RU2809079C1

RU2809079C1 - Combing unit

Info

Publication number: RU2809079C1
Application number: RU2023108794A
Authority: RU
Inventors: Виктор Николаевич Ожерельев; Владимир Юрьевич Савин
Filing date: 2023-04-06
Publication date: 2023-12-06

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: combing unit that includes a shaft with a drum mounted on it, equipped with combs. The drum consists of two halves located coaxially, each of which is fixed to the shaft by means of a set of flat springs. The halves of the drum are connected to each other by means of a double-armed lever located in the longitudinal-axial plane of symmetry of the drum, and cylindrical hinges located at its ends. The central axis of the double-arm lever is mounted inside the through longitudinal-diametral groove of the shaft and is perpendicular to the latter, and an unbalanced mass vibration generator is mounted on one of the halves of the double-arm lever.

EFFECT: increasing the efficiency of stripping.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для уборки зерновых культур методом очесывания растений на корню.The invention relates to agricultural engineering and can be used for harvesting grain crops by stripping standing plants.

Известно очесывающее устройство, содержащее барабан с гребенками, размещенными на его поверхности в шахматном порядке (Пат. РФ №2738056, МПК A01D 41/08, 2020). Недостатком данного изобретения является то, что, не смотря на подбор углов раствора поверхностей очесывающих зубьев, остается высокой энергоемкость процесса.A stripping device is known that contains a drum with combs placed on its surface in a checkerboard pattern (RF Patent No. 2738056, IPC A01D 41/08, 2020). The disadvantage of this invention is that, despite the selection of the angles of the surfaces of the stripping teeth, the energy intensity of the process remains high.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является очесывающее устройство, содержащее барабан, гребенки которого совершают возвратно-поступательные колебания в поперечном направлении (Пат. РФ №2726110, МПК A01D 46/08, 2021), принятое в качестве прототипа. За счет нагружения зерен в колосе и их связей с его стержнем дополнительной поперечной колебательной нагрузкой усилие отрыва существенно уменьшается. Однако, и последнему техническому решению свойственен ряд недостатков. В частности, возникает проблема компоновки очесывающего барабана путем дополнительного размещения на его поверхности виброприводов. Кроме того, высокочастотное колебание гребенок в направляющих неизбежно приведет к быстрому износу кинематических пар скольжения, что негативно отразится на надежности устройства. При такой компоновке существенно увеличивается и вес очесывающего барабана.The closest to the claimed technical solution is a stripping device containing a drum, the combs of which perform reciprocating oscillations in the transverse direction (RF Patent No. 2726110, IPC A01D 46/08, 2021), adopted as a prototype. Due to the loading of the grains in the ear and their connections with its rod with an additional transverse vibration load, the tearing force is significantly reduced. However, the latest technical solution also has a number of disadvantages. In particular, the problem arises of the layout of the stripping drum by additionally placing vibration drives on its surface. In addition, high-frequency vibration of the combs in the guides will inevitably lead to rapid wear of the kinematic sliding pairs, which will negatively affect the reliability of the device. With this arrangement, the weight of the stripping drum also increases significantly.

В предлагаемом изобретении проблема снижения металлоемкости и увеличения надежности очесывающего устройства решена за счет того, что барабан состоит из двух расположенных соосно частей, каждая из которых закреплена на валу посредством набора плоских рессор, при этом половинки барабана соединены между собой посредством двуплечего рычага, расположенного в продольно-осевой плоскости симметрии барабана, и находящихся на его концах цилиндрических шарниров, при этом центральная ось двуплечего рычага смонтирована внутри сквозного продольно-диаметрального паза вала и перпендикулярна последнему, а на одной из половинок двуплечего рычага смонтирован вибратор дебалансного типа. Таким образом, осуществлен отказ от индивидуальной подвижности гребенок путем передачи функции обеспечения поперечного перемещения очесывающих элементов наборам плоских рессор, посредством которых половинки барабана связаны с ведущим валом устройства. При этом сам вибропривод размещен внутри барабана, а уравновешивание поперечных колебаний обеспечивается встречным движением половинок последнего, связанных кинематически посредством двуплечего рычага, смонтированного в его средней части на ведущем валу, а концами соединенным с соответствующей половинкой барабана посредством цилиндрического шарнира. В результате исключены пары скольжения и креплению гребенок на барабане обеспечена необходимая жесткость и надежность. При этом работоспособность рессорной подвески в условиях продолжительных высокочастотных колебаний на несколько порядков выше, чем у пар скольжения. Кроме того, индивидуальные вибраторы гребенок заменены единым виброприводом, размещенным внутри барабана и не оказывающим вследствие этого негативного воздействия на процесс взаимодействия гребенок со стеблестоем очесываемой культуры.In the proposed invention, the problem of reducing metal consumption and increasing the reliability of the stripping device is solved due to the fact that the drum consists of two coaxially located parts, each of which is fixed to the shaft by means of a set of flat springs, while the halves of the drum are connected to each other by means of a double-armed lever located longitudinally - the axial plane of symmetry of the drum, and the cylindrical hinges located at its ends, while the central axis of the double-arm lever is mounted inside the through longitudinal-diametric groove of the shaft and is perpendicular to the latter, and an unbalance-type vibrator is mounted on one of the halves of the double-arm lever. Thus, the individual mobility of the combs has been abandoned by transferring the function of ensuring the transverse movement of the stripping elements to sets of flat springs, through which the drum halves are connected to the drive shaft of the device. In this case, the vibration drive itself is located inside the drum, and balancing of transverse vibrations is ensured by the counter-movement of the halves of the latter, connected kinematically by means of a double-armed lever mounted in its middle part on the drive shaft, and the ends connected to the corresponding half of the drum through a cylindrical hinge. As a result, sliding pairs are eliminated and the combs are secured to the drum with the necessary rigidity and reliability. At the same time, the performance of the spring suspension under conditions of prolonged high-frequency oscillations is several orders of magnitude higher than that of sliding pairs. In addition, individual comb vibrators are replaced by a single vibration drive located inside the drum and, as a result, does not have a negative impact on the process of interaction of the combs with the stem of the crop being combed.

