МАШИНА ДЛЯ ВЫКОПКИ СОЛОДКОВОГО КОРНЯ Российский патент 2000 года по МПК A01D31/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к техническим средствам для добычи корневой массы солодки (голой, уральской, Г. Коржинского) в естественных зарослях и на культурных плантациях в качестве лакричного сырья ряда отраслей промышленности (химической, консервной, фармацевтической, пищевой, кондитерской и др.).

Известна почвообрабатывающая скоба, включающая боковые ножевидные стойки, соединенные в нижней части криволинейным лемехом с удлинителем, состоящим из центрального элемента и боковых рыхлящих прутьев, закрепленных передними концами на задней кромке криволинейного лемеха, в которой, с целью повышения эффективности рыхления и сепарации почвы, а также снижения тягового сопротивления скобы, боковые рыхлящие прутья выполнены прямыми и расположены по двум симметричным относительно продольной оси скобы винтовым поверхностям, причем задние концы прутьев каждой винтовой поверхности лежат на прямой линии; ближайшие к центральному элементу боковые рыхлящие прутья снабжены съемными режущими спиралями, направление которых совпадает с направлением закрутки винтовых поверхностей удлинителя (SU, авторское свидетельство, N 1445594, A1, МПК⁴ A 01 C 11/00, A 01 B 39/16. Почвообрабатывающая скоба //Павлоцкий А.С. Заявлено 01.07.1987. Опубликовано 23.12.1988).

Описанная скоба удовлетворительно подрезает корнесодержащий пласт. Однако извлечение на дневную поверхность корней и корневищ солодки из пронизанного ими пласта затруднительно. Связанный задернелый пласт сползает вновь по рыхлящим прутьям скобы в канаву.

Известна также машина для выкопки солодкового корня, содержащая раму на опорных колесах, подкапывающий лемех, в которой, с целью снижения нагрузки на ходовую систему трактора и увеличения производительности, она снабжена двумя закрытыми кожухами-редукторами, каждый из которых имеет вал с двумя параллельными крестовинами, который установлен на подшипниках, расположенных на раме корпусов с неподвижными коническими шестернями, при этом валы редукторов установлены параллельно друг другу и соединены между собой посредством зубчатых колес, которые образуют пару противоположного вращения, причем каждая ось крестовины вала имеет установленную у ее центра с возможностью вращения на ней коническую шестерню, на корпусе которой со стороны большого основания расположена цилиндрическая шестерня, сопряженная с цилиндрической шестерней соседней крестовины этого же вала, при этом каждая из неподвижных шестерен сопряжена со всеми коническими шестернями одной крестовины, все конические и цилиндрические шестерни имеют, соответственно, одинаковый диаметр, а последние из них снабжены дебалансными грузами (см. SU, авторское свидетельство N 1824049, A1, МПК⁵ A 01 C 11/00. Машина для выкопки солодкового корня //Ежак П.И. Ханазаров А.А., Абидов А.Х., Давранбеков Х.Т., Косаев Е.К. Заявлено 09.01.1991, опубликовано 30.06.1993).

Механический вибратор, установленный на раме машины, не обеспечивает извлечение корневой массы солодки из целинных пластов земли на естественных зарослях как в условиях поймы р. Волги, так и в степных сообществах.

Известна также машина для извлечения корневищ корнеотпрыскивых сорняков, содержащая раму, копирующее колесо, лемех, элеватор, сепаратор с ротором и бункер, в которой, с целью повышения эффективности в работе, ротор выполнен подпружиненным и снабжен молотками с гребенчатыми полозьями, причем контрмолотки смонтированы на роторе при помощи осевого стержня, при этом сепаратор установлен с возможностью плоскопараллельного движения; полозья закреплены в контрмолотках на различной длине, причем последняя уменьшается в направлении от продольной оси машины; полозья выполнены из эластичного материала; ротор установлен на раме с возможностью регулирования его положения в вертикальной и горизонтальной плоскостях (RU, патент, N 2017372, C1, МПК⁵ A 01 D 25/02, 91/02. Способ извлечения корневищ корнеотпрысковых сорняков и машина для их извлечения //Алшинбаев М.Р., Ибдиминов А.А., Садыков Ж.С., Сейтменбетов Т.С. Заявлено 25.02.1991, опубликовано 15.08.1994).

Ротор, размещенный за элеватором и над подрезанным пластом, не обеспечивает обработку корнесодержащего пласта. Описанная машина громоздка, металлоемка и малопроизводительна. Даже наличие сепаратора (5) не обеспечивает отделения корневой массы солодки от почвы. С увеличением мощности (глубины) подкапывания корнесодержащего пласта до 0,5-0,6 м и 80-90% почвы и грунта перемещается в бункер (12).

