КАРТОФЕЛЕКОПАТЕЛЬ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к выкапывающим и 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 опорное колеса, Глубину хода лемехов до 25 см регулируют винтовым механизмом, то есть изменением положения опорного 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. 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 и 10,5 с-1. 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 элеватора образовано прутками, концы которых заделаны в звенья цепи. Скоростной элеватор имеет три цепи, основной и каскадный - по две цепи, которыми полотно опирается на звездочки ведущего вала и опорные ролики. Смежные прутки соединены планками и изогнуты в противоположные стороны, образуя карманы, предотвращающие скатывание клубней. Прутки каскадного элеватора покрыты резиной, что предохраняет клубни от повреждения.
Полотно скоростного элеватора движется с большей скоростью, чем картофелекопатель. Поэтому пласт, поступающий на него, растаскивается в продольном направлении и частично измельчается, что облегчает выделение клубней. Пласт, переходя с одного элеватора на другой, падает и дополнительно размельчается. Мелкая почва просеивается между прутками, а клубни, не разрушенные почвенные комки и ботва, сходят с каскадного элеватора в валок.
Известный картофелекопатель имеет недостатки.
Во время уборки картофеля известным картофелекопателем лемеха подрезают больше почвы, чем клубнесодержащий пласт. Вследствие этого увеличиваются энергозатраты на выкапывание, подъем и сепарирование почвы из междурядий, повышается повреждаемость клубней, усиливается износ частей и узлов машины, повышается расход дорогостоящего металла на лемеха, увеличиваются потери урожая и затраты труда.
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 дополнительными устройствами. В результате клубни картофеля и почвенные комки разрушенной почвенной корки перемещаются с каскадного пруткового элеватора и падают на поверхность поля, образуя валок картофеля и почвенных комков.
Также известен картофелекопатель, содержащий раму, опорные колеса, скоростной, основной и каскадный прутковые элеваторы, выкапывающее устройство, выполненное в виде плоских колеблющихся подпружиненных лемехов. Перед каждым лемехом установлен с возможностью свободного вращения комкоразрушающий копирующий прутковый каток, выполненный с центральной образующей поверхностью в виде однолопастного гиперболоида, по образующей поверхности которой, закреплены прутки, а к торцовым стенкам пруткового катка установлены диски с острой кромкой. Диски с острой кромкой для отрезания отделяемого почвенного пласта выполнены с диаметром большим, чем гиперболическое основание комкоразрушающего копирующего пруткового катка. (Патент на полезную модель РФ №147048, МПК A01D 21/02, заявл. 02.06.2014).
Диски у известного картофелекопателя, выполненные с диаметром большим, чем основание гиперболоид комкоразрушающего копирующего пруткового катка, имеющие острую кромку, отрезают почвенный пласт от центральной части клубненосного гребня на глубину залегания нижних клубней. Лемеха подрезают клубненосный пласт гребня, который перемещается по лемехам на скоростной прутковый элеватор, на ширину пруткового катка. Почвенный пласт с боковой части гребня, не имеющий клубней, так как ширина захвата лемеха равна ширине комкоразрушающего копирующего пруткового катка, не подрезается лемехами и не поступает на скоростной прутковый элеватор, так как ширина захвата лемеха равна ширине комкоразрушающего копирующего пруткового катка.
Клубненосный пласт, подрезаемый подкапывающим лемехом и перемещаемый на скоростной прутковый элеватор, имеет разрушенную почвенную корку, верхний слой не связанный корнями убранных стеблей картофеля и сорняков, имеет меньший объем клубненосной почвы, легко разрушается, а мелкая почва просеивается через прутковые элеваторы.
-1
Кроме того, центральная часть клубненосного гребневого пласта с разрушенной почвенной коркой подрезается лемехами, закрепленными на подвесках и колеблющихся шатунами с амплитудой 14 мм и частотой 8,3; 9,4 или 10,5 с. Частота колебаний лемехов регулируется изменением звездочек на валу редуктора. Клубненосный пласт, поступивший на скоростной прутковый элеватор, имеет разрушенную почвенную корку несвязанную корнями растений, легко рассыпается, а почва просеивается и поступает на основной прутковый элеватор без почвенных комков, а на каскадный прутковый элеватор поступают клубни картофеля без почвенных комков.
