КУСТОРЕЗ
BRUSH CUTTER

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к кусторезу, а именно к режущему узлу и его режущему зубу.
Уровень техники
Известны кусторезы, в которых используется цилиндрический, вращающийся барабан с установленными на барабане режущими узлами, при этом барабан установлен в передней части транспортного средства или на стреле транспортного средства. Каждый из режущих узлов, в целом, содержит монтажную плиту, неподвижно закрепленную на барабане таким образом, чтобы режущий зуб был разъемно установлен на плите. Поскольку монтажные плиты и расположенные на них зубья открыты со стороны поверхности барабана, часто приходится проводить техобслуживание кусторезов как в плане замены поврежденных элементов режущих узлов, так и в плане поддержания остроты режущих зубьев.
Известны кусторезы, в которых используется цилиндрический вращающийся барабан с кольцеобразными, разнесенными защитными муфтами, установленными на барабане, и режущим узлом, установленным частично в пределах периферийной кромки каждой муфты таким образом, чтобы по меньшей мере часть узла была защищена. Между тем, узлы выступают по бокам муфт, а зубчатые узлы часто входят в первоначальный контакт с незакрепленными, боковыми участками узлов во время резки, что часто приводит к повреждению узлов и/или муфт.
Также известны кусторезы, в которых используется цилиндрический вращающийся барабан с кольцеобразными, разнесенными, защитными муфтами, установленными на барабане, и режущими узлами, установленными между смежными муфтами на барабане. У режущих узлов имеется зуб, установленный спереди монтажной плиты, плита закреплена к барабану и муфтам, обычно снизу периферийной кромки муфт. Зуб проходит вверх от передней части плиты и наклонен под углом вперед над муфтами. Монтажные плиты хорошо защищены снизу и между внешними краями муфт. Между тем, зубья выступают над муфтами и загнуты таким образом, чтобы они проходили вверх и вперед. Если зубья выступают слишком далеко вверх над муфтами и монтажными плитами, то зубья будут подвергаться избыточным изгибающим усилиям, что приведет к преждевременному выходу зубьев из строя. Если зубья не будут выступать слишком далеко над муфтами и монтажной плитой, то зубья будут иметь недостаточный захват при резке кустов, а, следовательно, будут недостаточно эффективны.
Раскрытие изобретения
Таким образом, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить усовершенствованный режущий зуб и режущий узел.
Таким образом, согласно настоящему изобретению предлагается режущий зуб, содержащий ножеобразный режущий участок с противоположными верхней и нижней поверхностями, противоположными передним и задним торцами, определяющими длину между ними, а также противоположными боковыми сторонами, определяющими ширину между ними, монтажный участок, выступающий вниз от нижней поверхности режущего участка, с по меньшей мере верхней частью монтажного участка, примыкающей к режущему участку, определяющей ширину, которая меньше ширины режущего участка, при этом у монтажного участка имеется проходящие по бокам удерживающие элементы, удаленные от режущего участка и выполненные с возможностью их удержания в монтажной плите, режущий участок по меньшей мере на четверть длины выходит за пределы передней части монтажного участка, а передний торец режущего участка заканчивается режущей кромкой.
Также согласно настоящему изобретению предлагается режущий узел, содержащий монтажную плиту, крепящуюся к кусторезному вращающемуся элементу, при этом у плиты имеется передняя поверхность и верхняя поверхность, паз, проходящий в плите назад от передней поверхности вдоль лишь части длины плиты, причем паз открыт со стороны верхней поверхности, имеет сечение, которое включает в себя увеличивающуюся по бокам область, удаленную от верхней поверхности, а также режущий зуб с имеющимся у него верхним режущим участком с противоположными передним и задним торцами, определяющими длину между ними, монтажным участком, проходящим вниз от нижней поверхности режущего участка, причем у монтажного участка имеется удерживающая часть, удаленная от режущего участка и имеющая сечение, ответное сечению паза, при этом зуб может соединяться с монтажной плитой за счет скользящего плотного вхождения удерживающей части в паз плиты таким образом, чтобы остальная часть зуба плотно опиралась на верхнюю поверхность плиты, удерживающая часть монтажного участка зацепляется с расширяющейся по бокам областью, не позволяя зубу перемещаться вверх в пазу, после вхождения зуба в плиту режущий участок по меньшей мере на четверть длины выступает вперед от передней части плиты, а его передний торец заканчивается режущей кромкой.
