Твой надежный помощник — мотокультиватор Уборка картофеля

Уборка урожая картофеля — самый трудоемкий и продолжительный по времени процесс. При высокогребневом выращивании культуры копка лопатой или вилами, помимо большой физической нагрузки на работников, неминуемо приводит к механическому травмированию большого числа клубней.

Существующие механизированные плуги-картофелекопатели требуют в качестве тягловой силы физически крепких мужчин. И хотя процесс выкапывания выполняется достаточно быстро, эти устройства нисколько не сокращают его трудоемкость и не уменьшают физические нагрузки.

Если вы приобрели мотокультиватор даже малого класса, у вас возникает вполне естественное желание выполнять эти трудоемкие работы с его помощью.

Однако, изучив предложения рынка по навесному оборудованию — картофелекопатели и ходовые колеса с грунтозацепами для мотокультиваторов, вы убедитесь, что инструменты для мотокультиваторов "малого" класса вообще отсутствуют, а для "среднего" и "тяжелого" классов есть, но выбор очень скудный. К тому же отсутствуют описания их применения в сочетании с определенным видом мотокультиваторов, а также технологии выполнения разных работ с их помощью.

На примере соседей и знакомых, которые применяли картофелекопатели с ходовыми колесами, я убедился в их низкой эффективности — значительные механические повреждения картофеля и большое количество невыкопанных клубней. Помимо этих недостатков, сам процесс выкапывания требует больших физических усилий со стороны оператора.

Принцип выкапывания картофеля с помощью предлагаемых рынком картофелекопателя и ходовых колес с грунтозацепами заключается в следующем. Ходовые колеса, вращаясь, создают усилие для поступательного движения мотокультиватора, а картофелекопатель, расположенный позади ходовых колес, заглубляется ножом в гребень грядки ниже уровня гнезда картофеля и разрушает его структуру, создавая при этом усилие сопротивления поступательному движению. Разрушенный грунт с клубнями картофеля перемещается по пруткам пассивного сепаратора картофелекопателя и просеивается между прутками, а клубни картофеля скатываются по ним на края, а затем — на поверхность почвы. Процесс выкапывания картофеля достаточно легко проходит при условии соответствия линейной скорости вращения образующих ходовых колес поступательной скорости перемещения мотокультиватора. Это условие соблюдается в том случае, когда усилие сопротивления картофелекопателя гораздо меньше тягового усилия, создаваемого ходовыми колесами. Если усилие сопротивления больше тягового усилия, поступательное движения мотокультиватора прекращается. Ходовые колеса, вращаясь, зарываются в почву, мотокультиватор ложится на грунт, и выкапывание картофеля без дополнительных усилий со стороны оператора становится невозможным. Как показывает практика, это явление наблюдается на мотокультиваторах "малого" и "среднего" классов.

Тяговое усилие пропорционально коэффициенту трения образующих ходовых колес о поверхность почвы, который зависит от массы мотокультиватора. Чем больше масса мотокультиватора, тем больше коэффициент трения и, соответственно, тяговое усилие. Поэтому хорошие результаты применения ходовых колес с грунтозацепами при выкапывании картофеля достигаются лишь на мотокультиваторах "тяжелого" класса, имеющих пониженные передачи (скорости вращения выходного вала редуктора).

При использовании для выкапывания картофеля мотокультиваторов "малого" и "среднего" классов с ходовыми колесами положительных результатов ожидать не приходится.

Чтобы устранить вышеуказанные недостатки, я разработал картофелеуборочное устройство, на котором используются ходовые колеса специальной конструкции.

Отличительная особенность устройства — ходовые колеса при вращении не только создают усилие для поступательного движения мотокультиватора, но разрушают почву гребня грядки и перемещают ее вместе с клубнями картофеля в сторону ножа картофелекопателя. При поступательном движении устройства нож картофелекопателя и прутки сепаратора перемещаются в рыхлой почве, испытывая гораздо меньшее сопротивление.

