КАРТОФЕЛЕПОСАДОЧНАЯ МАШИНА
POTATO PLANTING MACHINE

Изобретение относится к устройствам в области сельскохозяйственного машиностроения, предназначенным для посадки картофеля.
Известна картофелепосадочная машина, принятая за прототип (авторское свидетельство SU №1521333, А01С 9/00, 15.11.89), содержащая раму, загрузочное устройство, вычерпывающий аппарат, сошники, брус с прицепным устройством. Недостатками этой и других подобных картофелепосадочных машин, (например, авт.св. SU №1521332 А01С 9/00, 15.11.89), является большое сопротивление перемещению сошников, травмирование клубней картофеля вычерпывающим аппаратом, а также в результате падения на почву с большой высоты.
Известна картофелесажалка (авт.св. SU №1209064, А01С 9/00, 07.02.86), содержащая бункер, порядно расположенные по направлению движения за сошниками клубнепроводы и вычерпывающие аппараты, при работе которой существенно меньше будут травнироваться клубни. Недостатком этой картофелесажалки является сложность привода вычерпывающих аппаратов.
Известна также картофелесажалка (авт.св. SU №1308231, А01С 9/00, 07.05.87), содержащая раму с горизонтально расположенной осью, на которой установлен вращающийся барабан с посадочными трубками и бункер с крыльчаткой. Она при работе оказывает меньшее сопротивление перемещению, так как посадку клубней осуществляет в лунки. Однако механизм подачи клубней в посадочные трубки недостаточно надежен.
Задачей изобретения является создание картофелепосадочной машины, имеющей малое сопротивление перемещению сошников в почве и минимальное травмирование клубней картофеля при их посадке.
Поставленная задача решается тем, что предлагаемая картофелепосадочная машина при посадке не перемещает почву сошниками, а лишь создает в ней щели немного шире размера посадочных клубней. Подачу клубней на посадку осуществляют диски, выполненные из мягкого поливинилхлоридного пластиката, прошедшего термодиффузиионную обработку (патент RU №2 327 566, С2, В29С 73/00, 07.08.2006). Управление предлагаемой картофелепосадочной машиной осуществляют в полуавтоматическом режиме.
Новые существенные признаки:
- внутри каркаса размещен бункер минеральных удобрений и бункер картофеля;
- спереди к каркасу присоединен струнный каток и прицеп;
- положением каркаса относительно прицепа управляют гидроцилиндры управления каркасом;
- на прицепе размещены гидропневмоаккумулятор и гидроаккумулятор;
- с гидроаккумулятором сообщаются штоковые полости гидроцилиндров управления каркасом;
- на каркасе установлены редуктор верхний и редуктор нижний, связанные валом промежуточным;
- сверху на каркасе установлены два электродвигателя с червячными редукторами, на валах которых расположены блоки;
- блоки управляют тросиками, перекинутыми через ролики и связанными с рулоном сетки;
- рулон сетки размещен на оси и удерживается в свернутом положении спиральной пружиной;
- сзади к каркасу приварены два упора;
- сзади к каркасу присоединены гидроцилиндры управления колесами;
- подпоршневые полости гидроцилиндров управления колесами сообщены с гидропневмоаккумулятором;
- к штокам гидроцилиндров управления колесами и к поводкам присоединены опорно-приводные колеса;
- колеса взаимодействуют с бандажами, внутри которых находятся гидроподжимные муфты;
- привод дозирующих устройств минеральных удобрений осуществлен через левую (по ходу агрегата) гидроподжимную муфту посредством вариатора;
- сзади к каркасу приварены оси виброднищ, на которых установлены виброднища, приводимые в колебания вибраторами;
- снизу к каркасу прикреплены склизы, к которым приварены трубы подачи минеральных удобрений;
- внутри склизов расположены диски, насаженные на вал, приводимый во вращение с двух сторон от колес посредством бандажей через гидроподжимные муфты;
- диски сблокированы по три и развернуты на валу друг относительно друга на 120°;
- внизу к каркасу прикреплены боковины, к ним - почвопроводы;
- сошники установлены в консолях каркаса;
- между боковин расположены ленты элеваторов с закрепленными на них ковшами, приводимые в движение от редуктора нижнего посредством валов элеваторов;
- натяжение лент элеваторов осуществляют гидроцилиндры натяжения посредством шкивов нижних;
- подпоршневые полости гидроцилиндров натяжения сообщены с гидропневмоаккумулятором;
- на гидропневмоаккумуляторе установлен датчик давления, у шкивов верхних и валов элеваторов - датчики угловых скоростей привода ленет элеваторов, у ведомого шкива вариатора - датчик угловой скорости дозирующих устройств минеральных удобрений, а у ведущего шкива вариатора - датчик угловой скорости вала;
- в кабине трактора в период работы с картофелепосадочной машиной размещают блок управления и сигнализации.