Также согласно настоящему изобретению предлагается кусторез, содержащий: барабан, выполненный с возможностью вращения, у барабана имеется центральный трубчатый элемент с цилиндрической поверхностью, на цилиндрической поверхности элемента установлено множество муфт, муфты разнесены вдоль продольной оси элемента и проходят поперчено продольной оси элемента, у каждой муфты имеется вырез, идущий внутрь от периферийной кромки муфты, на каждой смежной паре муфт установлен по меньшей мере один режущий узел, вырезы пар муфт выровнены, монтажная плита каждого режущего узла установлена между двух муфт, на их кромки, определяющие вырезы, у плиты имеется передняя поверхность и верхняя поверхность, паз, проходящий назад от передней поверхности вдоль лишь части длины плиты, причем паз открывается со стороны верхней поверхности таким образом, что более широкий участок паза находится на удалении от верхней поверхности, и режущий зуб, у которого имеется верхний ножеобразный режущий участок с противоположными верхним и нижним торцами, определяющими длину между ними, монтажный участок, идущий вниз от режущего участка и определяющий удерживающую часть, удаленную от режущего участка и имеющую форму, ответную форме паза, при этом режущий зуб съемно установлен на плите таким образом, чтобы удерживающая часть, скользя, могла плотно входить в паз плиты, а остальная часть зуба плотно примыкала к верхней поверхности плиты, режущий участок проходит по меньшей мере, по существу, в касательном направлении вдоль муфт и расположен по меньшей мере частично радиально снаружи периферийных кромок муфт, монтажный участок по меньшей мере на четверть его длины выступает спереди плиты, а передний торец режущего участка заканчивается режущей кромкой.
Также согласно настоящему изобретению предлагается режущий узел для кустореза с имеющейся у него монтажной плитой, крепящейся к кусторезному вращающемуся элементу, при этом у плиты имеется паз, проходящий через плиту со стороны ее передней поверхности, паз открыт со стороны верхней поверхности плиты, у режущего зуба имеется режущий участок, монтажный участок, выступающий вниз от нижней части режущего участка, режущий зуб устанавливается на плите за счет помещения по меньшей мере части монтажного участка в паз со стороны передней поверхности плиты таким образом, чтобы режущий участок примыкал к верхней поверхности плиты, у режущего участка имеются противоположные передний и задний торцы, определяющие длину между ними, причем он по меньшей мере на четверть длины выступает спереди плиты, а его передний торец определяет режущую кромку, а также средства сопряжения на зубе и плите для удержания зуба в пазе.
Согласно одному из конкретных вариантов осуществления предлагается режущий зуб с имеющимся у него ножеобразным режущим участком, неразъемно соединенным монтажным участком на зубе. Режущий участок отделен от монтажного участка соединительным участком и проходит спереди от монтажного и соединительного участков, заканчиваясь режущей кромкой. Режущий зуб установлен на монтажной плите, образуя режущий узел кустореза. Монтажная плита имеет форму параллелепипеда, выполненного с возможностью установки между смежными защитными муфтами на барабане кустореза. Плита установлена у периферийной кромки муфт, над поверхностью барабана. Режущий зуб и монтажная плита сконструированы таким образом, чтобы режущий зуб можно было легко и быстро, но при этом надежно установить в монтажной плите. Способ установки зуба в плите позволяет производить его замену легко и быстро. Режущий зуб устанавливается таким образом, чтобы режущий участок находился над монтажной плитой, при этом режущий участок проходит спереди от монтажной плиты. За счет установки узла на защитные муфты режущие участки зуба, расположенные над муфтами, позволяют зубу зацепляться и разрезать больше веток в любом направлении, повышая тем самым его эффективность. Зуб установлен таким образом, чтобы режущий участок, в целом, проходил по касательной относительно режущего круга, описываемого режущей кромкой зуба во время использования. За счет этого режущее и ударное усилия передаются на режущий участок преимущественно на сжатии. Касательное, выдвинутое положение режущего участка относительно монтажной плиты позволяет резцу захватывать больше веток, повышая тем самым его эффективность. Это также позволяет сильнее выдвигать режущую кромку, что упрощает заточку. Касательное положение также способствует тому, что режущая кромка, в целом, остается в прежнем радиальном положении после заточки, что сводит к минимуму любое снижение эффективности вследствие укорачивания лезвия. Зуб предпочтительно радиально выдвинут наружу от периферийной части муфт по меньшей мере примерно на расстояние, равное половине толщины зуба. Кроме этого, размер и положение режущего участка зуба выбираются таким образом, чтобы режущая кромка спереди монтажной плиты выступала по меньшей мере примерно на треть длины режущего участка.
