КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к рабочим машинам для уборки картофеля.
Известен элеваторный полунавесной картофелекопатель КСТ-1,4, 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, эллептические встряхиватели, ходовые и опорные колеса, (Халанский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины. - М: КолосС, 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. 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.
-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 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.
Клубненосный пласт почвы, подрезаемый лемехом, перемещается на прутковый элеватор не по всей ширине. Колеблющиеся лемеха меньше залипаются почвой, чем пассивные, но крошат клубненосный пласт недостаточно для обеспечения сепарации почвы. Известный картофелекопатель, работающий на тяжелых почвах влажностью до 27%, не позволяет разрушить почвенные комки, которые сходят с каскадного элеватора и засыпают клубни картофеля.
Известна машина для уборки корнеклубнеплодов, содержащая подкапывающие лемеха, прутковый сепарирующий элеватор, рыхлитель-интенсификатор сепарации с эллиптическими рабочими органами, транспортирующее полотно пруткового элеватора в зоне действия интенсификатора от точки пересечения продолжения диаметра интенсификатора с поверхностью элеватора установлено на части цилиндрической образующей, огибающей интенсификатор. [Патент Р.Ф. №2004110, МПК. А01D 17/04, А01В 33/02, 15.12.93 г. Бюл. 45-46].
При работе известной машины подкапывающие лемеха подрезают клубненосный пласт почвы, который затем по транспортирующей поверхности пруткового сепарирующего элеватора проходит через зону действия рыхлителя-интенсификатора. Рыхлитель-интенсификатор обеспечивает улучшение сепарации почвы за счет действия центробежных сил на почву при одновременном выравнивании и рыхлении почвы по ширине элеватора. Полотно пруткового элеватора при прохождении под интенсификатором от точки начала воздействия, движется по ребордам и по дуге цилиндрической поверхности. При этом повышается интенсификация сепарирования почвы в зоне взаимодействия интенсификатора с элеватором.
Известная машина для уборки корнеклубнеплодов имеет недостатки.
Клубненосные пласты почвы, подрезаемые лемехами, перемещаются на прутковый элеватор не по всей ширине. Рыхлитель-интенсификатор, который обеспечивает улучшение сепарации почвы, установлен не за лемехами, а над транспортирующим полотном. Вследствие этого у известной машины низкая сепарация почвы, так как уменьшена площадь сепарации почвы на прутковом элеваторе.
Также известно устройство для уборки корнеклубнеплодов, содержащее последовательно расположенные, по крайней мере, один лемех, ротор, выполненный в виде установленного в поперечном направлении вала, на поверхности которого вдоль его оси закреплены ряды ударных элементов, размещенных со смещением и перекрытием относительно смежных ударных элементов смежных рядов, и, по крайней мере, один элеватор, ударные элементы ротора размещены за каждым подкапывающим лемехом, по крайней мере, по двум винтовым линиям, расположенным с каждой из противоположных сторон от продольных осей лемехов и направленным к последним, при этом на каждом участке размещения каждой винтовой линии в каждом ряду элементов на валу расположены, по крайней мере, два ударных элемента, а ударные элементы в смежных винтовых линиях установлены со смещением и перекрытием друг друга вдоль оси вала [Патент Р.Ф. №2037991, Кл. А01D 17/00, 1995 г.].
При движении устройства по полю лемеха подрезают грядки или гребни с корнеклубнеплодами, например, картофелем, и подают на вал ротора с установленными на его поверхности ударными элементами по двум винтовым линиям за каждым лемехом. Ударные элементы воздействуют последовательно чередующимися ударами в направлении от краев лемехов к их продольным осям. Ударные элементы обеспечивают расположение корнеклубнеплодов и основной массы клубненосной почвы между тяговыми элементами (ремнями, цепями) пруткового элеватора. За счет того, что ударные элементы расположены на валу ротора по винтовым линиям, наибольшее количество почвы расположено на средних участках прутков между смежными тяговыми элементами, где зазоры между прутками имеют наибольшую величину за счет их деформации в процессе работы и где осуществляется за счет этого наибольшая сепарация почвы. При этом обеспечивается почвенная "подушка" для корнеклубнеплодов, тем самым достигается повышение производительности сепарации почвы, снижение потерь и повреждений корнеклубнеплодов. Снижению повреждений корнеклубнеплодов способствует также исключение контактов корнеклубнеплодов с элементами крепления прутков элеватора на его тяговых элементах.
