КАПУСТОУБОРОЧНАЯ МАШИНА
CABBAGE HARVESTING MACHINE

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к машинам для уборки капусты.
Известна капустоуборочная машина [1], содержащая режущий аппарат с эластичным стропным прижимным транспортером, подающий транспортер, устройство для отделения капустных листьев от кочанов, переборочный транспортер и опорные колеса, асимметрично расположенные относительно точки прицепа.
Недостатком данной машины является то, что во время работы уборочного агрегата, вследствие появления разворачивающего момента вокруг точки прицепа из-за асимметрии расположения опорных колес и колебаний сил сопротивления перекатыванию их возникает поворот машины вокруг точки прицепа. После поворота на некоторый угол устанавливается равновесие, после чего происходит поворот машины в обратном направлении. При этом режущий аппарат периодически отклоняется от средней линии ряда капусты, что снижает качество и надежность выполнения технологического процесса.
Асимметричное расположение колес неизбежно вызвано тем, что центр тяжести машины смещен от продольной оси симметрии трактора в сторону ее срезающего аппарата, а также стремлением иметь опору в машине вблизи убираемого ряда капусты в целях сведения до минимума амплитуды вертикальных колебаний режущего аппарата.
Кроме того, данная машина имеет низкую техническую надежность из-за частого спадания тяговых контуров эластичного стропного прижимного транспортера со звездочек под действием сил упругости строп.
Указанные недостатки частично устранены в капустоуборочной машине [2], содержащей также режущий аппарат с планчатым прижимным транспортером, вальцевые листоотделители, переборочный транспортер, погрузочный элеватор и опорные колеса. Машина также оборудована механизмом для направления режущего аппарата на убираемый ряд. При отклонениях машины от заданного курса машинист принудительно направляет режущий аппарат с помощью данного механизма на среднюю линию убираемого ряда. Механизм управляется гидросистемой, обладающей достаточной инертностью. К тому же машинист реагирует на отклонения машины от заданного курса с запаздыванием. В этой связи наличие механизма для направления режущего аппарата на убираемый ряд не позволяет устранить указанный недостаток в полной мере. К тому же при возвращении машины на исходный заданный курс необходимо снова вернуть режущий аппарат в начальное положение.
Кроме того, замена эластичного стропного транспортера планчатым транспортером ухудшает качество фиксации кочанов в режущем аппарате. Планчатый прижимной транспортер не в состоянии фиксировать кочаны поштучно, к тому же жесткие планки не могут плотно прилегать к поверхности кочанов разной формы, что является причиной повреждений их в процессе транспортирования в режущем аппарате, а также причиной ухудшения тяговой способности прижимного транспортера.
В машине нетоварные кочаны с покрывающими листьями, поступающие на переборочный транспортер, обрабатываются вручную при помощи ножа-секача, что является трудоемкой операцией, ограничивающей пропускную способность, т.е. производительность машины.
В данной капустоуборочной машине кочаны капусты повреждаются в процессе транспортирования погрузочным элеватором. Кочаны, находясь на краю полотна и перемещаясь, часто испытывают удары о неподвижные элементы конструкции элеватора.
В данной машине предусмотрено отделение листьев капусты от товарных кочанов вальцевым листоотделителем в технологическом переходе от переборочного стола к погрузочному элеватору. Однако в листоотделителе подрезанные листья капусты, находящиеся на кочане, не попадают в зазор между вальцом и полотном переборочного транспортера, а проходят вместе с товарными кочанами в кузов транспортного средства. Тем самым ухудшается качество продукции.
Заявляемое изобретение направлено на решение следующих задач: устранение возможности спадания тяговых контуров прижимного транспортера режущего аппарата со звездочек, достижение осуществления механизированной дообрезки кочерыг нетоварных кочанов непосредственно на переборочном транспортере при постоянном зазоре между режущими кромками, устранение разворачивающего машину момента вокруг точки прицепа и снижение повреждаемости кочанов при транспортировании на погрузочном элеваторе.
Решение обозначенных задач обеспечивает следующий технический результат: позволяет повысить техническую, технологическую надежность и производительность машины, а также улучшить качество получаемой продукции.
Для решения обозначенных задач в известной капустоуборочной машине, содержащей режущий аппарат с прижимным транспортером, переборочный транспортер, листоотделители, погрузочный элеватор, опорные колеса, асимметрично расположенные относительно точки прицепа, тяговые цепные контуры прижимного транспортера с эластичным стропным полотном соединены между собой шарнирно жесткими распорками с кривизной, направленной во внутрь контура полотна, полотно переборочного транспортера выполнено из жестких пластин с отверстиями с острозаточенными краями, закрепленных на тяговых контурах, полотно погрузочного элеватора выполнено желобообразно из кривых поперечных прутков и скребков, а опорные колеса выполнены разного диаметра, причем соотношение их определяется зависимостью:
2
1
2
1
D/D=l/l,
2
где D - диаметр опорного колеса, расположенного на машине со стороны режущего аппарата;
1
D - диаметр опорного колеса, расположенного на машине со стороны погрузочного элеватора;
2
2
l - расстояние от точки прицепа до плоскости качения опорного колеса диаметра D;
1
1
l - расстояние от точки прицепа до плоскости качения опорного колеса диаметра D.
