ВЫКАПЫВАЮЩИЙ РАБОЧИЙ ОРГАН КОРНЕКЛУБНЕУБОРОЧНОЙ МАШИНЫ Российский патент 1995 года по МПК A01D25/04 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к выкапывающим рабочим органам корнеклубнеуборочных машин, преимущественно для уборки картофеля.

Известен выкапывающий рабочий орган для уборки клубнеплодов, включающий снабженные зубьями вращающиеся от механизма привода роторные рабочие органы, закрепленные на раме наклонно, причем зубья роторных рабочих органов прикреплены к их ободам [1]
Недостатком данной конструкции является то, что малый раствор роторных рабочих органов не обеспечивает необходимую ширину захвата, причем малая ширина захвата роторных рабочих органов способствует значительным повреждениям клубней. Увеличение же раствора между роторными рабочими органами не позволяет непересекающимся роторным рабочим органам обеспечивать захват клубней по всему сечению гнезда, и часть их остается в почве, что приводит к неполному извлечению клубней из почвы, т.е. снижается качество уборки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению (прототипом) является выкапывающий рабочий орган к корнеклубнеуборочным машинам, включающий снабженные зубьями вращающиеся рабочие диски, закрепленные на раме наклонно с возможностью вхождения в рабочей зоне зубьев одного диска в промежутки между зубьями другого диска. Рабочие диски помещены на цапфах коленчатой оси, на шейке которой смонтирован решетчатый барабан [2]
Рабочие диски при движении несколько перекрывают друг друга внизу и сзади, причем зубья одного рабочего диска входят в промежутки между зубьями другого в рабочей зоне. При этом зубья врезаются в почву, охватывают клубни и сжимают их. Обжатая масса, состоящая из клубней и земли, подается вверх и поступает на решетчатый барабан. В процессе работы данного выкапывающего рабочего органа сепарация вороха на рабочих дисках достигается за счет объемного сжатия почвенного пласта между зубьями и решетчатым барабаном, поэтому возможно защемление клубней, а следовательно, их повреждение. Кроме того, рабочие диски должны работать на глубине, превышающей глубину залегания клубней, так как на меньшей глубине зубья повреждают клубни, протыкая их своими концами, что приводит к снижению качества уборки. Однако на большой глубине увеличивается содержание почвы в ворохе и не обеспечивается качественное отделение клубней от почвы. Следует также отметить, что отсутствие в известном выкапывающем рабочем органе механизма привода рабочих дисков приводит к недостаточной сепарации почвы на них, поскольку почвенный пласт поднимается зубьями обжатый, но не разрушенный.

Целью предлагаемого изобретения является повышение качества уборки путем снижения повреждения клубней и улучшения качества сепарации вороха.

Указанная цель достигается тем, что известный выкапывающий рабочий орган корнеклубнеуборочной машины содержащий раму, на которой смонтирован вал с размещенными на нем под углом друг к другу роторными рабочими органами с зубьями для выкапывания корнеплодов, причем зубья соседних роторных рабочих органов расположены с перекрытием, согласно изобретению, каждый зуб рабочего органа выполнен по форме лепестка с овальным концом, при этом зубья соседних роторных рабочих органов установлены относительно друг друга под углом 90-95^о, а зубья каждого роторного рабочего органа соединены между собой посредством гибкой связи, кроме того между рабочими органами на раме закреплен отражатель, а за роторными рабочими органами смонтировано швыряльное устройство, выполненное из лопастной швырялки, под которой размещена направляющая. Зубья выполнены из пружинного материала.

При поиске не обнаружены технические решения, имеющие признаки, сходные с отличительными признаками предлагаемого технического решения, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию изобретения "существенные отличия".

