Подбирающе-оборачивающее устройство льноуборочной машины

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в льноуборочных машинах. Устройство содержит установленные на раме подбирающий барабан, перекрестный ременный транспортер и направляющие, образующие вместе с рабочей ветвью перекрестного ременного транспортера винтовой канал для транспортирования ленты стеблей и выполненные на входе винтового канала в виде дугообразных прутков, огибающих подбирающий барабан и с обратной кривизной на участке поступления ленты льна в подбирающе-оборачивающее устройство, при этом подбирающе-оборачивающее устройство опирается на самоустанавливающееся колесо. Прутки на участке огибания барабана имеют форму логарифмической спирали, описываемой в полярных координатах с полюсом, совпадающим с осью вращения барабана, уравнением R=aexp(-kφ), в котором параметры a и k определяются как a=r_б+h_p+H и k=-ln[(r_б+h_р+h)/(r_б+h_р+H)]/φ, где r_б - радиус подбирающего барабана; h_р - толщина ремня перекрестного транспортера; H - толщина подбираемой ленты льна; h - ширина канала в конце участка огибания направляющими прутками подбирающего барабана; φ - угол огибания подбирающего барабана направляющими прутками. Повышается надежность выполнения технологического процесса подбора лент льна. 2 ил

 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в льноуборочных машинах.

Известны оборачиватели лент льна (А.с. СССР №1369687, кл. А01D 45/06, 1985; А.с. СССР №1468459, кл. А01D 45/06, 1987; Пат. на ПМ РФ №5901, кл. А01D 45/06, 1996), содержащие подбирающий барабан с копирующим колесом, перекрестный оборачивающий транспортер и направляющие прутки.

Недостатком известных оборачивателей лент льна является отсутствие строгости формы направляющих прутков над подбирающим барабаном, что может привести к нарушению технологического процесса при их взаимодействии с лентой льна, снижая качественные показатели подбора ленты, а также существенно влияет на работоспособность подборщиков.

Известно подбирающе-оборачивающее устройство льноуборочной машины (Пат. на ПМ РФ №39990, кл. А01D 45/06, 2004, прототип), содержащее установленные на раме подбирающий барабан с копирующим колесом, перекрестный ременный транспортер и направляющие, образующие вместе с рабочей ветвью перекрестного ременного транспортера винтовой канал для транспортирования ленты стеблей, а на входе винтового канала выполненные в виде дугообразных прутков, повторяющих форму барабана на участке огибания его и с обратной кривизной на участке поступления ленты льна в подбирающе-оборачивающее устройство.

Недостатком известного подбирающе-оборачивающего устройства является следующее. При подборе ленты льна пальцы подбирающего барабана подают ее в канал, образованный перекрестным ремнем и направляющими прутками. Для беспрепятственного входа ленты льна в канал его ширина в заходной части должна быть больше или равна толщине ленты льна. Так как в известном подбирающе-оборачивающем устройстве направляющие прутки на входе винтового канала на участке огибания барабана повторяют его форму, то ширина канала не изменяется на всем протяжении, и лента льна находится в нем в свободном состоянии, т.е. не поджимается направляющими прутками к ремню транспортера. Это приводит к выскальзыванию ленты льна из канала или к перекосу стеблей в ленте во время работы в ветреную погоду, а также под воздействием колебаний, возникающих при движении агрегата по неровностям почвы. Если же уменьшить ширину канала, сделав его на участке огибания барабана направляющими прутками меньше толщины ленты льна, то произойдет его забивка стеблями при входе в него ленты льна. Данные обстоятельства снижают надежность выполнения технологического процесса подбора лент льна данным подбирающе-оборачивающим устройством.

Технический результат заключается в повышении надежности выполнения технологического процесса подбора лент льна.

Технический результат достигается тем, что подбирающе-оборачивающее устройство льноуборочной машины, содержащее установленные на раме подбирающий барабан, перекрестный ременный транспортер и направляющие, образующие вместе с рабочей ветвью перекрестного ременного транспортера винтовой канал для транспортирования ленты стеблей и выполненные на входе винтового канала в виде дугообразных прутков огибающих подбирающий барабан и с обратной кривизной на участке поступления ленты льна в подбирающе-оборачивающее устройство, при этом подбирающе-оборачивающее устройство опирается на самоустанавливающееся колесо, причем прутки на участке огибания барабана имеют форму логарифмической спирали, описываемой в полярных координатах с полюсом, совпадающим с осью вращения барабана, уравнением R=aexp(-kφ), в котором параметры a и k определяются как a=r_б+h_р+H и k=-ln[(r_б+h_р+h)/(r_б+h_р+H)]/φ, где r_б - радиус подбирающего барабана; h_р - толщина ремня перекрестного транспортера; Н - толщина подбираемой ленты льна; h - ширина канала в конце участка огибания направляющими прутками подбирающего барабана; φ - угол огибания подбирающего барабана направляющими прутками.

