RU2019939C1 - Working tool of soil-tilling machine - Google Patents
Working tool of soil-tilling machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2019939C1 RU2019939C1 SU4941143A RU2019939C1 RU 2019939 C1 RU2019939 C1 RU 2019939C1 SU 4941143 A SU4941143 A SU 4941143A RU 2019939 C1 RU2019939 C1 RU 2019939C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- knife
- cutting edge
- soil
- angle
- rotation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Soil Working Implements (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к почвообрабатывающим машинам, имеющим принудительный привод рабочих органов, вращающихся вокруг вертикальной оси. The invention relates to the field of agricultural engineering, in particular to tillage machines having a forced drive of working bodies rotating around a vertical axis.
Известна почвообрабатывающая машина с вращающимися вокруг вертикальной оси роторами. Она состоит из редуктора-рамы, внутри которого установлено блок приводных шестерень. На их вертикальных осях смонтированы горизонтальные ножедержатели, на краях которых установлены вертикальные ножи. Known tillage machine with rotors rotating around a vertical axis. It consists of a gear-frame, inside of which a block of drive gears is installed. On their vertical axes, horizontal knife holders are mounted, at the edges of which vertical knives are mounted.
Недостатком такой машины является ее высокая энергоемкость из-за прямого лобового удара передней кромкой ножей при их работе о почву. The disadvantage of this machine is its high energy intensity due to a direct frontal impact with the front edge of the knives when they are working on the soil.
Целью изобретения является уменьшение усилий резания почвы путем изготовления ножа с изогнутым передним (нижним) концом вперед по ходу движения. The aim of the invention is to reduce the cutting force of the soil by making a knife with a curved front (lower) end forward along the direction of travel.
Указанная цель достигается тем, что на роторе почвообрабатывающей машины с принудительным приводом рабочих органов вокруг вертикальной оси, состоящем из ножедержателя и ножа в виде пластины с передней заточкой, режущая кромка ножа изготовлена по винтовой кривой с постоянным углом подъема, расположенной на цилиндрической поверхности и передним нижним изогнутым концом направлена вперед в направлении вращения ротора, а затылочная (наружная) грань ножа повернута относительно перпендикуляра к радиусу вращения до центра на угол 15о< φ <45о.This goal is achieved by the fact that on the rotor of a tillage machine with a forced drive of the working bodies around a vertical axis, consisting of a knife holder and a knife in the form of a plate with front sharpening, the cutting edge of the knife is made according to a helical curve with a constant angle of elevation located on the cylindrical surface and the front lower the curved end is directed forward in the direction of rotation of the rotor, and the occipital (outer) edge of the knife is rotated relative to the perpendicular to the radius of rotation to the center by an angle of 15 about <φ <45 about .
Сопоставимый анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что конструктивно предлагаемое техническое решение ново: режущая кромка ножа изготовлена по винтовой кривой с постоянным углом подъема, расположенной на цилиндрической поверхности и передним нижним изогнутым концом направлена вперед в направлении вращения ротора, а затылочная (наружная) грань ножа повернута относительно перпендикуляра к радиусу вращения до центра на угол 15о< φ<45о. Это новое отличие является существенным, так как оно способствует уменьшению усилий резания почвы, чего невозможно достигнуть в работе его аналогов.A comparable analysis with the prototype allows us to conclude that the constructively proposed technical solution is new: the cutting edge of the knife is made according to a helical curve with a constant angle of elevation located on a cylindrical surface and the front lower curved end is directed forward in the direction of rotation of the rotor, and the occipital (outer) edge of the knife rotated relative to the perpendicular to the radius of rotation to the center at an angle of 15 about <φ <45 about . This new difference is significant, since it helps to reduce the efforts of cutting the soil, which is impossible to achieve in the work of its analogues.
Поиск аналогов устройств, у которых вертикальные ножи изготовлены передним нижним концом вперед по ходу движения по цилиндрической поверхности, их не выявил. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна" и вывод о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отличия" является достоверным. The search for analogues of devices in which vertical knives are made with the front lower end forward along the movement along a cylindrical surface did not reveal them. Thus, the claimed technical solution meets the criterion of "novelty" and the conclusion that the proposed solution meets the criterion of "significant differences" is reliable.
