Пристрій для викопування коренебульбоплодів та цибулі

1 Пристрій для викопування коренебульбоплодів та цибулі, що містить раму, закріплений на рамі привідний пристрій з вихідним валом, засоби підрізування, установлені на горизонтально розташованому валу на відстані один від одного, засіб підкопування, встановлений під рамою, і двосхилий відвал, який відрізняється тим, що засоби підрізування встановлені з можливістю сприймання крутильного моменту від вихідного вала привідного пристрою і являють собою лопатеві фрези, засіб підкопування містить клиноподібний леміш із звуженим переднім кінцем і розширеним, що має форму "ластівчаного хвоста", заднім кінцем, і поєднаний з лемешем засіб регулювання величини його заглиблення в грунт, а двосхилий відвал виконаний у вигляді подовжніх пруткових елементів, які одним своїм кінцем приєднані до заднього кінця лемеша вздовж сторін "ластівчаного хвоста" симетрично щодо осі симетрії лемеша під кутом до вертикальної площини, у якій лежить згадана вісь симетрії, при цьому пруткові елементи встановлені таким чином, що їх більш віддалені від зазначеної вертикальної площини периферійні КІНЦІ розташовані ближче до горизонтальної площини, в якій лежить нижня різальна кромка лемеша 2 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що пруткові елементи розташовані під кутом до зазначеної горизонтальної площини, при цьому вони встановлені так, що чим ближче розташований прутковий елемент до зазначеної вертикальної площини, тим більший кут між ним і зазначеною горизонтальною площиною 3 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що пруткові елементи розташовані паралельно до зазначеної горизонтальної площини, при цьому двосхилий відвал додатково містить пруткові елементи, які одним своїм кінцем поєднані з засобом регулювання величини заглиблення лемеша в грунт 4 Пристрій за будь-яким з пунктів 1-3, який відрізняється тим, що, принаймні, найвище розташований відносно зазначеної горизонтальної площини периферійний кінець пруткового елемента відстоїть від зазначеної горизонтальної площини не менше максимальної глибини залягання коренебульбоплодів 5 Пристрій за будь-яким з пунктів 1-4, який відрізняється тим, що максимальна відстань між периферійними кінцями крайніх пруткових елементів дорівнює відстані між лопатевими фрезами 6 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що лопатеві фрези встановлені з можливістю регулювання відстані між ними, при цьому максимальна відстань між фрезами не менша за найбільшу ширину залягання бульб в кущі 7 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що засіб підрізання встановлений так, що кут нахилу робочої грані лемеша відносно зазначеної горизонтальної площини становить 25-35° 8 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що фреза містить маточину, на якій закріплені лопаті, виконані у вигляді пластин, периферійні частини яких загнуті під кутом 40-50° 9 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що фрези встановлені на валу так, що загнуті периферійні частини лопатей однієї фрези направлені назустріч загнутим периферійним частинам лопатей іншої фрези Винахід відноситься до області сільськогосподарського машинобудування, зокрема до машин для викопування коренебульбоплодів, наприклад, буряка, моркви, картоплі тощо та цибулі Найбільш доцільно застосовувати винахід для викопування коренебульбоплодів, особливо картоплі, на при садибних ділянках або у невеликих фермерських господарствах Збирання коренебульбоплодів є доволі трудомістким процесом, особливо це стосується картоплі Витрати праці на збирання картоплі складають 45 - 60 % від загальних витрат праці на її Зоя о ю CO 43509 вирощування Збирання картоплі викликає особливі труднощі головним чином через те, що бульби цієї культури містяться під шаром грунту Якщо коренеплоди, наприклад буряк або редьку, можна збирати висмикуванням, то картоплю треба обов'язково підкопувати, а вже потім збирати з поверхні грунту чи то ручним способом, чи то комбайнами, залежно від розмірів ділянки та оснащення господарства, яке займається вирощуванням овочів Потужних комбайнів для викопування коренебульбоплодів існує багато, але всі вони мають