КАРТОФЕЛЕКОПАТЕЛЬ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использована в конструкциях машин для уборки картофеля.
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 копирующие 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 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.
Известен также ротационный сепаратор корнеклубнеуборочной машины, содержащий параллельные валы с расположенными на них лопастными дисками, имеющими упругие лопасти и образующими пайлерные секции, каждая лопасть пайлерных секций имеет упругие пластины, расположенные с зазором в плоскости их вращения и уменьшающиеся по высоте в сторону, противоположную направлению вращения пайлерных секций (А.с. СССР №1147268, МПК A01D 33/08, заявл. 21.111983, опубл. 1985 г. бюл. №12).
Существующий ротационный сепаратор имеет недостатки. Недостатком данного ротационного сепаратора является наматывание на пластины лопастей растительных остатков, что приводит к снижению упругости лопасти и повышению ее жесткости, увеличению повреждаемости клубней и снижению эффективности сепарации почвы.
Известен ротационный сепаратор для картофелеуборочных машин, выполненный в виде панели, набранной из валов, вращающихся в одном направлении, на которых жестко укреплены шестилопастные резиновые звездочки, лопасти которых изогнуты по винтовой линии, причем при работе лопасти звездочек одного вала входят в просветы между лопастями звездочек соседних валов, а зазоры между лопастями не допускают проваливания клубней (А.с. СССР №129887, МПК А01 D33/08 заявл. 13.05.1959, опубл. 1960 г. бюл. №13).
Недостатком известного ротационного сепаратора для картофелеуборочной машины является низкая надежность элементов, работающих в почве, из-за низкой прочности резины на изгиб, срез и истирание.
Известен 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 копирующие колеса, а изменение скорости элеваторов выполнено путем установки эллиптических звездочек на ведущих валах скоростного, основного и каскадного элеваторов [Решение о выдаче патента на полезную модель №2014123216113 (037819), МПК A01D 17/06 от 29.07.2014]. Известный картофелекопатель имеет недостатки.
Применение эллиптических звездочек на ведущих валах скоростного, основного и каскадного элеваторов не позволяет разрушить все почвенные комки при работе картофелекопателя на тяжелых влажных почвах.
Задача технического решения - повышение сепарирующей способности картофелекопателя.
Техническое решение заключается в том, что повышение сепарирующей способности картофелекопателя достигается путем применения дополнительного рабочего органа - интенсификатора сепарации, который позволяет улучшить процесс крошения почвенных комков.
Техническое решение 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, на ведущих валах основного и каскадного элеваторов установленные эллиптические звездочки, а между скоростным и основным элеваторами установлен дополнительный рабочий орган - интенсификатор сепарации, выполненный в виде приводных валов, на которых жестко закреплены кулачки, выполненные в форме треугольников Рело обрезиненными и установленные с возможностью вращения с разной скоростью.
Картофелекопатель, 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, на ведущих валах скоростного, основного и каскадного элеваторов установленные эллиптические звездочки, а повышение сепарирующей способности картофелекопателя выполнено путем установки между скоростным и основным элеваторами дополнительного рабочего органа - интенсификатора сепарации, выполненного в виде приводных валов, на которых жестко закреплены кулачки, выполненные в форме треугольников Рело и установленные с возможностью вращения с разной скоростью. Кулачки в форме треугольников Рело выполнены обрезиненными.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый картофелекопатель соответствует критерию “Новизна”, так как имеет существенные отличия от прототипа.
1. Между скоростным и основным прутковыми элеваторами установлен дополнительный рабочий орган - интенсификатор сепарации.
2. Интенсификатор сепарации выполнен в виде приводных валов, на которых жестко закреплены кулачки.
3. Кулачки выполнены в форме треугольников Рело.
4. Кулачки, выполненные в форме треугольников Рело, установлены на приводных валах с разной скоростью вращения.
5. Кулачки, выполненные в форме треугольников Рело, имеют покрытие из резины.
С целью повышения сепарирующей способности картофелекопателя, между скоростным и основным элеватором установлен интенсификатор сепарации, выполненный в виде приводных валов с жестко закрепленными кулачками.
С целью предотвращения наматывания растительных остатков на приводные валы, кулачки имеют форму треугольника Рело. Треугольник Рело представляет собой область пересечения трех равных кругов с центрами в вершинах правильного треугольника и радиусами, равными его стороне.
С целью повышения разрушаемости почвенного пласта, приводные валы имеют различную угловую скорость, возрастающую по направлению движения клубненосной массы.
Выявленные признаки технического решения заявляемого картофелекопателя позволяют сделать вывод о соответствии технического решения критерию “существенные отличия”.
Техническое решение картофелекопателя поясняется чертежным материалом.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема картофелекопателя, вид сбоку; на фиг. 2 - крепление лемехов на валу; на фиг. 3 - кинематическая схема картофелекопателя, на фиг. 4 - приводные валы и кулачки интенсификатора сепарации, вид сверху; на фиг. 5 - приводные валы и кулачки интенсификатора сепарации, вид сбоку; на фиг. 6 - кинематическая схема картофелекопателя, на фиг. 6 - разрез А-А на фиг. 4.
