УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТУРНОЙ ОБРЕЗКИ КУСТАРНИКОВ
DEVICE FOR CONTOUR TRIMMING OF BUSHES

Изобретение относится к устройствам для контурной обрезки кустарников и может использоваться в лесном, сельском и коммунальном хозяйствах.
Известен «Режущий аппарат для стрижки живых изгородей» [1], содержащий установленные на раме вращающиеся дисковые ножи, на которых шарнирно при помощи осей закреплены радиальные пальцы, попарно соединенные пружинами. Большая и малая звездочки, жестко прикрепленные к валам дисковых ножей, соединены приводными цепями.
Недостатки известного режущего аппарата - большая вероятность излома пружины при попадании в зону резания металлического или другого инородного предмета нерастительного происхождения; радиальный палец при проворачивании вокруг своей оси, при встрече с соседним пальцем или предметом нерастительного происхождения, не успевает вернуться в стабильное рабочее положение; побег срезается подпорно, только в створе дисковых ножей, по всей остальной траектории движения пальцев происходит более энергоемкое бесподпорное резание; пальцы не имеют запасного лезвия в перевернутом положении; отсутствует защитный кожух.
Известно «Устройство для обрезки веток» [2], содержащее закрепленный на валу двигателя рабочий орган в виде диска с закрепленными посредством осей режущими ножами, снабженными пружинами, причем ножи выполнены в виде дугообразных сегментов, режущая кромка которых в сложенном и зафиксированном положении образует окружность. На корпусе двигателя установлено заточное приспособление в виде радиально закрепленного рычага с абразивным инструментом, взаимодействующим с режущей кромкой ножей. При заточке ножи фиксируются в сложенном положении, откидной рычаг с инструментом переводится вниз до контакта с режущей кромкой и удерживается в этом положении пружиной. После заточки двигатель выключается, а рычаг переводится в верхнее положение.
Недостатки известного устройства - нож при отклонении вокруг своей оси, при встрече с непреодолимым препятствием, не успевает вернуться под действием пружины в стабильное рабочее положение; резание бесподпорное; ножи не имеют запасного лезвия в перевернутом положении; отсутствует защитный кожух.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является «Устройство для срезания кустарника» [3], принятое за прототип, содержащее корпус с закрепленным на нем гребнеобразным ножом-рассекателем. В корпусе установлен вал, передающий вращающий момент маховику, включающего в себя ступицу и закрепленные с обеих сторон ступицы диски. Между дисками диаметрально и симметрично посредством осей закреплены державки, имеющие на внутренних частях зубья. На ступице посредством подшипника соосно установлена шестерня, входящая в зацепление с державками. Шестерня с верхней стороны имеет два симметрично полукольцевых паза, в каждом из которых соответственно по ходу вращения установлены упругий буфер и пружина. На верхнем из дисков диаметрально закреплены выступающие в пазы шестерни упоры для взаимодействия с упругими буферами и пружинами. В нижних периферийных частях державок в выфрезерованных пазах закреплены ножи посредством имеющихся в них отверстий, образованных симметричными коническими поверхностями, сходящимися в середине сечения ножей. Ножи зафиксированы с помощью втулок, имеющих, в расположенной снизу контактирующей с конической поверхностью отверстия части ножа, бурт в виде усеченного конуса; болтов и зафиксированных штифтами шайб, установленных нижними цилиндрическими выступами в отверстия державок и имеющих в верхних составляющих в виде стакана для размещения в них шляпок болтов. На верхней плоскости периферийной части каждой державки установлена пружина, выполненная в виде незамкнутого кольца, соосного оси шайбы, и имеющая прямолинейный периферийно выступающий свободный конец. Начальная часть пружины загнута вниз и установлена в цилиндрическую полость державки, а ее средняя кольцевая и прилегающая к ней периферийная прямолинейная части установлены в кольцевой проточке и прорези; выполненных соответственно на поверхности шайбы, прилегающей к верхней плоскости державки. Вертикальные периферийные грани державок, выполненные, например, рифлеными, с фронтальной стороны образуют зацепы.
Недостатками известного устройства, выбранного в качестве прототипа, являются забивание зубчатых зацеплений срезанными ветками, что затрудняет отклонение и возврат подвижных ножей в рабочее положение; малое расстояние между подшипниками, что ведет к задеванию подвижного ножа неподвижного ножа-рассекателя, даже при холостых оборотах; подвижный нож при отклонении вокруг оси державки, при встрече с непреодолимым препятствием, также отклоняет соседний подвижный нож от равновесного положения через общую шестерню и соседний нож не успевает принять рабочее положение к моменту среза стебля; дороговизна зубчатого зацепления.
Задача изобретения - повышение надежности технологического процесса, снижение энергоемкости и себестоимости устройства.
Технический результат состоит в упрощении конструкции, улучшении работы и повышении надежности технологического процесса при снижении затрат на изготовление и эксплуатацию устройства для контурной обрезки кустарников.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для контурной обрезки кустарников включает в себя корпус с ножом-рассекателем и смонтированным в нем валом для передачи крутящего момента закрытому защитным кожухом маховику, на котором закреплены через оси державки, в пазах державок вставлены подвижные ножи, поджатые снизу коническими втулками, упирающимися в ножи буртами посредством болтов и шайб, поджатых верхними прижимами, при этом на верхних плоскостях периферийных участков державок соосно верхним прижимам установлены пружины кручения, выполненные в виде незамкнутого кольца и имеющие прямолинейный периферийно выступающий свободный конец, и буферы.
В устройстве для контурной обрезки кустарников расстояние между подшипниками вала может быть увеличено до соотношения l/d=6 (где l - расстояние между подшипниками, d - диаметр вала под подшипники).
