Роторное устройство для скашивания и измельчения травяной растительности

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для скашивания измельчения травяной растительности, например ботвы картофеля перед его выкопкой. Устройство, для скашивания и измельчения травяной растительности состоящее из рамы, редуктора, вариатора и вертикальных роторов. Ротор состоит из вала, установленного в корпусе подшипников, на верхнем конце вала установлен шкив, а в нижней части ротора на валу - съемный рабочий орган, который состоит из несколько рядов жестких звездчатых дисков с выступающими концами, на которых неподвижно установлены катушки со шпулями. Верхний ряд звездчатых дисков выполнен с изгибом для исключения задевания ими корпуса подшипника и расположен под углом относительно оси вращения вала с увеличенной длиной выступающих концов, причем угол расположения верхнего ряда диска и длина выступающих концов устанавливаются в зависимости от высоты скашиваемой растительности, ряды жестких звездчатых дисков повернуты относительно оси вала по отношению друг друга на угол 3090°, что способствует увеличению измельчения срезаемой растительности. На жестких звездчатых дисках установлены катушки, в которых находится шпуля с намотанными на нее гибкими режущими нитями с фиксирующим устройством в виде цанги стопорного устройства, позволяющим регулировать длину рабочей части лески. Испытание опытного образца устройства показало его успешную работу как плуга и как роторного устройства для измельчения и скашивания растительности в частности ботвы. Получены следующие технические результаты: улучшилось качество убираемого продукта и обогащение почвы за счет эффективного измельчения травяной растительности, в частности ботвы картофеля и перехода ее в гумус. Применение заявленной полезной модели особенно необходимо фермерским хозяйствам, так как позволяет сократить в хозяйстве парк машин.

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для снашивания и измельчения травяной растительности, например ботвы картофеля перед его выкопкой.

Известны различные устройства уборки ботвы картофеля (аппарат ботвотеребильный, аппарат с цепным ротором, аппарат бильного действия).

Для удаления и сбора ботвы в настоящее время в России применяются машины КИР-1,5 и УБД [Карпенко А.Н, Халанский В.М. Сельскохозяйственные машины, 1989, с.233]. Косилка-измельчитель КИР-1,5 применяется для скашивания измельчения стеблей кукурузы, подсолнечника и картофельной ботвы. Измельчающий барабан представляет собой трубчатый вал, на котором по винтовой линии шарнирно закреплены молотковые ножи. Измельченная масса поступает в бункер или загружается в кузов транспортного средства, а также может распределяться по полю. Недостатки машины: невысокое качество измельчения массы и увеличение нагрузки на дробильный аппарат, в результате чего часто ломаются молотки, и нарушается динамическая уравновешенность дробителя

Известны ботвоуборочные машины (RU 2034433, МКИ AOD 23/02, 05.10,1995 г), включающие ротационные рабочие органы с вертикальной осью вращения, рабочая поверхность которых имеет винтообразную форму, кожух для направления и устройство для выгрузки ботвы. Недостатком известной ботвоуборочной машины является то, что при работе происходит разброс ботвы перед машиной, в результате чего снижается производительность машины. Ботва, которая остается за ботвоудаляющей машиной, мешает протеканию технологического процесса уборки картофеля.

Серия существующих зарубежных ботвоудалителей KS75-4 KS-3000 4LK310 производства GRIMME [http://land.terrion.ru/botvoudalitel] предназначена для удаления ботвы картофеля моркови, цикория. Рабочие органы ударного действия представлены в виде ножей, которые устанавливаются на горизонтальный вал.

Недостатками ботвоудалителей является нечувствительность к камням, так как они подвижны в боковом и продольном направлениях, дорогое обслуживание и высокая цена.

Известны различные газонокосилки, электрические, бензиновые механические, самоходные все они предназначены для стрижки и скашивания травы [http://www.mk-krot.ru/gazon]. Ручная механическая коса модель 80665 вращательного действия (триммер), рабочим органом которой является режущая головка, установленная на валу, состоящая из шпульки держателя, самой шпульки и капроновой лески. Частота вращения без нагрузки составляет 2900-3200 об/мин, а максимальная частота вращения 8500 об/мин, что позволяет не просто срезать траву, а превращать ее в мульчу (то есть сильно измельчать), что способствует обогащению почвы.

Недостатками газонокосилок является, то, что они предназначены только для стрижки и скашивания травы на горизонтальных наклонных и неровных поверхностях небольших площадей, у этих устройств незначительная ширина захвата скашивания и необходимость движения их сверху вниз при скашивании высоких растений.

