ФРЕЗЕРНАЯ КАМНЕУБОРОЧНАЯ МАШИНА Российский патент 1995 года по МПК A01B43/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к механизмам по уборке камней из пахотного слоя и других почвенно-очистных и культурно-технических работ в сельскохозяйственном производстве.

Известна камнеуборочная машина, содержащая раму, молотковый ротор, транспортер погрузки камней и механизм привода [1]
Известна камнеуборочная машина, содержащая раму, на которой смонтирован барабан с пальцами. Под действием выступов направляющих пальцы заглубляются в почву при вращении барабана и таким образом, очищают ее от камней. Пальцы закреплены упруго, благодаря чему огибают неподвижные предметы при работе [2]
Известна фрезерная машина, содержащая раму, отбойную плиту с отбойным ножом, фрезерный барабан, механизм привода, при этом на отбойной плите закреплены серповидные ребра с перекрытием ножей барабана в зоне измельчения [3]
У всех этих машин имеются существенные недостатки:
все они узкопрофильного и сезонного назначения с ограниченным выполнением операций: либо только для сбора камней с поверхности и небольшого пахотного слоя, либо только для погрузки крупных камней отдельными и специальными агрегатами;
нет взаимозаменяемости сменных рабочих органов фрез и роторов, позволяющих выполнять этим устройством и другие почвообрабатывающие и культурно-технические работы;
рабочие пальцы (зубья) роторов и фрез или заборных решеток конструктивно выполнены одиночно-плоскими, что затрудняет выдавливать камни в почве с выбросом их наверх к приемнику камней, да и крепятся они, в основном, жестко;
большинство из аналогов и прототипов сложной конструкции и являются малодоступными для более широкого внедрения в хозяйствах, особенно сейчас в быстро развивающихся средних и крупных фермерских хозяйствах.

Поэтому, несмотря на множество известных устройств, практически они мало используются и эта проблема до сих пор остается острой в ряде регионов страны, странах Балтии, Польши и т.д.

Целью изобретения является создание универсального агрегата многоцелевого назначения с повышением производительности и качества очистки пахотного слоя на всю его глубину от камней и древесных остатков с одновременным сплошным фрезерованием почвы и проведением других культурно-технических сельхозработ, особенно в коллективных и фермерских хозяйствах все одним и тем же устройством почти круглый год, заменяя сразу несколько почвообрабатывающих и погрузочных машин мелкогабаритных грузов.

Это достигается тем, что устройство включает ряд существенных отличительных признаков, таких как:
на фрезерный ротор пальцы (зубья) навешены шарнирно с возможностью поворота их в вертикальной плоскости перпендикулярно ротору и подпружинены сзади, что превращает их в "плавающие" и "мягкие" с возможностью самозащиты каждого в отдельности при встрече с непреодолимым препятствием (большими камнями, пнями и т. д. ), откидываясь назад и пропуская это препятствие под собой.

Такая конструкция позволяет выполнять более облегченный вариант устройства фрезерного ротора против жесткого (даже литого) крепления пальцев к его барабану.

В то же время это подпружинивание является своего рода амортизатором-накопителем дополнительной потенциальной энергии индивидуально и самостоятельно для каждого пальца во время работы при переменной нагрузке, встречаясь с различными препятствиями в пахотном слое почвы не только из-за различий ее структуры, но и различной величины камней и других предметов при их "вылавливании" и поднятии на поверхность, соответственно сжимая пружину (амортизатор) и накапливая потенциальную энергию, которая при выходе пальца с камнем из земли, затем как бы помогает ему метать эти камни через ротор на приемник камней. То есть по существу является также и своего рода стабилизатором-выравнивателем скорости метания камней различной массы, что важно при устройстве камнеприемника и транспортера.

А это позволяет также соответственно увеличивать скорость движения трактора и работы этого агрегата, резко повышая производительность против аналога и прототипов.

