Картофелеуборочную машину с резиновыми пальцами разработали в Китае

В настоящее время в Китае основным методом сбора картофеля является применение картофелекопалок для выкапывания и ручного сбора с целью минимизации повреждений клубней. Однако этот способ неэффективен и дорогостоящ. Китайские ученые провели исследование ключевых компонентов картофелеуборочных машин для повышения их производительности, обеспечения лучшей координации и стабильности каждого элемента.

Картофель занимает четвертое место в мире по важности как продовольственная культура. В развитых западных странах основной упор в сельском хозяйстве делается на крупные картофелеуборочные машины. Тем не менее, такие машины, как Spudnik Equipment Company LLC в США, GRIMME в Германии и AVR в Бельгии, дорогостоящи и часто наносят повреждения картофелю, поскольку сельскохозяйственное производство в этих странах ориентировано на переработку, в то время как в Китае картофель в основном используется в свежем виде.

Следовательно, крупные картофелеуборочные машины, применяемые в Западе, не подходят для условий в Китае. В последние годы китайские исследователи разработали и оптимизировали многоступенчатую буферную картофелеуборочную машину с сепарацией для снижения повреждений картофеля при сборе урожая в гористых, влажных и плотных почвах. Это позволило добиться некоторого прогресса в уменьшении повреждений клубней, хотя требования к длительному хранению картофеля не были полностью удовлетворены. В новом исследовании группа ученых из Колледжа машиностроения и электротехники Сельскохозяйственного университета Внутренней Монголии определила эффективные технические решения.

Исследователи представили картофелеуборочную и упаковочную машину тягового типа 4UJ-180A с коленно-рычажным валом, гибким конвейером и гидросистемой автоматического управления. Эта машина специально разработана для решения проблем повреждения картофеля и его кожицы, неполного удаления примесей и потери картофеля при использовании существующих картофелеуборочных комбайнов. Были проведены лабораторные и полевые испытания для проверки конструкции модели согласно стандартам картофелеуборочных машин.

Основанная на модели с гребневой посадкой картофеля с капельным орошением, широко применяемой в северных регионах Китая, машина 4UJ-180A приводится в движение тракторной тягой и имеет двухгребневой режим работы с захватом шириной 1600 мм. Машина состоит из тягового механизма, устройства для сбора, конвейера для отделения картофеля от почвы, подъемно-буферного устройства, устройства для упаковки, рамы, передаточного устройства и прочих элементов.

Принцип работы машины заключается в сборе картофеля, отделении почвы, подъеме с буфером, сортировке мусора, упаковке в мешки и выгрузке клубней. Эта машина подходит для использования на ровной местности с незначительными неровностями грунта, характерными для северных регионов Китая. Основная цель машины - механизированное удаление картофельных лоз и лент капельного орошения.

Картофелеуборочная и упаковочная машина 4UJ-180A: 1 — устройство подборки; 2 – конвейер отделения картофеля от почвы; (3) устройство для удаления ботвы; (4) подъемное буферное устройство; (5) шагающее устройство; (6) рама; (7) упаковочное устройство; (8) гидроподъемный узел; (9) электромагнитная муфта; (10) пульт оператора; (11) ограждение; (12) передаточная цепь; (13) трехшестеренный насос; (14) коробка передач; (15) трансмиссионный вал; (16) устройство регулировки угла подбора; (17) тяговое устройство.

Используется система цепного привода, где механическая энергия передается от трактора через трансмиссию к коробке передач. Выходной вал коробки передач передает эту энергию через цепь на главный приводной вал, отрывая картофель от почвы. Далее, этот приводной вал передает энергию на главный приводной вал ботвоудалителя.

Для контроля глубины входа подборочного устройства в почву используется передний гидравлический цилиндр. Гидравлический двигатель приводит в движение вал для поворота почвы, что позволяет регулировать скорость и предотвращать засорение почвы. Гидравлический двигатель также управляет подъемным буферным устройством с задней регулировкой скорости, а движение основания тонного мешка регулируется гидравлическим цилиндром.

При работе на поле картофелеуборочная машина-упаковщик приводится в движение трактором. Режущие диски по обеим сторонам подборщика предотвращают засорение почвы и скатывание картофеля.

Плоская лопата поднимает смесь картофель-почва-стебель и подает ее на транспортерное устройство сепарации. Устройство подбора почвы содержит различные компоненты, включая режущий диск, плоскую лопату и вал для толкания почвы.

Принципиальная схема устройства подбора: (1) режущий диск почвы; (2) плоская лопата; 3 – грунтотолкающий вал; (4) опорная рама; (5) гидравлический двигатель.

Плоская трехсекционная лопата перемещает смесь картофель-почва-растение на почвозамещающую ось. Режущий диск помогает предотвратить засорение почвы и удерживает картофель на лопате. Это необходимо для поверхностного проникновения лопаты в почву во время сбора урожая.

Картофель, почва и ботва разделяются с помощью оборудования, включая стержень с резиновыми зубцами, систему вибрации и транспорт. Этот процесс фильтрует почву и разбивает оставшиеся комки почвы, облегчая их удаление. Клубни картофеля и ботва транспортируются дальше, клубни направляются в упаковочное устройство, а затем в тонкий мешок.

При заполнении мешка весом 1000 кг электромагнитная муфта буферного устройства отключается, останавливая работу. Картофель, находящийся на подъемном устройстве, хранится в буферной зоне. Затем основание тоннельного мешка опускается на землю, после чего электромагнитная муфта включается и работа возобновляется.

В августе 2023 года провели предварительное испытание в Хух-Хото, в Автономном районе Внутренняя Монголия, Китай, используя гребневую модель посадки полос капельного орошения. Каждая экспериментальная площадка имела размеры 200 м в длину и не менее 50 м в ширину. Ширина гребня составила 900 мм, ширина борозды 350 мм, а высота гребня 250 мм. Использовался сорт картофеля "Воту".

Полевые испытания картофелеуборочной и упаковочной машины 4UJ-180A проводились в соответствии с национальными стандартами GB/T5667-2008 и NY/T2464-2013. Они включали оценку степени повреждения кожуры, синяков, потерь и загрязнений во время работы. В результате испытаний машина соответствовала национальным отраслевым стандартам.