Молотильные устройства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Основная часть

1.1 Барабанные МСУ

1.2 Роторные

1.3 Комбинированные молотильно-сепарирующие устройства

Заключение

Введение

Молотильное устройство - более общее название молотильного аппарата, являющегося определяющим рабочим органом сложной машины - зерноуборочного комбайна. Основное назначение молотильного аппарата заключается в нарушении связей зерновок с цветоложем и чешуями колоса или метелок. Для большинства молотильных аппаратов характерна сопутствующая операция - отделение свободных зерновых от остальной (незерновой) части растительной массы. Эта операция носит название сепарации. Следовательно, назначение молотильного аппарата заключается в нарушении связей зерновок - обмолоте и их сепарации. В случае когда в молотильном аппарате процесс сепарации интенсифицируется за счет дополнительных технических средств, то такие аппараты принято считать молотильно-сепарирующими устройствами (МСУ).

Молотильные аппараты и МСУ считаются основными рабочими органами зерноуборочного комбайна, определяющими показатели его работы в целом. Если до этих рабочих органов обмолачиваемая масса не перетерпливает серьезных изменений и лишь перемещается транспортирующими рабочими органами комбайна, то в процессе взаимодействия ее с этими аппаратами и устройствами происходят качественные изменения массы и разделение ее на два параллельно обрабатываемых в молотилке потока. Кроме того они являются основными потребителями энергии, расходуемой молотилкой комбайна.

Принципы обмолота и классификация молотильных устройств

Нарушение связи зерновок с элементами колоса (обмолот) в существующих молотильных устройствах происходит за счет ударов бичей по стеблям в том числе и колосьям в результате чего они вовлекаются в молотильный зазор между быстро движущимися бичами и неподвижными поперечными планками подбарабаньям. Удар бичей по стеблям - это первая фаза обмолота, при которой может вымолачиваться до 70…80% зерна. Стебли внутри молотильного зазора подвергаются сильному сжатию, что вызывает движение слоя стеблей бичом за счет сил трения между ними. Причем верхний слой стеблей движется быстрее нижнего, удерживаемого планками подбарабанья. Бичи барабана, обгоняя стебли наносят по ним непрерывные удары, вызывая обмолот зерна. Удары бичей и скольжение их по стеблям, скольжения стеблей один относительно другого и по ребристой поверхности подбарабанья приводит к вымолачиванию зерен из колосьев, что сопровождается измельчением и разрывом стеблей. Это вторая фаза обмолота. В процессе взаимодействия бичей барабана со стеблями последние подвергаются воздействию различных сил, которые вызывают их деформацию. К ним относятся силы: удара, перетирания, сжатия, вибрации, центрифугирования.

Необходимо отметить, что обмолот за счет взаимодействия на стебли одной из перечисленных сил не дает желаемого результата и лишь в комплексе они могут гарантировать качественный обмолот.

В настоящее время известно огромное количество молотильных аппаратов и МСУ. В зависимости от конструктивного исполнения их можно разделить на: барабанные, ленточные (транспортерные) и битерные. В производстве самое широкое применение нашли барабанные. В зависимости от направления продвижения обмолачиваемых стеблей. Относительно вращающегося барабана они разделяются на поперечно-поточные аксиально-роторные и комбинированные.

У первых барабан располагается поперек движущемуся потоку обмолачиваемых стеблей и по касательной к его остову. В этом аппарате продолжительность взаимодействия барабана с обмолачиваемым продуктом исчисляется сотыми долями секунды. За такой малый промежуток обмолотить и просепарировать зерно можно только при жестком режиме работы аппарата. Этот режим соответствует большим скоростям вращения барабана и малым молотильным зазором, что является причиной травмирования зерна, и измельчения незерновой части урожая (Н.Ч.У).

Продольно-поточные МСУ называют аксиально-роторными устройствами (рис. 3.1, б). Они располагаются вдоль молотилки комбайна, а обмолачиваемый продукт движется по винтовой линии вдоль оси вращающегося ротора. Ротор имеет приемную часть I в виде крыльчатки, зону обмолота II и зону сепарации III. В зоне обмолота на роторе размещаются прямолинейные бичи или комбинированные, вначале по винтовой линии, а затем - прямолинейные в количестве 3…4 бичей. Прямолинейные бичи упрощают конструкцию ротора, снижают скорость движения обмолачиваемого продукта, что улучшает обмолот зерна. Зона обмолота переходит в зону сепарации, где вместо бичей устанавливаются планки либо по образующей цилиндры, либо по винтовой линии.

