Ротационный режущий аппарат Советский патент 1991 года по МПК A01D34/63 

№г-1

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к ротационным режущим аппаратам уборочных машин и косилок.

Цель изобретения - обеспечение оптимального процесса резания и снижение энергоемкости.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого режущего аппарата; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1: на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 1; на фиг. 6 - гибкий нож при неподвижном роторе; на фиг. 7 - то же, при вращающемся роторе.

Ротационный режущий аппарат содержит раму 1 с жестко закрепленной на ней вертикальной стойкой 2, на нижнем конце которой установлен копирующий сферический диск 3. На стойке 2 с помощью подшипников насажен трубчатый вал 4. на нижнем конце которого жестко закреплен ротор 5. На роторе 5 в радиальном направлении симметрично относительно оси вала закреплены гибкие в горизонтальной, но жесткие в вертикальной плоскости полые стержни 6 переменного сечения, у основания которых выполнены сквозные винтовые пазы. Внутри стержня 6 соосно установлен также гибкий шток 7 эллиптического сечения, большая ось которого ориентирована вертикально. Шток 7 у снования и кончика имеет круглое сечение. У основания штока 7 на боковой поверхности закреплен штифт 8, который установлен в винтовом пазу стержня 6. Суммарная жесткость изгибу стержня 6 и штока 7 в горизонтальной плоскости от основания (от ротора 5) к кончику постепенно уменьшается. Величина жесткости и закономерность ее изменения по длине устанавливаются из условия соблюдения идентичности изменения коэффициента скольжения е ,(основного показателя скользящего

резания е Vl:vn tgct) по длине режущей кромки предложенного аппарата и ручной косы при наименьшем значении частоты вращения ( ) ротора, необходимом для обеспечения чистого бесподпорного резания.

У основания штока 7 закреплен грузик 9. Между грузиком 9 и упорной шайбой 10 установлена пружина сжатия 11. Жесткость пружины 11 выбирается из условия равенства порога ее чувствительности центробежной силе Масс грузика 9 и штока 7 при наименьшем значении частоты вращения ротора () в рабочем режиме. Кончик штока 7 установлен в цилиндрическом отверстии направляющей 12. Шток 7 может перемещаться вдоль оси и поворачиваться

вокруг нее. На гибком стержне б закреплены пластины-сегменты 13, перекрывающие друг друга, высота которых от основания стержня к кончику постепенно уменьшается. Закономерность уменьшения высоты сегментов также устанавливается из условия соблюдения изменения коэффициента скольжения ( Е) по длине режущей кромки ножа.

В зонах перекрытия толщина пластинок

вдвое меньше. Благодаря этому все ножевые пластины данного стержня, следовательно, режущие кромки их, расположены на одной плоскости. На раме 1 закреплен

конический кожух 14, предотвращающий наматывание срезанной массы на вал и способствует образованию валков. Вал 4 получает вращательное движение с помощью клиноременной передачи 15 от гидромотора (не показаан).

Аппарат работает следующим образом. При вращении вала 4 с ротором 5 под воздействием инерционных сил радиальный гибкий стержень 6 и шток 7 искривляются в горизонтальной плоскости (из положения аа переходят в положение аа1) фиг. 2, пластины-сегменты ножа сдвигаются относительно друг друга, общая режущая кромка ножа остается непрерывной. При наименьшем значении частоты вращения ротора в рабочем режиме искривленная форма режущей кромки такова, что закономерность изменения коэффициента скольжения (Е ) полностью совпадает с таковой

для ручной косы. Разница заключается лишь в том, что резание ручной ко.сой происходит вогнутой режущей кромкой, а у предложенной го аппарата - выпуклой. Это позволяет исключить один из основных недостатков при

имитации процесса решения ручной косой - соскальзывание срезанной массы по режущей кромке к основанию ножа и ее наматы- вание на нож или на вал, С целью обеспечения оптимальных режимов резания в различных условиях работы аппарата необходимо изменить частоту вращения ротора за пределом .

Изменение кривизны гибкого стержня б и штока 7 (и режущей кромки), следовательно,- нарушение установленной закономерности изменения коэффициента скольжения, вызванное изменением частоты вращения ротора, предотвращается поворотом штока 7 вокруг продольной оси.