Перечисленные новые существенные признаки достаточны во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Совокупность известных и существенных отличительных признаков заявляемой картофелепосадочной машины не известна из уровня техники и не вытекает из него очевидным образом.
Новый технический результат заключается в том, что использование предлагаемой картофелепосадочной машины позволит уменьшить затраты энергии на посадку картофеля, увеличить его урожайность в связи с уменьшением травмирования клубней при посадке и облегчить труд механизаторов.
На фиг. 1 показан вид слева картофелепосадочной машины; на фиг. 2 - вид спереди; на фиг. 3 - вид сзади; на фиг. 4 - вид сверху; на фиг. 5 - сечение А-А; на фиг. 6 - разрез Б-Б; на фиг. 7 - разрез Г-Г; на фиг. 8 - сечение Д-Д; на фиг. 9 - разрез Е-Е; на фиг. 10 - сечение Ж-Ж; на фиг. 11 - вид слева картофелепосадочной машины в транспортном положении и расположение датчиков; на фиг. 12 - агрегатирование картофелепосадочной машины.
Внутри каркаса 1 (фиг. 1, 2, 3, 4) размещены бункер минеральных удобрений 10, бункер картофеля 17, а спереди к нему присоединены струнный каток 2 и прицеп 6. Положением каркаса относительно прицепа управляют гидроцилиндры управления каркасом 8. На прицепе размещены гидропневмоаккумулятор 7 и гидроаккумулятор 33. С гидроаккумулятором сообщаются штоковые полости гидроцилиндров управления каркасом. На каркасе также установлены редуктор верхний 5 и редуктор нижний 32 (фиг. 1, 7), связанные валом промежуточным 3. Вращающий момент от вала отбора мощности трактора к редуктору верхнему передает вал карданный 9 (фиг. 1, 4). К каркасу с обеих сторон присоединены маркеры 12 (фиг. 1, 2, 3, 4), положением которых управляют гидроцилиндры управления маркерами 4, а в поднятом положении фиксируют зажимы 11. Сверху на каркасе установлены два электродвигателя с червячными редукторами 13, на валах которых расположены блоки 14, управляющие тросиками 15, перекинутыми через ролики 20 и связанными с рулоном сетки 21 (фиг. 1, 3, 9). Рулон сетки размещен на оси 46 (фиг. 9) и удерживается в свернутом положении спиральной пружиной 47. Сзади к каркасу приварены два упора 24 (фиг. 1, 3) и присоединены гидроцилиндры управления колесами 23. Подпоршневые полости гидроцилиндров управления колесами сообщены с гидропневмоаккумулятором. К штокам гидроцилиндров управления колесами и к поводкам 41 (фиг. 5) присоединены опорно-приводные колеса 25 (фиг. 1, 2, 3), взаимодействующие с бандажами 26, внутри которых находятся гидроподжимные муфты 27 (фиг. 1, 5). Привод дозирующих устройств 38 (фиг. 4) минеральных удобрений осуществлен через через левую (по ходу агрегата) гидроподжимную муфту посредством вариатора 19 (фиг. 1, 2, 3, 4), управляемого гидроцилиндром управления вариатором 18 (фиг. 1). Сзади к каркасу приварены также оси виброднищ 22 (фиг. 1, 3, 10), на которых установлены