ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИЙ РАБОЧИЙ ОРГАН Российский патент 1995 года по МПК A01B39/12 A01D13/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к орудиям для обработки почвы, преимущественно для использования в качестве подкапывателя клубней картофеля.

Известен картофелеподкапывающий орган, содержащий переднюю режущую часть в виде зубчатых элементов стрельчатой формы, из которых более известные части предназначены для подкапывания картофельных грядок, а средняя менее широкая часть для подкапывания уплотненного слоя почвы междурядий. Нижняя почвоносная поверхность выполнена в виде трех плоских пластин с едиными целыми поверхностями с передними режущими зубчатыми элементами, дополняя их четырехугольными элементами. Эти единые поверхности расположены с взаимными просветами. Бортовые устройства подкапывателя выполнены в виде двух вертикальных стенок для трехсекционных ножевых и почвоносных элементов с плоскими перегибами с их крайними частями. Ширина подкапывателя рассчитана на сплошное снятие поверхности убираемого поля (что для двухрядной машины получается ширина 140 см).

В целом базовый корпус подкапывателя выполнен в виде совка.

Элементы крепления его к базовой раме картофелеуборочной машины выполнены в виде Г-образных кронштейнов: одна ветвь которого установлена поперек совка и к ней болтами с потайными головками крепится хвостовые части почвоносных поверхностей, а другая ветвь этого кронштейна располагается вдоль краев совка и крепится к выступу базовой рамы картофелеуборочной машины [1]
Наиболее близкий по технической сущности картофелеподкапывающий орган, содержащий переднюю режущую часть по форме, как и подкапыватель [1] но с обособленными и суженными секциями без захвата основной части уплотненных междурядий поверхности почвы с бортовыми вертикальными устройствами, выполненными в виде свободно вращающихся режущих дисков.

Элементы крепления почвоносной поверхности аналогичны подкапывателю [1] Боковые диски соединены совместной осью вращения, которая через вертикальную стойку крепится хомутовым соединением к базовой раме уборочной машины [2] Передняя часть картофелеподкапывающего органа выполнена в виде раскрытого полуцилиндрического пластинчатого контура с горизонтально расположенным условным его диаметром и имеющим вертикальные удлинители боковин его полуцилиндрической части, причем весь контур этой поверхности к ее хвостовой части сужается под малым острым углом, а ее режущая кромка завалена назад по ходу рабочего движения трактора под переменным острым углом к горизонту с увеличением снизу вверх. Это сделано для того, чтобы обеспечить подкапывателю режим резания почвы с наименьшими усилиями. Нижние слои почвы создают большее сопротивление и там угол наклона режущей кромки более острый. Сужение всего контура к хвостовой части избавляет от трения о почву нерабочей ее поверхности. Нижняя хвостовая часть режущего пластинчатого вогнутого контура стыкуется по кривой линии перегиба с почвоносной нижней частью, выполненной выпуклой формы как в продольном, так и в поперечном направлении. Образующие этой поверхности в продольном направлении имеют переменный угол наклона к горизонту под острым углом, убывающим к его хвостовой части, а радиусы кривизны дуг поперечных образующих имеют симметричные формы, радиусы кривизны которых от носка подкапывателя к его средней части сначала возрастают, а затем убывают к его хвостовому обрезу.

Пластинчатый режущий контур полуцилиндрической формы с вертикальными удлинительными элементами делается для того, чтобы надежно подрезать ограниченную зону залегания клубней, а не всю поверхность поля, хотя в прототипе [2] он частично боковыми дисками, и сократить объем подкапываемой почвы в полтора-два раза. Но если вогнутый контур подкапывателя не ограничить его ножевой узкой режущей частью, а продлить ее до конца корпуса подкапывателя, то подрезанный пласт почвы заклинится вогнутой формой силами трения почвы о поверхность подкапывателя. Это получается потому, что эти силы трения перпендикулярны поверхности трения и в полуцилиндрическом контуре они сфокусируются в центре его кривизны и самозаклинятся. Переход почвоносной нижней поверхности в выпуклую форму позволяет эти силы трения не фокусировать, а делать их расходящимися, тем самым разрыхлять почву и избавлять ее от заклинивающих сил трения. Продольные образующие имеют переменный угол наклона к горизонту с убыванием к хвостовому, этим учитывается падение напора движения почвы от носка копателя к его хвостовику.

Вертикальные бортовые устройства выполнены в виде продольных деталей пластинчатого и пруткового сечения, расположенных с расходящимися щелями между собой и нижней почвоносной поверхностью. Это сделано для того, чтобы бортовые ограждения сохраняли напорное состояние продвижения подкапывающего пласта почвы, а за счет того, что бортовые элементы имеют расходящиеся щели, они способствуют отделению некоторого объема смещающейся почвы в зоне снижения ее напорного состояния и этим самым предотвращают возможность ее заклинивания в бортах.

Элементы крепления выполнены в виде поперечины, расположенной под средней частью базового корпуса с боковым консольным выступом, на котором установлена вертикальная полая стойка, верхний конец которой снабжен разъемным хомутовым соединением для крепления подкапывателя к базовой раме уборочной машины.

Такое конструктивное решение крепления подкапывателя позволяет избавиться от двусторонних связей его с базовой рамой. Двусторонняя связь всегда вызывает тенденцию сгруживания подкапываемого вороха, особенно когда попадаются длинностебельные части растений, а это бывает часто. Возникшее сгруживание вороха приводит к неработоспособности не только подкапывателя, но и всей уборочной машины.

На фиг. 1 изображен подкапыватель общий вид; вид сбоку; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг.3 то же, вид спереди; на фиг.4 то же, вид спереди в поперечных сечениях.