Краткое описание чертежей
Далее в качестве иллюстрации будет рассмотрен один из конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 показан кусторез, вид в перспективе;
на фиг.2 показан кустореза, вид с торца;
на фиг.3 подробно показана муфта, вид сбоку;
на фиг.4 показан режущий узел, установленный на две смежные муфты кустореза, вид в сечении вдоль линии 4-4 на фиг.2;
на фиг.5 показан режущий узел в разобранном виде, вид в перспективе;
на фиг.6 показана монтажная плита, вид спереди;
на фиг.7 - то же, вид сбоку;
на фиг.8 - то же, вид в сечении вдоль линии 8-8 на фиг.6;
на фиг.9 показан режущий зуб, вид спереди;
на фиг.10 - то же, вид сбоку;
на фиг.11 показан модифицированный режущий узел, вид в перспективе;
на фиг.12 - то же в разобранном состоянии, вид в перспективе;
на фиг.13 показан другой модифицированный режущий узел, вид в перспективе;
на фиг.14 - то же в разобранном состоянии, вид в перспективе; и
на фиг.15 показаны модифицированная монтажная плита и режущий зуб, вид, аналогичный виду на фиг.8.
Осуществление изобретения
На фиг.1-3 показан кусторез 1 согласно одному из конкретных вариантов осуществления. У кустореза 1 имеется вращающийся барабан 3, включающий в себя трубчатый элемент 5 с имеющейся у него цилиндрической поверхностью 7. Кольцеобразные муфты 9 установлены на трубчатом элементе 5. Согласно одному из конкретных вариантов осуществления муфты имеют одинаковые размеры, равномерно разнесены и расположены поперечно относительно продольной, центральной оси 11 трубчатого элемента 5. У каждой муфты 9 имеется внутренняя круговая периферийная часть 13, размер которой позволяет устанавливать в ней элемент 5, а также внешняя периферийная часть 15. Согласно конкретному изображенному варианту осуществления внешняя периферийная часть 15 является круговой, однако как вариант она также может иметь геликоидальные участки. Каждая муфта приварена к поверхности 7 трубчатого элемента 5. Торцы барабана 3 установлены любым известным образом в раме (не показано), на которую барабан опирается, барабан может вращаться в раме вокруг оси 11 при помощи соответствующих приводных средств (не показаны).
У каждой муфты 9 имеется первый вырез 17, проходящий радиально внутрь от внешней периферийной части 5 муфты. В показанном варианте осуществления вырез 17, в целом, имеет полукруглую форму и заходит почти наполовину в муфту. Второй вырез 19 находится сзади и смежно каждому из первых вырезов 17 в каждой муфте 9, второй вырез 19 пересекается с задней частью первого выреза 17 и в изображенном здесь варианте имеет прямоугольную форму. Второй вырез 19, в целом, расположенный поперечно радиальной линии 23, проходит от оси 11 вращения барабана, радиальная линия 23 разрезает вырез 19 пополам. Первый вырез 17 способствует удалению щепок во время работы кустореза. Второй вырез 19, как это будет рассмотрено далее, используется для установки режущего узла 25 на смежных муфтах.
