УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТРЕЗАНИЯ И ПОГРУЗКИ СИЛОСА И СЕНАЖА Российский патент 2004 года по МПК A01D87/00 A01F25/20 

Изобретение относится к механизации сельского хозяйства, а именно к погрузочным устройствам с режущими органами, преимущественно для резки силоса и сенажа.

Известно устройство для отрезания и погрузки силоса и сенажа по патенту 2174300, МКИ А 01 F 25/20, А 01 D 87/00, Россия. Оно содержит раму с горизонтальными вилами и направляющую рамку, по которой перемещается выполненный составным из двух несущих пластин вертикальный нож. Режущие элементы ножа выполнены съемными в виде усеченных четырехгранных пирамид и помещены в гнезда несущих пластин. Гнезда одной пластины расположены со смещением относительно гнезд другой пластины так, что режущие кромки соседних режущих элементов перекрываются. Фаски соседних режущих элементов поочередно обращены в противоположные стороны. Режущие элементы прикреплены к пластинам с помощью резьбовых соединений.

Устройство работает следующим образом. Напором трактора вилы внедряются в кормовой массив. Включаются механизм привода ножа и механизм его подачи. Нож, совершая колебательные движения, врезается в кормовой массив и отделяет захваченную вилами порцию корма. Отрезанная с трех сторон порция корма отрывается по основанию подъемом устройства и погружается в транспортное средство. После этого нож возвращается в исходное положение и рабочий цикл повторяется. В случае затупления режущих кромок отворачиваются болты, винты и несущие пластины разъединяются. Режущие элементы извлекаются из гнезд, разворачиваются на 90^o или 180^o и снова помещаются в гнезда.

Недостаток устройства - сложность конструкции деталей крепления режущих элементов к пластинам.

Прототипом предлагаемого устройства является устройство для отрезания и погрузки силоса и сенажа по патенту 2175184, МКИ А 01 F 25/20, А 01 D 87/00, Россия. Оно содержит раму с горизонтальными вилами и П-образный нож, состоящий из соединенных между собой фронтального и двух боковых режущих элементов. Нож приводится в действие от двух гидроцилиндров. Центральный зуб вил закреплен жестко, а остальные зубья установлены в продольных пазах горизонтальной балки с возможностью перемещения с помощью звеньев рычажно-шарнирного механизма. Центральные звенья механизма шарнирно закреплены на пальцах стоек, помещенных в установленных наклонно направляющих и соединенных между собой стяжным винтом.

Устройство работает следующим образом. Напором трактора вилы внедряются в кормовой массив - силосный или сенажный. Нож при этом находится в крайнем верхнем положении. Включаются гидроцилиндры, которые приводят в движение нож. Последний, очерчивая траекторию по дуге, углубляется в кормовой массив и отрезает порцию корма от последнего с трех сторон. Затем порция корма зубьями вил отрывается по основанию, поднимается вверх и погружается в транспортное средство.

Недостаток прототипа - зубья выполнены заодно с ножом, что исключает возможность замены их в случае затупления режущих кромок. Режущие кромки выполнены двухфасковыми, величина угла заточки которых имеет большие значения. В связи с этим площадь контакта зубьев ножа с материалом при резании последнего большая. Это вызывает увеличение усилия резания. Кроме того, режущие кромки зубьев ножа не имеют насечки, что затрудняет операцию резания, вызывает повышение усилия и перегрузку зубьев вил.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение площади контакта режущих элементов ножа с материалом при его резании и разделение операций резания и смятия стенок пропила на две отдельные операции, следующие последовательно друг за другом.