Ударные элементы обеспечивают перемещение клубненосной почвы от краев пруткового элеватора на среднюю часть, а также исключают контакт корнеклубнеплодов с элементами крепления прутков элеватора на его тяговых элементах.
Известное устройство для уборки корнеклубнеплодов имеет недостатки.
На ударные элементы, размещенные на валу ротора по винтовым линиям, наматываются столоны и другие растительные остатки, а также корни сорняков. При работе известного устройства ударные элементы с намотанными растительными остатками не обеспечивают перемещение клубненосной почвы на среднюю часть пруткового элеватора.
Известное устройство обеспечивает исключение контактов корнеклубнеплодов с элементами крепления прутков элеватора на его тяговых элементах, но конструкция устройства не позволяет перемещать клубненосную почву в поперечном направлении от осей лемехов по прутковому элеватору.
Также известна картофелеуборочная машина, содержащая лемеха, вал-ротор, установленный за подкапывающими лемехами перед основным (первым) прутковым элеватором, второй прутковый элеватор, звездочку для привода вала-ротора, тяговые элементы (цепи, ремни), между которыми расположен участок основного пруткового элеватора, вал-ротор выполнен с квадратным сечением и снабжен закрепленными изогнутыми пластинами, выполненными в виде непрерывной линии, крайние вершины изогнутой пластины расположены по оси лемехов, а средняя вершина между лемехами, угол наклона каждой части изогнутой пластины к оси вала менее 45° (Патент на изобретение РФ №2440711, МПК А01D 33/00. 2010, опубл. 27.09.2011. бюл. №27).
Вал-ротор снабжен закрепленными изогнутыми прямоугольными пластинами, выполненными в виде непрерывной линии. При работе известной картофелеуборочной машины изогнутые прямоугольные пластины перемещают клубненосную почву по всей ширине захвата машины. Так как крайние вершины изогнутой пластины расположены по оси лемехов, клубненосная почва перемещается в продольно-поперечном направлении, при этом в среднюю часть пруткового элеватора перемещается почва с большей толщиной, чем по оси лемехов.
Кроме того, картофель выращивают на ровной поверхности поля, а также на предварительно нарезанных гребнях и грядах.
Известная картофелеуборочная машина имеет недостатки.
При уборке картофеля на ровной поверхности, гребнях, а также грядах конструктивные параметры вала-ротора изменить не представляется возможным.
У известной картофелеуборочной машины, принятой за прототип, вершины изогнутой пластины расположены по оси лемехов. Пластины не возможно сместить по валу-ротору в осевом и поперечном направлении.
Задача полезной модели - создание технического решения позволяющего улучшить процесс сепарации почвы на прутковом элеваторе картофелеуборочной машины на легких и тяжелых почвах при возделывании картофеля на ровной поверхности, а также на гребнях и грядах.
Технический результат заключается в том, что повышение сепарирующей способности пруткового элеватора достигается за счет разрыва и измельчения клубненосного пласта почвы и более равномерного распределения клубненосной почвы по всей ширине пруткового элеватора за счет установки между лемехами и первым прутковым элеватором вала-ротора с установленными на нем трапециеобразными пластинами с возможностью изменения своего положения.
Технический результат достигается тем, что картофелеуборочная машина, содержащая лемеха, вал-ротор, выполненный с квадратным сечением и снабженный закрепленными изогнутыми пластинами, закрепленными по ломанной линии, скоростной прутковый элеватор, основной прутковый элеватор и каскадный прутковый элеватор, звездочку для привода вала-ротора, тяговые элементы (цепи, ремни), между которыми расположен участок скоростного пруткового элеватора, а вал-ротор снабжен трапециеобразными пластинами установленными в прорезях, выполненных на боковых поверхностях вала, с возможностью изменения своего положения, как в осевом, так и в радиальном направлении.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая картофелеуборочная машина соответствует критерию «новизна», так как имеет отличия от прототипа.
1. На боковых поверхностях вала-ротора по ломанной линии выполнены прорези.
2. Вал-ротор снабжен трапециеобразными пластинами, установленными в прорезях, выполненных на боковых поверхностях вала-ротора.
3. Трапециеобразные пластины установлены с возможностью изменения своего положения, как в осевом, так и в поперечном положении.
4. Трапециеобразные пластины, установленные с возможностью изменения своего положения, закреплены болтовым соединением.