Между каждой парой смежных муфт 9, опираясь на них, находится по меньшей мере один режущий узел 25. Каждый из режущих узлов 25 установлен во вторых вырезах 19 смежных муфт, причем, как это будет рассмотрено далее, подобные вырезы выровнены. Таким образом, как показано на фиг.1, режущий узел 25А опирается на смежные муфты 9А-9 В, находясь между ними. На следующие смежные муфты 9 В-9С, находясь между ними, опирается режущий узел 25 В. На следующие смежные муфты 9С-9D, находясь между ними, опирается режущий узел 25 С.На каждую пару смежных муфт опирается по меньшей мере один режущий узел. Каждый режущий узел смещен на угловое расстояние относительно непосредственно смежного режущего узла. Величина углового смещения может варьироваться.
Каждый из режущих узлов 25 включает в себя монтажную плиту 27, имеющую, в целом, форму параллелепипеда, как это показано на фиг.4 и 5. В представленном варианте осуществления длина плиты 27 примерно равна ее ширине, а толщина плиты примерно равна половине ее длины. В плите, показанной на фиг.6-8, имеется паз 29, проходящий от передней поверхности 31 плиты назад. Передняя поверхность 31 плиты является торцом плиты, обращенным в направлении вращения плиты во время работы кустореза. Паз 29, например, заходит более чем наполовину в плиту, в направлении заднего торца 33 плиты. Паз 29 открыт со стороны верхней поверхности 35 плиты. В пазу 29 имеются удерживающие средства 36, помогающие удерживать режущий зуб в пазу. Удерживающие средства 36 могут включать в себя более широкую часть 37 паза по сравнению с остальной частью 39 паза. Более широкая часть 37 предпочтительно расположена снизу паза 29. Форма паза 29 позволяет удерживать зуб в пазу, преодолевая действие центробежных сил во время вращения барабана. Изображенный паз 29 имеет форму перевернутой буквы Т, однако можно использовать и другие формы, обеспечивающие такой же результат, что и Т-образный паз. Стороны 41 плиты 27 подрезаны снизу, образуя заплечики 43 непосредственно над нижней частью 45 плиты. Через задний торец 33 плиты и торцевую стенку 49 проходит резьбовое отверстие 47, открывающееся в паз 29.
Монтажная плита 27 выполнена с возможностью установки между двумя смежными муфтами 9, таким образом, чтобы заплечики 43 опирались на нижний край 51 вторых вырезов 19, как это показано на фиг.2 и 4. Согласно одному из конкретных вариантов осуществления плита 27 приварена к муфтам 9 вокруг вырезов 19 таким образом, чтобы плита была приварена к двум муфтам 9 у заплечиков 43 и частично у переднего и заднего торцов 31, 33. После приваривания верхняя часть 35 плиты 27, в целом, выровнена с внешними периферийными частями 15 муфт 9, как это показано на фиг.2. После крепления к муфтам, плита 27 оказывается удаленной от поверхности 7 трубчатого элемента 5, образуя зазор 53 для удаления щепок между плитой 27 и трубчатым элементом 5.
Режущий узел 25 включает в себя режущий зуб 57. У режущего зуба 57 согласно фиг.9 и 10 в его верхней части имеется ножеобразный режущий участок 59, а также монтажный участок 61, идущий вниз от нижней части 62 режущего участка 59. Монтажный участок 61 уже и короче режущего участка 59 и центрирован относительно него. У монтажного участка 61 имеются боковые удерживающие средства 63, удаленные от режущего участка 59. Удерживающие средства 63 в нижней части монтажного участка 61 могут быть в виде фланцев 65, выступающих по бокам от его сторон. Монтажный участок 61 плотно вставляется в паз 29 так, что фланцы 65 входят в нижний участок 37 паза. Остальная часть зуба плотно прилегает к верхней части 35 монтажной плиты 27 так, чтобы режущая часть 66 выступала спереди плиты. В представленном варианте осуществления, после того как зуб 57 установлен в плите 27, резьбовое отверстие 67 в задней части соединительного участка 63 выравнивается с, и прилегает к резьбовому отверстию 47 в торцевой стенке 49 плиты 27. Зуб 57 соединяется с плитой 27 болтом 68.