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении степени очистки корневой массы солодки и производительности машины.

Эффект и технический результат, которые могут быть получены при осуществлении изобретения, выражаются в снижении энергозатрат на выполнение технологического процесса и трудозатрат при сборе корней и корневищ солодки с поверхности убранной полосы.

Указанный эффект и технический результат при осуществлении изобретения достигаются тем, что в известной машине, включающей раму, копирующее колесо, лемех, элеватор и сепаратор, последний выполнен в виде пары вертикально поставленных встречно вращающихся приводных роторов с ярусно установленными клыками на поверхности каждого, причем клыки верхнего яруса выполнены с наименьшим описанным радиусом и с увеличением последних по ярусам в сторону нижнего яруса, а за сепаратором размещены щитки; лемех выполнен в виде U-образной скобы, боковые стенки которой сопряжены с горизонтальным лезвием криволинейными участками, а режущая кромка каждой боковой стенки наклонена к лезвию под углом 60-70^o; элеватор выполнен в виде пакета разнодлинных и разнонаклонных ребер, при этом среднее ребро установлено под минимальным углом к горизонту и имеет наибольшую длину, а боковые ребра, установленные симметрично среднему ребру, смонтированы с нарастанием угла постановки и уменьшением длины; передние концы ребер элеватора смонтированы на горизонтальном лезвии U-образной скобы лемеха и со смещением назад от его режущей кромки; удаленные концы ребер от горизонтального лезвия лемеха установлены в зоне контактов ярусно размещенных клыков роторов; каждый ротор установлен на раме с возможностью смещения в боковом направлении; установленные за ротором щитки выполнены из упругого прорезиненного материала и снабжены возможностью взаимного смещения; привод роторов выполнен в виде кинематической цепи, снабженной последовательно установленными карданным телескопическим валом с шарнирами Гука, подвесным валом, соединенным шарниром Гука с трансмиссионным валом, снабженным многоручьевыми шкивами и соединенными перекрещивающимися клиновыми ремнями со шкивами вертикально установленных встречно вращающихся роторов.

За счет того, что машина снабжена элеватором в виде пакета разнодлинных и разнонаклонных к горизонту ребер и сепаратором в виде вертикально поставленных встречно вращающихся приводных роторов, достигается вышеуказанный технический результат.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 схематично в аксонометрическом изображении представлена машина для выкопки солодкового корня.

На фиг. 2 показан в аксонометрии лемех и элеватор заявленной машины.

На фиг. 3 - диаметральный разрез левого ротора сепаратора корневой массы с ярусно установленными клыками.

На фиг. 4 изображена кинематическая схема привода встречно вращающихся вертикально установленных роторов сепаратора, включая карданный телескопический вал связи с ВОМ трактора и ВПМ (ведущий приемный вал) машины.

Сведения, подтверждающие возможность реализации изобретения, заключаются в следующем.

Машина для выкопки солодкового корня содержит раму 1, копирующее колесо с винтовым механизмом (на чертежах не показано), лемех 2, элеватор 3 и сепаратор 4 (см. фиг. 1).

Рама 1 сварной конструкции содержит поперечный брус 5, стойку 6, продольный брус 7, балку 8, кронштейн 9 и укосину 10.

Поперечный брус 5 снабжен левым и правым кронштейнами 11 и 12 для навески посредством пальцев 13 на тяги агрегатируемого трактора класса тяги 3-5. Брус 5 выполнен из толстостенной трубы. На брусе 5 сварными швами и косынками закреплена стойка 6. Верхняя часть стойки 6 снабжена парой плит, образующих верхний кронштейн 14 навески для соединения с центральной верхней тягой трактора. Кронштейн 14 снабжен быстросъемным пальцем 15 диаметром 30 (40) мм. На левой консоли поперечного бруса 5 установлено копирующее колесо с винтовым механизмом. Копирующее колесо заимствовано с трехъярусного плуга ПТН-3-40. Пределы регулирования положения опорного колеса винтовым механизмом составляют 0-0,45 м.

Лемех 2 выполнен в виде U - образной скобы (см. фиг. 1 и 2), боковые стенки 16 и 17 которой сопряжены с горизонтальным лезвием 18 криволинейными участками 19 и 20.

Режущие кромки 21 боковых стенок 16 и 17 наклонены к лезвию 18 под углом 60-70^o. Лезвие 18 снабжено режущей кромкой 22. Верхняя часть каждой боковой стенки 16 (17) снабжена монтажными отверстиями 23.

