Картофелекопатель

(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(73) Патентообладатели Бойко Леонид Иосифович,Вашкевич Юрий Эдвардович, Липский Николай Юльянович, Прибыльский Валерий Иванович,Синкуть Иосиф Зыгмундович, Федорино Евгений Иванович, Ракова Нина Леонидовна(57) Картофелекопатель, содержащий раму, закрепленный на ней лемех, секции которого снабжены шарнирно закрепленными к ним клапанами, прутковый элеватор со встряхивателями и виброрешетку с механизмом регулирования ее наклона, отличающийся тем, что клапаны секций лемеха выполнены из прутьев в виде продольной решетки, причем лемех и виброрешетка подвешены к раме с помощью соответственно первых и вторых упругих элементов, выполненных в виде плоских пружин, при этом суммарная жесткость первых упругих элементов равна 112 1 ,где 1 - приведенная масса лемеха,1 - частота колебаний лемеха,а жесткость вторых упругих элементов равна(56) 1. Картофелекопатель тракторный навесной двухрядный, КТН-2 В. Паспорт, техническое описание и инструкция по эксплуатации. - Лида Лидсельмаш. - С.43. 2. Петров Г.Д. Картофелеуборочные машины. - 2-е изд., перераб. и доп. - М., 1984. - С.320. Фиг. 1 3. Картофелекопатель скоростной тракторный двухрядный КСТ - 1,4. Техническое описание, инструкция по эксплуатации и каталог сменных узлов и деталей. - Лида Лидсельмаш. - С.80. 4. Картофелеуборочная вибрационная навесная машина марки КВН-2 М. Руоводство по уходу и эксплуатации. - Лида Лидсельмаш. - С.45. 5. Картофелекопатель тракторный навесной двухрядный, КТН-2 Б. Паспорт, техническое описание и инструкция по эксплуатации.- Лида Лидсельмаш. - С.47 (прототип). 54 Полезная модель картофелекопателя относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к машинам для уборки картофеля. Картофелекопатель предназначен для выкапывания картофеля из двух смежных грядок. Известна конструкция картофелекопателя, содержащего раму, жестко закрепленные на ней лемех и два прутковых элеватора 1. При движении картофелекопателя пласт почвы подрезается лемехом, частично на нем разрушается и транспортируется по нему к элеватору, при встрече с прутками элеватора пласт претерпевает дальнейшее разрушение. На элеваторе пласт окончательно разрушается и почва просеивается через просветы между прутками. Клубни картофеля, камни и растительные остатки укладываются на поверхность поля. Недостатками данной конструкции являются большое тяговое сопротивление машины и недостаточное предварительное разрушение пласта почвы на лемехе. Подкопанный пласт почвы движется по лемеху за счет движения картофелекопателя. При этом угол наклона лемехадолжен быть меньше угла трения почвы о поверхность лемеха (обычно принимают 24). Разрушение пласта на лемехе происходит вследствие его деформирования от силы трения. Чем меньше угол , тем меньше сила трения почвы о поверхность лемеха,следовательно, меньше тяговое сопротивление машины, но при этом также уменьшаются и деформации пласта, т.е. интенсивность его разрушения 2. Для полной сепарации почвы известный картофель имеет два прутковых элеватора, что увеличивает его массу, следовательно, и тяговое сопротивление. Известна конструкция картофелекопателя, содержащего раму, двухсекционный лемех, секции которого колеблются в противофазе друг другу, и элеватор 3. Колебательные движения секций лемеха способствуют снижению сил резания и сил трения почвы о лемех и интенсификации разрушения пласта на лемехе, что должно снижать тяговое сопротивление машины, но возникающие в процессе колебаний динамические нагрузки на детали привода и креплений секций лемеха вынуждают значительно увеличивать их прочность за счет увеличения массы. В свою очередь, это ведет к увеличению массы рамы и, вместе с элеваторами, картофелекопатель имеет вес, от которого тяговое сопротивление становиться больше,чем у описанного выше. Известна конструкция картофелекопателя, содержащего раму, шарнирно закрепленных на ней с помощью подвесок лемеха и грохота с решетами для сепарации, совершающих качательно-колебательные движения в противофазе друг другу 4. Недостатком данной конструкции является снижение сепарационной способности решеток лемеха и грохота, вследствие их быстрого забивания растительными остатками, а также высокие динамические нагрузки на детали привода колебательных движений, вследствие невозможности полного уравновешивания колеблющихся масс. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является картофелекопатель, содержащий раму, жестко закрепленный на ней лемех с откидными клапанами, два прутковых элеватора со встряхивателями и виброрешетку с колебательным приводом и механизмом регулирования ее наклона 5. Основными недостатками известной конструкции является большое тяговое сопротивление машины,вследствие жесткого крепления лемеха на раме и наличия второго элеватора, а также большие динамические нагрузки на детали привода виброрешетки вследствие неуравновешенности колеблющихся масс. Задачей настоящего решения является создание полезной модели, обеспечивающей снижение тягового сопротивления картофелекопателя, энергоемкости привода его узлов и динамических нагрузок на детали приводов лемеха и виброрешетки. Поставленная задача решена в конструкции картофелекопателя за счет того, что клапаны секций лемеха выполнены в виде продольной решетки из прутьев, причем лемех и виброрешетка, имеющие соответствующие колебательные приводы, подвешены к раме с помощью соответственно первых и вторых упругих элементов, выполненных в виде плоских пружин. При этом суммарная жесткость первых упругих элементов должна быть,где 1 - приведенная масса лемеха,1 - частота колебаний лемеха. Тогда, возникающие в результате колебаний, инерционные силы полностью уравновешиваются силами упругости пружин, а вибрация воспринимается рамой. Аналогично, суммарная жесткость вторых упругих элементов 54 Использование в качестве сепарирующих органов клапанов секций лемеха и виброрешетки позволило уменьшить длину сепарирующей поверхности пруткового элеватора при сохранении общей длины, т.е. вместо двух элеваторов использовать один, что привело к снижению массы картофелекопателя и его тягового сопротивления. При этом, регулируя угол наклона виброрешетки, изменяют ее сепарирующую способность на легких почвах виброрешетка опущена к земле и картофель скатывается по прутьям, на тяжелых переувлажненных почвах решетка поднята и на ней происходит разрушение и сепарация почвы. На фиг. 1 схематично изображена предлагаемая конструкция улучшенной модели картофелекопателя на фиг. 2 схематично показан вид сверху (фрагмент) фиг. 1. Картофелекопатель содержит раму 1, опирающуюся во время работы на колеса 2 лемех 3, связанный с колебательным приводом 4 шатуна 5 и подвешенный к раме 1 на упругих элементах 6, выполненных в виде плоских пружин прутковый элеватор 7 с встряхивателями 8 виброрешетку 9 с механизмом регулирования ее наклона 10, подвешенную к раме 1 на упругих элементах 11, выполненных в виде пружин. Секции 12 лемеха 3 имеют шарнирно закрепленные клапаны 13, выполненные в виде продольной решетки из прутков. Картофелекопатель работает следующим образом. В результате движения картофелекопателя на колесах 2, совершающий качательно-колебательные движения лемех 3, подрезает пласт почвы из двух смежных грядок. Пласт состоит из непосредственно почвы, клубней картофеля, камней и растительных остатков. Вследствие сложного движения лемеха 3 относительно земли, пласт почвы транспортируется по поверхности секций 12 с клапанами 13 к прутковому элеватору 7. При этом силы, возникающие вследствие вертикальной и горизонтальной составляющих ускорения, способствуют не только транспортированию почвы, но и интенсивности его разрушения. Проходя по клапану 13, почва из разрушенной части пласта просеивается в просветы между его прутьями. Чтобы не произошло заклинивание и поломка элеватора 7 при попадании крупного камня в зазор между ним и секциями 12 лемеха 3, клапан 13 поворачивается в шарнире и камень выносится элеватором 7. При взаимодействии транспортируемого по поверхности клапанов 13 пласта с прутками элеватора 7, он интенсивно разрушается вследствие большой разности их скоростей как по величине, так и по направлению. Разрушенный на составляющие (комки почвы, клубни картофеля, камни и растительные остатки), пласт транспортируется по сепарирующей ветви элеватора 7. Составляющие малых размеров просеиваются на землю через просветы между прутками элеватора 7. Эллиптические встряхиватели 8 придают сепарирующей ветви элеватора 7 колебательные движения в поперечном направлении, чем способствует интенсификации дробления комков и сепарации почвы. Остающиеся на элеваторе 7 составляющие пласта падают на виброрешетку 9, где, благодаря ее качательно-колебательным движениям, происходит дробление комков, просеивание почвы, транспортирование и укладывание на поверхность убранного поля клубней картофеля. Для осуществления колебательных движений лемеха и виброрешетки не требуется дополнительных затрат энергии, так как колебания происходят за счет преобразований кинетической энергии колеблющихся масс и потенциальной энергии упругих элементов. Кроме того, упругие элементы снижают динамические нагрузки на детали колебательных приводов. Применение для подкапывания грядок лемеха, совершающего качательно-колебательные движения, значительно снижает тяговое сопротивление картофелекопателя вследствие уменьшения усилия резания, силы трения почвы о поверхности секций лемеха, а также интенсифицирует предварительное разрушение, сепарацию почвы и транспортирование пласта. Таким образом, конструкция улучшенной модели картофелекопателя обеспечивает снижение энергозатрат на уборку картофеля не менее чем в 1,5 раза в сравнении с существующими конструкциями при сохранении производительности. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.