Такая форма направляющих дугообразных прутков на участке огибания ими барабана обеспечивает постепенное уменьшение ширины канала от заходной части, где происходит поступление ленты льна, до конца участка огибания, где происходит переход ленты льна в винтообразный канал постоянной ширины. При подборе лента льна, перемещаясь в канале на участке огибания прутками барабана, уплотняется и под действием возникающих вследствие уплотнения сил трения надежно удерживается в канале во время транспортирования. На фиг.2 представлен характерный график изменения ширины канала, образованного перекрестным ремнем и направляющими, выполненными в виде прутков в форме логарифмической спирали на участке огибания ими барабана.

Ширина канала в заходной части должна быть равна средней толщине Н подбираемой ленты льна, которая составляет 0,05…0,06 м (Ковалев М.М., Перов Г.А. Анализ конструкции подбирающего аппарата для лубяных культур / Тракторы и с.-х. машины, 1992, №7. - С.28-29).

Так как в конце участка огибания прутками барабана ширина h канала, образованного перекрестным ремнем и направляющими, наименьшая, то в этом месте происходит наибольшее сжатие стеблей при перемещении ленты льна в канале на участке огибания прутками барабана. Исходя из этого ширина канала в конце участка огибания прутками барабана должна быть такой, чтобы не происходило повреждений стеблей вследствие их деформации сжатия. Для нахождения давления сжатия в указанном месте воспользуемся формулой, описывающей зависимость сопротивления группы стеблей сжатию от их плотности (Ковалев Н.Г., Хайлис Г.А., Ковалев М.М. Сельскохозяйственные материалы (виды, состав, свойства). - М.: ИК «Родник», журнал «Аграрная наука», 1998. - 208 с., ил. 113. - (Учебники и учеб. пособия для высш. учеб. заведений). - стр.122):

p_д=p_вг[exp[a_г(1-λ₀/λ)]-1],

где p_вг и a_г - константы, характеризующие свойства стеблей и их начальное состояние: для сухих стеблей льна, наиболее характерных при работе оборачивателей, р_вг=0,012 кН/м, a_г=8,4…8,7; λ, λ₀ - коэффициенты заполнения сечения в сжатом и свободном состоянии.

Коэффициенты заполнения сечения в сжатом и свободном состоянии равны

и ,

где l - ширина камеры сжатия; d - средний диаметр стеблей; i_cн - число стеблей в снопе; L₀ - первоначальная длина камеры сжатия; s - ход поршня на участке l.

Для применения приведенной зависимости пространство, ограниченное перекрестным ремнем и прутками на участке огибания ими барабана, представим как камеру сжатия шириной l, равной толщине b направляющих прутков, где стебли находятся под давлением при изменении толщины ленты с H до h. Тогда первоначальная длина L₀ камеры сжатия будет равна Н, а максимальный ход s поршня - (H-h).

С учетом этого формула, описывающая зависимость сопротивления группы стеблей сжатию от их плотности, приобретает вид

p_д=p_вг[exp[a_г(1-h/H)]-1].

Зависимость интенсивности нагрузки при сжатии группы стеблей от давления сжатия одного стебля, при котором происходит его повреждение (расплющивание), имеет вид (Ковалев Н.Г., Хайлис Г.А., Ковалев М.М. Сельскохозяйственные материалы (виды, состав, свойства). - М.: ИК «Родник», журнал «Аграрная наука», 1998. - 208 с., ил. 113. - (Учебники и учеб. пособия для высш. учеб. заведений). - стр.126)

p_др=q_расl,

где p_др - интенсивность нагрузки при сжатии группы стеблей, при которой происходит их повреждение (расплющивание); q_рас - давление сжатия одного стебля, при котором происходит его повреждение (расплющивание), равное 600…850 кПа; l - ширина камеры сжатия.

С учетом ранее приведенной зависимости и с учетом того, что ширина l камеры сжатия равна толщине b направляющих прутков, получим

p_вг[exp[a_г(1-h/H)]-1]=q_расb.

Из этого равенства выразим h и найдем формулу для определения ширины канала, образованного перекрестным ремнем и направляющими прутками в конце участка огибания ими барабана, при которой не происходит повреждения стеблей

Расчеты по данной формуле показывают, что ширина h канала, образованного перекрестным ремнем и направляющими прутками в конце участка огибания ими барабана, при толщине b направляющих прутков 0,008…0,012 м должна быть равна 0,012…0,019 м.

Заявленное изобретение иллюстрируется чертежами.