Пальцы (зубья) ротора, в отличие от аналогов и прототипов (одиночных и плоских, разного рода пластин или битлов на ребро) выполнены в виде фрезерных ножей, пространственно и параллельно соединенных между собой с соответствующим зазором для сепарирования земли и мелких камней, образуя "ловушку" для захвата камней, древесных остатков и других предметов на всей глубине пахотного слоя и удерживая их при поднятии на поверхность и метания через себя на камнеприемник, не позволяя им соскальзывать с ножей как при поднятии их ребром одиночных пальцев.

В то же время такая конструкция пальцев из пространственно соединенных фрезерных ножей позволяет резко уменьшить сопротивление почвы при ее сплошном фрезеровании, а следовательно, и затраты мощности трактора, повышая скорость с одновременной очисткой пахотного слоя на всю его глубину от посторонних предметов.

Учитывая пространственную конструкцию пальцев, выполняющую и функции "ловушки" камней и древесных остатков с возможностью заклинивания ими между ножами, для очистки их устраивается комбинированный камнеприемник в виде встречно вращающегося барабана с пружинными битерами, размещающимися между фрезерных ножей пальцев фрезеротора, и перекрывая их.

Этот камнеприемник размещается над фрезерным ротором с функциями не только для очистки его пальцев от заклинивающих камней, древесных остатков и наматывающейся растительности, но и передаче их на транспортер погрузки в транспортную тележку, выравнивая их инерционную скорость.

Пальцы (зубья) фрезерного ротора сменные и взаимозаменяемые на подобные другие рабочие органы для обработки почвы. Например, заменяя их на фрезерные ножи по принципу "Болотной навесной фрезы ФЕН N 0,9", но пространственно спаренные или строенные, а также подпружиненные, сразу может превратить этот агрегат из камневылавливателя в подобную фрезу для разработки лугов и осушенных болот с кочками и мощной дерниной для восстановления лугов и пастбищ, а также для разделки пластов дернины после корчевания и поднятия целины болотными плугами.

Больше того, при выполнении этих работ будут также вылавливаться древесные остатки после их измельчения фрезерными ножами или целыми.

С такой заменой фрезерных ножей можно будет измельчать торф на удобрение с удалением из него древесных остатков, и вести заделку удобрений в почву.

При необходимости этот агрегат превращается в скоростной фрезеровщик для сплошного фрезерования пахотного слоя различной структуры почв, вместо специальных фрезерных агрегатов.

Заменив фрезерные пальцы на соответствующие ножи-лопатки, например, по принципу "Буртоукрывателя БН-100А", он может превратиться в подобный агрегат также с самозащитой своих рабочих органов и производить механизированное укрывание буртов корнеплодов и др. землей для зимнего хранения.

С целью обеспечения сплошного и полного фрезерования почвы без уплотнения при этом свежеразрыхленного слоя даже колесами трактора-тягача и самого агрегата, фрезерный ротор навешен сзади своей промежуточной опорной тележки, а грузовая тележка для одновременной погрузки вылавливаемых камней и древесных остатков агрегируется сзади трактора на поперечную траверсу одновременно с навешиваемым ротором и параллельно с ним, все время двигаясь по необработанному полю при круговой технологии.

Данная фрезерная камнеуборочная машина является самопогрузчиком вылавливаемых камней и древесных остатков в свою, прицепленную саморазгружающуюся тележку, а также способна грузить более крупные камни, пни, корни и т.д. даже себе в тележку специально установленным на ней гидроманипулятором (гидрокраном) соответствующей грузоподъемности, работающим от гидросистемы трактора и управляемым трактористом из кабины со сменными захватными рабочими органами: грейфер, ковш, грейферные вилы, грузовой крюк и т.д.

Кроме того, машина с этим гидроманипулятором в фермерских и коллективных хозяйствах может использоваться круглый год в качестве самопогрузчика себе в тележку различных хозяйственных грузов. Например, сменными рабочими органами ковшом и другими грейферами подбирать из куч и буртов органические и минеральные смеси, инертные материалы для строительства, корнеплоды из буртов и силоса на корм скоту, сена в рулонах и тюках и т.д. а навешиваемым грузовым крюком и поддоном тарированного картофеля, овощей и других тарированных и штучных грузов и конструкций, необходимых в хозяйствах.

