Рабочий орган чаесборочного аппарата

 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для выборочного сбора чайного листа. Рабочий орган чаесборного аппарата содержит параллельно размещенные, по крайней мере, одну закрепленную на валах 6 пару валиков 7 и 8 с рабочими органами 12 и 13, контактирующими в рабочей зоне, и механизм привода. При этом валики 7 и 8 установлены под углом к горизонтальной плоскости наклона в сторону движения машины и размещены по образующим рамы 1 рабочего органа. Причем каждый валик 7 и 8 смонтирован в корпусах 5 коробчатой формы, в которых с боковых сторон выполнены окна для прохода рабочих органов. Кроме того, профиль концов рабочих органов 12 и 13 одного валика 7 и 8 в паре выполнен выпуклым, а профиль концов рабочих органов 12 и 13 другого валика 7 и 8 в этой паре - выпуклым или вогнутым. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для выборочного сбора чайного листа.

На фиг.1 изображен рабочий орган, общий вид; на фиг.2 - сечение по А-А фиг. 1; на фиг.3 - вид по стрелке Б на фиг.2; на фиг.4 - сечение по В-В на фиг. 2 (профилированные рабочие элементы в сомкнутом положении); на фиг.5 - то же, в разомкнутом положении; на фиг.6 - трехзахватный вариант исполнения валиков; на фиг.7 - вариант исполнения профиля оконечников рабочих элементов; на фиг.8 - встреча профилированных рабочих элементов с грубым побегом; на фиг. 9 - встреча профилированных рабочих элементов с нежным побегом; на фиг.10 - встреча пальцев профилированных рабочих элементов с рядом стоящими грубыми и нежными побегами; на фиг.11 - сечение по Г-Г на фиг.2 - подрезка побегов рабочими элементами с режущими кромками. Стрелками обозначено направление движения чаесборочной машины (стрелка "V") и направление вращения валиков.

Рабочий орган чаесборочной машины (фиг.1) содержит дугообразную раму 1, выполненную по форме кроны чайной шпалеры и снабженную приводом 2. Другообразная рама 1 крепится к раме чаесборочной машины 3 при помощи подвесок 4. На дугообразной раме 1 жестко закреплены корпуса 5 коробчатого сечения, образующие гребенку. Концы корпусов плавно заострены и не имеют острых кромок, повреждающих чайные побеги, которые попадают между корпусами при поступательном движении чаесборочной машины. Внутри каждого корпуса установлены валы 6, на которых закреплены валики 7 и 8. Валики снабжены захватами, а валы 6 установлены под углом к горизонту для обеспечения прощупывания побегов по высоте (фиг.2). Угол регулируется подвесками 4. На концах валов 6, обращенных к раме 1, закреплены ведомые шестерни 9, которые сцеплены между собой и могут вращаться в противоположные стороны. Ведомые шестерни 9 получают вращение от ведущей шестерни 10, установленной на валу 11 привода 2. Таким образом, привод 2 через шестерни 10 и 9 сообщает вращение в противоположных направлениях всем валам 6 и закрепленным на них валикам с захватами 7 и 8. Количество захватов на валиках может быть от двух и более. Для прощупывания побегов чайного растения на захватах валиков 7 и 8 закреплены эластичные профилированные рабочие органы 12 и 13. В боковых поверхностях корпусов коробчатого сечения 5 имеются окна, через которые в пространство между корпусами выступают вращающиеся в противоположных направлениях захваты валиков 7 и 8 соседних корпусов (фиг.3), причем их вращение синхронизировано так, чтобы профилированные рабочие органы 12 и 13 захватов валиков соседних корпусов 5 смыкались одновременно или поочередно в пространстве между корпусами 5. При работе чаесборочной машины между смыкающимися профилированными рабочими органами 12 и 13 попадают и прощупываются чайные побеги (фиг.7-10).

Форма поперечного сечения оконечников профилированных рабочих органов 12 и 13 должна обеспечивать излом и отрыв нежных побегов и представлять, например, чередующиеся смежные выступы и впадины (фиг.4-6), или только выступы (фиг.7). В последнем случае при сборе нежных побегов будет преобладать передавливание и отрыв. Оптимальная форма поперечного сечения оконечников профилированных рабочих элементов, зазор между ними, шероховатость их поверхности и количество захватов на валиках подбирается экспериментально. Профилированные рабочие органы 12 и 13 выполнены из очень мягкого материала, поэтому изгиб нежных побегов чайного растения такими элементами приближается к статическому, что ведет к повышению выборочности сбора. Жесткость эластичных профилированных рабочих элементов подбирается таким образом, чтобы они теряли устойчивость и деформировались при встрече с грубыми чайными побегами, не повреждая их. В то же время для полноты сбора их жесткость должна превосходить жесткость нежных побегов. Для автоматической регулировки жесткости профилированных рабочих органов 12 и 13 в зависимости от температуры окружающей среды они могут иметь замкнутые внутренние воздушные полости (на чертеже для простоты не показаны).