Режущий участок 59, в целом, имеет форму плоского ножа, согласно одному из конкретных вариантов осуществления его ширина примерно равна его длине, а сам он, в целом, является прямым. Режущий участок 59 имеет достаточно большую толщину, например, почти в полдюйма (1,25 см). Согласно одному из конкретных вариантов осуществления его толщина колеблется примерно от трех шестнадцатых дюйма (0,47 см) до пяти восьмых дюйма (1,58 см). Передняя часть режущей части 66 скошена, образуя режущую кромку 73. Предпочтительно верхняя поверхность 75 немного скошена в передней части режущего участка в виде скошенной поверхности 77. Согласно одному из конкретных вариантов осуществления скошенная поверхность 77 наклонена вниз от верхней поверхности 75 под углом Θ, составляющим 8-10°. Подобный угол создает зазор для режущего участка при резке, сводя к минимуму тяговое усилие. Режущий участок 59 также скошен вверх от нижней поверхности 62 за счет скошенной поверхности 81. По одному из конкретных вариантов осуществления скошенная поверхность 81 проходит вверх под углом Θ, составляющим 45-50°. Скошенные поверхности 77, 81 пересекаются примерно на трети расстояния, идущего вниз от верхней поверхности 75, образуя режущую кромку 73.
По меньшей мере четверть, согласно одному из конкретных вариантов осуществления примерно треть, а согласно другому конкретному варианту осуществления до половины длины режущего участка 59 выступает за переднюю часть соединительного участка 63 плиты 27. Предпочтительно выступающая часть 66 режущего участка 59 немного увеличивается по толщине от задней к передней части и имеет спереди поднутрение, обозначенное позицией 83. За счет увеличения толщины режущая кромка 73 значительно возвышается над муфтами 9, а поднутрение улучшает доступ к вырезам 17, 19. Положение и размер зуба 57 выбираются таким образом, чтобы режущая кромка 73 проходила по круговой траектории 87 с радиусом R1, который больше внешнего радиуса R муфт 9, как это показано на фиг.2, а согласно одному из вариантов осуществления больше на величину от полдюйма (1,25 см) до одного дюйма (2,54 см).
Режущий участок 59 зуба 57 показан и описан как относительно прямой, однако он также может быть немного загнут вниз спереди, как это показано позицией 89, для уменьшения тягового усилия во время резки. При необходимости режущий участок 59 также может быть немного изогнут поперечно его длине. Режущий участок 59 имеет длину, достаточную для того, чтобы обеспечить его прочное крепление на монтажном участке 61, а также достаточную для того чтобы он, как отмечалось выше, выступал за пределы плиты 27 по меньшей мере на четверть его длины. За счет того, что режущий участок 59 поднят над плитой 27 и муфтами и выступает вперед, в целом, по касательной от плиты, кусторез может осуществлять более глубокий захват во время вращения и более эффективно захватывать обрезаемые ветки. За счет того, что зуб выступает, в целом, по касательной и спереди плиты его также можно многократно затачивать фактически без изменения глубины его захвата, что позволяет сохранить его эффективность. Режущая кромка 73 не перемещается слишком далеко внутрь от первоначального режущего круга 87 по мере укорачивания зуба при заточке. Зуб также, в целом, выровнен с усилием резания, прикладываемым к зубу, усилие резания воздействует на зуб преимущественно на сжатии. Подобная компоновка также обеспечивает защиту монтажной плиты, устанавливая зуб в эффективное режущее положение.
Рассмотренный зуб 57 предпочтительно неразъемно выкован или отлит как единый элемент. Как вариант, режущий участок может быть образован отдельно от монтажного участка. Согласно одному из вариантов осуществления, показанному на фиг.11 и 12, на верхней части монтажного участка 61 имеется платформенный участок 91, на который помещается режущий участок 57А. Платформенный и монтажный участки 91, 61 образуют неразъемный элемент 93, который может быть выкован или отлит. Режущий участок 57А согласно данному варианту осуществления может быть немного тоньше и может быть приварен к плоской верхней части 94 платформенного участка 91. Согласно другому варианту осуществления, показанному на фиг.13 и 14, режущий участок 57B  может быть прикручен к плоской верхней части 94 платформенного участка 91 при помощи болта 95. У торца платформенного участка 91 может быть заплечик 97, в который упирается встык режущий участок 57B . В обоих вариантах осуществления, где используется платформенный участок, режущий зуб имеет более пластинчатую форму, чем кованный режущий зуб. Платформа используется не только для крепления зуба на плите, но также позволяет поднимать режущую кромку зуба относительно муфт для повышения эффективности во время использования.
