КАРТОФЕЛЕКОПАТЕЛЬ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к 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 копирующее колеса. (Халанский 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.
-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 элеваторов образовано прутками, концы которых заделаны в звенья цепи. Прутки каскадного элеватора покрыты резиной, что предохраняет клубни от повреждения. Для лучшего измельчения почвенных комков верхние ветви скоростного и каскадного прутковых элеваторов при движении встряхиваются эллиптическими звездочками.
Полотно скоростного элеватора движется с большей скоростью, чем картофелекопатель. Скорость скоростного элеватора можно устанавливать величиной 2,03; 2,28 и 2,54 м/с. Поэтому пласт, поступающий на него, растаскивается в продольном направлении и частично измельчается, что облегчает выделение клубней.
Клубненосная почва, переходя с одного элеватора на другой, падает и дополнительно размельчается. В результате встряхивания верхней ветви полотна основного элеватора под действием эллиптических звездочек происходит основное просеивание почвы и частичное отделение клубней картофеля от ботвы. Мелкая почва просеивается между прутками элеваторов, а клубни картофеля и оставшиеся почвенные комки поступают на каскадный элеватор. На нем происходит дальнейшее отделение клубней от примесей. Для улучшения сепарации почвы каскадный элеватор также оборудован эллиптическими звездочками. С каскадного элеватора клубни, не разрушенные почвенные комки и примеси поступают на поверхность поля.
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. При работе картофелекопателя на влажной почве происходит заклинивание просветов прутковых элеваторов. В результате клубни картофеля и почвенные комки разрушенной почвенной корки перемещаются с каскадного элеватора и падают на поверхность поля, образуя валок картофеля и почвенных комков.
Также известен картофелекопатель навесной ротационный, содержащий раму из двух боковин, соединенных поперечинами и раскосами, сепарирующий прутковый элеватор, установленный между боковинами под углом к горизонту в продольной плоскости. Два лемеха, обеспечивающие подачу подкопанного пласта на указанный элеватор, и привод. Элеватор выполнен в виде ряда параллельно установленных вращающихся в одном направлении сепарирующих роторов, каждый из которых составлен из обрезиненных прутков с образованием в поперечной плоскости, по периферии, круга с просветом между прутками. Смежные роторы расположены с зазором, сохраняющимся в процессе работы картофелекопателя. Роторы смонтированы на валах посредством жестких поперечин, обрезиненных по периферии. Валы установлены на подшипниках в панели боковин рамы. Привод валов осуществлен через вал первого со стороны лемехов ротора, для чего на обоих концах валов размещено по одной звездочке, а на последнем валу - только одна звездочка. Звездочки кинематически связаны посредством приводных цепей, снабженных натяжными устройствами. Боковины рамы снабжены защитными кожухами, установленными разъемно с их внешней стороны и обеспечивающими герметизацию деталей привода роторов-звездочек, цепей и их натяжных устройств. Сепарирующие роторы составлены из прутков с образованием в поперечной плоскости, по периферии, эллипса. Смежные роторы расположены под углом 90°, сохраняющимся в процессе работы картофелекопателя. (Патент на изобретение РФ №2187923, МПК A01D 17/06, заявл. 24.07.2000, опубл. 27.08.2002).
Известный картофелекопатель с ротационным сепаратором выполнен в виде ряда параллельно установленных вращающихся в одном направлении прутковых роторов, имеющих в поперечном сечении форму круга или эллипса. Их привод осуществлен через вал первого со стороны лемехов ротора. Процесс сепарации клубней интенсифицирован за счет динамического воздействия роторов на почвенный пласт, а также благодаря увеличению живого сечения, образованного просветами между прутками и зазорами между роторами.
Известный картофелекопатель тракторный навесной ротационный имеет недостатки.
Для работы на тяжелых и влажных почвах рекомендуется картофелекопатель оборудовать эллиптическими роторами. Смежные роторы необходимо устанавливать с зазором, сохраняющимся в процессе работы картофелекопателя. Конструкция известного роторного картофелекопателя сложная, кроме того необходимо смежные роторы, имеющие эллиптическую форму, расположить под углом 90°. Такое положение роторов должно сохраняться при работе картофелекопателя.
Также известен сепарирующий элеватор картофелеуборочной машины, содержащий прутковое полотно, активный встряхиватель с пассивными роликами и приводы. Встряхиватель выполнен в виде несущих боковин с пассивными роликами, кинематически связанным с кривошипным механизмом, а ролики имеют форму равнобедренного треугольника, сторона которого соответствует шагу прутков полотна элеватора. Привод кривошипного механизма синхронно связан с приводом элеватора. (А.с. на изобретение №1743446, МПК A01D 33/08, заявл. 05.03.1990, опубл. 30.06.19921. Бюл. №21).
Улучшение процесса крошения клубненосного пласта и сепарации почвы достигается колебанием боковин с небольшой амплитудой встряхивания и за счет перемещения полотна элеватора вниз и вверх по синусоидальному закону. Перемещение полотна элеватора вниз и вверх по синусоидальному закону достигается за счет того, что встряхиватели имеют форму равнобедренного треугольника, боковая поверхность которого выполнена из зубьев с шагом равным шагу прутков элеватора.
