Машина для уборки кочанной капусты
Владельцы патента RU 2777780:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный аграрный университет" (RU)
Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения. Машина содержит режущий аппарат, устройство для отделения отходов капусты от кочанов, элеватор, бункер для накопления кочанов. В машине бункер выполнен клинообразной рабочей полостью и снабжен с гибким амортизирующим, огибающим его по периметру изнутри и снаружи бесконечным ленточным полотном с приводным барабаном, расположенным в его хвостовой части. Обеспечивается улучшение качества получаемой продукции за счет сохранения исходного состояния ее при машинной уборке капусты как в процессе накапливания кочанов, так и в процессе отгрузки их в жесткую тару. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для уборки кочанной капусты.
Известна капустоуборочная машина [1], содержащая режущий аппарат, листоотделитель, переборочный транспортер и погрузочный элеватор.
Основным недостатком данной машины является то, что она требует в работе постоянного сопровождения транспортным средством, т.к. кочаны непрерывно направляются в кузов транспортного средства погрузочным элеватором. При этом требуется жесткая согласованность в работе капустоуборочной машины и транспортных средств. На практике из-за нестабильности естественно-производственных условий часто возникают взаимообусловленные простои капустоуборочной машины и транспортных средств. Так, простои капустоуборочной машины, вызванные ожиданием транспортных средств, иногда доходят до 45% времени смены. В результате эффективность использования капустоуборочной машины падает.
Названный недостаток устранен в капустоуборочной машине по патенту [2], содержащей также режущий аппарат, устройство для отделения отходов капусты от кочанов, элеватор, а также бункер с подпружиненным дном для накопления кочанов и боковой открывающейся стенкой. При этом данная машина может находиться в работе даже в период отсутствия сопровождающего транспортного средства, т.е. взаимообусловленные простои капустоуборочного комбайна и транспортного средства существенно снижаются. Однако в данной машине не представляется возможным обеспечить щадящий режим разгрузки кочанов капусты из бункера в жесткую тару при имеющихся стесненных условиях работы, т.к. при открывании бокового борта кочаны обрушиваются кучей (связанной массой) одновременно в тару. В то же время для укладки кочанов в жесткую тару требуется подача мелкими порциями или поштучно. К тому же при разгрузке кочанов обрушиванием, кочаны, находящиеся в головке движущейся массы, кроме сил инерции собственной массы, подвергаются при ударе действию всей массы кучи, движущейся следом. Поэтому высока повреждаемость кочанов при отгрузке из бункера.
Заявляемое изобретение направлено на решение следующей задачи: снижение повреждаемости кочанов капусты в капустоуборочной машине как в процессе накапливания их в бункере, так и в процессе отгрузки из бункера в жесткую тару (контейнеры) в стесненных условиях.
Решение обозначенной задачи обеспечивает следующий технический результат: улучшение качества получаемой продукции за счет сохранения исходного состояния ее при машинной уборке капусты как в процессе накапливания кочанов, так и в процессе отгрузки их в жесткую тару.
Для решения обозначенной задачи в известной капустоуборочной машине бункер для накопления кочанов выполнен с клинообразной рабочей полостью и снабжен с гибким амортизирующим огибающим его по периметру изнутри и снаружи бесконечным ленточным полотном с приводным от гидромотора барабаном, расположенным в его хвостовой части. Амортизирующее гибкое бесконечное полотно имеет натяжное устройство, выполненное в виде рычажно-шарнирного подпружиненного механизма с плечом r двуплечих рычагов, связанных кинематически его натяжными барабанами.
Причем плечо r двуплечих рычагов рычажно-шарнирного механизма определяется по зависимости:
где АВ - высота переднего борта бункера;
ВС - длина днища бункера;
DE - расстояние между осями отклоняющего барабана 9 и натяжного барабана 13 при полной загрузке бункера кочанами капусты;
AD - расстояние между осями отклоняющего барабана 10 и натяжного барабана 13 при полной загрузке бункера кочанами капусты;
EF - расстояние между осями отклоняющего барабана 9 и натяжного барабана 13 при порожнем бункере;
АК - расстояние между осями отклоняющего барабана 10 и натяжного барабана 12 при порожнем бункере.
Бункер установлен на раме машины шарнирно с возможностью располагаться во время загрузки кочанами капусты со своим днищем под углом к горизонту α>β (здесь ρ - угол трения качения кочанов по поверхности гибкого полотна) и горизонтально - в период разгрузки кочанов из него в жесткую тару с помощью гидроцилиндра.