Однако центральная часть клубненосного гребневого пласта с разрушенной почвенной коркой подрезается лемехами и направляется на прутковый элеватор не по всей ширине нижнего основания гребня. При этом образуются 2 колеи, образованные боковыми почвенными гребнями, в которых нет клубней картофеля. Глубина колеи образуется лемехами установленными на необходимую глубину подкапывания клубненосного пласта. Однако почвенный пласт с боковой части гребня, не имеющий клубней, не подрезается лемехами. Почвенный пласт с боковой части гребня имеет почвенную корку и соединен столонами и стеблями, а также корневой системой сорняков.
При работе картофелекопателя клубненосный пласт, переходя с одного пруткового элеватора на другой, падает и дополнительно размельчается. Мелкая почва просеивается между прутками элеватора и частично заделывает колею, образованную в гребнях, а клубни сходят с каскадного элеватора и падают, а также скатываются в колею. Какой бы интенсификатор, позволяющий измельчить почвенные комки, не устанавливался на картофелекопатель, часть почвенных комков не размельчается. Поэтому часть почвенных комков, а также остатки ботвы и столоны сходят с каскадного элеватора и падают на картофель, который находится в колее.
Также известен картофелекопатель, содержащий лемех, сепарирующий элеватор и поворотное устройство для отделения комков и камней от картофеля. Устройство для отделения комков и камней выполнено в виде барабана, одновременно являющегося задней опорой качения картофелекопателя. Подача комком, камней и картофеля направлена навстречу направлению вращения барабана. (Патент РФ №2107419, МПК A01D 33/08, заявл. 15.08.1996, опубл. 27.03.1998).
При движении известного картофелекопателя по полю клубненосный гребень подрезается лемехом и передается на сепарирующий элеватор, где сепарируется мелкая почва. Клубни, комки почвы и камни подаются на устройство, выполненное в виде вращающегося барабана для отделения комков и камней от картофеля. Барабан вращается в сторону противоположную движению элеватора. Привод барабана осуществляется за счет перекатывания его по поверхности почвы. Клубни, имея коэффициент восстановления скорости больший, чем у остальных компонентов, отскакивают дальше от барабана. Кроме того, комки и камни, имея больший, чем у клубней коэффициент трения, соприкасаясь с барабаном, теряют скорость и падают ближе к барабану, что повышает эффективность разделения компонентов вороха. Барабан, перекатываясь по поверхности почвы, образует ложе, на которое укладываются клубни, что облегчает их подбор.
Известный картофелекопатель имеет недостатки.
Почвенные комки имеют не одинаковую массу и размеры, а также и клубни картофеля. Поэтому падают на поверхность вращающегося барабана не по одной линии. В результате часть клубней, ударяясь о поверхность барабана, подминается вращающимся барабаном. Часть почвенных комков, ударяясь о поверхность барабаном, отскакивают от барабана и падают на клубни картофеля.
Кроме того, клубни картофеля, ударяясь о поверхность барабана, падают на всю ширину картофелекопателя, не смотря на то, что на картофелекопателе установлены щитки, поворотом которых регулируют ширину валка. Вследствие того, что картофель падает на почву по всей ширине захвата картофелекопателя, приходится подкапывать первых два рядка картофеля, а затем 5 и 6 рядки, а 3 и 4 рядки пропускать для того, чтобы не раздавить клубни картофеля колесами трактора.
Задача предлагаемой полезной модели - уменьшение потерь клубней картофеля и облегчить их подбор.
Техническое решение заключается в том, что уменьшение потерь клубней картофеля и облегчение их подбора выполняется путем образования жесткого ложе за картофелекопателем.
