ВЫСАДКОПОСАДОЧНАЯ МАШИНА ДЛЯ ПОСАДКИ КОРНЕПЛОДОВ КОНИЧЕСКОЙ ФОРМЫ
PLANTER FOR CONE-SHAPED ROOT CROPS PLANTING

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для посадки корнеплодов конической формы.
Известны высадкопосадочные машины для корнеплодов конической формы, например: а.с. СССР №1005691, МКИ А01С 11/00, бюл. №11, 1983 г.; а.с. СССР №1144643, МКИ А01С 11/00, бюл. №10, 1985 г.; а.с. СССР №422372, МКИ А01С 11/02, бюл. №13, 1974 г.; а.с. СССР №1056945, МКИ А01С 11/02, бюл. №44, 1983 г., пат. №2297751, Россия, МКИ А01С 11/00, бюл. №12, 2006 г. и др.
Эти машины не обеспечивают полностью выполнения агротехнических требований, имеют сложную конструкцию и невысокую производительность.
Известна высадкопосадочная машина (а.с. СССР №145400, МКИ А01С 11/02, бюл. №5, 1962 г.), включающая раму, опирающуюся на опорно-прикатывающие колеса, установленный на раме бункер, приемник корнеплодов, питающий транспортер, посадочные аппараты лемешного типа с заделывающими органами, ориентирующее устройство, содержащее установленный под углом и суживающийся к концу вогнутый лоток и встряхивающий механизм.
Корнеплоды из бункера подаются в приемник, откуда рассредоточиваются и поднимаются питающим транспортером на ориентирующую плоскость, которая представляет собой суживающийся к концу желоб, совершающий возвратно-поступательное движение. Корнеплод, попадая на наклонную вибрирующую площадку, перемещается по ней и ориентируется головкой вниз. Опрокидывающее колесо через определенные интервалы времени поворачивается и подает корнеплоды в сошник, где корнеплоды фиксируются специальным механизмом до засыпания почвой и уплотняются.
Недостатком данной машины является низкая производительность и недостаточная надежность ориентирующего устройства, связанная с тем, что при сходе корнеплодов с питающего транспортера возможен удар и отскок от желоба, дезориентирующий необходимое положение корнеплода. Кроме того, при движении по желобу корнеплоды могут сгруживаться и мешать друг другу, что нарушает синхронность в работе ориентирующего устройства на пути от бункера к посадочному аппарату и ведет к ухудшению качества посадки.
Из известных наиболее близкой по технической сущности является машина для посадки корнеплодов (а.с. СССР №1299536, МКИ А01С 11/02, бюл. №12, 1987 г.). Питающие транспортеры рассредоточивают и подают корнеплоды через промежуточный лоток на ориентирующее устройство в виде криволинейного скребкового транспортера, движущегося в V-образном желобе. Корнеплоды, занявшие положение хвостовой частью вниз на криволинейном участке V-образного желоба, выпадают из захватов, и скребок уходит пустым. Корнеплоды, занявшие положение хвостовой частью вверх, через промежуточный лоток подаются в воронку распределительного устройства, а затем в накопитель, который представляет собой вертикально установленные по окружности стаканы, вращающиеся синхронно с посадочным аппаратом. Распределительное устройство имеет общую ось вращения с накопителем и при поступлении корнеплодов посредством шагового привода вращается в сторону, противоположную вращению накопителя.
Недостатком данной машины является возможное повреждение корнеплодов из-за увеличения числа этапов ориентирования некоторых корнеплодов ввиду их сброса при неправильном ориентировании. Фиксированный угол наклона криволинейного участка V-образного желоба к вертикали («узкая зона ориентирования») негативно скажется на работе ориентирующего устройства при использовании высадкопосадочной машины на полях с уклонами. Механизм ориентации, накопительное и передающее устройство сложны по конструкции, имеют много кинематических передач, низкую производительность, металло- и энергоемки.
Заявленное изобретение направлено на устранение вышеотмеченных недостатков, повышение надежности ориентирования корнеплодов конической формы, производительности машины и упрощение ее конструкции.