Таким образом, именно совокупность признаков изобретения, отличающих его от прототипа, обеспечивает достижение технического результата: снижение громоздкости и металлоемкости конструкции очесывающего устройства и увеличение надежности и долговечности.Thus, it is the combination of features of the invention that distinguishes it from the prototype that ensures the achievement of a technical result: reducing the bulkiness and metal consumption of the stripping device design and increasing reliability and durability.

Следовательно, отличительные признаки изобретения по сравнению с прототипом соответствуют критерию «существенные отличия».Consequently, the distinctive features of the invention in comparison with the prototype meet the “significant differences” criterion.

Поскольку в других технических решениях совокупность отличительных признаков изобретения не обнаружена, то оно соответствует критерию «новизна».Since the set of distinctive features of the invention has not been found in other technical solutions, it meets the “novelty” criterion.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид очесывающего устройства (главный вид); на фиг. 2-4 проиллюстрирован принцип работы вибропривода в разных фазах процесса.The invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows a general view of the stripping device (main view); in fig. 2-4 illustrate the principle of operation of the vibration drive in different phases of the process.

Очесывающее устройство (фиг. 1) включает ведущий вал 1, смонтированный в подшипниках 2 и 3 корпуса 4. Посредством наборов плоских рессор 5, 6, 7 и 8 на валу смонтированы соосно половинки 9 и 10 барабана, снабженные очесывающими гребенками 11. Ведущий вал 1 содержит внутреннюю (осевую) полость 12, а в его средней части выполнен сквозной продольно-диаметральный паз, сквозь выходные окна 13 и 14 которого посредством перпендикулярной валу 1 оси 15 установлен двуплечий рычаг 16, соединенный посредством цилиндрических шарниров 18 и 19 с половинками 9 и 10 барабана, соответственно. На двуплечем рычаге 16 смонтирован вибропривод 20 дебалансного типа. Он включает находящиеся в зацеплении зубчатые колеса 21 и 22, центры тяжести 23 и 24 которых смещены относительно соответствующих осей вращения (фиг. 2). При этом одно из зубчатых колес вибропривода снабжено приводом от гидромотора (на схеме не показан), соединенного гидравлической магистралью 25, смонтированной внутри пустотелого вала 1 и проходящей сквозь выходное окно 14 выполненного в нем продольно-диаметрального паза, и поворотной муфтой 26 с гидросистемой уборочной машины (на схеме не показана).The stripping device (Fig. 1) includes a drive shaft 1, mounted in bearings 2 and 3 of the housing 4. By means of sets of flat springs 5, 6, 7 and 8, drum halves 9 and 10 are coaxially mounted on the shaft, equipped with stripping combs 11. Drive shaft 1 contains an internal (axial) cavity 12, and in its middle part there is a through longitudinal-diametral groove, through the output windows 13 and 14 of which, by means of an axis 15 perpendicular to the shaft 1, a double-arm lever 16 is installed, connected by means of cylindrical hinges 18 and 19 with halves 9 and 10 drum, respectively. A vibration drive 20 of an unbalance type is mounted on the double-arm lever 16. It includes meshed gears 21 and 22, the centers of gravity 23 and 24 of which are shifted relative to the corresponding axes of rotation (Fig. 2). In this case, one of the vibration drive gears is equipped with a drive from a hydraulic motor (not shown in the diagram), connected by a hydraulic line 25 mounted inside the hollow shaft 1 and passing through the outlet window 14 of a longitudinal-diametric groove made in it, and a rotary coupling 26 with the hydraulic system of the harvesting machine (not shown in the diagram).

