рабочий орган машины для добычи корневой массы солодки

Формула изобретения

Рабочий орган машины для добычи корневой массы солодки, содержащий цилиндрический барабан, на наружной поверхности которого закреплены лопасти под углом к его оси, отличающийся тем, что поверхность каждой лопасти представлена геликоидом, рабочая кромка лопасти выполнена по архимедовой спирали, а тыльная кромка лопасти по прямой линии, соединяющей периферийную точку лопасти с цилиндрическим барабаном.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для уборки корней и корневищ солодки в качестве лекарственного сырья.

Известен очистительный ротор машины для добычи корней солодки, включающий корпус с клыками, в котором клыки выполнены из набора пластин прямоугольного сечения, имеющих центральные и периферийные участки, при этом центральные участки пары пластин сопряжены друг с другом, а периферийные участки выполнены отогнутыми от плоскости сопряжения центральных участков, передняя поверхность каждой пары пластин выполнена наклонной в сторону задней поверхности, причем передняя и задняя поверхности каждого клыка сопряжены по дуге окружности (RU, патент №2116019 С1, МПК⁶ А01D 25/02. Очистительный ротор машины для добычи корней солодки./ A.M.Салдаев, А.В.Колганов, В.В.Бородычев. - Заявка №97111658/13; Заявлено 10.07.1997; Опубл. 27.07.1998, бюл. №21).

К недостаткам описанного очистительного ротора машины для добычи корней солодки относятся низкая эффективность отделения почвы и грунта из корнесодержащего пласта. Как правило, в плантациях солодки или в дикорастущих солодовниках подрезают пласт почвы и грунта шириной 1,1-1,5 м на глубину 0,5-0,7 м. При обработке подрезанного пласта в направлении снизу вверх каждым клыком прорабатывается лишь узкая полоска грунта и почвы.

Известен также приводной рабочий орган машины для добычи корней лакрицы, содержащий цилиндрический барабан, на наружной поверхности которого закреплены лопасти, в котором упомянутые лопасти смонтированы в пакеты и установлены с равным шагом по длине барабана, при этом периферийные кромки лопастей каждого пакета размещены с удалением от оси барабана по координатам цепной линии, описываемой уравнением

y=а·ch(х/а),

y - координата по оси ординат;

а - параметр цепной линии;

x - координата по оси абсцисс;

ch - гиперболический косинус;

параметр а цепной линии равен величине радиуса лопасти с линейным удалением ее периферийной точки от продольной оси; каждая лопасть имеет ступенчатую переднюю грань; количество ступеней на лопастях варьируется от 2 до 7; угол раствора между полками ступеней увеличивается в направлении к периферийной кромке лопасти от /2 до 3 /4 (RU, патент №2151480 С1, МПК⁷ А01D 31/00. Приводной рабочий орган машины для добычи корней лакрицы. / A.M.Салдаев, А.В.Колганов, А.Ф.Рогачев, В.В.Бородычев, Г.А.Салдаев, А.А.Лисконов. - Заявка №99107215/13; Заявлено 07.04.1999; Опубл. 27.06.2000, бюл. №18).

К недостаткам описанного приводного рабочего органа машины для добычи корней лакрицы относятся низкая интенсивность отделения почвы и грунта из корнесодержащего пласта. Несмотря на размещение периферийных кромок лопастей ротора по координатам цепной линии, средняя часть пласта остается наименее проработанной.

Известен ротор машины для добычи корней солодки, содержащий корпус с клыками, в котором передняя грань каждого клыка снабжена, с возможностью переустановки и демонтажа, бичом из упругого материала, причем имеющиеся полки на передней грани образованы радиально направленными срезами до технологических отверстий и разнонаправленным поочередным отгибом боковой грани клыка между смежными срезами; бич выполнен, например, в виде сегмента бескамерной шины; бич на передней грани клыка зафиксирован средством крепления; средство крепления бича представлено в виде упоров, болтов и резьбовых отверстий, при этом последние выполнены на поочередно влево и вправо отогнутых в боковых направлениях полках клыка, охватываемых посадочными местами бича со сквозными отверстиями в них под размеры упомянутых болтов, а упоры в виде штифтов сопряжены с посадочными местами бича и смонтированы в сквозных отверстиях на боковой грани клина эквидистантно его передней грани; технические отверстия выполнены между передней гранью клыка и отверстиями упоров (RU, патент №2157610 С1, МПК ⁷ А01D 31/00. Ротор машины для добычи корней солодки. / A.M.Салдаев, А.В.Колганов, А Ф.Рогачев, В.В.Бородычев, Г.А.Салдаев, А.А.Лисконов. - Заявка №99107303/13; Заявлено 07.04.1999; Опубл. 20.10.2000, бюл. №29).