На фиг.1 изображено подбирающе-оборачивающее устройство льноуборочной машины, вид сбоку; на фиг.2 - характерный график изменения ширины канала, образованного перекрестным ремнем и направляющими, выполненными в виде прутков в форме логарифмической спирали на участке огибания ими барабана подбирающе-оборачивающего устройства льноуборочной машины.

Заявленное подбирающе-оборачивающее устройство льноуборочной машины содержит установленные на раме 1 барабан 2 с пальцами 3, перекрестный ременный транспортер 4 и направляющие 5, образующие вместе с рабочей ветвью перекрестного ременного транспортера 4 винтовой канал для транспортирования ленты стеблей. На входе винтового канала направляющие 5 на участке 6 огибания ими барабана 2 выполнены в виде дугообразных прутков, имеющих форму логарифмической спирали 7, и с обратной кривизной на участке 8 поступления ленты льна в подбирающе-оборачивающее устройство. Подбирающе-оборачивающее устройство крепится к машине 9 с помощью навески 10, содержащей механизмы перевода его в транспортное и рабочее положение. В передней части подбирающе-оборачивающее устройство опирается на самоустанавливающееся копирующее колесо 11 и уравновешивается пружиной 12. Привод устройства осуществляется от редуктора 13 через цепную передачу и звездочку 14, установленную на ведущем шкиве 15 перекрестного ременного транспортера 4.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы устройство устанавливают над лентой льна. С помощью навески 10 приводят его в рабочее положение. Регулируют пружиной 12 давление копирующего колеса 11 на почву. От редуктора 13 через цепную передачу и звездочку 14 сообщают вращение шкиву 15. Шкив 15 приводит в движение перекрестный ременный транспортер 4, который вращает барабан 2 с пальцами 3. После этого машина 9 осуществляет перемещение устройства вдоль ленты льна.

При движении устройства вдоль ленты льна пальцы 3, вращаясь вместе с барабаном 2, поднимают ленту льна с почвы и подают ее в канал, образованный ремнем перекрестного транспортера 4 и направляющими дугообразными прутками, огибающими барабан 2. Так как на участке 6 огибания прутками барабана 2 они имеют форму логарифмической спирали 7 с постепенно уменьшающимся от места поступления ленты льна радиусом R, то ширина канала на этом участке также постепенно уменьшается, и лента льна, перемещаясь в нем, уплотняется. Далее уплотненная лента льна поступает в винтовой канал постоянной ширины, образованный перекрестным ременным транспортером 4 и направляющими 5, где оборачивается на 180° и снова расстилается в поле или поступает к последующим рабочим органам для выполнения других операций.

На входе в канал, образованный ремнем перекрестного транспортера 4 и консольно закрепленными дугообразными прутками, огибающими барабан 2, его ширина больше или равна толщине ленты льна, поэтому осуществляется ее беспрепятственная подача в подбирающе-оборачивающее устройство. Так как при дальнейшем перемещении ленты льна в канале на участке 6 огибания прутками барабана 2 происходит ее уплотнение за счет выполнения прутков в форме логарифмической спирали 7, а винтообразный канал имеет постоянную ширину, возникающие вследствие уплотнения силы трения надежно удерживают ленту льна в канале на всем протяжении ее перемещения.

Благодаря подбору лент льна заявленным устройством исключена возможность выскальзывания и перекоса стеблей в ленте при ее подборе и оборачивании при работе в любых условиях, что значительно повышает надежность технологического процесса и позволяет повысить качественные показатели его выполнения.

Заявленное подбирающе-оборачивающее устройство льноуборочной машины промышленно осуществимо. Изготовлен и испытан опытный образец устройства.

Подбирающе-оборачивающее устройство льноуборочной машины, содержащее установленные на раме подбирающий барабан, перекрестный ременный транспортер и направляющие, образующие вместе с рабочей ветвью перекрестного ременного транспортера винтовой канал для транспортирования ленты стеблей и выполненные на входе винтового канала в виде дугообразных прутков, огибающих подбирающий барабан и с обратной кривизной на участке поступления ленты льна в подбирающе-оборачивающее устройство, при этом подбирающе-оборачивающее устройство опирается на самоустанавливающееся колесо, отличающееся тем, что прутки на участке огибания барабана имеют форму логарифмической спирали, описываемой в полярных координатах с полюсом, совпадающим с осью вращения барабана, уравнением R=аexp(-kφ), в котором параметры а и k определяются как а=r_б+h_р+H и k=-ln[(r_б+h_р+h)/(r_б+h_р+H)]/φ, где r_б - радиус подбирающего барабана; h_р - толщина ремня перекрестного транспортера; H - толщина подбираемой ленты льна; h - ширина канала в конце участка огибания направляющими прутками подбирающего барабана; φ - угол огибания подбирающего барабана направляющими прутками.