UA55152A

UA55152A - Spherical cutter with regulated cutting еlements

Info

Publication number: UA55152A
Application number: UA2002075647A
Authority: UA
Inventors: Михайло Васильович Усенко; Михаил Васильевич Усенко; Виктор Володимирович Божидарник; Анатолій Миронович Понікарчук; Анатолий Миронович Поникарчук; Володимир Сергійович Мірчук
Original assignee: Луцький Державний Технічний Університет; Луцкий Государственный Технический Университет
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2003-03-17

Abstract

A spheric cutter with regulated cutting elements contains a drive and a spherical surface for fixing the cutting elements with the cutting elements assembled thereon. The drive is made as two shafts-gearwheels connected by means of a conical coupling and the cutting elements are made from flexible material and provided with a unit regulating form thereof. One of the parts of the unit of regulating the form of the cutting elements is placed under the fixation surface of the latter аnd the other part - outside it.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід належить до сільськогосподарського машинобудування, а саме до машин для обробітку грунту та 2 грунтооброблювальних робочих органів.The invention belongs to agricultural engineering, namely to soil tillage machines and 2 tillage working bodies.

Відома грунтооброблювальна фреза, що містить циліндричний фрезбарабан і розміщений позаду нього вирівнювач |див. А. с. СРСР, Мо1771550, А 01 В 33/06, А 01 В 33/08,1990р.)There is a well-known tillage milling cutter, which contains a cylindrical milling drum and a leveler placed behind it | see A. p. USSR, Mo1771550, A 01 B 33/06, A 01 B 33/08, 1990)

Недоліком даної фрези є наявність фрезбарабана циліндричної форми, що не дозволяє досягти мінімальної захисної зони рядка без пошкодження, як коренів рослин, так і самих рослин при міжрядному обробітку грунту на 70 рівнинах і особливо на схилах. Циліндрична форма барабана не дозволяє також проводити в широких межах(без наявності дисків кріплення грунтових ножів) регулювання довжини тої частини грунтового ножа, що виступає над поверхнею циліндра.The disadvantage of this cutter is the presence of a cylindrical milling drum, which does not allow to reach the minimum protective zone of the row without damaging both the roots of the plants and the plants themselves during inter-row tillage on 70 plains and especially on slopes. The cylindrical shape of the drum also does not allow to adjust the length of the part of the soil knife that protrudes above the surface of the cylinder within wide limits (without the presence of soil knife attachment discs).

Відомий також робочий орган фрезерного культиватора КФ-5,4, що містить вал з двома дисками, на яких закріплені Г-подібні грунтові ножі. Вал приводиться в рух від ВВП трактора через редуктор, трансмісійний вал, 12 ланцюгову передачу |див. книгу А. Н. Карпенко, В. М. Халанский. Сельскохозяйственнье машиньі. - М.:Also known is the working body of the milling cultivator KF-5.4, which contains a shaft with two discs on which L-shaped soil knives are fixed. The shaft is driven from the tractor's GDP through a gearbox, transmission shaft, 12-chain gear | see book by A. N. Karpenko, V. M. Khalanskyi. Agricultural machinery. - M.:

Агропромиздат, 1989, с.164). Застосування даного робочого органа дозволяє виконувати якісний міжрядний обробіток різних за механічним складом грунтів на ділянках з рівним мікрорельєфом.Agropromizdat, 1989, p.164). The use of this working body allows you to perform high-quality inter-row processing of soils of different mechanical composition on areas with even microrelief.

Недоліком даного робочого органа є наявність відносно невеликої робочої ширини захвату, збільшити яку без недопустимих наслідків(пошкодження коренів та листків рослин, особливо тих, що висаджені на схилах) неможливо.The disadvantage of this working body is the presence of a relatively small working width of capture, which cannot be increased without unacceptable consequences (damage to the roots and leaves of plants, especially those planted on slopes).

