СУЧКОРЕЗ
PRUNER

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к плодоводству, и может быть использован для обрезки плодовых деревьев, кустарников и виноградной лозы.
Уровень техники
Известен секатор садово-кабельный, содержащий режущий механизм, включающий в себя противонож, боковину и размещенный между ними режущий нож с возможностью его линейного перемещения относительно противоножа, и механизм привода режущего ножа, выполненный в виде пары подпружиненных силовых рычагов, шарнирно связанных с режущим механизмом, а так же противонож и боковина жестко связаны между собой пальцем силового шарнира, на котором шарнирно закреплен один из пары силовых рычагов, на том же пальце силового шарнира между боковиной и противоножом установлен подвижный вдоль них режущий нож, на поле которого в средней части выполнен продольный паз, второй силовой рычаг посредством другого пальца силового шарнира связан с одним из концов режущего ножа с возможностью его линейного перемещения относительно противоножа и боковины, на соответствующих концах которых выполнены идентичные продольные пазы для пальца другого силового шарнира, а на свободном конце режущего ножа выполнено лезвие с односторонней заточкой, кромка которого образует с одной из продольных боковых граней режущего ножа острый угол, при этом на конце противоножа, прилегающем к лезвию режущего ножа, выполнена выборка для объекта резки, охватывающая его поверхность в зоне реза на величину 3/4 периметра поперечного сечения, под лезвием режущего ножа с тыльной стороны между противоножом и боковиной жестко закреплен подпорный палец, конец противоножа за пределами выборки для объекта резки выполнен в виде клина, а свободные концы силовых рычагов шарнирно связаны между собой общим пальцем, несущим булавочную пружину. (См. Патент РФ №2360401, Кл. A01G 3/02, опубл. 10.07.2009).
Недостатком известной конструкции является применение мышечной силы, что снижает эффективность работы устройства.
Известен сучкорез, включающий шарнирно соединенные режущий и противорежущий ножи, установленные на рукоятке, при этом на противорежущем ноже смонтирована пилка для обрезки сучьев, а так же на нижней торцевой части пилки выполнена насечка длиной 25 мм в виде зубьев высотой 3 4 мм, а противорежущий нож снабжен хвостовиком, внутри которого расположен тяговый тросик. (См. Патент РФ №2040149, Кл. A01G 3/02, опубл. 25.07.1995).
Недостатком известной конструкции является применение мышечной силы, а также сложной кинематической схемы передачи этой силы, что снижает эффективность работы сучкореза.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту и принимаемый авторами за прототип выбрано переносное устройство для резки, содержащее силовой цилиндр, рукоятку, установленную на его корпусе, сменный неподвижный нож, закрепленный в державке, установленной на корпусе силового цилиндра, и выполненный с профильной режущей кромкой, подвижной нож, установленный на подпружиненном штоке силового цилиндра, и источник создания давления рабочей среды, а так же с целью повышения производительности и расширения технологических возможностей, источник создания давления рабочей среды выполнен в виде закрепленного на корпусе силового цилиндра барабана с беспульными патронами, установленными в его каморах, связанных с поршневой полостью силового цилиндра, державка выполнена с отверстием и установлена на корпусе шарнирно посредством оси, рукоятка установлена на корпусе шарнирно и снабжена ударно-спусковым механизмом и механизмом ее фиксации в виде застежки, расположенной на боковой поверхности барабана, при этом в корпусе цилиндра выполнены отверстия для выхода рабочей среды в атмосферу. (См. Патент РФ №2033904, Кл. B23D 29/00, A01G 3/02, опубл. 30.04.1995)
Переносное устройство для резки имеет следующие недостатки: наличие поршня снижает надежность работы и срок эксплуатации устройства, из-за повышенного износа уплотнительных элементов, использование беспульных патронов повышает затраты в процессе эксплуатации.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является - разработка сучкореза, обладающего повышенной надежностью, сроком эксплуатации, и эффективностью работы, а также низкими эксплуатационными затратами.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемой конструкции, сводится к повышению надежности, срока эксплуатации и эффективности работы, а также уменьшению эксплуатационных затрат, за счет применения линейного электродвигателя для привода сучкореза.
