КАРТОФЕЛЕКОПАТЕЛЬ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к выкапывающим и сепарирующим устройствам, используемым в картофелеуборочных машинах.
Известен элеваторный полунавесной картофелекопатель КСТ-1,4, предназначенный для уборки двух рядков картофеля, посаженного с междурядьем 70 см.
Картофелекопатель КСТ-1.4 содержит активные лемеха, закрепленные на подвесках, шарнирно соединенных с рамой, колеблющиеся шатунами, откидные пальцы, установленные на лемехах, скоростной, основной и каскадный элеваторы, образованные прутками, концы которых заделаны в звенья цепи, эллиптические встряхиватели, ходовые и опорное колеса, Глубину хода лемехов до 25 см регулируют винтовым механизмом, то есть изменением положения опорного колеса. (Халан-ский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины. - М.: Колос С, 2004. - С. 422-424).
Известный картофелекопатель предназначен для уборки картофеля на тяжелых почвах влажностью до 27%. Глубину хода лемехов до 25 см регулируют винтовым механизмом опорного колеса. Прутковые элеваторы, предназначенные для перемещения и размельчения клубненосного пласта, отделения почвы от клубней и отсева ее, расположены один за другим с перепадом по высоте. Они представляют собой решетчатые полотна с замкнутым контуром, верхние (рабочие) ветви которых движутся от лемехов к выходу. Верхняя ветвь при движении встряхивается эллиптическими звездочками.
-1
Лемеха закреплены на подвесках, шарнирно соединенных с рамой, и колеблются шатунами с амплитудой 14 мм и частотой 8,3; 9,4 и 10,5 с. Частоту колебаний лемехов регулируют, заменяя звездочки на валу редуктора.
Колеблющиеся лемеха частично крошат пласт, меньше залипаются почвой, позволяют уменьшить сгруживание почвы и растительной массы перед элеватором, снижают тяговое сопротивление картофелекопателя.
Полотно элеватора образовано прутками, концы которых заделаны в звенья цепи. Скоростной элеватор имеет три цепи, основной и каскадный - по две цепи, которыми полотно опирается на звездочки ведущего вала и опорные ролики. Смежные прутки соединены планками и изогнуты в противоположные стороны, образуя карманы, предотвращающие скатывание клубней. Прутки каскадного элеватора покрыты резиной, что предохраняет клубни от повреждения.
Полотно скоростного элеватора движется с большей скоростью, чем картофелекопатель. Поэтому пласт, поступающий на него, растаскивается в продольном направлении и частично измельчается, что облегчает выделение клубней. Пласт, переходя с одного элеватора на другой, падает и дополнительно размельчается. Мелкая почва просеивается между прутками, а клубни, не разрушенные почвенные комки и ботва, сходят с каскадного элеватора в валок.
Известный картофелекопатель имеет недостатки.
Во время уборки картофеля клубненосный гребень, подрезаемый лемехом, имеет почвенную корку, которая перемещается с клубненосным пластом с лемеха на прутковый сепарирующий элеватор. Какое бы не было сепарирующее устройство, вначале измельчается и просеивается почва с нижней части клубненосного пласта. Почвенные комки разрушенной почвенной корки гребня подрезанного лемехом не всегда удается разрушить дополнительными устройствами. В результате клубни картофеля и почвенные комки разрушенной почвенной корки перемещаются с каскадного пруткового элеватора и падают на поверхность поля, образуя валок картофеля и почвенных комков.
Известен выкапывающий рабочий орган корнеклубнеуборочной машины, содержащий лемех и два зубчатых диска, у которых режущая кромка каждого зуба дисков выполнена по логарифмической кривой с постоянным полярным углом резания. (А.с. №1674723, A01D 25/04, за-явл. 07.01.1988, опубл. 07.09.1991. Бюл. №33).
За счет поступательного движения уборочной машины и сцепления дисков с почвой, которое обеспечивается силами трения на боковой поверхности дисков и с помощью зубьев, диски поворачиваются на своих осях, при этом перерезаются растительность и отрезают убираемую грядку по бокам. Форма режущей кромки зуба диска выкапывающего рабочего органа позволяет уменьшить потери клубней при работе, так как благодаря скользящему резанию растительные остатки (ботва, сорняки, корневища и др.) почти полностью перерезаются, а не перерезанные сходят с зуба, в результате подкапывающий орган не забивается растительностью, не сгруживает и не разваливает пласт.
Известный выкапывающий рабочий орган корнеклубнеуборочной машины не разрушает почвенную корку клубненосного пласта, который перемещается с лемеха на прутковый сепарирующий элеватор.
Также известно комкоразрушающее копирующее устройство, содержащее копирующие колеса, размещенные через полуоси и ступицы на концах П-образной балки, поперечной расположенной к направлению движения и связанной с рамой машины центральным шарниром качения. (Петров Г.Д. Картофелеуборочные машины. М., «Машиностроение», 1972, с. 90).