Найбільш близькою за технічною суттю та результату, що отримується, до сферичної фрези з регульованими ріжучими елементами, що пропонується, є сферична фреза для обробки грунту, що містить вал з розміщеною на ньому поверхнею кріплення ножів з грунтовими ножами та встановлені на кінцях вала зірочки ланцюгової передачі, і поверхня кріплення ножів виконана у вигляді кулі, до якої прикріплені з можливістю регулювання і фіксації тої частини, що виступає над поверхнею кулі, грунтові ножі, при цьому останні виконані з « двохсторонньою ріжучою кромкою, а кут відгину полиці ножа дорівнює: в-90-Г де В - кут відгину полиці ножа;The closest in terms of technical essence and the result obtained to the spherical cutter with adjustable cutting elements, which is offered, is the spherical cutter for soil treatment, which includes a shaft with a mounting surface of knives with soil knives placed on it and sprockets of the chain transmission installed on the ends of the shaft , and the mounting surface of the knives is made in the form of a ball, to which soil knives are attached with the possibility of adjustment and fixation of the part that protrudes above the surface of the ball, while the latter are made with a "double-sided cutting edge, and the bending angle of the knife shelf is equal to: v-90 -Г where В is the bending angle of the knife shelf;

Г - кут між вертикаллю і великим колом(меридіан) кулі, що проходить через точку стику ножа з поверхнею сч кріплення |див. патент України, Мо12511 А 01 В 33/08, 1997р.| юГ is the angle between the vertical and the great circle (meridian) of the sphere passing through the point of contact of the knife with the surface of the mounting plate | see patent of Ukraine, Mo12511 А 01 В 33/08, 1997 | yu

Використання даної сферичної фрези дозволяє збільшити ширину смуги грунту, що обробляється без пошкодження коренів рослин та самих рослин як на рівнинах, так і на схилах, зменшити енергозатрати агрегату, (77 як при прямому, так і зворотному обертаннях за рахунок криволінійної поверхні, якщо рахувати по кінцях ою грунтових ножів. 3о Суттєвим недоліком даної сферичної фрези для обробки грунту є те, що для утворення по кінцях грунтових о ножів необхідної криволінійної поверхні(еліпс, овал та інші), що відрізняється від кола, а також для збільшення величини занурення ножів в грунт навіть при наявності поверхні, що утворює частину кола, необхідно провести кропітке регулювання вручну кожного ножа з можливим виникненням необхідності зміни « взаємного місцеположення ножів, притому вся дана робота є трудомісткою і займає багато часу. Консольне З 50 розташування кожного ножа окремо, на певній відстані один від одного підвищує ймовірність їх поломки при с зустрічі з твердими перепонами , а також сприяє утворенню огріхів під час роботи.The use of this spherical cutter allows you to increase the width of the strip of soil that is processed without damaging the roots of plants and the plants themselves both on plains and on slopes, to reduce the energy consumption of the unit, (77 both in forward and reverse rotations due to the curved surface, if you count 3o A significant disadvantage of this spherical cutter for soil processing is that for the formation of the ends of the soil knives, a curved surface (ellipse, oval, etc.) is required, which is different from a circle, as well as to increase the amount of immersion of the knives into the soil even in the presence of a surface that forms part of a circle, it is necessary to carry out a careful manual adjustment of each knife with the possible need to change the mutual location of the knives, and all this work is laborious and takes a lot of time. Cantilever Z 50 location of each knife separately, at a certain distance one on the one hand, it increases the probability of their breakage when meeting solid obstacles, as well as contributes to the formation of defects during work.

Із» В основу винаходу поставлено завдання в сферичній фрезі для обробки грунту шляхом зміни конструкції полегшити, прискорити і підвищити точність регулювань, забезпечити точність обробітку грунту, підвищити міцність конструкції.From" The invention is based on the task in the spherical milling cutter for soil processing by changing the design to facilitate, speed up and increase the accuracy of adjustments, ensure the accuracy of soil processing, and increase the strength of the structure.

