МАШИНА ДЛЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КОРНЕКЛУБНЕВЫХ КУЛЬТУР Российский патент 1997 года по МПК A01D17/00 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, а конкретно к машинам, предназначенным для возделывания корнеклубневых культур, а главным образом, для обработки посадок картофеля в послепосадочный период и для его уборки.

Известно, что для выполнения отдельных операций, как, например, культивация, окучивание и т.д. используют набор специальных агрегатов (А.И.Замотаев и др. Интенсивная технология производства картофеля. М. Росагропромиздат, 1989, с. 178-183), а для уборки картофеля применяют различные картофелекопатели и картофелеуборочные машины. (В.Е.Комаристов, Н.Ф.Дунай. Сельскохозяйственные машины. М. Колос, 1976, с. 374-379; А.Б.Лурье и др. Сельскохозяйственные машины. М. Колос, 1976, с228-240). Наиболее распространенным картофелеуборочным комбайном в нашей стране является двухрядный комбайн ККУ-2, изготовляемый в различных модификациях. Основными его узлами и механизмами являются лемеха с качающимися боковинами, подрезающие слой почвы на глубине до 25 см, основной прутковый элеватор или двухрешетный грохот, колеблющийся вместе с лемехами, комкодавитель, второй двухрешетный грохот, ботвоудаляющее устройство, барабанный транспортер с горкой внутри, с которой клубни поступают на транспортер-переборщик, и транспортер чистых клубней, подающий клубни в бункер-накопитель или в емкость рядом идущего транспорта. При работе комбайна со скоростью передвижения 3,6 км/ч на элеватор ежесекундно подается 0,35 м³ почвы. Для сепарации такой большой массы вороха в комбайне устанавливают элеваторы или грохоты значительной длины и ширины, определяющие габариты комбайна 7630х3470x2570 мм. Комбайн ККУ-2 полуприцепной, агрегатируется с тракторами "Беларусь" и ДТ-54А, имеющими вал отбора мощности, приводящий в действие все механизмы комбайна.

К основным недостаткам рассматриваемого картофелеуборочного комбайна следует отнести:
комбайн является машиной, предназначенной для выполнения одной операции
уборки картофеля;
агрегатируется и может работать только с тракторами, оборудованными валом отбора мощности (ВОМ);
имеет большие габариты и массу, ухудшающие его маневренность при работе и при транспортировке, а также требует затрат большого количества энергии.

Комбайн КПК-3, принятый за прототип [1, с. 190-192] обеспечивает уборку трех рядков картофеля на легких и средних почвах, отделение клубней от примесей и подачу их в бункер. В этом комбайне технологическая линия аналогична линии комбайна ККУ-2. Отличие составляют установленные над лемехами и над первым прутковым элеватором шнеки и редкопрутковый транспортер, на котором отделяются клубни и остатки почвы от ботвы и других длинномерных растительных остатков, а также отсутствует транспортер-переборщик. Вследствие этого недостатки комбайна ККУ-2 имеют место в комбайне КПК-3 и во всех его модификациях.

Решаемой технической задачей предлагаемого изобретения является повышение экономической эффективности машины по возделыванию корнеклубневых культур. Данная задача может быть достигнута принципиально новым путем созданием машины модульной схемы и универсализацией модулей с возможностью их переналадки для выполнения ряда операций.

Машина для возделывания корнеклубневых культур содержит ходовую часть, выкапывающий орган роторного типа, редкопрутковый элеватор, комкодавитель, ботвоудалитель и ковшовый прутковый транспортер, подающий клубни в емкости. Она состоит из одного или соединенных в один блок нескольких однорядковых модулей, включающих в себя ходовую часть и выкапывающий орган, причем ходовая часть выполнена в виде плоской горизонтально расположенной рамы с закрепленными в середине продольных балок двумя опорными колесами, а выкапывающий орган установлен на поворотной в вертикальной плоскости раме и шарнирно соединенной с рамой ходовой части, включающей в себя барабан, состоящий из кольцевых дисков, соединенных редкопрутковой обечайкой с размещенным снаружи обечайки ботвоудалителем, а внутри барабана направляющими лотками, установленными наклонно к плоскости рамы выкапывающего органа, двумя баллонами комкодавителя с осями, параллельными образующим обечайки, и установленный под комкодавителем ковшовый прутковый транспортер, полотно которого направлено вдоль оси барабана с наклоном к ней.

Прицепная многорядная машина для возделывания картофеля может быть скомплектована из нескольких одинаковых однорядковых модулей, соединенных в один блок. Каждым модулем, а, следовательно, и всей многорядной машиной, при незначительной переналадке, можно выполнять рыхление и культивацию почвы, прополку междурядий, окучивание и уборку картофеля с загрузкой клубней в малогабаритную тару, снимаемую с машины без ее остановки, или в емкость рядом идущего транспорта.

