КАРТОФЕЛЕКОПАТЕЛЬ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для уборки картофеля.
-1
Известен элеваторный полунавесной картофелекопатель КСТ-1,4, снабженный активными лемехами, скоростным, основным и каскадным элеваторами, опорным и ходовыми колесами. Глубину хода лемехов регулируют винтовым механизмом. Элеваторы расположены один за другим с перепадом по высоте и предназначены для перемещения и размельчения клубненосного пласта, отделения почвы от клубней и отсева ее. Прутковые элеваторы представляют собой решетчатые полотна с замкнутым контуром, верхние (рабочие) ветви которых движутся от лемехов к выходу. Верхняя ветвь при движении встряхивается эллиптическими звездочками. Лемеха закреплены на подвесках, шарнирно соединенных с рамой, и колеблются шатунами с амплитудой 14 мм и частотой 8,3; 9,4; 10,5 с. Частоту колебания лемехов регулируют, заменяя звездочки на валу редуктора. Колеблющиеся лемеха хорошо крошат пласт, снижают тяговое сопротивление копателя. Откидные пальцы, установленные на лемехах, образуют решетку для просеивания почвы и предупреждают заклинивание камней между лемехом и элеватором. Полотно элеватора образовано прутками, концы которых заделаны в звенья цепи. Смежные прутки скоростного элеватора соединены планками и изогнуты в противоположные стороны, образуя карманы, предотвращающие скатывание клубней. Прутки каскадного элеватора покрыты резиной, что предохраняет клубни от повреждения. Полотно первого элеватора движется с большей скоростью, чем картофелекопатель. Поэтому пласт, поступающий на него, растаскивается и интенсивно размельчается, что облегчает выделение клубней. Пласт, переходя с одного элеватора на другой, падает и дополнительно размельчается. Мелкая почва просеивается между прутками, а клубни, не разрушенные комки и ботва, сходят с каскадного элеватора в валок. Ширину валка регулируют, поворачивая щиток. Известный элеваторный полунавесной картофелекопатель КСТ-1,4 принят за базовую машину. (Халанский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины. - М.: КолосС, 2004. - 624 с.: ил. - (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений)).
Известный полунавесной элеваторный картофелекопатель КСТ-1,4 имеет недостатки.
Невысокая эффективность сепарации клубненосного пласта на прутковых элеваторах картофелекопателя, так как клубненосный пласт перемещается на скоростной прутковый элеватор, на котором за счет того, что скорость скоростного пруткового элеватора больше скорости картофелекопателя, клубненосный пласт разрывается в продольном направлении на почвенные куски, а почвенные комки на скоростном прутковом элеваторе не измельчаются. В результате на сепарирующие прутковые элеваторы (основной и каскадный) вместе с клубнями поступает большое количество почвенных комков. Отделение клубней от почвенных комков затруднено, а измельчить почвенные комки не представляется возможным так, как дополнительных рабочих органов над прутковыми элеваторами, которые могли бы измельчить почвенные комки, не имеется.
Известна картофелеуборочная машина, которая содержит подкапывающий активный лемех и сепарирующее устройство в виде спиральной пружины. Между лемехом и спиральным сепаратором параллельно заднему обрезу лемеха установлен свободно вращающийся прутковый каток, закрепленный с лемехом на одном основании. Вращение пруткового катка обеспечивается клубненосным пластом, движущимся по лемеху. Усиливается разрушающее воздействие на клубненосный пласт почвы, улучшается сепарация и снижаются потери клубней (патент РФ №2286041, МПК A01D 17/00, заявл. 11.01.2005, опубл. 27.10.2006).
Известная картофелеуборочная машина принята за аналог.
Пласт, подкопанный лемехом, разрыхляясь в результате колебаний лемеха, поступает на прутковый каток, который также колеблется, и приводит его во вращение. При соприкосновении с прутками катка почва дополнительно разрушается и частично просеивается между прутками. Разрыхленная масса поступает на вращающийся спиральный сепаратор, имеющий привод от ВОМ трактора и перемещается витками спирали от центра рядка в стороны, при этом почва просеивается, а клубни остаются на поверхности гряды.