На фиг. 1 представлен общий вид почвообрабатывающей машины; на фиг. 2-5 - ротор почвообрабатывающей машины; на фиг. 6 - схема ротора в аксонометрической проекции; на фиг. 7 - схема работы режущей кромки ножа почвообрабатывающей машины; на фиг. 8 - схема к определению зон затирания наружной кромкой ножа о необработанный монолит пласта почвы; на фиг. 9 - схема к определению максимального угла между абсолютной и окружной скоростями вертикального ножа при отрезании пласта от монолита почвы. In FIG. 1 shows a general view of a tillage machine; in FIG. 2-5 - rotor of a tillage machine; in FIG. 6 is a rotor diagram in axonometric projection; in FIG. 7 is a diagram of the operation of the cutting edge of a knife of a tillage machine; in FIG. 8 is a diagram for determining zones of mashing with the outer edge of a knife about an untreated monolith of a soil layer; in FIG. 9 is a diagram for determining the maximum angle between the absolute and peripheral speeds of a vertical knife when cutting off the formation from a soil monolith.
Почвообрабатывающая машина (фиг. 1) содержит навесное устройство 1, верхний редуктор 2, основной редуктор 3, посредством которого через блок горизонтально установленных в нем шестерен 4, приводятся во вращение приводные валы 5. На валах 5 посажены горизонтально расположенные ножедержатели 6 на концах которых установлены вертикальные ножи 7. The tillage machine (Fig. 1) contains an
Агрегатирование почвообрабатывающей машины с трактором происходит при помощи навесного устройства 1. Мощность трактора через вал отбора мощности (ВОМ) передается на верхний редуктор 2 машины посредством карданной передачи (фиг. 1). Далее через коническую пару верхнего редуктора 2 вращение передается на блок горизонтально установленных и находящихся в постоянном зацеплении шестерен 4 основного редуктора 3. Каждая из указанных шестерен 4 приводит во вращательное движение вертикальные приводные валы 5, на концах которых горизонтально установлены ножедержатели 6. На концах ножедержателей 6 установлены вертикальные ножи 7. Вращение ротора (ножедержатель 6 и ножа 7) на почвообрабатывающей машине (фиг. 2, 3, 4, 5, 6) происходит вокруг вертикальной оси О-О. Обозначения на рисунках приняты следующие: V - поступательная скорость машины; ω - угловая скорость вращения ротора; γ- угол подъема образующей режущей кромки ножа; β - угол (тупой) отрезания стружки почвы от монолита; Н - высота (по вертикали) режущей кромки ножа. Нож 7 выполнен таким образом, что его режущая кромка изготовлена по винтовой кривой с постоянным углом подъема, расположенной на цилиндрической поверхности и передним нижним изогнутым концом направлена вперед в направлении вращения ротора, а затылочная (наружная) грань ножа повернута относительно перпендикуляра к радиусу вращения до центра на угол 15о< φ <45о.The aggregation of the tillage machine with the tractor is carried out using the
Работа предложенного ножа на почвообрабатывающей машине схематически представлена на фиг. 7 и 8 и происходит следующим образом. В исходном положении (фиг. 7) режущая кромка ножа занимает положение 1-1в I (а). В плоскости, параллельной направлению поступательного движения (перпендикулярной поверхности поля) и проходящей через ось вращения ротора - О (в дальнейшем именуемой вертикальной плоскостью), режущая кромка ножа находится только своей нижней точкой - 1II (с). В дальнейшем при повороте режущей кромки ножа на угол α/4 где α - угол раствора ножа, угол в плане (вид сверху) между радиусами, проведенными через ось вращения О-О, верхнюю (1) и нижнюю (1г I) точки режущей кромки ножа (фиг. 6 б), она смещается в направлении поступательного движения - V и занимает положение: 2I-2гII - 2, то есть смещается в направлении поступательного движения на расстояние l1= L/4 где L - общее смещение в направлении поступательного движения верхней точки отрезаемой стружки почвы по отношению к нижней и занимает положение 2I-2в II - 2, при котором режущая кромка ножа проходит через указанную вертикальную плоскость в точке 2в II на высоте h= H/4 от нижней точки режущей кромки ножа. Точкой пересечения вертикальной плоскости режущей кромкой ножа будет т. 2II (порядок определения этой точки указан на рисунке тонкими линиями со стрелками, которые выходят из точек 2в II и 2г II).The operation of the proposed knife on a tillage machine is shown schematically in FIG. 7 and 8 and occurs as follows. In the initial position (Fig. 7), the cutting edge of the knife occupies the position 1-1 in I (a). In a plane parallel to the direction of translational motion (perpendicular to the field