Картофелеуборочное устройство хорошо выкапывает клубни при высокогребневом методе выращивания картофеля с расстоянием между гребнями 50—60 см и высоте гребней до 10—12 см. Устройство реализовано на базе мотокультиватора малого класса, в частности МН 350-4 Hobby (рис. 1).

Оно достаточно просто в эксплуатации и применяется на небольших участках, обеспечивает полное выкапывание клубней картофеля и значительно снижает трудоемкость процесса. Состоит из мотокультиватора, на который устанавливается специальный инструмент — ходовые колеса и картофелекопатель.

Ходовые колеса состоят из приводных (рис. 2) и защитных (рис. 3) колес.

Приводное колесо — это круглый диск из листового металла, который жестко закреплен на ступице под углом к ее оси меньше 90 °. Диск в поперечном сечении имеет вогнуто-выпуклую форму. Ступицы колес выполнены из трубы прямоугольного профиля, имеют два радиальных отверстия.

При вращении приводное колесо обеспечивает необходимое усилие для поступательного движения мотокультиватора и одновременно разрушает структуру почвы гребня растений.

Защитное колесо состоит из двух круглых дисков разного диаметра, выполненных из листового металла и соединенных ободом. В поперечном сечении защитное колесо имеет форму усеченного конуса. Предназначено для ограничения заглубления приводных колес и облегчения удержания мотокультиватора в прямолинейном направлении.

К диску большего диаметра жестко прикреплена ступица, которая также выполнена из трубы прямоугольного профиля, но имеет одно радиальное отверстие. Ступицы приводных колес надеваются непосредственно на полуоси вала редуктора мотокультиватора. При этом диски колес выпуклой частью направлены в сторону редуктора. Внутренние размеры профиля ступицы на 0,5 мм больше диаметра полуосей вала, благодаря чему облегчается снятие и установка колес. На полуосях вала колеса крепятся через радиальные отверстия в ступицах и полуосях вала посредством резьбовых штифтов специальной конструкции. В другой конец ступиц приводных колес устанавливают оси защитных колес, которые закрепляют с помощью резьбовых штифтов.

Картофелекопатель (рис. 4) — пассивный сепарирующий инструмент, состоит из стойки с отверстиями для крепления к сцепному устройству мотокультиватора, ножа серповидной формы и прикрепленных к нему прутков сепаратора. Стойка имеет несколько установочных отверстий, с помощью которых регулируется величина заглубления ножа картофелекопателя в почву. Прутки сепаратора в вертикальной плоскости образуют угол по отношению к лезвию ножа, в горизонтальной — разведены по отношению друг к другу на такой угол, что ширина паза между прутками увеличивается от места крепления к ножу и концам. Картофелекопатель устанавливается на среднее установочное место сцепного устройства.

Процесс выкапывания картофеля происходит так. Картофелекопатель устанавливают на грядке картофеля в такое положение, чтобы гребень грядки проходил под редуктором, и запускают двигатель. Одновременно оператор прилагает усилие торможения на картофелекопатель, при этом мотокультиватор должен оставаться в статическом режиме. Вращение вала двигателя через редуктор передается на приводные и защитные колеса. Колеса, вращаясь, разрушают структуру грунта гребня грядки с клубнями картофеля и перемещают разрушенный грунт и клубни в сторону ножа картофелекопателя. Под действием массы мотокультиватора приводные и защитные колеса заглубляются в разрушенный грунт, и это может продолжаться до тех пор, пока площадь опоры образующих защитных колес не станет достаточной для прекращения дальнейшего заглубления. Оператор уменьшает усилие торможения на картофелекопатель, мотокультиватор начинает поступательное движение вдоль грядки, при этом оператор заглубляет нож картофелекопателя в почву (рис. 5).

