машина для добычи корней и корневищ лакрицы в естественных зарослях и на плантациях культуры солодки glycyrrhiza glabra l. и glycyrrhiza uralensis fisch

Формула изобретения

Машина для добычи корней и корневищ лакрицы в естественных зарослях и на плантациях культуры солодки (Glycyrrhiza glabra L. и Glycyrrhiza uralensis Fisch), включающая раму, рабочий орган для подкапывания и вырезания пласта и сепарирующее устройство в виде двух последовательно установленных приводных битеров, отличающаяся тем, что в рабочем органе для подкапывания и вырезания пласта места перехода лемеха и боковин сопряжены наклонными полками, фронтальные части боковин снабжены режущими кромками на двухгранных лезвиях, переходящими на режущие кромки односторонних лезвий полок лемеха, задняя часть которого имеет криволинейный лоток; по ходу рамы первый битер снабжен гибкими элементами, размещенными с равным угловым шагом на периферийной части дисков, установленных по краям ступицы битера, а каждый из гибких элементов выполнен в виде отрезка многожильного каната или звеньев якорной цепи, при этом звенья цепи или отрезки каната установлены по дуге, описываемой уравнениями

S - длина дуги гибкого элемента;

а - параметр цепной линии;

sh - гиперболический синус;

х - абсцисса, отсчитываемая от середины оси симметрии битера;

y - ордината искомой точки,

при этом концы упомянутых гибких элементов соединены шарнирами и переходными элементами с дисками ступицы битера, а второй битер снабжен установленными в его диаметральной плоскости парой свободно вращающихся вальцов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для уборки корней лекарственных растений, залегающих на значительной глубине, например корней солодки голой, солодки уральской, алтея лекарственного, девясила высокого и др. с аналогичным строением подземных органов.

Известна машина для уборки корней растений, преимущественно лакрицы, содержащая раму, копирующие катки, рабочий орган для подкапывания и вырезания пласта, сепарирующее устройство в виде приводного ротора с клыками на его поверхности, в которой рабочий орган для подкапывания и вырезания пласта выполнен в виде U-образной скобы с ножом и наклонными к направлению движения боковыми стойками, снабженными щитками, а крайние клыки ротора установлены под углом к его оси и оппозитно друг другу; щитки выполнены в зеркальном отражении, а их удаленные концы установлены с сужением в направлении подачи корневой массы (RU, патент №2156562 C1, МПК 7 A 01 D 31/00. Машина для уборки корней растений преимущественно лакрицы /А.В. Галда, А.М. Салдаев (RU) - Заявка №99111286/13; заявлено 24.05.1999; опубликовано 27.09.2000 г., бюл. №27 Изобретения. Полезные модели. 2000 №27).

К недостаткам данной машины относятся высокий процент повреждения корней и корневищ лекарственных растений. Повреждения вызваны наклоненными к горизонту подъемниками (28) U-образной скобы и радиально ориентированными клыками (6) приводного ротора (5). Снижение частоты вращения ротора (5) не снижает величину повреждаемых корней.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту является машина для добычи корней и корневищ лакрицы в естественных зарослях и на плантациях культуры солодки, включающая копирующие катки, рабочий орган для подкапывания и вырезания пласта и сепарирующее устройство в виде двух последовательно установленных приводных битеров, в котором каждый из битеров снабжен радиально установленными клыками. Периферийные кромки клыков размещены по линии в диаметральной плоскости каждого их них, при этом поверхность вращения одного из них имеет форму катеноида, а поверхность другого битера - бочкообразную. Битеры размещены на дополнительной раме, соединенной шарнирно с рамой и связанной с ней посредством талрепа. Привод битеров размещен в полости дополнительной рамы и снабжен последовательно установленными в кинематической цепи привода карданным телескопическим валом с шарнирами Гука по его концам, ведущего вала с двумя звездочками приводной зубчатой цепи с разделением потока передаваемой мощности на два параллельных русла посредством ведомых звездочек зубчатой цепи и валов, установленных в полости продольных брусьев дополнительной рамы, концы которых соединены, например, цепными муфтами с приемными валами угловых конических редукторов, а шлицевые хвостовики выходных валов редукторов соединены с шлицевыми втулками корпусов битеров (RU, патент №2156561 C1, МПК 7 A 01 D 31/00. Машина для добычи корней и корневищ лакрицы в естественных зарослях и на плантациях культуры солодки Glycyrrhiza glabra L. и Glycyrrhiza uralensis Fisch. /A.B. Галда, А.М. Салдаев (RU) - Заявка №99109825/13; заявлено 11.05.1999; опубликовано 27.09.2000 г., бюл. №27 Изобретения. Полезные модели. 2000 №27).

Эта машина нами принята в качестве наиближайшего аналога.

К недостаткам данной машины относятся механические повреждения извлекаемых корней и корневищ лекарственных растений концами клыков (35, 36) двух последовательно установленных битеров (5, 6).

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение качества добываемого лекарственного сырья.

