Результат интеллектуальной деятельности: КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНЫЙ МИНИКОМБАЙН С ПРУТКОВО-ЛЕНТОЧНЫМ СЕПАРАТОРОМ

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для уборки картофеля.

Известны картофелеуборочные комбайны (патент РФ №2332828, А01D, 17/22, патент РФ №2341950, А01D, 17/00), на которых клубни картофеля от почвы и ботвы отделяются в восходящем потоке вороха. Основным достоинством таких устройств является то, что все операции технологического процесса выполняются на коротком пути (1…1,5 м), тогда как на известных комбайнах этот путь достигает до 16 м. Такие комбайны отличаются от известных простотой устройства, компактным размещением на раме рабочих органов и легковесностью.

Наиболее близким прототипом заявляемого устройства является малогабаритный картофелеуборочный комбайн (RU №2460269 C1, А01D, 17/10).

Как показали испытания в полевых условиях, диски большого диаметра, установленные на одной оси с ходовыми колесами, частично повреждают клубни. Кроме того при внедрении их в почву и вращении заметно увеличиваются тяговое сопротивление комбайна и потребляемая мощность.

В процессе наблюдения за работой комбайна и изучения техпроцесса возникла идея замены клубнеприемного пруткового решетчатого элеваторного полотна эластичной лентой, так как на этот элеватор поступает незначительное количество мелкой почвы вместе с клубнями. С целью уменьшения поступления почвы на сепарирующий орган целесообразно заменить сплошной пластинчатый лемех выкапывающим органом вильчатого типа.

В связи с этим предлагаемое изобретение направлено на решение следующих технических задач:

- исключить из конструктивной схемы комбайна тяжеловесные диски большого диаметра;

- заменить клубнеприемное прутковое элеваторное полотно бесконечной гибкой лентой;

- предложить выкапывающее устройство, сокращающее поступление почвенной массы на сепарирующие органы комбайна.

Указанные технические результаты достигаются тем, что картофелеуборочный комбайн с прутково-ленточным сепаратором имеет клубнеприемное устройство, состоящее из гибкой бесконечной ленты, снабженное с внутренней стороны многоручевым клиновым ремнем, а нижний направляющий валец ленты размещен над лемехом и имеет возможность изменения своего положения относительно лемеха по горизонтали.

Лемех выполнен в виде вилки, каждый зуб которой изготовлен из полосовой стали и закреплен с помощью консольной пластины к поперечному несущему брусу с возможностью изменения интервала между зубьями.

Таким исполнением устройства упрощается конструкция комбайна, заметно уменьшается его масса (на 120 кг), сокращаются очаги повреждения клубней, уменьшается масса почвы поступающей на сепарирующий орган и совершенствуется техпроцесс функционирования машины в целом, повышается конкурентоспособность комбайна на рынке.

Идея отделения клубней от почвы и ботвы в восходящем потоке вороха возникла в 2006 году. С тех пор не прерывался процесс совершенствования первоначальной конструктивной схемы комбайна. Создано множество вариантов макетных образцов машин, в том числе и двухрядные. Исключение из конструктивной схемы двух тяжеловесных дисков, неудобных в изготовлении и эксплуатации, замена дорогостоящего пруткового элеватора гибкой лентой для нас является «революционным» шагом в деле совершенствования конструкции комбайнов.

Получена легковесная простая конструкция однорядного комбайна. На полевых испытаниях мини-комбайна в уборочном сезоне 2014 получены отличные показатели.

В мире нет ни одного комбайна, содержащего всего один прутковый элеватор (длиной 1,2 м).

На фиг. 1 приведена схема картофелеуборочного комбайна с прутко-ленточным сепаратором, вид сбоку, на фиг. 2 - схема вильчатого лемеха.

Сепарирующий рабочий орган содержит ворохоподъемный прутковый элеватор 1, клубнеприемную гибкую ленту 2, клубнеотделяющие бесконечные ремни 3.

Полотно ворохоподъемного элеватора 1 составлено из стальных прутков, размещенных с определенным интервалом на двух несущих ремнях. Полотно элеватора 1 надето на звездочки ведущего вала 4 и направляющий валец 5. Ворохоподъемный элеватор 1 размещен в задней части рамы комбайна таким образом, что передняя рабочая ветвь его наклонена к горизонтальной плоскости под углом 55° (угол свободного качения клубней).

Клубнеприемная гибкая лента 2 надета на ведущий барабан 6, снабженный многоручьевым шкивом, задний направляющий валец 7 и нижний ведомый барабан 8 (цилиндр).

