Устройство для подкапывания лука и корнеплодов

Устройство для подкапывания лука и корнеплодов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к копателям лука и корнеплодов.

Известны выкапывающие устройства машин для уборки корнеплодов и лука, каждая из которых содержит раму, кронштейны навески, опорные колеса с винтовыми механизмами, лемех и установленный за ним под углом к горизонту элеватор (см., например, Н.И.Кленин, В.А.Сакун. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. - М.: Колос, 1994. - 751 с.: ил. - С. 602-603, рис.9.2 (а)).

К недостаткам этих машин относятся большие энергозатраты. При работе на больших рабочих скоростях почва сгруживается на лемехе и происходит повреждение плодов лука, процент которого превышает агродопуск.

Известна также универсальная лукоуборочная машина для уборки корнеклубнеплодов, включающая раму, лемех, винтовой механизм регулировки подкапывания, переднее решето грохота, регулируемые подвески, заднее решето грохота, комкодавительные баллоны, продольный элеватор, загрузочный транспортер, опорные колеса и узлы привода (см. Диденко Н.Ф. Машины для уборки овощей / Н.Ф.Диденко, В.А.Хвостов, В.П.Медведев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1984. - 320 с.; ил. - С. 22-23, рис.4). К недостаткам этой машины относятся высокая себестоимость и низкое качество плодов после уборки.

Известна также машина для уборки лука-репки модели УЛШ-2М, содержащая главную раму, копирующие катки, два подкапывающих диска, продольный, элеватор, поперечный элеватор с пневматическим баллоном, откидной элеватор для укладки выкопанного лука с двух проходов в один валок, скребковый элеватор для погрузки лука в транспортные средства, механизмы передачи, механизм для опускания в рабочее положение и подъема подкапывающих дисков и механизм подъема и опускания откидного элеватора (см., например, Коломиец А.А. Комплексная механизация возделывания овощных культур в открытом грунте. - М.: Россельхозиздат, 1969. - 211 с. - С.169-170).

К недостаткам описанной машины относится низкое качество лука-репки из-за механических повреждений плодов.

Известен рабочий орган для безотвальной обработки почвы, включающий стойку с плоскорежущей лапой, по ширине захвата которой установлены стабилизаторы в виде клиновых пластин, в котором с целью улучшения качества крошения почвы независимо от физико-механического состава ее и глубины обработки носок каждой клиновой пластины закреплен шарнирно в передней части лапы, на которой установлены кулачки для взаимодействия через упругие элементы с каждой пластиной; кулачки стабилизаторов расположены на общей оси их поворота, пластина связана с механизмом прижима привода (SU, авторское свидетельство №1014480 А, М.кл³ А 01 В 35/26. Рабочий орган для безотвальной обработки почвы/ И.И.Максимов и В.Ю.Блау (СССР). - Заявка №33310080/30-15; Заявлено 27.08.81; Опубл. 30.04.1983, Бюл. №16// Открытия. Изобретения. - 1983. - №16).

К недостаткам описанного рабочего органа применительно к решаемой проблеме отделения лука-репки от комьев почвы и извлечения на дневную поверхность почвы относится невысокая полнота извлечения.

Аналогичную техническую задачу можно обнаружить в рабочем органе для удаления камней из пахотного слоя почвы, включающем лемех с закрепленными на нем по всей ширине захвата наклонными зубьями, в котором с целью устранения заклинивания камней между зубьями и повышения эффективности удаления камней зубья имеют форму треугольных пирамид, основание которых жестко крепится к лемеху, а одно из ребер каждой треугольной пирамиды направлено в сторону движения рабочего органа (SU, авторское свидетельство №1395160 А1, М.кл.⁴ А 01 В 43/00. Рабочий орган для удаления камней из пахотного слоя почвы /Г.С.Казаев и Л.П.Сужаев (СССР). - Заявка №4134981/30-15; Заявлено 29.07.1986; Опубл. 15.05.1988, Бюл. №1811// Открытия. Изобретения. - 1988. - №18).

