Результат интеллектуальной деятельности: Вычесыватель-измельчитель

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к почвообрабатывающим машинам.

Известно орудие для извлечения корневых остатков из почвы, содержащее плоскорежущие лапы, зубовый ротор, вращающийся навстречу движению орудия (снизу-вверх), эксцентрично установленный на нем кожух-съемник с прорезями для зубьев ротора, битер с эластичными лопастями, установленный над ротором и сбрасывающими растительные остатки, и бункер для их сбора (авт. свид. СССР №183513, МПК А01В 39/18).

Недостатком известного орудия является неудовлетворительное освобождение зубьев ротора от нависших на них корневых остатков, их защемление между зубом и кожухом, быстрое забивание и торможение ротора, у которого рабочие ребра зубьев размещены радиально.

Известен роторный глубокорыхлитель (патент РФ №2538821, МПК А01В 49/02, 2013), содержащий ряд сферических дисков, установленных с углом атаки и вращающийся по ходу движения ротора с зубьями, закрепленными на фланцах с обоймами, установленными на горизонтальном поперечном валу, механизмы привода ротора и каток, расположенный сзади ротора.

Недостатком орудия является то, что при обработке почвы с корневыми остатками многолетних насаждений они сбрасываются перед ротором, поэтому повторно захватываются зубьями, что повышает энергозатраты и может повлечь забивание ротора. Кроме того, на поверхности почвы сохраняются неизмельченные корневые остатки, требующие уборки.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа вычесыватель-глубокорыхлитель (патент на полезную модель РФ №152150, МПК А01В 39/18, 2014), содержащий вращающийся навстречу движению вычесывающий барабан с валом и С-образными зубьями, закрепленными на подвижных фланцах на валу барабана, кожух, проходящий сквозь тело вращения барабана, битер с лопастями и поворотный бункер для сбора корневых остатков. Битер и барабан установлены с перекрытием их тел вращения, а перед барабаном установлены дисковые ножи, регулируемые по высоте установки.

Технической задачей изобретения является снижение энергозатрат на извлечение корней из почвы и обеспечение качественного измельчения древесных остатков многолетних насаждений (садовых деревьев и кустарников) и равномерное разбрасывание их на поверхности поля.

Техническая задача решается тем, что в вычесывателе-измельчителе, содержащем раму с присоединительным устройством, вычесывающий барабан, вращающийся навстречу движению орудия, с валом и С-образными зубьями, закрепленными на фланцах, механизмы привода барабана и дисковые ножи, размещенные перед барабаном, согласно изобретению сзади барабана установлен принудительно вращающийся по ходу движения орудия ротор с шарнирно закрепленными ножами и проходящими сквозь тело вращения барабана, сзади ротора установлен ряд зубьев, расположенных в полосах между ножами ротора, регулируемых по высоте установки и сопряженных с несущей их балкой посредством хомутов, установленных на упругих элементах, при этом нижние концы зубьев размещены под ротором, на котором установлены плоские и Т-образные ножи, причем плоскости вращения плоских ножей размещены с обеих сторон плоскости вращения С-образных зубьев барабана, Т-образные ножи установлены между плоским ножами радиус их тела вращения меньше, чем радиус тела вращения плоских ножей, кроме того, минимальное расстояние от оси ротора до переднего ребра зубьев меньше радиуса тела вращения плоского ножа и больше, чем Т-образного.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен вычесыватель-измельчитель, вид сбоку; фиг. 2 - то же, вид сверху.

Вычесыватель-измельчитель содержит раму 1 с присоединительным устройством 2 и площадкой 3 для крепления редуктора. На раме 1 последовательно установлены дисковые ножи 4, закрепленные на балке 5, регулируемой по высоте установки, вычесывающий барабан 6 с С-образными зубьями 7, вращающийся навстречу движения орудия и состоящий из левой и правой секций, ножевой ротор 8 и ряд зубьев 9, регулируемых по высоте установки и закрепленных на балке 10 посредством хомутов, установленных на упругих элементах.

Механизмы привода барабана 6, вращающегося снизу-вверх, содержат карданную передачу 11 от вала отбора мощности трактора, цилиндрический редуктор 12, карданную передачу 13 и червячный редуктор 14. Привод ротора 8 осуществляется от гидромотора 15 с нагнетательной и сливной гидромагистралями 16.

Дисковые ножи 4 размещены по оси полос между зубьями 7 барабана 6. Балка 5 с дисковыми ножами 4 установлена в пазах стоек 17 с винтовыми механизмами 18 для регулировки заглубления ножей 4 посредством вертикального перемещения балки 5.

Секции барабана 6 посредством зубчатых муфт соединены с червячным редуктором 14, закрепленным на площадке 3. Барабан 6 содержит вал 19 с С-образными зубьями 7, закрепленными по два на фланцах 20 с обоймами 21. Фланцы 20 выполнены подвижными в плоскости вращения зубьев и установлены на валу 19 на эластичных элементах, выполненных в виде резиновых стержней цилиндрической формы и размещенных в кольцевой полости между ребрами на внутренней поверхности обоймы 21 и на участке вала 19, на котором она расположена. С-образные зубья 7 размещены по винтовой линии с угловым смещением 45° на смежных фланцах 20.

Ротор 8 содержит вал 22, на котором шарнирно закреплены плоские ножи 23, плоскости вращения которых размещены с зазором до 10 мм с обеих сторон от плоскостей вращения С-образных зубьев 7 ротора 6, и Т-образные ножи 24, установленные между ножами 23. По длине вала 22 ножи 23 и 24 расположены с чередованием: два плоских 23 и два Т-образных 24. Ножи 23 и 24 размещены в полосах между зубьями 9. Ширина захвата Т-образных ножей 24 меньше ширины промежутка между смежными зубьями 9.