великі габаритні розміри, можуть використовуватись тільки на великих ділянках, потребують значних витрат пального, до того ж часто пошкоджують овочі під час викопування При цьому для збирання кожного типу овочевих культур використовують окремі спеціальні комбайни Розробка конструкцій невеликих універсальних копачів, особливо для викопування картоплі, придатних для використання у фермерських господарствах, дуже актуальна у теперішній час Існуючі конструкції невеликих коренебульбокопачів (наприклад, описані у [1], [2]) не задовольняють потреб споживачів через низьку економічність, потребу в потужному двигуні і використання в них пасивних органів різання для підкопування грунту - пласких прямих лемешів, які не можуть бути використовуваними для універсальних машин через те, що ефективність підкопування лемеша залежить від дотримання залежності його довжини від площі поперечного перерізу грунту, що підрізається лемешем, а саме довжина лемеша має бути пропорційна площі перерізу зазначеного шару грунту [3] Так, при глибині копання 5-8 см леміш повинен мати довжину не більшу за 13 см, але леміш такої малої довжини конструктивно важко поєднати з органом сепарації плодів від грунту При збільшенні довжини лемеша скорочується швидкість пересування пласта по його робочій поверхні, збільшуються витрати потужності, утворюється суцільний пласт грунту, який згружується перед лемешем Грунт мало подрібнюється, і тому його сепарація ускладнена Для більшого розпушування грунту і розсипання грудок в пристрої, що описаний в [4], підкопувальні лемеші оснащені засобами вібраційної дії на грунт Але такі засоби потребують додаткового збільшення тягового зусилля, тобто збільшеної потужності двигуна Найближчим до винаходу, що заявляється, є пристрій для викопування коренебульбоплодів та цибулі [5], який містить колісну раму, привідний пристрій з вихідним валом, установлений на рамі, засоби підрізування та підкопування Привідний пристрій з'єднаний із валом колеса для самохідного пересування копача Засоби підрізування, що виконані у вигляді дисків, встановлені на відстані один від одного на горизонтально розташованому і закріпленому на рамі валу Вони приводяться в дію від вала колеса через ланцюгову трансмісію і зірочки, що встановлені на валах Між дисками без зазору встановлено мотовило з резиновими зубцями для захоплювання викопаних з грунту овочів На рамі під мотовилом закріплений засіб підкопування, виконаний у вигляді стержнів з підрізними ножами За мотовилом на рамі закріплений двосхилий відвал, виконаний у вигляді двобічної решітки, встановленої натязі, яка проходить вздовж ра ми по осі симетрії пристрою Решітки двосхилого відвалу закріплені поперек тяги і орієнтовані в бік поверхні грунту При вмиканні привідного пристрою оберти від його вихідного валу передаються через ланцюгову трансмісію на вал колеса Колесо обертається, пристрій починає пересуватись вздовж рядка Попередньо заглиблені в грунт диски розрізають його з обох боків від рядка Підрізаний грунт просипається між стержнями, а плоди залишаються на стержнях, звідки підхоплюються лопатями мотовила, що обертається разом з дисками, і переносяться ними на двосхилий відвал, з якого скочуються по решітках на обидва боки від рядка і залишаються на поверхні грунту для їх ручного збирання Описаний пристрій конструктивно простий, має невеликі габаритні розміри і міг би успішно використовуватись для збирання врожаю коренебульбоплодів на невеликих фермерських ділянках, якби не суттєві недоліки, які заважають такому його використанню Серед недоліків основними є великі витрати потужності привідного пристрою Потужність витрачається на обертання і тертя ходового колеса об грунт, тертя в трансмісіях, опір грунту тощо Експериментально встановлено, що для викопування, наприклад, картоплі, пристрій, що має подібне описаному конструктивне виконання, повинен мати привод потужністю не менше за 6 кс [6],[7] Через це пристрій має велику вагу, потребує значних витрат пального, тому малоефективний і незручний для використання у невеликих фермерських господарствах Крім того, конструкція описаного пристрою не забезпечує повного вибирання овочів з грунту Зокрема, це