Ротор кустореза

Использование в конструкциях машин для расчистки от древесно-кустарниковой растительности трасс линий электропередачи, при уходе за лесными культурами на вырубках, для удаления древесной поросли на обочинах дорог, трассах газо- и нефтепроводов, а также при расчистке закустаренных участков в сельском хозяйстве. Технический результат, на решение которого направлено описываемое устройство, состоит в уменьшении воздействия динамической нагрузки на металлические пальцы и, соответственно, предотвращение разрушения (среза) металлических пальцев. В этом случае повышается надежность и долговечность функционирования элементов конструкции ротора кустореза, исключается повышенный износ узла шарнирного соединения плоского ножа с дисками. Достигается технический результат благодаря тому, что каждый плоский нож снабжен хвостовиком, причем длина хвостовика составляет 0,20÷0,35 от общей длины плоского ножа, а металлический палец шарнирного соединения каждого плоского ножа с дисками размещен на стыке хвостовика и режущей части плоского ножа.

Устройство относится к лесной промышленности, в частности к рабочим органам роторных кусторезов и может быть использовано в конструкциях машин для расчистки от древесно-кустарниковой растительности трасс линий электропередачи, при уходе за лесными культурами на вырубках, для удаления древесной поросли на обочинах дорог, трассах газо- и нефтепроводов, а также при расчистке закустаренных участков в сельском хозяйстве.

Известно устройство - кусторез (а.с. SU 1335184 [1]), включающий корпус с кронштейнами для крепления к навеске трактора, плоскую вращающую раму с изогнутыми ножами, шарнирно закрепленными на плоской вращающейся раме при помощи пальцев с пружинами. Основной недостаток этого устройства - низкие надежность конструкции и эффективность работы ротора кустореза. Ротор такого устройства не обеспечивает устойчивой работы на участках со смешанной древесно-кустарниковой растительностью, где наряду с кустарником попадаются сравнительно крупные деревья, и тем более в сплошном древостое.

Также известно устройство - измельчитель древесной поросли (а.с. SU 1306519 [2]), содержащее пригибающее устройство, раму, диск с шарнирно закрепленными ножами и над шарнирными ножами на верхней стороне диска жестко закреплены дополнительные ножи с отгибом их концов вверх. В данном устройстве недостаточно надежен узел крепления шарнирных ножей к ротору, поскольку, в процессе работы при больших ударных воздействиях происходит повышенный износ шарнирного соединения, что в конечном итоге приводит к разрушению (срезу) пальца, в результате этого снижается эффективность работы данного устройства.

Наиболее близким из известных устройств по совпадающим признакам и выполняем функциям является ротор кустореза (патент RU 2064243 [3]), включающий приводной ротор с верхним и нижним защитным дисками, между которыми установлен фигурный диск с упорами для ножей и посредством пальцев шарнирно смонтированы срезающие плоские ножи. Под воздействием значительных нагрузок при работе данного устройства, шарнирно установленные ножи отклоняются до касания с упорами, в результате этого происходит ударное воздействие на ножи со стороны упоров. Основной недостаток данного ротора кустореза, как показал опыт эксплуатации роторных кусторезов в различных регионах Российской Федерации, заключается в том, что в процессе работы при больших ударных воздействиях происходит поломка шарнирного соединения ножей, а также поломка самих ножей в местах их крепления к дискам или разрушение упоров.

В известных устройствах не использованы возможности уменьшения ударного воздействия на узел крепления ножа к ротору кустореза и связанные с этим возможности повышения надежности и долговечности функционирования элементов конструкции ротора.

Технический результат, достигаемый в предлагаемом роторе кустореза, заключается в уменьшении воздействия динамической нагрузки на металлические пальцы и, соответственно, предотвращение разрушения (среза) металлических пальцев. В этом случае повышается надежность и долговечность функционирования элементов конструкции ротора кустореза, исключается повышенный износ узла шарнирного соединения плоского ножа с дисками.