Применение на роторе 8 ножей 23 и 24 двух типов обусловлено тем, что на С-образных зубьях 7 барабана 6 корневые остатки размещены преимущественно поперек плоскостей вращения зубьев 7. Ножи 23 и 24, лезвия которых движутся поперек извлекаемых корней, их лучше измельчают. Радиус R тела вращения плоских ножей 23 больше, чем радиус r тела вращения ножей 24, что улучшает захват и измельчение извлекаемых из почвы корней за счет большего проникания ножей 24 в межзубовое пространство барабана 6. Минимальное расстояние от оси ротора 8 до переднего ребра зуба 9 меньше радиуса тела вращения плоского ножа 23 и больше, чем Т-образного 24. При вращении ротора 8 Т-образные ножи 24 проходят перед зубьями 9, а плоские ножи 23 - между верхней частью передних ребер зубьев 9, способствующих опорному резанию.

Корневые остатки, сброшенные плоскими ножами 23 с зубьев 7, более вероятно располагаются под углом и вдоль плоскости вращения зубьев 7, поэтому для измельчения корней между этими зубьями более эффективны Т-образные ножи 24, у которых основной участок лезвия расположен поперек плоскости вращения С-образных зубьев 7. Ширина верхней полки Т-образных ножей меньше расстояния между зубьями 9, что предотвращает возможность соударения ножей 24 с зубьями 9.

Зубья 9 закреплены на хомутах 25, обе части которых соединены болтами и установлены на балке 10 на эластичных элементах 26, выполненных в виде цилиндров из упругого материала, например резины. Ножи 24 могут пройти без соударения с зубьями 9 при их колебании на эластичных элементах 26. Из-за подвижности зубьев 9 и движения ножей 23 в промежутках между ними исключается возможность их забивания растительными остатками.

Балка 10 с зубьями 9 установлена в пазах стоек, снабженных винтовыми механизмами 27, обеспечивающими ее вертикальное перемещение и регулировку положения зубьев 9 относительно поверхности поля. Нижние концы зубьев 9 размещены под ротором 8 и заглублены в почву на 0…5 см, что обеспечивает захват и подъем для повторного резания крупных древесных отрезков. Зубья 9 размещены в полосах между ножами 23 и 24 ротора 8.

Переднее ребро зубьев 9 выполнено по дуге, максимально приближенной к ротору 8 на уровне его оси. При вращении ротора 8 его Т-образные ножи 24 проходят перед зубьями 9, а плоские 23 - между ними и все - сквозь тело вращения барабана 6 между зубьями 7.

Над ротором 8 установлен кожух 28, предотвращающий отбрасывание измельченных корней вверх и вперед к кабине трактора.

Заглубление барабана 6 при работе ограничивают лыжи 29.

Требуемую глубину обработки барабаном 6 устанавливают с помощью лыж 29, регулируемых по высоте установки, заглубление дисковых ножей 4 - вертикальным перемещением балки 5 с помощью винтовых механизмов 18, а положение зубьев 9 - вертикальным перемещением балки 10 с помощью винтовых механизмов 27.

Устройство работает следующим образом.

При работе вычесывателя-измельчителя дисковые ножи 4 в полосах между зубьями 7 разрезают пласт и этим облегчают извлечение из почвы древесных корней и предотвращают забивание ими барабана 6. Вращающий момент от ВОМ трактора на барабан 6 передается посредством механизмов привода 11…14. Зубья 7 барабана 6 поочередно погружаются в почву и, двигаясь в ней по ходу орудия, захватывают корни, частично разрезанные дисковыми ножами 4, и извлекают их из почвы. При движении в почве зуба 7 сжимаются эластичные элементы, расположенные в кольцевой полости между ребрами на валу 19 барабана 6 и на обечайке 21 фланца 20, на котором зуб 7 закреплен. Перед выходом зуба 7 из почвы ее сопротивление перемещению зуба 7 уменьшается из-за скалывания почвенного фрагмента. Под действием распрямляющихся эластичных элементов, расположенных в кольцевой полости, фланец 20 с С-образными зубьями 7 ускоренно поворачивается в сторону вращения барабана 6. Корни встряхиваются с зуба 7, ранее вышедшего из почвы, закрепленного на том же фланце 20.

Так как сопротивление почвы движению в ней зуба 7 непостоянно, то величина сжатия эластичных элементов, расположенных в кольцевой полости между валом барабана 19 и обоймой 21, меняется. Зуб 7 в почве также совершает колебания, снижающие вращающий момент на привод барабана 6. Плоские ножи 23 вращающегося ротора 8 окончательно снимают с С-образных зубьев 7 сохранившиеся на них после встряхивания корни и другие растительные остатки и вместе с Т-образными ножами 24 измельчают их основную массу. Защемление корневых остатков между зубом 7 и плоским ножом 23 ротора 8 исключено, так как при сближении они движутся в одну сторону, вниз. Эффективность безопорного резания древесных остатков достигается за счет высокой окружной скорости ножей 23 и 24 ротора 8.

Зубья 9 поднимают к ротору 8 упавшие на поверхность поля отрезки корней, и они повторно измельчаются в условиях приближенных к опорному резанию. Измельчаемая масса отбрасывается назад и частично вверх на кожух 28, направляющий ее вниз к почве. Зубья 9 повторно поднимают к ротору 8 сохранившиеся крупные отрезки, и они дополнительно измельчаются и равномерно распределяется на поверхности разрыхленного поля.

Таким образом, совмещая глубокое рыхление почвы, вычесывание и качественное измельчение растительных остатков, предложенный вычесыватель-измельчитель обеспечивает извлечение корней из почвы, качественное их измельчение и равномерное разбрасывание на поверхности поля при снижении энергозатрат на извлечение корней.