Движение элеватора осуществлено с двойной амплитудой колебаний, благодаря синхронному вращению боковин колеблющейся рамки и за счет вращения пассивных встряхивателей вокруг своей оси приводимых в движение полотном элеватора.
Известный сепарирующий элеватор картофелекопателя имеет недостатки.
Достигается небольшая амплитуда встряхивания, за счет перемещения полотна элеватора вниз и вверх за счет пассивных встряхивателей вокруг своей оси. Небольшая амплитуда встряхивания полотна элеватора не позволяет разрушить почвенные комки при работе картофелекопателя на тяжелых влажных почвах.
Задача полезной модели - улучшить процесс крошения клубненосного пласта и повысить сепарирующую способность при работе картофелекопателя на тяжелых влажных почвах.
Технический результат заключается в том, что улучшение процесса крошения клубненосного пласта и повышение сепарации почвы выполнено путем изменения скорости прутковых элеваторов.
Технический результат достигается тем, что картофелекопатель, содержащий 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 копирующее колеса, а изменение скорости элеваторов выполнено путем установки эллиптических звездочек на ведущих валах скоростного, основного и каскадного элеваторов.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый картофелекопатель соответствует критерию «новизна», так как имеет отличие от прототипа.
На ведущих валах прутковых элеваторов установлены эллиптические звездочки.
Выявленные признаки технического решения заявляемого картофелекопателя позволяют сделать вывод о соответствии технического решения критерию «Существенные отличия».
На фиг. 1 - представлена схема картофелекопателя, вид сбоку; на фиг. 2 - крепление лемехов на валу; на фиг. 3 - кинематическая схема картофелекопателя.
Картофелекопатель снабжен активными лемехами 1 и 2, скоростным 3, основным 4 и каскадным 5 элеваторами, ходовыми колесами 6 и копирующим колесом 7. Привод рабочих органов осуществлен от вала отбора мощности трактора (трактор не показан). Прутковые 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. Благодаря копирующего колеса 7, подкапывающие лемеха 1 и 2 работают на заданной глубине. Колебательное движение лемехи 1 и 2 получают от эксцентриков 8, посаженных жестко на вал 9, и шатунов 10. Эксцентрики 8 на валу 9 расположены под углом 180° друг относительно друга, что обеспечивает колебательное движение лемехов во взаимно противоположных направлениях. Амплитуда колебаний равна 14 мм. Эксцентриковый вал 9 приводится в действие при помощи цепной передачи 11 от вала 12 скоростного элеватора 3. Частоту колебаний лемехов 1 и 2 можно регулировать путем постановки сменных звездочек на левом валу 13 редуктора 14. Для предотвращения скоростного элеватора 3 от заклинивания камнями задняя кромка лемехов 1 и 2 снабжена откидными клапанами 15.
Полотно скоростного элеватора 3 приводится в движение звездочками 16 и 17, жестко закрепленными на левом валу 13 редуктора 14 и ведущем валу 12 скоростного элеватора 3. Скорость полотна элеватора 3 можно устанавливать величиной 2,03; 2,28 и 2,54 м/с путем постановки сменных звездочек 16 (с числом зубьев соответственно z=16, 18 и 20) на наружный конец левого вала 13 редуктора 14.
Скорость основного элеватора 4 можно изменять при помощи сменных звездочек 18, устанавливаемых на ведущем валу 19 основного элеватора 4. При установке звездочки с 28 зубьями скорость составит 1,93 м/с, а звездочки с 32 зубьями - 1,68 м/с. Для улучшения просеивания почвы основной элеватор 4 встряхивается эллиптическими звездочками 20.
Каскадный элеватор 5 устроен также как и основной. Для предохранения клубней картофеля от повреждения прутки каскадного элеватора 5 обрезинены. Для улучшения сепарации почвы каскадный элеватор 5 также оборудован эллиптическими звездочками 21. Скорость полотна каскадного элеватора 5 меняется в зависимости от скорости основного элеватора 4, так как движение на ведущий вал 22 каскадного элеватора 5 передается от ведущего вала 19 основного элеватора 4. При установке на вал 19 основного элеватора 4 звездочки 18 с 28 зубьями скорость каскадного элеватора 5 равна 1,38 м/с, а звездочки с 32 зубьями составит 1,58 м/с.
Для лучшего крошения клубненосного пласта и повышения сепарации почвы на валу 12 для привода скоростного элеватора 3 установлены эллиптические звездочки 23 и 24, на ведущем валу 19 для привода основного элеватора 4 установлены эллиптические звездочки 25 и 26, а на ведущем валу 22 каскадного элеватора 5 установлены эллиптические звездочки 27 и 28. Эллиптические звездочки 23 и 24, 25 и 26, 27 и 28 не только встряхивают клубненосную почву на элеваторах 3, 4 и 5, а также изменяют скорость прутковых элеваторов. Причем за один оборот эллиптических звездочек установленных на ведущих валах скорость элеваторов 3, 4 и 5 изменяется четыре раза за один оборот эллиптической звездочки.
