РОТОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКАШИВАНИЯ И ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ТРАВЯНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для снашивания и измельчения травяной растительности, например ботвы картофеля перед его выкопкой.
Известны различные устройства уборки ботвы картофеля (аппарат ботвотеребильный, аппарат с цепным ротором, аппарат бильного действия).
Для удаления и сбора ботвы в настоящее время в России применяются машины КИР-1,5 и УБД [Карпенко А.Н, Халанский В.М. Сельскохозяйственные машины, 1989, с.233]. Косилка-измельчитель КИР-1,5 применяется для скашивания измельчения стеблей кукурузы, подсолнечника и картофельной ботвы. Измельчающий барабан представляет собой трубчатый вал, на котором по винтовой линии шарнирно закреплены молотковые ножи. Измельченная масса поступает в бункер или загружается в кузов транспортного средства, а также может распределяться по полю. Недостатки машины: невысокое качество измельчения массы и увеличение нагрузки на дробильный аппарат, в результате чего часто ломаются молотки, и нарушается динамическая уравновешенность дробителя
Известны ботвоуборочные машины (RU 2034433, МКИ AOD 23/02, 05.10,1995 г), включающие ротационные рабочие органы с вертикальной осью вращения, рабочая поверхность которых имеет винтообразную форму, кожух для направления и устройство для выгрузки ботвы. Недостатком известной ботвоуборочной машины является то, что при работе происходит разброс ботвы перед машиной, в результате чего снижается производительность машины. Ботва, которая остается за ботвоудаляющей машиной, мешает протеканию технологического процесса уборки картофеля.
Серия существующих зарубежных ботвоудалителей KS75-4 KS-3000 4LK310 производства GRIMME [http://land.terrion.ru/botvoudalitel] предназначена для удаления ботвы картофеля моркови, цикория. Рабочие органы ударного действия представлены в виде ножей, которые устанавливаются на горизонтальный вал.
Недостатками ботвоудалителей является нечувствительность к камням, так как они подвижны в боковом и продольном направлениях, дорогое обслуживание и высокая цена.
Известны различные газонокосилки, электрические, бензиновые механические, самоходные все они предназначены для стрижки и скашивания травы [http://www.mk-krot.ru/gazon]. Ручная механическая коса модель 80665 вращательного действия (триммер), рабочим органом которой является режущая головка, установленная на валу, состоящая из шпульки держателя, самой шпульки и капроновой лески. Частота вращения без нагрузки составляет 2900-3200 об/мин, а максимальная частота вращения 8500 об/мин, что позволяет не просто срезать траву, а превращать ее в мульчу (то есть сильно измельчать), что способствует обогащению почвы.
Недостатками газонокосилок является, то, что они предназначены только для стрижки и скашивания травы на горизонтальных наклонных и неровных поверхностях небольших площадей, у этих устройств незначительная ширина захвата скашивания и необходимость движения их сверху вниз при скашивании высоких растений.
В качестве прототипа предлагаемого изобретения использован плуг с ротационным рыхлителем (Авторское свидетельство №245468 МПК A01b).
Это устройство не предназначено для скашивания и измельчения травяной растительности, но имеет наибольшее сходство по технической сущности с полезной моделью, поскольку заявитель именно на базе данного орудия разработал полезную модель. Прототип содержит установленные последовательно пассивный плужный корпус с укороченным отвалом и активный ротор. Ротор установлен вертикально, имеет вал, на котором может крепиться два типа рабочих органов. Ротор связан передачей с валом отбора мощности трактора (ВОМ). Основная работа плуга с ротационным рыхлителем это вспашка почвы с интенсивным крошением почвы.
Заявителем была сформирована задача, расширить функциональные возможности известного устройства и на базе его разработать устройство для скашивания и измельчения травяной растительности.
Технический результат предложенного устройства - расширение функциональных возможностей существующего плуга с ротационным рыхлителем за счет универсализации рабочих органов.
Поставленная задача решена предлагаемой полезной моделью, в которой, снашивание и измельчение травяной растительности осуществляется посредством использования роторного устройства, представляющего собой закрепленные на раме плуга вертикальные роторы, включающие вращающийся вал, установленный в корпусе подшипников, и закрепленные на валу измельчающие элементы рабочего органа, в отличие от прототипа в качестве измельчающих режущих элементов использован прикрепленный к нижней части ротора съемный рабочий орган, состоящий из нескольких рядов жестких звездчатых дисков с выступающими концами, на которых неподвижно установлены катушки со шпулями с фиксирующим устройством и намотанными на них гибкими режущими нитями, верхний ряд выступающих концов звездчатого диска выполнен с изгибом в основании, соответствующим размеру нижней части корпуса подшипника для исключения задевания ими корпуса подшипника, и расположен под углом относительно оси вращения вала с увеличенной длиной выступающих концов, причем угол расположения верхнего ряда диска и длина выступающих концов устанавливаются в зависимости от высоты скашиваемой растительности, для увеличения числа оборотов режущих элементов на раме плуга установлен вариатор. Ряды звездчатых дисков повернуты относительно оси вала по отношению друг к другу на угол 30…90°, что позволяет улучшить измельчение растительности, а за пределами указанных величин измельчение фракций будет более крупным, что снизит качество измельчаемого продукта и увеличит сроки перегнивания скошенной растительности. В качестве гибких режущих нитей использованы стальной канат или нейлоновая леска необходимой толщины в зависимости от густоты толщины стебля растительности. В качестве фиксирующего устройства для регулирования длины вытягиваемой нити со шпули использована цанга стопорного устройства, расположенная в корпусе катушки.