При уборке риса в зоне обмолота вместо некоторых бичей могут быть установлены гребенки со штифтами. В конце на роторе устанавливаются лопасти для удаления Н.Ч.У. Ротор охватывает кожухом, вращающимися или неподвижным. Вращающийся кожух охватывает ротор на 3600 и вращается с частой 10…20 мин-1.

За время обмолота масса совершает несколько полных оборотов. Вымолоченное зерно и частицы половы под действием центробежной силы выводятся из массы через отверстия решеток и направляются на очистку. Скорость обмолачиваемого продукта достигает 14…15 м/с по винтовой линии и 3…5 м/с - вдоль ротора. Зазор в зоне обмолота в 3…4 раза больше, чем в барабанных аппаратах. Время нахождения стеблей в зоне обмолота на порядок больше, чем в барабанных поперечно-поточных аппаратах, что обеспечивает полный вымолот зерна с минимальными его повреждениями, которые в 2…3 раза ниже, чем у барабанных.

Показатели обмолота комбинированных МСУ занимают промежуточное положение между барабанными и аксиально-роторными, но в конструктивном отношении они значительно проще последних.

1. Основная часть

1.1 Барабанные МСУ

За конструкцией молотильные аппараты разделяют на бильные, штифтовые и комбинированные. Бильные бывают одно - и двухбарабанные, а штифтовые - однобарабанные. В комбинированных молотильных аппаратах - первый барабан штифтовой, а второй бильный. Штифтовые аппараты устанавливают в поперечном направлении к продольной оси молотилки, а бильные - как в поперечном направлении, так и в осевом.

Во время работы молотильного аппарата барабан , вращаясь с большой скоростью, бичами ударяет по хлебной массе и протягивает ее в зазоре между барабаном и подбарабаньем, таким образом, происходит обмолот. При этом зерно отрывается и выдавливается из колоса, приобретая возможность свободно перемещаться в потоке хлебной массы независимо от материнского растения, в том числе выделяться (сепарироваться) из совокупности движущихся стеблей. В результате обмолота однородная хлебная масса преобразуется в смесь из трех составных частей: соломы, половы и зерна. Солома -- это стебли обмолоченных растений, полова -- измельченные части стеблей, листьев, соцветий и колосков. Зерно представляет собой целые и травмированные зерновки. Смесь зерна и половы называют Мелким зерновым ворохом; смесь зерна, половы и соломы -- Грубым.

Скорость движения хлебной массы в зазоре между барабаном и подбарабаньем меньше, чем скорость бичей, а потому хлебная масса поддается многократным их ударам и хорошо перетирается. Обмолоченное зерно вместе с мелкими примесями просыпается сквозь решетку подбарабанья и попадает на стряхивающую доску , а грубый ворох (солома) с незначительной частью свободного зерна подается к отбойному битеру , который направляет его на соломотряс .

Поскольку качество работы молотильного аппарата зависит от частоты ударов бил по хлебной массе, то регулируют частоту вращения барабана.

Это обеспечивается гидрофицированным вариатором.

Рисунок 1 МСУ с двумя бильными барабанами

Рисунок 2 Штифтовый барабан

Плюсы.

Относительная простота конструкции по сравнению с роторными и смешанными МСУ.

Не требующая специальной подготовки и обучения обращение с этим МСУ.

Универсальность молотильного устройства. Возможность работы на разных культурах с большим диапазоном урожайности.

Минусы.

Неравномерность распределения массы по ширине молотильного устройства, вследствие чего неравномерность обмолота массы

Относительно роторных и смешанных МСУ небольшая производительность. К примеру, заявленная производительность МСУ у Дон-1500 8 кг/с, то у комбайна TORUM 20 кг/c/

Травмирование зерна ударом бича о зерно.