Движение к рабочим органам картофелекопателя передается от вала отбора мощности трактора, через карданную передачу 29 и конический редуктор 14. От редуктора 14 через правый 30 и левый 13 валы привода вращение передается на обе стороны картофелекопателя.
От левого вала 13 с помощью сменных звездочек 16, имеющих 20 или 18 зубьев, движение передается на ведущий вал 12 скоростного элеватора 3 и далее на эксцентриковый вал 9 лемехов 1 и 2. Привод скоростной элеватор 3 получает от эллиптических звездочек 23 и 24 жестко, установленных на ведущем валу 12.
С правого вала 30 посредством цепей движение передается на ведущий вал 19 основного элеватора 4 и затем со второго конца этого вала 19 - на ведущий вал 22 каскадного элеватора 5.
Привод каскадный элеватор 4 получает от эллиптических звездочек 25 и 26 жестко, установленных на ведущем валу 19.
Привод каскадный элеватор 5 получает от эллиптических звездочек 27 и 28 жестко, установленных на ведущем валу 22.
Для натяжения цепей на картофелекопатели предусмотрены специальные устройства (специальные устройства не показаны).
Заявляемый картофелекопатель работает следующим образом.
При движении картофелекопателя по полю лемеха 1 и 2 подкапывают две смежные грядки. Колебательное движение лемеха 1 и 2 получают от эксцентриков 8, посаженных жестко на вал 9 и шатунов 10. Эксцентрики 8 на валу 9 расположенные под углом 180° друг относительно друга, обеспечивают колебательное движение лемехов 1 и 2 во взаимно противоположных направлениях. Амплитуда колебаний равна 14 мм. Эксцентриковый вал 9 приводится в действие при помощи цепной передачи 11 от вала 12 скоростного элеватора 3. Частоту колебаний лемехов 1 и 2 можно регулировать путем постановки сменных звездочек 16 на левом валу 13 редуктора 14. В результате колебательного движения лемехов 1 и 2 клубненосный пласт лучше разрушается и снижается сопротивление резанию по сравнению с обычными лемехами, а также уменьшается сгруживание клубненосной почвы в приемной части картофелекопателя. Подкапанные клубненосные пласты поступают на скоростной прутковый элеватор 3, скорость которого при необходимости можно устанавливать величиной 2,03; 2,28 и 2,54 м/с. Разность между скоростями движения картофелеуборочного агрегата и скоростного элеватора 3 улучшает разрыв и крошение клубненосного пласта и способствует лучшей сепарации почвы. Скорость элеватора 3 изменяется за счет эллиптических звездочек 23 и 24, жестко установленных на ведущий вал 12. Причем за один оборот эллиптических звездочек 23 и 24 скорость элеватора 3 изменяется четыре раза. За счет изменения скорости пруткового полотна элеватора 3 качественно улучшается разрыв и крошение клубненосного пласта и повышается сепарирующая способность скоростного элеватора 3.
Скоростной элеватор 3 разрушает клубненосный пласт, просеивает почву и передает оставшуюся клубненосную почву на основной элеватор 4. Со скоростного элеватора 3 клубненосная почва поступает на основной элеватор 4, имеющий значительную просеивающую поверхность за счет встряхивания полотна элеватора от эллиптических звездочек 20. Разрушение почвенных комков и повышение сепарирующей способности основного элеватора 4 достигается не только установленными эллиптическими звездочками 20, а также путем изменения скорости полотна основного элеватора 4 за счет эллиптических звездочек 25 и 26, установленных на ведущий вал 19 для привода, основного элеватора 4. Основной элеватор 4 выполняет дальнейшее разрушение почвенных комков, просеивание почвы и передает оставшуюся клубненосную почву на каскадный элеватор 5.
На каскадном элеваторе 5 происходит дальнейшее отделение клубней от примесей. Каскадный элеватор 5 продолжает сепарацию почвы и выносит оставшуюся клубненосную почву за пределы картофелекопателя. Каскадный элеватор 5 устроен так же, как и основной элеватор 4. Для предохранения клубней картофеля от повреждения прутки каскадного элеватора обризинены. Для улучшения сепарации почвы каскадный элеватор 5 оборудован эллиптическими встряхивателями 21. Для разрушения оставшихся почвенных комков на ведущем валу 22 жестко установлены эллиптические звездочки 27 и 28, которыми приводится движение каскадного элеватора 5. Эллиптические звездочки 27 и 28 не только встряхивают полотно каскадного элеватора 5, а также изменяют скорость каскадного элеватора 5. Причем скорость каскадного элеватора 5 изменяется четыре раза за один оборот эллиптических звездочек 27 и 28. Изменяемая скорость каскадного элеватора 5 позволяет разрушить оставшиеся почвенные комки и повысить сепарирующую способность элеватора 5.
Использование заявляемого картофелекопателя позволяет улучшить процесс крошения клубненосного пласта и повысить сепарирующую способность элеваторов. При работе на тяжелых почвах возможно повышение производительности заявляемого картофелекопателя и снижение потерь клубней картофеля.