виброднища 34 (фиг. 3, 4, 10), приводимые в колебания вибраторами 35 (фиг. 3). Снизу к каркасу прикреплены склизы 28 (фиг. 1, 3, 5, 6, 10) к которым приварены трубы подачи минеральных удобрений 29 (фиг. 1, 7). Внутри склизов расположены диски 40 (фиг. 5, 10), насаженные на вал 37, установленный в подшипниках 39 и приводимый во вращение с двух сторон от колес посредством бандажей через гидроподжимные муфты. Диски сблокированы по три и развернуты на вале друг относительно друга на 120° (фиг. 5). Внизу к каркасу прикреплены также боковины 16 (фиг. 1, 8), к ним - почвопроводы 36 (фиг. 3, 6). Ниже, в консолях каркаса, установлены сошники 31 (фиг.1, 8). Между боковин расположены ленты элеваторов 45 (фиг. 8) с закрепленными на них ковшами 30 (фиг. 1, 7), приводимые в движение от редуктора нижнего посредством валов элеваторов 42 (фиг. 7). Натяжение лент элеваторов осуществляют гидроцилиндры натяжения 43 (фиг. 8) посредством шкивов нижних 44. Подпоршневые полости гидроцилиндров натяжения сообщены с гидропневмоаккумулятором.
На гидропневмоаккумуляторе установлен датчик давления 48 (фиг. 11), у шкивов верхних 53 и валов элеваторов - датчики угловых скоростей привода лент элеваторов 49. У блоков находятся путевые выключатели 50. У ведомого шкива вариатора размещен датчик угловой скорости дозирующих устройств 51 минеральных удобрений, а у ведущего шкива вариатора - датчик угловой скорости вала 52. В тракторе имеется пневматический усилитель 55 (фиг. 12) муфты сцепления, а в кабине трактора в период работы с картофелепосадочной машиной размещают блок управления и сигнализации 54 (БУС).
При осуществлении гладкой посадки механизатор заезжает на край поля, переключатель БУС ставит в положение «загрузка», включает передачу и проезжает около метра. При этом давление рабочей жидкости распространяется в штоковые полости гидроцилиндров управления каркасом. Картофелепосадочная машина начинает переводиться из транспортного (фиг. 11) в рабочее (фиг. 1) положение. Одновременно включается привод вала отбора мощности трактора, а давление в гидропневмоаккумуляторе становится минимальным. Сошники и ковши элеваторов погружаются в почву. После чего БУС повышает давление в гидропневмоаккумуляторе до номинального, выключает вал отбора мощности, переходя в режим ожидания. Минеральные удобрения и посадочный материал загружают соответственно в бункер минеральных удобрений и бункер картофеля. В процессе загрузки БУС пропорционально повышает давление в гидроаккумуляторе, связанном с штоковыми полостями гидроцилиндров управления каркасом. Штоки втягиваются в гидроцилиндры управления каркасом, поддерживая номинальное давление в гидропневмоаккумуляторе, следовательно, в гидроцилиндрах управления колесами. При этом большая часть силы тяжести минеральных удобрений и картофеля переносится с колес на струнный каток, обладающий большой опорной поверхностью.