стосується картоплі, яка залягає під поверхнею грунту На поверхню виносяться тільки бульби, захоплені мотовилом Ті, ЩО залишились в рядку, вминаються в грунт колесом, що рухається по рядку за засобом підкопування Заявлений винахід вирішує задачу розробки такого пристрою для викопування коренебульбоплодів і цибулі, в якому шляхом конструктивних змін у засобах підрізування і підкопування, зміни конструкції і кріплення двосхилого відвалу та зміни у кінематиці руху пристрою за рахунок вилучення під час викопування ходового колеса були б зменшені втрати овочів та енерговитрати при їх викопуванні Задача вирішується за допомогою винаходу таким чином У пристрої для викопування коренебульбоплодів та цибулі, що містить раму, привідний пристрій, що має вихідний вал і закріплений на рамі, засоби підрізування, що установлені на горизонтально розташованому валу на відстані один від одного, засіб підкопування, встановлений під рамою, і двосхилий відвал, згідно з винаходом, засоби підрізування, встановлені з можливістю сприйняття крутильного моменту від вихідного вала привідного пристрою, і являють собою лопатеві фрези Ходове колесо у пристрої під час викопування відсутнє, а його функцію виконують засоби підрізування Заміна дискових засобів підрізування засобами у вигляді лопатевих фрез сприяє поліпшенню умов їх заглиблення в грунт До того ж, вся потужність від приводного пристрою передається на вал дискових фрез і витрачається на їх обертання Фрези, спираючись на грунт, розрізають йо 43509 го з обох боків рядка і при цьому пересувають пристрій вздовж рядка без коліс Засіб підкопування, ВІДПОВІДНО до винаходу, виконаний у вигляді клиноподібного лемеша, що має звужений передній і розширений задній КІНЦІ, І поєднаного з ним засобу регулювання величини заглиблення лемеша в грунт Щоб виконати леміш придатним для підкопування грунту будь-якої товщини, задній кінець лемеша має форму "ластівчаного хвоста" Таке виконання заднього кінця дає можливість подовжити різальний орган і збільшити відстань між ним і двосхилим відвалом, приєднаним до задньої частини лемеша Зруйновані частки грунту просуваються по поверхні лемеша і провалюються в порожнину в його центральній частині, утворену завдяки формі "ластівчаного хвоста" Двосхилий відвал пристрою виконаний у вигляді подовжніх пруткових елементів, кожен з яких одним своїм кінцем приєднаний до лемеша вздовж сторін "ластівчаного хвоста" заднього його кінця симетрично щодо осі його симетрії під кутом до вертикальної площини, у якій лежить згадана вісь симетрії, при цьому пруткові елементи встановлені таким чином, що їх більш віддалені від зазначеної вертикальної площини периферійні КІНЦІ розташовані ближче до горизонтальної площини, в якій лежить нижня різальна кромка лемеша Таке виконання, відвалу дає йому змогу під час просування за лемешем просівати спушений грунт і виносити овочі на його поверхню Двосхилий відвал може мати два виконання У першому виконанні пруткові елементи розташовані під кутом до горизонтальної площини, в якій лежить нижня різальна кромка лемеша, при цьому вони мають бути встановлені так, що прутковий елемент, більш наближений до вертикальної площини, у якій лежить вісь симетрії, має більший кут між ним і зазначеною горизонтальною площиною У другому виконанні пруткові елементи розташовані паралельно до зазначеної горизонтальної площини, при цьому двосхилий відвал додатково містить також пруткові елементи, які одним своїм кінцем поєднані з засобом регулювання величини заглиблення лемеша в грунт Пруткові елементи, переважно, встановлені так, щоб відстань між, принаймні, найвище розташованим відносно зазначеної горизонтальної площини периферійним кінцем пруткового елемента і зазначеною горизонтальною площиною була б не менша за максимальну глибину залягання коренебульбоплодів Ця умова необхідна при викопування картоплі для її виштовхування на поверхню грунту Переважно, максимальна відстань між периферійними кінцями крайніх пруткових елементів дорівнює відстані між лопатевими фрезами Для регулювання ширини рядка, що перекопується, бажано, щоб лопатеві фрези були встановлені з можливістю регулювання відстані між ними, при цьому максимальна