Результат интеллектуальной деятельности: Картофелекопатель - погрузчик

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и предназначено для уборки корнеклубнеплодов - картофеля, лука, свеклы и др. с отделением корнеплодов от почвы и погрузкой в транспортные средства.

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 не отсепарированной 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, комкоразрушающие лопастные барабаны установлены на поводках, которые закреплены концами с одной стороны шарнирно на раме, а с другой свободно установлены на опорных элементах и связаны 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, повышенное тяговое сопротивление.

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 закрепленным на раме комбайна, приводной барабан нижнего пруткового транспортера размещен во внутренней полости барабанного транспортера, над нижним 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 предотвращающим 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 подкапывания корнеклубнеплодов, отсутствие возможности разрушения почвы над подкапывающим лемехом, низкое качество разрушения клубненесущего слоя почвы над прутковым транспортером.

Данный комбайн принят нами в качестве наиближайшего аналога.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - упрощение конструкции, снижение тягового сопротивления, повышение производительности и качества убираемых корнеклубнеплодов, 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 заявленном картофелекопателе-погрузчике, включающем подрезающий лемех, сепарирующие транспортеры, комкоразрушающий барабан, а в передней части 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 транспортером, имеющим скорость перемещения V₁ и шарнирно закрепленным на раме картофелекопателя-погрузчика, над нижним транспортером установлен верхний транспортер с функцией комкоразрушительного барабана, при этом скорость перемещения верхнего транспортера V₂, согласно изобретению подрезающий лемех имеет режущее лезвие, выполненное треугольным, боковые стенки которого имеют угол раствора γ=90-ϕ, где ϕ - угол трения лезвия лемеха о сорняки, нижний сепарирующий транспортер выполнен коленчато-роликовым, у которого на цепи закреплены коленчатые планки, на шейках колен установлены почворазрушающие ролики, выполненные из упругоэластичного износостойкого материала, для монтажа роликов на коленах ролики выполнены разъемными, состоящими из двух полуколец, соединенных винтами, ролики на шейках колен установлены с помощью подшипников скольжения, привод верхнего и нижнего сепарирующего транспортеров выполнен от вала отбора мощности трактора через редуктор и цепные передачи, скорость V₂ перемещения верхнего цепочно-планчатого сепарирующего транспортера больше скорости V₁ перемещения коленчато-роликового транспортера, выходные блоки верхнего и нижнего сепарирующих транспортеров размещены во внутренней полости барабанного погрузочного транспортера, нижний блок верхнего сепарирующего транспортера размещен с помощью разъемных подшипников скольжения на оси дисковых ножей.

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 поясняется чертежами.

На фиг. 1 показан картофелекопатель-погрузчик - поперечный разрез.

На фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

На фиг. 3 - выносной элемент I.

На фиг. 4 - почворазрушающий ролик, вид сбоку.

На фиг. 5 - сечение С-С на фиг. 4.

Картофелекопатель-погрузчик включает раму 1, в передней части которой установлены вертикальные дисковые ножи 2, имеющие диаметр, обеспечивающий резание верхнего пласта почвы на глубину ниже расположения корнеклубнеплодов. Между дисковыми ножами 2 установлен подрезающий лемех 3, ширина которого равна ширине расположения гнезда корнеклубнеплодов. Верхняя часть подрезающего лемеха 3 сопряжена с нижним каленчато-роликовым транспортером 4. Подрезающий лемех 3 имеет режущее лезвие, выполненное треугольным. Боковые стороны лезвия имеют угол раствора γ=90-ϕ, где ϕ - угол трения лезвия лемеха о сорняки.

Над коленчато-роликовым транпортером 4 смонтирован верхний цепочно-планчатый транспортер 5. Нижний каленчато-роликовый транспортер 4 смонтирован на раме 1 с помощью поворотной оси 6. Верхний цепочно-планчатый транспортер 5 установлен на раме 1 с помощью поворотной оси 7. Нижний каленчато-роликовый транспортер 4 смонтирован на раме 8, а верхний цепочно-планчатый транспортер смонтирован на раме 9. Нижний каленчато-роликовый транспортер 4 имеет почворазрушающие ролики 10, установленные на шейках колен. Ролики 10 выполнены из упругоэластичного износостойкого материала и установленного на шейках колен с помощью разъемных подшипников скольжения.

Привод верхнего 5 и нижнего 4 транспортеров выполнен от редукторов 11 через карданную передачу 12 от вала отбора мощности агрегатирующего трактора.

Верхний транспортер 5 имеет привод от редуктора 11 через цепную передачу 13, а нижний каленчато-роликовый транспортер 4 имеет привод от редуктора 11 через цепную передачу 14.

Скорость V₂ перемещения верхнего цепочно-планчатого транспортера 5 больше скорости V₁ перемещения каленчато-роликового транспортера 4.

Выходные блоки верхнего 5 и нижнего 4 транспортеров размещены во внутренней полости барабанного погрузочного транспортера 15, который имеет кольцевые прутки 16 и плодозахватные лопасти 17. Расстояние между кольцевыми прутками 16 принято из условия предотвращения прохода между ними корнеплодов. Рама 1 комбайна опирается на пневматические шины 18. В верхней части барабанного погрузочного транспортера 15 предусмотрен скатный лоток. Нижний блок 19 верхнего транспортера 5 размещен с помощью разъемных подшипников скольжения на оси дисковых ножей 2. В передней части рамы 1 предусмотрен кронштейн 20 для установки ботвосрезающего режущего аппарата. Для предотвращения потерь клубнеплодов - борта 21 и боковины нижнего коленчато-роликового транспортера 4. Колена 22 коленчато-роликового транспортера 4 размещены по длине транспортера в противофазе на цепи 23.

Ролики 10 выполнены разъемными, состоящими из двух полуколец 24, соединенных винтами 25.

Картофелекопатель-погрузчик работает следующим образом. При движении по убираемому полю дисковые ножи 2 разрезают верхний пласт почвы на глубину ниже уровня размещения корнеклубнеплодов, что обеспечивает значительное снижение тягового сопротивления подрезающего лемеха 3, так как отсутствует сопротивление отрыва пласта от вертикальных стенок. Подрезающий лемех 3 отделяет пласт почвы с корнеклубнеплодами в горизонтальной плоскости, при этом треугольная форма лезвия предотвращает обволакивание лемеха растительными остатками и снижает тяговое сопротивление.

Подрезанный пласт почвы захватывается верхним сепарирующим транспортером 5 и перемещается по подрезающему лемеху 3, производя частичное разрушение пласта. Верхний сепарирующий транспортер 5 обеспечивает подачу пласта почвы на нижний коленчато-роликовый 4, что дополнительно снижает тяговое сопротивление картофелекопателя-погрузчика.

При перемещении почвы с корнеклубнеплодами по нижнему коленчато-роликовому транспортеру ролики активно воздействуют на пласт почвы и обеспечивают отделение клубней от почвы из-за разновысотного расположения роликов на транспортере.

Кроме того, верхний транспортер 5, имеющий большую скорость перемещения, производит перетирание пласта почвы и активное отделение корнеплодов. Отделенные от почвы корнеплоды подаются в барабанный погрузочный транспортер 15, который обеспечивает их погрузку в транспортные средства или контейнеры.

Применение коленчато-роликового транспортера обеспечивает полное отделение клубней от почвы, повышает качество убираемых корнеклубнеплодов и снижает затраты труда на доработку получаемой продукции.