RU2242859C1

RU2242859C1 - Rotary mower

Info

Publication number: RU2242859C1
Application number: RU2003122990/12A
Authority: RU
Inventors: Е.В. Сливинский (RU); Е.В. Сливинский; А.А. Зайцев (RU); А.А. Зайцев; И.В. Новиков (RU); И.В. Новиков; С.К. Остров (RU); С.К. Остров
Original assignee: Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина
Priority date: 2003-07-21
Filing date: 2003-07-21
Publication date: 2004-12-27
Also published as: RU2003122990A

Abstract

FIELD: agricultural engineering, in particular, equipment used for mowing of grass and other wild vegetation.

SUBSTANCE: rotary mower is adapted for pivotal hitching to tractor and is composed of vertical shafts mounted in hollow sections. Rotors and knives are fixed to shaft. Hollow sections are connected with one another so as to define cutter bar. Hollow sections are movable in longitudinal, transverse and vertical plane and are connected with one another by means of spring-loaded spherical pivot hinges with side flats. Spherical hinges are equipped with through openings, into which portions of flexible shafts are inserted. Ends of flexible shafts are movably connected at one side with horizontal shafts by means of splined joints and are rigidly connected at other side with horizontal shafts. Centrifugal regulator and carrier conical gears are mounted on horizontal shafts of each section. Mated conical gears are fixed on vertical shafts or rotors with knives.

EFFECT: increased efficiency in mowing of vegetation owing to improved feeling of ground profile due to movable connection of mower bar sections.

7 dwg

Description

Изобретение относится к области сельскохозяйственной техники и может быть использовано при скашивании трав и другой дикорастущей растительности, произрастающей вдоль автомобильных и железных дорог.The invention relates to the field of agricultural machinery and can be used for mowing grass and other wild vegetation growing along roads and railways.

Известны ротационные косилки. Так, в книге Карпенко А.Н. и Халанский В.М. Сельскохозяйственные машины, 6-е изд. перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1989 г., на стр. 214, рис.VII. 5 описана и показана ротационная косилка КРН - 2,1, которая предназначена для скашивания трав, мелкого кустарника и сорной растительности. Режущий аппарат косилки состоит из бруса, в верхней части которого установлены роторы с ножами, получающие вращение от вала отбора мощности трактора. Ротационная косилка навешена на колесный трактор при помощи специального навесного оборудования. Несмотря на свою эффективность, такая ротационная косилка имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что она в случае обработки склонов или горизонтальных площадок, имеющих неравномерно чередующийся микро- и макропрофиль, за счет жесткого бруса, на котором размещены роторы с ножами, не может приспосабливаться к последнему, и поэтому скашивание растительности происходит неравномерно и зачастую она остается произрастать и далее. Особенно это касается обработки обочин и склонов автомобильных и железных дорог.Rotary mowers are known. So, in the book Karpenko A.N. and Khalansky V.M. Agricultural Machines, 6th ed. reslave. and add. - M.: Agropromizdat, 1989, on page 214, Fig. VII. Figure 5 describes and shows the rotary mower KRN - 2.1, which is intended for mowing grasses, small bushes and weeds. The cutting apparatus of the mower consists of a bar, in the upper part of which rotors with knives are installed, which receive rotation from the tractor power take-off shaft. A rotary mower is mounted on a wheeled tractor using special attachments. Despite its effectiveness, such a rotary mower has a significant drawback, namely, that in the case of processing slopes or horizontal platforms having unevenly alternating micro and macro profiles, due to the rigid beam on which rotors with knives are placed, it cannot adapt to the latter, and therefore the mowing of vegetation occurs unevenly and often it remains to grow further. This is especially true for the treatment of roadsides and slopes of roads and railways.

