рабочий орган хлопкоуборочного аппарата

Формула изобретения

1. РАБОЧИЙ ОРГАН ХЛОПКОУБОРОЧНОГО АППАРАТА, содержащий раму, шарнирно смонтированный на оси вертикальный барабан с направляющими щелями, в которых размещены горизонтальные поворотные вокруг своих осей захватывающие элементы, смонтированные на вертикальных опорах, размещенных внутри барабана, и кулачки для взаимодействия с нижними и верхними концами опор, отличающийся тем, что захватывающие элементы выполнены в виде винтообразно закрученных плоских игл, а вертикальные опоры выполнены в виде стержней, шарнирно установленных в выполненных в нижней и верхней крышках барабана пазах, при этом иглы закреплены на стержнях также шарнирно, а направляющие щели имеют форму, соответствующую поперечному сечению игл.

2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что несущие стержни соединены с осью барабана при помощи пружин.

3. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что кулачки жестко закреплены на раме.

4. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что ось барабана закреплена на кулачках шарнирно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения и может быть использовано для сбора хлопка-сырца с кустов хлопчатника.

Известен рабочий орган горизонтально-шпиндельного хлопкоуборочного аппарата (авт. св. СССР N 1371591, кл. A 01 D 46/14, 1988), который содержит цилиндрический барабан, внутри которого установлен эксцентрично расположенный направляющий кулачок. С кулачком посредством шарниров связаны стержни, смонтированные на барабане. На стержне закреплен захватывающий элемент, выполненный в виде спирально навитой зубчатой ленты, один конец которой закреплен на стержне, а другой взаимодействует с барабаном через упор. На стержне установлен приводной элемент, взаимодействующий с приводной дорожкой. Кроме того, имеется съемник, а сам стержень выполнен для повышения надежности в виде гибкого вала. Навивка зубчатой ленты выполнена с переменным сечением для обеспечения равномерной жесткости витков спирали. С целью упрощения изготовления каждый виток спирали имеет форму цилиндра, а с целью улучшения проникновения в крону каждый виток спирали имеет форму конуса.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции, сложность изготовления деталей и съема хлопка с поверхности барабана.

Также известен шпиндель хлопкоуборочного аппарата (авт. св. СССР N 824912, кл. A 01 D 46/16, 1981), состоящего из обоймы, на поверхности которой по спирали в направлении, противоположном направлению ее вращения, навиты примыкающие одна к другой выпуклые полосы. На полосах имеются отверстия для выхода зубьев, которые закреплены на осях. Оси соединены между собой с помощью упругих элементов в виде изогнутых пластин, расположенных по окружности в зазоре между обоймой и стержнем, выполненным сужающимся к его свободному концу. Стержень в верхней части связан с роликом, который перемещается по дорожке. Под роликом установлена пружина. Шпиндель установлен на опорах консольно. При входе шпинделя в рабочую зону зубья, выходя через отверстия под действием стержня, захватывают дольки хлопка. В зоне съема стержень поднимается вверх за счет растяжения пружины и перекатывания ролика по дорожке. Изогнутые пластины возвращают зубья в первоначальное положение и зубья утопают в обойме. Вращение шпинделя все время осуществляется в направлении, противоположном направлению навивки выпуклых полос на обойме. В зоне съема после утопления зубьев связь долек хлопка со шпинделем ослабевает, чему и способствует вращение шпинделя "на откручивание". Поэтому дольки хлопка под действием силы тяжести и продольной силы, получающейся при вращении спиралеобразной поверхности обоймы шпинделя, перемещаются вниз. Так как шпиндели установлены консольно, то падающие дольки хлопка подхватываются воздушным потоком и транспортируются в бункер.

Недостатком данного изобретения является сложность конструкции и металлоемкость.

Из зарубежных аналогов известен собиратель хлопка (патент США N 2540046, 1951), состоящий из шестерни, передающей крутящий момент на барабан, который вращается вместе с собирающими стержнями вокруг своей оси. Одновременно посредством оси шестерня передает крутящий момент на диск, обрамленный эластичным материалом. При вращении барабана вертикальные сектора вместе с собирающими стержнями посредством роликов двигаются по внутренней поверхности кожуха. При входе в зону сбора рельс внутренней поверхности кожуха вдавливает собирающие стержни вовнутрь барабана, тем самым через чашкообразный элемент обеспечивается трение между диском и собирающими элементами. Вследствие вращения диска в противоположном направлении вращению барабана в зоне сбора обеспечивается крутящий момент собирающих стержней вокруг своей оси, тем самым хлопок закручивается на поверхность собирающих стержней. При выходе из зоны сбора собирающий стержень выходит из контакта с дисками, прекращает закручивать на себя хлопок за счет формы кожуха и, все больше отклоняясь, снимает хлопок с куста. При входе в съемно-очистительную зону кожух постепенно удаляется с поверхности барабана и собирающие стержни уходят вовнутрь щели, а хлопок остается на поверхности вертикального сектора.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является хлопкоуборочная машина (патент США N 1946542, 1934), в которой крутящий момент подается на цепную звездочку, которая вращается через ось головки барабана. При этом металлическая плита с направляющей дорожкой (колеей), по которой через ролики передвигаются кассеты, остаются неподвижными, так как жестко связаны с рамой. При вращении внутреннего и внешнего валов несущие стойки (кассеты) вращаются вокруг оси барабана и скользят по колее, при этом траектория колеи позволяет двигаться несущим стойкам через ролики в радиальном направлении от оси, тем самым выталкиваются захватывающие элементы (иглы) наружу внешнего барабана. Траектории верхней и нижней колеи симметричны относительно друг друга и выбраны так, что в зоне сбора максимально приближаются к внутренней поверхности наружного барабана, тем самым выталкивают захватывающие элементы наружу с одновременным вращением их вокруг своей оси, которое обеспечивается за счет вращения малых шестерен, связанных с большой шестерней. Так как большая шестерня жестко связана с рамой и неподвижна, малая шестерня, вращаясь, совершает вращательное движение вокруг своей оси и тем самым вращает гексогональный вал, контактирующий с гексогональной головкой, передающей крутящий момент через жестко связанную втулку шайбе и клину, входящему в прорезь захватывающего элемента. В зоне съема колеи возвращают несущие стойки (кассеты) в исходное положение и захватывающие элементы уходят вовнутрь внешнего барабана. Вследствие соответствия шайбы поперечному сечению захватывающего элемента хлопок остается на поверхности барабана. Дальнейший съем хлопка с поверхности барабана производится съемным устройством, состоящим из оси, щеток и очистителей.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции, металлоемкость, наличие большого количества составляющих деталей.