Нож картофелекопателя работает только в полосе между приводными колесами, а именно: средняя его часть — в зоне максимальной глубины расположения клубней, в недеформированном грунте, крайние части — в полосах грунта, разрушенного приводными дисками. При поступательном движении картофелекопателя в средней части ножа происходит перемещение слоя недеформированного грунта и клубней картофеля вдоль прутков пассивного сепаратора. Приводные колеса перемещают на недеформированный слой разрушенный грунт и клубни из зоны гребней. Далее слой грунта с клубнями картофеля, перемещаясь по пруткам сепаратора, окончательно разрушается и просеивается в полость, образованную между прутками сепаратора и поверхностью грунта. Клубни картофеля скатываются к центру сепаратора и проваливаются в пазы между прутками, если ширина паза больше размера клубней. Нож при движении мотокультиватора оставляет за собой в почве неглубокую траншею, где концентрируется основная масса выкопанных клубней картофеля, которые остаются там для последующего ручного сбора (рис. 6).

Описанное картофелеуборочное устройство испытывалось в течение двух сезонов на участке площадью около 5 соток с относительно легкой суглинистой почвой при высокогребневом методе выращивания картофеля.

Весенняя посадка клубней картофеля производилась в борозду на глубину 8—12 см с расстоянием между клубнями 25—30 см. Расстояние между бороздами выдерживалось в пределах 50—55 см, при этом соблюдалась максимально возможная прямолинейность раскладки клубней картофеля в борозде.

В процессе ухода за растениями проводились прополка сорняков в междурядьях и глубокое рыхление (два раза) почвы между рядами с одновременным окучиванием — формированием вокруг растений почвенных гребней высотой 15 см. Перед уборкой картофеля высота их составляла 8—10 см. Средняя максимальная глубина залегания клубней картофеля в гнездах — 5—8 см от уровня подошвы междурядьевой впадины, а средняя площадь гнезда картофеля — 20 Х 20 см.

Перед выкапыванием с участка удаляются высокорослые сорняки и частично ботва картофеля (та, которая имеет все признаки созревания).

Величина заглубления ножа картофелекопателя настраивается на максимальную глубину залегания клубней картофеля — 8 см. Ручкой регулировки газа на мотокультиваторе устанавливается минимально возможное число оборотов двигателя. При этом защитные колеса вращаются и движутся по подошве впадины между рядами растений на расстоянии 25 см от центра гребня грядки. Полосы рыхления гребня грядки с клубнями картофеля приводными колесами находятся в пределах 10—20 см от его центра.

Максимальное заглубление приводных колес в нерыхленную почву в полосе движения — 5 см (относительно уровня впадины между грядками).

При вращении и заглублении в почву приводные колеса разрушают структуру почвы гребня и перемещают ее вместе с клубнями картофеля к центру ножа картофелекопателя, причем разрушение происходит на глубину до 5 см относительно уровня впадины между грядками (ниже уровня расположения клубней в гнезде). Структура почвы разрушается внутренними выпуклыми поверхностями колес. Если линейная скорость вращения образующей колес больше, чем скорость движения мотокультиватора, процесс разрушения происходит весьма эффективно.

При уменьшении оператором усилия торможения на картофелекопатель мотокультиватор начинает передвигаться вдоль грядки, при этом средняя часть ножа картофелекопателя находится в нерыхленом грунте, а крайние части — в разрушенном. Величина заглубления средней части ножа в нерыхленую почву составляет 3—5 см, что соответствует параметрам настройки, то есть заглубляется нож ниже уровня расположения клубней в гнезде.

При поступательном движении мотокультиватора вдоль грядки слой грунта с клубнями картофеля перемещается по пруткам сепаратора и просеивается, а клубни картофеля, в основной своей массе, скатываются к центру сепаратора и проваливаются в пазы между прутками. Нож при движении мотокультиватора оставляет за собой в почве неглубокую борозду, где концентрируется основная масса выкопанных клубней картофеля.

Скорость перемещения мотокультиватора в среднем составляет 8—10 м/мин и зависит в основном от опыта оператора по управлению картофеле-уборочным устройством и частично от количества клубней в гнезде.