Недостатком известного комкоразрушающего копирующего устройства является то, что катки при перекатывании по гребням движутся по ним со скольжением, вследствие чего происходит сгруживание почвы перед катками, разваливание массы и потери клубней, что особенно проявляется при работе устройства на уборке картофеля во влажных условиях, а также при изменяющейся высоте грядок, когда катки значительно вдавливаются в грядки.
Задача полезной модели - улучшение качества сепарации клубненосной почвы на прутковом элеваторе.
Техническое решение заключается в том, что повышение сепарации почвы и разделения клубней выполняется путем разрушения почвенной корки и формирования гребней посадок картофеля перед подрезающими лемехами картофелекопателя.
Техническое решение достигается тем, что 1. Картофелекопатель, содержащий раму, опорные колеса, скоростной, основной и каскадный прутковые элеваторы, выкапывающее устройство, выполненное в виде плоских колеблющихся подпружиненных лемехов, а перед каждым лемехом установлен с возможностью свободного вращения комкоразрушающий копирующий прутковый каток, выполненный с центральной образующей поверхностью в виде однолопастного гиперболоида, по образующей поверхности которой, закреплены прутки, а к торцовым стенкам пруткового катка установлены диски с острой кромкой, причем диски с острой кромкой для отрезания отделяемого почвенного пласта выполнены с диаметром большим, чем гиперболическое основание комкоразрушающего копирующего пруткового катка.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый картофелекопатель отвечает требованиям «Существенные отличия».
1. Перед каждым лемехом установлен с возможностью свободного вращения комкоразрушающий копирующий прутковый каток.
2. Комкоразрушающий копирующий прутковый каток выполнен с центральной образующей поверхностью в виде однолопастного гиперболоида.
3. Прутки закреплены на комкоразрушающем копирующем прутковом катке по образующей поверхностью, образованной движением прямой вокруг другой прямой, скрещивающейся с ней, но не перпендикулярной.
4. На торцовых стенках комкоразрушающего копирующего пруткового катка установлены диски с острой кромкой для отрезания отделяемого почвенного пласта в вертикальной плоскости.
5. Диски с острой кромкой для отрезания отделяемого почвенного пласта выполнены с диаметром большим, чем гиперболическое основание комкоразрушающего копирующего пруткового катка.
С целью уплотнения участка почвы и разрушения почвенной корки гребневого клубненосного пласта перед каждым лемехом, на кронштейне установлены с возможностью свободного вращения комкоразрушающий копирующий прутковый каток. При движении картофелекопателя первым взаимодействует с гребнем комкоразрушающий копирующий прутковый каток. Он уплотняет участок почвы перед лемехом и разрушает почвенную корку гребней.
С целью уплотнения почвы по всей поверхности гребня и разрушения почвенной корки по поверхности гребня комкоразрушающий копирующий прутковый каток выполнен с образующей поверхностью в виде однолопастного гиперболоида. При работе картофелекопателя образующая поверхность в виде гиперболоида комкоразрушающего копирующего пруткового катка взаимодействует с поверхностью гребня и разрушает почвенную корку.
С целью качественного крошения почвенной корки гребня прутки закреплены на комкоразрушающем копирующем прутковом катке по образующей поверхностью, образованной движением прямой вокруг другой прямой, скрещивающейся с ней, но не перпендикулярной. При работе картофелекопателя комкоразрушающий копирующий прутковый каток вращается и прутками разрушает почвенную корку, а также корни скошенных стеблей картофеля и сорняков. При этом нарушается связанность верхнего слоя почвы клубненосного гребня.
С целью отрезания почвенного пласта в вертикальной плоскости от клубненосной почвы гребня, на торцовых стенках пруткового катка установлены диски с острой кромкой для отрезания отделяемого пласта с большим диаметром, чем основание гиперболоида.
С целью отрезания почвенного пласта от центральной части клубненосного гребня на глубину залегания нижних клубней, диски с острой кромкой, закрепленные к торцовым стенкам комкоразрушающего копирующего пруткового катка (основания гиперболоида), выполнены с диаметром большим, чем основание, а лемеха установлены на картофелекопатель с шириной захвата равной ширине комкоразрушающего копирующего пруткового катка.
Клубненосная почва гребня подрезается лемехом и перемещается на скоростной прутковый элеватор, а почвенный пласт с боковой части гребня, не имеющий клубней, так как ширина захвата лемеха равна ширине комкоразрушающего копирующего пруткового катка, не подрезается лемехом и не поступает на прутковые элеваторы. Центральная часть клубненосного пласта, подрезаемая подкапывающим лемехом и перемещаемая на скоростной прутковый элеватор, имеет разрушенную почвенную корку, верхний слой не связанный корнями убранных стеблей картофеля и сорняков перед уборкой картофеля и меньший объем клубненосной почвы.
