RU2187923C2

RU2187923C2 - Tractor-mounted rotary potato digger

Info

Publication number: RU2187923C2
Application number: RU2000119847/13A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Хабардин; А.В. Хабардин
Original assignee: Хабардин Василий Николаевич; Хабардин Андрей Васильевич
Priority date: 2000-07-24
Filing date: 2000-07-24
Publication date: 2002-08-27

Abstract

FIELD: agricultural engineering. SUBSTANCE: potato digger has frame with two sides connected through cross-pieces and cross stays, rod-type separating elevator mounted between sides at an angle to horizontal plane, two shares for directing undercut soil layer to elevator, and drive. Elevator has parallel separating rotors positioned for rotation in single direction. Each of rotors is formed of rubberized rods arranged so as to define circle in transverse peripheral plane with gap between rods. Adjacent rotors are arranged in spaced relation, with space being kept during operation of potato digger. Rotors are mounted on shafts through rigid cross-pieces having rubberized peripheral parts. Shafts are positioned on bearings in frame sides panel. Shafts are driven through shaft of rotor first at share sides. It is provided by arranging one sprocket on both ends of shafts and one sprocket on terminating shaft. Sprockets are kinematically connected through drive chains equipped with tension devices. Frame sides are equipped with protective housings detachably connected at their outer sides to provide for sealing of rotors-sprockets drive parts, chains and tension devices. EFFECT: increased efficiency and intensified potato tuber separation, enhanced reliability in operation. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для уборки картофеля и других корнеклубнеплодов. The invention relates to agricultural machinery, in particular to machines for harvesting potatoes and other root crops.

Картофелеуборочные комбайны, копатели и другие аналогичные машины оборудованы сепарирующими устройствами, которые предназначены преимущественно для отделения клубней от почвы. Известны следующие типы сепарирующих устройств: грохоты с колебательным движением решет, барабанные и валковые грохоты, скребковые транспортеры в сочетании с колосниковой решеткой, прутково-клавишные и винтовые (шнековые) сепараторы, вращающиеся плоские цилиндрические решета [1]. Potato harvesters, diggers and other similar machines are equipped with separating devices, which are designed primarily for separating tubers from the soil. The following types of separation devices are known: screens with an oscillatory movement of sieves, drum and roller screens, scraper conveyors in combination with a grate, bar-key and screw (screw) separators, rotating flat cylindrical sieves [1].

Основными недостатками сепарирующих устройств грохотного типа с колебательным движением решет являются: сложность конструкции, наличие неуравновешенных инерционных сил. Они слабо приспособлены к транспортированию и подъему массы вверх, а также чувствительны к изменению рельефа. Барабанные грохоты забиваются остатками растительности и влажной почвой, в связи с чем резко снижается их сепарирующая способность. Валковые грохоты имеют малое живое сечение. Скребковые транспортеры с колосниковыми решетами, клавишные сепараторы и вращающиеся плоские цилиндрические решета сложны в исполнении. Винтовые сепараторы сильно повреждают клубни. The main disadvantages of separating devices of a screen type with oscillatory movement of sieves are: the complexity of the design, the presence of unbalanced inertial forces. They are poorly adapted to transport and lift the mass up, and are also sensitive to changes in topography. Drum screens are clogged with the remains of vegetation and moist soil, and therefore their separation ability is sharply reduced. Roller screens have a small live section. Scraper conveyors with grate sieves, key separators and rotating flat cylindrical sieves are difficult to perform. Screw separators severely damage tubers.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является картофелекопатель двухрядный навесной КТН-2В, содержащий раму из двух боковин, соединенных поперечинами и раскосами; сепарирующий прутковый элеватор, установленный между боковинами под углом к горизонту в продольной плоскости; два лемеха, обеспечивающие подачу подкопанного пласта на указанный элеватор, и привод [2]. The closest technical solution, selected as a prototype, is a double-row mounted potato digger KTN-2B, containing a frame of two sidewalls connected by cross members and braces; a separating bar elevator installed between the sidewalls at an angle to the horizontal in the longitudinal plane; two shares, providing a dug layer to the specified elevator, and a drive [2].