Технический результат достигается тем, что сучкорез, содержащий неподвижное, подвижное лезвия и пружину, а так же он дополнительно снабжен линейным электродвигателем, с якорем соединенным при помощи винта с подвижным лезвием и состоящим из верхней магнитной втулки, немагнитной втулки, немагнитного подшипника скольжения расположенного в магнитопроводе и немагнитного подшипника скольжения закрепленного на нижней магнитной втулке, корпуса в котором расположена кнопка включения и устройство управления, а так же магнитный корпус в котором находятся первая намагничивающая катушка и вторая намагничивающая катушка, аккумуляторная батарея, при этом неподвижное лезвие закреплено на корпусе при помощи болта.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 - представлен сучкорез на основе линейного электродвигателя.
На фиг. 2 - представлен разрез сучкореза с нанесением основных магнитных
потоков в исходном положении.
На фиг. 3 - представлен разрез сучкореза с нанесением основных магнитных потоков в момент подготовки к процессу резания.
На фиг. 4 - представлен разрез сучкореза с нанесением основных магнитных потоков в момент начала процесса резания.
На фиг. 5 - представлен разрез сучкореза с нанесением основных магнитных потоков в момент окончания процесса резания.
Осуществление изобретения
Сучкорез (см. фиг. 1, 2, 3, 4, 5) содержит неподвижное лезвие 1 в котором размещается подвижное лезвие 2, соединенное при помощи винта 3 с якорем 4 линейного электродвигателя 5, который состоит из верхней магнитной втулки 6, немагнитной втулки 7 и нижней магнитной втулки 8, установленный при помощи немагнитного подшипника скольжения 9 в магнитопровод 10 и немагнитного подшипника скольжения 11, установленного на нижнюю магнитную втулку 8. В корпусе 12 расположены кнопка включения 13, устройство управления 14, магнитный корпус 15, первая намагничивающая катушка 16, вторая намагничивающая катушка 17, аккумуляторная батарея 18 и пружина 19. При этом неподвижное лезвие 1 закреплено на корпусе 12 при помощи болта 20, а так же перерезаемого сучка 21.
1
1
1р
1ш
1δ
1
1р
1ш
1δ
1δ
1р
1ш
1р
1ЭМ
1ЭМ
пр
1ЭМ
пр
1р
1ш
1δ
Предлагаемый сучкорез работает следующим образом (см. фиг. 1, 2, 3, 4, 5): при отсутствии питания первой намагничивающей катушки 16 линейного электродвигателя 5 подвижное лезвие 2, соединенное винтом 3 с якорем 4, состоящим из верхней магнитной втулки 6, немагнитной втулки 7 и нижней магнитной втулки 8 установленный при помощи немагнитного подшипника скольжения 9 в магнитопровод 10 и немагнитного подшипника скольжения 11, установленного на нижнюю магнитную втулку 8, под действием пружины 19 занимает верхнее положение. При нажатии кнопки включения 13 на первую намагничивающую катушку 16 линейного электродвигателя 5, подается напряжение 24 В от аккумуляторной батареи 18 через устройство управления 14 при этом по первой намагничивающей катушке 16 начинает протекать ток создающий магнитный поток Ф замыкающийся по магнитному корпусу 15 и магнитопроводу 10 (см. фиг. 2). Магнитный поток Ф в месте первого сужения магнитопровода 10 разделяется на рабочий магнитный поток Ф, проходящий по верхней магнитной втулке 6 и немагнитной втулке 7, шунтирующий магнитный поток Ф, проходящий по первому сужению магнитопровода 10, а так же рассеянный магнитный поток Ф, проходящий по первой намагничивающей катушке 16, далее они суммируются в магнитопроводе 10. Разделение магнитного потока Ф в месте первого сужения магнитопровода 10 на рабочий магнитный поток Ф, шунтирующий магнитный поток Ф и рассеянный магнитный поток Ф происходит из-за наличия первого сужения магнитопровода 10, что приводит к магнитному насыщению этого участка и выталкиванию магнитных потоков Ф1р и Ф при этом магнитные сопротивления прохождению магнитных потоков Ф, Ф и соизмеримы между собой из-за наличия немагнитной втулки 7. В результате прохождения рабочего магнитного потока Ф (см. фиг. 3) возникает электромагнитная сила (F) первой намагничивающей катушки 16, направленная встречно силе разжимания пружины Fпр, которая приводит к перемещению якоря 4 в нижнее положение, при котором электромагнитная сила (F) первой намагничивающей катушки 16, больше силы разжимания пружины (F) (F>F), при этом магнитный поток в месте первого сужения магнитопровода 10 разделяется на рабочий магнитный поток Ф проходящий по верхней магнитной втулке 6, шунтирующий магнитный поток Ф проходящий по первому сужению магнитопровода 10, при чем за счет снижения магнитного сопротивления на пути рабочего магнитного потока Ф1р, исчезает рассеянный магнитный поток Ф.