Цель изобретения устранение указанных недостатков путем упрощения конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в предложенном устройстве, содержащем раму, барабан и ось, захватывающий элемент закручен винтообразно вокруг своей оси. Эта форма при переходе через щель барабана, соответствующую поперечному его сечению, способствует преобразованию поступательного движения во вращательное вокруг своей оси. Все горизонтальные захватывающие элементы, распределенные по одной вертикали, укреплены на отдельной стойке, совершающей возвратно-поступательное движение относительно оси барабана в радиальных пазах крышек барабана. Поступательное движение всех несущих стоек относительно оси барабана осуществляется двумя кулачками, контактирующими с верхним и нижним концами несущих стоек. Возвратное движение осуществляется пружинами, соединяющими несущую стойку с осью барабана.

На фиг.1 приведено предложенное устройство, общий вид.

Устройство состоит из захватывающего элемента 1, винтообразно закрученного вокруг своей оси и вдавливающегося в щель 2, соответствующую поперечному сечению захватывающего элемента, на барабане 3, который шарнирно закреплен на вертикальной несущей стойке 4. На фиг.2 и 3 видно, что несущие стойки 4 расположены по кругу на некотором расстоянии от внутренней поверхности барабана 3 и с целью устранения их вертикального перемещения шарнирно закреплены в радиальных пазах 5 верхней и нижней жестко закрепленных крышек 6 барабана 3 с возможностью совершения возвратно-поступательного движения относительно оси 7 барабана 3, как видно на фиг.5. Поступательное движение стоек осуществляется кулачками 8, жестко закрепленными на раме 9. Возвратное движение несущих стоек осуществляется пружинами 10, соединенными с осью барабана, как видно на фиг.4. Нижний конец оси барабана упирается в подшипник 11 нижнего кулачка, жестко закрепленного в нижней части рамы, а верхняя часть оси проходит через подшипник 12 верхнего кулачка и жестко связана с приводной шестерней 13.

Рабочий орган хлопкоуборочного аппарата с горизонтальным захватывающим элементом работает следующим образом.

Крутящий момент подается на приводную шестерню 13, которая через ось 7 вращает барабан 3 с несущими стойками 4, при этом кулачки 8 остаются неподвижными, так как жестко закреплены на раме 9. Несущие стойки 4, вращаясь вокруг оси барабана 3, скользят по краю кулачка 8. Форма кулачка 8 выбрана так, что в зоне сбора стойки в своем поступательном движении в пазах крышек 6 максимально приближаются к внутренней поверхности барабана 3, тем самым выталкивают захватывающие элементы 1 из щели 2 наружу барабана 3. При этом поступательная скорость рабочего органа (V_р) и окружная скорость барабана 3 (r_{б б}) равны по величине и противоположны по направлению. В связи с этим скорость перемещения захватывающего элемента 1 относительно куста хлопчатника примерно равняется нулю, что способствует увеличению времени и зоны контакта с хлопчатником. Захватывающие элементы 1, совершая поступательное движение в осевом направлении, проникают в куст хлопчатника. Вследствие соответствия формы щелей 2 поперечному сечению захватывающего элемента 1 в винтообразной форме захватывающий элемент 1 принимает вращательное движение вокруг своей оси и тем самым закручивает на себя хлопок. В этом положении, двигаясь в направлении съемно-очистительной зоны, захватывающий элемент 1, все больше отклоняясь от куста, снимает хлопок с него. При входе в съемно-очистительную зону кулачок 8 позволяет стойке 4 совершать возвратное движение за счет усилия пружины 10. По мере удаления несущей стойки 4 от поверхности барабана 3 захватывающий элемент 1 вращается в обратном направлении и волокна хлопка раскручиваются с его поверхности с одновременным уходом их вовнутрь барабана 3. Вследствие точного соответствия формы щели 2 поперечному сечению захватывающего элемента 1 хлопок, сползая с него, остается на поверхности барабана 3. Дальнейший съем хлопка с поверхности барабана 3 может быть осуществлен различными способами в зависимости от условия эксплуатации аппарата.

Данное техническое решение по сравнению с прототипом упрощено и, следовательно, облегчено изготовление деталей. Существенное упрощение достигнуто изменением формы захватывающего элемента и щели, исключающей специальное устройство для привода захватывающих элементов вокруг своей оси с помощью стойки, кулачков и пружин. В связи с этим значительно уменьшено количество необходимых деталей, выполняющих эти функции.