Поставлене завдання вирішується наступним чином. У відомій сферичній фрезі для обробки грунту, що і-й містить привод та кульову поверхню кріплення ріжучих елементів із змонтованими на ній ріжучими елементами, сл відповідно до винаходу, що пропонується, привод виконати у вигляді з'єднаних конічним зачепленням між собою з двох валів - шестерень, а ріжучі елементи виконати з гнучкого матеріалу і оснастити вузлом регулювання їх форми, при цьому одну з частин вузла регулювання форми ріжучих елементів розмістити під поверхнею сл 20 кріплення останніх, а іншу частину - ззовні цієї поверхні, і частину вузла регулювання форми ріжучих елементів, яка розміщена під поверхнею кріплення даних ріжучих елементів, виконати у вигляді о взаємноперпендикулярних пар валів, контактуючі кінці яких зчепити конічними шестернями, одна з яких повинна контактувати з приводом, а у порожнинах вільних кінців валів встановити за допомогою різьбового з'єднання штовхачі, зовнішні торці яких жорстко закріпити на середніх частинах ріжучих елементів, при цьому частину 29 вузла регулювання форми ріжучих елементів, що розташована ззовні поверхні кріплення, виконати у вигляді в. кінематичної пари: гвинт -- гайка.The task is solved as follows. In the well-known spherical milling cutter for soil treatment, which contains a drive and a spherical surface for fastening cutting elements with cutting elements mounted on it, according to the proposed invention, the drive is made in the form of two shafts connected by a conical engagement - gears, and the cutting elements should be made of flexible material and equipped with a node for adjusting their shape, at the same time, one of the parts of the node for adjusting the shape of the cutting elements should be placed under the surface of the sl 20 fastening of the latter, and the other part - outside this surface, and part of the node for adjusting the shape of the cutting elements, which is placed under the mounting surface of these cutting elements, make in the form of mutually perpendicular pairs of shafts, the contacting ends of which are connected by bevel gears, one of which must be in contact with the drive, and in the cavities of the free ends of the shafts, install pushers with the help of a threaded connection, the outer ends of which rigidly fasten on the middle parts of the cutting elements, while part 2 9, the node for adjusting the shape of the cutting elements, which is located on the outside of the mounting surface, should be made in the form of kinematic pair: screw -- nut.

На кресленнях, що додаються, зображена запропонована сферична фреза з регульованими ріжучими елементами. На фіг.1 і фіг.2 дані схематичні зображення фрези.The attached drawings show a proposed spherical cutter with adjustable cutting elements. Fig. 1 and Fig. 2 show schematic images of the milling cutter.

Сферична фреза з регульованими ріжучими елементами містить поверхню 1 кріплення ріжучих елементів, бо стягуючі болти 2, ведені вал - шестерні 3, приводний вал - шестерню 4, ведучий вал - шестерню 5, підшипники ковзання 6, штовхачі 7, ріжучі елементи 8, регулюючі гайки 9, осі 10, зірочку 11.A spherical cutter with adjustable cutting elements contains a surface 1 for fastening cutting elements, because tightening bolts 2, driven shaft - gears 3, drive shaft - gear 4, driving shaft - gear 5, sliding bearings 6, pushers 7, cutting elements 8, adjusting nuts 9 , axis 10, sprocket 11.