На фиг. 1 изображена фрезерная камнеуборочная машина, вид сверху; на фиг. 2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 то же, вид сверху; на фиг. 4 механизм навески рабочих пальцев (зубьев) между двумя дисками с потайными карманами; на фиг. 5 вид пальца сверху; на фиг. 6 схематично изображена одна из схем возможной навески на развертку описываемой окружности дисков (карманов) шарнирных пальцев.

Фрезерная каменеуборочная машина является прицепной или полунавешиваемой на трактор и включает следующие составные узлы и детали: в целях компактности, маневренности и обеспечения одновременного сплошного фрезерования почвы без уплотнения ее колесами трактора и тележки, на трактор 1 сзади навешивается по центру несущая траверса 2, на которую с одной стороны навешивается несущая промежуточная опорная тележка 3, а с другой стороны грузовая саморазгружающаяся тележка 4.

На промежуточную опорную тележку шарнирно, по принципу двуплечего рычага, навешивается несущая рама (с ротором) 5. Эта одноосная тележка размещается впереди ротора и внутри несущей рамы для ротора 6 с таким расчетом, чтобы колеса этой тележки всегда бы двигались по целине (необработанному полю). В то же время чтобы эта тележка несла основную нагрузку от рамы с ротором и навешиваемых на нее дополнительно камнесъемника 7 и поперечного приемного транспортера 8 для одновременной загрузки камней в рядом прицепленную тележку 4.

Включение (опускание) в работу ротора и поднятие его в транспортное положение осуществляется гидроцилиндрами 9 через переднее плечо несущей рамы 5, шарнирно навешиваемой на опорную тележку 3 по принципу двуплечего рычага, что уменьшает нагрузку на эти гидроцилиндры.

Все это позволяет устройству выполнять свои функции с достаточной маневренностью, мобильностью и как универсальному фрезеровщику, сочетая свою работу с одновременным вылавливанием камней из пахотного слоя с самопогрузкой их, и, наоборот, как камнеуборочная машина сочетаясь с фрезерным агрегатом.

Привод фрезерного ротора, камнесъемника и транспортера осуществляется от вала отбора мощности трактора через конический редуктор 10, установленный на несущей раме ротора, цепную передачу 11, а от ротора через цепную передачу 12 битерного камнесъемника 7.

Пpивод транспортера осуществляется также от ротора через цепную передачу 13 и конический редуктор. В целом привод от трактора осуществляется через карданную передачу 14.

Конструкция фрезерного ротора состоит из пальцев 15, состоящих из пространственно соединенных между собой фрезерных ножей 16, шарнирно навешенных на спирали на проушины-карманы дисков и между ними, с соответствующей защитой от ударов и абразивного стирания при работе в почве шарниром 17.

Кроме того, предусматривается индивидуальная самозащита каждого пальца от перегрузок шарнирно навешенной пружиной 18 через шарнир 19 на кронштейне 20 с упором на стойку 21. Что превращает эти пальцы в "мягкие" и "плавающие" с одновременным накапливанием потенциальной энергии каждым пальцем в отдельности при переменной нагрузке их в работе.

Пальцы (зубья) 15, выполненные на пространственно соединенных между собой фрезерных ножах 16, не только будут фрезеровать почву, но превращаются в "ловушку" для вылавливания в глубине пахотного слоя камней и древесных остатков, удерживая их при выбросе при траектории вверх к камнеприемнику, что и отличает их от одиночных плоских пальцев или битеров различных аналогов и прототипа.

Прием камней от фрезерного ротора осуществляется тоже подобным барабаном 7 с пружинными битерами 22, встречно вращающимися с фрезерным ротором и перекрывающим его пальцы, чем не только самоочищает их от заклинивания камнями и древесными остатками, но и выравнивает их инерционную скорость выброса предметов различной массы. И в то же время смягчая динамические удары своими пружинными битерами и самозащищаясь от перегрузок.

