SU1644778A1 - Ротационный режущий аппарат - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сельскохоз йственному машиностроению, а именно к ротационным режущим аппаратам уборочных f машин и косилок. Цель изобретени  - обеспечение оптимального процесса резани  и снижение энергоемкости. Ротационный режущий аппарат содержит вертикальный вал и закрепленные на его нижнем конце вращающиес  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 сечени , св занный с ним упругой св зью. 1 з.п.ф-лы. 7 ил/ V Ј о ± N vj XI 00 12

Description

№г-1

Изобретение относитс  к сельскохоз йственному машиностроению, а именно к ротационным режущим аппаратам уборочных машин и косилок.

Цель изобретени  - обеспечение оптимального процесса резани  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 вращающемс  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 сечени , у основани  которых выполнены сквозные винтовые пазы. Внутри стержн  6 соосно установлен также гибкий шток 7 эллиптического сечени , больша  ось которого ориентирована вертикально . Шток 7 у сновани  и кончика имеет круглое сечение. У основани  штока 7 на боковой поверхности закреплен штифт 8, который установлен в винтовом пазу стержн  6. Суммарна  жесткость изгибу стержн  6 и штока 7 в горизонтальной плоскости от основани  (от ротора 5) к кончику постепенно уменьшаетс . Величина жесткости и закономерность ее изменени  по длине устанавливаютс  из услови  соблюдени  идентичности изменени  коэффициента скольжени  е ,(основного показател  скольз щего

резани  е Vl:vn tgct) по длине режущей кромки предложенного аппарата и ручной косы при наименьшем значении частоты вращени  ( ) ротора, необходимом дл  обеспечени  чистого бесподпорного резани .

У основани  штока 7 закреплен грузик 9. Между грузиком 9 и упорной шайбой 10 установлена пружина сжати  11. Жесткость пружины 11 выбираетс  из услови  равенства порога ее чувствительности центробежной силе Масс грузика 9 и штока 7 при наименьшем значении частоты вращени  ротора () в рабочем режиме. Кончик штока 7 установлен в цилиндрическом отверстии направл ющей 12. Шток 7 может перемещатьс  вдоль оси и поворачиватьс 

вокруг нее. На гибком стержне б закреплены пластины-сегменты 13, перекрывающие друг друга, высота которых от основани  стержн  к кончику постепенно уменьшаетс . Закономерность уменьшени  высоты сегментов также устанавливаетс  из услови  соблюдени  изменени  коэффициента скольжени  ( Е) по длине режущей кромки ножа.

В зонах перекрыти  толщина пластинок

вдвое меньше. Благодар  этому все ножевые пластины данного стержн , 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 искривл ютс  в горизонтальной плоскости (из положени  аа переход т в положение аа1) фиг. 2, пластины-сегменты ножа сдвигаютс  относительно друг друга, обща  режуща  кромка ножа остаетс  непрерывной. При наименьшем значении частоты вращени  ротора в рабочем режиме искривленна  форма режущей кромки такова, что закономерность изменени  коэффициента скольжени  (Е ) полностью совпадает с таковой

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

имитации процесса решени  ручной косой - соскальзывание срезанной массы по режущей кромке к основанию ножа и ее наматы- вание на нож или на вал, С целью обеспечени  оптимальных режимов резани  в различных услови х работы аппарата необходимо изменить частоту вращени  ротора за пределом .

Изменение кривизны гибкого стержн  б и штока 7 (и режущей кромки), следовательно ,- нарушение установленной закономерности изменени  коэффициента скольжени , вызванное изменением частоты вращени  ротора, предотвращаетс  поворотом штока 7 вокруг продольной оси.

5 При частотах вращени  ротора WMMH центробежна  сила грузовика 9 и стержн  7 остаетс  меньше силы упругости пружины 11, шток 7 остаетс  неподвижным относительно стержн  6. т.е. больша  ось

поперечного сечени -эллипса направлена вертикально, жесткость изгибу штока 7 в горизонтальной плоскости наименьша . При увеличении частоты вращени  ротора увеличиваетс  и центробежна  сила грузика 9 и штока 7. Под воздействием этой силы пружина 11 деформируетс  (сжимаетс ), шток 7 перемещаетс  вдоль оси от центра вращени . Так как штифт 8 установлен в винтовом пазу стержн  6, то при перемещении вдоль продольной оси шток 7 одновременно поворачиваетс  вокруг нее. Больша  ось эллиптического сечени  штока 7 отклон етс  от вертикального положени  на угол р, величина которого пропорциональна частоте вращени  ротора (или величине инерционных сил, вызывающих изгиб гибкого стержн  6 и штока 7 в горизонтальной плоскости ). Угол р мен етс  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 вращени  ротора, следовательно, увеличение инерционных сил, вызывающих изгиб гибкого етержн  6 и штока 7 в горизонтальной плоскости, сопровождаетс  синхронным увеличением жесткости гибкого ножа. Путем выбора шага винта соотношение наибольшего и наименьшего значений моментов инерции эллиптического сечени  штока 7 и жесткости пружины 11 устанавливаетс  зависимость между частотой вращени  ротора (й) и углом поворота штока р, при котором любое изменение первого не вызывает изменени  установленной при о/мин необходимой кривизны режущей кромки. Следовательно, при всех частотах вращени  ротора превышающих (Опт , установленна  закономерность изменени  коэффициента скольжени  остаетс  неизменной, и срез стеблей происходит при заданных оптимальных кинематических и динамических услови х.

При вращающемс  роторе аппарату

придаетс  поступательное перемещение по

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

внедр етс  в стеблестрой. Так как основна  часть срезанных растений перемещаетс  с ножом, то нагрузка на нож в конце процесса резани  (положение В-В на фиг. 2) несколько увеличиваетс , что приводит к увеличению кривизны ножа в конце рабочего хода. Увеличение кривизны ножа почти не вли ет на процесс резани , так как оно происходит в конце рабочего хода. Вследствие увеличени  кривизны резко увеличиваетс  козффициент скольжени  (tg «2 tgcrna фиг. 2), что способствует соскальзыванию срезанной массы с кромки ножа. Освобожда сь от срезанной массы, нож получает заданную кривизну .

При встрече с твердыми материалами (камни и т.д.) гибкие ножи легко искривл ютс  и обход т их. Веро тность поломки резки снижаетс , соответственно повышаетс  эксплуатационна  надежность.

Claims (2)

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

вала, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  оптимального процесса резани  и снижени  энергоемкости, гибкий стержень выполнен полым и снабжен винтовым пазом, внутри стержн  соосно с ним

установлен гибкий шток эллиптического сечени  со штырем, вход щим в винтовой паз, при этом шток св зан со стержнем упругой св зью, а стержень снабжен ножами, выполненными в виде отдельных пластин-сегментов , перекрывающих одна другую и жестко закрепленных на стержне.

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

Вид А

Фиг.г

В-В

ФигЛ

Фиг.З

13

r-г 6

12

Фиг. 5

Фиг. 6

13

Фиг.7