Недостатки известного картофелекопателя: повышенная скорость элеватора, превышающая в 2-3 раза скорость агрегата, наличие встряхивателей и большого количества поверхностей трения приводят к быстрому изнашиванию трущихся в абразивной среде деталей и к излишним затратам энергии на привод; значительная металлоемкость, вызванная тем, что рабочая ветвь пруткового полотна составляет менее 40% его обшей длины; залинание просветов пруткового полотна при работе на влажной почве; сравнительно низкое живое сечение (менее 70%), которое при работе не изменяется и поэтому не оказывает активного воздействия на процесс сепарации клубней. The disadvantages of the known potato digger: increased elevator speed, exceeding the unit speed by 2–3 times, the presence of shakers and a large number of friction surfaces lead to rapid wear of parts rubbing in an abrasive medium and to excessive energy costs for the drive; significant metal consumption due to the fact that the working branch of the bar sheet is less than 40% of its total length; jamming of the gaps of a barbed blade when working on wet soil; a relatively low living cross section (less than 70%), which does not change during operation and therefore does not have an active effect on the tuber separation process.

Задачей изобретения является создание простого и энергоэкономичного картофелекопателя, обеспечивающего высокую интенсивность процесса сепарации клубней и обладающего улучшенной эксплуатационной надежностью. The objective of the invention is to provide a simple and energy-efficient potato digger, providing a high intensity of the process of separation of tubers and having improved operational reliability.

Сущность изобретения заключается в следующем. Элеватор выполнен в виде ряда параллельно установленных вращающихся в одном направлении сепарирующих роторов, каждый из которых составлен из обрезиненных прутков с образованием в поперечной плоскости круга или эллипса о просветом между прутками. Указанные роторы расположены с зазором, сохраняющимся в процессе работы картофелекопателя. При этом роторы, имеющие эллиптическую форму, расположены под углом 90^o друг к другу, также сохраняющимся при работе. Роторы смонтированы на валах посредством жестких поперечин, обрезиненных по периферии. Валы установлены на подшипниках в панели боковин рамы. Привод валов осуществлен через вал первого со стороны лемехов ротора, для чего на обоих концах валов размещено по одной звездочке, а на последнем валу - только одна звездочка. Указанные звездочки кинематически связаны посредством приводных цепей, снабженных натяжными устройствами. В результате процесс сепарации клубней интенсифицирован за счет динамического воздействия эллиптических роторов на почвенный пласт, а также благодаря увеличению живого сечения, образованного просветами между прутками и зазорами между роторами. Трущиеся детали (звездочки, цепи, натяжные устройства) представляется возможным закрыть от воздействия абразивной среды герметичными кожухами. Роторы также защищены от абразивного изнашивания вследствие того, что их прутки и поперечины обрезинены. В целом получена конструкция простого, надежного и энергоэкономичного картофелекопателя с высокой сепарирующей способностью.The invention consists in the following. The elevator is made in the form of a series of parallel-mounted separating rotors rotating in one direction, each of which is composed of rubberized rods with the formation in the transverse plane of a circle or ellipse about the gap between the rods. These rotors are located with a gap that remains during the operation of the potato digger. In this case, the rotors having an elliptical shape are located at an angle of 90 ^{o to} each other, also preserved during operation. The rotors are mounted on shafts by means of rigid crossbars, rubberized around the periphery. The shafts are mounted on bearings in the sidewall panel of the frame. The drive of the shafts is carried out through the shaft of the first rotor plowshare, for which there is one sprocket at both ends of the shafts, and only one sprocket on the last shaft. These sprockets are kinematically connected by means of drive chains provided with tensioning devices. As a result, the tuber separation process is intensified due to the dynamic effect of elliptical rotors on the soil formation, as well as due to an increase in the living cross section formed by the gaps between the rods and the gaps between the rotors. Friction parts (sprockets, chains, tensioning devices) seem possible to close from the influence of an abrasive medium by hermetic casings. The rotors are also protected against abrasion due to the fact that their rods and crossbars are rubberized. In general, a simple, reliable, and energy-efficient potato digger with a high separation capacity was obtained.

