3 and is subjected to repeated blows by the whips of the threshing drum 2, resulting in its grinding and the main threshing of grain from the ear . Under the action of centrifugal force, the threshed grains, together with small impurities, wake up through the grate of the bar-slatted concave 3, and the coarse heap (straw) with a small part of the unthreshed, free, grain is fed to the beater-distributor 4, which evenly directs the mass into the rotors 5, where in in the threshing zone with installed whips 11, a uniform effect on the coarse heap and threshing of the remaining grains from the ear takes place, and in the separating zone, due to the helical arrangement of the brackets 16 with overlays 17, the remaining grains are separated from the straw. Under the action of centrifugal force, the threshed grains, together with small impurities, wake up through the lattice of bar-slatted concave 6 onto a pitched board (not shown in Fig. 1-2), and a heap of straw along spirally arranged brackets 16 with overlays 17 and guide vanes 21 with plates 22 transported to the grinder-spreader (not shown in Fig. 1-2).

Технический результат заключается в снижении нагрузки на роторы и на элементы молотильно-сепарирующего устройства, в уменьшении дробления и травмирования зерна, в уменьшении перебивания стеблей за счет равномерного воздействия бичами на технологическую массу в молотильной зоне роторов, а также в улучшении транспортирования технологической массы в сепарирующей зоне роторов и исключении образования сплетений соломы в жгуты при уборке длинностебельных культур повышенной влажности, в уменьшении потерь зерна за счет плавного перемещения технологической массы по всей длине сепарирующей зоны роторов и, как следствие, в повышении производительности зерноуборочного комбайна.The technical result consists in reducing the load on the rotors and on the elements of the threshing and separating device, in reducing the crushing and injury of the grain, in reducing the interruption of the stems due to the uniform impact of the whips on the technological mass in the threshing zone of the rotors, as well as in improving the transportation of the technological mass in the separating zone rotors and the exclusion of the formation of straw tangles into bundles when harvesting long-stemmed crops of high humidity, in reducing grain losses due to the smooth movement of the technological mass along the entire length of the separating zone of the rotors and, as a result, in increasing the productivity of the combine harvester.

Claims

1. Threshing and separating device of a combine harvester, containing a frame, a threshing drum, concave installed under the working bodies, and a beater-distributor, characterized in that two rotors are introduced into it, pivotally mounted in the frame on one side on a roller bearing, and with on the other side - on the gearbox shaft, and consisting of a welded cylindrical body, two types of turns installed in the front part of the body, strips installed behind the turns in the front part of the body, blades installed in the rear part of the body, brackets located on the outer surface of the body between slats and blades, scissors with whips mounted on the surface of the slats, plates mounted on the blades, and pads mounted on the brackets, while the rotors are located transversely to the longitudinal axis of symmetry of the combine and rotate in opposite directions relative to each other.

2. The threshing and separating device according to claim 1, characterized in that the turns of two types, differing from each other in the geometric shape of the outer edges and in length, are located alternately along the periphery of the outer contour of the housing and are welded to its outer surface.

3. The threshing and separating device according to claim 1, characterized in that the strips made in the form of trapezoidal profiles are evenly spaced around the circumference parallel to the axis of the cylindrical body and are rigidly fixed on its surface, while on one of the shelves of the trapezoidal profiles there are threaded holes for installation of a pickguard with a scourge.

4. Threshing-separating device according to any one of paragraphs. 1, 3, characterized in that pairs of slats located at an angle of 180 degrees are displaced along the axis of the cylindrical body by an amount equal to the length of the pick with a whip relative to other pairs of slats.

5. The threshing and separating device according to claim 1, characterized in that the brackets, made in the form of a U-shaped profile, are arranged helically with a uniform displacement of each bracket relative to each other along the circumference and along the axis of the rotor housing and are rigidly fixed on its surface, with In this case, part of the brackets located in the initial zone of the rotor is located along the body axis with a reduced pitch relative to each other, and the other part is with an increased pitch.

6. Threshing-separating device according to any one of paragraphs. 1, 5, characterized in that the length of the area of the brackets with a reduced pitch is one third of the total length of the area of the brackets on the surface of the housing.

7. Threshing-separating device according to any one of paragraphs. 1, 5, characterized in that the transverse shelves of the U-shaped profiles are located at some acute angle to the axis of the cylindrical body of the rotor and are inclined in the direction opposite to the direction of rotation of the rotors, and the side shelves of the U-shaped profiles are made with bevels.

8. The threshing and separating device according to claim 1, characterized in that the blades, made in the form of a flat shape, are located around the circumference along the axis of the cylindrical body relative to each other at an angle of 180 degrees and are rigidly fixed on its surface, while the beginning of the location of the blade coincides with the location of the last bracket and thus is a continuation of the helix for the movement of the technological mass.

9. The threshing and separating device according to claim 1, characterized in that the picks with scourges are located along the outer contour of the rotor, while the scourges with picks of one row of bars pass between the scourges with picks of the adjacent row of bars, forming a staggered arrangement of scourges on the rotor, thereby filling all the space along the length of the bar.

10. The threshing and separating device according to claim 1, characterized in that the pads are installed on the transverse shelves of the U-shaped profiles and fixed with bolted connections, while the hole in the pad is pre-aligned with the hole on the U-shaped profile, and the plates are installed with sides of the working surface of the blade and fixed with bolted connections, while the holes in the plate are preliminarily aligned with the holes in the blade.