THEORETICAL STUDIES FOR SUBSTANTIATION OF THE CONNECTING ROD LENGTH OF THE AXIAL CRANK MECHANISM OF THE SEGMENT-FINGER MOWER
Authors: Первушин В.Ф. , Абдуллин Ф.М. , Ипатов А.Г. , Салимзянов М.З. , Костин А.В. 
Published: September 2024

Выполнен анализ работы дезаксиального кривошипно-шатунного механизма привода ножа сегментно-пальцевой косилки серийного производства при скашивании естественных трав на склонах со сложным и изменяющимся рельефом поля. Отмечены основные недостатки дезаксиального кривошипно-шатунного механизма привода ножа, вызванные его динамической неуравновешенностью. Для устранения недостатков предложена экспериментальная косилка с аксиальным расположением кривошипно-шатунного механизма на пальцевом брусе режущего аппарата, позволяющая переводить пальцевой брус в транспортное положение в рабочем режиме режущего аппарата при объезде препятствий в виде кустарников, деревьев или грубых неровностей. По результатам экспериментальных исследований установлено, что режущий аппарат в процессе копирования рельефа поля изменяет угол наклона β относительно горизонта в пределах ±15°. При этом величина дезаксиала h изменяется от 0,281 до 0,492 м. Установлено, что изменение величины дезаксиала влечет за собой изменение хода, скорости и ускорения ножа. Используя аналитический метод кинематического исследования кривошипно-шатунных механизмов по Артоболевскому в программе Excel, с исходными данными радиуса кривошипа 38,1 мм и частоты его вращения 1000 об/мин, получили следующие графические зависимости, характеризующие изменение ускорения ножа за один оборот кривошипа при длине шатуна от 0,08 до 0,46 м. При уменьшении длины шатуна менее 0,16 м в положении кривошипа π возникает скачкообразное и неравномерное изменение ускорения ножа, которое приводит к повышению нагрузки в шарнирах шатуна и негативно влияет на работу всего кривошипно-шатунного механизма. При увеличении длины шатуна более 0,16 м явление колебаний величины ускорения сглаживается.

The article analyzes the operation of an eccentric crank mechanism for driving a knife of a mass-produced segment-finger mower when mowing natural grasses on slopes with complex and changing terrain of the field. The main disadvantages of the eccentric crank mechanism of the knife drive resulting from its dynamic imbalance were noted. To eliminate the disadvantages, an experimental mower with an axial arrangement of the crank mechanism on the finger bar of the cutting device was proposed, which allowed the finger bar to be transferred to the transport position in the operating mode of the cutting device, when bypassing obstacles in the form of shrubs, trees or rough irregularities. According to the results of experimental studies, it has been established that the cutting device in the process of copying the field relief changes the angle of inclination β relative to the horizon within ±15°. In this case, the value of the deaxial h varies from 0.281 m to 0.492 m. It is established that a change in the magnitude of the deaxil involves a change in the stroke, speed and acceleration of the knife. Using the analytical method of kinematic investigation of crank-rod mechanisms according to Artobolevsky in Excel, with the initial data of the crank radius of 38.1 mm and its rotation frequency of 1000 rpm, the following graphical dependencies were obtained characterizing the change in the acceleration of the knife in one revolution of the crank with a connecting rod length from 0.08 m to 0.46 m. When the connecting rod length decreases to less than 0.16 m in the crank position π, an abrupt and uneven change in the acceleration of the knife occurs. Such a change in the knife acceleration leads to an increase in the load in the connecting rod joints and affects negatively the operation of the entire crank mechanism. With an increase in the connecting rod length of more than 0.16 m, the phenomenon of fluctuations in the acceleration value is smoothed out.