Результат интеллектуальной деятельности: Клубнеуборочный комбайн

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и предназначено для уборки клубнеплодов - картофеля, свеклы, лука, и др.

Известна машина для уборки корнеклубнеплодов, преимущественно топинамбура, включающая последовательно смонтированные на раме выкапывающие рабочие органы, сепарирующий элеватор, над полотном которого размещены шнеки соответственно с право- и левосторонней навивками, комкоразрушающее, транспортирующее и выгрузное устройства, при этом комкоразрушающее устройство выполнено в виде установленных в продольно вертикальной плоскости встречно вращающихся решетчатых роторов, поверхность каждого из которых образована из консольно закрепленных прутков, направленных вдоль его образующей свободными концами вниз, причем ротор по отношению к поверхности транспортирующего устройства установлен с наклонами так, что торцевая плоскость свободных концов прутков образует регулируемый острый угол с поверхностью транспортирующего устройства, при этом по крайней мере один из роторов перекрывает зону схода массы с элеватора, а прутки ротора закреплены с возможностью регулирования расстояния между ними, при этом ротор выполнен в виде усеченного конуса, большее основание которого направлено вниз, а концевые части прутков отогнуты наружу с образованием в нижней зоне ротора вогнутой конусной поверхности и выполнены из эластичного материала (RU, патент на изобретение №2212126 С1, МПК А01D 17/04).

К недостаткам данной машины относятся сложность конструкции, низкая надежность работы, травмирование клубней винтами шнеков при изменении направления движения.

Известна машина для уборки корнеклубнеплодов, содержащая раму с опорными колесами, последовательно расположенные лемех и решето, образованное из продольных прутков, и привод, при этом с целью повышения качества процесса отделения корнеклубнеплодов от почвы и остатков ботвы, снижения тягового сопротивления машины и уменьшения потерь продукции при уборке продольные прутки кинематически связаны задней частью приводным валом посредством эксцентричных цапф, расположенных в противофазе относительно друг друга, а передней частью с продольными направляющими установлены на оси с роликами с возможностью совершать возвратно-поступательное движение в плоскости, параллельной поверхности земли, и жестко закреплены через один к лемехам, а в зазоре между прутками на том же приводном валу установлены жестко битера с загнутыми назад лопастями, при этом прутки в средней части имеют продольные прорези, в которых размещены битера с загнутыми вперед лопастями, собранные в единый блок на оси, получающей вращение от того же приводного вала, а продольные прутки в задней части изогнуты вниз под углом, равным углу скатывания корнеклубнеплодов (RU, патент на изобретение №2246199 С2, МПК⁷ A01D 15/04).

К недостаткам данной машины относятся сложность конструкции низкое качество разделения вороха, отсутствие возможности загрузки очищенных корнеплодов в транспортные средства, низкая эксплуатационная надежность машины.

Известно устройство для обработки тяжелых почв под посев и уборку корнеклубнеплодов, включающее смонтированные на раме опорно-копирующие катки, подрезающий лемех, сепарирующие прутковые транспортеры, комкоразрушающий лопастной барабан, при этом оно снабжено расположенными под сепарирующими прутковыми транспортерами в зонах разрушения почвенных комков опорными решетками, над которыми сверху шарнирно установлены на раме подпружиненные комкоразрушающие барабаны с жестко закрепленными на поверхности лопастями, а на выходе сепарирующих прутковых транспортеров - скатными решетками для отвода неотсепарированной части пласта под колею движителей машин по уходу за культурами, при этом комкоразрушающие лопастные барабаны установлены над сепарирующими прутковыми транспортерами с зазорами, соизмеримыми с просветами прутков, и с превышением линейных скоростей не менее чем в 1,1 раза, корморазрушающие лопастные барабаны установлены на поводках, которые закреплены концами с одной стороны шарнирно на раме, а с другой свободно установленных на опорных элементах и связанных с рамой силовыми пружинами, а для регулирования усилий пружин последние снабжены винтовыми механизмами, просветы прутков сепарирующих транспортеров, опорных и скатных решеток выполнены соизмеримыми с просветами сепарирующих устройств уборочных машин (RU, патент на изобретение №2305388 C1, А01В 79/80, А01В 49/02).

К недостаткам данного устройства относятся сложность конструкции, низкая надежность работы, повреждение плодов комкоразрушительными барабанами.