Снабжение бункера гибким амортизирующим огибающим его по периметру изнутри и снаружи бесконечным ленточным полотном с приводным барабаном и с натяжным подпружиненным устройством позволяет амортизировать удары кочанов и поддерживать постоянным высоту их падения в ходе загрузки в бункер в результате осадки натяжного полотна под действием веса кочанов, а также помогает осуществлять выгрузку кочанов из бункера в жесткую тару поштучно в процессе вращения приводного барабана.
Выполнение рабочей полости бункера клинообразной формы, а расположение его днища под углом α>ρ позволяет кочанам откатываться с места падения к переднему борту по мере облегания гибкого амортизирующего полотна днища кузова. Этим достигается равномерное заполнение всего полезного объема рабочей полости бункера.
Наличие приводного от гидромотора барабана в хвостовой части бункера позволяет приводить движение гибкое амортизирующее полотно при разгрузке кочанов из бункера в жесткую тару поштучно в стесненных условиях, исключая их массовое обрушение.
Возможность расположения днища бункера в горизонтальное положение с помощью гидроцилиндра позволяет избежать скатывания кочанов с передней части назад по мере опорожнения бункера.
Приведенная выше зависимость плеча r двуплечего рычага от параметров машины определена следующим образом. Из прямоугольного треугольника (фиг. 3 и фиг. 4)
где АВ - высота переднего борта бункера;
ВС - длина днища бункера.
Удлинение гибкого амортизирующего полотна в рабочей зоне при полной загрузке бункера
где ϕ1 - коэффициент, учитывающий «скругления» контура амортизирующего полотна в рабочей зоне после полного затаривания кочанами капусты.
Удлинение гибкого амортизирующего полотна в рабочей зоне в результате срабатывания его натяжного устройства
где r - плечо двуплечего рычага натяжного устройства;
ϕ2 - коэффициент, учитывающий «скругления» контура амортизирующего полотна на его натяжном и отклоняющем барабанах.
Если считать ϕ1≈ϕ2, то, решив совместно выражение (2) и (3) относительно r, получим:
На фиг. 1 изображена машина для уборки кочанной капусты (вид сверху), на фиг. 2 - ее вид сбоку; на фиг. 3 - вид А (положение гибкого амортизирующего полотна в начале загрузки бункера кочанами); на фиг. 4 - положение гибкого амортизирующего полотна после загрузки бункера кочанами; на фиг. 5 - показан процесс отгрузки кочанов из бункера в жесткую тару.
Машина для уборки кочанной капусты имеет режущий аппарат 1 (фиг. 1 и 2), стол доработки 2, устройство для отделения отходов капусты от кочанов 3, элеватор 4, бункер 5 для накопления кочанов, гибкое амортизирующее полотно 6 (фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5) с натяжным устройством 7 и приводным 8 и отклоняющими 9 и 10 барабанами. Гибкое амортизирующее полотно 6 выполнено бесконечным, огибает бункер 5 по периметру изнутри и снаружи, в работе опирается на роликовые опоры 11. Натяжное устройство 7 выполнено в виде двуплечего рычажно-шарнирного механизма, связано кинематически натяжными барабанами 12 и 13 и соединено жестко со звездой 14, которая имеет зацепление с тяговой цепью 15 с подпружиненным пружиной 16 концом через отклоняющую звездочку 17. Бункер 5 имеет рабочую полость клинообразной формы, соединен рамой машины с помощью шарнира 18 и гидроцилиндра 19. В хвостовой части бункера установлено специальное отгрузочное устройство, состоящее из упругого прорезиненного лотка 20 и гибкого фартука 21. В конструкции для привода приводного барабана 8 предусмотрен гидромотор 22 (фиг. 1).