На фиг.1, 2, 3 изображен картофелекопатель тракторный навесной ротационный. Он состоит из продольной рамы 6 в виде двух боковин, соединенных поперечинами и раскосами, с автосцепкой 2, несущим брусом 15 и направляющими граблинами 10; двух лемехов 20 с откидными клапанами 24, жестко присоединенных к брусу 15 посредством основания 17; ротационного сепаратора, включающего в себя ряд параллельно установленных вращающихся в одном направлении сепарирующих роторов 21, составленных из обрезиненных прутков 23 с образованием просвета между ними; привода роторов 21, содержащего карданный вал 1, конический редуктор 3 с ведущей сменной звездочкой 4 и предохранительной муфтой 25; опорных колес 11. В поперечной плоскости (по периферии) роторы 21 имеют форму круга (не показано) или эллипса. Указанные смежные роторы установлены с зазором, сохраняющимся в процессе работы картофелекопателя. При этом смежные роторы 21, имеющие эллиптическую форму, расположены под углом 90^o, также сохраняющимся при работе. Роторы 21 смонтированы на валах 16 посредством жестких поперечин 22, обрезиненных по периферии. Валы 16 в сборе с роторами 21 установлены на подшипниках (не показано) в панели 8 боковин рамы 6 (между указанными боковинами) таким образом, что их оси вращения размещены на одной линии, направленным под некотором острым углом к горизонту в продольной плоскости. Привод первого со стороны лемехов 20 ротора 21 осуществлен от редуктора 3. Далее, от вала этого ротора движение последовательно передается к валу другого смежного ротора, для чего на обоих концах валов 16 размещено по одной звездочке, а на последнем валу - только одна звездочка. При этом на валу 16 первого со стороны лемехов 20 ротора 21 одна звездочка 18 является ведомой и посредством цепи 19 кинематически связана с ведущей сменной звездочкой 4 редуктора 3, другая звездочка 14 на противоположном конце этого вала - ведущей, которая также посредством цепи 13 кинематически связана с ведомой звездочкой 12 вала смежного ротора 21. На другом конце указанного вала - снова ведущая звездочка 14, от которой через цепь 13 движение передается на вел 16 следующего смежного ротора 21. На валу 16 последнего ротора 21 - одна ведомая звездочка 12. Приводные цепи 19 и 13 снабжены натяжными устройствами соответственно 5 и 7. Звездочки, цепи и их натяжные устройства герметично закрыты защитными кожухами 9, присоединенными к боковинам рамы 6.In figure 1, 2, 3 shows a potato digger tractor mounted rotary. It consists of a longitudinal frame 6 in the form of two sidewalls connected by cross members and braces, with an automatic coupler 2, a supporting beam 15 and guide rake 10; two plowshares 20 with hinged valves 24, rigidly attached to the beam 15 by means of the base 17; a rotary separator, including a series of parallel-mounted rotating in one direction separating rotors 21, composed of rubberized rods 23 with the formation of a gap between them; a rotor drive 21 comprising a driveshaft 1, a bevel gear 3 with a removable drive sprocket 4 and a safety clutch 25; supporting wheels 11. In the transverse plane (on the periphery), the rotors 21 have the shape of a circle (not shown) or an ellipse. These adjacent rotors are installed with a gap that remains during the operation of the potato digger. In this case, the adjacent rotors 21 having an elliptical shape are located at an angle of 90 ^o , which is also preserved during operation. The rotors 21 are mounted on the shafts 16 by means of rigid crossbars 22, rubberized around the periphery. The shafts 16 assembled with the rotors 21 are mounted on bearings (not shown) in the panel 8 of the sidewalls of the frame 6 (between these sidewalls) in such a way that their axis of rotation is placed on one line directed at a certain acute angle to the horizontal in the longitudinal plane. The drive of the first rotor 21 from the plowshares 20 is carried out from the gearbox 3. Further, from the shaft of this rotor, the movement is sequentially transmitted to the shaft of another adjacent rotor, for which there is one sprocket at both ends of the shafts 16, and only one sprocket on the last shaft. At the same time, on the shaft 16 of the first one from the share of the rotor 21 shares, one sprocket 18 is driven and, through the chain 19, is kinematically connected to the leading interchangeable sprocket 4 of the gearbox 3, the other sprocket 14 at the opposite end of this shaft is the leading one, which is also kinematically connected via the chain 13 to driven by an asterisk 12 of the shaft of the adjacent rotor 21. At the other end of the specified shaft is again the driving sprocket 14, from which through the chain 13 the movement is transmitted to the lead 16 of the next adjacent rotor 21. On the shaft 16 of the last rotor 21 there is one driven asterisk 12. water circuits 19 and 13 are provided with tensioning devices 5 and 7. The sprockets, chain tensioners and sealed protective covers 9 attached to the sidewalls of the frame 6.

