Молотильно-сепарирующее устройство

Молотильно-сепарирующее устройство (МСУ) предназначено для вымолота зерна из колоса и выделения (сепарации) его из движущегося потока хлебной массы. Вымолот, т. е. нарушение связи зерна с колосом, в существующих МСУ происходит за счет ударов бичей по колосьям и протаскивания их между неподвижной поверхностью и вращающимся барабаном. 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.  
 
Качество работы МСУ оценивают по коэффициентам недомолота Кн, сепарации Кс, дробления зерна Ка и засоренности К3 мелкого зернового вороха, поступающего на очистку. Коэффициенты Кн, Кс и Кя определяют делением массы зерна, соответственно невымолоченного из колоса, выделенного из потока движущихся стеблей в пределах МСУ и дробленого, на общую массу зерна, намолоченного за время проведения измерений. Коэффициент засоренности К3 находят делением массы половы на массу мелкого зернового вороха, выделенного в МСУ. При настройке МСУ на оптимальный режим стремятся достичь минимально возможных значений коэффициентов Кн, Кл, К3 и максимального значения коэффициента Кс.  
Классификация и устройство М С У. По направлению ввода потока хлебной массы и движения ее в рабочей зоне (рис. 9) различают поперечно-поточные (а, б), аксиально-роторные (в, з) и комбинированные МСУ (г). По конструкции ударных элементов МСУ бывают бильные (д) и штифтовые (е), а по числу вращающихся элементов (барабанов, роторов, дисков и т. п.) — одно-, двух- и многобарабанные (ж, з).   
  
 
 
 
 
Рис. 9. Молотильно-сепарирующие устройства:  
а, б—поперечно-поточные; в, и —аксиально-роторные; г—комбинированное; д — бильное комбайна «Дон-1500»; е — штифтовое; ж — двухбарабанное комбайна «Енисей-1200»; з — двухбарабанное комбайна «Енисей- 1200Р»;  
1, 22, 25— барабаны; 2, 36 — подбарабанье; 3, 5, 32 — роторы; 4, 6, 37— кожухи; 7—диски; 8, 29, 30— бичи; 9— планки-подбичники; 10— отсекатель воздушного потока; 11, 21, 24, 26, 27— битеры; 12, 18, 23, 35 — решетки; 13— прутки; 14, 20— планки; 15 — вал; 16, 19— штифты соответственно барабана и подбарабанья; 11— гайка; 28, 33 — лопасти; 31 — ударная планка; 34— выгрузное окно  
 
Поперечно-поточные устройства включают в себя вращающийся барабан (цилиндр) 1 (см. рис. 9, а, б) и неподвижное подбарабанье 2. Направление подачи хлебной массы и ее движения в рабочей зоне перпендикулярно оси вращения барабана. Барабан состоит из дисков 7 (см. рис. 9, д, е) с закрепленными на них планками-подбичниками 9, расположенными параллельно оси барабана.  
К планкам штифтовых барабанов прикреплены штифты 16, а к планкам бильных — рифленые бичи 8. Одна половина бичей выполнена с правым направлением рифлей, а другая — с левым. Бичи с правым и левым направлением рифлей монтируют на барабане поочередно, что способствует равномерному распределению обмолачиваемой массы по поверхности подбарабанья. Бичи или штифты с большой скоростью ударяют по хлебной массе, захватывают ее и протаскивают через узкое пространство, образованное поверхностью подбарабанья и вращающимися бичами барабана или штифтами барабана и подбарабанья.  
 
Подбарабанье бильного молотильного аппарата решетчатое. Оно сварено из боковин (рис. 9, д) и поперечных планок 14. Через отверстия планок пропущены прутки 13. Сквозь промежутки между прутками и планками просыпается 70...80 % вымолоченного зерна вместе с мелкими примесями. Подбарабанье охватывает снизу барабан на некоторый угол а. Для барабанов комбайнов «Дон-1500» этот угол равен 130°, СК-5 — 146°, «Енисей-1200» — 127°. С увеличением угла охвата а вымолот зерна возрастает. Подбарабанье установлено так, что расстояние между бичами барабана и планками подбарабанья (зазор а) от входа к выходу постепенно уменьшается (см. рис. 9, а).  
 