В качестве прототипа предлагаемого изобретения использован плуг с ротационным рыхлителем (Авторское свидетельство 245468 МПК A01b).

Это устройство не предназначено для скашивания и измельчения травяной растительности, но имеет наибольшее сходство по технической сущности с полезной моделью, поскольку заявитель именно на базе данного орудия разработал полезную модель. Прототип содержит установленные последовательно пассивный плужный корпус с укороченным отвалом и активный ротор. Ротор установлен вертикально, имеет вал, на котором может крепиться два типа рабочих органов. Ротор связан передачей с валом отбора мощности трактора (ВОМ). Основная работа плуга с ротационным рыхлителем это вспашка почвы с интенсивным крошением почвы.

Заявителем была сформирована задача, расширить функциональные возможности известного устройства и на базе его разработать устройство для скашивания и измельчения травяной растительности.

Технический результат предложенного устройства - расширение функциональных возможностей существующего плуга с ротационным рыхлителем за счет универсализации рабочих органов.

Поставленная задача решена предлагаемой полезной моделью, в которой, снашивание и измельчение травяной растительности осуществляется посредством использования роторного устройства, представляющего собой закрепленные на раме плуга вертикальные роторы, включающие вращающийся вал, установленный в корпусе подшипников, и закрепленные на валу измельчающие элементы рабочего органа, в отличие от прототипа в качестве измельчающих режущих элементов использован прикрепленный к нижней части ротора съемный рабочий орган, состоящий из нескольких рядов жестких звездчатых дисков с выступающими концами, на которых неподвижно установлены катушки со шпулями с фиксирующим устройством и намотанными на них гибкими режущими нитями, верхний ряд выступающих концов звездчатого диска выполнен с изгибом в основании, соответствующим размеру нижней части корпуса подшипника для исключения задевания ими корпуса подшипника, и расположен под углом относительно оси вращения вала с увеличенной длиной выступающих концов, причем угол расположения верхнего ряда диска и длина выступающих концов устанавливаются в зависимости от высоты скашиваемой растительности, для увеличения числа оборотов режущих элементов на раме плуга установлен вариатор. Ряды звездчатых дисков повернуты относительно оси вала по отношению друг к другу на угол 3090°, что позволяет улучшить измельчение растительности, а за пределами указанных величин измельчение фракций будет более крупным, что снизит качество измельчаемого продукта и увеличит сроки перегнивания скошенной растительности. В качестве гибких режущих нитей использованы стальной канат или нейлоновая леска необходимой толщины в зависимости от густоты толщины стебля растительности. В качестве фиксирующего устройства для регулирования длины вытягиваемой нити со шпули использована цанга стопорного устройства, расположенная в корпусе катушки.

Предлагаемое техническое решение позволяет за счет съемного рабочего органа при необходимости заменить рабочий орган с ротационным рыхлителем на устройство для скашивания и измельчения травяной растительности и выполнять несколько функций. Таким образом, обеспечивается расширение функциональных возможностей рабочего органа с ротационным рыхлителем и за счет этого расширение диапазона его использования. Установка рабочего органа, состоящего из нескольких рядов жестких звездчатых дисков с выступающими концами, на которых неподвижно установлены катушки со шпулями с фиксирующим устройством и намотанных на них гибкими режущими нитями позволяет скашивать и измельчать травяную растительность. Выполнение верхнего ряда звездчатого диска с изгибом в основании, соответствующим размеру нижней части корпуса подшипника, исключает задевание ими корпуса подшипника, а расположение верхнего ряда диска под углом с увеличенной длиной выступающих концов, установленных в зависимости от высоты скашиваемой растительности, с заменой нижней части режущих элементов, позволяет скашивать травяную растительность любой высоты.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на (фиг.1.) представлена общая схема роторного устройства на базе плуга с ротационным рыхлителем с элементами привода (вид сверху);

на (фиг.2) - съемный рабочий орган, состоящий из нескольких рядов жестких звездчатых дисков с неподвижно установленными катушками.

на (фиг.3) - рабочий элемент катушки со шпулями и намотанными на них гибкими режущими нитями.