Картофелекопатель присоединяют к механизму навески трактора при помощи автосцепки 2 и в этом положении он фиксируется защелкой. Карданный вал 1 соединяют с валом отбора мощности трактора. A potato digger is attached to the tractor hitch mechanism using an automatic coupler 2 and in this position it is fixed with a latch. The driveshaft 1 is connected to the tractor PTO shaft.

Процесс сепарации клубной осуществляется следующим образом. Лемехи 20 подкапывают два рядка картофеля, частично разрушают пласт и передают его на ротационный сепаратор. Роторы 21 вращаются в направлении от лемехов 20 (показано отрезками) с окружной скоростью, превышающей скорость пласта. ервый со стороны лемехов 20 ротор 21 "принимает" пласт, отделяя от него некоторые порции. В результате пласт разрушается на отдельные части. При этом почва частично просеивается в зазор между откидными клапанами 24 и указанным ротором. Отделенная порция пласта переваливается этим ротором на смежный ротор, что осуществляется при повертывании роторов 21 на 180^o. При перемещении пласт растаскивается по поверхности ротора 21 и почва вновь просеивается через просвет между его прутками 23. Смежный ротор 21 (в данном случае - второй от лемехов 20) также "принимает" ворох и в этот момент почва просеивается сквозь зазор между роторами 21. Далее процесс разрушения и сепарации почвы повторяется циклично: при повертывании роторов 21 на каждые 180^o. Одновременно картофельный ворох переходит от одного ротора 21 к другому, смежному. С последнего ротора 21 масса сбрасывается и сужается направляющими граблинами 10 в валок шириной 60-90 см.The process of separation of the club is as follows. Shares 20 dig two rows of potatoes, partially destroy the formation and transfer it to a rotary separator. The rotors 21 rotate in the direction from the plowshares 20 (shown by segments) with a peripheral speed exceeding the speed of the formation. The first rotor 21 from the plowshares 20 "receives" the formation, separating some portions from it. As a result, the reservoir is destroyed into separate parts. While the soil is partially sifted into the gap between the flap valves 24 and the specified rotor. The separated portion of the formation is transferred by this rotor to an adjacent rotor, which is carried out when turning the rotors 21 by 180 ^o . When moving, the seam is pulled out over the surface of the rotor 21 and the soil is again sifted through the gap between its rods 23. The adjacent rotor 21 (in this case, the second from the plowshares 20) also “receives” the heap and at this moment the soil is sifted through the gap between the rotors 21. Further the process of destruction and separation of the soil is repeated cyclically: when turning the rotors 21 for every 180 ^o . At the same time, the potato heap moves from one rotor 21 to another adjacent. From the last rotor 21, the mass is discharged and narrowed by the guiding tines 10 into a roll 60-90 cm wide.

Для исключения заклинивания камнями первого со стороны лемехов 20 ротора 21 задняя кромка указанных лемехов оснащена откидными клапанами 24. В случае заклинивания роторов 21 при попадании камня в зазор между ними срабатывает предохранительная муфта 25. Залипание просветов между прутками, а также забивание внутренней полости роторов предотвращено воздействием на частицы почвы центробежной силы, обусловленной вращательным движением указанных роторов. To prevent jamming with stones of the first one from the side of the plowshares 20 of the rotor 21, the trailing edge of these plowshares is equipped with flap valves 24. In case of jamming of the rotors 21 when a stone gets into the gap between them, the safety clutch 25 is activated. Gluing between the rods and clogging of the inner cavity of the rotors is prevented by on particles of soil centrifugal force due to the rotational movement of these rotors.