С целью разрушения клубненосного пласта в продольном направлении, подрезанного лемехами, и перемещаемого на прутковые элеваторы, за подкапывающими лемехами перед скоростным прутковым элеватором, установленный вал-ротор, снабжен трапециеобразными пластинами.
При работе картофелеуборочной машины, трапециеобразные пластины, воздействуя на клубненосный пласт почвы последовательно чередующимися ударами, обеспечивают разрыв и измельчение клубненосного пласта почвы, и устраняют сгруживание клубненосной почвы на прутковом элеваторе. Поступающий на вал-ротор, подкопанный клубненосный пласт подвергается крошащему воздействию трапециеобразных пластин. Измельченная почва трапециеобразными пластинами подается на прутковый элеватор, Измельченная почва просыпается в зазоры между прутками пруткового элеватора, отделяясь от клубней картофеля.
С целью разрыва клубненосного почвенного пласта, подрезанного лемехами, и перемещения почвы в продольно-поперечном направлении трапециеобразные пластины установлены с возможностью изменения своего положения.
При вращении вала-ротора трапециеобразные пластины разрывают клубненосный пласт почвы и перемещают клубненосную почву не только в продольном, но и поперечном направлении.
Трапециеобразные пластины способствуют перемещению клубненосной почвы по всей ширине пруткового элеватора.
С целью перемещения клубненосной почвы в продольно-поперечном направлении на всю ширину пруткового элеватора, вершины трапециеобразных пластин расположены по оси лемехов.
Картофель и другие корнеклубнеплоды возделывают на легких почвах на ровной поверхности, а также на тяжелых суглинистых и переувлажненных почвах на предварительно нарезанных гребнях и грядах.
При уходе за растениями проводят окучивание картофеля. При уборке картофеля подкапывающие лемеха подрезают клубненосный пласт почвы, имеющей форму гребня, который перемещается на основной прутковый элеватор.
Клубненосный пласт почвы у картофелеуборочной машины, выбранной за прототип, поступает на основной прутковый элеватор не с одинаковой толщиной. Вдоль середины лемеха клубненосный пласт почвы поступает на прутковый элеватор с большей толщиной, а в среднюю часть пруткового элеватора почва поступает с меньшей толщиной. На средней части пруткового элеватора сепарация почвы происходит намного лучше, так как зазоры между прутками имеют наибольшую величину за счет деформации и провисания прутков в процессе работы картофелеуборочной машины.
Во время работы заявляемой картофелеуборочной машиной, подкапывающие лемеха подрезают клубненосный пласт почвы, который перемещается к валу-ротору. Вал-ротор воздействует и разрывает клубненосный пласт почвы и перемещает почву в продольно-поперечном направлении на основной прутковый элеватор за счет того, что вершины трапециеобразных пластин, закрепленных на поверхностях вала-ротора, расположены по оси лемехов.
С целью разрыва клубненосного гребнеобразного пласта почвы, подрезаемого лемехами, не только в продольном, но и поперечном направлении, измельчения клубненосного пласта почвы, вершины пластин, выполнены с углами α равными более 90°.
При работе картофелеуборочной машины вал-ротор вращается и пластины, закрепленные на валу-роторе, выполненные с углами α равными более 90° воздействуют последовательно чередующимися ударами в вертикальном направлении и обеспечивают разрыв и измельчение клубненосного гребнеобразного пласта почвы и способствуют перемещению клубненосной почвы на прутковый элеватор. В результате воздействия на подкопанный пласт почвы пластин, выполненных с вершинами с углами α равными более 90°, проявляется эффект - встряхивания и измельчения клубненосной почвы, в результате чего почва перемещается не только в продольном, но и в продольно-поперечном направлении. При этом проявляется эффект псевдосжиженного слоя, в котором клубнеплоды, имеющие меньшую плотность, чем почва, как бы всплывают на ее поверхности. За счет подпора подрезанного лемехами клубненосного пласта почвы и действия трапециеобразных пластин измельченная клубненосная почва перемещается над валом-ротором на следующий за ним скоростной прутковый элеватор.
С целью обеспечения перемещения клубненосной почвы в продольно-поперечном направлении, пластины, закрепленные на каждой поверхности вала-ротора под углом α к оси вала, способствуют не только измельчению клубненосного пласта почвы, а также перемещению клубненосной почвы в продольно-поперечном направлении. В результате воздействия трапециеобразных пластин, закрепленных под углом к оси вала-ротора, измельченная клубненосная почва перемещается на всю ширину пруткового элеватора.