Подбарабанье штифтового молотильного аппарата (см. рис. 9, е) снабжено штифтами 19, расположенными рядами так, что каждый штифт 16 барабана при его вращении проходит между двумя штифтами 19 подбарабанья. Штифты барабана и подбарабанья имеют форму клина, лобовая грань штифтов барабана отклонена в сторону, противоположную направлению вращения, а штифтов подбарабанья — в направлении вращения барабана. При правильной установке барабана зазор х между штифтами барабана и подбарабанья с двух сторон штифтов должен быть одинаковым. Между рядами штифтов расположена неподвижная решетка, через отверстия которой просыпается часть вымолоченного зерна.  
Зерноуборочные комбайны оборудуют одним или двумя молотильными аппаратами. Комбайны «Дон-1500», СК-5 (см. рис. 9, д), оборудованные одним бильным молотильным аппаратом, предназначены для уборки зерновых колосовых культур.  
 
Комбайны «Енисей-1200», «Кедр-1200» оборудованы двумя бильными аппаратами (см. рис. 9, ж), а комбайны «Кедр-1200Р» и «Енисей- 1200Р» (см. рис. 9, з) — одним штифтовым и одним бильным. Первые применяют для уборки зерновых культур преимущественно в условиях повышенной влажности; вторые — для уборки риса и других труднообмолачиваемых культур.  
Штифтовой молотильный аппарат лучше, чем бильный, обмолачивает влажный хлеб, но больше измельчает солому. Бильный барабан универсален: пригоден для обмолота большого числа культур.  Двухбарабанные молотильные аппараты могут обмолачивать хлеба на двух режимах. На первом режиме вымолачиваются зерна, слабо связанные с колосьями, при малой частоте вращения барабана; на втором — сильно связанные зерна, при большой частоте вращения барабана.  
 
Аксиально-роторные устройства обеспечивают обмолот хлебной массы и сепарацию зерна из движущегося ее потока до уровня, которому соответствуют значения Кп < 0,5 % и Кп > 99,5%. Такие устройства снабжены ротором 32 (см. рис. 9, и), заключенным в неподвижный или вращающийся кожух. В заходной зоне А на роторе закреплено три или четыре лопасти, в молотильной 8 — бичи, в сепарирующей 14 — ударные планки, закрепленные по образующим цилиндра-ротора или под углом к ним. При уборке риса вместо некоторых бичей крепят гребенки со штифтами. В зоне выгрузки В на роторе закреплены лопасти 33.  
 
Кожух 37 в заходной зоне выполнен коническим без отверстий, а в молотильной и сепарирующих зонах — полностью или частично (в нижней и боковых частях поверхности на угол 120...270°) перфорированным с круглыми, продолговатыми или прямоугольными отверстиями. Под барабаном в молотильной зоне Б устанавливают подбарабанье 36или решетки. В верхней части на кожухе в молотильно-сепарирующей зоне под углом 35...60° к образующей цилиндрической поверхности кожуха закреплены планки (винтовые направители), которые способствуют перемещению бичами хлебной массы вдоль оси ротора от входа к выходу.  
 
Хлебная масса вводится в заходную зону А параллельно оси вращения ротора. Затем масса под воздействием лопастей 28, бичей 29 и планок 31 движется по винтовой траектории, закрученной вокруг оси ротора, совершая несколько полных оборотов. Вымолоченное зерно и частицы половы под действием центробежной силы выводятся из движущегося потока хлебной массы, проходят через отверстия решеток и поступают на очистку. Солома выводится из МСУ лопастями 33 и подается в измельчитель, копнитель или укладывается на поле в валок.  
Для работы в условиях повышенной влажности комбайны оснащают вращающимся с частотой 10...20 мин^-1 перфорированным кожухом, который устанавливают на ролики. Сверху над вращающимся кожухом крепят щеточные очистители. Вращающийся кожух предотвращает скапливание растительности в верхней зоне, обеспечивает сепарацию зерна по всей (на угол 360°) поверхности кожуха, уменьшает залипание рабочей поверхности.  
Преимущества аксиально-роторных МСУ по сравнению с поперечно-поточными: меньше дробление и потери зерна; ниже чувствительность к изменению подачи хлебной массы, продольного и поперечного наклона поверхности поля; выше качество уборки при отклонении частоты вращения ротора от оптимального значения. По некоторым показателям комбайны с аксиально-роторными молотилками уступают комбайнам с соломотрясом: они больше перебивают солому, увеличивая загрузку решет очистки; скручивают влажную, засоренную сорными растениями хлебную массу в жгуты, вследствие чего возрастают потери зерна и энергоемкость процесса. 