відстань між фрезами не менша за найбільшу ширину залягання бульб в кущі Переважним є виконання кожної фрези у вигляді маточини, на якій закріплені лопаті, що виконані у вигляді пластин із загнутими під кутом 40 50° периферійними частинами Таке виконання дає можливість, по-перше, прокопувати фрезою поширену смугу грунту, по-друге, руйнує ЦІЛІСНІСТЬ грунту в міжрядді При цьому лопатеві фрези мають бути встановлені так, щоб їх загнуті периферійні частини, переважно, були направлені назустріч одна одній Для уникнення згружування грунту перед лемешем засіб підрізання встановлений так, щоб кут нахилу робочої грані лемеша відносно горизонтальної площини становив 25-35° Для пояснення суті винаходу нижче наведено приклад конкретного виконання викопувального пристрою Приклад ілюструється кресленнями, де на фіг 1 схематично зображено вигляд пристрою збоку в процесі викопування картоплі (з місцевим виривом для ілюстрації роботи засобів підкопування і підрізування), на фіг 2 наведено схематичне зображення пристрою зверху Креслення, що пояснюють винахід, а також нижченаведений приклад конкретного виконання пристрою ніяким чином не обмежують обсяг домагань, заявлений формулою, а тільки пояснюють суть винаходу Пристрій містить раму 1, на якій закріплений приводний пристрій 2, наприклад, бензиновий 4-х тактний двигун потужністю 2,6 кВт (3,5 к с ) Вихідний вал 3 привідного пристрою поєднаний через черв'ячний редуктор 4 з горизонтально розташованим валом 5, на якому на відстані одна від одної встановлені лопатеві фрези 6 За фрезами 6 до кронштейну 7 в нижній частині рами роз'ємно приєднаний засіб 8 підкопування Засіб підкопування складається з клиноподібного лемеша 9 і засобу 10 регулювання заглиблення лемеша 9 в грунт Кут а між робочою гранню лемеша і горизонтальною площиною, в якій лежить нижня різальна кромка лемеша, становить ЗО Засіб 10 може бути виконаний у вигляді механічного, гідравлічного, пневматичного або іншого відомого засобу Найбільш простим є виконання, наведене у прикладі у вигляді тяги, один кінець якої нероз'ємно поєднаний з лемешем 9, а інший має наскрізні отвори 11 для фіксаторів, якими тяга прикріплена до кронштейну 7 Леміш 9 має звужений передній кінець 12 і розширений у формі "ластівчаного хвоста" задній кінець 13 До задньої частини лемеша вздовж сторін "ластівчаного хвоста" прикріплено подовжні пруткові елементи 14, які утворюють двосхилий відвал Кожний прутковий елемент 14 одним своїм кінцем приєднаний до поверхні заднього кінця лемеша симетрично відносно осі його симетрії під кутами Рі, Рг, р п до вертикальної площини 1-І, в якій лежить вісь симетрії Елементи 14 лемеша встановлені так, що периферійні КІНЦІ 15, що більш віддалені від вертикальної площини 1-І, розташовані ближче до горизонтальної площини ІІ-ІІ, в якій лежить нижня горизонтальна різальна кромка "а-а" і навпаки Залежно від грунту і умов викопування подовжні пруткові елементи 14 можуть бути прикріплені до поверхонь лемеша паралельно горизонтальній площині ІІ-ІІ або під кутом до неї У першому випадку для того, щоб найвищі відносно нижньої різальної кромки лемеша "а-а" пруткові елементи були розташовані під час підкопування над поверхнею грунту, вони поєднані з засобом 10 над лемешем У другому випадку пруткові елементи закріплені на лемеші під кутами її, У2, Уп до горизонтальної площини ІІ-ІІ таким чином, що їх периферійні КІНЦІ під час роботи виходять на поверхню грунту і просуваються над 43509 нею Тобто, принаймні, найвище розташований відносно горизонтальної площини ІІ-ІІ периферійний кінець пруткового елемента відстоїть від горизонтальної площини ІІ-ІІ на відстань, що не менша за максимальну глибину залягання бульб Пруткові елементи 14 розташовані так, щоб максимальна відстань L між периферійними кінцями 15 крайніх пруткових елементів дорівнювала відстані між лопатевими фрезами 6 Лопатеві фрези 6 встановлені з можливістю регулювання відстані між ними, при цьому максимальна відстань між фрезами не менша за найбільшу ширину залягання бульб в кущі Регулювання може здійснюватись будь-якими відомими засобами У прикладі регулювання здійснюють дискретним пересуванням фрези по валу і фіксуванням у необхідному