На фиг. 1 изображен модуль машины, вид сбоку; на фиг. 2 вид в плане; на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 и на фиг. 5, соответственно сечения B-B и C-C на фиг. 1, приведены конструктивные схемы узлов комкодавителя и ботвоудаляющего устройства; на фиг. 6 и фиг. 7 приведена схема переналаженного модуля для окучивания.

Перечень деталей модуля приведен ниже.

1. Выкапывающий орган.

2. Рама ходовой части.

3. Ходовое колесо.

4. Звездочка цепной передачи.

5. Балка.

6. Передний ригель рамы ходовой части.

7. Задний ригель рамы ходовой части.

8. Универсальный шарнир.

9. Кронштейн.

10. Вал.

11. Звездочка цепной передачи.

12. Цепь.

13. Угловой редуктор.

14. Винт.

15. Шариковая гайка.

16. Рама выкапывающего органа.

17. Кулачковый диск.

18. Барабан.

19. Ботвоудаляющее устройство.

20, 21. Баллоны комкодавителя.

22. Балка рамы выкапывающего органа.

23. Передний ригель рамы выкапывающего органа.

24. Задний ригель рамы выкапывающего органа.

25. Кронштейн.

26. Узел установки гайки.

27. Кулачок.

28. Палец.

29. Ролик.

30. Кольцо барабана.

31. Обечайка.

32. Шайбы обечайки.

33. Обрезиненные прутки обечайки.

34. Проушина
35. Цилиндрическая дорожка.

36. Зубчатый венец.

37. Пружина.

38. Захват.

39. Пальцы захвата.

40. Ролик.

41. Зубчатое колесо.

42. Зубчатое колесо
43. Ось зубчатого колеса 41.

44. Ось зубчатого колеса 42.

45. Ось баллона 21.

46. П-образная качалка.

47. Пальцы навески П-образной качалки.

48, 49, 50. Зубчатые колеса.

51. Лоток.

52. Ковшовый прутковый транспортер.

53. Вал транспортера.

54. Угловой редуктор.

55. Цепная передача.

56. Кронштейн.

57. Ось звездочки транспортера.

58. Щеки ботвоудаляющего устройства.

59. Перемычка.

60. Непрерывное полотно ботвоудаляющего устройства.

61. Валик.

62. Цепная передача.

63. Вал.

64. Цепная передача.

Модуль (фиг. 1 и фиг. 2) включает в себя выкапывающий орган роторного типа 1 и ходовую часть в виде рамы 2 прямоугольной формы, опирающуюся на два колеса 3, на одном из которых закреплена звездочка 4 цепной передачи. Рама 2 состоит из двух продольных балок 5, соединенных передним 6 и задним 7 ригелями. На переднем ригеле рамы 2 закреплен узел 8 с универсальным шарниром и два вильчатых кронштейна 9, а на заднем ригеле установлен вал 10. На одном конце этого вала закреплена звездочка 11, соединенная со звездочкой 4 цепью 12, а вторым концом с помощью управляемой муфты сцепления (не показана) и углового редуктора 13 вал 10 соединен с винтом 14. Винт 14 и шариковая гайка 15 представляют собой несамотормозящийся подъемник.

Выкапывающий орган включает в себя прямоугольную раму 16 (фиг. 3), два кулачковых диска 17, барабан 18, ботвоудалающее устройство 19 (фиг. 1), комкодавитель с баллонами 20 и 21 (фиг. 1), редукторы с зубчатым зацеплением и цепные передачи, приводящие звенья механизмов выкапывающего органа во вращение. Рама 6 (фиг. 3) выкапывающего органа образована двумя балками 22 а также передним 23 и задним 24 ригелями. На переднем ригеле закреплены два кронштейна 25, а на заднем установлены узел 26, с которым шарнирно соединена шариковая гайка 15 (фиг. 1). Кулачковые диски 17 наружными торцами жестко соединены с балками 22. На наружной поверхности дисков 17 закреплены кулачки 27, а со стороны внутренних торцов дисков 17 установлены пальцы 28 с насажанными на них роликами 29.

Основными составными частями барабана 18 являются два кольца 30 и обечайка 31, состоящая из двух шайб 32 и большого количества обрезиненных соединенных с шайбами редкопосаженных прутков 33. На наружной поверхности колец 30 смежно размещены проушины 34, а внутренняя поверхность каждого кольца выполнена в виде цилиндрической дорожки 35 и зубчатого венца 36. В проушинах 34 колец 30 шарнирно закреплены подпружиненные пружинами 37 захваты 38 в виде угловых качалок, длинные плечи которых образуют гребенку с пальцами 39, а на коротких плечах посажены ролики 40.