С целью обеспечения перемещения клубненосной почвы в продольно-поперечном направлении, трапециеобразные пластины установлены с образованием угла γ равного более 90°.
При работе картофелеуборочной машины трапециеобразные пластины, образующие угол γ равный более 90°, способствуют лучшему перемещению клубненосной почвы по всей ширине пруткового элеватора с одинаковой толщиной.
Заявляемая картофелеуборочная машина предназначена для уборки двух рядков картофеля, посаженного междурядьем 70 см и 90 см на легких и тяжелых почвах возделываемого на ровной поверхности, а также предварительно нарезанных гребнях и грядах. То есть лемех подрезает клубненосный пласт разной конфигурации, тем более на легких почвах, а также на тяжелых почвах с влажностью до 27%.
При уборке картофеля на легких, а также на тяжелых почвах возделываемых на ровной поверхности, а также гребнях и грядах необходимо устанавливать вал-ротор с различными параметрами пластин.
С целью обеспечения крошения клубненосного пласта и перемещения клубненосной почвы в продольно-поперечном, при уборке картофеля возделываемого на предварительно нарезанных гребнях или грядах, на вал-ротор, имеющего квадратное сечение, установлены трапециеобразные пластины.
С целью обеспечения возможности изменения параметров вала-ротора, при уборке картофеля на легких и тяжелых почвах возделываемого на ровной поверхности, а также на предварительно нарезанных гребнях и грядах, трапециеобразные пластины установлены с возможностью изменения своего положения.
С целью обеспечения крошения клубненосного пласта подрезанного лемехами при уборке картофеля на грядах, трапециеобразные пластины (фиг.4) смещают вдоль оси вала-ротора по прорезям с образованием зазора R между пластинами.
Так как клубненосный пласт имеет большую толщину, трапециеобразные пластины смещают в радиальном направлении. В этом случае пластины выступают из прорезей вала-ротора на большую высоту.
С целью обеспечения возможности изменения параметров вала-ротора, при уборке картофеля на легких почвах возделываемого на ровной поверхности, трапециеобразные пластины (фиг.5) устанавливают в прорезях вала-ротора без образования зазора между ними. В этом случае трапециеобразные пластины выступают из прорезей на меньшую высоту.
С целью обеспечения возможности изменения параметров вала-ротора, при уборке картофеля на легких и тяжелых почвах возделываемого на предварительно нарезанных гребнях трапециеобразные пластины (фиг.6) устанавливают в прорезях вала-ротора без образования зазора между пластинами. В этом случае пластины выступают из прорезей на большую высоту.
Выявленные признаки технического решения заявляемой картофелеуборочной машины 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 картофелеуборочной машины и область применения, то есть возможна уборка картофеля возделываемого на ровной поверхности, а также на гребнях и грядах. Таким образом, можно сделать вывод о соответствии критерию «Промышленная применимость».
Заявляемая картофелеуборочная машина поясняется чертежным материалом.
На фиг.1 - представлена схема картофелеуборочной машины, вид сбоку;
на фиг.2 - представлена картофелеуборочная машина, вид сверху;
на фиг.3 - представлена схема крепление трапециеобразных пластин к валу-ротору;
на фиг.4 - представлена схема расположения пластин вала-ротора при уборке картофеля возделываемого на предварительно нарезанных грядах;
на фиг.5 - представлена схема расположения пластин вала-ротора при уборке картофеля возделываемого по ровной поверхности поля;
на фиг.6 - схема расположения трапециеобразных пластин на валу-роторе при уборке картофеля возделываемого на предварительно нарезанных гребнях.
Картофелеуборочная машина содержит подкапывающие лемеха 1 и 2, вал-ротор 3, скоростной прутковый элеватор 4, основной прутковый элеватор 5, каскадный прутковый элеватор 6, ходовые колеса 7, опорное колесо 8, винтовой механизм 9, элептические встряхиватели 10, щиток 11. Скоростной 4, основной 5 и каскадный 6 прутковые элеваторы, предназначенные для перемещения и размельчения клубненосного пласта, отделения почвы от клубней и отсева ее, расположены один за другим, верхние (рабочие) ветви которых движутся от вала-ротора 12 к выходу. Вал-ротор 3 выполнен в виде вала 12, имеющего квадратное сечение. На каждой боковой поверхности вала 12 выполнены по ломанной линии прорези 13, (фиг.3) в которые вставлены трапециеобразные пластины (фиг.4) 14 и 15, 16 и 17, 18 и 19, 20 и 21, 22 и 23, 24 и 25. Трапециеобразные пластины установлены в прорезях 13, выполненных на боковых поверхностях вала-ротора 12 и закреплены болтами 26 (фиг.3) и гайками 27 к пластинам 28, жестко закрепленным, например, сваркой к боковым поверхностям вала-ротора 12.
