Устройство для измельчения растительного опада на основе струн

Устройство относится к сельскому, лесному, жилищно-коммунальному хозяйствам и может быть использована  для измельчения растительного опада в лесах, лесопарках и других зонах древостоя.
Известны два типа измельчителей растительного опада: стационарные и мобильные. Все стационарные измельчители обладают недостатками: во-первых, растительный опад необходимо собирать вручную (большие трудозатраты), во-вторых, мощностные характеристики не позволяют использовать их на больших территориях.
Наибольшее практическое применение имеют мобильные измельчители. Известна машина для уборки и измельчения листьев ЛУМ-1П – прототип (Коршун В.Н. Роторные рабочие органы лесохозяйственных машин: Концепция конструирования. Красноярск, 2002 г.). Машина агрегатируется с трактором Т-25 и содержит два роторных рабочих органа: роторный подбирающий рабочий орган и роторный измельчающий орган.  Измельчающий рабочий орган содержит ротор с несущими дисками, на которых посредством осей шарнирно закреплены ножи. Число осей на роторе варьируется от 2 до 8. Измельчающие элементы изготавливаются из ленточного проката. Ротор устанавливается на подшипниковых опорах в кожухе, верхняя часть которого цельная, а нижняя – выполняется в виде реккатера. Рабочая поверхность реккатера снабжена двумя элементами: первый неподвижен, а второй имеющий в поперечном сечении форму части окружности, прижат к первому при помощи прижимов с пружинами и имеет возможность возвратно-поступательного перемещения относительно неподвижного элемента посредством привода.
Недостатками данного образца являются большие габариты машины и рабочего органа. По этой причине теряется маневренность машины, которая необходима при работе на придорожных территориях, в лесопарковых зонах с густым расположением деревьев.
Задачей полезной модели является уменьшение габаритов рабочего органа измельчителя с одновременным снижением энергозатрат на процесс резания, а также уменьшением коэффициента трения о растительный опад и сопротивления резанию. Одновременно в комплексе решается задача улучшения агротехнического состояния поверхности почвы и повышения ее механических свойств
Это достигается тем, что рабочий орган измельчителя выполнен на основе стальных струн, способных генерировать поперечные колебания. Процесс разрушения растительного опада обеспечивается резонансными колебаниями струн в зависимости от их конструктивных параметров и кинематики рабочего органа.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема компоновки барабана-ротора со струнным измельчителем, на фиг. 2 - компоновочная схема мотоблока с измельчителем.
3
Барабан-ротор содержит дисковые ножи 1, струны 2 и ротор 3. Рабочий орган измельчителя состоит из 6 струн, каждая из которых натянута между двумя точками на боковых поверхностях (дисковых ножах) барабана-ротора, который в свою очередь совершает вращательные движения вокруг своей оси. Используют струны из углеродистой стали 45 плотностью 7820 кг/м. Длина струны, а соответственно, и расстояние между дисковыми ножами, равны 0,21 м. Диаметр струн составляет 0,00116 м.
c
р
Струны устанавливают на барабан-ротор на расстоянии R = 0,25 м от оси вращения, с учетом заглубления струны в растительный опад при вертикальном положении ротора Д=0,03 м. Частота вращения ротора щ составляет 550 об/мин. Удельные энергозатраты струны не зависят от усилия натяжения, поэтому усилие натяжения струны минимально.
Устройство работает следующим образом. Барабан-ротор со струнным измельчителем 4 с помощью навески 5 крепится к мотоблоку 6 (мопед ЗИД-50 изготовитель ОАО "Завод им. В. А. Дегтярева"). Оператор одновременно заводит мотоблок и силовой агрегат измельчителя 7. В частности, при движении мотоблока на малых скоростях барабан-ротор машины вращается с частотой 550 оборотов в минуту. При вращении ротора струны разрушают растительный опад и одновременно разрыхляют поверхность почвы на глубину 30-40 мм.