КОСИЛКА РОТОРНАЯ Российский патент 1999 года по МПК A01D34/86 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в дорожном, сельском, лесном, мелиоративном и коммунальном хозяйствах для скашивания трав, грубостебельной сорной растительности, уничтожения карантинных сорняков, рубки кустарников и нависающих ветвей деревьев.

Известна каналоокашивающая ротационная косилка, у которой режущий элемент ротационного рабочего органа, приводящийся во вращение от вала отбора мощности (ВОМ) трактора, выполнен в виде цепи с эластичной насадкой, представляющей собой цилиндрическую пружину (Описание изобретения а.с. СССР N 1653595, МПК⁶ A 01 D 34/86, 1988)
Эта косилка характеризуется ограниченными функциональными возможностями. Ее режущий элемент, в виде цепи, при попадании на препятствие захлестывается, и появляются рывки, излишние динамические нагрузки, а вал ротора при зацеплении о препятствие может согнуться. Цепи не рубят поросль, а рвут как хлыст. Поэтому косилка не пригодна для толстостебельной и кустарниковой растительности. Жесткое крепление ротора на консоли ограничивает возможности скашивания на противоположных трактору склонах и делает невозможным косить на заниженных горизонтальных участках.

Кроме того, использование тяговой цепи для связи консоли с гидроцилиндром позволяет удерживать консоль навесу только за счет поддержки одинакового давления в полостях гидроцилиндра. Это положение не стабильно и консоль с режущим устройством может самопроизвольно опускаться или отбиваться вверх при скашивании на склонах с углами наклона приближенными к вертикали. При этом также затруднительно установить необходимый угол наклона консоли гидроцилиндром из кабины трактора после вынужденного ее подъема.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является косилка роторная универсальная, включающая консоль с режущим аппаратом, содержащим ротор, на валу которого расположено режущее устройство в виде корпуса с шарнирно установленными ножами и опорная чаша, механизм передачи вращения, содержащий ременную и цепную передачи, и гидравлический механизм движения консоли с дополнительным устройством механической регулировки и фиксации ее положения (см. патент РФ N 2098935, МПК⁶ A 01 D 34/86, 1997 г.).

Известная косилка роторная характеризуется ограниченными технологическими возможностями и недостаточной эксплуатационной надежностью в силу жесткости системы "консоль-режущий аппарат".

Невозможность развернуть режущий аппарат накладывает ограничения по возможности скашивания на противоположных склонах с углами наклона приближенных к вертикали и исключает скашивание на заниженных горизонтальных участках, а жесткое закрепление режущего устройства на валу ротора, на котором установлена и вращающаяся опорная чаша, вызывает нежелающие изгибающие и осевые нагрузки на режущий аппарат и консоль при соприкосновении опорной чаши и режущего устройства с препятствиями в виде кочек, бугров, возвышенностей.

С другой стороны, особенно при сбросе оборотов вала отбора мощности трактора и выключении двигателя, большая инерционность режущего устройства вызывает появление знакопеременной динамической нагрузки на зубья конической пары ротора и на раздаточную коробку трактора.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эксплуатационной надежности работы косилки и расширение ее технологической возможности.

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, заключается в уменьшении динамических нагрузок на конструкцию косилки за счет снижения жесткости системы "консоль-режущий аппарат" и введения механизма свободного хода в механизм передачи вращения косилки.

Сущность заявляемого изобретения - косилки роторной, включающей раму навесную с установленной на ней консолью с режущим аппаратом, содержащим ротор, на валу которого расположено режущее устройство в виде корпуса с кронштейнами и ножами, шарнирно соединенными с ним, и опорную чашу, механизм передачи движения, содержащий ременную и цепную передачи, гидравлический механизм движения консоли с дополнительным устройством механической регулировки и фиксации ее положения, состоит в том, что режущий аппарат установлен на консоли шарнирно и снабжен гидравлическим механизмом его движения, а корпус с кронштейнами, ножами и опорной чашей подпружинен в вертикальном направлении, при этом пружина установлена в полости, образованной направляющей втулкой, закрепленной на валу ротора, и стаканом с опорной чашей, жестко соединенным с корпусом, кронштейны установлены на корпусе шарнирно, а механизм передачи вращения снабжен механизмом свободного хода, выполненным в виде храпового зацепления, размещенного внутри ведущего шкива ременной передачи.