Поверхня 1 кріплення ріжучих елементів виконана з двох половин, що з'єднані кріпильними елементами, наприклад, стягуючими болтами 2 з гайками. Осі 10 закріплені до поверхні 1 жорстко і зірочка 11 закріплена до однієї з осей 10 також жорстко. Крайні підшипники ковзання б насаджені в тіло поверхні 1, а внутрішні - в бо опори(на кресленні не показані) для даних підшипників, що передбачені конструкцією поверхні 1 Підшипники ковзання 6 для приводного валу - шестерні 4 також насаджені в опори для даних підшипників, що передбачені конструкцією поверхні 1 Приводний вал - шестерня 4 розташований співвісне до осей 10 і виконаний з глухим отвором, наприклад квадратного перерізу в хвостовій частині. Осі 10 виконані з осьовими отворами, крізь які(або крізь один, або крізь другий, що залежить від розташування приводного вала - шестерні 4) рукоятка, або елемент подібний до рукоятки(додаються до комплекту фрези і на кресленні не показані) з гнучким приводом, наприклад від валу відбору потужності енергетичного засобу, з квадратними хвостовиками, можуть бути з'єднані з приводним валом - шестернею 4 і здійснювати його привід. Вал - шестерня 4 знаходиться в зачепленні з малою шестернею ведучого вала - шестерні 5, який в свою чергу через свою велику шестерню 7/0 знаходиться в зачепленні з веденими валами - шестернями З(з двома безпосередньо і з третьою через перші дві). Кожний вал - шестерня З і 5 має в хвостовій частині різьбовий отвір, в який вставлений штовхач 7 своєю різьбовою частиною, що утворює передачу гвинт - гайка. Кожен штовхач 7 прикріплений жорстко до центральної частини ріжучого елементу 8. Стійки ріжучого елементу 8 мають різьбу в нижній частині, якою вони входять в отвір(іне різьбовий) поверхні 1 Гайки 9 розміщені в прорізі поверхні 1 і нагвинчені на різьбу ріжучого /5 елементу 8. Ріжучий елемент 8 має двохсторонню заточку в нерізьбовій частині Різьби в передачах гвинт - гайка, що утворюються валами - шестернями 3, 5 і штовхачами 7, виконані в кожній парі різними(ліва, або права) для забезпечення одночасного просування штовхачів 7 в одному напрямку, наприклад у зовнішньому, при обертанні приводного вала - шестерні 4 в одну сторону, і для одночасною просування штовхачів 7 у протилежному напрямку, наприклад, у внутрішньому, при обертанні вала - шестерні 4 в другу сторону. Коли при обертанні вала - шестерні 4 штовхачі 7 виходять з валів - шестерень З і 5 вони тиснуть на центральну частину ріжучих елементів 8, збільшують їх прогин і таким чином надають їм подовженої форми, і навпаки при вході штовхачів 7 вдані вали - шестерні вони тягнуть ріжучі елементи 8, зменшують їх прогин і таким чином надають їм вкороченої форми. Ріжучі елементи 8 виконані з гнучкого матеріалу, наприклад з сталі 65 Г. Нерізьбова частина кожного штовхача 7 виконана квадратною і штовхач встановлений так, що входить в грунт одним з ов ребер.The surface 1 of the attachment of the cutting elements is made of two halves connected by fasteners, for example, tightening bolts 2 with nuts. The axes 10 are fixed to the surface 1 rigidly and the star 11 is fixed to one of the axes 10 also rigidly. The outer sliding bearings are fitted into the body of surface 1, and the inner ones are fitted into supports (not shown in the drawing) for these bearings provided by the design of surface 1. Sliding bearings 6 for the drive shaft - gears 4 are also fitted into the supports for these bearings provided surface design 1 Drive shaft - gear 4 is located coaxially to the axes 10 and is made with a blind hole, for example, a square section in the tail part. Axes 10 are made with axial holes, through which (either through one or through the second, depending on the location of the drive shaft - gear 4) a handle or an element similar to a handle (included with the cutter set and not shown in the drawing) with a flexible drive, for example, from the power take-off shaft of the power tool, with square shanks, can be connected to the drive shaft - gear 4 and drive it. The shaft - gear 4 is engaged with the small gear of the drive shaft - gear 5, which in turn, through its large gear 7/0, is engaged with the driven shafts - gears Z (with two directly and with the third through the first two). Each shaft - gear C and 5 has a threaded hole in the tail part, into which the pusher 7 is inserted with its threaded part, which forms a screw-nut transmission. Each pusher 7 is rigidly attached to the central part of the cutting element 8. The posts of the cutting element 8 have a thread in the lower part, which they enter into the hole (not threaded) of the surface 1. Nuts 9 are placed in the slot of the surface 1 and screwed onto the thread of the cutting element 8. The cutting element 8 has a two-sided sharpening in the non-threaded part. The threads in the screw-nut transmissions, which are formed by the shafts - gears 3, 5 and pushers 7, are made in each pair differently (left or right) to ensure simultaneous advancement of the pushers 7 in one direction, for example in the outer one, when the drive shaft rotates - gear 4 in one direction, and for simultaneous advancement of pushers 7 in the opposite direction, for example, in the inner one, when the shaft rotates - gear 4 in the other direction. When during the rotation of the shaft - gears 4, the pushers 7 leave the shafts - gears З and 5, they press on the central part of the cutting elements 8, increase their deflection and thus give them an elongated shape, and vice versa, when the pushers 7 enter the shafts - they pull the cutting gears elements 8, reduce their deflection and thus give them a shortened shape. Cutting elements 8 are made of flexible material, for example, steel 65 G. The non-threaded part of each pusher 7 is made square and the pusher is installed so that it enters the ground with one of the ribs.