Поставленная задача в устройстве для отрезания и погрузки силоса и сенажа, содержащем раму с горизонтально ориентированными зубьями вил, П-образную рамку, состоящую из жестко соединенных между собой фронтального ножа и двух боковин с закрепленными на них боковыми ножами, привод которой осуществляется от двух гидроцилиндров, выполняется тем, что фронтальный и боковые ножи изготовлены в виде пластин с зубьями с закругленными вершинами, с наружной стороны имеющими фаски, а с внутренней - выемку, где закреплены ориентированные фасками вовнутрь сегменты, например, зерноуборочного комбайна, так, что их режущие кромки и вершины находятся в одной плоскости и выступают за габариты зубьев, а пластина фронтального ножа соединена с брусом с помощью жестко прикрепленных к последнему болтами или заклепками ребер Т-образного сечения, выполненных в виде балки равного сопротивления, и снабженных площадками, помещенными в гнезда пластины равных с площадками размеров и прикрепленных к ней с помощью заклепок или винтов. Боковые ножи присоединены к боковинам расположенными в шахматном порядке винтами и двумя выполненными криволинейными Т-образного сечения ребрами, радиус закругления которых отличен друг от друга и равен расстоянию от обращенной вовнутрь заточенной полки до оси вращения рамки, а площадки помещены в гнезда ножей и прикреплены в последних. Угловой зуб имеет нишу, снабженную выполненной перпендикулярно стенкам упорной площадкой, ширина полок которой ориентировочно равна толщине фронтального и бокового ножей, наружная поверхность боковой стенки выполнена параллельно боковине, а внутренняя - в виде криволинейной поверхности с уклоном наружу, причем ребра с режущими кромками соприкасающихся сегментов фронтального и бокового ножей ориентированы в плоскости установки последних. В конструкции прототипа не предусмотрено последовательного выполнения операций резания и формирования стенок пропила смятием стенок прорези фасками зубьев, на которых закреплены сегменты. В предлагаемом устройстве, в отличие от прототипа, сегменты с помощью трех заклепок каждый закреплены в выемке зубьев так, что режущими кромками и закругленными и заточенными вершинами выступают за габариты зубьев. Усилие от гидроцилиндров к фронтальному ножу передается посредством ребер, выполненных в виде Т-образных балок равного сопротивления, площадки которых помещены в гнезда равной площади. Боковой нож прикреплен к боковине с помощью расположенных в шахматном порядке винтов и двух выполненных криволинейными Т-образного сечения ребер. Радиус закругления каждого из этих ребер отличен друг от друга и равен расстоянию от обращенной вовнутрь заточенной полки до оси вращения П-образной рамки. Площадки ребер установлены в гнездах бокового ножа. Угловой зуб имеет нишу, снабженную выполненной перпендикулярно стенкам упорной площадкой, ширина полок которой ориентировочно равна толщине фронтального и бокового ножей, наружная поверхность боковой стенки выполнена параллельно боковине, а внутренняя - в виде криволинейной поверхности с уклоном наружу, причем ребра с режущими кромками соприкасающихся сегментов фронтального и бокового ножей ориентированы в плоскости установки последних. Такого исполнения элементов прототип не имеет.

На фиг.1 изображено устройство для отрезания и погрузки силоса и сенажа, общий вид, на фиг. 2 - то же, вид сбоку, на фиг.3 - крепление сегментов к пластине, на фиг.4 - крепление фронтального ножа к брусу, общий вид, на фиг. 5 - то же, вид сбоку, на фиг.6 - то же, вид сзади, на фиг.7 - ребро, общий вид, на фиг.8 - крепление ребра к пластине, на фиг.9 - то же, вид справа, на фиг. 10 - крепление бокового ножа, общий вид, на фиг.11 - соединение фронтального и бокового ножей, на фиг.12 - угловой зуб, общий вид.

Устройство для отрезания и погрузки силоса и сенажа состоит из рамы 1 (см. фиг.1, 2) сварной конструкции, на нижнем брусе 2 которой закреплены горизонтально ориентированные зубья 3 цилиндрического или +-образного сечения. На вертикальных стойках 4 с возможностью поворота установлена П-образная рамка 5. Рамка 5 образована жестко соединенными между собой фронтальным ножом 6 и двумя боковинами 7. Боковины 7 имеют проушины 8 и 9, в которых шарнирно закреплены гидроцилиндры 10 и 11 двустороннего действия и находится ось 12 вращения. Для навешивания к погрузчику рама 1 снабжена кронштейнами 13. П-образная рамка 5 содержит брус 14, к которому прикреплены ребра 15 Т-образного сечения. Для крепления гидроцилиндров 10 и 11 брус 14 снабжен кронштейнами 16. Фронтальный нож 6 выполнен составным. Он содержит пластину 17 (см. фиг. 3, 4), с одной стороны которой нарезаны зубья 18 с закругленными вершинами 19. Зубья 18 с наружной стороны имеют фаски 20, с внутренней - выемку 21 глубиной, равной толщине сегментов 22. Последние прикреплены к зубьям 18 с помощью заклепок 23. Сегменты 22 выполнены однофасковыми, а режущие кромки 24 имеют насечку. Могут использоваться сегменты зерноуборочных комбайнов, однако, в отличие от последних, вершина 25 каждого сегмента 22 закруглена и снабжена фаской 26. Зубья 18 пластины 17 имеют форму сегментов 22, но меньших размеров. Сегменты 22 в закрепленном положении режущими кромками 24 и вершинами 25 выступают за пределы габаритов зубьев 18. Отверстия 27 зубьев 18 снаружи имеют углубления 28. Сегменты 22 помещены в выемку 21 и упираются в ее торец 29. Режущие кромки 24 сегментов 22 ориентированы в одной плоскости. Пластина 17 у оснований 30 зубьев имеет фаски 31 прямоугольной формы, стороны 32 которых принадлежат двум смежным фаскам 20 соседних зубьев 18, а стороны 33 фасок 31 ориентированы горизонтально.