Баллон 20 комкодавителя (фиг. 3) с помощью зубчатых колес 41 и 42, кинематически соединенных с зубчатым венцом 36 кольца барабана, а оси 43 и 44 этих колес вместе с подшипниками установлены на балках 22 рамы 16 рабочего органа (фиг. 3). Ось 45 баллона 21 комкодавителя (фиг. 4) вставлена в щеки П-образной подпружиненной качалки 46 (пружина не показана), шарнирно подвешенной на пальцах 47, закрепленных на внутренних торцах кулачковых дисков 17. Баллон 21 через зубчатые колеса 48, 49 и 50 кинематически соединен с зубчатым венцом 34 кольца 30 барабана 18. Оси этих зубчатых колес закреплены в щеке П-образной качалки 46.

Над баллонами 20 и 21 комкодавителя наклонно установлены два лотка 51 (фиг. 1), закрепленные на кулачковых дисках 17.

Ниже баллонов комкодавителя размещен прутковый ковшовый транспортер 52. Ведущий вал 53 транспортера 52 кинематически, с помощью углового редуктора 54 и цепной передачи 55 (фиг. 3), соединен с зубчатым венцом 34 кольца 30. Угловой редуктор 54 и кронштейны 56, на которых установлены оси 57 звездочек транспортера, закреплены на кулачковых дисках 17.

Ботвоудаляющее устройство 19 включает в себя две плоские щеки 58 Г-образной формы (фиг. 1) и (фиг. 5), соединенные перемычкой 59, непрерывного полотна 60, натянутого на валики 61 и цепной передачи 62. Вал 63 (фиг. 3) с помощью цепной передачи 64 кинематически соединен с зубчатым венцом 34 барабана 18.

Модуль работает следующим образом.

Перемещение выкапывающего органа (фиг. 1) в вертикальной плоскости осуществляется поворотом рамы 16 в кронштейнах 25 с помощью шарикового винтового подъемника, состоящего из винта 14 и шариковой гайки 15. Верхнее положение выкапывающего органа обеспечивает свободное перемещение модуля по полю, а нижнее вход в почву пальцев 39 захвата 38 на глубину залегания клубней с симметричным расположением пальцев относительно рядка. Оба положения могут изменяться регулировкой и фиксироваться ограничителями (на схеме не показаны). Прикладывая к шарниру 8 тягу, вследствие взаимодействия пальцев 39 захвата с почвой барабан 18, поддерживаемый роликами 29, придет во вращение, при этом ролики 40, обкатывая профили кулачков 27, приведут во вращение захваты 38. Профили кулачков 27 строят по условию, что пальцы захватов, находящихся в почве, должны сходиться своими концами, а захваты, расположенные вверху, циклически разводиться в разные стороны с помощью пружины 34. Расстояние между пальцами противостоящих захватов при проектировании выбирается значительно меньше ширины междурядий, вследствие этого при захвате клубненесущей массы большая часть почвы остается в междурядье. Сепарация почвы осуществляется ее проходом между пальцами при захвате клубненесущей массы, при ее подъеме барабаном, а также при прохождении клубненесущей массы через редкопрутковую обечайку с лотков 57 через комкодавитель и далее через полотно пруткового транспортера 52, на котором осуществляется окончательная сепарация почвы и подача клубней в тару или в емкости идущего рядом транспорта. Ботва с оставшимися на ней клубнями и другие длинномерные остатки обечайкой подаются к ботвоудалителю, где клубни отделяются от ботвы и, пройдя через промежутки между прутками обечайки, по лоткам скатываются в комкодавитель, а затем поступают на прутковый транспортер. Ботва и другие растительные остатки ботвоудалителем сбрасываются на поле.

Баллон 20 комкодавителя приводится во вращение зубчатым колесом 42, находящимся в зацеплении с зубчатым венцом 34 кольца 30 барабана 18. На оси этого колеса неподвижно закреплены неподвижная шестерня углового редуктора 54 и ведущая звездочка цепной передачи 64, приводящая во вращение вал 63, а ведомое зубчатое колесо редуктора 54 с помощью цепной передачи 55 приводит во вращение вал 53 транспортера 52. Баллон 21 комкодавителя (фиг. 4), установленный своей осью 45 в щеках П-образной качалки 46, через зубчатое колесо 49 приводится во вращение зубчатыми колесами 48, находящимися в зацеплении с зубчатым венцом 34. Полотно 60 ботвоудаляющего устройства приводится в поступательное движение валиком 61 (фиг. 5), вращающимся с помощью цепной передачи 62.

