Машина для измельчения пней Советский патент 1993 года по МПК A01G23/06 

Изобретение относится к устройствам для корчевания пней и может быть использовано о лесном, сельском и коммунальном хозяйствах.

Цель изобретения - увеличение срока службы и снижение энергоемкости.

При таком выполнении устройства в процессе работы центрирующего наконечника происходит одновременное самозатягивание резьбового соединении вала и наконечника и самозажатие внутреннего и наружного конусов. Поэтому крутящий момент и осевое усилие от корпуса рабочего органа на центрирующий наконечник передаются через вал (за счет затягивания резьбового соединения) и через конусы (за счет сжатия их сопряженных поверхностей). В результате этого обеспечивается увеличение срока службы машины и снижение энергоемкости измельчения пней.

Сравнительный анализ заявляемого устройства с другими техническими решения- .ми данной отрасли и смежных отраслей показал, что выполнение устройств, содержащих первый вал, на конце которого закреплен внутренний конус, и второй вал с установленным на его конце наружным конусом, известно. В этом дополнительном аналоге передача крутящего момента от первого вала на второй осуществляется посредством сил трения между сопряженными поверхностями конусов, причем для этой цели последние предварительно сжимаются между собой, например, ударной нагрузкой и в процессе работы производят передачу крутящего момента только в том случае, когда возникающие осевые силы обеспечивают дополнительное сжатие конусов.

В предложенной совокупности существенных признаков во время работы происходит самозажатие конусов и самозатягивание резьбового соединения и поэтому конуса могут передавать крутящий момент и при воздействии между ними осевой силы, которая стремится разъединить (развести) конуса. Поэтому использование внутреннего и внешнего конусов в предложенной совокупности признаков и выполнение внешнего конуса непосредственно в теле рабочего элемента (центрирующего наконечника) позволяет создать высоконадежное и малогабаритное соединение центрирующего наконечника с конусом рабочего органа, получить положительный эффект, заключающийся в увеличении срока службы и снижении энергоемкости рабочего процесса. .

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемой машины для измельчения пней (сбоку); на фиг. 2 - рабочий орган машины для измельчения пней (продольный разрез).

Машина для измельчения пней смонтирована на тягаче, в качестве которого при- ме.нен колесный трактор 1. На тракторе 1 шарнирно закреплена рама 2, соединенная с механизмом его (трактора) гидравлической системы (на чертеже не показана). На

раме 2 шарниром 3 закреплен механизм привода 4 вращательного движения, который удерживается от поворота вокруг шарнира 3 штангой 5, соединенной с трактором 1..

При создании варианта машины для фруктового садоводства и лесного хозяйства (где пни достаточно выравненные по диаметру и их максимальный диаметр не превышает 0,5 м) рационально применять более простой (нереверсивный) механизм привода 4 вращательного движения, в каче стве которого можно использовать, например, зубчатый редуктор, соединенный с валом отбора мощности (ВОМ) трактора. При создании варианта машины для лесопарковых хозяйств (где диаметры пней колеблются от 0,3 до 1,5 м) рационально применять более сложный (реверсивный) механизм привода 4 вращательного движения, в качестве которого можно применять

реверсивный редуктор, соединенный с ВОМ трактора или реверсивный гидромотор.

К фланцу 6 выходного вала 7 механизма привода 4 своим фланцем 8 присоединен рабочий орган, выполненный в виде корпуса, состоящего из пластин 9 и 10 с резцами 11, связанных между собой валом 12, причем при применении реверсивного механизма привода 4 вал 12 необходимо

выполнять полым. Сверху пластины 9 и 10 соединены между собой накладкой 13, к которой соосно валу 12 прикрепле на трубчатая стойка 14. На валу 12 у концов пластин 9 и 10 жестко установлен внутренний конус

15, который соединен также и с пластинами 9 и 10, а на свободном конце этого вала выполнена резьба 16. На резьбу 16 вала 12 основным резьбовым отверстием 17 навинчен центрирующий наконечник 18, имеющий форму конуса, на конической поверхности которого выполнена винтовая навивка 19с направлением витков, совпадающим с направлением резьбы 16 вала 12. Внутри наконечника 18 выполнен наружный

конус 19, коническая поверхность которого контактирует с одноименной поверхностью внутреннего конуса 15, а также дополнительное резьбовое отверстие 20, в которое завинчен болт 21, проходящий через отверстие полого вала 12. Причем направлением

резьбы болта 21 противоположно направлению витков винтовой навивки 19.