Для исключения влияния деформации оконечников профилированных рабочих органов 12 и 13 на процесс сбора нежных побегов при попадании между элементами одновременно и близко друг к другу грубых и нежных побегов профилированные рабочие органы 12 и 13 выполнены разрезными по длине и образуют ряды. Такая конструкция повышает селективность и полноту сбора чайных флешей. Кроме того, конструкция валиков 7 и 8 такова, что валики 7 закреплены на валах 6 неподвижно при помощи штифтов 14, а валики 8 могут скользить по своим валам 6 как по направляющим и одновременно вращаться вместе с ними (фиг.2, 3). Это достигается тем, что в валиках 8 имеются прорези 15, в которые входят штифты 16, закрепленные на валах 6 и передающие валикам 8 вращательное движение. Один из торцов валков 8 подпружинен возвратными пружинами 17, установленными на валах 6, а другой торец имеет винтовые выступы с зубьями 18. На раме 1 в местах вращения валов 6 валиков 8 расположены ответные неподвижные винтовые выступы с зубьями 19. При вращении валиков 8 их винтовые выступы с зубьями 18 движутся по неподвижным винтовым выступам с зубьями 19 и отжимают валики 8 в осевом направлении относительно их валиков 6, в результате чего взводятся возвратные пружины 17. Валики 7 при этом совершают только вращательное движение. В моменты смыкания профилированных рабочих элементов 12 и 13 захватов валиков 7 и 8 зубья 18 и 19 подвижных и неподвижных винтовых выступов совпадают, и под действием взведенных возвратных пружин 17 валики 8 мгновенно возвращаются в исходные положения, после чего цикл повторяется. Количество зубьев 18 и 19 равно числу захватов на валике 8. Поскольку валики 7 не имеют осевого перемещения, то в моменты возврата валиков 8 в исходные положения между сомкнутыми профилированными рабочими элементами 12 и 13 валиков 7 и 8 возникают относительные осевые смещения. Если в эти моменты между сомкнутыми рабочими элементами зажаты стебли флешей, то они будут нагружаться еще и местным крутящим моментом, т. е. закручиваться.

Таким образом, конструкция прощупывающих элементов рабочего органа такова, что при прощупывании чайных побегов по высоте и поиске точки олубенения стебли побегов испытывают одновременно три вида нагружения: изгиб, кручение и отрыв.

Для сбора нежных чайных побегов, расположенных выше зоны прощупывания, и выравнивания кроны шпалеры оконечники профилированных рабочих элементов 13, расположенных у торцов валиков 8, обращенных к раме 1, снабжены режущими кромками 20. При смыкании профилированных рабочих элементов 12 и 13 режущие кромки 20 входят в контакт с оконечниками профилированных рабочих элементов 12 и срезают стебли попавших в эту зону чайных побегов. В этом случае оконечники рабочих элементов 12 должны быть сделаны из более жесткого материала (фиг.11).

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При поступательном движении чаесборочной машины привод 2 через вал 11 и ведущую шестерню 10 сообщает вращательное движение ведомым шестерням 9, сцепленным между собой на дугообразной раме 1. Ведомые шестерни 9 приводят во вращение валы 6 с установленными на них валиками с захватами 7 и 8. При вращении валиков 7 и 8 происходит синхронное смыкание (фиг.4) и размыкание (фиг.5) профилированных рабочих элементов 12 и 13, выходящих через боковые окна в корпусах 5 в пространство между корпусами. В сомкнутых положениях за счет винтовых выступов с зубьями 18 и 19, взводящих возвратные пружины 17, происходит осевое проскальзывание профилированных рабочих элементов 13 относительно профилированных рабочих элементов 12, после чего рабочие элементы размыкаются, и цикл повторяется. Чайные побеги попадают между корпусами 5 в зону обработки и прощупываются смыкающими профилированными рабочими элементами 12 и 13, испытывая одновременно изгиб, кручение и отрыв. Вследствие того, что валы 6 наклонены к горизонту под углом (фиг.2), а чаесборочная машина совершает поступательное движение, прощупывание стеблей чайных пробегов, находящихся в зоне обработки, происходит в ряде точек по высоте. В результате прощупывания находятся точки олубления нежных побегов, после чего происходит их излом (или излом с закруткой стебля) и отрыв в этих точках. Оторванные нежные флеши выбрасываются вращающимися валиками с захватами 7 и 8 из зоны обработки вверх, где удаляются воздушным потоком. Нежные побеги, расположенные выше зоны прощупывания, срезаются режущими кромками 20 и удаляются аналогичным образом.