Сопоставительный анализ показал, что в отличие от известного выкапывающего рабочего органа (прототипа) у предлагаемого выкапывающего рабочего органа корнеклубнеуборочной машины каждый зуб рабочего органа выполнен в виде лепестка с овальным концом, при этом зубья соседних роторных рабочих органов установлены относительно друг друга под углом 90-95^о, а зубья каждого роторного рабочего органа соединены между собой посредством гибкой связи, кроме того между роторными рабочими органами закреплен отражатель, а за роторными рабочими органами смонтировано швыряльное устройство, выполненное из лопастной швырялки, под которой размещена направляющая. Зубья выполнены из пружинного материала. Следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

Указанные отличительные признаки в общей совокупности признаков позволяют выкапывающему рабочему органу полностью захватить клубненесущий пласт и обеспечить полноту извлечения клубней из почвы за счет возможности вхождения зубьев одного рабочего диска в промежутки между зубьями другого рабочего диска под прямым углом контакта в рабочей зоне, а следовательно, исключить защемление клубней на зубьях из-за отсутствия объемного сжатия срезанного почвенного пласта в момент его подъема, тем самым снизить повреждаемость клубней, т.е. повысить качество уборки. Поскольку клубнеплоды извлекаются из почвы зубьями, имеющими форму лепестков и выполненными из пружинного прутка, повреждаемость клубней также снижается. Кроме того, наличие механизма привода обоих рабочих дисков позволяет улучшить сепарацию вороха за счет интенсивного разрушения почвенного пласта. Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "положительный эффект".

На фиг.1 изображен выкапывающий рабочий орган корнеклубнеуборочной машины, вид сбоку; на фиг.2 то же, вид спереди.

Выкапывающий рабочий орган корнеклубнеуборочной машины включает закрепленные на раме 1 наклонно роторные рабочие органы 2; 3 и швырялку 4, размещенную за ними. Рама 1 выкапывающего рабочего органа прикреплена к заднему сцепному устройству мотоблока, например МБ-1 (не показано). Роторные рабочие органы 2; 3 снабжены зубьями с возможностью вращения обоих роторных рабочих органов 2; 3 от вала 6 редуктора 7 мотоблока. Зубья роторных рабочих органов 2; 3 посажены на валы 10, 11, внутренние концы которых через карданные шарниры 12, 13 соединены с валом 6 редуктора 7. Наружные концы валов 10, 11 через подшипниковую опору 14, 15 закреплены на раме 1. Зубья 5 выполнены в виде лепестков из пружинного прутка, соединены друг с другом гибкой связью 16 с возможностью поперечного колебания и к ступице 8; 9 роторных рабочих органов 2, 3 прикреплены под углом так, что в рабочей зоне угол контакта между зубьями 5 обоих роторных рабочих органов 2, 3 составляет 90-95^о. Причем, линия контакта зубьев 5 в вертикальной плоскости равна глубине залегания клубней. Между роторными рабочими органами 2, 3 под углом к поверхности почвы прикреплен к раме 1 отражатель 17 вороха, выполненный в виде пластины. Швырялка 4 содержит направляющую 18, закрепленную на раме 1 на уровне поверхности поля. Швырялка 4 выполнена в виде лопастей 19, установленных на валу 20 с возможностью вращения от вала 6 редуктора 7 мотоблока над поверхностью направляющей 18 в плоскости, перпендикулярной направлению движения копателя. Швырялка 4 установлена с возможностью вращения от натяжного ролика 21 цепного привода 22 копирующих колес 23, 24 через вал 25 и гибкий вал 26. Копирующие колеса 23, 24 расположены с внешней стороны роторных рабочих органов 2, 3 и установлены на рычагах 27, 28 рамы 29 с возможностью вращения посредством цепной передачи 30, 31 через промежуточный вал 32 цепную передачу 22 от вала 6 редуктора 7 мотоблока.

Выкапывающий рабочий орган корнеклубнеуборочной машины работает следующим образом. В исходном положении роторные рабочие органы 2, 3 выкапывающего рабочего органа подняты над поверхностью почвы, закреплены на раме 1 наклонно с возможностью вхождения зубьев 5 одного роторного рабочего органа 2 в промежутки между зубьями 5 другого роторного рабочего органа 3 под прямым углом контакта.