При работе маневрированием тягача рабочий орган устанавливается так, чтобы ось его вращение примерно совпадала с осью пня 22 (фиг. 1). При опускании (под воздействием сил тяжести) вращающегося рабочего органа его центрирующий наконечник 18 своей винтовой навивкой 19 завинчивается в пень 22, В результате возникающего момента сопротивления внедрению вращающегося наконечника 18 в пень 22 происходит поворот на некоторый угол вала 12 относительно наконечника 18, а так как направления резьбы 16 вала 12 и винтовой навивки 19 наконечника 18 совпадают, то происходит завинчивание вала 12 в отверстие 17 наконечника 18. При этом конические поверхности внутреннего 15 и наружного 19 конусов прижимаются друг к другу, а резьбовое соединение вала 12 т отверстия 17 затягивается. Причем чем больший момент сопротивления завинчиванию наконечника в пень, тем сильнее затягивается резьба на валу 12 л сильнее сжимаются конуса 15 и 19. Поэтому крутящий момент от корпуса рабочего органа на центрирующий наконечник 18 передается посредством вала 12 и конусов 15 и 19. После полного заглубления наконечника происходит измельчение пня 22 резцами 11 о щепу и в этот момент со стороны наконечника 18 на корпус рабочего органа воздействует через вал 12 тяговое усилие, которое прижимает резцы 11 к пню и обеспечивает его измельчение. Однако усилие зажатия конусов 15 и 19 не снижается, так как автоматически происходит некоторое дополнительное завинчивание вала ,12 о отверстие 17 и обеспечивается требуемое зажатие конусов 15 и 19.

Если пни измельчают на лесосеках или в фруктовых садах, где диаметры пней не превышают диаметра рабочего органа (0,5 м), то обеспечивается измельчение надземной части пня 22 и его подземного ядра и центрирующий наконечник 18 на завершающем этапе работы выходит из древесины пня вниз, то есть наконечник 18 освобождается из пня. После этого рабочий орган гидравлической системой трактора свободно поднимается вверх, то есть в исходное положение .для измельчения следующего пня.

При измельчении пней в лесопарковых хозяйствах диаметры некоторых пней достигают 1,5 м, то есть в несколько раз превышают диаметр рабочего органа. В результате этого после заглубления корпуса рабочего органа на всю его высоту з такой пень отвод продуктов измельчения пил (щепы) от рабочего органа становится невозможным (рабочий орган оказывается в замкнутом пространстве) и происходит забивание рабочего органа и его заклинива- 5 ние в пне, в том числе и центрирующего наконечника. В этом случае освободить из пня рабочий орган путем его подъема гидравлической системой трактора не представляется возможным, так как

0 центрирующий наконечник 18 своей винтовой навивкой 19 прочно (как громадный шуруп) удерживается в древесине пня.

В этом случае используется реверс ме- ханиз ма привода 4 и рабочий орган начина5 ет вращаться в обратную сторону. При этом вал 12 стремится вывинтиться из основного резьбового отверстия 17 центрирующего наконечника 18 (если бы этого произошло, то наконечник 18 остался бы в древесине

0 пня). Однако возможность вывинчивзния вала 18 исключает болт 21, завинченный в дополнительное резьбовое отверстие 20. В связи с тем, что направление витков резьбы болта 21 и вала 12 имеют противоположные

5 направления, то при отвинчивании вала 12 затягивается болт 21 и поэтому центрирующий наконечник оращается вместе с осталь- ными элементами рабочего органа и последний освобождается из пня. После

5 этого рабочий орган поднимается вверх и устанавливается на еще не измельченный участок пня. В результате этого за 6-7 рабочих циклов пень диаметром 1,5 м полностью измельчается рабочим органом диаметром всего 0,5 м.