1.2 Роторные

Мощные комбайны классической схемы уже достигли предельных габаритных размеров. Дальнейшее развитие конструкций самых мощных комбайнов осуществляется на основе использования роторных молотильно-сепарирующих устройств (МСУ), которые при значительно меньших линейных размерах обеспечивают высокую пропускную способность комбайна при минимальных потерях зерна (до 1%).

Совмещение простоты конструкции, надежности и высокой производительности - характерный признак новых роторных комбайнов, на которых применена система передовых технологий ATR. Она обеспечивает мягкий режим обмолота, повышение производительности, улучшает обмолот и сепарацию, снижает энергозатраты на обмолот. В МСУ этих комбайнов используется длинный, расположенный горизонтально ротор с гидростатическим приводом. Равномерную подачу хлебной массы из наклонной камеры в приемную часть ротора осуществляет подающий битер, оборудованный расположенными винтообразно лопастями. Они, в свою очередь, забирают нижнюю часть хлебной массы от битера и плавно подают ее в молотильную часть. Конструкция ротора комбайнов выполнена так, что каждый последующий элемент ротора и подбарабанья обеспечивают «растяжение» даже увлажненной и засоренной хлебной массы. Таким образом, предотвращается ее скручивание и забивание ротора. Эта система подачи хлебной массы обеспечивает равномерную загрузку ротора и уменьшает затраты энергии на обмолот. Гидростатический привод ротора поддерживает постоянную выбранную скорость вращения в двух диапазонах скоростей и благодаря стабильной передаче потока энергии практически исключает забивание ротора хлебной массой.

Фирма NEW HOLLAND приступила к серийному выпуску роторных комбайнов в США в середине 70 гг. ХХ ст. МСУ этих комбайнов, известных под серией ТR, используют два ротора с аксиальной подачей хлебной массы. Постоянно совершенствуя систему обмолота и сепарации, фирма начала серийное производство двух моделей новой серии СR. Технологический процесс обмолота моделей предусматривает использование двух роторов с небольшим диаметром и повышенной круговой скоростью, которая обеспечивает выделение зерна под действием центробежных сил. Конструкция двойных роторов позволяет максимально использовать ширину молотилки и равномерно распределять зерно на стрясную доску. Скошенная хлебная масса подается наклонным транспортером под шнеки ротора, которые синхронно и поочередно загружают хлебную массу в молотильную зону роторов, предварительно придав ей необходимую скорость.

Для окончательного отделения зерна и соломистого вороха на выходе из роторного МСУ располагается четырехугольный битер, который вспушивает обмолоченную массу и через подбарабанье подает зерно на верхнее решето очистки.

В конструкции роторных комбайнов важным элементом является защита от попадания в МСУ камней или других инородных тел, повреждающих роторы. Оригинальная система защиты от попадания инородных тел используется в комбайнах серии СR. Если камень или другое инородное тело попадают на дно наклонной камеры, срабатывает система, открывающая люк в дне, через который выпадает камень.

Одними из первых на европейском рынке появились роторные комбайны фирмы CASE. В настоящее время фирма выпускает усовершенствованный комбайн. В конструкции этих комбайнов применяется однороторный МСУ.

Увеличение пропускной способности данных комбайнов происходит за счет усовершенствования роторного МСУ и наращивания мощности двигателя. При этом основные конструктивные параметры ротора (длина и диаметр) остаются неизменными.

На обмолачивающей поверхности ротора по винтовой линии размещены короткие билы, которые более активно, чем сплошные, воздействуют на хлебную массу, разрыхляют солому и улучшают сепарацию зерна.

Около половины длины цилиндра, в котором располагается ротор, занимает трехсекционное подбарабанье, где и происходит процесс обмолота и сепарация зерна (хлебная масса проходит несколько раз). Вторая половина цилиндра - сепарирующая решетка, величина отверстий которой может изменяться за счет специальных планок, закрепляющихся извне. Внутри цилиндрической поверхности по винтовой линии располагаются направляющие планки, продвигающие хлебную массу в МСУ.

Обмолоченное зерно через подбарабанье падает в шнековый транспортер, расположенный непосредственно под ним. Шнеки перемешивают зерновой ворох и подают его на очистку.

Солома, пройдя через ротор, удаляется из комбайна разгрузочным битером и может складываться в валки или разбрасываться по полю с помощью центробежных разбрасывателей.