Для повышения устойчивости зуба нижний участок 37' паза 29' в монтажной плите 27' может немного сходить на конус от переднего торца 31' плиты, сужаясь в направлении заднего торца 33', как это показано на фиг.15. В частности, верхние поверхности 101 нижнего участка 37' сходят на конус в направлении нижней поверхности 103 при движении в направлении заднего торца 33'. Нижние фланцы 65' монтажного участка 61' зуба 57' также сходят на конус от их передней кромки 69' в направлении их задней кромки 67'. В частности, верхние поверхности 105 фланцев 65' сходят на конус под таким же углом, что и конусные поверхности 101 на нижнем участке монтажной плиты 27'. Как вариант, хотя это и не показано, обе поверхности, верхняя 101 и нижняя 103 могут быть наклонены вниз под одинаковым углом в направлении заднего торца 33' (т.е. верхняя поверхность 101 соответствует показанной на фиг.15, а нижняя поверхность проходит параллельно или примерно параллельно ей), таким образом, что фланец 35' также наклонен под углом вниз, в направлении заднего торца 67', обеспечивая постоянную или примерно постоянную толщину. За счет этого в обоих случаях зуб, по мере того как его монтажный участок 61' почти полностью входит в паз 29' в плите 27', плотно расклинивается в плите между пазовым участком 37' и верхней поверхностью 35' плиты. Ударные силы, возникающие во время резания, лишь еще сильней расклинивают зуб в плите.
Для дополнительного повышения устойчивости зуба во время резания верхние поверхности 111, 113 монтажной плиты 27 могут быть скошены внутрь, в направлении паза 29 под небольшим углом «D», равным примерно пятнадцати градусам, как это показано на фиг.6. Стороны верхней части монтажного участка 61 могут быть развальцованы наружу перед соединением режущего участка 59 рядом со сторонами режущего участка. Развальцованные стороны образуют нижние поверхности 115, 117, которые наклонены наружу и вверх с каждой из сторон от паза под таким углом, который соответствует углу скоса поверхностей 111, 113. Нижние поверхности 115, 117 соединительного элемента 57 соединяются заподлицо со скошенными верхними поверхностями 111, 113 плиты 27, сводя к минимуму поперечное качание соединительного элемента 57 и закрепленного зуба 57 в ту или иную сторону во время резания. Вместо этого поверхности 111, 113 могут быть образованы на нижней части платформы 91, в случае использования платформы вместо кованого зуба.
Срок службы режущего зуба предпочтительно может быть увеличен, установка и замена зуба могут быть упрощены, что может повысить эффективность кустореза и/или может сократить затраты на техобслуживание. Режущий узел, снабженный усовершенствованным режущим зубом в монтажной плите, может позволить проще и при этом надежней устанавливать зуб, располагая его в наиболее эффективном режущем положении. Как отмечалось выше, кусторез, снабженный зубом и режущим узлом, может обеспечить эффективную резку, при этом зуб может осуществлять более широкий «захват» веток по сравнению с обычным зубом, что позволяет повысить эффективность работы машины. Зубья также могут располагаться таким образом, чтобы упростить их замену и установку, а также упростить заточку. Расположение зубьев в кусторезе таким образом, что режущий участок зуба приближен к касательному положению относительно периферийной кромки муфт, может способствовать тому, что режущая кромка будет оставаться на неизменном радиальном расстоянии от центра вращения кромки даже после многократных заточек, укорачивающих зуб.
Рассмотренные выше варианты осуществления изобретения являются типовыми. Поэтому специалистам в данной области техники будет понятно, что представленное выше описание является исключительно иллюстративным и допускает различные альтернативные компоновки и модификации, не искажающие сущности настоящего изобретения. Соответственно настоящее изобретение включает в себя любые подобные альтернативные компоновки, модификации и вариации, не выходящие за объем прилагаемой формулы изобретения.