Выявленные признаки технического решения заявляемой картофелеуборочной машины позволяют сделать вывод о соответствии технического решения критерию «Существенные отличия».
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, может быть многократно использована в конструкциях картофелеуборочных машин. Расширяются функциональные возможности картофелекопателя и область применения, то есть возможна уборка картофеля на легких и тяжелых почвах, а также почвах влажностью более 27%. Таким образом, можно сделать вывод о соответствии критерию «Промышленная применимость».
Заявляемый картофелекопатель поясняется чертежным материалом.
На фиг. 1 - представлена схема картофелекопателя, вид сбоку; на фиг.2 - крепление лемехов на валу; 3 - схема размещения комкоразрушающего копирующего пруткового катка; на фиг.4 - комкоразрушающий копирующий прутковый каток.
Картофелекопатель снабжен активными лемехами 1 и 2, скоростным 3, основным 4 и каскадным 5 элеваторами, ходовыми колесами 6 и опорным колесом 7. Элеваторы 3, 4 и 5 предназначены для перемещения и размельчения клубненосного пласта, отделения почвы от клубней и отсева ее, расположены один за другим с перепадом по высоте. Они представляют собой решетчатые полотна с замкнутым контуром, верхние (рабочие) ветви которых движутся от лемехов 1 и 2 к выходу.
Лемеха 1 и 2 закреплены на подвесках 8, шарнирно соединенных с рамой (рама не показана) и колеблются шатунами 9 с амплитудой 14 мм и различной частотой. Частота колебания лемехов регулируется, путем замены звездочек на валу редуктора (звездочка и вал редуктора не показаны).
Перед каждым лемехом 1 и 2 установлены с возможностью свободного вращения комкоразрушающие копирующие прутковые катки 10 и 11. Каждый комкоразрушающий копирующий прутковый каток выполнен с образующей поверхностью в виде однолопастного гиперболоида.
На образующей поверхности гиперболоида комкоразрушающего копирующего пруткового катка образованной движением прямой вокруг другой прямой скрещивающейся с ней, но не перпендикулярной закреплены прутки 12. На торцовых стенках комкоразрушающего копирующего пруткового катка пруткового 10 и 11 установлены диски 13 и 14 с выполненной острой кромкой с большим диаметром, чем основание гиперболоида комкоразрушающего копирующего пруткового катка 10 и 11.
Картофелекопатель работает следующим образом.
При работе картофелекопателя первыми взаимодействуют с гребнем комкоразрушающие копирующие прутковые катки 10 и 11. Они уплотняют гребневый участок почвы и разрушают почвенную корку гребней, а также нарушают связанность верхнего слоя клубненосного гребня. Диски 13 и 14, выполненные с диаметром большим, чем основание гиперболоид комкоразрушающего копирующего пруткового катка, имеющие острую кромку, отрезают почвенный пласт от центральной части клубненосного гребня на глубину залегания нижних клубней. Лемеха 1 и 2 подрезают клубненосный пласт гребня, который перемещается по лемехам на скоростной прутковый элеватор 3.
Почвенный пласт с боковой части гребня, не имеющий клубней, так как ширина захвата лемеха равна ширине комкоразрушающего копирующего пруткового катка, не подрезается лемехами 1 и 2 и не поступает на скоростной прутковый элеватор 3, так как ширина захвата лемеха равна ширине комкоразрушающего копирующего пруткового катка.
Клубненосный пласт, подрезаемый подкапывающим лемехом и перемещаемый на скоростной прутковый элеватор 3, имеет разрушенную почвенную корку, верхний слой не связанный корнями убранных стеблей картофеля и сорняков, имеет меньший объем клубненосной почвы, легко разрушается, а мелкая почва просеивается через прутковые элеваторы.
-1
Кроме того, центральная часть клубненосного гребневого пласта с разрушенной почвенной коркой подрезается лемехами 1 и 2, закрепленными на подвесках 8 и колеблющихся шатунами с амплитудой 14 мм и частотой 8,3; 9,4 или 10,5 с. Частота колебаний лемехов 1 и 2 регулируется изменением звездочек на валу редуктора. (Звездочки на валу редуктора не показаны).
Клубненосный пласт, поступивший на скоростной прутковый элеватор, имеет разрушенную почвенную корку несвязанную корнями растений, легко рассыпается, а почва просеивается и поступает на основной прутковый элеватор без почвенных комков, а на каскадный прутковый элеватор поступают клубни картофеля без почвенных комков. То есть выполняется поставленная задача - улучшение качества сепарации клубненосной почвы на прутковом элеваторе.
Комкоразрушающие копирующие прутковые катки, разрушают почвенную корку, нарушают связанность верхнего слоя гребней и позволяют подать разрыхленную клубненосную почву на сепарирующие элеваторы и улучшить сепарацию почвы на прутковых элеваторах.