Кронштейны выполнены с ограничителями их поворота в вертикальной плоскости в виде выступов.

Корпус снабжен держателями и ножи шарнирно связаны с кронштейнами по крайней мере через один держатель.

Ножи выполнены сменными в виде прямоугольных полос, или трехугольных пластин, или серповидных пластин.

Опорная чаша установлена на стакане шарнирно с возможностью ее вращения вокруг оси.

Устройство механической регулировки и фиксации положения консоли выполнено таким образом, что шток гидроцилиндра напрямую соединен с консолью с помощью оси и на концах последней установлены с возможностью поворота две тяги, резьбовые концы которых введены в отверстия жестко закрепленной на корпусе гидроцилиндра плиты и снабжены регулирующими и фиксирующими угол наклона гайками и контргайками.

Режущий аппарат снабжен дополнительным устройством регулировки и фиксации положения режущего устройства, выполненного таким образом, что шток гидроцилиндра напрямую соединен с корпусом ротора с помощью оси и на концах последней установлены, с возможностью поворота, две тяги, резьбовые концы которых введены в отверстия жестко закрепленной на корпусе гидроцилиндра плиты и снабжены регулирующими и фиксирующими положение режущего аппарата гайками и контргайками.

В заявляемой косилке роторной известными являются существенные отличительные признаки установки режущего аппарата на консоли шарнирно и снабжение его гидравлическим механизмом его движения. Известны и технические свойства данных конструктивных решений, так, например, в изобретениях "Двухбрусная навесная косилка" и "Косилка" (Описание изобретений а.с. СССР N 1438650, МПК⁴ A 01 D 34/86, а.с. СССР N 1836894, МПК⁵ A 01 D 34/86, 1989).

Выполнение корпуса с кронштейнами, ножами и опорной чашей, подпружиненными в вертикальном направлении, и установка для этого пружины сжатия в полости, образованной направляющей втулкой, закрепленной на валу ротора, и стаканом с опорной чашей, жестко соединенном с корпусом, а осуществление шарнирного крепления кронштейнов непосредственно на корпусе и при этом установка режущего аппарата на консоли шарнирно с гидравлическим механизмом его движения и введение в механизм передачи вращения механизма свободного хода, выполненного в виде храпового зацепления, размещенного внутри ведущего шкива ременной передачи, позволяют максимально снизить динамические нагрузки на режущий аппарат и на всю конструкцию косилки за счет снижения жесткости всей системы "консоль-режущий аппарат" и расширить функциональные возможности косилки.

Заявляемое изобретение соответствует условию патентоспособности "новизна", так как из уровня техники неизвестно техническое решение того же назначения с заявляемой совокупностью существенных признаков независимого пункта формулы изобретения.

Заявляемое изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень", так как оно явным образом не следует из уровня техники.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где
на фиг. 1 - дан общий вид косилки роторной;
на фиг. 2 - кинематическая схема косилки роторной;
на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1;
на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3;
на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 1;
на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 1;
на фиг. 7 - фрагмент ножа;
на фиг. 8 - фрагмент ножа;
на фиг. 9 - фрагмент ножа.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением указанных результатов, заключаются в следующем.

Роторная косилка включает в себя раму навесную 1, несущую на себе консоль 2, выполненную Г-образной конфигурации в виде двухплечего рычага. Консоль 2 установлена на оси 3 с возможностью поворота в вертикальной плоскости и соединена напрямую со штоком гидроцилиндра 4 посредством оси 5 и снабжена дополнительным устройством механической регулировки и фиксации ее положения, которое содержит тяги 6, установленные на той же оси 5 и введены своими резьбовыми концами в отверстия жестко закрепленной на корпусе гидроцилиндра 4 плиты 7 с целью удержания консоли 2 в рабочем положении с помощью гаек 8 и контргаек 9.