Технический результат - повышение производительности и снижение себестоимости лекарственных препаратов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной машине для добычи корней и корневищ лакрицы в естественных зарослях и на плантациях культуры солодки, (Glycyrrhiza glabra L. и Glycyrrhiza uralensis Fisch), включающей раму, рабочий орган для подкапывания и вырезания пласта и сепарирующее устройство в виде двух последовательно установленных приводных битеров, согласно изобретению в рабочем органе для подкапывания и вырезания пласта места перехода лемеха и боковин сопряжены наклонными полками, фронтальные части боковин снабжены режущими кромками на двугранных лезвиях, переходящими на режущие кромки односторонних лезвий полок и лемеха, задняя часть которого имеет криволинейный лоток, по ходу рамы первый битер снабжен гибкими элементами, размещенными с равным угловым шагом на периферийной части дисков, установленных по краям ступицы битера, а каждый из гибких элементов выполнен в виде отрезка многожильного каната или звеньев якорной цепи, при этом звенья цепи или отрезки каната установлены по дуге, описываемой уравнениями:

где S - длина дуги гибкого элемента;

а - параметр цепной линии;

sh - гиперболический синус;

х - абсцисса, отсчитываемая от середины оси симметрии битера;

y - ордината искомой точки.

При этом концы упомянутых гибких элементов соединены шарнирами и переходными элементами с дисками ступицы битера, а второй битер снабжен установленными в его диаметральной плоскости парой свободно вращающихся вальцов.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена машина на для добычи корней и корневищ лакрицы в естественных зарослях и на плантациях культуры солодки Glycyrrhiza glabra L. и Glycyrrhiza uralensis Fisch, вид слева.

На фиг.2 изображена машина на для добычи корней и корневищ лакрицы в естественных зарослях и на плантациях культуры Glycyrrhiza glabra L. и Glycyrrhiza uralensis Fisch, вид в плане.

На фиг.3 представлен первый по ходу рамы битер с гибкими элементами в виде отрезков многожильного каната, концы которого заделаны в переходные элементы и шарнирами соединены с периферийными кромками дисков.

На фиг.4 показан рабочий орган для подкапывания и вырезания пласта, вид слева.

На фиг.5 показан рабочий орган для подкапывания и вырезания пласта, вид спереди.

На фиг.6 - второй по ходу рамы приводной битер в виде пары свободно вращающихся вальцов, вид спереди.

На фиг.7 - второй по ходу рамы приводной битер в виде пары свободно вращающихся вальцов, вид сбоку.

На фиг.8 - сечение А-А на фиг.1, соединение звеньев якорной цепи с переходным элементом и шарнира на периферийной кромке диска по ходу рамы битера.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного технического решения заключаются в следующем.

Машина на для добычи корней и корневищ лакрицы в естественных зарослях и на плантациях культуры солодки содержит раму 1, рабочий орган 2 для подкапывания и вырезания пласта и сепарирующее устройство в виде двух последовательно установленных приводных битеров 3 и 4.

Рама 1 сварной конструкции выполнена на виде в плане П-образной формы из полых балок 5, 6, и 7 прямоугольного сечения. Сопрягаемые концы балок 5-7 усилены плитами и косынками. На балке 5 смонтированы кронштейны 8, 9 и 10 навески рамы 1 на тяги навесной гидросистемы агрегатируемого трактора. На плите балки 5 закреплен конический редуктор 11 для привода вращения битеров 3 и 4. Приемный вал редуктора 11 с агрегатируемым трактором связан телескопическим валом 12 с шарниром Гука 13 по концам. Выходной вал 15 редуктора 11 муфтой 16 соединен с ведущим валом 17 бортового редуктора 18, смонтированного в полости балки 6. Подшипниковые опоры 19, 20, 21, 22 закреплены на стенках и гнездах балки 6.

Рабочий орган 2 для подкапывания и вырезания пласта почвы с корнями лекарственных растений (см. фиг.1, 2, 4 и 5) закреплен на балках 6 и 7 рамы 1 посредством болтов 22 устанавливаемых в бонках 23 и 24, боковин 25 и 26. В пары бонок 27 боковин 25 и 26 размещают оси 27, исключающие срез крепежных болтов 22. Лемех 29 размещен в нижних частях боковин 25 и 26. Места перехода лемеха 29 и боковин 25 и 26 сопряжены наклонными полками 30, 31. Режущие кромки 32 плавно переходят на режущие кромки 34 и 35 односторонних лезвий полок 30, 31 и лемеха 29. Задняя часть лемеха 29 имеет криволинейный лоток 36 для подъема вырезанного пласта над дном канавы.

Первый по ходу рамы 1 битер 3 снабжен гибкими элементами 37 (см. фиг.1-3). Гибкие элементы 37 с равным угловым шагом размещены на периферийной части дисков 38 и 39. Диски 38 и 39 установлены по краям ступицы 40 битера 3. В ступице 40 смонтированы соосные шлицевые цапфы 41 и 42 для привода во вращение битера 3. Цапфы 41 и 42 размещены в подшипниковых опорах 18 и 20 балок 6 и 7 рамы 1. Каждый из гибких элементов 37 выполнен в виде отрезка многожильного металлического каната (см. фиг.3) или звеньев 43 якорной цепи (фиг.8).