В качестве теоретической модели ножа рассматривается однородная прямолинейная пластина постоянного по длине поперечного сечения. Нож подвергается многократно повторяющимся циклическим ударным воздействиям. Теоретические исследования, проведенные авторами с использованием понятия центра удара из теоретической механики [4], подтверждают снижение ударного воздействия на металлический палец в шарнирном соединении плоского ножа с дисками.

Достигается технический результат благодаря тому, что каждый плоский нож снабжен хвостовиком, причем длина хвостовика составляет 0,20÷0,35 от общей длины плоского ножа, а металлический палец шарнирного соединения каждого плоского ножа с дисками размещен на стыке хвостовика и режущей части плоского ножа.

На фиг. 1 изображен ротор кустореза, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А и разрез Б-Б на фиг. 1.

Ротор кустореза включает приводной вал 1, установленный в корпусе подшипников 2, верхний диск 3 и нижний диск 4, срезающие плоские ножи 5 симметрично расположенные по окружности дисков ротора кустореза. Для шарнирного крепления плоских ножей 5 используются металлические пальцы 6 с гайками.

Конструкция плоских ножей 5 выполнена из режущей части и хвостовика длиной 0,20÷0,35 от общей длины плоского ножа, вследствие чего ударные силы, которые передаются на металлический палец 6, нейтрализуются силами инерции хвостовика плоского ножа и близки к нулю, что повышает надежность конструкции ротора кустореза при больших ударных воздействиях в процессе работы без ограничения его технологической функциональности.

Ротор кустореза работает следующим образом. Крутящий момент от двигателя (на рисунках двигатель не показан) передается на приводной вал 1. При этом верхний диск 3 и нижний диск 4, а также плоские ножи 5 начинают вращаться. При разгоне ротора кустореза плоские ножи 5 по мере увеличения оборотов под действием центробежных сил занимают радиальное положение, т.е. продольные оси плоских ножей ориентированы вдоль радиуса ротора кустореза. Ротор кустореза, надвигается базовой машиной на древесно-кустарниковую растительность, подлежащую срезу. При встрече со стволами древесины плоские ножи 5 за счет накопленной кинетической энергии срезают древесно-кустарниковую растительность. Шарнирное крепление плоских ножей 5, осуществляемое с помощью металлических пальцев 6 позволяет избежать поломки плоских ножей при встрече с непреодолимым препятствием (камнями, металлической арматурой и т.п.), так как плоские ножи в данном случае, вращаясь вокруг металлических пальцев 6, отклоняются при встрече с данным препятствием.

Библиографические данные

1. А.с. SU 1335184 СССР, МПК⁴ A01G 23/06. Кусторез / А.П. Кузьмин (СССР); опубл. 07.09.1987.

2. А.с. SU 1306519 СССР, МПК⁶ A01G 23/04, A01G 23/06. Измельчитель древесной поросли / И.И. Марченко, О.С. Марченко, Л.Э. Попов, Н.Н. Харенко, Г.А. Моторинский, А.Ф. Мокиенко, В.К. Загурский (СССР); опубл. 30.04.1987.

3. Пат. RU 2064243 Российская Федерация, МПК⁶ A01G 23/02, A01G 23/06, A01G 23/08. Ротор кустореза / В.К. Ивашнев, В.М. Серышев; опубл. 27.07.1996.

4. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики / С.М. Тарг. - М.: Высшая школа, 1986. - 416 с.

Ротор кустореза, содержащий приводной вал с дисками, между которыми смонтированы плоские ножи с режущей частью, шарнирное соединение каждого плоского ножа с дисками при помощи металлических пальцев, отличающийся тем, что каждый плоский нож снабжен хвостовиком, причем длина хвостовика составляет 0,20÷0,35 от общей длины плоского ножа, а металлический палец шарнирного соединения каждого плоского ножа с дисками размещен на стыке хвостовика и режущей части плоского ножа.