положенні за допомогою штифта Кожна фреза містить маточину 16, на якій закріплені лопаті 17, виконані у вигляді пластин, периферійні частини яких загнуті під кутом 45° Фрези 6 встановлені на валу 5 так, що загнуті периферійні частини лопатей однієї фрези направлені назустріч загнутим периферійним частинам лопатей другої фрези До рами 1 позаду за відвалом приєднані рукоятки 18 керування Пристрій працює таким чином При збиранні врожаю, наприклад, картоплі, необхідно відрегулювати відстань між фрезами 6 залежно від сорту картоплі і ширини її залягання в кущі Регулювання відстані між фрезами у наведеному як приклад пристрої можна здійснювати від 22 до 28 см Слід також визначити глибину залягання бульб і за допомогою засобу 10 встановити леміш 9 на необхідній відстані від рами 1 Леміш встановлюють на глибину, не набагато більшу від глибини залягання бульб для визначеного сорту картоплі, приблизно на 15 - 18 см Потім необхідно виставити пристрій по центру рядка таким чином, щоб центр рядка проходив під редуктором 4 пристрою, і включити приводний пристрій 2 Оберти привідного валу З передаються через черв'ячний редуктор 4 на вал 5 з фрезами 6 Притискають рукоятками 18 фрези 6 до грунту, утримуючи пристрій в руках, і встановлюють пристрій так, щоб леміш спирався на грунт своїм гострим переднім кінцем 12 Фрези 6 і кінець лемеша 9 занурюються в землю Коли фрези 6 досягнуть необхідної глибини занурення, розвертають пристрій так, щоб нижня різальна кромка "аа" лемеша 9 зайняла горизонтальне положення Необхідно стежити за глибиною занурення лемеша 9 в грунт Глибину занурення регулюють, натискаючи або підіймаючи рукоятки 18 керування Фрези 6 підрізають грунт і руйнують при цьому його суцільність і зв'язок між зчепленими його частками в міжряддях Леміш 9, який підрізає пласт грунту за фрезами, діє на смугу грунту тільки між фрезами Пласт під дією недеформованого грунту зсувається вгору по робочій поверхні клина і розкришується Грунт з бульбами просувається по поверхні і над поверхнею лемеша Завдяки оптимальній довжині і куту нахилу робочої грані лемеша грунт розсипається і просувається, не утворюючи грудок перед робочою гранню лемеша Переміщений розпушений грунт, який не просипався у отвір "ластівчаного хвоста", потрапляє з бульбами на поверхні похилого відвалу Пруткові елементи встановлені таким чином, що бульба не може провалитись у отвори між елементами, а грунт просипається за рахунок вищевказаного розташування пруткових елементів, яке утворює порожнину між нижньою поверхнею відвалу і грунтом, в якому пройшов леміш Бульби (і, МОЖЛИВО, ПООДИНОКІ великі грудки) залишаються зверху на пруткових елементах і виштовхуються на поверхню грунту, підіймаючись під дією маси грунту, що підрізаний лемешем і насувається на пруткові елементи, і орієнтованих догори пруткових елементів, що діють на бульбу з протилежного боку Винесені на поверхню бульби скочуються по похилих поверхнях відвалу від центру до периферії рядка і залишаються там для їх ручного збирання Коренеплоди і цибуля викопуються цим пристроєм аналогічно При цьому пере нал згоджування пристрою незначне Фрези встановлюють на меншу відстань одна від одної, а леміш піднімають вище Пристрій легкий в користуванні, керуванні і переналагоджуванні Його легко транспортувати Для транспортування пристрою з однієї ділянки на іншу на рамі пристрою передбачають засіб для встановлення транспортного колеса, яке демонтують перед початком викопування Описаний пристрій виготовлений заявником і успішно випробуваний на присадибній ДІЛЯНЦІ Викопування картоплі з ділянки площею 0,2 га було легко здійснено одним оператором за 4 години Джерела інформації, використані у описі винаходу 5 1 Патент України № 12495, МКВ А 01 D 13/00, 1997 2 Патент України № 12496, МКВ5 А 01 D 13/00, 1997 3 Диденко Н Ф Машины для уборки овощей, М Машиностроение, 1987 4 Патент України №22574, МКВ6 А 01 D 13/00, 1998 5 Патент Російської Федерації, № 2033017, МКВ6 А 01 D 13/00, (прототип) 6 Журнал "Достижения науки и техники" АПК №2, 2000, М , с 31-33 7 Промисловий каталог "Мотоблоки фірми "La ZAPPA", Італія 43509 13 Фіг. 1 Фіг. 2 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3 14 43509