Ротационный режущий аппарат

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 А 01 0 34/63

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ъ., 1

9 11

>Д Фиг.1 (21) 4622656/15 (22) 20.12.88 (46) 30.04,91. Бюл. ЬЬ 16 (71) Армянский сельскохозяйственный институт (72) АЛ. Тарвердян

{53) 631.352.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 971157, кл. А 01 0 34/63, 1982.

Заявка ФРГ % 2736739, кл. А 01 0

55/18, 1978. (54) РОТАЦИОННЫЙ РЕЖУЩИЙ АППАРАТ (57) Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к ротационным режущим аппаратам уборочных.ЫЛ«1644778 А1 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, 1644778 ножа.

20

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 B-B на фиг. 1; на фиг. 5— разрез à — 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 вап 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 я,(основного показателя скользящего резания 8 = V:v = tgQ) 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 (W») 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 6 закрепле ны 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 (F ) по длине режущей кромки

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 воэдействием инерционных сил радиальный гибкий стержень 6 и шток 7 искривляются в горизонтальной плоскости (из положения аа переходят в положение аа )

1 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 (к ) полностью совпадает с таковой дпя ручной косы, Разница заключается лишь в том, что резание ручной косой происходит вогнутой режущей кромкой, а у предложенного аппарата — выпуклой. Это позволяет исключить один иэ основных недостатков при имитации процесса решения ручной косойсоскальзывание срезанной массы по режущей кромке к основанию ножа и ее наматывание на нож или на вал. С целью обеспечения оптимальных режимов резания в различных условиях работы аппарата необходимо изменить частоту вращения ротора за пределом с »

Изменение кривизны гибкого стержня 6 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.

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

1644778 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 винтового 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, увеличеwe инерционных сил, вызывающих изгиб гибкого стержня 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 роторе(в) и углом поворота штока р, при котором любое изменение первого не вызывает изменения установленной при вцин. необходимой кривизны режущей кромки. Следовательно, при всех частотах вращения ротора превышающих в он, 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 nocT. на фиг. 2). Ножи срезают стебли, аппарат постепенно

5 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 увеличе10 нию 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 козффи15 циентскольжения (tg ag > tga aфиг.2),что способствует соскальзыванию срезанной массы с кромки ножа. Освобождаясь от срезанной массы. нож получает заданную кривизну.

20 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

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

35 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-сег40 ментов. перекрывающих одна другую и жестко закрепленных на стержне.

2, Аппарат по и. 1, отличаю щий с я тем, что пластины-сегменты выполнены переменной высоты.

1644778

1644778

Г-Г

Составитель Э. Рейнгарт

Редактор А. Горват Техред М.Моргентал Корректор Л. Бескид

Заказ 129& Тираж 3&7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул;Гагарина, 101