Регулировка молотильного аппарата

Регулировки. Скорость движения хлебной массы в пространстве между барабаном и подбарабаньем меньше, чем скорость бичей и штифтов. Поэтому хлебная масса подвергается многократным ударам и перетирающим воздействиям бичей и штифтов, что способствует вымолачиванию зерна. Интенсивность вымолота зависит от скорости и числа ударов бичей, а также от размера зазоров. Поэтому оптимальный режим работы молотильного аппарата устанавливают, регулируя частоту вращения барабана и зазора а (см. рис. 9, а) между бичами барабана и планками подбарабанья, а штифтовых молотильных аппаратов — изменяя частоту вращения и боковой зазор между штифтами барабана и подбарабанья.  
 
Частоту вращения барабана регулируют вариатором (рис. 10, а) при включенной молотилке на малых оборотах двигателя. Вариатор комбайна «Дон-1500» состоит из двух двухдисковых шкивов, охваченных клиновидным ремнем 15. Неподвижный диск 18 ведущего шкива установлен на ступице шкива 19 контрпривода молотилки. Подвижной диск 17 связан болтом 20 с обоймой 23, закрепленной на конце плунжера гидроцилиндра 21. Неподвижн й диск 6ведомого шкива смонтирован на валу 1 барабана, а подвижной диск — на ступице 2 неподвижного диска. Диск  
5 может перемещаться вдоль оси ступицы.  
 
Для увеличения частоты вращения барабана комбайнер перемещает золотник гидрораспределителя так, чтобы масло из нагнетательной магистрали гидросистемы поступало в гидроцилиндр 21. Плунжер гидроцилиндра, а вместе с ним обойма 23 и подвижной диск 11 перемещаются вправо и выжимают ремень из ручья так, что он располагается на большем диаметре шкива. Одновременно ремень, преодолевая сопротивление пружины 4, раздвигает диски 5 и  
6 ведомого шкива и перемещается на его меньший диаметр.  
  
 
Рис. 10. Механизм регулирования режима работы молотильного аппарата комбайна «Дон-1500»:  
а — вариатор частоты вращения барабана; б— механизм регулирования молотильных зазоров; 1, 41 — валы; 2, 3 — ступицы; 4 — пружина; 5, 6, 17, 18 — диски шкивов; 7—фланец; 8— диск барабана; 9, П — бичи; 10— подбичник (планка); 12 — подбарабанье; 13 — пальцевая решетка; 14— отбойный битер; 15 — ремень; 16— боковина молотилки; 19— шкив; 20— болт; 21 — гидроцилиндр; 22— маслопровод; 23— обойма; 24, 30, 46, 33— винтовые стяжки; 25, 27, 29, 43, 45, 52 — подвески; 26, 28, 32, 42, 44, 50— рычаги; 31 — кнопка; 33 — тяга; 34, 38— собачки; 35, 37— храповики; 36 — лимб с делениями; 39— цепь; 40— педаль; 47— пруток; 48, 49— планки; 51 — боковина; 54 — направляющая  
 
Чтобы уменьшить частоту вращения барабана, перемещают золотник гидрораспределителя, соединяя полость гидроцилиндра 21 с системой слива. Под действием пружины подвижной диск 5 ведомого шкива выжимает ремень на больший диаметр. На ведущем шкиве ремень переходит на меньший диаметр, смещает подвижной диск 17и соединенный с ним плунжер. Частоту вращения барабана контролируют по показаниям на цифровом табло, информация на который поступает от индуктивного датчика, смонтированного с правой стороны на валу барабана.  
 
На валу барабана смонтирована кулачковая муфта, обеспечивающая автоматическое натяжение ремня пропорционально передаваемой мощности.  
Частоту вращения барабана комбайна «Дон-1500» изменяют от 517 до 954 мин^-1, комбайна СК-5А «Нива» — от 400 до 1335 мин^-1, а комбайна «Енисей-1200»— от 459 до 1354 мин^-1. Для уборки различных культур комбайном «Дон-1500» рекомендуется следующая частота вращения (мин^-1): пшеница — 750...820, ячмень, овес, рожь — 700...780, кукуруза на зерно —350...450, подсолнечник — 200...300, горох - 350...400, семенники трав - 650...860.  
 