Техническое решение достигается тем, что картофелекопатель, содержащий раму, скоростной, основной и каскадный прутковые элеваторы, выкапывающее устройство, выполненное в виде плоских колеблющихся подпружиненных лемехов, перед которыми установлен с возможностью свободного вращения комкоразрушающий копирующий прутковый каток, выполненный с центральной образующей поверхностью в виде однолопастного гиперболоида, по образующей поверхности которой, закреплены прутки, к торцовым стенкам пруткового катка установлены диски с острой кромкой, причем диски с острой кромкой для отрезания отделяемого почвенного пласта выполнены с диаметром большим, чем гиперболическое основание комкоразрушающего копирующего пруткового катка, поворотное устройство для отделения комков и камней выполненное в виде вращающегося барабана, одновременно являющегося задней опорой качения картофелекопателя, а барабан выполнен с поверхностью образованной двумя симметрично расположенными усеченными параболоидами вращения и состыкованными основаниями, выполненными с наибольшими диаметрами, причем состыкованные наибольшие основания барабана, закреплены к дискам, выполненным с диаметром большим, чем наибольшие основания усеченных параболоидов вращения.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый картофелекопатель отвечает требованиям «Существенные отличия».
1. Поверхность вращающегося барабана образована двумя симметрично расположенными усеченными параболоидами вращения и состыкованными основаниями, выполненными с наибольшими диаметрами.
2. Состыкованные наибольшие основания барабанов, выполненных в виде усеченных параболоидов вращения, закреплены к дискам, выполненным с диаметром большим, чем наибольшие основания усеченных параболоидов вращения.
При движении картофелекопателя выбранного за аналог первым взаимодействует с гребнем комкоразрушающий копирующий прутковый каток. Он уплотняет участок почвы перед лемехом и разрушает почвенную корку гребней. Почвенный пласт в вертикальной плоскости отрезается от клубненосной почвы гребня дисками, установленными на торцовых стенках пруткового катка. На картофелекопателе установлены лемеха с шириной захвата равной ширине комкоразрушающего копирующего пруткового катка.
Клубненосная почва гребня подрезается лемехом и перемещается на скоростной прутковый элеватор, а почвенный пласт с боковой части гребня, не имеющий клубней, так как ширина захвата лемеха равна ширине комкоразрушающего копирующего пруткового катка, не подрезается лемехом и не поступает на прутковые элеваторы. При этом перед скоростным прутковым элеватором, между лемехами остаются гребни образуемые боковой поверхностью гребня и вертикальной стенкой, образуемой вертикально установленным диском.
Оставшиеся боковые части гребней, не имеющие клубней картофеля, не подрезаются лемехами и не поступают на скоростной прутковый элеватор. Почвенные пласты с боковых частей гребней имеют почвенную корку и соединены столонами и стеблями, а также корневой системой сорняков.
Клубненосный пласт, переходя с одного пруткового элеватора на другой, падает и дополнительно размельчается. Мелкая почва просеивается между прутками элеватора и частично заделывает колею, образованную в гребнях, а клубни сходят с каскадного элеватора и падают, а также скатываются в колею. Какой бы интенсификатор не устанавливался на картофелекопатель, позволяющий измельчить почвенные комки, часть почвенных комков не размельчается. Поэтому часть почвенных комков, а также остатки ботвы и сорных растений сходят с каскадного элеватора и падают на картофель, который находится в колее.
При работе картофелекопателя, принятого за прототип, часть почвенных комков не измельчается, имеют не одинаковую массу и размеры, а также и клубни картофеля имеют разные размеры. Кроме того рабочая скорость при подкапывании картофеля не постоянная и зависит от типа и состояния почвы. Поэтому почвенные комки и клубни картофеля падают на поверхность вращающегося барабана не по одной линии. В результате часть клубней, ударяясь о поверхность барабана, подминается вращающимся барабаном. Часть почвенных комков, ударяясь о поверхность барабана, отскакивают от барабана и падают на клубни картофеля.
Кроме того, клубни картофеля, ударяясь о поверхность барабана, падают на всю ширину картофелекопателя, не смотря на то, что на картофелекопателе установлены щитки, поворотом которых регулируют ширину валка. Вследствие того, что картофель падает на почву по всей ширине захвата картофелекопателя, приходится подкапывать первых два рядка картофеля, а затем 5 и 6 рядки, а 3 и 4 рядки пропускать для того, чтобы не раздавить клубни картофеля колесами трактора.
При работе заявляемого картофелекопателя, с целью формирования твердой поверхности почвы за картофелекопателем с углублением посередине убранных гребней, поверхность вращающегося барабана образована двумя симметрично расположенными усеченными параболоидами вращения и состыкованными диаметрами наибольших оснований.