К недостаткам описанного рабочего органа относится низкая эффективность отделения плодов от почвенных комьев.

Известен рабочий орган культиватора, включающий стойку с лапой, расположенное перед стойкой и закрепленное на лапе приспособление для предохранения стойки от забивания растительными остатками, в котором с целью повышения качества работы и снижения тягового сопротивления рабочего органа приспособление выполнено в виде стержня, который закреплен на носке лапы, а его ось расположена под углом к плоскости симметрии лапы (SU, авторское свидетельство №898967, М.кл.³ А 01 В 35/26. Рабочий орган культиватора / В.В.Еремин, Г.А.Хегай, В.А.Соколов и др. (СССР). - Заявка №2763793/30-15; Заявлено 14.05.1979; Опубл. 23.01.1982, Бюл. №3 // Открытия. Изобретения. - 1982. - №3).

В описанной конструкции рабочего органа культиватора расположенный под углом в плоскости симметрии лапы стержень способен отвести сорную растительность от стойки. Однако размещение аналогичным образом даже целой группы стержней на подрезающем лемехе лукоуборочной машины не обеспечивает качественные отделения плодов от комьев почвы.

Известен также рабочий орган для обработки почвы междурядий, содержащий стойку и лапу с закрепленными на ней рыхлительными прутками, который с целью повышения качества обработки почвы посевов бахчевых культур путем исключения забивания рабочего органа растительными остатками снабжен плетеподъемником, который выполнен в виде двустороннего отвала с постоянным углом вхождения в почву и симметрично расположен относительно оси лапы, при этом верхний обрез плетеподъемника размещен выше, а режущие кромки его - ниже крыльев лапы; длина рыхлительных прутков, расположенных у стойки, короче, при этом свободный конец прутков закруглен (SU, авторское свидетельство №1126218, М.кл. А 01 В 35/08. Рабочий орган для обработки почвы междурядий / А.Эм, В.Н.Жутков, О.В.Дудченко и др. (СССР). - Заявка №3623299/30-15; Заявлено 04.05.1983; Опубл. 30.11.1984, Бюл. №44 // Открытия. Изобретения. - 1984. - №44).

Описанным рабочим органом несмотря на наличие прутков на лапе не обеспечивается надлежащее качество извлечения плодов лука-репки и корнеплодов.

Этот рабочий орган в заявленном устройстве для подкапывания лука и корнеплодов взят в качестве наиближайшего аналога.

Сущность заявленного изобретения.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - повышение качества извлекаемых корнеплодов из почвы.

Технический результат - снижение энегрозатрат, механических повреждений и увеличение полноты извлечения плодов из почвы.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для подкапывания лука и корнеплодов, содержащем раму, кронштейны навески, опорные колеса с винтовыми механизмами и осесимметричным размещением на продольном брусе рамы стойки с лапой и закрепленными на ней рыхлительными прутками, свободные концы которых закруглены, согласно изобретению, нижние концы рыхлительных прутков с чередованием разноудаленно размещены эквидистантно лезвиям лапы, верхние концы рыхлительных прутков отклонены от направления движения в сторону продольно-вертикальной плоскости симметрии стойки, при этом прутки, размещенные с наибольшим приближением к лезвиям лапы, имеют больший угол наклона к горизонту, чем прутки, установленные с большим удалением от лезвий лапы, а шаг расстановки нижних концов рыхлительных прутков выполнен равным половине глубины подкапывания пласта.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 схематично изображено устройство для подкапывания лука и корнеплодов, вид справа в рабочем положении.

На фиг.2 - то же, вид в плане.

На фиг.3 - сечение А-А на фиг.2, размещение рыхлительных прутков и процесс извлечения плодов на лапе.

На фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.2, процесс взаимодействия рыхлительных прутков со слоем почвы и корнеплодов.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Устройство для подкапывания лука и корнеплодов содержит раму 1, кронштейны навески 2, 3 и 4 для соединения с тягами навесной системы агрегатируемого трактора, опорные колеса 5 и 6 с винтовыми механизмами 7. На продольном брусе 8 рамы 1 осесимметрично кронштейнам навески 2, 3 и 4 размещена стойка 9 с лапой 10. На лапе 10 закреплены рыхлительные прутки 11 и 12. Свободные концы прутков 11 и 12 закруглены.