Кроме того, для решения обозначенных задач в известной капустоуборочной машине над переборочным транспортером в зоне выгрузки кочанов из режущего аппарата установлена продольно перегородка, а в хвостовой части переборочного транспортера смонтирован двухуровневый V-образный отражатель с возможностью направлять с помощью верхнего уровня кочаны после обрезки кочерыг в середину полотна, а с помощью нижнего уровня - капустные листья на край полотна.
Шарнирное соединение тяговых цепных контуров прижимного транспортера жесткими распорками с кривизной, направленной во внутрь контура полотна, позволяет устранить спадание их со звездочек. При этом силы упругости строп, приложенные к цепным контурам, воспринимаются жесткими распорками, препятствующими их схождение. В то же время кочаны капусты взаимодействуют только с эластичным стропным полотном, не касаясь распорок.
Устранение спадания тяговых цепных контуров со звездочек позволяет поднять уровень технической надежности машины в работе.
Выполнение полотна переборочного транспортера из жестких пластин с отверстиями с острозаточенными краями, закрепленных на тяговых контурах, позволяет одновременно использовать переборочный транспортер в качестве механического обрезчика, поддерживать зазор между режущими кромками пассивного ножа и краями отверстий в пластинах постоянным в целях обеспечения качественной обрезки кочерыг. При этом повышается пропускная способность машины и качество обрезки.
Установка продольной перегородки в зоне выгрузки кочанов из срезающего аппарата позволяет сформировать поток кочанов на переборочном транспортере вне зоны расположения отверстий на пластинах. Это позволяет размещать кочаны в отверстиях пластин интенсивнее, так как при этом отверстия окажутся свободными от потока, что также повышает пропускную способность, т.е. производительность машины.
Монтирование двухуровнего V-образного отражателя в хвостовой части переборочного транспортера позволяет направлять кочаны после обрезки кочерыг при совместном действии верхнего уровня отражателя и полотна переборочного транспортера в основной поток. При этом кочаны катятся вдоль отражателя, поэтому все подрезанные листья отделяются от них и падают на полотно, которые в последующем направляются нижним уровнем отражателя на край полотна, т.е. качение кочанов вдоль отражателя повышает полноту отделения листьев капусты от товарных кочанов, тем самым улучшается качество получаемой продукции.
Выполнение полотна погрузочного элеватора желобообразно из кривых поперечных прутков способствует скатыванию кочанов в процессе транспортирования с краев полотна в середину, тем самым исключается возможность удара кочанов о неподвижные элементы конструкции.
Выполнение опорных колес машины разного диаметра в соответствии с зависимостью, приведенной выше, позволяет свести значение момента, разворачивающего капустоуборочную машину вокруг точки прицепа, к нулю, при котором достигается устойчивое движение машины по заданному курсу.
Приведенное выше соотношение диаметров опорных колес машины определено исходя из условия равенства значений моментов сил, приложенных в горизонтальной плоскости к раме машины со стороны опорных колес, относительно точки прицепа О, т.е. из условия:
1
2
1
2
где Q, Q - силы, приложенные в горизонтальной плоскости к раме машины со стороны опорных колес диаметрами D и D соответственно;
1
2
1
2
l, l - тяги сил Q, Q соответственно относительно точки прицепа О (см. фиг.2).
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
тp1
тр2
'
'
'
'
'
'
При равномерном перемещении машины силы Q и Qуравновешиваются силами тяги Q  и Q  на осях колес. Находим эти силы, рассмотрев подробно процесс взаимодействия опорных колес с почвой. Вследствие деформации почвы и шин колес под действием вертикальной нагрузки Р касание их происходит вдоль некоторой площадки АВ (см. фиг.3 и фиг.4). При действии сил тяги Q  и Q  на осях колес интенсивность давления у края А убывает, а у края В возрастает. В результате силы реакции N и N окажутся смещенными в сторону действия сил тяги Q  и Q  на величину К (коэффициента трения качения). Силы трения F и F не позволяют колесам скользить. При равномерном перекатывании колес, исходя из равенства моментов, действующих на каждое из колес, находим:
где К - коэффициент трения качения опорных колес;
1
2
N, N - силы реакции под опорными колесами машины.
1
2
Или при N=N (при одинаковой вертикальной нагрузке Р на осях опорных колес) из выражений (1) и (2) получим
2
2
1
1
(2К/D)l=(2К/D)l.
2
1
2
1
Откуда D/D=l/l.