На другом конце консоли 2 в проушинах 10 шарнирно установлен с возможностью поворота в вертикальной плоскости режущий аппарат, содержащий ротор 11, который соединен со штоком гидроцилиндра 12 посредством оси 13. Режущий аппарат снабжен дополнительным устройством регулировки и фиксации положения режущего аппарата, которое содержит тяги 14, установленные на оси 13 и введенные своими резьбовыми концами в отверстия жестко закрепленной на корпусе гидроцилиндра 12 плиты 15 с целью удержания режущего аппарата в рабочем положении с помощью гаек 16 и контргаек 17. На валу 18 установлен корпус 19 режущего устройства с возможностью его перемещения по направляющей втулке 20, жестко закрепленной на валу 18 при помощи шпонки 21, шайбы 22 и болта 23.

Каждый из ножей 24 режущего устройства связан с кронштейном 25 по крайней мере через один держатель 26. Кронштейны установлены шарнирно при помощи оси 27 на корпусе 19 и имеют выступы 28, ограничивающие их поворот в вертикальной плоскости.

Опорная чаша 29 шарнирно установлена с возможностью поворота вокруг своей оси на стакане 30, который закреплен болтами 31 на фланце корпуса 19. Стакан 30 образует с направляющей втулкой 20 полость, в которой установлена пружина сжатия 32.

На входном валу 33 ротора 11 жестко установлена ведомая звездочка 34, которая кинематически связана цепью 35 через натяжную звездочку 36, ведущую звездочку 37, шкивы 38, 39, ременную передачу 40, вал 41 и кардан 42 с валом отбора мощности трактора. При этом ведущая звездочка 37 и шкив 38 жестко закреплены на барабане 43, который установлен с возможностью вращения на оси 3, жестко закрепленной на кронштейне 44 рамы навесной 1.

Ведущий шкив 39 установлен с возможностью одностороннего вращения через механизм свободного хода на валу 41 натяжной салазки 45, установленной на раме навесной 1 с возможностью продольного перемещения для осуществления натяжки ремней 40.

Механизм свободного хода выполнен с использованием храпового зацепления и включает в себя храповое колесо 46, на котором жестко закреплен ведущий шкив 39, и подпружиненный храповик 47, который установлен во втулке 48 с возможностью вращения на оси 49. Втулка 48, в свою очередь, жестко насажена на вал 41 и связана через подшипники 50 при помощи подпружиненного храповика 47 с храповым колесом 46.

На раме навесной 1 закреплен кожух 51, защищающий ременную передачу, а на консоли 2 закреплен кожух 52 для цепной передачи.

Заявляемая косилка роторная работает следующим образом. После навешивания косилки роторной на трактор ее выставляют на горизонтальном участке при помощи тяг сцепного устройства трактора, гаек 8,9 на тягах 6 и гаек 16,17 на тягах 14 режущего аппарата так, чтобы ножи 24 режущего устройства расположились параллельно земле, а опорная чаша 29 находилась на расстоянии 15-30 мм от нее. От вала отбора мощности трактора через кардан 42, ременную передачу 40, цепную передачу 35 вращение передается на коническую передачу ротора 11 режущего аппарата и на вал 18 привода ножей 24 режущего устройства. За счет центробежной силы при оборотах до 900 об/мин ножи 24 располагаются диаметрально в линию. После раскрутки ножей 24 до необходимых оборотов начинается движение трактора.

При обнаружении препятствия на пути движения режущего устройства тракторист поднимает с помощью гидроцилиндра 4 консоль 2 с режущим аппаратом, а после проезда препятствия опускает консоль 2 в прежнее положение до упора в гайки 8, 9 на тягах 6.

Если на пути движения косилки роторной попадается небольшое препятствие, то опорная чаша 29, опираясь на препятствие, прокручивается вокруг оси.

При этом корпус 19 с кронштейнами, держателями, ножами и опорной чашей 29 приподнимается, сжимая пружину 32, что снижает изгибающие и осевые нагрузки на режущий аппарат. Кроме того, ножи 24 при скользящем ударе о кочку, бугор, камень могут отбиться вверх за счет проворота кронштейнов 25 на оси 27 до упора своими выступами 28 в корпус 19.