surface) and passing through the axis of rotation of the rotor - O (hereinafter referred to as the vertical plane), the cutting edge of the knife is only at its lower point - 1 II (s). Subsequently, when the knife’s cutting edge is rotated through an angle α / 4 where α is the angle of the knife’s solution, the plane angle (top view) between the radii drawn through the O-O axis of rotation, the upper (1) and lower (1 g I ) points of the cutting the edge of the knife (Fig. 6 b), it is shifted in the direction of translational motion - V and occupies the position: 2 I -2d II - 2, that is, it is shifted in the direction of translational motion by a distance l 1 = L / 4 where L is the total displacement in the direction of translational movement of the upper point of the cut soil chips with respect to the lower one and occupies the position 2 I -2 in II - 2, with otorom the cutting edge of the knife passes through the specified vertical plane at
При дальнейшем повороте режущей кромки ножа поэтапно на угол 2; 3 и 4= α она аналогично изложенному будет смещаться в направлении поступательного движения на расстоянии 2l1, 3l1 и 4l1=L (c), а режущая кромка ножа будет проходить через указанную плоскость в точках 3в, 4в и 5в на высоте 2h, 3h и 4h=H (a). Точками пересечения интересующей плоскости (с) режущей кромкой ножа будут точки 3II , 4II и 5 (с аналогичным указанным построением).With further rotation of the cutting edge of the knife step by step at an
Соединяя между собой точки (1II - 2II - 3II - 4II -5) прохождения режущей кромки ножа через монолит пласта определяем траекторию движения (прямая наклонная линия) рассматриваемой режущей кромки ножа в интересующей нас вертикальной плоскости. Пласт при этом определяется по указанной наклонной линии 1II -5 (с), т.е. он не вырезается, не выдалбливается из монолита (как у прототипа), что является энергоемким процессом, а отрезается при плавном вхождении ножа в монолит и наклонном отрезании стружки (с тупым углом β - углом между горизонтальной линией дна обработанного пласта и линией отрезания пласта от монолита). При таком отрезании пласта от монолита усилие резания, как известно, уменьшается на 20-25% (А.С.Буряков и др. Щелевание почвы наклонными стойками. М.: Земледелие. 1987, N 2, с. 32-35).Connecting the points (1 II - 2 II - 3 II - 4 II -5) between the passage of the cutting edge of the knife through the monolith of the formation, we determine the trajectory of movement (straight inclined line) of the considered cutting edge of the knife in the vertical plane of interest to us. The reservoir is then determined by the indicated inclined line 1 II -5 (s), i.e. it is not cut out, is not hollowed out of the monolith (as in the prototype), which is an energy-intensive process, but is cut off when the knife smoothly enters the monolith and the chip is inclined obliquely (with an obtuse angle β — the angle between the horizontal bottom line of the treated formation and the cut-off line from the monolith ) With this cutting off of the formation from the monolith, the cutting force, as is known, decreases by 20-25% (A.S. Buryakov et al. Shchelivanie soil inclined racks. M: Agriculture. 1987,
При движении ножа в почве имеет значение и правильное расположение затылочной (наружной) грани ножа. На фиг. 8 видно, что при расположении ножа перпендикулярно радиусу вращения (на рисунке контуры ножа представлены штриховыми линиями) и при его движении по сложной траектории, образованной от одновременного поступательного и вращательных движений, происходит затирание (вминание) затылочной грани ножа в необработанный пласт. Это естественно резко увеличивает энергоемкость процесса обработки почвы. Для того, чтобы этого не происходило, необходимо повернуть затылочную грань ножа относительно перпендикуляра к радиусу вращения до центра на некоторый угол β . When the knife moves in the soil, the correct location of the occipital (outer) edge of the knife also matters. In FIG. Figure 8 shows that when the knife is located perpendicular to the radius of rotation (in the figure, the contours of the knife are represented by dashed lines) and when it moves along a complex path formed from simultaneous translational and rotational movements, the occipital edge of the knife is rubbed (crammed) into the untreated layer. This naturally dramatically increases the energy intensity of the tillage process. In order to prevent this from happening, it is necessary to turn the occipital face of the knife relative to the perpendicular to the radius of rotation to the center by a certain angle β.