Известен комбайн для уборки корнеклубнеплодов, включающий подрезающий лемех, сепарирующие прутковые транспортеры, комкоразрушающий барабан, при этом в передней части комбайна на раме установлены дисковые ножи, размещенные в междурядьях посадок корнеклубнеплодов, диаметры дисковых ножей приняты из условия разрезания пласта в вертикальной плоскости на глубину размещения корнеклубнеплодов, подрезающий лемех сопряжен с нижним прутковым транспортером, имеющим скорость перемещения V1, и шарнирно закрепленном на раме комбайна, приводной барабан нижнего пруткового транспортера размещен во внутренней полости барабанного транспортера, над нижним прутковым транспортером установлен верхний прутковый транспортер с функцией комкоразрушительного барабана, при этом скорость перемещения прутков V2 меньше скорости перемещения V1, нижняя часть верхнего пруткового транспортера зафиксирована пружиной растяжения, верхний приводной барабан верхнего пруткового транспортера установлен на стойках, закрепленных к раме, и является приводным для приводного барабана нижнего пруткового транспортера, барабанный транспортер консольно установлен с помощью ступицы на стойке, закрепленной к раме комбайна, задняя стенка барабанного транспортера выполнена сетчатой, во внутренней полости по периферии барабана выполнены лопасти, наружный каркас барабана выполнен прутковым и соединен со ступицей спицами с расстоянием между прутками, обеспечивающим проход почвы и предотвращающих проход корнеклубнеплодов, привод барабанного транспортера, выполнен от гидромотора, а привод прутковых транспортеров выполнен от вала отбора мощности трактора через редуктор, в верхней части барабанного транспортера установлен отгрузочный транспортер с приводом от гидромотора (RU, патент на изобретение №2584494 С1, МПК A01D 17/00).

К недостаткам данного комбайна относятся низкое качество отделения корнеплодов, повышенное тяговое сопротивление.

Данный комбайн принят в качестве наиближайшего аналога. Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - упрощение конструкции снижение тягового сопротивления повышение производительности и качества убираемых корнеклубнеплодов, упрощение конструкции полная механизация уборки с погрузкой корнеклубнеплодов в транспортные средства.

Технический результат снижение тягового сопротивления - полное отделение корнеклубнеплодов от почвы, повышение производительности при уборке. Указанный технический результат достигается тем, что в клубнеуборочном комбайне, включающем подрезающий лемех, сепарирующие прутковые транспортеры, комкоразрушающий барабан, в передней части комбайна на раме установлены дисковые ножи, размещенные в междурядьях посадок корнеклубнеплодов, диаметры дисковых ножей приняты из условия разрезания пласта в вертикальной плоскости на глубину размещения корнеклубнеплодов, подрезающий лемех сопряжен с нижним прутковым транспортером, имеющим скорость перемещения V1 и шарнирно закрепленным на раме комбайна, приводной барабан нижнего пруткового транспортера размещен во внутренней полости барабанного транспортера, согласно изобретению над нижним прутковым транспортером смонтирован пальчиковый транспортер с функцией комкоразрушительного барабана, при этом скорость перемещения V2 меньше скорости перемещения V1, пальцы пальчикового транспортера выполнены из упругоэластичного износостойкого материала и размещены на планках в шахматном порядке, высота пальцев равна средней толщине клубней, привод пальчикового транспортера выполнен от редуктора через карданную и цепную передачи с возможностью изменения передаточного отношения сменой звездочек, дисковые ножи оборудованы ребордами для ограничения заглубления и установлены на подшипниках скольжения, режущая кромка подрезающих лемехов выполнена треугольной с углом раствора γ≤90-ϕ, где ϕ - угол трения сорняков о лезвие подрезающего лемеха, град, за треугольной частью на подрезающем лемехе выполнены почворазрушительные выступы, входные кромки которых размещены в шахматном порядке, входной зазор между нижним прутковым транспортером и пальчиковым транспортером регулируемый в зависимости от физико-механических свойств почвы.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся всеми признаками заявленного изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию «новизна» по действующему законодательству.

Изобретение проясняется чертежами.

На фиг. 1 показан комбайн для уборки клубнеплодов, вид сбоку.

На фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

На фиг. 3 - сечение В-В на фиг. 2.

Клубнеуборочный комбайн включает раму 1, в передней части которой установлены в междурядьях посадки вертикальные дисковые ножи 2, диаметр которых принят из условия резания верхнего пласта почвы ниже глубины расположения клубней.