Базовой основой картофелеподкапывателя является его корпус 1, содержащий переднюю режущую часть 2, нижнюю почвоносную поверхность 3, вертикальные бортовые устройства 4 и элементы его крепления 5 к базовой раме картофелеуборочной машины 6 (показан ее фрагмент). Его передняя режущая часть 2 выполнена в виде раскрытого полуцилиндрического пластинчатого контура 7 с горизонтально расположенным условным его диаметром 8 и имеющим вертикальные удлинители 9 боковых 10 его полуцилиндрических частей 11, причем весь контур 7 этой поверхности 12 к ее хвостовой части 13 имеет сужение под малым острым углом "а", а ее режущая кромка 14 завалена назад по ходу рабочего движения трактора-буксира под переменным углом "б" к горизонту с возрастанием его снизу вверх. Кроме того, нижняя хвостовая часть 13 режущего пластинчатого вогнутого контура 7 стыкуется по пространственно кривой линии перегиба 16 с почвонесущей нижней частью 3, выполненной выпуклой формы как в поперечном, так и в продольном направлениях и образующие этой поверхности 3 в продольном направлении имеют острый переменный угол наклона "в" к горизонту, который убывает к ее хвостовому обрезу 18. Радиусы кривизны R₁, R₂ и R₃ дуг 19 поперечных образующих от носка 20 подкапывателя 1 к его средней части 21 сначала возрастают, а затем к хвостовому обрезу 18 подкапывателя 1 опять уменьшаются.

Вертикальные бортовые устройства 4 выполнены в виде продольных деталей пластинчатого 22 и круглого 23 сечений и расположены с расходящимися щелями 24 и 25 между собой и с нижней почвенной поверхностью 3 соответственно.

Элементы крепления 5 подкапывателя 1 выполнены в виде поперечины 26, расположенной под средней частью 21 базового корпуса 1 с боковым консольным выступом 27, на котором установлена вертикальная полая стойка 28, верхний конец которой снабжен разъемным хомутом 29, образованным наружной раскрытой коробкой 30, внутренней тоже раскрытой коробкой 31 и болтовыми соединениями 32, которые закрепляют хомут 29 на бортовой раме 6.

Рабочий процесс копателя осуществляется следующим образом. За счет тракторной тяги корпус 1 врезается в клубненосную зону почвы рядка картофеля и передней режущей частью 2 вырезает форменное сечение ограниченной его зоны, обжимая подкапываемый пласт почвы за счет сужения контура 2 под углом "а". Затем сформированный пласт клубненосной почвы переходит на поверхность 3, которая за счет своей двояковыпуклой формы рассредоточивает углы трения как вдоль своей поверхности 3, так и силы внутреннего трения в почвенных слоях подкапывателя пласта. При этом пласт почвы удерживается от поперечного развала бортовыми устройствами 4, удерживая пласт в напорном состоянии и перемещая его за пределы заднего обреза 18 для подачи его на транспортирующие и сепарирующие органы уборочной машины.

Экономический эффект получается за счет следующих факторов. Благодаря форме передней режущей части 2 копателя 1 захватывается примерно в полтора-два раза меньше почвы, чем у существующих подкапывателей, а это значит на 750 куб. м меньше при уборке одного гектара убираемого поля.

Подкапыватель способствует более интенсивному рыхлению почвы и тем самым улучшает все остальные операции уборочной машины, не нуждается во вспомогательных устройствах: вибраторах, битерах, катках, шнеках, в результате резко снижается стоимость и металлоемкость уборочной машины.

Копатель работоспособен даже на переувлажненных суглинках, на которых не мог работать ни один из существующих подкапывателей, на скоростях до 15 км/ч.

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в устройствах рабочего органа почвообрабатывающего орудия. Сущность изобретения: рабочий орган включает дугообразную скобу, имеющую нижний и вертикальные боковые участки, и элемент крепления ее к базовой раме картофелеуборочной машины. Боковые участки скобы выполнены консольными, а их режущие кромки расположены под острым углом к горизонтали, величина которого увеличивается по длине снизу вверх. Режущие кромки нижнего участка скобы выполнены в виде сопряженных между собой с образованием стрельчатого носка кривых, выпуклость которых обращена вперед. На боковых участках закреплены пластины, а под ними - консольно сепарирующие прутки. Нижний участок имеет почвоподъемную поверхность, поперечные сечения которой выполнены в виде кривых с выпуклостью, обращенной вверх. Элемент крепления выполнен в виде изогнутой полой стойки, один конец которой имеет расположенную под поворотной поверхностью и соединенную с ней поперечину. Другой конец стойки имеет разъемное соединение для крепления к боковой раме. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИЙ РАБОЧИЙ ОРГАН, содержащий подкапывающую дугообразную скобу, нижний участок которой имеет закрепленную на ней почвоподъемную поверхность, а каждый боковой участок имеет закрепленную на ней пластину, и элемент крепления скобы к базовой раме, отличающийся тем, что боковые участки скобы выполнены консольными, а их режущие кромки расположены под острым углом к горизонтали, величина которого выполнена увеличивающейся по длине режущей кромки снизу вверх, при этом режущая кромка нижнего участка скобы выполнена в виде сопряженных между собой с образованием стрельчатого носка кривых, выпуклость которых обращена вперед, причем между каждой из пластин и почвоподъемным элементом размещены консольно закрепленные на боковых участках сепарирующие прутки. 2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что поперечные сечения почвоподъемной поверхности выполнены в виде кривых, выпуклость которых обращена вверх. 3. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что элемент крепления скобы выполнен в виде изогнутой полой стойки, один конец которой имеет расположенную под почвоподъемной поверхностью и соединенную с ней поперечину, а другой разъемное хомутовое соединение для крепления к базовой раме.