Машина для уборки кочанной капусты работает следующим образом. Режущий аппарат 1 направляется по убираемому ряду капусты. Он выравнивает растения капусты, срезает и направляет кочаны и листья на стол доработки 2, где рабочие производят их инспекцию. Мелкие несозревшие, а также пораженные болезнями кочаны сбрасывают на землю, а кочаны требующие доработки доводят до товарного вида, подвергая повторной обрезке кочерыг. Далее поток кочанов и капустной листвы поступает к вальцевому листоотделителю 3, который направляет кочаны на элеватор 4, а капустная листва проходит под вальцом на полотне стола доработки и отгружается на землю. Элеватор 4 доставляет кочаны на гибкое амортизирующее полотно 6 бункера 5. При этом следует заметить, первоначально перед загрузкой гибкое амортизирующее полотно 6 (фиг. 3) занимает верхнее положение под действием подпружиненного натяжного устройства 7. По мере накопления груза на амортизирующем полотне 6 увеличивается его натяжение. Это увеличивает его длину в рабочей зоне за счет поворота двуплечего натяжного устройства 7 вместе со звездочкой 14. При этом цепь 15, взаимодействуя со звездочкой 14, оказывает сжимающее действие на пружину 16 через отклоняющую звездочку 17. В результате увеличивается деформация пружины 16 пропорционально весу капусты на гибком полотне 6. В это же время гибкое амортизирующее полотно 6 постепенно будет облегать наклонное днище бункера, начиная с конца, где размещен его приводной барабан 8. В результате образовавшегося наклона к горизонту полотна кочаны постепенно будут скатываться к переднему борту бункера, равномерно заполняя всю рабочую полость бункера 5. В результате непрерывного увеличения рабочей длины полотна в бункере 5 сохраняется высота падения кочанов в течение всего периода загрузки. При полной загрузке бункера гибкое амортизирующее полотно 6 почти полностью облегает передний борт и днище бункера (см. фиг. .4).
При разгрузке кочанов капусты из бункера в транспортное средство с жесткой тарой 23 подъезжает под отгрузочное устройство, состоящее из упругого лотка 20 и фартука 21 (фиг. 5). Бункер 5 со своим днищем устанавливается в горизонтальное положение с помощью гидроцилиндра 19. При этом за счет поворота бункера 5 вокруг шарнира 18 упругий лоток 20 и фартук 21 частично заглубляются в полость жесткой тары 23. После этого приводят в движение приводной барабан 8, плавно подключая гидромотор 22, далее гибкое амортизирующее полотно 6 поштучно начинает отгружать кочаны в жесткую тару 23. По мере наполнения контейнера кочанами регулируют положение бункера с помощью гидроцилиндра 19, тем самым поддерживается высота падения кочанов на минимальной высоте. В процессе отгрузки кочанов рабочая длина гибкого полотна в бункере уменьшается, что обеспечивает скатывание кочанов с передней части бункера в сторону приводного барабана 8, так как провис полотна при этом постепенно уменьшается за счет уменьшения веса капусты в бункере 5, а полотно постепенно начинает занимать уклон в сторону хвостовой части бункера.
Таким образом, применение данного изобретения позволяет снижать повреждаемость кочанов капусты как в ходе загрузки в бункер, так и при выгрузке из него в тары, установленные в кузове транспортного средства.
Источник информации
1. Патент РФ №2365086 С1, МПК A01D 45/26. Капустоуборочная машина. Опубл. 27.08.2009, Бюл. №24.
2. Патент РФ №2253215 С2, МПК A01D 45/26. Способ уборки кочанной капусты и машина для его осуществления. Опубл. 10.06.2005, Бюл. №16.
1. Машина для уборки кочанной капусты, включающая режущий аппарат, устройство для отделения отходов капусты от кочанов, элеватор, бункер для накопления кочанов, отличающаяся тем, что в ней бункер выполнен клинообразной рабочей полостью и снабжен с гибким амортизирующим, огибающим его по периметру изнутри и снаружи бесконечным ленточным полотном с приводным барабаном, расположенным в его хвостовой части.
2. Машина для уборки кочанной капусты по п. 1, отличающаяся тем, что бесконечное гибкое амортизирующее полотно имеет натяжное устройство в виде рычажно-шарнирного подпружиненного механизма с плечом r двуплечих рычагов, связанных кинематически его натяжными барабанами, причем плечо r определяется по зависимости:
где АВ - высота переднего борта бункера;
ВС - длина днища бункера;
DE - расстояние между осями отклоняющего барабана 9 и натяжного барабана 13 при полной загрузке бункера кочанами капусты;
AD - расстояние между осями отклоняющего барабана 10 и натяжного барабана 13 при полной загрузке бункера кочанами капусты;
EF - расстояние между осями отклоняющего барабана 9 и натяжного барабана 13 при порожнем бункере;
АК - расстояние между осями отклоняющего барабана 10 и натяжного барабана 12 при порожнем бункере.
3. Машина для уборки кочанной капусты по п. 1, отличающаяся тем, что бункер установлен на раме машины шарнирно с возможностью располагаться во время загрузки кочанами капусты со своим днищем под углом к горизонту α>ρ (здесь ρ - угол трения качения кочанов по поверхности гибкого полотна) и горизонтально - в период разгрузки кочанов из него в жесткую тару с помощью гидроцилиндра.