Известная картофелеуборочная машина имеет недостатки. Прутковый каток известной картофелеуборочной машины установлен пассивным. При этом клубненосный пласт, подрезаемый лемехом, перемещается по лемеху и приводит во вращение прутковый каток. Почва частично просеивается между прутками катка. В зависимости от типа состояния клубненосного пласта, а также из-за наличия растительных остатков и корневой системы, как картофеля, так и сорняков клубненосная почва сгруживается на лемехе так, как прутковый каток установлен пассивным на одном основании лемеха.
На вращающийся спиральный сепаратор, наматываются остатки растительной массы, а также корни сорняков и картофеля.
Кроме того известная картофелеуборочная машина предназначена для подкапывания картофеля одного рядка картофеля. Может работать на небольших участках, причем на легких почвах. На больших участках суглинистых и тяжелых почв влажностью до 27% для разрушения почвенного пласта свободно вращающегося пруткового катка и спирального сепаратора явно недостаточно. Даже элеваторный полунавесной картофелекопатель КСТ-1,4, предназначенный для подкапывания картофеля на тяжелых почвах влажностью до 27%, снабженный активными лемехами и тремя прутковыми элеваторами, не позволяет измельчить почвенные комки и отделить почву через прутковые элеваторы.
Известен картофелекопатель, содержащий подкапывающие лемеха, скоростной, основной и каскадный сепарирующие прутковые элеваторы, опорное и ходовые колеса, над лемехами установленный рыхлитель. Рыхлитель выполнен в виде вращающегося вала, на котором закреплены конические прутковые катки, соединенные меньшими основаниями над серединами лемехов, а большими основаниями между лемехов. Прутки закреплены на ступицах под углом α к оси вращения вала рыхлителя. Сам рыхлитель установлен с возможностью изменения расстояния между ним и лемехами, а также с возможностью изменения скорости рыхлителя. (Решение о выдаче патента на полезную модель «Картофелекопатель» №2018118650 от 04.09.2018 МПК A01D 17/22 от 04.09.2018).
У известного картофелекопателя над лемехами установлен рыхлитель почвенной корки клубненосного пласта, выполненный в виде вращающегося вала, на котором закреплены ступицы. К ступицам закреплены прутки с образованием конических прутковых катков. Конические прутковые катки соединены между собой меньшими основаниями над серединой лемехов. Конические прутковые катки соединены между собой большими основаниями между лемехов, то есть над бороздами клубненосных пластов.
Прутки конических прутковых катков закреплены на ступицах под углом к оси вала рыхлителя.
При работе известного картофелекопателя, выбранного за прототип, подкопанный лемехами, каждый клубненосный пласт перемещается к прутковому элеватору и подвергается воздействию вращающегося рыхлителя, выполненного в виде приводного вала, на котором закреплены ступицы, а к ступицам закреплены прутки с образованием конических прутковых катков. Вращающиеся конические прутковые катки измельчают почвенную корку и почвенные комки, перемещаемых клубненосных пластов по лемехам.
Прутки конических прутковых катков, закрепленные на ступицах под углом α к оси вала рыхлителя, перемещают почву измельченной почвенной корки между лемехов и в результате часть почвы, в которой нет клубней картофеля, не поступает на скоростной прутковый элеватор.
Однако часть растительных остатков, а также корней сорняков и картофеля скользят по пруткам конических прутковых катков. Тем более прутки закреплены на ступицах под углом к оси вала рыхлителя. Прутки закреплены между ступицами. Остатки растительной массы, корни сорняков и картофеля смещаются к ступицам большего диаметра. При этом известный прутковый рыхлитель забивается частями растительной массы, корнями сорняков и картофеля.
Задачей, на решение которой направлено техническое решение, является повышение качества измельчения почвенной корки клубненосного пласта вращающимся рыхлителем.
Технический результат заключается в том, что повышение качества измельчения почвенной корки клубненосного пласта вращающимся рыхлителем осуществляется путем предотвращения наматывания растительной массы, корней сорняков и картофеля на прутки конического пруткового катка.
Технический результат достигается тем, что картофелекопатель, содержащий подкапывающие лемеха, скоростной, основной и каскадный сепарирующие прутковые элеваторы, опорное и ходовые колеса, над лемехами установленный рыхлитель, выполненный в виде вращающегося вала, на котором закреплены конические прутковые катки, изготовленные со ступицами, а ступицы закреплены на вращающемся валу над серединами лемехов, а к ступицам закреплены под углом α к оси вращения вала рыхлителя прутки одним концом.