На фиг.1 изображена капустоуборочная машина, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - опорное колесо машины со стороны погрузочного элеватора в работе; на фиг.4 - опорное колесо машины со стороны режущего аппарата в работе; на фиг.5 - полотно прижимного транспортера режущего аппарата с жесткими распорками; на фиг.6 - разрез Б-Б на фиг.5; на фиг.7 - разрез погрузочного элеватора А-А на фиг.1; на фиг.8 - местный вид двухуровнего V-образного отражателя.
Капустоуборочная машина содержит режущий аппарат 1 с прижимным транспортером 2 и лифтерами 3, переборочный транспортер 4, листоотделитель 5, погрузочный элеватор 6, опорные колеса 7 и 8.
Прижимной транспортер 2 (фиг.1) состоит из эластичного стропного полотна 9 (фиг.5), закрепленного на тяговых контурах 10, например на втулочно-роликовых цепях с лапами, опирающихся на несущие звездочки 11 (см. фиг.1). Тяговые контуры 10 в свою очередь соединены между собой шарнирно поперечными жесткими распорками 12 с кривизной, направленной во внутрь контура полотна.
Переборочный транспортер 4 выполнен из плоских пластин 13 с отверстиями 14 с острозаточенными краями. Пластины с отверстиями закреплены на тяговых контурах 15. На пути следования отверстий 14 в пластинах 13 под верхней ветвью транспортера вплотную к ней установлен на раме пассивный нож 16, а ниже - скатный лоток 17 для скатывания срезанных кочерыг.
Над переборочным транспортером 4, в зоне выгрузки кочанов из режущего аппарата, установлена продольно перед отверстиями 14 перегородка 18, а в его хвостовой части смонтирован двухуровневый V-образный отражатель 19 с возможностью направлять с помощью верхнего уровня 20 (фиг.8) кочаны в середину полотна, с помощью нижнего уровня 21 - капустные листья на край полотна.
Полотно погрузочного элеватора 6 выполнено из кривых поперечных прутков 22 (фиг.7) и скребков 23 желобообразно.
В технологическом переходе между переборочным транспортером 4 и погрузочным элеватором 6 установлен переходник 24.
В машине опорные колеса 7 и 8 имеют разные диаметры. Соотношение их определяется приведенной выше зависимостью.
Капустоуборочная машина работает следующим образом.
При перемещении машины режущий аппарат 1 направляется вдоль убираемого ряда. Лифтеры 3 режущего аппарата совместно с прижимным транспортером 2 подводят растения капусты в зону резания. При этом эластичное стропное полотно 9 прижимного транспортера, закрепленное на тяговых контурах 10, растягивается, копируя поверхность кочанов. Силы упругости строп стараются сводить тяговые контуры 10 друг к другу, однако поперечные жесткие распорки 12 препятствуют их схождению, что предотвращает спадание тяговых контуров 10 со звездочек 11.
Далее кочаны срезаются и поступают на переборочный транспортер 4, пройдя через вальцевый листоотделитель 5.
В зоне выгрузки из режущего аппарата кочаны докатятся по полотну переборочного транспортера 4 до продольной перегородки 18 и останавливаются, тем самым формируется поток вне зоны расположения отверстий 14 на пластинах 13.
Далее кочаны подвергаются инспекции. Рабочие отбирают кочаны с длинными кочерыгами и вставляют в отверстия 14, в которых в последующем обрезаются при встрече с пассивным ножом 16. При этом розеточные и покрывающие листья также подрезаются.
В конце переборочного транспортера обрезанные кочаны направляются в основной поток, скатываясь вдоль верхнего уровня 20 отражателя 19. При этом подрезанные листья отделяются от кочанов и уносятся полотном к нижнему уровню 21 отражателя. Далее листья капусты отводятся с помощью нижнего уровня 21 отражателя на край полотна переборочного транспортера 4 и вываливаются на землю.
Далее товарные кочаны поступают по переходнику на погрузочный элеватор 6. При этом кочаны выстраиваются посередине желобообразного полотна погрузочного элеватора 6 под действием силы тяжести, что позволяет избежать нанесения повреждений в процессе транспортирования со стороны неподвижных частей элеватора.
На погрузочном элеваторе оставшиеся сопутствующие отходы отделяются от товарных кочанов, проваливаясь в зазорах между кривыми поперечными прутками 22.
В работе капустоуборочная машина устойчиво следует по заданному курсу, не отклоняясь от убираемого ряда капусты, так как опирается на колеса 7 и 8 разного диаметра, при которых отсутствует разворачивающий ее момент вокруг точки прицепа.
Предлагаемая капустоуборочная машина отличается повышенной технической и технологической надежностью и производительностью в работе, позволяет получать продукцию повышенного качества.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №238934, кл. A01D 45/26, опубл. 10.03.1969, бюл. №10.
2. Тихонов Н.И. Однорядный капустоуборочный комбайн // Картофель и овощи. - 1984. - №9. - с.14-15.