В роторных комбайнах серии STS фирмы JOHN DEER для обмолота и сепарации используется роторный МСУ с аксиальной подачей хлебной массы. Последний располагается вдоль оси комбайна под углом к горизонту. Процесс обмолота и сепарации начинается с подачи хлебной массы с помощью питающего битера, направляющего ее тремя равномерными потоками в приемную часть ротора.

Ротор, обеспечивающий обмолот хлебной массы и сепарацию зерна, в комбайнах STS имеет три сектора, которые выполняют функции подачи, обмолота и сепарации. Первый сектор, конусообразной формы с винтовыми лопастями, подает хлебную массу в молотильную часть, имеющую 27 или 15 молотильных элементов, расположенных по винтовой линии на поверхности ротора. Во избежание скручивания хлебной массы и забивания ротора комбайнов серии STS диаметр корпуса ротора увеличивается по возрастающей (самый малый - в питающей части, самый большой - при выходе соломистой массы). В нижней части корпуса располагаются легко меняющиеся секции подбарабанья, а ротор имеет диаметр 750 мм. На поверхности ротора в третьей части располагаются шесть рядов штифтов. Диаметр корпуса в этой части увеличен до 834 мм. Привод ротора осуществляется через двухступенчатый редуктор и клинопасовый вариатор, позволяющий быстро переналаживать комбайны на уборку разных культур.

Рисунок 3 Роторный МСУ

Плюсы.

Высокая производительность на трудных хлебах, тяжело вымолачиваемых культурах.

Высокая чистота вымолота и очистки хлебной массы, низкие потери за МСУ.

Эффективная система очистки МСУ при забитее ротора.

Минусы.

Опасность попадание камней в систему , что на долго выводит комбайн из строя.

Неспособность обмолота низко урожайных полей из-за того ,что ротор остаётся не загруженным.

Сложность конструкции.

1.3 Комбинированные молотильно-сепарирующие устройства

В высокопроизводительных моделях комбайнов серии LEXION фирмы CLAAS и серии CTS фирмы JOHN DEER применяются комбинированные МСУ, в которых функцию соломотряса выполняют роторные соломосепараторы с тангенциальной подачей.

В комбайнах LEXION 600, 580, 570, 570С для сепарации грубого вороха используется система ROTO PLUS, которая вместе с проверенной системой обмолота APS классических комбайнов гарантирует высокопроизводительную работу этих комбайнов на высокоурожайных полях . Выделенное роторным сепаратором зерно попадает на транспортную скатную доску и дальше поступает на очистку.

В комбайнах серии CTS использованы МСУ классических комбайнов серии WTS. Обмолоченная хлебная масса из молотильного аппарата с помощью битеров подается в двухмоторный соломосепаратор, где роторы вращаются навстречу друг другу.

Аксиальная подача обмолоченной массы из молотильного барабана на роторные соломосепараторы осуществляется с помощью битера с верхней подачей материала. Конструкция роторов, на поверхности которых крепятся четыре продольных ряда специальных штифтов, интенсивно выделяет зерно из соломы. Зерновой ворох после обмолота и сепарации через подбарабанье идет на блок шнеков, расположенных под молотильным аппаратом, и на скатную доску, находящуюся под роторным соломосепаратором.

Рисунок 4 Комбинированные молотильно-сепарирующие устройство

В этом МСУ сочетается неприхотливость к урожайности высокая чистота обмолота и очистки зерна но есть и минусы в том, что такие системы сложны в обслуживании и эксплуатации. Значительное увеличение цены конструкции также не самым лучшим образом сказывается на спросе на такие МСУ. Увеличение веса очень негативно сказывается на последующем обработке почвы.

Заключение

После всего можно заключить , что у МСУ есть своя потребительская специфика. Для начинающих хозяйств с малыми площадями вполне подходят неприхотливые и универсальные барабанные МСУ. Для крупных хозяйств с высокой урожайностью и потребностью в быстром обмолоте больших площадей требуются Роторные или комбинированные МСУ. У всех типов есть свои плюсы и минусы и при покупке комбайна требуется учитывать их и подбирать для своих потребностей.

Размещено на Allbest.ru