Ротационный режущий аппарат

+щ БРЕТ ОМУ СВИДЕТЕЛЬС ВТ енный и кл, А 01 Й АППАРА льскохоэяи менно к ро уборочны ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство ССЬЬ 971157, кл. А 01 О 34/63, 1982Заявка ФРГ 1 Ф 2736739,55/18, 1978,(57) Изобретение относится к сественному машиностроению, а итационным режущим аппаратам машин и косилок. Цель изобретения - обеспечение оптимального процесса резания и снижение энергоемкости, Ротационный рес- жущий аппарат содержит вертикальный вали закрепленные на его нижнем конце вращающиеся в горизонтальной плоскости гибкие режущие элементы - ножи в виде отдельных пластин-сегементов 13 переменной высоты с переменной по длине жестко- О стью, Пластины-сегменты 13 перекрывают .друг друга и жестко закреплены на полом Т гибком стержне 6, внутри которого соосно ввинтовых пазах установлен гибкий шток 7 эллиптического сечения, связанный с ним х упругой связью. 1 з.п.ф-лы, 7 ил,Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к ротационным режущим аппаратам уборочныхмашин и косилок,Цель изобретения - обеспечение оптимального процесса резания и снижениеэнергоемкости.На фиг, 1 представлена схема предлагаемого режущего аппарата; на фиг. 2 - вид Ана 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 ножпри неподвижном роторе; на фиг. 7 - то же,при вращающемся роторе,Ротационный режущий аппарат содержит раму 1 с жестко закрепленной на нейвертикальной стойкой 2, на нижнем конце. которой установлен копирующий сферический диск 3. На стойке 2 с помощью подшипников насажен трубчатый вал 4, на нижнемконце которого жестко закреплен ротор 5.На роторе 5 в радиальном направлении симметрично относительно оси вала закреплены гибкие в горизонтальной, но жесткие ввертикальной плоскости полые стержни 6переменного сечения, у основания которыхвыполнены сквозные винтовые пазы, Внутри стержня 6 соосно установлен также гибкий шток 7 эллиптического сечения,большая ось которого ориентирована вертикально. Шток 7 у снования и кончика имеет круглое сечение. У основания штока 7 набоковой поверхности закреплен штифт 8,который установлен в винтовом пазу стержня 6. Суммарная жесткость изгибу стержня6 и штока 7 в горизонтальной плоскости отоснования (от ротора 5) к кончику постепенно уменьшается. Величина жесткости и закономерность ее изменения по длинеустанавливаются из условия соблюдения идентичности изменения коэффициента скольжения я,(основного показателя скользящегорезания е =ч," = тда) по длине режущейкромки предложенного аппарата и ручнойкосы при наименьшем значении частотывращения ( йЪ) ротора, необходимом дляобеспечения чистого бесподпорного резания.У основания штока 7 закреплен грузик9. Между грузиком 9 и упорной шайбой 10установлена пружина сжатия 11, Жесткостьпружины 11 выбирается из условия равенства порога ее чувствительности центробежной силе Масс грузика 9 и штока 7 принаименьшем значении частоты. вращенияротора (оЪин) в рабочем режиме. Кончикштока 7 установлен в цилиндрическом отверстии направляющей 12, Шток 7 можетперемещаться вдоль оси и поворачиваться10 15го25 кромка ножа остается непрерывной. При наименьшем значении частоты вращения ротора в рабочем режиме искривленная форма режущей кромки такова, что закономерность изменения коэффициента скольжения ( к ) полностью совпадает с таковой для ручной косы, Разница заключается лишь в том, что резание ручной косой происходит вогнутой режущей кромкой, а у предложенно- го аппарата - выпуклой. Это позволяет исключить один иэ основных недостатков при имитации процесса решения ручной косой- соскальзывание срезанной массы по режущей кромке к основанию ножа и ее наматывание на нож или на вал. С целью обеспечения оптимальных режимов резания в различных условиях работы аппарата необходимо изменить частоту вращения ротора за пределом в.