Опорные колеса 5 и 6 установлены асимметрично лапе 10. В полости поперечной балки 13 рамы с возможностью перемещения размещена балка 14 с боковым опорным колесом 6, а колесо 5 установлено симметрично лапе 10.

Устройство снабжено дисковым ножом 15, смонтированным в продольно-вертикальной плоскости между опорным колесом 5 и стойкой 9.

Нижние концы рыхлительных прутков 11 и 12 с чередованием разноудаленно размещены эквидистантно лезвиям 16 и 17 лемехов 18 и 19 лапы 10. Верхние концы рыхлительных прутков 11 и 12 отклонены от направления движения в сторону продольно-вертикальной плоскости симметрии стойки 9. Прутки 11, размещенные с наибольшим приближением к лезвиям 16 и 17 лапы 10, имеют больший угол наклона к горизонту. Прутки 12, установленные с большим удалением от лезвий 16 и 17 лапы 10, имеют меньший угол наклона к горизонту.

Шаг расстановки нижних концов рыхлительных прутков 11 и 12 на лапе 10 выполнен равным половине глубины подкапывания пласта лезвиями 16 и 17 лапы 10.

Устройство для подкапывания лука и корнеплодов работает следующим образом.

Лемехи 18 и 19 лезвиями 16 и 17 (фиг.3) подрезают корни плодов и почвенный пласт снизу. Рабочая поверхность лемеха шириной b=50...100 мм соответственно глубине копания h=7...27 см интенсивно крошит почвенный пласт без сгруживания и присыпки плодов при установке к дну борозды под углом крошения ε=25...30°. Малые значения b и ε при большой глубине h ухудшают крошение и снижают нарушение связи плодов с почвой, а обратные их значения ведут к сгруживанию пласта и засыпанию почвой части плодов (см. Ю.А.Колесников, Г.И.Ивко. Особенности технологических процессов новых копателей лука и моркови // Проблемы научного обеспечения и экономической эффективности орошаемого земледелия в рыночных условиях: Материалы международной научно-практической конференции /Волгоградская государственная с/х академия. - Волгоград, 2001. - С.210).

Угол сдвига γ=30...40° (см. фиг.2) помимо известной самоочистки лезвия от корней обеспечивает полное нарушение связи плодов с почвой за счет сдвига вверх, вдоль и поперек рядков: сначала комьев I междурядья относительно плодов II с одной стороны рядка, затем плодов II по почве тыльного междурядья и затем комьев III этого междурядья (см. Ю.А.Колесников, Г.И.Ивко, А.Ю.Камышников. Физическая модель копача моркови // Проблемы агропромышленного комплекса: Материалы международной научно-практической конференции / Волгоградская государственная с/х академия. - Волгоград, 2003. - С. 139).

Указанные параметры процесса необходимы и для последующей ручной и машинной уборки, в том числе и без оголения корнеплодов моркови, ведущего к их увяданию.

Для машинной уборки на лапу 10 монтируются соответствующие глубине h гребенки с прутками 11 и 12, извлекающие из почвы луковицы на поверхность почвы врасстил для сушки, а корнеплоды моркови - в верхний слой почвы глубиной 0...5 см с последующим подбором их машинами выкапывающе-сепарирующего типа.