Соединение вала с маховиком может быть выполнено шлицевым эвольвентным.
Лезвие подвижного ножа может быть выполнено по прямой линии.
Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведен вид сверху устройства для контурной обрезки кустарников с рассеченным наполовину кожухом; на фиг.2 - сечение А-А; на фиг.3 - ротор, вид сверху, при установившемся режиме движения подвижных ножей без кожуха и корпуса; на фиг.4 - ротор, вид спереди, при установившемся режиме движения подвижных ножей без кожуха и корпуса; на фиг.5 - сечение Б-Б; на фиг.6 - ротор с подвижным ножом в одном из рабочих положений и привязкой сектора рабочих положений; на фиг.7 - сечение В-В.
Устройство состоит из корпуса 1 (см. фиг.1) с закрепленным на нем гребнеобразным ножом-рассекателем 2. В корпусе закреплен вал 3 (см. фиг.2), который передает крутящий момент маховику 4 через шлицевое эвольвентное соединение. На маховике 4 симметрично через оси 5 (см. фиг.3) установлены державки 6, натянутые подвижными ножами 7 наружу, с помощью пружины растяжения 8. На основании корпуса 1 приварены ограничители 9 и 10, в которых при помощи фиксаторов 11 и 12 (см. фиг.4) закреплены резиновые буферы 13. В выфрезированные расположенные снизу пазы периферийных участков державок 6 вставлены подвижные ножи 7, поджатые снизу коническими втулками 14 (см. фиг.5). Конические втулки 14 упираются буртом в подвижные ножи 7 посредством болтов 15, головки которых через пружинные шайбы поджимают верхние прижимы 16 к державкам 6. Верхние прижимы 16 зафиксированы от смещения в плоскости вращения штифтами 17. На верхних плоскостях периферийных участков державок 6 соосно верхним прижимам 16 установлены пружины кручения 18, выполненные в виде незамкнутого кольца и имеющие прямолинейный периферийно выступающий свободный конец. Начальные радиусные части пружин кручения 18 загнуты вниз и вставлены в глухие отверстия державок 6, а их средние радиусные и прилегающие к ним периферийные прямолинейные участки установлены во вскрытых кольцевых проточках, выполненных на поверхностях верхних прижимов 16. Боковые периферийные поверхности державок, которые принимают удар, выполнены в виде зацепов 19 (см. фиг.3). Маховик, в целях безопасности, закрыт защитным кожухом 20 (см. фиг.1).
Устройство работает следующим образом. Корпус 1, с закрепленным на нем гребнеобразным ножом-рассекателем 2 и с вращающимся в корпусе валом 3 и элементами ротора 4-19, подается к подлежащему контурной обрезке кустарнику. Державки 6, под действием центробежных сил, принимают симметричное радиальное направление подвижными ножами 7 наружу. При встрече подвижного ножа 7 со стеблем кустарника, вошедшим в паз ножа-рассекателя 2, происходит отклонение державок 6 на некоторый угол φ от равновесного положения (см. фиг.6). При встрече с непреодолимым препятствием угол φ превысит угол зоны рабочих положений подвижного ножа 7. В этом случае подвижный нож 7 соприкасается с непреодолимым препятствием и поворачивается вокруг оси 5 до тех пор, пока державка 6 не упрется в буфер 13, пропуская предмет, который невозможно перерезать. Это предохраняет ножи от поломок. При попадании в зону резания предмета или прочного стебля, который невозможно перерезать сразу, нож, частично подрубив стебель, отклоняется, пока державка не упрется в буфер. После обхода сечения частично подрезанного стебля и выхода из контакта с древесиной подвижный нож 7, под действием центробежных сил и пружины растяжения 8, принимает рабочее уравновешенное положение за один оборот маховика 4, перед тем как произойдет резание ближайшего стебля в пазу ножа-рассекателя 2. При перекрытии части стебля кустарника значительного диаметра набегающим подвижным ножом 7 подвижный нож проходит данную часть стебля, частично отклоняясь на маховике 4 посредством соответствующего растяжения пружины растяжения 8. Державка 6 при этом не входит в контакт зацепом 19 в расположенную над лезвием область перерезаемого стебля, а лишь посредством консольного свободного участка пружины кручения 18, которая отклоняется под действием нагрузки, пропуская стебель. Если в периферийную зону перекрытия подвижного ножа 7 попадает стебель малого диаметра, то он отделяется подвижным ножом 7 и отбрасывается пружиной кручения 18 по ходу вращения ротора (см. фиг.7). При затуплении лезвия подвижного ножа 7 болт 15 выкручивают из втулки 14, вынимают подвижный нож, переворачивают и вставляют на прежнее место, закрутив болт 15 во втулку 14.
Снижение себестоимости, упрощение конструкции устройства для контурной обрезки кустарников, а также сокращение времени на возврат отклоняющихся державок с подвижными ножами в стабильное рабочее положение заключается в соединении державок пружиной растяжения и ограничении во вращении вокруг осей ограничителями с закрепленными в них буферами. Устранение периодического касания подвижных ножей неподвижного ножа-рассекателя и повышение надежности работы механизма заключается в увеличении расстояния между подшипниками до соотношения l/d=6 (где l - расстояние между подшипниками, d - диаметр вала под подшипники). Повышение уровня технологичности изготовления устройства заключается в применении шлицевого эвольвентного соединения вала с маховиком, а также в применении прямой линии лезвия подвижных ножей, которая к тому же и менее энергоемкая в эксплуатации, чем радиусная вогнутая.
Источники информации
1. Патент SU 1045861 A, A01G 3/04, 1983.10.07.
2. Патент SU 1708191 А1, A01G 23/06, 1992.01.30.
3. Патент SU 1690613 Al, A01G 23/00, 23/08, 1991.11.15.