Результат интеллектуальной деятельности: БАРАБАННЫЙ ПОДБОРЩИК

Изобретение относится к области машиностроения, в частности сельскохозяйственного машиностроения, например, к машинам для уборки и переработки сельскохозяйственных культур, а также может быть использовано в других областях, где применяются барабанные рабочие органы с пальцевыми рабочими элементами, совершающими вращательное движение на валу барабана.

Известен подборщик сельскохозяйственных культур (АС СССР 1750479, МПК A01D 89/00, 1992 г.) с жестко закрепленными на ведущем валу пальцами. Подборщик содержит раму с закрепленными на ней скатами и вал, вращающийся в боковинах рамы. Пальцы в процессе работы движутся в промежутках между скатами. Жесткое крепление пальцев позволяет уменьшить диаметр подборщика и сократить потери при подборе малосвязных валков и рассыпного материала. Рабочая поверхность пальцев включает два участка: криволинейный, выполненный по эвольвенте окружности, и прямолинейный. В данном подборщике отсутствует грабельный механизм, а обеспечение исключения затаскивания стеблей в межскатные промежутки осуществляется за счет сочетания форм рабочих поверхностей пальцев и скатов. Скаты подборщика включают прямолинейную и сопряженную с ней криволинейную часть. Прямолинейные концы пальцев взаимодействуют с криволинейной частью скатов. Часть рабочей поверхности пальцев, имеющая криволинейный профиль, взаимодействует с прямолинейным участком скатов. Сочетание прямолинейных и криволинейных поверхностей позволяет пальцу в момент подбора захватывать стебли без их относительного скольжения по прямолинейному концу пальца, затем транспортировать по прямолинейной части ската стебли, скользящие по криволинейной части пальца.

Пальцы в процессе работы совершают сгребание и подбор материала с поверхности поля, его подъем и транспортирование по неподвижной поверхности скатов. В конце технологического процесса пальцы сбрасывают обрабатываемый материал со скатов.

Для повышения транспортирующей способности подборщика увеличивают количество рядов пальцев, что позволяет активизировать их воздействие на транспортируемый по скатам материал. Пример конкретного исполнения подборщика с увеличенной рядностью пальцев - барабанный подборщик (Патент РФ на полезную модель №85792, МПК A01D 89/00, 2009 г.), являющийся наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению. Подборщик содержит установленные в кронштейнах, жестко закрепленных на вращающемся валу, неподвижные основные пальцы, включающие участки криволинейного и прямолинейного профиля, и закрепленные на тех же кронштейнах дополнительные пальцы, расположенные между основными пальцами. Дополнительные пальцы имеют криволинейный профиль поверхности, аналогичный профилю криволинейной поверхности основных пальцев. Вылет дополнительных пальцев относительно скатов равен вылету криволинейного участка основных пальцев. Дополнительные пальцы не имеют прямолинейного концевого участка, поэтому они не участвуют в процессе подбора валка и не воздействуют на подбираемый материал в процессе его подъема.

Однако индивидуальное крепление пальцев на валу даже на одних кронштейнах требует использования количества крепежных элементов, равного количеству пальцев. Это усложняет конструкцию подборщика. Кроме того, при необходимости обеспечения минимального диаметра подборщика из-за конструктивных особенностей кронштейнов и пружин пальцев невозможно увеличить рядность расположения пальцев, поскольку пружины основных и дополнительных пальцев не совмещены. Этот недостаток может быть устранен в заявляемом подборщике.

Целью заявляемого изобретения является упрощение конструкции барабанного подборщика и уменьшение диаметра барабана подборщика для минимизации потерь подбираемого материала, а также возможность увеличения рядности расположения пальцев при сохранении количества кронштейнов и крепежных элементов.

Предлагаемый барабанный подборщик содержит двойные пружинные подбирающие пальцы, размещенные на валу и совершающие вместе с ним вращательное движение. Вал охватывают скаты, закрепленные неподвижно на кронштейнах рамы подборщика. Рабочие участки подбирающих пальцев находятся в промежутках между скатами. Крепление пальцев на валу осуществляется с помощью кронштейнов. Особенностью крепления пальцев является размещение двух пальцев на одном кронштейне с использованием единого крепежного элемента.

Пружинные пальцы имеют два исполнения. Пружины пальцев первого исполнения имеют больший диаметр, чем второго, при этом обеспечивается размещение одной пружины внутри другой при обеспечении свободного скручивания одной из пружин без контакта с другой.