Ребро 15 сварной конструкции выполнено Т-образного сечения в виде балки равного сопротивления. Оно имеет площадку 34 (см. фиг.4, 5, 7) прямоугольной или трапециевидной формы и опорную плитку 35. Площадка 34 ребра 15 помещена в гнездо 36 пластины 17 и соединена с последней заклепками или винтами 37. Опорная плитка 35 размещена под полкой 38 бруса 14 и зафиксирована с помощью болтов или заклепок 39 или приварена. Для предотвращения отъединения наружной планки 40 ребра 15 от пластины 17 последняя зафиксирована с ребром 15 с помощью винта 41 (см. фиг.8). Радиус кривизны наружной планки 40 ребра 15 равен радиусу траектории движения фронтального ножа 6. Боковой нож 42 закреплен на боковине 7 с помощью винтов или заклепок 43, расположенных в шахматном порядке (см. фиг.10). С внутренней стороны боковины 7 выфрезеровано углубление 44, куда помещен выступ 45 бокового ножа 42. Для предотвращения отклонения ножа 42 от вертикального положения предусмотрено крепление последнего двумя боковыми ребрами 46. Они выполнены Т-образного сечения и снабжены площадками 47, аналогичными площадкам 34. Отличие в том, что площадка 47 выступает за поверхность 48 косынки 49 ребра 46. Толщина площадки 47 равна или больше глубины гнезда 50, куда первая помещена. Обращенные внутрь рамки 5 полки ребер 15, 46 и 51 могут быть заточены (см. фиг.7, 10, 11).

Ребра 46 выполнены переменного сечения в виде балки равного сопротивления и изогнутыми. Радиус закругления большего ребра 46 превосходит радиус закругления меньшего ребра 51. Ребра 46 и 51 снабжены скосами 52, прикреплены к боковинам 7 с помощью заклепок или болтов 53. Угловые зубья 54 (см. фиг. 11, 12) закреплены как на фронтальном ноже 6, так и на боковом ноже 42. Угловой зуб 54 выполнен с угловой нишей 55. Фронтальная стенка 56 и боковая стенка 57 выполнены под углом 90^o друг к другу. Фронтальная стенка 56 имеет ширину больше ширины боковой стенки 57 на величину, равную толщине бокового ножа 42. Ниша 55 снабжена упорной площадкой 58, выполненной перпендикулярно стенкам 56 и 57. Наружная поверхность 59 боковой стенки 57 и вершины 60 зуба 54 выполнена параллельно боковине 7, а внутренняя поверхность 61 в виде криволинейной поверхности с уклоном наружу. Упорная площадка 58 имеет ширину полок 62 и 63, ориентировочно равную толщине пластины 17 и бокового ножа 42. Зуб 54 на стенках 56 и 57 имеет сквозные отверстия 64 и 65 для закрепления пластины 17 и бокового ножа 42. Торцевые поверхности 66 и 67 (см. фиг.10, 12) выполнены закругленными. Ребра 68 и 69 зуба 54 заострены и ориентированы с режущей кромкой 24 в месте их сопряжения в одной плоскости.

П-образная рамка 5 шарнирно установлена с возможностью поворота вверх-вниз на оси 12, которая жестко насажена на стойку 4 и скобу 70. Скоба 70 закреплена к стойке 4 с помощью болтов или винтов 71 так, что зазор 72 между проушиной 9 боковины 7 и скобой 70 сверху больше, чем снизу.