Известна также навесная ротационная косилка КРН - 2,1 М, описанная и показанная на стр. 248 книги Политехнический словарь / Редколл.: А.Ю.Ишлинский (гл. ред.) и др., 3-е изд., перераб. и доп. - М.: П50 “Большая Российская энциклопедия”, 1988 г. Конструкция такой ротационной косилки аналогична вышеописанной, и поэтому недостатки их подобны.Also known is the mounted rotary mower KRN - 2.1 M, described and shown on page 248 of the book Polytechnical Dictionary / Redkoll: A.Yu. Ishlinsky (chap. Ed.) And others, 3rd ed., Revised. and add. - M .: P50 “Big Russian Encyclopedia”, 1988. The design of such a rotary mower is similar to that described above, and therefore their disadvantages are similar.

Поэтому, целью предполагаемого изобретения является повышение эффективности скашивания трав и другой дикорастущей растительности, произрастающей на склонах и площадках с изменяющимся в широком диапазоне их макро- и микропрофиля.Therefore, the aim of the proposed invention is to increase the efficiency of mowing grasses and other wild vegetation growing on slopes and sites with a wide range of macro and micro profiles changing.

Поставленная цель достигается тем, что брус выполнен составным из шарнирно соединенных между собой рядом пустотелых и подвижных в продольной, поперечной и вертикальной его плоскости секций с торцевыми крышками, связанных друг с другом при помощи подпружиненных шаровых шарниров с боковыми лысками, снабженных осевыми сквозными отверстиями, в которых подвижно расположены участки гибких валов, концы которых с одной стороны жестко, а с другой подвижно с помощью шлицевых соединений взаимосвязаны с горизонтально расположенными валами, установленными в опорах секций и несущими конические шестерни, контактирующие с ответными, жестко закрепленными на вертикальных валах роторов с ножами. На вертикальных валах роторов с ножами, на горизонтальных валах каждой секции размещены центробежные регуляторы, взаимодействующие с помощью рычагов с торцами вышеуказанных шаровых шарниров с боковыми лысками, причем первая из ряда секций ротационной косилки шарнирно связана с навесной системой трактора, а последняя, но уже через шаровой шарнир с регулируемой по высоте стойкой П-образной рамы, жестко закрепленной на упомянутой навесной системе трактора.This goal is achieved by the fact that the beam is made up of sections articulated between hollow and movable in the longitudinal, transverse and vertical plane of the section with end caps connected to each other using spring-loaded ball joints with side flanges provided with axial through holes in which sections of flexible shafts are movably located, the ends of which are rigidly connected on the one hand and interconnected with horizontally located shafts on the other hand by means of splined joints, oval in the supports of the sections and bearing bevel gears in contact with the reciprocal, rigidly fixed to the vertical shafts of the rotors with knives. On the vertical shafts of rotors with knives, on the horizontal shafts of each section there are centrifugal regulators interacting with levers with the ends of the aforementioned ball joints with side flats, the first of a number of sections of the rotary mower being pivotally connected to the tractor’s hinged system, and the last, but already through the ball a hinge with a height-adjustable U-shaped strut rigidly fixed to said tractor mounted system.

На чертежах фиг.1 показан общий вид ротационной косилки, с брусом режущего аппарата с роторами и ножами, на фиг.2 - ее частичный продольный разрез, на фиг.3 - торцевая крышка секции, на фиг.4 - шаровый шарнир с боковыми лысками, на фиг.5 - пустотелая секция с частичным разрезом, на фиг.6 - момент расположения пустотелых секций с зазором друг относительно друга в продольной вертикальной плоскости и на фиг.7 - угловой поворот секций относительно продольной оси косилки.In the drawings of Fig. 1, a general view of a rotary mower is shown, with a bar of a cutting apparatus with rotors and knives, in Fig. 2 is a partial longitudinal section thereof, in Fig. 3 is an end cap of a section, in Fig. 4 is a ball joint with side flanges, figure 5 - hollow section with a partial section, figure 6 - the location of the hollow sections with a gap relative to each other in the longitudinal vertical plane and figure 7 - the angular rotation of the sections relative to the longitudinal axis of the mower.