Процесс извлечения корнеплодов следующий (см. фиг.3). Раскрошенный и взрыхленный лемехом пласт собственным напором поднимается на передние прутки 11 и удерживается их зонами сжатия 4; сгруживание и засыпка плодов исключаются малым углом их установки ε и ε₁. Неустойчивые комья рыхлого пласта «текут», т.е. перемещаются под плоды в зазоры между передними 11 и задними 12 прутками, а плоды II остаются на поверхности или в верхнем слое почвы. Задние прутки 12, установленные под меньшим углом ε₂ к горизонту, чем передние ε₁, создают увеличивающиеся к выходу зазоры, что исключает застревание комьев и плодов в них. Это обеспечивает нормальное указанное течение комьев при существенном изменении глубины копания h. Шаг расстановки прутков S, близкий к половине глубины копания (S≈0.5h, фиг.4), создает зазоры S между передними прутками 11 и S₂ между передними и задними 12 прутками, достаточно большие для течения комьев, но и достаточно малые, чтобы пласт плодов и комьев не падал между ними без разрушения. С той же целью задние прутки 12 опущены ниже передних 11, поочередно расположенных между ними, и имеют увеличивающийся к выходу зазор S₂. Угол γ₁=20...40° отклонения прутков 11 и 12 от направления движения в сторону продольно-вертикальной плоскости симметрии стойки создает непрерывное ворошение почвы снизу для непрерывности ее течения без падения плодов и для благоприятного поворота длинных корнеплодов моркови. Для работы с глубиной копания 7...27 см достаточно 4 типоразмера таких сменных гребенок (см. Ю.А.Колесников, А.Ю.Камышников. Принципы извлечения корнеплодов и лука из почвы //Основы достижения устойчивого развития сельского хозяйства: Материалы международной научно-практической конференции /Волгоградская государственная с/х академия. - Волгоград, 2004. - С.25).

Высокая полнота извлечения плодов обеспечивается только всей совокупностью параметров конструкции на рабочих скоростях 5...6 км/час при извлечении плодов из почвы, позволяющих завершиться течению и уменьшить сгруживание пласта; повреждение плодов исключено процессом вытекания комьев под них.

Для нормализации рабочего процесса перед стойкой 9 лапы установлен дисковой нож 15, исключающий нависание растений на ней и сгруживание почвенного пласта. Наибольшую стабильность глубины копания дает асимметричное размещение опорных колес на раме: колеса 5 - по оси лапы, а колеса 6 - на боковой балке 14 в полости поперечного бруса 13 рамы с возможностью перемещения для установки по центрам междурядий вне технологической колеи колес трактора.

На основании изложенного заявленное изобретение отвечает требованиям по новизне и существенным отличительных признакам. Технический результат - упрощение процесса подкапывания, увеличение полноты нарушения связи плодов с почвой без повреждения, оголения плодов или с извлечением их из почвы. Это соответствует поставленной задаче для улучшения качества подкапывания. Заявленные признаки устройства, подтвержденные публикациями и Актом полевых испытаний и внедрения, создают требуемый технический результат. Новизна определяется ранее неизвестной связью заявляемых признаков с искомым качеством копания. Промышленная применимость обеспечена актуальностью задачи, применением апробированных технических решений и фактическим качеством подкапывания. Изобретательский уровень состоит в новизне и неочевидности применения заявляемых признаков, выявленных только в результате исследований авторов.

1. Устройство для подкапывания лука и корнеплодов, содержащее раму, кронштейны навески, опорные колеса с винтовыми механизмами и осесимметричным размещением на продольном брусе рамы стойки с лапой и закрепленными на ней рыхлительными прутками, свободные концы которых закруглены, отличающееся тем, что нижние концы рыхлительных прутков с чередованием разноудаленно размещены эквидистантно лезвиям лапы, верхние концы рыхлительных прутков отклонены от направления движения в сторону продольно-вертикальной плоскости симметрии стойки, при этом прутки, размещенные с наибольшим приближением к лезвиям лапы, имеют больший угол наклона к горизонту, чем прутки, установленные с большим удалением от лезвий лапы, а шаг расстановки нижних концов рыхлительных прутков выполнен равным половине глубины подкапывания пласта.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено дисковым ножом, смонтированным в продольно-вертикальной плоскости между опорным колесом и стойкой.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опорные колеса расположены асимметрично: одно установлено осесимметрично лапе, а другое смонтировано на боковой балке, закрепленной в полости поперечного бруса рамы с возможностью перемещения в нем.