ВИНТОВОЙ РЕЖУЩИЙ АППАРАТ ДЛЯ ЗАГОТОВКИ И ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ
SCREW CUTTING UNIT FOR STOCKING AND GRINDING WOOD GREENS

Изобретение относится к области лесного хозяйства, в частности к машинам для заготовки древесной зелени с ее одновременным измельчением.
Известен винтовой режущий аппарат, содержащий раму, на которой шарнирно установлен шнек, снабженный винтовым ножом, и противорежущие пальцы, эквидистантно охватывающие шнек снизу. Винтовой нож выполнен в виде чередующихся режущих и подводящих элементов, установленных попарно между соседними пальцами (А.с. SU №1551273, МПК А01D 34/53, бюл. №11, 1990 г.).
Недостатком известного винтового режущего аппарат является то, что он относится к сельскохозяйственному машиностроению и предназначен для заготовки крупностеблевых сельскохозяйственных культур, и не может быть использован для заготовки древесной зелени ввиду различия их процессов резания. С помощью этого аппарата возможно осуществить только срезание стеблей растений.
Известен также режущий аппарат, содержащий вращающийся в подшипниковых опорах винтовой нож, расположенный над брусом с противорежущими пальцами, выполненными по дугам окружностей, центры которых совмещены с осью вращения ножа (А.с. SU №1192683, МПК А01D 34/53, бюл. №43, 1985 г.).
Недостатком известного режущего аппарата является то, что он также предназначен только для заготовки сельскохозяйственных культур. Данный аппарат, хоть и обеспечивает направленный сброс срезанных стеблей, но не выполняет операции измельчения и сбора, а также ввиду различия процессов резания сельскохозяйственных культур и древесной зелени, не может быть использован для ее заготовки. Таким образом, на сегодняшний день не существует механизированного режущего инструмента для заготовки древесной зелени.
Изобретение решает задачу - механизировать процесс заготовки древесной зелени с растущих деревьев с одновременным ее измельчением.
Технический результат изобретения заключается в снижении потерь и порчи древесной зелени на стадии ее заготовки и увеличении полезного выхода зеленой массы практически до 100%, а также повышении производительности заготовки древесной зелени.
Указанный технический результат достигается тем, что в винтовом режущем аппарате для заготовки и измельчения древесной зелени, содержащем вращающийся в подшипниковых опорах винтовой нож и противорежущие пальцы, согласно изобретению винтовой нож выполнен с углом заострения режущей кромки от 15 до 50°,внутренняя поверхность корпуса имеет противорежущие элементы, расположенные по винтовой линии под углом 15-45° к углу наклона линии пера шнека, а между противорежущими пальцами в корпусе выполнены калибровочные отверстия.
Угол заострения режущей кромки, лежащий в диапазоне 15-50°, обеспечивает надежное срезание ветвей и наиболее качественный рез. При угле заострения β<15° увеличивается энергоемкость процесса резания, а при β>50° происходит расслоение перерезаемого сырья.
Угол наклона противорежущих элементов к линии пера шнека, по которой расположена режущая кромка винтового ножа, лежащий в диапазоне от 15 до 45°, обеспечивает качественное срезание веточек при наименьших значениях усилия резания.
Выполнение калибровочных отверстий между противорежущими пальцами обеспечивает срезание ветвей диаметром до 10 мм.
В предложенном винтовом режущем аппарате одновременно выполняются операции резания, измельчения и сбора заготавливаемой древесной биомассы.
На фиг.1 представлена конструктивная схема режущего аппарата; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2.
Винтовой режущий аппарат для заготовки и измельчения древесной зелени состоит из охватывающего корпуса 1, в подшипниковых опорах 2 которого установлен винтовой вращающийся нож 3, образованный заточкой по наружному диаметру шнека 4. Корпус 1 содержит ряд калибровочных отверстий 5, сформированых между противорежущими пальцами 6. Внутренняя поверхность корпуса 1 имеет выфрезерованные противорежущие элементы 7, которые для равномерного и качественного многократного перерезания ветвей расположены по спирали под углом λ от 15 до 45° к углу наклона пера шнека 4. С внешней стороны корпуса 1 к противорежущим пальцам 6 крепятся направляющие 8. Аппарат содержит также привод 9 шнека 4 и бункер 10 для сбора измельченной зелени. Винтовой нож 3 выполнен с заостренной внешней режущей кромкой 11 с углом заострения β от 15 до 50°. Задняя поверхность 12 режущей кромки 11 направлена наружу вверх, а передняя поверхность 13 выполнена с поднутрением 14. Угловые параметры винтового резца 3: передний угол - γ°, задний угол - α° задаются в зависимости от угла заострения β° (фиг.3). Срезаемые ветви 15 измельчаются в зоне контакта ножа 3 и противорежущих элементов 7.
Винтовой режущий аппарат для заготовки и измельчения древесной зелени работает следующим образом. При передвижении агрегата по окружности кроны дерева, таким образом, что его ось параллельна образующей конуса кроны, ветви необходимой длины и диаметра, распределяясь направляющими 8, попадают в калибровочные отверстия 5, т.е. в зону их среза. Ширина калибровочных отверстий 5 зависит от диаметра перерезаемой ветви и составляет 8-10 мм. Перерезание ветвей производится в месте встречи подвижного (винтовой нож 3) и неподвижного (противорежущий палец 6) ножей. Вращение шнека 4 с винтовым ножом 3 осуществляется от привода 9.
Обрезанные ветви шнеком 4 распределяются внутри корпуса 1, внутренняя поверхность которого имеет противорежущие элементы 7, благодаря чему происходит многократное резание (измельчение) срезанных ветвей. В качестве подвижного режущего элемента здесь выступает винтовой нож 3, неподвижного - противорежущие элементы 7. Для равномерного и качественного многократного перерезания ветвей противорежущие элементы 7 расположены по спирали под углом от 15 до 45° к углу наклона пера шнека 4. Измельченная древесная масса шнеком 3 выносится в бункер 10.