Почвообрабатывающая фреза Советский патент 1984 года по МПК A01B33/06 A01B39/16 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к почвообрабатывающим орудиям для обработки приствольных полос в садах. Известна почвообрабатывающая фреза с вертикальной осью вращения содержащая ротор с закрепленными на нем ножами lj . Такие фрезы оборудуются автомати ческим отводным устройством для обх да штамба .дерева, использование кот рого ограничивает скорость передвиж ния агрегата и, следовательно, его производительность. Наиболее близким решением к изоб ретению по технической сущности яв ляется почвообрабатывающая фреза, включающая установленный на вертикальной оси ротор с шарнирно закрепленными на нем ножами, обод с эластичной поверхностью и расположенный между ротором и ободом кулачок криволинейной формы, с которыми с помощью рычага с роликом кинематически связаны ножи 2j . Однако при обработке приствольны полос в садах известная конструкция не может обойтись без автоматического отводного устройства и силовог механизма, обеспечивающего обход фрезой ствола дерева и принудительное удержание ротора фрезы в приствольной зоне. Автоматическое устройство для отвода орудия от ствола дерева не обеспечивает четкого согласования скорости движения агрега та и скорости перемещения орудия, вследствие чего скорость перемещени агрегата ограничивается. Кроме того на привод золотника и гидроцилиндра, входящих в автоматическое отвод ное устройство, расходуется мощност трактора. Цель изобретения - упрощение кон струкции, снижение энергоемкости и повышение производительности. Указанная цель достигается тем, что часть профиля кулачка, расположенная в первой и частично во второ четверти окружности по ходу движения фрезы, описана радиусом, определяемым по формуле pR cos(f, . часть профиля кулачка, расположенная в третьей и четвертой четверти окружности, описана радиусом, определяе 4ым по формуле .-i 22 R / где R - радиус ротора фрезы; 6p - длина рычага ножа; Ср и - углы между радиусом ротора и осью рычага ножа, при этом обе части профиля плавно сопряжены между собой. На фиг. 1 показана предлагаемая фреза,, обпщй вид, на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - изменение угла ао атаки крыла ножа при взаимодействии с почвой во время работы фрезы на фиг. 4 схема для расчета профиля,кулачка. Почвообрабатывающая фреза включает раму 1, служащую для соединения ее с трактором. Вертикальная ось 2 в верхней своей части связана с коническим редуктором 3, а на нижнем ее конце укреплен ротор 4 с щарнирно закрепленными на нем ножами 5. На оси 2 свободно установлен обод 6 с эластичной поверхностью, служащий для защиты штамба от повреждений дерева. Между ободом 6 и ротором 4 неподвижно установлен кулачок 7, торцовая поверхность которого имеет профиль, изображенный на фиг. 3 Ножи 5 выполнены Г-образными ив верхней своей части на концах имеют рычаги 8, на которых закреплены ролики 9, взаимодействующие с кулачком 7. Профиль кулачка, обеспечивающий .заданную закономерность изменения угла атаки крыпа ножа of. можно рассчитать аналитическим путем. На фиг. 4 показано расположение крьша ножа 5 для определения радиуса кулачка в первой и частично во второй четверти окружности (по отношению к направлению движения агрегата J/,, )-зона ABC и радиуса г кулачка в третьей и четвертой четверти окружности - зона DEA. Причем в зоне ABC угол об должен иметь значения близкие к 9С, а в зоне ЕА - близкие к 0. В результате расчетов имеем; Г,lep+R -26pRco6cp,-, г2Чер р -2ерКсо5ср2, где R - радиус ротора 4; 1р- длина рычага 8; rt. HCfrt - угол между радиусом ротора R и осью рычага ножа. Углы oL Hoi2 вычисляются по формулам 3 .