Элеватор 3 выполнен в виде пакета разноподлинных и разнонаклонных ребер 24, 25 и 26. Среднее ребро 24 установлено под минимальным углом к горизонту и имеет наибольшую длину. Боковые ребра 25 и 26 установлены симметрично среднему ребру 24. Боковые ребра 25 и 26 смонтированы на лемехе 2 с нарастанием угла постановки и уменьшения их длины. Передние концы ребер 24-26 элеватора 3 смонтированы на горизонтальном лезвии 18 U-образной скобы лемеха 2 и со смещением назад от его режущей кромки 22 на величину 75-125 мм. Удаленные концы ребер 24-26 от горизонтального лезвия 18 лемеха 2 установлены в зоне контактов ярусно установленных клыков 27 роторов 28 и 29 сепаратора 4.

Сепаратор 4 (см. фиг. 1 и 3) выполнен в виде пары вертикально поставленных встречно вращающихся приводных ротора 28 и 29 с ярусно установленными клыками 217 на поверхности каждого ротора 28 (29). Клыки 27 верхнего яруса выполнены с наименьшим описанным радиусом. Радиусы описанных окружностей клыков 27 во втором и третьем ярусах увеличиваются в сторону нижнего яруса.

Каждый ротор 28 (29) имеет цилиндрический каркас 30 с ярусно установленными на внешней поверхности клыками 27. В полости каркаса 30 сварными швами закреплены разновеликие шлицевые втулки 31 и 32. Посредством втулок 31 и 32 каркас 30 ротора 28 (29) установлен на приводной штанге 33. Приводная штанга 33 снабжена резьбовым хвостовиком 34 со стороны нижних шлицов 31.

Верхняя часть штанги 33 смонтирована в корпусе 35, в котором установлены роликоподшипники 36 и 37, упорная шайба 38, фасонная гайка 39 с шайбой с усом, сквозные крышки 40 и 41 с сальниковыми уплотнениями. В верхней части штанги 33 посредством клиновой шпонки 42 закреплен многоручьевой шкив 43. Корпус 34 сварными швами соединен с полой балкой 44 сварного сечения. Полные балки 44 и 45 роторов 28 и 29 установлены в полости поперечной балки 8. Таким образом каждый ротор 28 (29) установлен на раме 1 с возможностью смещения в боковом направлении. Установленные за роторами 28 (29) щитки 46 и 47 сепаратора 4 выполнены из упругого прорезиненного материала. Щитки снабжены возможностью взаимного смещения благодаря дуговым секторам 48 и 49 (см. фиг. 1).

Привод роторов 28 и 29 выполнен в виде кинематической цепи, снабженной последовательно установленным карданным телескопическим валом 50 (см. фиг. 4) с шарнирами Гука 51 и 52, подвесным валом 53, соединенным шарниром Гука 54 с трансмиссионным валом 55. Трансмиссионный вал 55 снабжен многоручьевыми шкивами 56 и 57 и соединен перекрещивающимися клиновыми ремнями 58 и 59 со шкивами 43 вертикально установленных встречно вращающихся роторов 28 и 29.

Шарнир Гука 51 соединен чистым болтом со шлицами ВОМ агрегатируемого трактора. Подвесной вал 53 установлен в полости стойки 6 и размещен между парой радиальных роликоподшипников 60 разовой смазки. Трансмиссионный вал 55 установлен над продольным брусом 7 и с ним соединен опорной втулкой с установленной в ней парой радиальных шарикоподшипников 61. Шарнир Гука 54 исключает любые несоосности в соединении подвесного вала 53 и трансмиссионного вала 55. Шкивы 56 и 57 на поверхности трансмиссионного вала установлены посредством прямобочных шлицев. Направление вращения валов 50, 53 и 55 и вертикально установленных штанг 33 горизонтальных роторов 28 и 29 сепаратора 4 читается на фиг. 4. Натяжение ременных передач 58 и 59 достигается перемещением полых балок 44 и 45 из полости поперечной балки 8 рамы 1 с помощью винтовых механизмов. Изменение расстояния между концами ярусно установленных клыков 27 на выполнение технологического процесса заметного влияния не оказывает.

Машина для выкопки солодкового корня функционирует следующим образом.

Заявленную машину, выполненную в навесном варианте и снабженную приводом от ВОМ агрегатируемого трактора, штатно готовят к работе. Особое внимание уделяют узлам вращения. Все приводные узлы должны быть снабжены защитными кожухами.

Перед началом заготовки солодкового корня убирают сеноуборочными (кормоуборочными) машинами вегетативные побеги лакрицы и сопутствующих трав в естественных (дикорастущих) или на культурных плантациях. После уборки вегетативных побегов удаляют фрезерованием верхнего слоя почвы и пожнивных остатков нетоварные части корней солодки как не отвечающие требованиям ГОСТ 22839-88. Уборку ведут либо полосами, либо на сплошном массиве. Агрегат, включающий трактор и заявленную машину, движется с учетом рельефа местности на заданной рабочей (поступательной) скорости. После рекогносцировки местности и установления фактической продуктивности естественных зарослей лакричника приступают к промышленной заготовке солодкового корня. В это же время устанавливают мощность корнесодержащего пласта 60.