С целью разрушения гребней, в которых нет клубней картофеля, образуемых частью боковой поверхности гребней и отрезанных вертикально установленными дисками вращающийся барабан, выполнен двумя симметрично расположенными усеченными параболоидами вращения и состыкованными диаметрами наибольших оснований. При работе заявляемого картофелекопателя вращающийся барабан образованный двумя симметрично расположенными усеченными параболоидами вращения и состыкованными диаметрами наибольших оснований разминает гребни, в которых нет клубней картофеля, и формирует твердое ложе.
Вращающийся барабан образованный двумя симметрично расположенными усеченными параболоидами вращения и состыкованными диаметрами наибольших оснований формирует твердое ложе с углублением, в которое скатывается картофель и образуется картофельный валок. При этом возможно подкапывание вначале 1 и 2 рядка или гребней, а затем 3 и 4, так как клубни скатываются по твердой поверхности в углубление, образованное поверхностью вращающегося барабана с поверхностью образованной двумя симметрично расположенными усеченными параболоидами вращения и состыкованными диаметрами наибольших оснований.
Барабан, образованный двумя симметрично расположенными усеченными параболоидами вращения и состыкованными основаниями, выполненными с наибольшим диаметром, является задней опорой качения картофелекопателя.
С целью предотвращения непроизвольного перемещения картофелекопателя в поперечном направлении, то есть стабильного прямолинейного движения, состыкованные наибольшие основания барабанов, закреплены к дискам, выполненным с диаметром большим, чем наибольшие основания усеченных параболоидов вращения. Диски, выполненные с диаметром большим, чем наибольшие основания усеченных параболоидов вращения, врезаются в почву и предотвращают поперечное движение картофелекопателя.
Выявленные признаки технического решения заявляемого картофелекопателя позволяют сделать вывод о соответствии технического решения критерию «Существенные отличия».
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность полезной модели, может быть многократно использована в конструкциях картофелеуборочных машин. Расширяются функциональные возможности картофелекопателя и область применения, то есть возможна уборка картофеля с первых двух рядков, а затем 3 и 4 ряда. Кроме того, предотвращается раскатывание картофеля за картофелекопателем, образуется твердое ложе и облегчается подбор картофеля.
Заявляемый картофелекопатель поясняется чертежным материалом.
На фиг. 1 - представлена схема картофелекопателя, вид сбоку; на фиг. 2 - крепление лемехов на валу; 3 - схема размещения комкоразрушающего копирующего пруткового катка; на фиг. 4 - вид А на фиг. 1; на фиг. 5 - изображен объемный вид барабана; на фиг. 6 - изображено исходное положение клубненосных гребневых пластов перед уборкой картофеля, поперечный разрез; на фиг. 7 - изображен поперечный разрез, образованных гребней после подкапывания клубненосного пласта картофелекопателем; на фиг. 8 - изображен поперечный разрез, образованного ложе после подкапывания заявляемым картофелекопателем.
Картофелекопатель снабжен активными лемехами 1 и 2, скоростным 3, основным 4 и каскадным 5 прутковыми элеваторами, опорным колесом 6 и барабаном 7, поверхность которого образована двумя симметрично расположенными усеченными параболоидами вращения 8 и 9 и состыкованными основаниями, выполненными с наибольшими диаметрами. Состыкованные наибольшие основания барабана 7, выполненных в виде усеченных параболоидов вращения, закреплены к дискам 10 и 11, выполненным с диаметром большим, чем наибольшие основания усеченных параболоидов вращения 8 и 9. Барабан 7 выполнен в виде задней опоры качения картофелекопателя.
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.
Лемеха 1 и 2 закреплены на подвесках 12, шарнирно соединенных с рамой (рама не показана) и колеблются шатунами 13 с амплитудой 14 мм и различной частотой. Частота колебания лемехов регулируется, путем замены звездочек на валу редуктора (звездочка и вал редуктора не показаны).
Перед каждым лемехом 1 и 2 установлены с возможностью свободного вращения комкоразрушающие копирующие прутковые катки 14 и 15. Каждый комкоразрушающий копирующий прутковый каток 14 и 15 выполнен с образующей поверхностью в виде однолопастного гиперболоида.