Устройство работает следующим образом. Зубья 3 напором трактора внедряются в кормовой массив на всю их длину. П-образная рамка 5 при этом находится в крайнем верхнем положении. Включаются гидроцилиндры 10 и 11 и рамка 5 с фронтальным ножом 6 и двумя боковыми ножами 42, очерчивая траекторию по дуге относительно осей 12 сверху-вниз, углубляется в кормовой массив и отрезает порцию корма от массива с трех сторон. Усилие гидроцилиндров 10 и 11 передается через ребра 15 ножу 6 и через боковины 7 - боковым ножам 42. При этом площадка 34, упираясь торцевой поверхностью к внутренней поверхности гнезда 36, передает усилие поверхностью, частично разгружая заклепки или винты 37. Вершины 25 сегментов 22, воздействуя на материал и частично перерезая, раздвигают его на две стороны. Режущие кромки 24, установленные наклонно, за счет малой толщины и перепиливающего действия насечки локализуют напряжения между лезвием и материалом и перерезают последний. Сегменты 22 установлены в одной плоскости, поэтому прорезь образуется в виде линии. В образовавшуюся прорезь вклиниваются зубья 18 и фасками 20, 31 сжимают стенки прорези на величину, равную толщине ножа 6 и боковины 7. Таким образом разделяются операции резания и смятия стенок прорези. Это приводит к уменьшению потребного усилия резания силоса или сенажа, стабилизации операции отделения и всего способа в целом.

Угловой зуб 54, вклиниваясь вершиной 60 в материал, раздвигает его и направляет частицы корма на режущие кромки 24 прилегающих к нему сегментов 22 фронтального ножа 6 и бокового ножа 42. При отрезании порции корма только по двум сторонам фронтальной и боковой вследствие незагруженности одного бокового ножа 42 рамка 5 испытывает различные по величине усилия со стороны гидроцилиндров 10 и 11. Это неравенство усилий может вызвать перекос П-образной рамки 5. Выполнение ребер 15 и 46 Т-образного сечения повышает жесткость рамки 5 и предотвращает возникновение ее перекосов и поломок. В случае затупления режущих кромок 24 сегментов 22 заменяются только отдельные сегменты 22 или весь нож 6 или 42.

Предлагаемое устройство для отрезания и погрузки силоса и сенажа позволяет снизить усилие резания, повысить ресурс, надежность и долговечность ножа и сократить эксплуатационные расходы.

Устройство содержит раму с горизонтально ориентированными зубьями вил и П-образную рамку с фронтальным и двумя боковыми ножами. Привод рамки осуществляется от двух гидроцилиндров. Фронтальный и боковые ножи выполнены в виде пластин с зубьями с закругленными вершинами. С наружной стороны зубья имеют фаски, а с внутренней стороны выполнены выемки для закрепления ориентированных вовнутрь рамки сегментов. Режущие кромки и вершины сегментов находятся в одной плоскости и выступают за габариты зубьев. Пластина фронтального ножа соединена с брусом посредством ребер Т-образного сечения. Боковые ножи присоединены к боковинам криволинейными ребрами Т-образного сечения. Ребра выполнены в виде балки равного сопротивления и имеют площадки для размещения в гнездах. Устройство обеспечивает снижение усилия резания и повышает долговечность ножей. 2 з.п.ф-лы, 12 ил.

1. Устройство для отрезания и погрузки силоса и сенажа, содержащее раму с горизонтально ориентированными зубьями вил, П-образную рамку, состоящую из жестко соединенных между собой фронтального ножа и двух боковин с закрепленными на них боковыми ножами, привод которой осуществляется от двух гидроцилиндров, отличающееся тем, что фронтальный и боковые ножи выполнены в виде пластин с зубьями с закругленными вершинами, с наружной стороны имеющими фаски, а с внутренней - выемку, где закреплены ориентированные фасками вовнутрь сегменты, например, зерноуборочного комбайна, так, что их режущие кромки и вершины находятся в одной плоскости и выступают за габариты зубьев, а пластина фронтального ножа соединена с брусом с помощью жестко прикрепленных к последнему болтами или заклепками ребер Т-образного сечения, выполненных в виде балки равного сопротивления и снабженных площадками, помещенными в гнезда пластины равных с площадками размеров и прикрепленными к ней с помощью заклепок или винтов.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что боковые ножи присоединены к боковинам расположенными в шахматном порядке винтами и двумя выполненными криволинейными Т-образного сечения ребрами, радиус закругления которых отличен друг от друга и равен расстоянию от обращенной вовнутрь заточенной полки до оси вращения рамки, а площадки помещены в гнезда ножей и прикреплены в последних.3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что угловой зуб имеет нишу, снабженную выполненной перпендикулярно стенкам упорной площадкой, ширина полок которой ориентировочно равна толщине фронтального и бокового ножей, наружная поверхность боковой стенки выполнена параллельно боковине, а внутренняя - в виде криволинейной поверхности с уклоном наружу, причем ребра с режущими кромками соприкасающихся сегментов фронтального и бокового ножей ориентированы в плоскости установки последних.