Задача решена тем, что в предлагаемой высадкопосадочной машине транспортер выполнен скребковым, с прямоугольными пластинами, которые плотно прилегают к бесконечным цепям транспортера, и установлен в передней (фронтальной) стенке бункера, дно которого расположено с наклоном в сторону транспортера, под углом, равным или на 5-10° больше угла трения качения корнеплодов по его поверхности, на сходе транспортера под углом к горизонтали, равным углу трения скольжения корнеплодов, установлен сужающийся к концу вогнутый лоток, над которым установлена разделительная пластина из гибкого упругого материала, а на сходе установлена пара конических дисков, смонтированная на общем валу, часть вогнутого лотка входит в створ пары конических дисков и повторяет их контур, вниз от общего вала пары конических дисков, под углом к горизонтали на 5-10° больше угла трения скольжения корнеплодов установлен упор, верхняя часть которого входит в створ пары конических дисков и повторяет их контур, кроме того, дополнительно установлено двухроторное лопастное ориентирующее устройство, под которым под углом к горизонтали на 5-10° больше угла трения скольжения корнеплодов установлен сужающийся к концу вогнутый приемный лоток, в противоположную сторону наклона которого, под углом к горизонтали, равным или на 5-10° больше угла трения скольжения корнеплодов, установлен накопитель, выполненный в виде желоба, на сходе которого смонтирована передающая воронка, состоящая из двух створок, одна из которых неподвижна, а вторая закреплена шарнирно и удерживается в закрытом положении пружиной, подвижная створка передающей воронки установлена таким образом, что в закрытом положении ее верхний край находится ниже линии дна желоба, а при открытии поднимается над этой линией.
Остальные признаки заявленного изобретения частные, поскольку характеризуют лишь конкретное выполнение того или иного узла.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена принципиальная схема высадкопосадочной машины, где а - вид сбоку; б - вид сверху; в - вид спереди.
На фиг.2 представлена схема скребкового транспортера, вид спереди и вид сбоку.
На фиг.3 представлена схема движения корнеплода конической формы по поверхности вогнутого лотка, где а - вид сверху; б - вид спереди.
На фиг.4 представлена схема устройства поштучной подачи корнеплодов, где а - вид сбоку; б - вид спереди.
Предлагаемая высадкопосадочная машина (фиг.1) включает раму 1, опирающуюся на передние пневматические 2 и задние опорно-прикатывающие колеса 3; установленный на раме 1 бункер 4 с наклонным дном, по передней (фронтальной) стенке которого проходит установленный под углом к горизонтали скребковый транспортер 5. Заодно (фиг.2) с каждым скребком 1 транспортера установлены прямоугольные металлические пластины 2, которые крепятся к совмещенным ушкам бесконечных цепей 3 скребкового транспортера и плотно прилегают к ней, образуя «настил». На сходе скребкового транспортера 5, под углом к горизонтали, равным углу трения скольжения корнеплодов, установлен сужающийся к концу вогнутый лоток 6, над которым перед парой конических дисков 8 установлена разделительная пластина 7 из гибкого упругого материала. Пара конических дисков 8 смонтирована на общем валу и вращается в направлении движения (схода) корнеплодов. Часть вогнутого лотка 6 входит в створ пары конических дисков 8 и повторяет их контур. Вниз от общего вала пары конических дисков 8, под углом к горизонтали на 5-10° больше угла трения скольжения корнеплодов установлен упор 9, который представляет собой плоскую прямоугольную пластину, верхняя часть которой входит в створ пары конических дисков 8 и повторяет их контур. Внизу, сбоку от внешней стороны упора 9, установлено двухроторное лопастное ориентирующее устройство 10, под которым под углом к горизонтали на 5-10° больше угла трения скольжения корнеплодов установлен сужающийся к концу вогнутый приемный лоток 11. В противоположную сторону углу наклона приемного лотка 11, симметрично под ним, под углом к горизонтали, равном или на 5-10° больше угла трения скольжения корнеплодов, установлен накопительно-направительный желоб 12, вмещающий необходимый для бесперебойной работы посадочного аппарата 14 запас корнеплодов, на сходе которого смонтирована передающая воронка 13, состоящая из двух створок, одна из которых неподвижна, а вторая закреплена шарнирно и удерживается в закрытом положении пружиной. Подвижная створка передающей воронки 13 установлена таким образом, что в закрытом положении ее верхний край находится ниже линии дна накопительно-направительного желоба 12, а при открытии поднимается над этой линией. Открытие/закрытие подвижной створки передающей воронки 13 происходит при набегании/сходе на ее нижнюю часть высаживающего конуса 15 ротационного посадочного аппарата 14. Кроме того, высадкопосадочная машина (фиг.1) включает: загортачи 16, копирующие колеса 17, шлейф 18, маркер 19 и рыхлитель 20.
Линейная скорость скребкового транспортера 5, частота вращения пары конических дисков 8 и лопастных роторов 10 синхронизированы с частотой вращения ротационного посадочного аппарата 14.
Высадкопосадочная машина работает следующим образом.
При движении высадкопосадочной машины скребковый транспортер 5 осуществляет выборку корнеплодов и подает их из бункера 4 на вогнутый лоток 6. Падая вниз на поверхность вогнутого лотка 6 в произвольном положении (фиг.3), корнеплоды за счет разности агрофизических характеристик, силы инерции, момента сил, возникающего на наклонной плоскости за счет смещенного центра тяжести корнеплода и вогнутой формы лотка, рассредоточиваются, перемещаются вниз и ориентируются продольной осью вдоль направления движения (схода) головкой вперед или назад. Наклон линии дна вогнутого лотка к горизонтали и его вогнутая форма стабилизируют исходное положение корнеплода продольной осью вдоль направления движения (фиг.1) до соприкосновения с внутренними поверхностями пары конических дисков 8.