Брус режущего аппарата с роторами и ножами ротационной косилки состоит из пустотелых секций 1, в полости 2 которых вставлены шаровые шарниры 3 с лысками 4. Шаровые шарниры 3 снабжены осевыми отверстиями 5, в которых с зазором расположены участки гибких валов 6, с одной стороны жестко соединенных с полумуфтами 7, а с другой снабженных шлицами 8. Шлицы 8 контактируют с ответными, выполненными в горизонтальных валах 9, размещенных в подшипниках 10 пустотелых секций 1. В каждой из пустотелых секций 1 с одной стороны выполнены отверстия 11, в которых подвижно расположены шейки 12 шаровых шарниров 3, а с другой - отверстия 13 с резьбой для крепления торцевых крышек 14, снабженных конусными пальцами 15, взаимодействующими с подобными отверстиями 16, выполненными на торцевых частях пустотелых секций 1. Шаровые шарниры 3 с лысками 4 на своих шейках 12 несут пружины сжатия 17 и контактируют через рычажные системы 18 с центробежными регуляторами 19. Горизонтальные валы 9 снабжены полумуфтами 20. В отверстиях 21 пустотелых секций 1 установлены вертикальные валы 22 с роторами 23, снабженными ножами 24. На вертикальных валах 22 закреплены конические шестерни 25, взаимосвязанные с коническими колесами 26, установленными на горизонтальных валах 9. Пустотелые секции 1 снабжены лыжами 27. Одна крайняя пустотелая секция 1 снабжена шаровым пальцем 28, который связан со штоком 29 гидроцилиндра 30, жестко закрепленного на П-образной раме 31, другой конец которой жестко закреплен на навесной системе трактора 32. Другая крайняя пустотелая секция 1 с помощью шарнира 33 также навешана на трактор 32 шарнирно в плоскости, перпендикулярной его продольной оси.The bar of the cutting apparatus with rotors and knives of a rotary mower consists of hollow sections 1, in the cavity 2 of which ball joints 3 with flats are inserted 4. Ball joints 3 are provided with axial holes 5 in which sections of flexible shafts 6 are located with a gap, rigidly connected on one side with half-couplings 7, and on the other provided with slots 8. Slots 8 are in contact with mates made in horizontal shafts 9 located in bearings 10 of the hollow sections 1. In each of the hollow sections 1, holes 11 are made on one side, in which the necks 12 of the ball joints 3 are located, and on the other, the threaded holes 13 for fastening the end caps 14 provided with conical pins 15 interacting with similar holes 16 made on the end parts of the hollow sections 1. Ball joints 3 with flats 4 on their necks 12 carry compression springs 17 and are in contact through the linkage systems 18 with centrifugal regulators 19. The horizontal shafts 9 are equipped with half-couplings 20. Vertical shafts 22 with rotors 23 equipped with knives 24 are installed in the holes 21 of the hollow sections 1. on the shafts 22, bevel gears 25 are fixed, interconnected with bevel wheels 26 mounted on the horizontal shafts 9. The hollow sections 1 are provided with skis 27. One extreme hollow section 1 is provided with a ball pin 28, which is connected to the rod 29 of the hydraulic cylinder 30, rigidly fixed to P- a shaped frame 31, the other end of which is rigidly fixed to the hinged system of the tractor 32. The other extreme hollow section 1 is also hinged to the tractor 32 by a hinge 33 in a plane perpendicular to its longitudinal axis.