О

Использование предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом позволяет увеличить срок службы рабочего органа и снизить энергоемкость рабочего

5 процесса.

Увеличение срока службы рабочего органа достигается за сч.ет использования предложенного разъемного соединения центрирующего наконечника с корпусом ра

0 бочего органа, которое обеспечивает в зависимости от нагрузки одновременно увеличение самозатягивамия резьбового соединения вала 12 и наконечника 18 и самозажатия конусов 15 и 19. В результате этого

5 крутящий момент и осевое усилие перемещается между корпусом и наконечником также одновременно через зажатые конусы 15 и 19 и затянутое резьбовое соединение .вала 12 -и-резьбового отверстия 17. Поэтому . такое техническое решение обеспечивает .длительную и надежную работу соединения при одновременной передаче крутящего момента до 3000 Им и осевого усилия о 10000 Н.

Снижение энергоемкости достигнуто за счет уменьшения диаметра основания конуса центрирующего элемента. Такое уменьшение стало возможным за счет компактного выполнения разъемного соединения наконечника 18с корпусом рабочего органа путем совместного использования резьбового и конусного соединения, а также за счет совмещения наружного конуса 19 и центрирующего наконечника 18, то есть путем выполнения конуса 19 непосредственно в теле наконечника 18.

Формула изобретения 1. Машина для измельчения пней, включающая тягач, раму, приводной вал, рабочий орган в виде корпуса с режущими элементами, расположенный соосно относительно него и связанный с ним посредством вала съемный центрирующий наконечник, отл и-чающаяся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности, центрирующий наконечник выполнен в виде конуса с винтовой навивкой,

0

5

0

который имеет коническое отверстие в вер хней части и соосное с ним резьбовое отверстие, а вал выполнен с резьбой, сопряженной с резьбой наконечника, и снабжен усеченным конусом соединенным с корпусом и расположенным в коническом отверстии наконечника, при этом образующие усеченного конуса и отверстия наконеч- ника - адекватны, а направление витков резьбы на валу и в наконечнике совпадает с направлением навивки центрирующего наконечника.

2. Машина по п. 1,олтличающаяся тем, что, с целью упрощения эксплуатации и повышения производительности при измельчении пней больших диаметров, приводной вал имеет возможность обратного вращения, а внутри нижней части центриру- ющего наконечника выполнено дополнительное резьбовое отверстие, в которое завинчен проходящий через выполненный полым вал болт, причем направление витков резьбы последнего противоположно направлению навивки витков наконечника.

Используется в лесном и сельском хозяйстве для корчевания и измельчения пней. Сущность изобретения машина содержит тягач 1, раму 2, смонтированный на ней привод, на выходном валу 7 которого закреплен рабочий орган в виде корпуса с режущими элементами 11 и расположенный соосно относительно него и связанный с ним посредством вала 12 сьемный центрирующий наконечник 18, имеющий форму конуса с винтовой навйпкой. Конус 18 в верхней части имеет коническое отверстие и соосное с ним резьбовое отверстие. Вал 12 выполнен полым и с наружной резьбой, сопряженной с резьбой наконечника, а также снабжен усеченным конусом, размещенным в коническом отверстии наконечника 18. Образующие усеченного конуса и отверстия в наконечнике 18 адекватны. Направление витков резьбы на валу 12 и в наконечнике 18 совпадают с направлением навивки центрирующего наконечника 18. Приводной вал 7 имеет возможность обратного вращения, а внутри нижней части центрирующего наконечника 18 выполнено дополнительное резьбовое отверстие, в которое завинчен проходящий через полый вал 12 болт. Направление витков резьбы болта противоположно направлению навивки витков наконечника 18. 1 з. п. ф-лы, 2 ил, -д (Л С