А при окашивании уклонов ниже горизонта и склонов над горизонтом консоль 2 выставляется под необходимым углом на тягах 6 с помощью гаек 8, 9, а режущий аппарат выставляется на тягах 14 с помощью гаек 16, 17 и за счет подпора соответствующими гидроцилиндрами удерживаются в этом положении. Особенно это необходимо при рубке крон деревьев и кустарников на склонах с углами наклона к горизонту, приближенными к вертикали. За счет большой кинетической энергии вращающихся ножей удается достаточно эффективно косить траву, камыши, рубить кустарник и даже одиночные стволы деревьев диаметром до 80 мм. В зависимости от условий работы, состояния растительности устанавливаются сменные ножи прямоугольной, треугольной или серповидной форм. В косилке предусмотрена установка защитных ограждений режущего устройства.

Заявляемое изобретение может быть реализовано и, в случае осуществления изобретения, возможна реализация указанного заявителем назначения, следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности - "промышленная применяемость".

Режущий аппарат косилки шарнирно установлен на консоли, закрепленной шарнирно на раме. Режущее устройство выполнено в виде корпуса с шарнирно установленными кронштейнами и ножами и закреплено на валу ротора. Опорная чаша режущего аппарата шарнирно закреплена на стакане, а корпус с кронштейнами и ножами и опорной чащей подпружинен, при этом пружина установлена в полости, образованной направляющей втулкой и стаканом с опорной чашей. Наличие пружины снижает динамические нагрузки на режущий аппарат при встрече с препятствием при движении косилки. 6 з.п.ф-лы, 9 ил.

1. Косилка роторная, включающая раму навесную с установленной на ней консолью с режущим аппаратом, содержащим ротор, на валу которого расположено режущее устройство в виде корпуса с кронштейнами и ножами, шарнирно соединенными с ними, и опорную чашу, механизм передачи вращения, содержащий ременную и цепную передачи, гидравлический механизм движения консоли с дополнительным устройством механической регулировки и фиксации ее положения, отличающаяся тем, что режущий аппарат установлен на консоли шарнирно и снабжен гидравлическим механизмом его движения, а корпус с кронштейнами, ножами и опорной чашей подпружинен в вертикальном направлении, при этом пружина установлена в полости, образованной направляющей втулкой, закрепленной на валу ротора, и стаканом с опорной чашей, жестко соединенным с корпусом, кронштейны установлены на корпусе шарнирно, а механизм передачи вращения снабжен механизмом свободного хода, выполненным в виде храпового зацепления, размещенного внутри ведущего шкива ременной передачи. 2. Косилка по п.1, отличающаяся тем, что кронштейны выполнены с ограничителями их поворота в вертикальной плоскости в виде выступов. 3. Косилка по п.1, отличающаяся тем, что корпус снабжен держателями, и ножи шарнирно связаны с кронштейнами по крайней мере через один держатель. 4. Косилка по п.1, отличающаяся тем, что ножи выполнены сменными в виде прямоугольных полос, или треугольных пластин, или серповидных пластин. 5. Косилка по п. 1, отличающаяся тем, что опорная чаша установлена на стакане шарнирно с возможностью ее вращения вокруг оси. 6. Косилка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительное устройство механической регулировки и фиксации положения консоли выполнено таким образом, что шток гидроцилиндра напрямую соединен с консолью с помощью оси, и на концах последней установлены с возможностью поворота две тяги, резьбовые концы которой введены в отверстия жестко закрепленной на корпусе гидроцилиндра плиты и снабжены регулирующими и фиксирующими угол наклона гайками и контргайками. 7. Косилка по п. 1, отличающаяся тем, что режущий аппарат снабжен дополнительным устройством регулировки и фиксации положения режущего аппарата, выполненного таким образом, что шток гидроцилиндра напрямую соединен с корпусом ротора с помощью оси, и на концах последней установлены с возможностью поворота две тяги, резьбовые концы которых введены в отверстия жестко закрепленной на корпусе гидроцилиндра плиты и снабжены регулирующими и фиксирующими положение режущего аппарата гайками и контргайками.