В рабочем положении оператор устанавливает выкапывающий рабочий орган корнеклубнеуборочной машины на картофельном участке с предварительно обрезанной ботвой и направляет его поворотом рукояток мотоблока вдоль рядка. Путем поворота рычагов 27, 28 рамы 29 копирующих колес 23, 24 роторные рабочие органы 2, 3 опускают на поверхность почвы. Оператор включает муфту мотоблока и от вала 6 редуктора 7 мотоблока посредством валов 10, 11 через карданные шарниры 12, 13 и цепную передачу 22, 30, 31 через вал 32 осуществляется привод роторных рабочих органов 2, 3 и копирующих колес 23, 24. Привод швырялки осуществляется от натяжного ролика 21 цепной передачи 22 через вал 25 и гибкий вал 26. Роторные рабочие органы 2, 3 вращаясь, заглубляются на заданную глубину и вся конструкция получает поступательное движение вперед за счет сцепления роторных рабочих органов 2, 3 и копирующих колес 23, 24 с почвой. Роторные рабочие органы 2, 3 вращаются с окружной скоростью, превышающей поступательную скорость движения выкапывающего рабочего органа, зубья 5 одного роторного рабочего органа 2 вводятся в промежутки между зубьями 5 другого роторного рабочего органа 3 под прямым углом контакта в рабочей зоне, причем линия контакта зубьев 5 в вертикальной плоскости, равная глубине залегания клубней, начинается от самой нижней точки роторных рабочих органов 2, 3 и заканчивается на уровне поверхности почвы. Благодаря различию в окружной скорости роторных рабочих органов 2, 3 и поступательной скорости движения выкапывающего рабочего органа корнеуборочной машины, почва интенсивно разрыхляется вращающимися роторными рабочими органами 2, 3, клубни под действием зубьев 5, отделяясь от земли, выносятся на поверхность почвы. При этом между роторными рабочими органами 2, 3 отсутствует объемное сжатие клубненесущего почвенного пласта за счет прямого угла контакта между зубьями 5 в рабочей зоне, тем самым исключается защемление клубней, а следовательно, исключается их повреждаемость. Кроме того, часть почвы просеивается непосредственно на роторных рабочих органах 2, 3 через просветы зубьев 5, выполненных в виде лепестков из пружинного прутка, в результате уменьшается количество почвы, подаваемой с клубнями на направляющую 18 швырялки 4, лопасти 19 которой отбрасывают клубни с примесями почвы в сторону на расстояние 50-60 см. Отражатель 17 вороха препятствует закручиванию части вороха на роторных рабочих органах 2, 3. Ворох разбрасывается швырялкой 4 тонким слоем так, что все клубни находятся на поверхности почвы, в результате чего исключаются потери клубней.

Однако, угол контакта между зубьями 5 обоих роторных рабочих органов 2, 3, превышающий 95^о приводит к увеличению габаритов выкапывающего рабочего органа и ширины его захвата. В результате увеличивается количество почвы в ворохе, тем самым ухудшается сепарация. При угле же контакта между зубьями роторных рабочих органов 2, 3 меньше прямого, возможно защемление клубней зубьями 5, а следовательно, повышается их повреждаемость, т.е. снижается качество уборки.

Итак, угол контакта между зубьями роторных рабочих органов, равный прямому, позволяет полностью захватить клубненесущий почвенный пласт и обеспечить полноту извлечения клубней из почвы, а также исключить защемление клубней зубьями из-за отсутствия объемного сжатия срезанного пласта в момент его подъема, а следовательно, исключить повреждаемость клубней, т.е. повысить качество их уборки.

Линия пересечения роторных рабочих органов составляет с линией горизонта 30^о, что является оптимальным углом для данной конструкции. При увеличении этого угла ухудшается сбрасывание вороха на направляющую швырялки. При уменьшении угла необходимо увеличить диаметр роторных рабочих органов, чтобы обеспечить подъем клубней на необходимую высоту.