Необходимую скорость движения агрегата и скорость вращения роторов 21 устанавливают в зависимости от условий работы. Для этого используют сменные звездочки 4. При повышенной влажности устанавливают максимальную скорость вращения роторов 21, при нормальной - минимальную. Глубину выкапывания регулируют механизмом навески трактора. The required speed of the unit and the speed of rotation of the rotors 21 are set depending on the operating conditions. To do this, use interchangeable sprockets 4. With high humidity, the maximum speed of rotation of the rotors 21 is set, with normal - the minimum. Digging depth is regulated by the tractor linkage.

Предложен картофелекопатель с ротационным сепаратором в виде ряда параллельно установленных вращающихся в одном направлении прутковых роторов, имеющих в поперечном сечении форму круга или эллипса. Их привод осуществлен через вал первого со стороны лемехов ротора. Процесс сепарации клубней интенсифицирован за счет динамического воздействия роторов на почвенный пласт, а тате благодаря увеличению живого сечения, образованного просветами между прутками и зазорами между ротарами. Рабочие органы картофелекопателя и их привод защищены от воздействия абразивной среды. Для легких и сыпучих почв может быть рекомендовал картофелекопатель, оборудованный роторами с круглым профилем, для тяжелых и влажных - с эллиптическим. В результате получена конструкция простого, надежного и энергоэкономичного картофелекопателя с высокой сепарирующей способностью. A potato digger with a rotary separator in the form of a series of parallel-mounted rotating in one direction rod rotors having a cross-section in the form of a circle or an ellipse is proposed. Their drive is carried out through the shaft of the first rotor plowshare. The process of tuber separation is intensified due to the dynamic effect of rotors on the soil layer, and tate due to an increase in the live section formed by the gaps between the rods and the gaps between the rotars. The working parts of the potato digger and their drive are protected from the effects of an abrasive medium. For light and loose soils, a potato digger equipped with rotors with a round profile may be recommended, for heavy and wet soils with an elliptical. As a result, a simple, reliable and energy-efficient potato digger with a high separating ability is obtained.

Источники информации
1. Петров Г.Л. Картофелеуборочные машины. 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 1984, с. 84 - 89.Sources of information
1. Petrov G.L. Potato harvesting machines. 2nd ed., Revised. and add. - M.: Mechanical Engineering, 1984, p. 84 - 89.

2. Беляев H.M. и др. Каталог "Сельскохозяйственная техника". - М., 1981, ч.1, с. 426-427 - прототип. 2. Belyaev H.M. and other catalog "Agricultural machinery". - M., 1981, part 1, p. 426-427 is a prototype.

Claims

1. Rotary mounted tractor-mounted potato digger, comprising a frame of two sidewalls connected by cross members and braces, a separating bar elevator installed between the sidewalls at an angle to the horizontal in the longitudinal plane, two shares, providing a dug layer to the specified elevator, and a drive, characterized in that that the elevator is made in the form of a series of parallel separating rotors rotating in one direction, each of which is composed of rubberized rods with the formation in the transverse plane axes, on the periphery of the circle with a clearance between the rods, while the adjacent rotors are located with a gap that remains during the operation of the potato digger, these rotors are mounted on the shafts by means of rigid crossbars rubberized around the periphery, the shafts are mounted on bearings in the frame side panel, the shaft drive through the shaft of the first rotor plowshare side, for which there is one sprocket at both ends of the shafts, and only one sprocket on the last shaft, these sprockets are kinematically connected by means of a drive x circuits provided with tensioning devices, sidewall frame provided with protective covers installed detachably with their outside and provide sealing of the actuator parts rotors sprocket chains and tensioners.

2. Potato digger according to claim 1, characterized in that the separating rotors are composed of rods with the formation in the transverse plane, on the periphery, of an ellipse, while the adjacent rotors are located at an angle of 90 ^o , which is preserved during the operation of the potato digger.