Как видно на фиг. 9 угол φ между направлением абсолютной скорости ножа - Va (которая и образует траекторию движения ножа) и направлением окружной скорости - Vo имеет максимальную величину , при направлении последней строго перпендикулярно направлению поступательной скорости - Vп. Поворот затылочной кромки ножа относительно перпендикуляра к радиусу вращения на угол позволяет располагаться его наружной кромке параллельно направлению абсолютной скорости - Va(т.е. практически параллельно траектории движения). Угол равен
Vп=Vo ˙tg , = arctg
При работе машин указанного типа, как известно, при малых поступательных скоростях (0,5-1,2 м/с) окружная скорость составляет 3-6 м/с, а при больших поступательных скоростях (1,2-2,5 м/с) окружная скорость находится в пределах 6-12 м/с. Отсюда искомый угол равен 6-23о.As seen in FIG. 9, the angle φ between the direction of the absolute speed of the knife - V a (which forms the path of the knife) and the direction of the peripheral speed - V o has the maximum value , when the direction of the latter is strictly perpendicular to the direction of translational speed - V p . Rotation of the occipital edge of the knife relative to the perpendicular to the radius of rotation by an angle allows its outer edge to be parallel to the direction of absolute speed - V a (i.e., almost parallel to the trajectory of movement). Angle is equal to
V p = V o ˙t g , = arctg
When operating machines of this type, as you know, at low translational speeds (0.5-1.2 m / s), the peripheral speed is 3-6 m / s, and at high translational speeds (1.2-2.5 m / c) peripheral speed is in the range of 6-12 m / s. Hence, the desired angle is 6-23 about .
Учитывая, что траектория движения ножа (режущей кромки) на всем протяжении относительно центра вращения является вогнутой линией с меняющейся кривизной (фиг. 8), то и угол φ должен быть на 10-20обольше, чем угол (чтобы не было частичного затирания задней частью наружной грани ножа о монолит почвы). Следовательно, для работы ножа без затирания о монолит почвы (без непроизводительных затрат) его затылочная (наружная) грань должна быть повернута относительно перпендикуляра к радиусу вращения до центра на угол 15о< φ <45о.Given that the path of the knife (cutting edge) along the entire length relative to the center of rotation is a concave line with varying curvature (Fig. 8), then the angle φ should be 10-20 about more than the angle (so that there is no partial rubbing with the back of the outer edge of the knife on the monolith of soil). Therefore, for the knife to work without rubbing against the soil monolith (without unproductive costs), its occipital (outer) face must be rotated relative to the perpendicular to the radius of rotation to the center by an angle of 15 about <φ <45 about .
Для почвообрабатывающей машины с принудительным приводом рабочих органов вокруг вертикальной оси при работе на средних по механическому составу почвах и глубине обработки 10-15 см основные параметры ножа (фиг. 4 - увеличенный вид ножа в ножедержателе на фиг. 3) будут следующими: ширина ножа B=40-70 мм, толщина ножа b=15-25 мм и угол заточки лезвия ножа ε=25-50о.For a tillage machine with forced drive of working bodies around a vertical axis when working on medium-mechanical soils and a processing depth of 10-15 cm, the main parameters of the knife (Fig. 4 is an enlarged view of the knife in the knife holder in Fig. 3) will be as follows: knife width B = 40-70 mm, the thickness of the knife b = 15-25 mm and the angle of sharpening of the knife blade ε = 25-50 about .