Работает ротационная косилка следующим образом. Для скашивания трав и дикорастущей растительности широко известным в технике способом с помощью навесной системы трактора 32 переводят косилку из транспортного положения в рабочее, укладывая ее на обрабатываемую площадку до тех пор, пока лыжи 27 пустотелых секций 1 не коснутся грунта. При этом одновременно опускают или поднимают по стрелке А шток 29 гидроцилиндра 30. В итоге ротационная косилка, вернее ее пустотелые секции 1 занимают такое положение, как это показано на фиг.1 и фиг.2. После этого задаются режимом скашивания, т.е. устанавливают частоту вращения роторов 23. Так, если обрабатывается ровная горизонтально или наклонно расположенная площадка, то частоту вращения вала отбора мощности трактора (сам привод и ВОМ на чертежах не показан) устанавливают, например, порядка 1300-1500 мин^-1. Вращающий момент передается от ВОМ на горизонтальные валы 9 пустотелых секций 1 и через коническую пару 26 и 25 он приводит во вращение роторы 23, которые своими ножами 24 контактируют с растительностью (на фиг.1 она показана, но позицией не обозначена) и срезают ее. В определенный момент времени (это, например, при обработке насыпей и откосов автомобильных и железных дорог) микро- и макропрофиль грунта может измениться, и поэтому оператор, руководствуясь визуальной информацией изменения профиля, увеличивает частоту вращения ВОМ, например, до 2000 мин^-1. Такое увеличение оборотов ВОМ приводит к росту частоты вращения горизонтальных валов 9, а, следовательно, и срабатыванию центробежных регуляторов 19, грузы которых (на чертеже грузы показаны, но позицией не обозначены) под действием центробежных сил перемещаются по стрелкам В (см. фиг.2), приводят в движение рычажные системы 18 и последние, воздействуя на торцевые поверхности шеек 12 шаровых шарниров 3 с лысками 4, перемещают их по стрелке С, сжимая тем самым пружины сжатия 17. Так как шаровые шарниры 3 с лысками 4 ограничены в осевом направлении пустотелых секций 1 наличием торцевых крышек 14, то пустотелые секции 1 смещаются друг относительно друга также по стрелке С и занимают такое положение, как это, например, показано на фиг.6. При этом, каждая пустотелая секция 1 относительно соседней получает три степени свободы (осевое смещение по стрелке С, смещение в вертикальной плоскости по стрелке Д и угловой поворот по стрелке Е, см. фиг.6 и фиг.7), а, следовательно, и в отдельности приспосабливается к обрабатываемому участку, эффективно удаляя растительность. Как только отпадает необходимость в обработке участка с резко изменяющимся микро- и макропрофилем, оператор снижает частоту вращения ВОМ, центробежные регуляторы 19 возвращаются в исходное положение (фиг.1), пружины сжатия 17 перемещают шаровые шарниры 3 с лысками 4 и шейками 12 в направлении, противоположном стрелке С, конусные пальцы 15 входят в отверстия 16 соседних пустотелых секций 1, и ротационная косилка занимает положение, показанное как на фиг.1, так и на фиг.2, обрабатывая горизонтальный участок; или же переводится в транспортное положение, позволяющее трактору переехать на другой участок работы. Далее процесс повторяется неоднократно.Works rotary mower as follows. To mow grasses and wild vegetation by a method well known in the art, using the hinged system of the tractor 32, the mower is transferred from the transport position to the working one, laying it on the treated platform until the skis 27 of the hollow sections 1 touch the ground. At the same time, the rod 29 of the hydraulic cylinder 30 is lowered or raised along arrow A at the same time. As a result, the rotary mower, or rather its hollow sections 1, occupy the position as shown in Fig. 1 and Fig. 2. After that they are set by the mowing mode, i.e. set the rotor speed 23. So, if an even, horizontally or obliquely located platform is processed, then the rotation frequency of the tractor power take-off shaft (the drive itself and the PTO shaft are not shown in the drawings) are set, for example, about 1300-1500 min ^-1 . The torque is transmitted from the PTO to the horizontal shafts 9 of the hollow sections 1 and through a conical pair 26 and 25 it rotates the rotors 23, which, with their knives 24, are in contact with the vegetation (in figure 1 it is shown, but not indicated by the position) and cut it off. At a certain point in time (for example, when processing embankments and slopes of roads and railways), the micro- and macro-profiles of the soil can change, and therefore the operator, guided by the visual information of the