К недостатку приводного ротора машины для добычи корней солодки применительно к решаемой нами проблеме - повышение производительности машины для добычи лакричного сырья - относится недостаточное отделение корневой массы солодки из почвенной массы. Это вызвано тем, что бичи воздействуют на пласт снизу вверх в продольно-вертикальной плоскости на незначительной ширине захвата машины. Пласт почвы между смежными клыками наименее подвержен разрушающим деформациям.

Кроме описанных известен ротационный рабочий орган машины для уборки корней солодки, содержащий цилиндрический барабан, на наружной поверхности которого закреплены лопасти под углом к его оси, в котором лопасти выполнены в виде соединенных между собой у барабана трех плоских клыков, установленных перпендикулярно оси барабана, рабочие и тыльные образующие клыков выполнены по логарифмическим спиралям с плавным переходом спиралей на вершине клыков, при этом длина спирали на рабочей части клыка больше, а спирали и их переходы обрамлены цилиндрической окантовкой, размах лопастей возрастает от концов барабана к его середине таким образом, что описывающие лопасти окружности образуют обручи объемного бочкообразного образования; цилиндрическая окантовка выполнена в виде жестко скрепленной с каждым клыком и изогнутой по профилю спиралей и их переходу трубы с продольной прорезью для прохода основного сечения клыка; отношение диаметров, описываемых лопастями окружностей в середине барабана и по его краям, равно (1,3-1,5):1 (RU, патент №2157609 С1, МПК⁷ А01D 31/00. Ротационный рабочий орган машины для уборки корней солодки. / А.В.Колганов, A.M.Салдаев, Г.А.Салдаев, В.В.Бородычев, С.Н.Сабуренков, А.А.Лисконов, В.И.Пындак. - Заявка №97107216/13; Заявлено 07.04.1999; Опубл. 20.10.2000, бюл. №29).

Описанный ротационный рабочий орган нами принят в качестве наиближайшего аналога.

К недостатку наиближайшего аналога относится низкая эффективность воздействия клыков на корнесодержащий пласт солодовника.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - повышение интенсивности отделения почвы и грунта из корнесодержащего пласта.

Технический результат - повышение производительности при добыче лакричного сырья.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном рабочем органе машины для добычи корневой массы солодки, содержащем цилиндрический барабан, на наружной поверхности которого закреплены лопасти под углом к его оси, согласно изобретению поверхность каждой лопасти представлена геликоидом, рабочая кромка лопасти выполнена по архимедовой спирали, а тыльная кромка лопасти - по прямой линии, соединяющей периферийную точку лопасти с цилиндрическим барабаном.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 показан рабочий орган машины для добычи корневой массы солодки, вид в плане.

На фиг.2 - размещение пары лопастей на поверхности цилиндрического барабана.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Рабочий орган машины для добычи корневой массы солодки (см. фиг.1) содержит цилиндрический барабан 1 с цапфами 2 и 3 на концах. В полой цапфе 3 выполнены шлицы 4 для привода вращения от вала отбора мощности агрегатируемого трактора. Машина для добычи корневой массы солодки выполнена в навесном варианте и содержит U-образный подрезающий рабочий орган с наклонными подъемниками. Рабочий орган для разрушения корнесодержащего пласта размещен за наклонными подъемниками, выше их, и служит для извлечения корней и корневищ солодки на дневную поверхность обрабатываемой полосы шириной 1,1-1,5 м.

На наружной поверхности цилиндрического барабана 1 закреплены лопасти 5. Каждая лопасть 5 установлена под углом к оси вращения цилиндрического барабана 1. Направление вращения барабана 1 показано стрелкой на фиг.2.