При сборе нежных флешей используются разница в физико-механических свойствах между нежными и грубыми побегами чайного растения. Если между профилированными эластичными рабочими элементами 12 и 13 попадает грубый, олубеневший побег, происходит деформация и потеря устойчивости оконечников профилированных рабочих элементов, поскольку жесткость побега превышает жесткость эластичных оконечников рабочих элементов (фиг.8). Углы изгиба и закручивания стебля побега при этом не превышает критических значений, а усилие отрыва недостаточно велико, поэтому отделения грубого побега от чайного куста не происходит. Оконечники рабочих элементов проскальзывают по побегу и размыкаются. При этом грубый побег не повреждается, поскольку профилированные рабочие элементы из мягкого материала, и жесткость побега выше жесткости оконечников рабочих элементов. Если между профилированными эластичными рабочими элементами 12 и 13, поэтому происходит достижение критических значений углов изгиба, закручивания и усилия отрыва стебля. Стебель нежного побега в точке прощупывания ломается, побег отрывается и выбрасывается вращающимися захватами валиков 7 и 8 вверх, где подхватывается воздушным потом и выносится в сборник. В случае попадания в зону прощупывания близко стоящих грубых и нежных побегов деформация оконечников рабочих элементов, прощупывающих грубый побег, не влияет на работу оконечников, прощупывающих нежный побег, так как профилированные рабочие элементы разрезаны по длине на отдельные пальцы 14 (фиг.10). Это повышает селективность сбора.

Между частотой прощупывания побегов и поступательной скоростью чаесборочной машины существует прямо пропорциональная зависимость. В данной схеме возможно применение двух и более захватов на валиках (фиг.6). Такая конструкция позволяет при относительно невысокой частоте вращения валиков обеспечить повышенную частоту прощупывания побегов и тем самым увеличить поступательную скорость чаесборочной машины, т. е. производительность. Конструкция оконечников профилированных рабочих элементов, выполненных из очень мягкого материала, и относительно невысокая частота вращения валиков с захватам исключают динамический безопорный излом стеблей чайных побегов, сводящий на нет выборочность рабочего органа, и обеспечивают излом нежных побегов, приближающийся к статическому, т.е. высокую селективность. Кроме того, высокая селективность обеспечивается также тем, что в процессе сбора нежных флешей чайного растения вращающимися прощупывающими элементами реализуются движения руки человека, совершаемые при ручном сборе: поиск точки олубенения, натяжение, изгиб, закрутка и отрыв нежного побега. Наличие растягивающего побег усилия позволяет уменьшить критическую стрелу прогиба стеблей нежных побегов и тем самым габариты прощупывающих элементов. Кроме того, повышается полнота сбора, т.е. на поверхности чайной шпалеры не остается надломленных и не собранных побегов. Присутствие крутящего момента при прощупывании стеблей нежных побегов позволяет снизить усилие отрыва.

Формула изобретения

1. РАБОЧИЙ ОРГАН ЧАЕСБОРОЧНОГО АППАРАТА, содержащий параллельно размещенные по крайней мере одну закрепленную на валах пару валиков с рабочими органами, контактирующими в рабочей зоне, и механизм привода, отличающийся тем, что, с целью повышения полноты и качества сбора чайного сырья, обеспечения селективного сбора, валики установлены под углом к горизонтальной плоскости, наклонены в сторону движения машины и размещены по образующим рамы рабочего органа, причем каждый валик смонтирован в корпусах коробчатой формы, в которых с боковых сторон выполнены окна для прохода рабочих органов, при этом профиль концов рабочих органов одного валика в паре выполнен выпуклым, а профиль концов рабочих органов другого валика в этой паре - выпуклым или вогнутым.

2. Рабочий орган по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения усилия отрыва флешей, один из валов каждой пары валков выполнен из двух частей, передняя из которых подпружинена относительно задней, при этом задняя и передняя части соединены между собой посредством клиновых зубьев.

3. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что во впадинах рабочих органов закреплены режущие элементы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11