Частоту вращения барабана устанавливают в зависимости от убираемой культуры, сорта, степени зрелости, влажности и других факторов. Регулируют частоту вращения барабана осторожно, так как при недостаточной частоте возрастает недомолот, а при повышенной — дробление и микроповреждение зерна, а также чрезмерное измельчение соломы (рис. 11, а). Для каждой культуры регулировка частоты вращения барабана дополняет регулировку зазоров, которая является основной для молотильного аппарата.  
Зазоры между бичами барабана и планками подбарабанья регулируют при помощи специального механизма, который у комбайна «Дон-1500» (см. рис. 10, б) снабжен торсионным валом 41. Подбарабанье при помощи подвесок 25, 27, 29, 43, 45, 52 прикреплено к валу. Рычаг 42, установленный на валу, соединен цепью 39 с расположенным в кабине механизмом дистанционного регулирования зазоров.  
 
В зависимости от условий работы, убираемой культуры, ее состояния, времени суток регулируют зазоры, перемещая рычаг 32, который собачкой 38поворачивает храповик 37 и вместе с ним вал с барабаном лебедки. При этом цепь 39 наматывается на барабан, а подбарабанье поднимается. Для опускания подбарабанья нажимают на педаль 40 и, придерживая рычаг 32, увеличивают зазор. 

Рис. 11. Изменение  показателей работы молотильного аппарата в зависимости от его регулируемых параметров:  
а — частоты вращения; б — зазоров; в — подачи массы; 1 — недомолот; 2 — дробление зерна; 3 — просеивание зерна сквозь отверстия подбарабанья. 

Для экстренного  опускания подбарабанья нажимают одновременно на кнопку 31 и педаль 40. Зазор контролируют по шкале зазоров, нанесенной на лимбе 36. Периодически проводят установочную регулировку зазора. Для этого рычаг 32 поднимают вверх до упора и совмещают деление шкалы 18/2 со стрелкой. Затем, изменяя длину винтовых стяжек 24, 30, 46 и 53, добиваются, чтобы зазоры между планками и бичами в начале и конце подбарабанья были (18 ± 1) и (2 ± 1) мм. Зазоры для каждого бича проверяют через люки, поворачивая барабан вручную. Отрегулированное таким образом подбарабанье рычагом 32 можно опускать и получать зазоры: на входе 18...60 мм, на выходе 2...58 мм.  
Двухбарабанные комбайны снабжены двумя рычагами. Рычаг, расположенный в кабине, предназначен для регулировки зазоров первого молотильного аппарата. Рычагом, установленным на крыше молотилки, регулируют зазоры второго молотильного аппарата.  
 
Боковые зазоры между зубьями штифтового барабана и подбарабанья должны быть одинаковыми с обеих сторон зуба. Смещение барабана в сторону вызовет одновременно недомолот и повышенное дробление зерна. В этом случае следует сместить барабан в подшипниках так, чтобы зубья барабана расположились симметрично относительно рядов зубьев подбарабанья.  
Зазоры устанавливают такими, чтобы обеспечить максимальный вымолот и минимальное дробление зерна. При небольшом зазоре интенсивность обмолота больше, однако увеличивается повреждение зерна и сильнее измельчается солома (рис.11, б), что ухудшает качество работы очистки. При появлении недомолота зазоры постепенно уменьшают, пока не добьются полного вымолота. При этом следят за дроблением зерна. Если дробление возросло, увеличивают зазоры до появления признаков недомолота. Если таким приемом не удалось уменьшить повреждение зерна, снижают частоту вращения барабана.  
Зазоры увеличивают, а частоту вращения барабана снижают при уборке легко обмолачиваемых культур. При этом следят за тем, чтобы не было недомолота. На уборке трудно обмолачиваемых, влажных и засоренных хлебов зазоры уменьшают, а частоту вращения барабана увеличивают в такой степени, чтобы не было повреждения зерна, но был хороший вымолот.  
Качество работы молотильного аппарата зависит от подачи хлебной массы (рис. 11, в). Увеличение подачи выше оптимальной приводит к резкому возрастанию недомолота и большим потерям свободным зерном, так как при перегрузке на соломотряс поступает больше зерна. Поэтому работать с перегрузкой нельзя.  
 
Из молотильного аппарата обмолоченная масса (ворох) выбрасывается барабаном с большей скоростью. Чтобы она попала на начало соломотряса, необходимо уменьшить скорость полета соломы. Эту функцию выполняет отбойный битер 11 (см. рис. 5, д). Лопасти битера захватывают обмолоченную массу и отбрасывают ее на переднюю часть соломотряса. Часть зерна из соломы просеивается сквозь пальцевую решетку 12, прикрепленную к задней планке подбарабанья и перекрывающую промежуток между подбарабаньем и клавишами соломотряса.