Расстояние между крайними внешними витками пружин пальцев второго исполнения больше, чем первого. Тем самым обеспечивается свободный поворот пальцев обоих исполнений, закрепленных совместно на одном и том же кронштейне, относительно вала подборщика независимо друг от друга.

Преимуществом заявляемого изобретения является возможность сокращения не только количества кронштейнов крепления пальцев, размещенных на валу подборщика, но и крепежных элементов. При этом возможно либо увеличить количество рядов подбирающих пальцев, закрепленных на валу, либо, при том же количестве рядов пальцев, вдвое сократить количество крепежных элементов.

Первый вариант положительного эффекта может быть использован в том случае, когда требуется увеличить рядность расположения пальцев, например в подборщиках для подбора малосвязных валков или рассыпного стебельного материала.

Второй вариант положительного эффекта проявляется в том случае, если кронштейны в силу их исполнения являются лимитирующим фактором для увеличения количества рядов пальцев. Это происходит в том случае, например, если по технологическим соображениям диаметр подборщика должен быть минимальным. Обычно такая необходимость возникает в случае использования подборщика для подбора валков, которые требуют минимальных изгибных деформаций в момент подбора. При этом диаметр барабана подборщика обусловлен лишь диаметром вала и пружин, имеющих больший диаметр. В частности, при равенстве диаметров d вала и больших пружин минимальный диаметр барабана подборщика D_min=D₄=3d, если количество пальцев равно 8, а их пружины попарно располагаются одна в другой. В этом случае в одной плоскости вращения необходимо 4 кронштейна и столько же крепежных элементов. Если же пружины располагаются обособленно (как в прототипе), то при четырех кронштейнах необходимо 8 крепежных элементов, и диаметр барабана подборщика должен быть не менее D₈=4,61d, если диаметры всех пружин равны диаметру вала подборщика.

Новая совокупность существенных признаков, а именно сочетание размещения на одном кронштейне двух пальцев с помощью единого крепежного элемента и размещения пружин пальцев одна в другой, позволяет получить новый технический результат - минимизировать диаметр барабана подборщика и/или увеличить рядность расположения пальцев, что позволяет получить дополнительный эффект - сокращение потерь подбираемого материала.

Следовательно, до подачи заявки не была известна причинно-следственная связь новой совокупности признаков и достигаемого технического результата, что доказывает соответствие технического решения как критерию «новизна», так и критерию «изобретательский уровень».

На Фиг.1 изображен подборщик, включающий раму с расположенными на ней скатами 1 и ведущий вал 2, на котором размещены кронштейны 3 крепления пальцев. На каждом кронштейне 3 закреплены двойные пружинные пальцы 4 и 5. Пружины пальцев 4 имеют больший диаметр по сравнению с пружинами пальцев 5, которые размещены внутри пружин пальцев 4. Крепление пальцев 4 и 5 осуществляется с помощью резьбового соединения 6.

На Фиг.2 представлено схематичное расположение пальцев 4 и 5. Плоскости вращения пальцев изображены в виде штрихпунктирных линий.

Пальцы имеют три участка: крепежный (на котором они удерживаются на кронштейне), пружинный (обеспечивает возможность отклонения пальцев от свободного положения) и рабочий (на котором осуществляется взаимодействие пальцев и подбираемого материала). Рабочий участок пальцев располагается в промежутках между скатами и выходит за пределы внутренней полости скатов. Пружинный участок и крепежный находятся во внутренней полости скатов. Переход от пружинного к рабочему участку пальцев 5 с меньшим диаметром пружины выполнен изогнутым с целью обеспечения совпадения плоскостей вращения рабочих участков пальцев 4 и 5 при расположении пружин пальцев одна внутри другой.

Подборщик работает следующим образом. При движении уборочной машины вал 2 подборщика совершает вращательное движение вместе с пальцами 4 и 5. При этом пальцы 4 и 5 в верхнем положении движутся против хода движения уборочной машины (показано стрелкой на Фиг.1). Подбираемый материал сгребается пальцами 4 и 5, поднимается и по скатам 1 транспортируется к последующим рабочим органам уборочной машины. В процессе подбора и транспортирования материала по скатам 1 пальцы 4 и 5 активно воздействуют на подбираемый и перемещаемый материал. При сгребании материала, при встрече с препятствиями на поле, при перемещении различных по массе и механическим свойствам материала пальцы 4 и 5 отклоняются от первоначального положения, обусловленного конструктивным их исполнением. Это обеспечивается за счет сжатия пружин. Независимое отклонение пальцев 4 и 5, расположенных на одном кронштейне, обеспечивается за счет свободного размещения одной из пружин пальцев в другой.