Сопоставленный анализ с прототипом показывает, что заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна», так как имеет отличия от прототипа.
1. Ступицы закреплены на вращающемся валу над серединами лемехов.
2. К ступицам закреплены под углом α к оси вращения вала рыхлителя прутки одним концом.
Картофелекопатель предназначен для уборки картофеля на легких и тяжелых почвах влажностью до 27%, возделываемого на ровной поверхности, а также на предварительно нарезанных гребнях и грядах.
Перед уборкой картофеля скашивается и измельчается растительная масса (ботва картофеля, сорняки) ботводробителями БД-4 или косилкой КИР -1.5. По агротехническим требованиям растительная масса должна скашиваться до 80%. Однако агротехнические требования по уборке растительной массы перед подкапыванием картофеля не выдерживаются.
Перед подкапыванием картофеля сверху гребней образуется почвенная корка, которая зависит от типа и состояния почвы, а на боковых поверхностях гребней, а также между гребней остается часть растительной массы. Клубненосный пласт почвы содержит не только клубни картофеля, а также корни сорняков и картофеля.
Для измельчения почвенной корки, почвенных комков клубненосных пластов, подрезанных лемехами и перемещаемых к скоростному прутковому элеватору, между лемехов и скоростным прутковым элеватором, установлен прутковый каток. Прутковый каток установлен вращающимся. Прутковый каток, установленный между лемехами и скоростным прутковым элеватором вращающимся, позволяет измельчать почвенную корку клубненосного пласта. При этом часть почвы просеивается через прутковый каток. Тем самым уменьшается объем почвы, перемещаемый на прутковые элеваторы.
Часть растительных остатков, корни сорняков и картофеля смещаются по пруткам, закрепленным под углом α к оси вала вращающегося рыхлителя, и наматываются на прутки.
Для предотвращения наматывания растительной массы, корней сорняков и картофеля на рыхлителе, прутки закреплены к ступицам, закрепленных на вращающемся валу над серединами лемехов.
Для предотвращения наматывания остатков растительной массы, корней сорняков и картофеля на рыхлителе к ступицам закреплены под углом α к оси вращения вала рыхлителя прутки одним концом. При вращении рыхлителя остатки растительной массы, корни сорняков и картофеля скользят и перемещаются по пруткам, а затем сходят с прутков между лемехов в борозду.
В результате клубненосный пласт измельчается рыхлителем, отделяется от остатков растительной массы, корней сорняков и картофеля. Клубненосная почва перемещается на скоростной прутковый элеватор, который не загружен остатками растительной массы и корней сорняков и картофеля. В результате лучше отсеивается почва.
При подкапывании клубнеобразного гребня лемехом картофелекопателя, боковые поверхности гребня располагаются под углом естественного откоса почвы ϕ (фиг. 6).
При перемещении клубнеобразного гребня 20 по лемеху 2 почва с боковин гребня ссыпается. При этом прутки 13 конического катка препятствуют раскатыванию клубней и компонентов клубнгеобразного гребня на лемеха. В тоже время прутки 13 воздействуют на почявенную клубнеобразного гребня, измельчают ее и способствуют просеиванию мелких частиц сквозь небольшие зазоры.
Для обеспечения охвата гребня угол наклона прутков к оси вращения α должен соответствовать условию
α>ϕ,
где ϕ - угол естественного наклона почвы
Для обеспечения надежного обжатия гребня
α>ϕ+θ,
где θ - угол деформации прутка.
Угол θ зависит от толщиныв, формы поперечного сечения и материала прутков
F - усивлие сдавливания клубнеобразного гребня, Н;
- длина свободной части прутка, м;
Е - модуль упругости материала прутка, Мпа;
Yx - момент инерции поперечного сечения прутка, м
Выявленные признаки технического решения заявляемого картофелекопателя позволяют сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».
Техническое решение картофелекопателя поясняется чертежным материалом.
На фиг. 1 представлен картофелекопатель, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - положение рыхлителя с регулировочным винтом относительно лемеха; фиг. 4 - показано крепление прутков к ступицам с образованием угла α; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 4; фиг. 6 - Схема расположения конического пруткового катка над гребнем для обоснования угла α.