Очесывающее устройство работает следующим образом. Приводной вал 1 вращая по направлению стрелки 27 (фиг. 1) половинки 9 и 10 барабана прочесывает гребенками 11 стеблестой и колосья (на схеме не показаны). При этом поступающее сквозь поворотную муфту 26 и гидравлическую магистраль 25 масло через посредство гидромотора (на схеме не показан) вращает зубчатые колеса 21 и 22 (фиг 2) вибропривода 20 (фиг. 1) по направлению стрелок 28 и 29, соответственно. В результате синхронного встречного вращения зубчатых колес 21 и 22 и асимметричного расположения центров их тяжести 23 и 24 генерируются центробежные силы F_ц (фиг. 2). В исходном положении (фиг. 2) они уравновешивают друг друга и не оказывают влияние на процесс очеса. При повороте зубчатых колес 21 и 22 на угол 90° (фиг. 3), обе центробежные силы направлены вправо, поэтому суммируются и через посредство двуплечего рычага 16 и цилиндрических шарниров 18 и 19 передают соответствующий импульс половинкам 9 и 10 барабана. Импульс сил инерции преодолевает силу упругости плоских рессор 5 - 8, в результате чего половинки 9 и 10 совершают колебание навстречу друг другу (по стрелкам 30, 31 на фиг. 1). Через 180° поворота зубчатых колес 21 и 22 (фиг 4) центробежные силы вновь суммируются, но импульс сил инерции направлен в противоположную сторону. В результате половинки 9 и 10 барабана совершают колебание в противоположные друг другу стороны (по стрелкам 32 и 33 на фиг. 1). Поскольку частота поперечных колебаний на порядок выше линейной скорости прочесывания колосьев, то окружное усилие на барабане существенно уменьшается. При этом колеблющиеся массы уравновешены, а быстро изнашивающиеся пары скольжения отсутствуют.The stripping device operates as follows. The drive shaft 1, rotating in the direction of arrow 27 (Fig. 1), combs the halves 9 and 10 of the drum with combs 11 of stems and ears (not shown in the diagram). In this case, the oil entering through the rotary coupling 26 and the hydraulic line 25 through a hydraulic motor (not shown in the diagram) rotates the gears 21 and 22 (Fig. 2) of the vibration drive 20 (Fig. 1) in the direction of arrows 28 and 29, respectively. As a result of the synchronous counter-rotation of the gears 21 and 22 and the asymmetrical arrangement of their centers of gravity 23 and 24, centrifugal forces F _c are generated (Fig. 2). In the initial position (Fig. 2), they balance each other and do not affect the combing process. When the gear wheels 21 and 22 are turned at an angle of 90° (Fig. 3), both centrifugal forces are directed to the right, therefore they are summed up and, through the double-arm lever 16 and cylindrical hinges 18 and 19, transmit the corresponding impulse to the halves 9 and 10 of the drum. The impulse of inertial forces overcomes the elastic force of flat springs 5 - 8, as a result of which halves 9 and 10 oscillate towards each other (along arrows 30, 31 in Fig. 1). After 180° rotation of the gears 21 and 22 (Fig. 4), the centrifugal forces are again summed up, but the impulse of the inertial forces is directed in the opposite direction. As a result, the halves 9 and 10 of the drum oscillate in directions opposite to each other (along arrows 32 and 33 in Fig. 1). Since the frequency of transverse vibrations is an order of magnitude higher than the linear speed of combing the ears, the circumferential force on the drum is significantly reduced. In this case, the oscillating masses are balanced, and there are no quickly wearing sliding pairs.

Источники информации:Information sources:

1. Пат. РФ №2738056, МПК A01D 41/08, 2020.1. Pat. RF No. 2738056, IPC A01D 41/08, 2020.

2. Пат. РФ №2726110, МПК A01D 46/08, 2021.2. Pat. RF No. 2726110, IPC A01D 46/08, 2021.

Claims

A stripping device, including a drive shaft with a drum mounted on it, equipped with combs, characterized in that the drum consists of two halves located coaxially, each of which is fixed to the shaft by means of a set of flat springs, while the halves of the drum are connected to each other by means of a double-armed lever located in the longitudinal-axial plane of symmetry of the drum, and the cylindrical hinges located at its ends, while the central axis of the double-arm lever is mounted inside the through longitudinal-diametrical groove of the shaft and is perpendicular to the latter, and an unbalance-type vibrator is mounted on one of the halves of the double-arm lever.