2
2
2р
2ш
2δ
2
2р
2ш
2δ
2р
2δ
2р
2ш
2δ
2р
2эм
пр
рез
2эм
пр
рез
2эм
пр
В момент, когда якорь 4 переместился в нижнее положение совместно с подвижным лезвием 2, при этом в неподвижное лезвие 1 закрепленное при помощи болта 20 на корпусе 12, заводится перерезаемый сучек 21. Отпуская кнопку включения 13, отключается питание первой намагничивающей катушки 16 и якорь 4, соединенный винтом 3 с подвижным лезвием 2, под действием пружины 19 начинает перемещаться в верхнее положение. При достижении подвижным лезвием 2 перерезаемого сучка 21 (см. фиг. 4) расположенного в неподвижном лезвии 1, устройство управления 14 подает напряжение 24 В от аккумуляторной батареи 18 на вторую намагничивающую катушку 17 линейного электродвигателя 5, по которой начинает протекать ток создающий магнитный поток Ф замыкающийся по магнитному корпусу 15 и магнитопроводу 10. Магнитный поток Ф в месте второго сужения магнитопровода 10 разделяется на рабочий магнитный поток Ф проходящий по нижней магнитной втулке 8 и немагнитной втулке 7, шунтирующий магнитный поток Ф проходящий по второму сужению магнитопровода 10, а так же рассеянный магнитный поток Ф проходящий по второй намагничивающей катушке 17, далее они суммируются в магнитопроводе 10. Разделение магнитного потока Ф в месте второго сужения магнитопровода 10 на рабочий магнитный поток Ф, шунтирующий магнитный поток Ф и рассеянный магнитный поток Ф происходит из-за наличия второго сужения магнитопровода 10, что приводит к магнитному насыщению этого участка и выталкиванию магнитных потоков Ф и Ф, при этом магнитные сопротивления прохождению магнитных потоков Ф, Ф и Ф соизмеримы между собой из-за наличия немагнитной втулки 7. В результате прохождения рабочего магнитного потока Ф возникает электромагнитная сила (F) второй намагничивающей катушки 17, которая складывается с силой разжимания (F) пружины 19 оказывая при этом разрушающее действие подвижным лезвием 2 на перерезаемый сучек 21. Сила резания (F) подвижным лезвием 2 будет равна сумме электромагнитной силы (F) второй намагничивающей катушки 17, и силы разжимания (F) пружины 19 (F=F+F).
2
2ш
2р
2δ
При достижении якоря 4 совместно с подвижным лезвием 2 верхнего положения происходит перерезание сучка 21 (см. фиг. 5), при этом магнитный поток Ф в месте второго сужения магнитопровода 10 разделяется на рабочий магнитный поток Ф2р проходящий по нижней магнитной втулке 8, шунтирующий магнитный поток Ф проходящий по второму сужению магнитопровода 10, при чем за счет снижения магнитного сопротивления на пути рабочего магнитного потока Ф, исчезает рассеянный магнитный поток Ф.
За счет использования связи подвижного лезвия 2 сучкореза соединенного при помощи винта 3 с якорем 4, упрощается кинематическая схема передачи силы, и как следствие повышается надежность, срок эксплуатации. Применение линейного электродвигателя 5 и для его питания аккумуляторной батареи 18, позволяет увеличить эффективность работы и уменьшить эксплуатационные затраты.
Для питания линейного электродвигателя 5 необходимо напряжение 24 В постоянного тока. Линейный электродвигатель 5 сучкореза, преобразует электрическую энергию в силу резания не менее 2 кН, необходимую для эффективного перерезания сучков плодовых деревьев, кустарников и виноградной лозы.
По сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями предлагаемый сучкорез на основе линейного электродвигателя имеет ряд преимуществ:
- за счет использования связи подвижного лезвия с якорем линейного электродвигателя, повышаются надежность сучкореза и срок его эксплуатации;
- за счет применения линейного электродвигателя, повышается эффективность работы сучкореза для плодовых деревьев, кустарников и виноградной лозы;
- за счет применения линейного электродвигателя снижаются эксплуатационные затраты.