СЕГМЕНТ РЕЖУЩЕГО АППАРАТА
SEGMENT OF CUTTING DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к сегментам режущего аппарата, и может быть использовано в режущих аппаратах сельскохозяйственных машин, скашивающих зерновые культуры, в том числе в полеглом состоянии.
Уровень техники
Известен сегмент режущего аппарата, состоящий из основания, отверстия для присоединения к ножевой полосе и выступов, на боковых сторонах которых находится лезвие (см. Claas, Германия, www.claas).
Недостатком данного сегмента режущего аппарата является невысокий ресурс лезвия и излишняя металлоемкость.
Известен сегмент режущего аппарата, выполненный в виде двух симметричных трапециевидных частей с режущими кромками, заточка которых выполнена в виде следующих друг за другом сегментных расточек вдоль всего лезвия режущих кромок под острым углом к плоскости сегмента. На стыке двух симметричных трапециевидных частей сегмента выполнена плавно сопрягающаяся с обоими лезвиями выточка, в виде круглого отверстия (см. патент RU №2287255, МПК А01D 34/14, опубликовано 20.11.2006 г.).
Недостатком данного сегмента является увеличиваемая масса и вследствие этого повышенная энергоемкость процесса резания. Также следует указать на невысокую надежность конструкции из-за наличия двух трапециевидных частей.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятым автором за прототип является сегмент режущего аппарата, состоящий из основания, отверстий для крепления к ножевой полосе и выступа, на котором находится насеченное лезвие (см. ГОСТ 158-74, ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ, Москва).
Недостатком данного сегмента режущего аппарата является малый ресурс лезвия и большая масса.
Раскрытие изобретения
Задача изобретения состоит в уменьшении потери рабочего времени из-за неисправности сегмента и повышении производительности машины, участвующей в уборке урожая, а также в снижении потерь урожая вследствие перестоя на корню. Такой результат достигается благодаря нанесению износостойкого покрытия на поверхность лезвия и уменьшению массы сегмента.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к повышению производительности уборочной техники, снижению потерь урожая за счет нанесения на лезвие сегмента режущего аппарата износостойкого покрытия, а также к снижению его массы.
Технический результат достигается тем, что сегмент режущего аппарата имеет основание, на котором расположены отверстия для крепления к ножевой полосе, по бокам образованы лезвия, на затылочную часть лезвия нанесено износостойкое алмазоподобное покрытие, на спинке, а также между основанием и спинкой выполнены вырезы с возможностью исключения изгиба под действием вертикальных сил.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - сегмент режущего аппарата, вид сверху.
Фиг.2 - сегмент режущего аппарата, вид снизу.
Фиг.3 - сегмент режущего аппарата в сборе с ножевой полосой, вид сверху.
Фиг.4 - сегмент режущего аппарата в сборе с ножевой полосой, в разрезе.
Фиг.5 - схема взаимодействия сегмента режущего аппарата со стеблем.
Осуществление изобретения
Сегмент режущего аппарата состоит из спинки 1, на которой имеется вырез 2, например, треугольной формы, способствующий уменьшению его массы на 8-10%, лезвия 3, при этом на затылочную часть лезвия 3 нанесено износостойкое алмазоподобное покрытие 4, дорожки 5 для контакта с прижимом 6, последний установлен совместно с пальцем 7 на брусе 8, причем на пальце 7 имеется вкладыш 9, который препятствует отклонению стебля 10 при взаимодействии его с лезвием 3, основания 11, на котором имеются отверстия 12 для крепления к ножевой полосе 13, между основанием 11 и спинкой 1 сегмента находится вырез 14, например, продолговато-овальной формы, исключающий возможность его изгиба под действием вертикальных сил.
Эксплуатируется сегмент режущего аппарата следующим образом.
кр
тр
рез
c
кр
рез
Сегмент режущего аппарата крепится основанием 11 к ножевой полосе 13 заклепками 15, которые, в свою очередь, устанавливаются в отверстия 12. Чтобы сегмент не отходил от вкладыша 9, в режущем аппарате (не показан) предусмотрен прижим 6, последний контактирует с сегментом через дорожку 5. В процессе работы сегмент режущего аппарата совершает возвратно-поступательное движение, при котором происходит взаимодействие лезвия 3 сегмента со стеблем 10 растения, на последний действует сила W, которую можно разложить на Р, разрушающую стебель 10, и силу трения стебля 10 о кромку лезвия 3 F. В свою очередь, со стороны стебля 10 действует сила Q, являющаяся реакцией на срез, ее можно разложить на Р, силы сопротивления срезу и силу F, выталкивающую стебель 10 из зоны резания. Значение силы Р превышает Р, в результате чего происходит уплотнение и перемещение растительной массы по поверхности лезвия 3. Благодаря износостойкому алмазоподобному покрытию 4 верхняя часть лезвия 3 изнашивается интенсивней, чем нижняя, в результате чего достигается эффект самозатачивания.
рез
В случае, когда при движении уборочной машины в зону резания попадает посторонний предмет (металлические, деревянные изделия, камни и т.д.), резко возрастает сила Р. При этом привод режущего аппарата (не показан) продолжает двигать ножевую полосу 13, в результате чего происходит деформация спинки 1 сегмента. Повернутый и отогнутый в вертикальной плоскости сегмент при возвратно-поступательном движении встречает детали пальца 7, которые разрушают его, разрушаясь при этом сами. При кошении быстро затупляются и выкрашиваются режущие кромки лезвия 3. Пальцы 7 режущего аппарата в результате встречи с сегментами претерпевают не меньшие повреждения. Вкладыши 9 быстро затупляются и иногда выкрашиваются по кромке; ослабляется крепление пальцев 7, и они часто сходят со своих мест. Очень часты явления деформации и поломки перьев пальца 7, с которыми встречаются сегменты. Все эти явления вызывают большие напряжения в деталях режущего аппарата и его привода. Для исключения возможности повреждения других органов режущего аппарата из-за изгиба сегмента в изобретении предусмотрен вырез 2.
Так как мощность на привод режущего аппарата (не показан) в связи с трением значительно превосходит мощность на резание, то расход энергии на работу без большой погрешности можно определять по мощности (кВт), затрачиваемой на преодоление инерции:
где N - мощность, потребляемая режущим аппаратом, кВт;
н
m - масса ножа, кг;
r - радиус кривошипа, м;
-1
ω - угловая скорость кривошипа, с.
Предлагаемая конструкция сегмента благодаря вырезам 2 и 14 легче стандартных образцов на 15%, что позволит снизить мощность, потребляемую режущим аппаратом.
Показанный на фиг.1 и фиг.2 сегмент по изобретению может быть использован в режущих аппаратах зерноуборочных машин для их специализации на уборку зерновых культур, в том числе полезных и увлажненных, а также для временного переоборудования их режущих аппаратов на уборку полезных и увлажненных хлебов.
Технико-экономическая эффективность от применения сегментов по изобретению будет состоять из повышения эффективности работы зерноуборочных машин и уменьшения потерь урожая, связанных с этим.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- повышение экономичности работы режущего аппарата;
- уменьшение металлоемкости сегмента;
- уменьшение нагрузок на привод режущего аппарата за счет снижения массы сегмента;
- повышение качества среза растительной массы.