5 При частотах вращения ротора WMMH центробежная сила грузовика 9 и стержня 7 остается меньше силы упругости пружины 11, шток 7 остается неподвижным относительно стержня 6. т.е. большая ось

поперечного сечения-эллипса направлена вертикально, жесткость изгибу штока 7 в горизонтальной плоскости наименьшая. При увеличении частоты вращения ротора увеличивается и центробежная сила грузика 9 и штока 7. Под воздействием этой силы пружина 11 деформируется (сжимается), шток 7 перемещается вдоль оси от центра вращения. Так как штифт 8 установлен в винтовом пазу стержня 6, то при перемещении вдоль продольной оси шток 7 одновременно поворачивается вокруг нее. Большая ось эллиптического сечения штока 7 отклоняется от вертикального положения на угол р, величина которого пропорциональна частоте вращения ротора (или величине инерционных сил, вызывающих изгиб гибкого стержня 6 и штока 7 в горизонтальной плоскости). Угол р меняется в пределах 0-90°. что обусловлено длиной винтоврго паза на стержне 6. Поворот штока 7 (увеличение угла р) вызывает увеличение его жесткости изгибу в горизонтальной плоскости.

Таким образом, увеличение частоты вращения ротора, следовательно, увеличение инерционных сил, вызывающих изгиб гибкого етержня 6 и штока 7 в горизонтальной плоскости, сопровождается синхронным увеличением жесткости гибкого ножа. Путем выбора шага винта соотношение наибольшего и наименьшего значений моментов инерции эллиптического сечения штока 7 и жесткости пружины 11 устанавливается зависимость между частотой вращения ротора (й) и углом поворота штока р, при котором любое изменение первого не вызывает изменения установленной при о/мин необходимой кривизны режущей кромки. Следовательно, при всех частотах вращения ротора превышающих (Опт , установленная закономерность изменения коэффициента скольжения остается неизменной, и срез стеблей происходит при заданных оптимальных кинематических и динамических условиях.

При вращающемся роторе аппарату

придается поступательное перемещение по

направлению стрелки (v пост, на фиг, 2). Ножи срезают стебли, аппарат постепенно

внедряется в стеблестрой. Так как основная часть срезанных растений перемещается с ножом, то нагрузка на нож в конце процесса резания (положение В-В на фиг. 2) несколько увеличивается, что приводит к увеличению кривизны ножа в конце рабочего хода. Увеличение кривизны ножа почти не влияет на процесс резания, так как оно происходит в конце рабочего хода. Вследствие увеличения кривизны резко увеличивается козффициент скольжения (tg «2 tgcrna фиг. 2), что способствует соскальзыванию срезанной массы с кромки ножа. Освобождаясь от срезанной массы, нож получает заданную кривизну.

При встрече с твердыми материалами (камни и т.д.) гибкие ножи легко искривляются и обходят их. Вероятность поломки резки снижается, соответственно повышается эксплуатационная надежность.

Формула изобретения

1.Ротационный режущий аппарат, содержит вертикальный вал, закрепленные на его нижнем конце гибкие стержни, привод

вала, отличающийся тем, что, с целью обеспечения оптимального процесса резания и снижения энергоемкости, гибкий стержень выполнен полым и снабжен винтовым пазом, внутри стержня соосно с ним

установлен гибкий шток эллиптического сечения со штырем, входящим в винтовой паз, при этом шток связан со стержнем упругой связью, а стержень снабжен ножами, выполненными в виде отдельных пластин-сегментов, перекрывающих одна другую и жестко закрепленных на стержне.

2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем. что пластины-сегменты выполнены переменной высоты.

Вид А

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к ротационным режущим аппаратам уборочных f машин и косилок. Цель изобретения - обеспечение оптимального процесса резания и снижение энергоемкости. Ротационный режущий аппарат содержит вертикальный вал и закрепленные на его нижнем конце вращающиеся в горизонтальной плоскости гибкие режущие элементы - ножи в виде отдельных пластин-сегементов 13 переменной высоты с переменной по длине жесткостью. Пластины-сегменты 13 перекрывают друг друга и жестко закреплены на полом гибком стержне 6, внутри которого соосно в винтовых пазах установлен гибкий шток 7 эллиптического сечения, связанный с ним упругой связью. 1 з.п.ф-лы. 7 ил/ V Ј о ± N vj XI 00 12

Фиг.г

В-В

ФигЛ

Фиг.З

13

r-г 6

12

Фиг. 5

Фиг. 6

13

Фиг.7