На фіг.2, зображена така форма поверхні ріжучого елементу 8, при якої оброблена частина грунту являє « собою в поперечному перерізі приблизно сегмент, що дозволяє здійснювати обробіток грунту з невеликою захисною зоною рядка рослин, з меншим пошкодженням коренів рослин і з меншими енергозатратами в порівнянні з прямокутним перерізом грунту. Проте при роботі в умовах коли потрібно збільшити глибину с зо обробітку грунту, особливо в центральній частині рядка при вузьких міжряддях, не пошкоджувати дуже розвинуті корені рослин, при роботі на крутих схилах необхідно встановити таку форму поверхні ріжучого елементу 8, яка о б утворювала частину еліпсу, чи овалу з вертикальним розташуванням великої осі. При роботі в специфічних по умовах(легкі за механічним складом грунти, допустимість великої захисної зони рядка, невеликі корені рослин та інші) можливо встановити таку форму ріжучих елементів 8, яка б утворювала прямокутник. оFig. 2 shows the shape of the surface of the cutting element 8, in which the treated part of the soil is approximately a segment in cross-section, which allows soil treatment with a small protective zone of the plant row, with less damage to plant roots and with lower energy consumption in comparison with a rectangular section of the soil. However, when working in conditions where it is necessary to increase the depth of tillage, especially in the central part of the row with narrow rows, not to damage the very developed roots of plants, when working on steep slopes, it is necessary to establish such a shape of the surface of the cutting element 8, which would form part of an ellipse , or an oval with a vertical major axis. When working in specific conditions (soils that are light in terms of mechanical composition, admissibility of a large protective zone of the row, small plant roots, etc.), it is possible to establish such a shape of the cutting elements 8, which would form a rectangle. at

Гайками 9 також можливо регулювати прогин ріжучих елементів 8, але вони в основному призначені для ю забезпечення регулювання величини висунення даних ріжучих елементів і відповідно регулювання глибини обробітку грунту, а також для повного зняття цих ріжучих елементів при необхідності.It is also possible to adjust the deflection of the cutting elements 8 with nuts 9, but they are mainly intended to ensure the adjustment of the amount of protrusion of these cutting elements and, accordingly, to adjust the depth of soil cultivation, as well as to completely remove these cutting elements if necessary.

Сферична фреза з регульованими ріжучими елементами працює наступним чином.A spherical cutter with adjustable cutting elements works as follows.

Перед початком роботи рукоятку, що є в комплекті фрези, вставляють в глухий отвір вала - шестерні 4 через « отвір осі 10. При обертанні рукоятки вручну обертаються також вал - шестерня 4 і далі вали - шестерні 5 і 3, з с які в свою чергу приводять в рух штовхачі 7. Обертанням рукоятки в одну, чи іншу сторону змінюють прогин ріжучих елементів 8 і таким чином досягають необхідної форми поверхні цих ріжучих елементів, яка підходить ;» для даних умов роботи, після чого рукоятку знімають. Таку саму операцію тільки механічно можливо провести за допомогою подібного до рукоятки елементу, що також додається до комплекту фрези, і має гнучкий привод,Before starting work, the handle included in the cutter set is inserted into the blind hole of the shaft - gears 4 through the hole of the axis 10. When the handle is rotated manually, the shaft - gear 4 and then the shafts - gears 5 and 3, from which in turn pushers 7 are set in motion. By turning the handle in one or the other direction, the deflection of the cutting elements 8 is changed and in this way the required shape of the surface of these cutting elements is achieved, which is suitable;" for these operating conditions, after which the handle is removed. The same operation can only be performed mechanically with the help of a handle-like element, which is also included in the cutter kit and has a flexible drive,