Применение предлагаемого конструктивного решения в почвообрабатывающей машине позволит в сравнении с прототипом значительно уменьшить энергоемкость обработки почвы. Наряду с этим, такая форма ножа будет способствовать самоочищению рабочего органа, что становится возможным за счет подъема сорняков, расположенных на режущей кромке ножа, из нижних слоев в верхние. При постоянном подпоре этих сорняков встречным обрабатываемым пластом они (сорняки) будут подыматься по указанной режущей кромке ножа (изготовленной по винтовой кривой с постоянным углом подъема и расположенной на цилиндрической поверхности) из нижних слоев в верхние, что и приведет к самоочищению рабочей части ножа, к очистке от сорняков всего рабочего органа. Все это (уменьшение усилий резания почвы, улучшение самоочистки рабочего органа) позволит на 15-20% повысить производительность труда, уменьшить расход топлива. The application of the proposed constructive solution in a tillage machine will significantly reduce the energy consumption of tillage in comparison with the prototype. Along with this, this shape of the knife will contribute to the self-cleaning of the working body, which is made possible by lifting weeds located on the cutting edge of the knife from the lower layers to the upper. With constant weeding of these weeds with an oncoming processed layer, they (weeds) will rise along the indicated cutting edge of the knife (made along a helical curve with a constant angle of elevation and located on a cylindrical surface) from the lower layers to the upper ones, which will lead to self-cleaning of the working part of the knife, to weed removal of the entire working body. All this (reducing the efforts of cutting the soil, improving the self-cleaning of the working body) will allow 15-20% to increase labor productivity, reduce fuel consumption.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4941143 RU2019939C1 (en) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | Working tool of soil-tilling machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4941143 RU2019939C1 (en) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | Working tool of soil-tilling machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019939C1 true RU2019939C1 (en) | 1994-09-30 |
Family
ID=21577108
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4941143 RU2019939C1 (en) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | Working tool of soil-tilling machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2019939C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2552055C2 (en) * | 2010-05-31 | 2015-06-10 | Кюн С.А. | Agricultural machine which housing beam comprises longitudinal guide |
RU194578U1 (en) * | 2019-09-26 | 2019-12-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный аграрный университет" | VERTICAL TURNING ROTOR ROTOR |
-
1991
- 1991-06-03 RU SU4941143 patent/RU2019939C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Заявка Франции N 2272584, кл. A 01B 33/14, 1975. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2552055C2 (en) * | 2010-05-31 | 2015-06-10 | Кюн С.А. | Agricultural machine which housing beam comprises longitudinal guide |
RU194578U1 (en) * | 2019-09-26 | 2019-12-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный аграрный университет" | VERTICAL TURNING ROTOR ROTOR |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2019939C1 (en) | Working tool of soil-tilling machine | |
RU2019938C1 (en) | Working tool of soil-tilling machine | |
FR2437275A1 (en) | ROTATING CUTTING BLADE HAVING CORRUGATED CUTTING EDGES | |
US4470467A (en) | Vertical axis earthworking implement | |
RU2309573C2 (en) | Rotary working tool for mower | |
CN109875424B (en) | Low-noise efficient food processor | |
SU1687041A1 (en) | Rotary tiller operating tool | |
RU2206189C1 (en) | Tillage machine | |
CN2272643Y (en) | Shell and blade roller for inverse stubble cleaning rotary tiller | |
SU1132808A2 (en) | Implement for basic cultivation of solonetz soil | |
JP2968383B2 (en) | Earth covering machine | |
US3207230A (en) | Plow with rotary soil-working implement | |
SU1068055A1 (en) | Soil-tilling cutter | |
JP6999191B2 (en) | Work claws and work machines | |
JPH0481406B2 (en) | ||
RU47160U1 (en) | AGRICULTURAL GRAIN CLEANING INSTRUMENT | |
RU1813362C (en) | Machine for cutting-off hop main root | |
RU2070361C1 (en) | Rotary bund former cultivator | |
RU2073392C1 (en) | Working tool of rotary cultivator | |
RU2057413C1 (en) | Surface tillage method and apparatus | |
SU1537154A1 (en) | Rotary tiller tine | |
SU1604180A1 (en) | Soil-tilling machine | |
RU2034433C1 (en) | Plant topping machine | |
RU2118478C1 (en) | Tillage tool | |
SU1148943A1 (en) | Working member of canal-cleaning machine |