При поступлении корнеплода в створ пары конических дисков 8 головкой вперед или назад он соприкасается с внутренними поверхностями пары конических дисков 8 по двум точкам в плоскости наибольшего диаметра (пятнам контакта) и захватывается. Вследствие вращения пары конических дисков 8 корнеплод вращается вместе с ними в их створе и поднимается вверх, отделяясь от позади идущих корнеплодов, которые упираются в разделительную пластину 7 и задерживаются. Далее поштучно, хвостовой частью или головкой вниз корнеплоды набегают на упор 9, скользят по его поверхности вниз и сходят с устройства поштучной подачи к двухроторному лопастному ориентирующему устройству 10. Приобретенная центром масс корнеплода линейная скорость при соударении с поверхностью упора 9 или лопастью ротора 10 преобразуется в угловую скорость разворота, и корнеплод разворачивается из неустойчивого вертикального положения в горизонтальное. Далее корнеплод захватывается одной из лопастей ротора 10 и за счет момента от силы тяжести занимает горизонтальное положение между соседними лопастями ротора, длинной осью вдоль оси вращения. При повороте лопасти ротора от горизонтали на величину угла трения качения, корнеплод перекатывается по поверхности лопасти и занимает положение между двумя совмещенными лопастями лопастных роторов 10, которые образуют V-образный створ, открытый сверху и снизу. При дальнейшем синхронном вращении лопастных роторов 10 совмещенные лопасти роторов раскрываются, корнеплод разворачивается хвостовой частью вниз и зависает на уровне плоскости максимального диаметра между совмещенными лопастями роторов с опорой в двух точках, являющихся опорными точками воображаемой оси вращения корнеплода, относительно которой происходит разворот. Самоориентация (разворот) корнеплодов хвостовой частью вниз происходит за счет конусной формы хвостовой части корнеплода и момента сил, возникающего в V-образном створе, образованном совмещенными лопастями роторов, за счет смещения центра тяжести от плоскости наибольшего диаметра в сторону хвостовой части. В сориентированном положении корнеплоды поступают вниз на наклонную вогнутую поверхность приемного лотка 11 и, сохраняя исходное положение хвостовой частью вниз, направляются в накопительно-направительный желоб 12, где за счет собственного веса скользят вниз по линии дна к передающей воронке 13 и накапливаются (в ряд друг за другом). На сходе с накопительно-направительного желоба 12, на линии изменения угла наклона к горизонтали опорной поверхности, корнеплод за счет изменения положения под действием момента от силы тяжести отделяется от позади идущих корнеплодов и направляется в передающую воронку 13. При набегании высаживающего конуса 15 ротационного посадочного аппарата 14 на подвижную створку передающей воронки 13 она открывается и поднимается над линией дна накопительно-направительного желоба 12. Корнеплод за счет собственного веса скользит вниз по внутренней поверхности подвижной створки передающей воронки 13 и направляется в высаживающий конус 15 ротационного посадочного аппарата 14, а позади идущий корнеплод в этот момент удерживается верхним краем подвижной створки передающей воронки 13, которая возвращается в исходное положение под действием пружины. Направленные в высаживающие конусы 15 ротационного посадочного аппарата 14 корнеплоды переносятся в почву и заделываются. Емкость накопительно-направительного желоба 12 (его длина) вмещает необходимый для бесперебойной работы посадочного аппарата 14 запас корнеплодов. При заполнении накопительно-направительного желоба 12 больше расчетного, срабатывает устройство 21, регулирующее подачу корнеплодов транспортером 5.
По изобретению проведены экспериментальные исследования в лабораторных и полевых условиях. Предлагаемая высадкопосадочная машина позволяет полностью механизировать процесс ориентированной посадки корнеплодов конический формы, исключая ручной труд сажальщиков. Сравнительная экономическая оценка подтверждает эффективность ее применения. По сравнению с серийной ВПС-2,8А производительность экспериментальной высадкопосадочной машины с разработанными устройствами при посадке маточных корнеплодов сахарной свеклы увеличилась в 1,7 раза и составила до 1,4 га/ч; затраты труда сократились в 4,2 раза; количество пропусков, травмированных (до посадочного аппарата) и «неправильно» сориентированных корнеплодов составило до 1,0%; масса высадкопосадочной машины снизилась примерно на 90 кг; годовой экономический эффект от внедрения экспериментальной высадкопосадочной машины при нормативной годовой загрузке 105 часов составил 107,7 тыс.руб.; срок окупаемости дополнительных капитальных вложений не превышает 0,044 года.