profile change, increases the PTO speed, for example, up to 2000 min ^-1 . Such an increase in the PTO revolutions leads to an increase in the rotational speed of the horizontal shafts 9, and, consequently, to the operation of centrifugal regulators 19, whose loads (the loads are shown in the drawing, but are not indicated by the position) under the action of centrifugal forces move along arrows B (see Fig. 2 ), the lever systems 18 are driven and the latter, acting on the end surfaces of the necks 12 of the ball joints 3 with flats 4, move them along arrow C, thereby compressing the compression springs 17. Since the ball joints 3 with flats 4 are axially bounded total sections 1 by the presence of end caps 14, then the hollow sections 1 are displaced relative to each other also along arrow C and occupy a position such as, for example, shown in Fig.6. At the same time, each hollow section 1 relative to the neighboring one receives three degrees of freedom (axial displacement in arrow C, displacement in a vertical plane in arrow D and angular rotation in arrow E, see Fig. 6 and Fig. 7), and therefore individually adapts to the cultivated area, effectively removing vegetation. As soon as there is no need to process the area with a sharply changing micro- and macroprofile, the operator reduces the PTO speed, centrifugal regulators 19 return to their original position (Fig. 1), compression springs 17 move the ball joints 3 with flats 4 and necks 12 in the direction to the opposite arrow C, the conical fingers 15 enter the holes 16 of the adjacent hollow sections 1, and the rotary mower occupies the position shown in both FIG. 1 and FIG. 2, processing a horizontal section; or it is transferred to a transport position that allows the tractor to move to another area of work. Further, the process is repeated several times.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с аналогом и прототипом очевидно, так как, во-первых, такая ротационная косилка может осуществлять покосы на достаточно неровных поверхностях грунта, формирующего откосы и насыпи автомобильных и железных дорог, во-вторых, за счет навески ее на П-образную раму позволяет значительно увеличить количество роторов по длине косилки и тем самым повысить производительность такой машины, и, в-третьих, например, навесив такую косилку на рельсовое транспортное средство, эффективно обрабатывать склоны и другие участки насыпей железнодорожных путей, полностью исключив ручной труд, который в настоящее время широко практикуется путевыми рабочими в летний период эксплуатации железных дорог.The technical and economic advantage of the proposed technical solution in comparison with the analogue and prototype is obvious, since, firstly, such a rotary mower can mow rather rough surfaces of the soil, forming slopes and embankments of roads and railways, and secondly, by hanging it on the U-shaped frame allows you to significantly increase the number of rotors along the length of the mower and thereby increase the productivity of such a machine, and, thirdly, for example, by hanging such a mower on a rail vehicle TVO, effectively handle slopes of embankments and other areas of railways, completely eliminating manual labor, which is now widely practiced roadway workers in the summer operation of the railways.

Claims

A rotary mower, consisting of a cutter bar with rotors and knives driven by a tractor power take-off shaft, and hinged on the last one pivotally in a plane perpendicular to its longitudinal axis, characterized in that the bar is made of several hollow and pivotally interconnected sections with end caps movable in its longitudinal, transverse and vertical plane, connected to each other by means of spring-loaded ball joints with side flanges provided with axial through holes mi, in which sections of flexible shafts are movably located, the ends of which are rigidly on one side and movably with the help of splined joints on the other, with horizontally located shafts installed in the section supports and bearing bevel gears in contact with reciprocal rigidly mounted on the vertical rotor shafts with knives, on the horizontal shafts of each section there are centrifugal regulators interacting with levers with the ends of the above ball joints with side flanges, the first of which Yes, sections of the rotary mower are pivotally connected to the tractor hinged system, and the latter, but already through the ball hinge with a height-adjustable U-shaped rack, is rigidly fixed to the tractor hinged system.