Трапециеобразные пластины установлены в прорезях 13 вала 12 с возможностью смещения, как вдоль оси, так и в радиальном положении. Для этого трапециеобразные пластины выполнены с отверстиями 29 (фиг.3), а пластины 28 выполнены с отверстиями 30.
1
2
При работе картофелеуборочной машины подкапывающие лемеха 1 и 2 подрезают клубненосный пласт почвы толщиной Н. Клубненосный пласт почвы толщиной Н состоит из клубненосного пласта толщиной h и клубненосного гребнеобразного пласта h. Клубненосный пласт почвы Н, подрезанный лемехами 1 и 2, перемещается на вал 3. Пластины 14 и 15, 16 и 17, а также другие, закрепленные на боковых поверхностях вала-ротора 12, воздействуя на клубненосный пласт почвы, обеспечивают разрыв и смещение почвы в продольно-поперечном направлении на скоростной прутковый элеватор 4.
В результате воздействия трапециеобразных пластин 14 и 15, 16 и 17, 18 и 19 и других на подкопанный лемехами 1 и 2 клубненосный пласт почвы толщиной Н, проявляется эффект псевдосжиженного слоя, в котором клубни картофеля, имеющего меньшую плотность, чем почва, как бы всплывают на ее поверхности.
Трапециеобразные пластины, например, 22 и 23, 24 и 25, расположенные по оси лемехов 1 и 2, способствуют разрыву клубненосного гребнеобразного пласта почвы по середине гребней или гряд.
Пластины, изготовленные трапециеобразными и установленными с углами α в вершинах А и В (фиг.3) способствуют разваливанию подрезанного клубненосного гребнеобразного пласта почвы в продольно-вертикальном направлении. Кроме того, пластины разрывают клубненосный гребнеобразный пласт почвы и перемещают почву с клубнями картофеля в вертикальном направлении. При этом проявляется эффект псевдосжиженного слоя, в котором клубни картофеля, имеющего меньшую плотность, чем почва, как бы всплывают на ее поверхности.
Пластины, выполненные трапециеобразными и закрепленные на каждой поверхности вала-ротора 12, и составляют в вершинах А и В угол γ более 90° (при уборке картофеля возделываемого на предварительно нарезанных гребнях и ровной поверхности) способствуют перемещению клубненосной почвы в продольно-поперечном направлении на всю ширину скоростного пруткового элеватора 4 с одинаковой толщиной.
При уборке картофеля посаженного на предварительно нарезанные гряды необходимо настроить картофелеуборочную машину. Для этого трапециеобразные пластины (фиг.4) 14 и 15, 16 и 17, 18 и 19, 20 и 21 и другие устанавливают в крайнее положение от оси вала 3 и с максимальным зазором R и закрепляют болтами 26 и гайками 27.
При уборке картофеля посаженного по ровной поверхности поля трапециеобразные пластины (фиг.5) 14 и 12, 16 и 17, 18 и 19, 20 и 21 и другие устанавливают с наименьшим расстоянием от оси вала-ротора 3 и без образования зазора между пластинами и закрепляют болтами 26 и гайками 27
При уборке картофеля посаженного на предварительно нарезанные гребни трапециеобразные пластины (фиг.6) 14 и 15, 16 и 17, 18 и 19, 20 и 21 и другие устанавливают без зазора между трапециеобразными пластинами, но с наибольшим расстоянием от оси вала 3 и закрепляют болтами 26 и гайками 27.
При возделывании картофеля на тяжелых почвах по ровной поверхности, а также на предварительно нарезанных гребнях и грядах повышается производительность картофелеуборочной машины и снижаются потери урожая за счет измельчения клубненосного пласта и подачи клубненосной почвы заявляемым валом-ротором на скоростной прутковый элеватор по всей его ширине.