При перемещении рамы 1 режущая кромка 22 горизонтального лезвия 18 ножа 2 режущие кромки 21 левой и правой боковых стенок 16 и 17 подрезают по прямоугольному периметру пласт почвы, переплетенный корнями и корневищами солодки высотой 0,4-0,45 м и шириной 1,1-1,8 м. За счет подпора и перемещения ножа 2 подрезанный пласт 60 поступает на ребра 24-26 элеватора 3. В силу конструктивных особенностей размещения элеватора 3 относительно лемеха 2 пласт 60 элеватором 3 поднимается над горизонтом и постоянно подвергается изгибно-сжимающим деформациям. Подрезанные вертикальные полки подрезанного пласта 60 крайними ребрами 26 приподнимаются относительно среднего ребра 24 и боковых ребер 25. В пласте возникают сжимающе-растягивающие нагрузки относительно корней и корневищ и почвенные агрегаты отделяются от основной массы. Пласт 60, в уменьшенном размере по ширине, поступает с элеватора 3 на сепаратор 4. Клыками 27 встречно вращающихся роторов 28 и 29 сжатый пласт 60 подвергается интенсивной обработке. Комья земли отделяются от общей массы и клыками сбрасываются на щитки 46 и 47. Почвенные агрегаты и комья земли и грунта вновь укладываются на дно канавы. Корневая масса извлекается вверх и укладывается на поверхность убранной полосы. Извлеченные солодковые корни и корневища в условиях Астраханской и Волгоградской областей подвергаются естественной сушке в течение 3-4 суток на поверхности полосы. С поверхности полос корневую массу убирают подборщиками корней конструкции заявителей.

Описанная совокупность отличительных существенных признаков обеспечивает достижение технической задачи. Почва укладывается вместе с некондиционными (мелкими) корнями в канаву. При указанной обработке на корнях и корневищах солодки находится минимальное количество минеральных примесей.

Машина содержит раму (1), копирующее колесо, лемех (2), элеватор (3) и сепаратор (4). Сепаратор (4) выполнен в виде пары вертикально поставленных встречно вращающихся приводных роторов (28, 29) с ярусно установленными клыками (27) на поверхности каждого. Клыки верхнего яруса выполнены с наименьшим описанным радиусом и с увеличением последних по ярусам в сторону нижнего яруса. За сепаратором (4) размещены щитки (46, 47). Обеспечивается снижение энергозатрат на выполнение технологического процесса и трудозатрат при сборе корней и корневищ солодки. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Машина для выкопки солодкового корня, содержащая раму, копирующее колесо, лемех, элеватор и сепаратор, отличающаяся тем, что сепаратор выполнен в виде пары вертикально поставленных встречно вращающихся приводных роторов с ярусно установленными клыками на поверхности каждого, причем клыки верхнего яруса выполнены с наименьшим описанным радиусом и с увеличением последних по ярусам в сторону нижнего яруса, а за сепаратором размещены щитки. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что лемех выполнен в виде U-образной скобы, боковые стенки которой сопряжены с горизонтальным лезвием криволинейными участками, а режущая кромка каждой боковой стенки наклонена к лезвию под углом 60 - 70^o. 3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что элеватор выполнен в виде пакета разнодлинных и разнонаклонных ребер, при этом среднее ребро установлено под минимальным углом к горизонту и имеет наибольшую длину, а боковые ребра, установленные симметрично среднему ребру, смонтированы с нарастанием угла постановки и уменьшения длины. 4. Машина по пп.2 и 3, отличающаяся тем, что передние концы ребер элеватора смонтированы на горизонтальном лезвии U-образной скобы лемеха и со смещением назад от его режущей кромки. 5. Машина по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что удаленные концы ребер от горизонтального лезвия лемеха установлены в зоне контактов ярусно установленных клыков роторов. 6. Машина по п.1, отличающаяся тем, что каждый ротор установлен на раме с возможностью смещения в боковом направлении. 7. Машина по п.1, отличающаяся тем, что установленные за роторами щитки выполнены из упругого прорезиненного материала и снабжены возможностью взаимного смещения. 8. Машина по п.1, отличающаяся тем, что привод роторов выполнен в виде кинематической цепи, снабженной последовательно установленными карданным телескопическим валом с шарнирами Гука, подвесным валом, соединенным шарниром Гука с трансмиссионным валом, снабженным многоручьевыми шкивами и соединенным перекрещивающимися клиновыми ремнями со шкивами вертикально установленных встречно вращающихся роторов.