Сопряженно с режущей кромкой дисковых ножей установлены подрезающие лемехи 3, режущая кромка которых выполнена треугольной с углом раствора γ≤90-ϕ, где ϕ - угол трения сорняков о лезвие подрезающего лемеха, град. Лемехи 3 сопряжены с нижним прутковым транспортером 4, у которого расстояние между прутками принято исходя из условия прохода между ними комков почвы и предотвращения прохода клубней. Прутки транспортера 4 покрыты упругоэластичным и износостойким материалом. Над нижним прутковым транспортером смонтирован верхний пальчиковый транспортер 5. Нижний прутковый транспортер 4 установлен на раме 1 с помощью поворотной оси 6, а верхний пальчиковый транспортер 5 смонтирован на поворотной оси 7. Базой для нижнего пруткового транспортера 4 служит рамка 8, а для верхнего пальчикового транспортера 5 - рамка 9. Пальцы 10 верхнего пальчикового транспортера 5 выполнены из упругоэластичного износостойкого материала и размещены на планках в шахматном порядке. Высота пальцев 10 равна средней толщине клубней. Привод верхнего пальчикового транспортера 5 выполнен от редуктора 11 через карданную передачу 12 цепной передачей 13. Привод нижнего пруткового транспортера 4 выполнен от редуктора 11 через цепную передачу 14. Выходные блоки транспортеров 4, 5 размещены во внутренней полости барабанного погрузочного транспортера 15, который имеет кольцевой прутковый контур 16 и клубнезахватные лопасти 17. Расстояние между прутками кольцевого пруткового транспортера 16 принято из условия предотвращения прохода между ними клубней убираемой культуры.

Рама 1 комбайна в зоне барабанного погрузочного транспортера 15 имеет опору на пневматических шинах 18, а в передней части на прицепное устройство агрегатирующего трактора. Дисковые ножи 2 имеют ограничительные реборды 19, обеспечивающие заданное их заглубление, и смонтированы на подшипниках скольжения 20. Во избежание потерь клубней при уборке нижний прутковый транспортер 4 имеет ограждающие борта 21. Подрезающие лемехи 3 в верхней части имеют почворазрушительные выступы 22, выполненные за треугольной частью 23. Лезвие треугольной части 23 выполнено с углом раствора γ≤90-ϕ, предотвращающим обволакивание лезвия растительными остатками. Входной зазор между нижним прутковым транспортером 4 и верхним пальчиковым транспортером 5 регулируемый в зависимости от физико-механических свойств почвы. Скорость перемещения V1 и V2 регулируемая сменой приводных звездочек 13, 14.

Клубнеуборочный комбайн работает следующим образом. При движении по поверхности поля дисковые ножи 2 разрезают верхний пласт почвы в вертикальной плоскости на глубину залегания клубней, что обеспечивается ограничительными ребордами 19. Подрезающие лемехи 3 отделяют пласт почвы в горизонтальной плоскости, при этом тяговое сопротивление комбайна значительно снижено, так как пласт почвы уже отрезан в вертикальной плоскости. При перемещении пласта почвы по подрезающему лемеху 3 пласт почвы в нижней части будет разрушатся почворазрушительными выступами 22, обеспечивая возможность выделения клубней из почвы. Лезвие треугольной части 23 предотвращает обволакивание подрезающего лемеха 3 растительными остатками, что обеспечивает снижение тягового сопротивления комбайна.

Пальчиковый транспортер 5 захватывает и раздвигает почву пальцами 10, обеспечивая выделение клубней, и перемещает почву по подрезающему лемеху, что дополнительно снижает тяговое сопротивление комбайна. При перемещении вороха (смеси почвы с клубнями) пальцы 10 пальчикового транспортера разрушают пласт почвы и производят выделение клубней, которые перемещаются прутковым транспортером 4 в барабанный погрузочный транспортер 15. При вращении барабанного погрузочного транспортера 15 комки почвы просыпаются между прутками контура 16, а клубни захватываются лопастями 17 и поднимаются к скатному лотку (не показан), который направляет клубни в транспортные средства или контейнеры. В зависимости от физико-механических свойств почвы производятся регулировки входного зазора между нижним прутковым транспортером 4 и верхним пальчиковым транспортером 5, а также скоростей V1 и V2 их относительного перемещения. При этом добиваются максимального отделения клубней от почвы и минимального их травмирования.