После загрузки механизатор опускает один из маркеров, переключатель БУС ставит в положение «работа». При этом включается вал отбора мощности, приводя в движение ковши элеватора, замыкаются гидроподжимные муфты и включаются вибраторы. Одновременно включаются электродвигатели с червячными редукторами. Они, наматывая тросики на блоки, разматывают рулон сетки, накрывая ею бункер картофеля. Путевые выключатели отключают электродвигатели с червячными редукторами, а самотормозящиеся червячные редукторы не позволяют свернуться рулону сетки. Механизатор включает передачу и начинает движение. Струнный каток измельчает и выравнивает поверхность почвы. Сошники прорезают в ней щели немного шире размера посадочных клубней. Ковши элеватора вычерпывают почву изнутри сошников, поднимают ее вверх и направляют в почвопроводы (фиг. 7). Клубни «к» (фиг. 10, а) скатываются по виброднищам вниз и попадают на поверхности дисков. Вибрация виброднищ способствует перемещению клубней нешарообразной формы. При вращении диска (фиг. 10, б, в, г) клубень, перекатываясь, постепенно опускается в углубление диска, так как поверхность диска выполнена по спирали Архимеда. При дальнейшем повороте диска, когда его углубление окажется внизу (фиг. 10, б), клубень начинает скатываться по склизу в почвенную щель. Так как диски сблокированы по три и развернуты на вале друг относительно друга на 120°, за один оборот вала в склиз попадает три клубня. Одновременно дозирующие устройства (фиг. 7) по трубам подачи минеральных удобрений направляют туда минеральные удобрения. Вычерпанная ковшами почва скользит внутри почвопроводов и, высыпаясь позади склизов, засыпает щели с клубнями картофеля и удобрениями.
По мере опорожнения бункера минеральных удобрений и бункера картофеля БУС пропорционально понижает давление в гидроаккумуляторе, связанном с штоковыми полостями гидроцилиндров управления каркасом, поддерживая заданное номинальное давление в гидропневмоаккумуляторе, следовательно, в гидроцилиндрах управления колесами. В процессе работы механизатор настраивает давление в гидропневмоаккумуляторе в соответствии с состоянием почвы. Оно должно быть таким, чтобы колеса надежно сцеплялись с почвой, но не оказывали на нее чрезмерное давление. Величину давления в гидропневмоаккумуляторе и другие режимные параметры картофелепосадочной машины механизатору показывает БУС. БУС также контролирует угловые скорости шкивов верхних и валов элеваторов. Если какую-либо ленту элеватора заклинит камень, или другой предмет, разность угловых скоростей шкива верхнего и вала элеваторов превысит допустимый предел, пневматический усилитель (фиг. 12) разомкнет муфту сцепления, и агрегат остановится, предохраняя от повреждений элементы картофелепосадочной машины.
В конце гона механизатор поднимает маркер, переключатель БУС ставит в положение «разворот». При этом давление рабочей жидкости распространяется в подпоршневые полости гидроцилиндров управления каркасом, а давление в гидропневмоаккумуляторе становится максимальным. Одновременно размыкаются гидроподжимные муфты и выключаются вибраторы. Картофелепосадочная машина начинает переводиться из рабочего (фиг. 1) в транспортное (фиг. 11) положение. Струнный каток поднимается над почвой, затем сошники и ковши элеваторов выходят из почвы. Спустя некоторое время выключается привод вала отбора мощности трактора. Давление на колеса увеличивается, поэтому поводки колес ложатся на упоры. Сетка препятствует высыпанию клубней из бункера картофеля. После разворота механизатор переключатель БУС ставит в положение «опускание». В этом положении БУС производит операции положения «загрузка», но не переходит после их осуществления в режим ожидания, а сразу производит операции положения «работа», за исключением включения электродвигателей с червячными редукторами.
После опорожнения бункера картофеля механизатор включает обратное вращение электродвигателей с червячными редукторами. От воздействия спиральной пружины рулон сетки сматывается в свернутое положение. Управление положением маркеров механизатор также производит без участия БУС. Порядок работы при посадке картофеля в рядки отличается от порядка работы при гладкой посадке картофеля тем, что механизатор не управляет положением маркеров. Они расположены в зажимах. Перед посадкой картофеля в рядки вместо струнного катка устанавливают в междурядиях опорные колеса. Их можно также применять, если не требуется улучшение структуры почвы, например, при посадке картофеля в песчаные почвы.