Звенья якорной и отрезки каната гибких элементов 37 установлены по дуге цепной линии, описываемой уравнениями:

где s - длина дуги гибкого элемента;

а - параметр цепной линии;

sh - гиперболический синус;

х - абсцисса, отсчитываемая от середины оси симметрии битера;

y - ордината искомой точки.

Величина параметра цепной линии «а» нами выбрана с учетом высоты подъема подрезанного пласта над дном канавы и максимальной деформации изгибом слоя почвы и грунта, переплетенных корнями лекарственных растений. Концы 44 и 45 гибких элементов 37 снабжены переходными элементами 46. В варианте использования звеньев из якорной цепи переходной элемент 47 имеет пару отверстий: овальное отверстие 48 предусмотрено для связи со звеном 43 якорной цепи; цилиндрическое (круглое) отверстие предназначено для его размещения на оси 49. Концы 44 и 45 отрезков многожильного металлического каната спрессованы в глухих отверстиях переходных элементов 46. Упомянутые гибкие элементы 37 соединены шарнирами 50 и переходными элементами 46 с дисками 38 и 39 ступицы 40 битера 3. В каждом шарнире 50 ось 49 размещена посредством подшипника скольжения 51 и упорной шайбы 52. Смещение оси 49 в шарнире ограничено гайкой 53 на резьбовой части 54. Такое конструктивное исполнение шарниров 50 в соединениях гибких элементов 37 и дисков 38 и 39 позволяет надежно работать битеру 3 в абразивной среде, а каждому элементу 37 выполнять функции подъемника.

Второй битер 4 по ходу рамы 1 снабжен установленной в его диаметральной плоскости парой свободно вращающихся вальцов 55 и 56 (см. фиг.1, 2, 6, 7). Цапфы вальцов 55 и 56 смонтированы в гнездах 57 посредством самоустанавливающихся подшипников разовой смазки. Гнезда 57 размещены на концах двуплечих рычагов 58. Рычаги 58 кольцевыми сварными швами соединены со ступицей 59. В полости ступицы 59 смонтированы соосные шлицевые цапфы 60 и 61 для привода ступицы 59 установлены в подшипниковых опорах 19 и 21 балок 6 и 7 рамы 1.

Машина для добычи корней и корневищ работает следующим образом.

Пальцами в кронштейнах навески 8-10 раму 1 соединяют с тягами навески трактора. Шарнир 13 на конце телескопического вала 12 соединяют чистым болтом с шлицевым хвостовиком ВОМ трактора с частотой вращения 540 или 1000 мин^-1 . На выбранном массиве дикорастущих лекарственных растений определяют направление движения агрегата. При поступательном движении агрегата и включенном ВОМ машина выполняет технологический процесс добычи корней и корневищ следующим образом. Режущими кромками 32 боковин 25 и 26, кромками 34 наклонных полок 30 и 31 и режущей кромкой 35 лемеха 29 пласт почвы с корнями растений подрезается по незамкнутому периметру шириной 150 см на глубине 45...52 см. Подрезанный пласт двугранными лезвиями 33 боковин 25 и 26 и лезвием с односторонней заточкой полок 30, 31 и лемеха 29 смещается в направлении криволинейного лотка 36. Подрезанный пласт лотком 36 поднимается над уровнем дна канавы на высоту не менее 20 см. Описанная геометрия рабочего органа 2 для подкапывания и вырезания пласта имеет минимальное тяговое сопротивление, а сам пласт практически не подвержен деформации.

Установленный за рабочим органом 2 приводной битер 3 своими гибкими элементами 37 подхватывает подрезанный пласт. При вращении битера 3 каждый гибкий элемент 37 поднимает пласт выше ступицы 40. При подъеме пласта элементами 37 он подвергается в поперечно-вертикальной плоскости знакопеременным изгибающим воздействиям.

Дальше пласт в поднятом над канавой положении перемещается в направлении приводного битера 4. Частота вращения битера 4 в 5-8 раз больше частоты вращения битера 3. Вальцами 55 и 56 битера пласт подвергается знакопеременным изгибающим нагрузкам в продольно-вертикальной плоскости. При воздействии гибких элементов 37 и вальцов 55 и 56 битеров 3 и 4 грунт и почва, отделяясь от корневой массы, оседают в разрыхленном состоянии в канаве. Корневая масса извлекается из деформируемого пласта и укладывается лентой на поверхности взрыхленной полосы. После частичной просушки лакричное или другое лекарственное сырье подбирают известными уборочными машинами.

При массе орудия менее 870 кг корни и корневища солодки голой извлекаются из слоя 45-55 см на полосе шириной 1,5 м. Агрегатирование машины осуществлено с трактором Т-150К класса тяги. Производительность агрегата за час чистой работы при скорости перемещения 6 км/ч составляет 0,85 га. Количество поврежденных корней из общей массы сырья не превышает 8-12%. Таким образом достигается повышение производительности и снижение себестоимости лекарственного сырья.