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 копирующему колесу 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 улучшения крошения почвенных комков и повышения сепарации почвы, на ведущем валу 19 для привода основного пруткового элеватора 4 установлены эллиптические звездочки 23 и 24, а на ведущем валу 22 каскадного пруткового элеватора 5 установлены эллиптические звездочки 25 и 26. Эллиптические звездочки 23 и 24, 25 и 26 не только встряхивают клубненосную почву на основном 4 и каскадном 5 прутковых элеваторах, а также изменяют скорость прутковых элеваторов 4 и 5. Причем за 1 оборот эллиптических звездочек 23 и 24, 25 и 26, установленных на ведущих валах 19 и 22 изменяется скорость прутковых элеваторов 4 и 5 4 раза.
С целью повышения сепарирующей способности пруткового элеватора, между скоростным и основным элеваторами 3 и 4 установлен интенсификатор сепарации. Интенсификатор сепарации выполнен в виде набора приводных валов 27, 28, 29, размещенных на расстоянии друг относительно друга и с перепадом по высоте. На приводных валах 27, 28, 29 жестко закреплены кулачки 30, размещенные на расстоянии друг относительно друга. Кулачки 30 выполнены в форме треугольников Рело с целью предотвращения наматывания растительных остатков на них. Кулачки 30 имеют покрытие из резины. Приводные валы 27, 28, 29 вращаются в подшипниковых опорах в одном направлении с разной скоростью.
Движение к рабочим органам картофелекопателя передается от вала отбора мощности трактора через карданную передачу 31 и конический редуктор 14. От редуктора 14 через правый 32 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, и звездочки 17 движение передается на ведущий вал 12 скоростного элеватора 3 и далее на эксцентриковый вал 9 лемехов 1 и 2. Привод скоростной элеватор получает от эллиптических звездочек 33 и 34, жестко установленных на ведущем валу 12.
С правого вала 32 посредством цепей движение передается на ведущий вал 19 основного элеватора 4 и на ведущий вал 27 интенсификатора сепарации. Со второго конца ведущего вала 27 посредством цепей движение передается на вал 28 интенсификатора сепарации. С вала 28 интенсификатора сепарации движение передается на вал 29 интенсификатора сепарации. Со второго конца ведущего вала 19 посредством цепей движение передается на ведущий вал 22 каскадного элеватора 5.
Привод основной элеватор 4 получает от эллиптических звездочек 23 и 24, жестко установленных на валу 19.
Привод каскадный элеватор 5 получает от эллиптических звездочек 25 и 26, жестко установленных на валу 22.
Для натяжения цепей на картофелекопателе 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 расположены 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 картофелекопателя и скоростного элеватора 3 улучшает разрыв и крошение клубненосного пласта и способствует лучшей сепарации почвы.
Скоростной элеватор 3 разрушает клубненосный пласт, просеивает почву и передает оставшуюся клубненосную почву на валы 27,28,29 интенсификатора сепарации. Валы 27, 28, 29 вращаются с разной скоростью, благодаря чему улучшается разрыв и крошение клубненосного пласта. Кулачки 30, установленные на валах 27,28,29 разрушают почвенные комки и крошат клубненосный пласт. Форма кулачков 30, выполненных в форме треугольников Рело, препятствует наматыванию растительных остатков на валы 27, 28, 29 и на кулачки 30 интенсификатора сепарации. Для предохранения клубней от повреждения кулачки 30, установленные на валах 27, 28, 29 интенсификатора сепарации, покрыты резиной. За счет применения дополнительного рабочего органа - интенсификатора сепарации, выполненного в виде приводных валов 27, 28, 29 с жестко закрепленными кулачками 30, выполненными в форме треугольников Рело и покрытых резиной, качественно улучшается крошение клубненосного пласта и измельчение почвенных комков.
Интенсификатор сепарации, выполненный в виде приводных валов 27, 28, 29 с жестко закрепленными кулачками 30, выполненными в форме треугольников Рело и покрытыми резиной, передает оставшуюся клубненосную почву на основной элеватор 4, имеющий значительную просеивающую поверхность за счет встряхивания полотна элеватора от эллиптических звездочек 20, а также за счет эллиптических звездочек 23 и 24, установленных на ведущем валу 19, за счет встряхивания и изменения скорости основного пруткового элеватора 4. Основной прутковый элеватор 4 выполняет 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 от повреждения прутки каскадного элеватора покрыты резиной. Для улучшения сепарации каскадный элеватор оборудован эллиптическими встряхивателями 21, а также эллиптическими звездочками 25 и 26, установленными на ведущем валу 22, встряхивающими и изменяющими скорость каскадного пруткового элеватора 5.
Использование заявляемого картофелекопателя позволяет повысить сепарирующую способность прутковых элеваторов за счет улучшения процесса измельчения почвенных комков. При работе на тяжелых почвах возможно повышение производительности заявляемого картофелекопателя и снижение потерь клубней картофеля.