Предлагаемое техническое решение позволяет за счет съемного рабочего органа при необходимости заменить рабочий орган с ротационным рыхлителем на устройство для скашивания и измельчения травяной растительности и выполнять несколько функций. Таким образом, обеспечивается расширение функциональных возможностей рабочего органа с ротационным рыхлителем и за счет этого расширение диапазона его использования. Установка рабочего органа, состоящего из нескольких рядов жестких звездчатых дисков с выступающими концами, на которых неподвижно установлены катушки со шпулями с фиксирующим устройством и намотанных на них гибкими режущими нитями позволяет скашивать и измельчать травяную растительность. Выполнение верхнего ряда звездчатого диска с изгибом в основании, соответствующим размеру нижней части корпуса подшипника, исключает задевание ими корпуса подшипника, а расположение верхнего ряда диска под углом с увеличенной длиной выступающих концов, установленных в зависимости от высоты скашиваемой растительности, с заменой нижней части режущих элементов, позволяет скашивать травяную растительность любой высоты.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на (фиг.1.) представлена общая схема роторного устройства на базе плуга с ротационным рыхлителем с элементами привода (вид сверху);
на (фиг.2) - съемный рабочий орган, состоящий из нескольких рядов жестких звездчатых дисков с неподвижно установленными катушками.
на (фиг.3) - рабочий элемент катушки со шпулями и намотанными на них гибкими режущими нитями.
Устройство содержит (фиг.1, 2) раму 1 трехкорпусного роторного плуга, на котором установлены вертикальные роторы 3, которые содержат вертикальный вращающийся вал 7, на верхнем конце которого установлен шкив 10, передающий вращение от вала отбора мощности трактора с помощью клиноременной передачи 4 через вариатор 2 на конический редуктор 5. Вал 7 находится в корпусе 8 подшипников, а в нижней части вала для скашивания и измельчения травяной растительности установлен съемный рабочий орган 9 (фиг 2) который состоит из несколько рядов жестких звездчатых дисков 13 с выступающими концами, на которых неподвижно установлены катушки 11 со шпулями и намотанными на них гибкими режущими нитями 12 (нейлоновая леска или металлический тросик). Верхний ряд звездчатых дисков выполнен с изгибом для исключения задевания ими корпуса подшипника и расположен под углом Y относительно оси вращения вала с увеличенной длиной выступающих концов, причем угол расположения верхнего ряда диска и длина его выступающих концов устанавливаются в зависимости от высоты скашиваемой растительности Ряды звездчатых дисков 13 повернуты относительно оси вала по отношению друг к другу на угол J 30…90°. Внутри катушки 11 (фиг 3) находится шпуля 14 с намотанными на нее гибкими режущим нитями 12. Для регулирования длины вытягиваемой нити 12 со шпули 14 установлена цанга 15 стопорного устройства, расположенного в катушке.
Таким образом, предлагаемое роторное устройство для скашивания и измельчения травяной растительности имеет следующие технические характеристики. Ширина захвата зависит от количества рабочих органов и расстоянием между гребнями которое составляет 70 см. Колея пропашного трактора устанавливается на ширину 140 см, высота ротора 550 мм диаметр режущего элемента - нейлоновой лески 3…4 мм, стального каната - 2…3 мм, способ соединения с трактором - навесной. Привод ротора - механический от вала отбора мощности трактора. Частота вращения ротора регулируется вариатором и составляет от 1000-3500 об/мин.
Устройство работает следующим образом. С целью скашивание травяной растительности (ботвы) плуг трансформируют, для чего снимают пассивный рабочий орган и нижнюю часть активного рабочего органа и на место активного рабочего органа устанавливают съемный рабочий орган 9. Дополнительно для увеличения оборотов ротора устанавливают вариатор 2. Рабочим органом 9 производят резку ботвы, при этом кусочки измельченной ботвы, падая вниз, попадают под вращение нижерасположенных режущих нитей 12. В результате действия центробежных сил срезанные кусочки будут иметь хаотичное движение в пространстве и расщепление стеблей массы будет иметь как поперечное, так и продольное направления, что позволяет не просто срезать травяную растительность (ботву), но превращать ее в мульчу (то есть сильно измельчать), и распределять по поверхности поля, что способствует обогащению почвы. После скашивания и измельчения ботвы устройство трансформируют в плуг с ротационным рыхлителем и производят основную обработку почвы. Для скашивания растительности необходимой высоты заменяют нижнюю часть рабочего органа, верхний ряд звездчатого диска которого установлен под необходимым углом относительно оси вращения вала с длиной выступающих концов в зависимости от высоты скашиваемой растительности. Испытание опытного образца устройства показал его успешную работу как плуга и как роторного устройства для измельчения и скашивания ботвы. Получены следующие технические результаты: увеличилась производительность машины и полнота скашивания травяной растительности, в частности ботвы картофеля, улучшилось качество убираемого продукта и обогащение почвы за счет эффективного измельчения и перехода ее в гумус. Полезная модель особенно необходимо фермерским хозяйствам, так как позволяет сократить в хозяйстве парк машин.