ротационный встряхиватель устройства для уборки плодов лесных культур

Формула изобретения

1. Ротационный встряхиватель устройства для уборки плодов лесных культур, содержащий размещенные на валу диски, состоящие из пальцев, причем вал кинематически связан с приводом, отличающийся тем, что диски выполнены эллипсовидными и жестко закреплены на валу, а пальцы упругими с наклоном назад на угол > _тр, где _тр - угол трения скольжения пальцев о плодосодержащие ветки, причем большая ось эллипсовидного диска наклонена к оси вала под углом =arcsin (в/а), где в, а - малая и большая полуоси эллипса.

2. Встряхиватель по п.1, отличающийся тем, что смежные диски закреплены на валу с поворотом больших осей эллипсов относительно друг друга на 180°.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к лесохозяйственному машиностроению. Оно может быть использовано в уборочных машинах и устройствах для отряхивания плодов в период их растрескивания, например грецкого ореха, а также на лесосеменных плантациях при сборе шишек и других семян.

Известна установка вибрационного типа для отряхивания и сбора орехов, включающая захваты, гидромоторы с дисбалансами, которые при работе придают стволу дерева определенные механические колебания и тем самым обеспечивают отрыв плодов от плодоножек (см. стр.7-8 книги: Винокуров В.Н., Лесохозяйственные машины и их применение / В.Н.Винокуров, Г.Н.Силаев. - 2-е изд. - М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 234 с.).

Недостатками данной установки являются сложность конструкции и низкая эффективность отрыва плодов, поскольку рабочий орган взаимодействует не с гибкими ветвями, где расположены плоды, а с жесткими стволами деревьев.

Наиболее близким аналогом к данному изобретению по своей технической сущности является кронный встряхиватель плодо- и ягодоуборочных машин (см. стр.31-33 журнала «Тракторы и сельскохозяйственные машины», 1990, № 10). Он состоит из рамы и рабочего вала, который вращается в опорных шарикоподшипниках. На валу размещены диски, состоящие из пальцев, закрепленных на обойме. Обойма установлена на косо посаженной втулке, жестко связанной с валом. Крутящий момент на вал встряхивателя подается через редуктор и систему передач от вала отбора мощности. Здесь вращательное движение вала преобразуется в колебательное движение дисков, следовательно гибких плодосодержащих веток.

В описанной конструкции, таким образом, каждый диск состоит из обоймы, пальцев и посажен на вал через косую втулку. Копирование куста, т.е. свободное вращение дисков на валу, осуществляется за счет подшипников, которые установлены между обоймой с пальцами и косо посаженной втулкой. В ходе встряхивания веток пальцы не вращаются вокруг геометрической оси вала, а имеют лишь колебательное движение в плоскости.

Данное техническое решение снижает эффективность встряхивания, осложняет конструкцию, а также приводит к забиванию межпальцевого пространства растительными остатками, особенно при встряхивании плодовых деревьев с густыми ветками. Забиванию одновременно способствует радиальное закрепление пальцев на обойме. К тому же, установка круглых дисков на валу с определенным наклоном и непрогнозируемый характер создаваемых дисками колебаний резко ухудшает динамику работы встряхивателя.

Цель изобретения - повышение эффективности работы, упрощение конструкции и улучшение динамических характеристик ротационных встряхивателей.

Достигается это тем, что предлагаемый встряхиватель снабжен эллипсовидными, жестко закрепленными на валу дисками, состоящими из упругих пальцев, которые установлены на обойме с наклонением назад на угол > _тр, где _тр - угол трения скольжения пальцев о плодосодержащие ветки, причем вал кинематически связан с приводом, а большая ось эллипса наклонена к оси вращения под углом =arcsin (в/а), где в, а - малая и большая полуоси эллипса. Кроме того, смежные диски встряхивателя закреплены на валу с поворотом больших осей эллипса относительно друг друга на 180°.

На фиг.1 представлена конструктивная схема предлагаемого встряхивателя в рабочем положении в варианте установки его на серийно выпускаемый фронтальный погрузчик различных грузов, на фиг.2 - кинематическая схема рабочей секции (вид сверху), а на фиг.3 - схема пальчатого эллипсовидного диска с указанием отдельных конструктивных параметров.

Предлагаемый встряхиватель (фиг.1) состоит из рамы 1, которая шарнирно соединена с рамой 2 фронтального погрузчика, а также рабочей секции 3 (см. также фиг.2), включающей вал 4, на котором жестко закреплены эллипсовидные диски 5. Вал 4 установлен на подшипниковые опоры 6 и приводится во вращение посредством гидромотора 7. Вал 4 соединен с гидромотором 7 при помощи муфты 8, защищенной кожухом 9. Диски 5 включают упругие пальцы 10, выполненные с наклонением назад на угол (см. фиг.3), т.е. здесь направление угла наклона пальцев 10 противоположно направлению вращения дисков 5. С целью исключения забивания межпальцевого пространства растительными остатками значение угла должно быть больше угла _тр трения скольжения пальцев о плодосодержащие ветки. Только в этом случае они при вращении и выходе из рабочей зоны эффективно самоочищаются от различных остатков. Для взаимного уравновешивания боковых (осевых) усилий, возникающих в ходе встряхивания веток, смежные диски 5 установлены на валу 4 с поворотом больших осей эллипса относительно друг друга на 180°. Кроме того, диски 5 конструктивно оформлены таким образом, что большая ось эллипса наклонена к оси вращения строго под углом =arcsin (в/а), где в, а - малая и большая полуоси эллипса (см. фиг.3). Это дает возможность получения профильной проекции дисков в виде окружности, следовательно улучшить динамику работы ротационного встряхивателя в целом.

Работает устройство таким образом. Рабочая секция 3 (фиг.1) при помощи гидросистемы агрегата, например фронтального погрузчика, плавно внедряется в крону дерева. Затем включается в работу гидромотор 7 (фиг.2), который, в свою очередь, приводит во вращение эллипсовидные диски 5 вокруг оси вала 4. В связи с тем, что эллипсовидные диски 5 конструктивно выполнены с наклоном к оси вращения строго под определенным углом , вращательное движение вала 4 преобразуется в колебательное движение дисков 5 с одновременным вращением их относительно оси. Конструкция фронтального погрузчика позволяет плавно внедрять и перемещать сверху вниз по кроне рабочую секцию встряхивателя, не выключая при этом с работы гидромотор 7. В результате сложного движения дисков, т.е. поперечного колебательного движения, совмещенного с вращательным движением вокруг оси вала, ветки дерева эффективно встряхиваются, следовательно плоды и семена различных лесных культур легко отделяются от них. Выполнение пальцев 10 упругими, а также наклонение их назад на угол (фиг.3) снижает травмирование плодов и кроны, а также приводит к самоочищению рабочих органов от растительных остатков. Благодаря установке больших осей эллипса смежных дисков 5 с поворотом относительно друг друга на 180° полностью взаимно уравновешиваются осевые усилия. Мягкое скользящее воздействие пальцев на ветки приводит к улучшению динамических характеристик работы устройства. Кроме того, упругие пальцы 10 при боковой встрече с жесткими ветками отклоняются в ту или иную сторону и тем самым дополнительно защищают их от травмирования.

Технико-экономический эффект заключается в следующем. Значительно улучшается встряхивание плодоносящих веток из-за мягкого пространственного взаимодействия рабочих пальцев с ними. Следовательно, полнота съема плодов из одного и того же дерева резко увеличивается. Кроме того, упрощается конструкция устройства и его техническое обслуживание.