На образующей поверхности гиперболоида комкоразрушающего копирующего пруткового катка 14 и 15 образованной движением прямой вокруг другой прямой скрещивающейся с ней, но не перпендикулярной закреплены прутки 16. На торцовых стенках комкоразрушающего копирующего пруткового катка 14 установлены диски 17 и 18, а катка 15 установлены диски 19 и 20 с выполненными острыми кромками с большим диаметром, чем основание гиперболоида комкоразрушающего копирующего пруткового катка 14 и 15.
Барабан 7, выполненный в виде задней опоры качения картофелекопателя, устанавливается под каскадным прутковым элеватором 5 и крепится на кронштейнах 21 рамы (рама не показана).
При работе заявляемого картофелекопателя комкоразрушающие копирующие прутковые катки 14 и 15 взаимодействуют с гребнем клубненосного пласта. Они уплотняют гребневый участок почвы и разрушают почвенную корку гребней, а также нарушают связанность верхнего слоя клубненосного гребня. Диски 17 и 18, 19 и 20, выполненные с диаметром большим, чем основание гиперболоид комкоразрушающих копирующих прутковых катков 14 и 15, имеющих острую кромку, отрезают почвенный пласт от центральной части клубненосного гребня на глубину залегания нижних клубней. Лемеха 1 и 2 подрезают клубненосный пласт гребня, который перемещается по лемехам на скоростной прутковый элеватор 3.
Клубненосный пласт, подрезаемый подкапывающими лемехами 1 и 2 и перемещаемый на скоростной прутковый элеватор 3, имеет разрушенную почвенную корку, верхний слой не связанный корнями убранных стеблей картофеля и сорняков, имеет меньший объем клубненосной почвы, легко разрушается, а мелкая почва просеивается через прутковые элеваторы 3, 4 и 5.
Кроме того, центральная часть клубненосного гребневого пласта с разрушенной почвенной коркой подрезается лемехами 1 и 2, закрепленными на подвесках 12 и колеблющихся шатунами 13 с амплитудой 14 мм и частотой 8,3; 9,4 или 10,5 с-1. Частота колебаний лемехов 1 и 2 регулируется изменением звездочек на валу редуктора. (Звездочки на валу редуктора не показаны).
Почвенный пласт с боковой части гребня, не имеющий клубней (фиг. 7), так как ширина захвата лемехов 1 и 2 равна ширине комкоразрушающего копирующего пруткового катка 14 и 15, не подрезается лемехами 1 и 2 и не поступает на скоростной прутковый элеватор 3.
Почвенные пласты без клубней картофеля, имеющие почвенную корку и соединенные столонами и стеблями, а также корневой системой сорняков, образованные частью боковых поверхностей гребней и отрезанных вертикально установленными дисками 17 и 18, 19 и 20 образуют колею (фиг. 7). Вращающийся барабан 7, выполненный двумя 8 и 9 симметрично расположенными усеченными параболоидами вращения и состыкованными диаметрами наибольших оснований закреплены к дискам 10 и 11 разминает гребни, в которых нет клубней картофеля, и формирует твердое ложе с углублением (фиг. 8), в которое скатывается картофель и образуется картофельный валок. При этом возможно подкапывание вначале 1 и 2 рядка или гребней, а затем 3 и 4, так как клубни скатываются по твердой поверхности в углубление, образованное поверхностью вращающегося барабана 7.
Барабан 7, образованный двумя 8 и 9 симметрично расположенными усеченными параболоидами вращения и состыкованными основаниями, выполненными с наибольшим диаметром, является задней опорой качения картофелекопателя.
Состыкованные наибольшие основания барабана 7, закреплены к дискам 10 и 11, которые врезаются в почву и предотвращают поперечное движение картофелекопателя.
У заявляемого картофелекопателя расширяются функциональные возможности и область применения, то есть возможна уборка картофеля с первых двух рядков, а затем 3 и 4 ряда. Кроме того, предотвращается раскатывание картофеля за картофелекопателем, образуется твердое ложе и облегчается подбор картофеля.