Переналадка модуля для выполнения культивации, рыхления и прополки состоит в замене кулачка 27 на другой, профиль которого позволяет увеличить углы поворота захватов, находящихся в нижнем положении, и обеспечить их открытие при небольшом подъеме от поверхности почвы. При работе плоскость симметрии выкапывающего органа должна совмещаться с серединой междурядья. Для использования модуля в качестве окучивателя необходимо демонтировать ботвоудалитель, комкодавитель, прутковый транспортер и обечайку, а также установить правый кулачковый диск 17 вместе с балкой 22 и кольцом 30 барабана на левую сторону, а левый диск на правую сторону. При этом для более интенсивного образования гребня необходимо промежутки между пальцами захватов закрыть диафрагмами.

На фиг. 6 представлена схема расположения захватов однорядкового модуля при входе их в почву в междурядье, а на фиг. 7 изображен вид половины гребня при окучивании с одного междурядья. При проходе модуля по соседнему междурядью гребни будут принимать симметричную форму. При использовании блока модулей одновременно будет происходить окучивание нескольких рядков.

Применение машины для возделывания корнеклубневых культур, составленной из универсальных модулей, позволяет:
сократить номенклатуру и количество почвообразующих агрегатов, а соединение нескольких модулей в один блок даст возможность в условиях сельских мастерских создать машины желаемой производительности, необходимой для фермерских и крупных хозяйств;
использовать любой вид тяги, включая и живое тягло, т.к. все механизмы модуля приводятся в действие от зубчатого венца, вращающегося при поступательном движении модуля;
при малых габаритах и массе модулей значительно снизить энергозатраты при эксплуатации машин.

В настоящее время разрабатывается конструкторская документация для изготовления опытных образцов модуля.

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении для возделывания корнеклубневых культур. Сущность изобретения: машина для возделывания корнеклубневых культур включает ходовую часть с опорными колесами, выкапывающий рабочий орган в виде барабана из кольцевых дисков, установленного на поворотной в вертикальной плоскости раме, которая шарнирно соединена с рамой ходовой части. Кольцевые диски барабана соединены редкопрутковой обечайкой с ботвоотделителем. Внутри барабана смонтированы наклонно к плоскости выкапывающего рабочего органа направляющие лотки, а также комкодавители и ковшовый прутковый транспортер. Причем баллоны комкодавителей имеют оси, параллельные образующим обечайки, а ковшовый прутковый транспортер установлен под комкодавителем и его полотно направлено вдоль оси барабана с наклоном к ней. 3 з. п. ф-лы, 7 ил.

1. Машина для возделывания корнеклубневых культур, содержащая ходовую часть с опорными колесами, выкапывающий рабочий орган, редкопрутковый элеватор, комкодавители, ботвоудалитель и ковшовый прутковый транспортер для подачи клубней в емкость, отличающаяся тем, что ходовая часть выполнена в виде плоскостей, горизонтально расположенной рамы с продольными балками, соединенными передним и задним ригелями, опорные колеса закреплены в середине продольных балок, а выкапывающий рабочий орган установлен на поворотной в вертикальной плоскости раме, шарнирно соединенной с рамой ходовой части, и выполнен в виде барабана из кольцевых дисков, соединенных редкопрутковой обечайкой с ботвоотделителем, размещенным снаружи обечайки, причем внутри барабана смонтированы направляющие лотки, установленные наклонно к плоскости рамы выкапывающего рабочего органа, при этом комкодавители и ковшовый прутковый транспортер также размещены внутри барабана, кроме того, баллоны комкодавителей имеют оси, параллельные образующим обечайки, а ковшовый прутковый транспортер установлен под комкодавителем и его полотно направлено вдоль оси барабана с наклоном к ней. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности колец барабана выполнены цилиндрические дорожки и зубчатые венцы, последние кинематически связаны с комкодавителями, ковшовым прутковым транспортером и ботвоудалителем, причем барабаны цилиндрическими дорожками установлены на роликах, закрепленных посредством пальцев на кулачковых дисках, которые смонтированы на продольных балках рамы рабочего органа, при этом по окружности наружной поверхности колец барабанов установлены проушины с шарнирно закрепленными захватами, выполненными в форме гребенки, на которых жестко закреплены рычаги с посаженными на них дополнительными роликами. 3. Машина по п.2, отличающаяся тем, что кулачковые диски жестко закреплены на продольных балках рамы выкапывающего рабочего органа, а дополнительные ролики установлены с возможностью постоянного контакта с профилем кулачков размещенных на наружных поверхностях кулачковых дисков. 4. Машина по п.1, отличающаяся тем, что имеет винтовой шарнирный подъемник для поворота рамы выкапывающего рабочего органа, выполненный в виде винта, установленного на заднем ригеле рамы ходовой части, и гайки, шарнирно смонтированной на раме выкапывающего рабочего органа.