Новый универсальный копатель лука

Текст: М. Тошболтаев, д-р техн. наук, проф., Ж. Норчаев, докторант, Узбекский НИИ механизации и электрификации сельского хозяйства 

Сегодня перед многими странами стоит важная задача повышения уровня продовольственной безопасности. Непременным условием достижения этой цели, а также реализации программы импортозамещения и обеспечения стабильного роста во всех отраслях сельского хозяйства является интенсификация производства и сокращение различных затрат

Сейчас в нашей стране немалый объем лука производится на относительно небольших площадях индивидуальных, крестьянских и фермерских хозяйств. Большая доля всех трудозатрат — до 60–70 процентов — приходится на уборку. Существующие уборочные машины практически не востребованы из-за своей дороговизны и отсутствия унифицированных рабочих органов, позволяющих собирать лук. Хозяйствам нужны простые, надежные и недорогие технические средства, легко настраиваемые на уборку этой культуры. Однако создание такой многофункциональной уборочной машины при отсутствии унифицированных выкапывающих и сепарирующих устройств затруднительно. Поэтому требуется непрерывный поиск технических решений, направленных на повышение потребительских свойств вновь создаваемых машин. При этом следует стремиться к разработке энергосберегающих машин.

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ

Для обеспечения сбора высокого урожая лука и снижения трудозатрат необходимо применять соответствующие почвенно-климатическим условиям эффективные технологии механизированной уборки за счет совершенствования технологических процессов лукокопателей. Однако до сих пор в условиях пониженной влажности почвы не удалось создать достаточно эффективный высокопроизводительный, удовлетворяющий всем агротехническим требованиям агрегат, и проблема разработки такой энергосберегающей машины по-прежнему остается актуальной и имеет важное значение. Поэтому ученые Узбекского НИИ механизации и электрификации сельского хозяйства внести свой вклад в создание подобного устройства, разработав конструкцию нового универсального копателя лука. 

ПРОСТОТА КОНСТРУКЦИИ

В новом устройстве с целью повышения надежности технологического процесса, упрощения конструкции и снижения энергоемкости подкапывания клубненосного пласта лемех соединен с рамой машины шарнирно-упругим механизмом, что отличает созданный агрегат от уже известных. Копатель состоит из подкапывающего лемеха, связанного с рамой машины с помощью двух шарнирных поводков и упругого элемента. Последний может быть в виде цилиндрической и конической пружины. Для образования ширины захвата копателя в его конструкцию были введены рабочие органы в виде двух лево- и правооборачивающих отвалов, установленных по краям основных подкапывающих лемехов. Над ними в качестве боковины были закреплены шнеки с левой и правой навивкой витков. После них установили планчатый элеватор, за которым следует лоток для образования валка из очищенных клубней.

Рис. 1. Схема энергосберегающего копателя для уборки лука: 1 — подкапывающий лемех; 2 — рама; 3 — подвеска; 4 — пружина; 5, 6 — лево- и правооборачивающие отвалы; 7, 8 — шнеки; 9 — элеватор; 10 — лоток

Вид сверху

Вид сбоку

Механизм работы машины достаточно прост. При ее движении вдоль поля по стрелке клубни с почвой подкапываются из крайних рядков отвалами, оборачиваются и перемещаются на соседнюю грядку. Пласт почвы промежуточных грядок подкапывается лемехами, и почвенно-клубневая масса направляется в сторону элеватора. При этом лемеха в процессе работы за счет неравномерности сопротивления грунта и упругости пружин совершают колебательные движения. Благодаря применению бесприводного подкапывающего лемеха с шарнирно-упругим механизмом крепления энергоемкость подкапывания уменьшается, надежность технологического процесса по сравнению с использованием жестко закрепленного лемеха повышается. Кроме того, упрощается конструкция подкапывающего устройства и снижается уровень вибрации остова копателя. Для устранения сгруживания массы перед лемехами над ними последовательно установлены шнеки с правой и левой навивкой витков. В процессе работы клубненосная масса захватывается ими, после чего осуществляется крошение и перемещение ее на элеватор. Очищенные там клубни поступают на лоток, где укладываются в виде валка на поверхность земли.

УСПЕШНЫЙ ТЕСТ

Данная машина способна отлично работать при уборке лука и чеснока, поскольку укороченные подкапывающие лемеха могут устанавливаться на глубину до 10 см. Благодаря этому в процессе работы на элеватор поступает меньший объем почвы, следовательно, улучшается очистка клубней от грунта и различных примесей. Уменьшается тяговое сопротивление, а также повышается производительность машины за счет возможного увеличения рядности, то есть она за один проход может убрать клубни из четырех рядков против обычного двухрядного копателя.

Макетный образец этой машины был изготовлен и уже испытан. У модельного агрегата ширина каждого лемеха равнялась 12 см, а длина — 15–20 см. Угол наклона этих деталей составлял 18–22º. Тестирование проходило на среднесуглинистой почве, которая в слое 0–22 см имела твердость 1,4–2 МПа, а влажность 12–14,5 процента. Глубина подкапывания лука равнялась 6–10 см, а итоговая урожайность была на уровне 400 ц/га. Во время уборки частота вращения шнеков составляла 3–3,5 с^-1, их диаметр — 300 мм, а шаг витков — 250 мм. Плужный корпус имел ширину захвата в 350 мм. В период уборки ботва лука была в отмерзшем и полегшем состоянии.

Результаты обработки полученных данных показали, что клубни были убраны на 87–90 процентов, при этом поврежденных было лишь 2,5–3 процента. Производительность серийного двухрядного копателя обычно равняется 0,4 га/ч, а у экспериментального четырехрядного этот показатель составил 0,6 га/ч. Поэтому применение предложенного энергосберегающего копателя лука позволяет снизить трудовые и эксплуатационные затраты соответственно на 14–18 процентов и 20–22 процента.