Также для избежания травмирования клубней зубья выполнены в виде лепестков с овальными концами. Кроме того, зубья выполнены из пружинного прутка и соединены друг с другом гибкой связью, что позволило уменьшить диаметр прутков, не снижая жесткости роторных рабочих органов в плоскости их вращения. Уменьшение диаметра прутков зубьев позволяет производить качественное отделение клубнеплодов от почвы, что приводит к минимальному содержанию почвы в ворохе в момент подъема его и подачи на направляющую швырялки. При попадании же зубьев на камни или любые твердые предметы технологический процесс подъема или перемещения клубнеплодов не нарушается, так как зубья не ломаются благодаря возможности отклоняться в поперечном направлении.

Кроме того, роторные рабочие органы одновременно являются движителями, в результате чего увеличивается сцепление всей конструкции с почвой и исключаются затраты энергии на буксование копирующих колес, а следовательно, вся энергия на буксование роторных рабочих органов за счет разности окружной скорости роторных рабочих органов и поступательной скорости движения выкапывающего рабочего органа используется полностью на полезную работу, а именно: разрыв и разрушение почвенного пласта. Хорошо разрыхленный почвенный пласт интенсивно просеивается на зубьях роторных рабочих органах в момент подачи на направляющую швырялки, что приводит к минимальному содержанию почвы в ворохе. Поэтому для окончательного разделения клубней от почвы достаточно маломощной швырялки, а ворох достаточно поднимать на минимальную высоту, и тем самым снизить энергозатраты на уборку клубней.

Следует также отметить, что наличие в данном выкапывающем рабочем органе механизма привода обоих роторных рабочих органов позволяет улучшить сепарацию почвы за счет интенсивного разрушения почвенного пласта.

Кроме того, предлагаемое техническое решение позволяет использовать выкапывающий рабочий орган применительно к мотоблокам с минимальной шириной захвата, которая обеспечивается возможностью оператора точно копировать картофельный рядок по направлению движения выкапывающего рабочего органа. Тем самым допускает максимально приблизить ширину захвата к ширине гнезда, что позволяет снизить содержание почвы в ворохе, улучшить сепарацию почвы и снизить энергозатраты на уборку клубней.

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в выкапывающих рабочих органах корнеклубнеуборочных машин. Сущность изобретения: выкапывающий орган корнеклубнеуборочной машины содержит раму 1, на которой смонтированы валы 10 и 11 с размещенными на них роторными рабочими органами 2 и 3 с зубьями. Причем каждый зуб 5 рабочего органа 2 и 3 выполнен по форме лепестка с овальным конусом. При этом зубья 5 соседних рабочих органов 2 и 3 установлены относительно друг друга под углом 90 - 95°, а зубья 5 каждого рабочего органа 2 и 3 соединены между собой посредством гибкой связи. Кроме того, между рабочими органами 2 и 3 на раме закреплен отражатель 17, а за рабочими органами 2 и 3 смонтирована лопастная швырялка 4, под которой размещена направляющая 18. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. ВЫКАПЫВАЮЩИЙ РАБОЧИЙ ОРГАН КОРНЕКЛУБНЕУБОРОЧНОЙ МАШИНЫ, содержащий раму, на которой смонтированы валы с размещенными на них под углом друг к другу роторным рабочими органами с зубьями для выкапывания корнеплодов, причем зубья соседних рабочих органов расположены с перекрытием, отличающийся тем, что, с целью повышения качества уборки путем снижения повреждения клубней и улучшения качества сепарации вороха, каждый зуб рабочего органа выполнен по форме лепестка с овальным концом, при этом зубья соседних рабочих органов установлены относительно друг друга под углом 90 95^o, а зубья каждого рабочего органа соединены между собой посредством гибкой связи, кроме того, между рабочими органами на раме закреплен отражатель, а за дисковыми рабочими органами смонтирована лопастная швырялка, под которой размещена направляющая. 2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что зубья выполнены из пружинного материала.