Устройство содержит (фиг.1, 2) раму 1 трехкорпусного роторного плуга, на котором установлены вертикальные роторы 3, которые содержат вертикальный вращающийся вал 7, на верхнем конце которого установлен шкив 10, передающий вращение от вала отбора мощности трактора с помощью клиноременной передачи 4 через вариатор 2 на конический редуктор 5. Вал 7 находится в корпусе 8 подшипников, а в нижней части вала для скашивания и измельчения травяной растительности установлен съемный рабочий орган 9 (фиг 2) который состоит из несколько рядов жестких звездчатых дисков 13 с выступающими концами, на которых неподвижно установлены катушки 11 со шпулями и намотанными на них гибкими режущими нитями 12 (нейлоновая леска или металлический тросик). Верхний ряд звездчатых дисков выполнен с изгибом для исключения задевания ими корпуса подшипника и расположен под углом Y относительно оси вращения вала с увеличенной длиной выступающих концов, причем угол расположения верхнего ряда диска и длина его выступающих концов устанавливаются в зависимости от высоты скашиваемой растительности Ряды звездчатых дисков 13 повернуты относительно оси вала по отношению друг к другу на угол J 3090°. Внутри катушки 11 (фиг 3) находится шпуля 14 с намотанными на нее гибкими режущим нитями 12. Для регулирования длины вытягиваемой нити 12 со шпули 14 установлена цанга 15 стопорного устройства, расположенного в катушке.

Таким образом, предлагаемое роторное устройство для скашивания и измельчения травяной растительности имеет следующие технические характеристики. Ширина захвата зависит от количества рабочих органов и расстоянием между гребнями которое составляет 70 см. Колея пропашного трактора устанавливается на ширину 140 см, высота ротора 550 мм диаметр режущего элемента - нейлоновой лески 34 мм, стального каната - 23 мм, способ соединения с трактором - навесной. Привод ротора - механический от вала отбора мощности трактора. Частота вращения ротора регулируется вариатором и составляет от 1000-3500 об/мин.

Устройство работает следующим образом. С целью скашивание травяной растительности (ботвы) плуг трансформируют, для чего снимают пассивный рабочий орган и нижнюю часть активного рабочего органа и на место активного рабочего органа устанавливают съемный рабочий орган 9. Дополнительно для увеличения оборотов ротора устанавливают вариатор 2. Рабочим органом 9 производят резку ботвы, при этом кусочки измельченной ботвы, падая вниз, попадают под вращение нижерасположенных режущих нитей 12. В результате действия центробежных сил срезанные кусочки будут иметь хаотичное движение в пространстве и расщепление стеблей массы будет иметь как поперечное, так и продольное направления, что позволяет не просто срезать травяную растительность (ботву), но превращать ее в мульчу (то есть сильно измельчать), и распределять по поверхности поля, что способствует обогащению почвы. После скашивания и измельчения ботвы устройство трансформируют в плуг с ротационным рыхлителем и производят основную обработку почвы. Для скашивания растительности необходимой высоты заменяют нижнюю часть рабочего органа, верхний ряд звездчатого диска которого установлен под необходимым углом относительно оси вращения вала с длиной выступающих концов в зависимости от высоты скашиваемой растительности. Испытание опытного образца устройства показал его успешную работу как плуга и как роторного устройства для измельчения и скашивания ботвы. Получены следующие технические результаты: увеличилась производительность машины и полнота скашивания травяной растительности, в частности ботвы картофеля, улучшилось качество убираемого продукта и обогащение почвы за счет эффективного измельчения и перехода ее в гумус. Полезная модель особенно необходимо фермерским хозяйствам, так как позволяет сократить в хозяйстве парк машин.

1. Роторное устройство для скашивания и измельчения травяной растительности, содержащее закрепленные на раме плуга вертикальные роторы, включающие вращающийся вал, установленный в корпусе подшипников, и закрепленные на валу в нижней его части измельчающие элементы, отличающееся тем, что в качестве измельчающих режущих элементов использован прикрепленный к нижней части ротора съемный рабочий орган, состоящий из нескольких рядов жестких звездчатых дисков с выступающими концами, на которых неподвижно установлены катушки со шпулями с фиксирующим устройством и намотанными на них гибкими режущими нитями, причем верхний ряд звездчатого диска выполнен с изгибом в основании, соответствующим размеру нижней части корпуса подшипника, и расположен под углом относительно оси вращения вала с увеличенной длиной выступающих концов, причем угол расположения верхнего ряда диска и длина выступающих концов устанавливаются в зависимости от высоты скашиваемой растительности, для увеличения числа оборотов режущих элементов на раме плуга установлен вариатор.

2. Роторное устройство по п.1, отличающееся тем, что ряды звездчатых дисков повернуты относительно оси вала по отношению друг к другу на угол 3090°.