Наприклад від ВВП енергетичного засобу. При роботі фреза через ланцюгову передачу і зірочку 11 приводиться с в рух, ріжучі елементи 8 входять в грунт і обробляють його, не пошкоджуючи корені рослин. Коли зовнішні умови роботи змінюються і необхідно змінити форму ріжучих елементів, то фрезу припиняють і знов за допомогою о рукоятки(елементу подібного до рукоятки) змінюють форму ріжучих елементів 8. При зворотному обертанні - фрези ріжучі елементи 8 входять в грунт уже протилежною ріжучою кромкою і обробляють його. При 5р застосуванні в аналогічних умовах сферичної фрези для обробки грунту(прототип) багато часу затрачається на о регулювання кожного ножа, на зміну його місцеположення, і оскільки поверхня по кінцях ножів не єFor example, from the GDP of energy means. During operation, the milling cutter is set in motion through the chain transmission and sprocket 11, the cutting elements 8 enter the soil and process it without damaging the plant roots. When the external working conditions change and it is necessary to change the shape of the cutting elements, the milling cutter is stopped and again with the help of the handle (an element similar to the handle) the shape of the cutting elements 8 is changed. During reverse rotation - the cutting elements of the milling cutter 8 enter the soil with the opposite cutting edge and are processed him. When using a spherical tillage cutter (prototype) under similar conditions, a lot of time is spent on adjusting each knife, on changing its location, and since the surface at the ends of the knives is not

Ге суцільною(наявність вільного простору між ножами), то грунт обробляється не повністю, тобто з огріхами, а консольне розташування ножів окремо один від одного підвищує ймовірність їх поломки.If it is continuous (the presence of free space between the knives), then the soil is not processed completely, that is, with flaws, and the cantilever arrangement of the knives separately from each other increases the probability of their breakage.

Застосування сферичної фрези з регульованими ріжучими елементами дозволяє швидко, якісно і точно ов регулювати форму ріжучих елементів, підвищити якість обробітку грунту і надійність роботи за рахунок з» наявності механічного регулювання, а також суцільно ріжучих елементів.The use of a spherical cutter with adjustable cutting elements allows you to quickly, qualitatively and precisely adjust the shape of the cutting elements, improve the quality of soil cultivation and the reliability of work due to the presence of mechanical adjustment, as well as solid cutting elements.

Claims

The formula of the invention

1. Spherical milling cutter with adjustable cutting elements, which contains a drive and a spherical surface for fastening cutting elements with cutting elements mounted on it, which is distinguished by the fact that the drive is made in the form of two gear shafts connected by conical engagement, and the cutting elements are made made of flexible material and equipped with a node for adjusting their shape, while one of the parts of the node for adjusting the shape of the cutting elements is placed under the surface of the attachment of the latter, and the other part is outside this surface.

2. Spherical milling cutter with adjustable cutting elements according to claim 1, which is characterized by the fact that the part of the unit for adjusting the shape of the cutting elements, which is placed under the mounting surface of these cutting elements, is made in the form of mutually perpendicular pairs of shafts, the contacting ends of which are connected by bevel gears and one of which are in contact with the drive, and in the cavities of the free ends of the shafts, pushers are installed with the help of a threaded connection, the outer ends of which are rigidly fixed on the middle parts of the cutting elements, while the part of the node for adjusting the shape of the cutting elements, which is located on the outside of the mounting surface, is made in the form of a kinematic pairs: screw-nut. « c iv) «- iv) I c)

- and? 1 1 - 1 Ko) 60 b5