Изменение кривизны гибкого стержня 6 и штока 7 (и режущей кромки), следовательно, нарушение установленной закономерности изменения коэффициента скольжения, вызванное изменением частоты вращения ротора, предотвращается поворотом штока 7 вокруг продольной оси, При,частотах вращения ротора в, центробежная сила грузовика 9 и стержня 7 остается меньше силы упругости пружины 11, шток 7 остается неподвижным относительно стержня 6, т,е, большая ось 30 35 40 45 50 55 вокруг нее, На гибком стержне 6 закрепле- ны пластины-сегменты 13, перекрывающие друг друга, высота которых от основаниястержня к кончику постепенно уменьшается. Закономерность уменьшения высоты сегментов также устанавливается из условия соблюдения изменения коэффициента скольжения (е) по длине режущей кромкиножа,В зонах перекрытия толщина пластинок вдвое меньше. Благодаря этому все ножевые пластины данного стержня, 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 помощьюклиноременной передачи 15 от гидромотора (не показаан),Аппарат работает следующим образом.При вращении вала 4 с ротором 5 под воэдействием инерционных сил радиальный гибкий стержень 6 и шток 7 искривляются в горизонтальной плоскости (из положения аа переходят в положение аа ) фиг. 2, пластины-сегменты ножа сдвигаютсяотносительно друг друга, общая режущаяпоперечного сечения-эллипса направлена вертикально, жесткость изгибу штока 7 в горизонтальной плоскости наименьшая. При увеличении частоты вращения ротора увеличивается и центробежная сила грузика 9 и штока 7. Под воздействием этой силы пружина 11 деформируется (сжимается), шток 7 перемещается вдоль оси от центра вращения. Так как штифт 8 установлен в винтовом пазу стержня б, то при перемещении вдоль продольной оси шток 7 одновременно поворачивается вокруг нее, Большая ось эллиптического сечения штока 7 отклоняется от вертикального положения на угол 1 о, величина которого пропорциональна частоте вращения ротора (или величине инерционных сил, вызывающих изгиб гибкого стержня 6 и штока 7 в горизонтальной плоскости). Угол р меняется в пределах 0-90. что обусловлено длиной винтового паза на стержне б, Поворот штока 7 (увеличение угла р) вызывает увеличение его жесткости изгибу в горизонтальной плоскости.Таким образом, увеличение частоты вращения ротора, следовательно, увеличение инерционных сил, вызывающих изгиб гибкого стержня 6 и штока 7 в горизонтальной плоскости, сопровождается синхронным увеличением жесткости гибкого ножа. Путем выбора шага винта соотношение наибольшего и наименьшего значений моментов инерции эллиптического сечения штока 7 и жесткости пружины 11 устанавливается зависимость между частотой вращения роторе(в) и углом поворота штока Р, при котором любое изменение первого не вызывает изменения установленной при вцик необходимой кривизны режущей кромки. Следовательно, при всех частотах вращения ротора превышающих йасин, установленная закономерность изменения коэффициента скольжения остается неизменной, и срез стеблей происходит при заданных оптимальных кинематических и динамических условиях,При вращающемся роторе аппаратупридается поступательное перемещение понаправлению стрелки (и по, на фиг. 2). Иожи срезают стебли, аппарат постепенно5 внедряется в стеблестрой. Так как основнаячасть срезанных растений перемещается сножом, то нагрузка на нож в конце процессарезания (положение В-В на фиг, 2) несколько увеличивается, что приводит к увеличе 10 нию кривизны ножа в конце рабочего хода,Увеличение кривизны ножа почти не влияетна процесс резания, так как оно происходитв конце рабочего хода. Вследствие увеличения кривизны резко увеличивается козффи 15 циент скольжения (т 9 а 2Щана фиг, 2), чтоспособствует соскальзыванию срезанноймассы с кромки ножа, Освобождаясь от срезанной массы. нож получает заданную кривизну.20 При встрече с твердыми материалами(камни и т.д.) гибкие ножи легко искривляются и обходят их. Вероятность поломкирезки снижается, соответственно повышается эксплуатационная надежность.25Формула изобретения1, Ротационный режущий аппарат. содержит вертикальный вал, закрепленные наего нижнем конце гибкие стержни, привод30 вала, отл ича ющийся тем,что,с цельюобеспечения оптимального процесса резания и снижения энергоемкости, гибкийстержень выполнен полым и снабжен винтовым пазом, внутри стержня соосно с ним35 установлен гибкий шток эллиптического сечения со штырем, входящим в винтовой паз,при этом шток связан со стержнем упругойсвязью. а стержень снабжен ножами, выполненными в виде отдельных пластин-сег 40 ментов. перекрывающих одна другую ижестко закрепленных на стержне,2, Аппарат пои. 1,отличаю щййсятем, что пластины-сегменты выполнены переменной высоты.45акаэ 1298 Тираж 387 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул;Гагарина, 101