Неубранная ботва картофеля может наматываться на ступицы приводных колес и стойку картофелекопателя, из-за чего ухудшаются условия для просеивания грунта. В таких случаях нужно остановить движение мотокультиватора и очистить ступицы и стойку.

При неправильно выбранном соотношении скорости вращения приводных колес и скорости поступательного перемещения мотокультиватора разрушенный слой грунта с клубнями картофеля может чрезмерно концентрироваться между приводными колесами и прутками сепаратора картофелекопателя. Чтобы это устранить, нужно остановить мотокультиватор и выбрать клубни вручную.

В процессе выкапывания клубни картофеля подвергаются механическому воздействию со стороны поверхностей приводных колес, корпуса редуктора мотокультиватора и элементов картофелекопателя, что неминуемо приводит к механическому повреждению их поверхности. Несмотря на ряд предпринятых конструктивных мер по уменьшению травматизма клубней при выкапывании, ликвидировать его полностью не удалось. Количество травмированных клубней в общей массе не превышает 2—3%.

Клубни картофеля имеют следующие виды травм:

неглубокие резаные раны, нанесенные низко расположенной частью корпуса редуктора мотокультиватора; травмируются в основном клубни, расположенные в верхней части гребня грядки, при большой скорости поступательного движения мотокультиватора;

глубокие рваные, резаные травмы, нанесенные образующей дисков приводных колес; подвергаются в основном клубни, расположенные по краям гнезда с размерами более 20 Х 20 см, при полугребневом и линейном возделывании картофеля;

"ушибы" — травмы, полученные в результате ударного воздействия внутренней поверхности приводных колес; подвергаются клубни, расположенные в нижней части гребня грядки в сильно уплотненной почве, при высокогребневом, полугребневом и линейном возделывании картофеля.

При выкапывании клубней картофелеуборочным устройством на базе мотокультиватора МН350-4 Hobby основным видом травм клубней были неглубокие резаные раны, нанесенные низко расположенной частью корпуса редуктора мотокультиватора, причем общий процент травмированных клубней не превышал 3%.

При выкапывании клубней картофелеуборочным устройством на основе мотокультиватора RL-1 наблюдались травмы, полученные в результате ударного воздействия внутренних поверхностей приводных колес, при этом общее количество травмированных клубней уменьшилось до 1%.

Несмотря на имеющиеся недостатки в работе картофелеуборочного устройства, необходимо отметить следующее. По сравнению с известными методами выкапывания клубней с помощью лопаты или вил, специальных плугов-картофелекопателей, требующих немалых физических сил, картофелеуборочным устройством на базе мотокультиватора легкого класса может легко управлять оператор даже пенсионного возраста. Управление им не требует продолжительных и тяжелых физических нагрузок. Однако для оптимизации их необходимо усвоить принцип управления устройством, приобрести в процессе работы определенные навыки.

Приобретать их нужно при работе на минимально возможных оборотах двигателя мотокультиватора.

Управление устройством в процессе выкапывания клубней картофеля осуществляется с помощью ручек управления, рычагов газа и сцепления — торможение, изменение направления движения. Торможение устройства производится вертикальным нажатием на ручки управления, и соответственно, на нож картофелекопателя, который за счет силы трения о поверхность почвы создает усилие торможения. При движении в прямолинейном направлении по ряду причин возможны изменения направления движения устройства, не санкционированные оператором.

Незначительные отклонения от желаемого направления движения можно устранить, увеличив горизонтальное усилие на одну ручку управления и уменьшив на другую, не изменяя при этом усилия торможения. При значительных отклонениях необходимо отпустить рычаг сцепления, вертикальным приложением усилия на ручки управления вынуть ходовые колеса из почвы и, используя нож картофелекопателя как точку опоры, развернуть устройство в прежнее направление. По мере приобретения оператором навыков в управлении устройством процесс выкапывания клубней превращается в интересное и неутомительное занятие.

Олег Клибанский