Пальцы 15 в целом взаимозаменяемы не только между собой, но и на другие сменные подобные рабочие органы: ножи-лопатки, битеры-молотки, фрезерные болотные ножи и т.д. что позволяет превращать его в универсальный агрегат для выполнения различных почвенных и мелиоративно-земляных работ, а не оставаться узкопрофильным только лишь для уборки камней, как большинство аналогов и прототипов.

А устанавливая на опорной тележке стреловый гидроманипулятор 23 со сменными захватными рабочими органами повышается универсальность машины, которая превращается в погрузчик сыпучих, тарированных и других материалов себе же в тележку.

Таким образом, предлагаемое устройство является универсальным и многоцелевого назначения, особенно для средних и крупных фермерских хозяйств и их кооперативов, для которых различные мотоблоки для выполнения указанных работ маломощны, а набор существующих тяжелых серийных машин и механизмов будет разорителен для них.

Экономическая эффективность от его применения очевидна и будет весьма значительной и даже огромной. Технологичность изготовления данного устройства также доступна не только заводам, но даже и крупным хозяйствам в своих РММ или "Сельхозтехники".

Изобретение относится к механизации по уборке камней из пахотного слоя и других почвенно-очистных и культурно-технических работ в сельскохозяйственном производстве. Сущность: машина содержит раму, на которой установлен фрезерный ротор, закрепленные на нем диски с проушинами и потайными карманами, между ними навешены шарнирно рабочие пальцы (зубья) с возможностью их поворота в вертикальной плоскости перпендикулярно ротору на 100 - 120°, что превращает их в "плавающие" и "мягкие" с возможностью самозащиты каждого в отдельности при встрече с непреодолимым препятствием (большими камнями, пнями, топляками и т. д.), откидываясь и прячась в потайные карманы между дисками, пропуская эти препятствия под собой. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. ФРЕЗЕРНАЯ КАМНЕУБОРОЧНАЯ МАШИНА, содержащая раму, на которой установлен фрезерный ротор с камнеприемником, транспортер погрузки камней и механизмы привода, отличающаяся тем, что она снабжена тележкой для загрузки выловленных камней, а фрезерный ротор выполнен с возможностью самозащиты рабочих пальцев от поломок, которые выполнены сменными и взаимозаменяемыми на другие рабочие органы для выполнения различных почвенных и культурно-технических земляных и погрузочных работ. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что пальцы фрезерного ротора установлены шарнирно и подпружинены для обеспечения их откидывания назад при неравномерных нагрузках. 3. Машина по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что пальцы фрезерного ротора выполнены в виде пространственно соединенных между собой фрезерных ножей, образующих ловушку для выловленных камней и прочих примесей. 4. Машина по пп.1 3, отличающаяся тем, что над фрезерным ротором установлен встречно вращающийся по отношению к последнему барабан с пружинными битерами, перекрывающими пальцы фрезерного ротора. 5. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что рама с рабочими органами выполнена в виде опорной тележки, а тележка для загрузки выловленных камней выполнена навесной, шарнирно сочленена с ней и установлена параллельно ей, причем обе тележки прикреплены к траверсе. 6. Машина по пп.1 3, 5, отличающаяся тем, что рама выполнена в виде двуплечего рычага, на переднем плече которого выполнена шарнирная навеска, а на задней смонтирован фрезерный ротор и другие рабочие органы. 7. Машина по п.1, отличающаяся тем, что на опорной тележке установлен гидроманипулятор со сменными захватными рабочими органами и откидными опорными лапами для обеспечения устойчивости опорной тележки при работе гидроманипулятора. 8. Машина по п.1, отличающаяся тем, что транспортер погрузки выловленных камней выполнен из двух шарнирно сочлененных частей для обеспечения манипуляций навесной тележке при ее разгрузке.