Поверхность 6 лопасти 5 представлена геликоидом. Геликоидальная поверхность образована прямой линией, которая вращается с постоянной угловой скоростью вокруг неподвижной оси (в нашем случае ось вращения цилиндрического барабана 1), пересекает ось движения под постоянным углом и одновременно движется поступательно с постоянной скоростью вдоль этой оси.

Рабочая кромка 7 лопасти 5 выполнена по архимедовой спирали. Произвольная точка, лежащая на прямой, которая равномерно вращается около неподвижной оси (в нашем случае оси симметрии полого цилиндрического корпуса 1) и равномерно движется вдоль прямой от оси вращения, описывает линию, которую называют архимедовой спиралью. Таким образом, пересечения поверхности геликоида с наложенной архимедовой спиралью образует рабочую кромку 7. Тыльная кромка 8 лопасти 5 образована прямой линией на поверхности геликоида. Кромка 8 лопасти 5 соединяет периферийную точку 9 лопасти 5 с поверхностью цилиндрического барабана 1.

Каждая лопасть 5 сопряжена с цилиндрической поверхностью барабана по винтовой линии 10.

Лопасти 5 на поверхности цилиндрического барабана 1 размещены парами, а их периферийные точки 9 размещены в плоскости V, проходящей через ось вращения. Смежные пары лопастей 5 повернуты на угол 90° в сторону вращения цилиндрического барабана 1. Каждая пара лопастей 5 обрабатывает подрезанный и поднятый над канавой пласт шириной b (см. фиг.1).

Рабочий орган машины для добычи корневой массы солодки работает следующим образом.

При поступательном движении корнедобывающего агрегата, включающего трактор класса тяги 3-5 т и машину, и при непрерывном вращении рабочего органа с угловой скоростью на поднятый над канавой корнесодержащий пласт в направлении со дна канавы воздействуют рабочей кромкой 7 лопасти 5 с левой архимедовой спиралью. Пласт почвы и грунта с поверхности цилиндрического барабана 1 рабочей кромкой 7 плавно поднимается над ним и одновременно сдвигается вправо (см. фиг.1). Рабочей кромкой 7 лопасти 6 грунт тонкой стружкой срезается и подается на дно канавы. При повороте цилиндрического барабана 1 на угол 180° в работу вступает следующая с правой архимедовой спиралью кромка 7, работающая в паре с первой кромкой 7 лопасти с левой архимедовой спиралью. Однако направление вращения архимедовой спирали на второй лопасти 5, установленной в паре с первой лопастью, правое. Пласт грунта и почвы, входящий в контакт со второй лопастью 5, подвергается воздействию снизу вверх и от правого конца в направлении цапфы 2. Рабочей кромкой 7 этой лопасти 5 срезается тонкий пласт грунта и сбрасывается на дно канавы. За счет парного размещения лопастей 5 с левой и правой архимедовыми спиралями в качестве рабочих кромок 7 и поверхностей лопастей 5 в виде геликоида корнесодержащий пласт подвергается ударному воздействию снизу вверх, растягивающим нагрузкам вдоль оси цилиндрического корпуса 1 от цапфы 2 и цапфе 3 и обратно, многократным изгибам в поперечной плоскости корнесодержащего пласта. Все это в целом приводит к интенсивной деформации пласта, его крошению, а армирующие корни пласта, извлекаются на дневную поверхность рабочими кромками 7.

Описанное выполнение лопастей 5 с геликоидальной поверхностью 6 и рабочими кромками 7, выполненными по левой и правой архимедовым спиралям, обеспечивает плавное воздействие на корнесодержащий пласт. Периферийная точка 9 на удаленном конце лопасти 5 не производит рубящего воздействия на корни и корневища солодки. Каждая лопасть 5 обрабатывает слой почвы и грунта шириной b=275 мм, что в 23 раза больше, чем толщина самой лопасти 5.

Таким образом, при тех же габаритах заявленного рабочего органа по сравнению с приводным рабочим органом серийно выпускаемой машины МДК-1,1 обеспечивается извлечение на дневную поверхность до 87...93% корневой массы при механических повреждениях луба и пробки на корневищах не более 5%. Размочаливание корней и корневищ солодки не установлено.