(3) q), t -oiy4-cot-,(4) гдeQt - угол поворота ротора; (у - конструктивный угол, задаю1цийся в начале расчета; Of-u - угол между положительным направлением оси OV и вект ром абсолютной ско-рости д который определяется по формуле --Asinoot (6) ft u arcoo5 I - . , ) 1 + + 2Ato5Wt где - кинематический параметр, характеризующий отношение окружной скорости ротора к поступательной скорости трактора. Подставляя результаты вычислений по формулам (6), (4) и (3) в уравне ния (1) и (2) и изменяя угол cot поворота ротора через равные промежутки в интервале ит О до 2, получим величины радиуса-вектора Г , по которым строится заданный профиль торцовой поверхности кулачка 7 как в зоне ABC, так и в зоне ВЕА ротора Причем место перехода от зоны ЛВС в зону ЭЕЛ сопрягается плавной кривой (фиг. 3). Почвообрабатывающая фреза работа ет следующим образом. Крутящий момент передается к рот ру 4 через редуктор 3. Реакция R почвы, действуя tfa. Г-образные ножи (фиг. 5), вводит все устройство в приствольную полосу и одновременно прижимает ролики 9 к кулачку 7. Так как последний имеет криволинейную . торцовую поверхность, то ролики 9, копируя эту поверхность, изменяют у угол атаки крыльев ножей 00 так, чт она имеет наибольшее значение в зоне ЛВС, где почва еще не разрыхлена и большее сопротивление, чем в з не .DEA, где формируется момент, отклоняющий ротор 4 в другую сторон За счет этого увеличивается суммарная реакция почвы, вводящая и удерзш вающая ротор в приствольной полосе сада (деревьев) для последующей ее обработки. При встрече со стволом дерева обод 6 копирует его, отводя ротор 4,а после прохода ствола реакция почвы вновь возвращает ротор в приствольную полосу и надежно удерживает его в ней. Величина результирующей Re реакции почвы на ножи ротора регулируется путем изменения фиксированного положения кулачка 7 относительно рамы ротора. При повороте кулачка 7 по часовой или против часовой стрелки относительно исходного Положения (фиг. 3) суммарная реакция Re почвы на ножи ротора, удерживающая ротор в приствольной полосе, уменьшается. Из-за отсутствия в предложенной фрезе сложных автоматических устройств для ввода и вывода ротора фрезы из приствольной полосы сада используется реакция почвы на ножи ротора для его ввода в приствольную зону деревьев и удержания его там с целью последующей обработки почвы и увеличивается скорость движения агрегата за счет того, что движение фрезы в ряду деревьев будет не возвратно-поступательное, не обеспечивающее четкого согласования скорости движения агрегата и ввода и вывода из ряда ротора фрезы, а маятниковое, причем фреза скопирует приствольную зону у штамба дерева, вследствие чего необработанная зона будет минимальна. У предлагаемого агрегата повышается надежность по сравнению с известными машинами за счет того, что на фрезу не устанавливают автоматическое отводное устройство для обхода штамба дерева, которое требует постоянного технического ухода за собой и часто выходит из строя. Из-за отстуствия автоматического отводного устройства уменьшаются расходы мощности, необходимые для привода золотника и гидроцилиндра. Использование предложенной фрезы позволяет также уменьшить тяговое сопротивление агрегата, так как возвратно-поступатепьное движение ротора фрезы заменено на маятниковое, которое вызывает меньшую боковую реакцию почвы, разворачивающую трактор . Дередо Фг/г.2

ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩАЯ ФРЕЗА, содержащая установленный на вертикальной оси ротор с шарнирно закрепленными на нем ножами, обод с зластичной поверхностью v расположенный между ротором и ободом кулачок криволинейной формы, с которым с помощью рычага с роликом кинематически связаны ножи, отличающ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции, снижения энергоемкости и повышения производительности, часть профиля кулачка, расположенная в первой и частично во второй четверти окружности по ходу движения фрезы, описана радиусом, определяемьш по формуле г, а часть профиля кулачка, расположенная в третьей и четвертой четверти окружности, описана радиусом, определяемым по формуле г - Ej + cosCf (Л где R - радиус ротора фрезы; 6р - длина рычага ножа; с: CD и .f 2 углы между радиусом ротора Я и .осью рычага ножа, при этом обе части профиля плавно сопряжены между собой. ЭО, о