Картофелекопатель содержит раму (рама не показана), опорное колесо 1, колеблющиеся лемеха 2 и 3, скоростной 4, основной 5 и каскадный 6 элеваторы, ходовые колеса 7. Над лемехами 2 и 3 установлен рыхлитель 8 с регулировочным винтом 9. Рыхлитель 8 почвенной корки клубненосного пласта, выполнен в виде вращающегося вала 10, на котором закреплены ступицы 11 и 12. К ступицам 11 и 12 закреплены прутки 13 с образованием конических прутковых катков 14 и 15. Конические прутковые катки 14 и 15 закреплены на вращающемся валу 10 над серединами лемехов 2 и 3, то есть над гребнями подрезаемых клубненосных пластов.
Прутки 13 конических прутковых катков 14 и 15 закреплены на ступицах 11 и 12 под углом α к оси вала 10 (фиг. 4). Для сохранения угла α прутки 13 вместе крепления к ступице 10 и 11 имеют, например квадратное сечение (фиг. 5).
В зависимости от типа, состояния почвы, а также высоты подкапывающих клубненосных гребней рыхлитель 8, выполненный в виде вала 10, на котором закреплены конические прутковые катки 14 и 15, установлен с возможностью изменения расстояния между рыхлителем 8 и лемехами 2 и 3. Изменение расстояния между рыхлителем 8 осуществляется регулировочными винтами 9.
Рыхлитель 8 почвенных комков и почвенной корки, выполненный в виде конических прутковых катков 14 и 15, установлен с возможность изменения скорости вращения. Для этого на вал 10 устанавливается приводная звездочка 16. Вал 10 получает привод от звездочки 17, установленной на вал 18 скоростного пруткового элеватора 4 цепной передачей 19. Для изменения скорости вращения рыхлителя 8 с закрепленными коническими прутковыми катками 14 и 15 картофелекопатель комплектуется звездочками 16 с разным количеством зубьев. Расстояние между рыхлителем 8 и лемехами 2 и 3 изменяется регулировочным винтом 9.
Картофелекопатель работает следующим образом.
Подкопанный лемехами 2 и 3 клубненосный пласт (гребень) 20 перемещается к прутковому элеватору 4 и подвергается воздействию вращающегося рыхлителя 8, выполненного в виде приводного вала 10, на котором закреплены ступицы 11 и 12. К ступицам 11 и 12 закреплены прутки 13 с образованием конических прутковых катков 14 и 15. Вращающиеся конические прутковые катки 14 и 15 измельчают почвенную корку и почвенные комки, перемещаемых клубненосных пластов (гребней) 20 по лемехам 2 и 3.
Прутки 13 конических прутковых катков 14 и 15, закрепленные на ступицах 11 и 12 под углом α к оси вала 10 рыхлителя 8, перемещают почву измельченной почвенной корки клубненосного пласта между лемехов 2 и 3 и в результате часть почвы, в которой нет клубней картофеля, не поступает на скоростной прутковый элеватор 4.
Остатки растительной массы, корни сорняков и картофеля также подрезаются лемехами 2 и 3 перемещаются к рыхлителю 8. Прутки 13 рыхлителя воздействуют не только на клубненосный пласт, а также на растительные остатки и корни сорняков. При этом часть растительных остатков, корни сорняков и картофеля перемещаются (скользят) по пруткам 13, так как они закреплены неподвижно к ступицам 11 и 12 под углом α к оси вала 10 и смещаются по пруткам 13 между лемехов 2 и 3 на почву между гребней.
При этом часть растительных остатков, корни сорняков и картофеля не наматываются на прутки 13 прутковых катков 14 и 15. Прутковые катки 14 и 15, с закрепленными к ступицам 11 и 12 прутками 13, предотвращают перемещение растительных остатков, корней сорняков и картофеля на скоростной прутковый элеватор 4. В результате лучше обеспечивается процесс просеивания почвы между прутками скоростного 4, основного 5 и каскадного 6 элеваторов.
В зависимости от технологии возделывания, типа и состояния почвы высота гребневого пласта разная. Для того чтобы рыхлитель 8 в виде конических прутковых катков 14 и 15 измельчал почвенную корку, положение вала 10 относительно лемехов 2 и 3 изменяется регулировочным винтом 9.
Вращающийся рыхлитель, выполненный в виде вращающегося вала, на котором закреплены ступицы, а к ступицам прутки под углом α к оси вала позволяет не только измельчить почвенную корку клубненосного пласта 20, а также предотвратить наматывание растительных остатков, корней сорняков и картофеля на прутки рыхлителя.