Клубнеприемная лента 2 размещена в передней части рамы таким образом, что между передней рабочей ветвью ворохоподъемного элеватора 1 и задней ветвью клубнеприемной ленты 2 образован сужающийся кверху трапецеидальный канал, при этом ведомый барабан 8 размещен над лемехом с возможностью изменения своего положения по горизонтали. Над верхней ветвью клубнеприемной ленты 2 имеется щиток-отражатель 9, закрепленный на двух стойках под углом к направлению движения клубней, равным углу свободного перекатывания клубней. Зазор щитка-отражателя 9 регулируется болтами 10. Отраженные щитком-отражателем 9 клубни сходят по лотку 11 в накопитель (корзину, мешок, контейнер).

К верхней свободной ветви ворохоподъемного пруткового элеватора 1 с помощью направляющего вальца 12, размещенного выше и позади ведущего вала 4, прижаты ветви ботвоотделяющих ремней 3, надетые с определенным интервалом (12 см) на клубнеприемную ленту 2.

Для предотвращения наматывания ботвы и растительных остатков на направляющий валец 12 над верхним ведущим валом 4 ворохоподъемного элеватора 1 размещена трубка 13 длиной, равной ширине элеватора, снабженная дугообразными прутками 14 (гребенкой) и эластичной пластиной 15, закрепленной на трубке 13 перпендикулярно поверхности элеватора 1. Ниже пластины 15 имеется клубнеотбойная гибкая нить 16.

Лемех выполнен в виде вилки, каждый зуб 17 (фиг. 2) которой изготовлен из полосовой стали (пружинная лапа культиватора) и закреплен с помощью консольной пластины 18 к поперечному брусу 19 с возможностью изменения интервала между зубьями 17.

Рама установлена сзади на два пневматических колеса 20, а спереди - на регулируемый по высоте фигурный (по форме сечения гребня) каток 21.

Работа однорядного картофелеуборочного комбайна с прутково-ленточным сепаратором осуществляется следующим образом.

При поступательном движении уборочного агрегата вильчатый лемех отделяет пласт почвы (ворох) от основного массива, частично разрушает и деформирует его. При этом под действием сил нормального давления значительная масса мелкой почвы выжимается между зубьями лемеха. Перемещению пласта по поверхности лемеха способствует нижняя ветвь клубнеприемной ленты.

При сходе с лемеха ворох подхватывается ветвями ворохоподъемного элеватора 1 и клубнеприемной ленты 2. Поскольку канал, образованный этими ветвями, по мере подъема суживается, то ворох уплотняется, толщина его уменьшается, мелкие частицы почвы просеиваются, часть комков разрушается. При этом за счет действия силы тяжести часть клубней отрывается от ботвы.

По мере подъема промежуток между ветвями ботвоотделяющих ремней 3 и поверхностью ворохоподъемного элеватора 1 сокращается. Вследствие этого ремни 3 как бы врезаются в поток вороха и отсекают большую часть клубней от ботвы. При этом свободные клубни, освободившись от передней опорной поверхности (задней ветви ленты 2), скатываются на верхнюю ветвь ленты. Не отделившиеся клубни поднимаются выше, отсекаются от ботвы, встретившись с клубнеотбойной нитью 16, и также скатываются вниз. Выброс свободных клубней назад вместе с почвой и растительными примесями предотвращается пластиной 15, а наматывание ботвы и растительных остатков на валец 12 - прутками 14 (гребенкой).

Скатывающиеся на верхнюю ветвь ленты 2 клубни, встретившись со щитком-отражателем 9, смещаются в сторону, сходят с поверхности ленты 2 и по лотку 11 поступают в накопитель (корзину, мешок, контейнер). При этом мелкие почвенные примеси остаются на поверхности верхней ветви ленты 2, проходят через зазор между нижней кромкой щита-отражателя 9 и поверхностью ленты 2 и выбрасываются вперед на землю.

Таким образом, в накопитель поступают чистые клубни без примесей.

Основные достоинства предлагаемого устройства:

- короткий технологический путь сепарации клубненесущего вороха (1,5 м);

- отсутствие в конструктивной схеме комбайна тяжеловесных стальных дисков большого диаметра (800 мм);

- замена дорогостоящего пруткового клубнеприемного элеватора легковесной гибкой лентой;

- значительное снижение массы комбайна.

Указанные достоинства подтверждают экономическую эффективность предлагаемого устройства.