КУСТОРЕЗ (ВАРИАНТЫ)
BUSH CUTTER (VERSIONS)

Область техники
Изобретение относится к роторному режущему органу кустореза, в частности, установленному с возможностью вращения вокруг продольной оси для резки кустарника с помощью съемных резцов, установленных на цилиндрическом барабане.
Уровень техники
Известны роторные режущие органы кусторезов, представляющие собой цилиндрический барабан с установленными непосредственно на его поверхности резцами. Резцы обычно устанавливаются на барабане с помощью установочных элементов, которые крепятся к поверхности барабана. Резцы обычно устанавливаются на переднюю сторону установочных элементов с возможностью съема, при этом режущая часть резца наклонена вверх и вперед.
Кусторезы эксплуатируются на неровной местности, и на их пути часто встречаются камни, которые могут повредить резцы и установочные элементы. Таким образом, должна быть предусмотрена возможность легкой замены резцов, и резцы должны устанавливаться таким образом, чтобы они были, по меньшей мере, частично защищены от повреждения. Известны роторные режущие органы, имеющие защитные элементы, обычно в виде шайб, выступающих от наружной поверхности барабана. Шайбы выступают перпендикулярно от поверхности барабана на достаточное расстояние с целью защиты от повреждения, по меньшей мере, основания резцов и установочных элементов, которые крепятся на цилиндрической поверхности барабана рядом с этими шайбами.
Шайбы защищают установочные элементы и зубья. Однако когда установочные элементы и резцы расположены на поверхности барабана между шайбами, их техническое обслуживание вызывает затруднения. Разбрасывание разрезаемого материала, находящегося между шайбами, также является проблемой, если установочные элементы смонтированы указанным образом. Кроме того, когда резцы наклонены вверх и вперед и выступают за шайбы, они укорачиваются при каждом затачивании и становятся менее работоспособными при захватывании материала, подлежащего резке и измельчению. Когда резцы наклонены вверх и вперед, увеличивается вероятность их повреждения в результате изгиба при ударах о препятствие.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является создание режущего органа кустореза, который имеет высокую прочность, не требует сложного технического обслуживания и ремонта и обладает высокой эффективностью при резке и разбрасывании щепок, обеспечивая при этом защиту резцов и установочных элементов с целью увеличения их срока службы и снижения расходов.
Роторный режущий орган согласно изобретению содержит защитные шайбы на цилиндрическом барабане, а установочные элементы для резцов установлены на окружном наружном участке шайб, при этом каждый установочный элемент расположен между двух соседних шайб и крепится к ним. Крепление каждого установочного элемента к двум соседним шайбам позволяет получить жесткую конструкцию, которая может успешно противодействовать повреждениям. Установочные элементы размещаются на шайбах, при этом большая часть каждого установочного элемента находится ниже окружной наружной кромки шайб для защиты этого элемента от повреждения. Резцы на установочных элементах, по меньшей мере частично, расположены немного выше шайб, выступая по существу по касательной, так чтобы режущая кромка оставалась в оптимальном рабочем положении даже после многократного затачивания.
Резцы и установочные элементы, расположенные на наружном окружном участке шайб, установлены таким образом, чтобы их можно было легко обслуживать и ремонтировать. Если установочные элементы расположены на шайбах на достаточно большом расстоянии над поверхностью барабана, образуется зазор между каждым установочным элементом и поверхностью барабана между соседними шайбами, поддерживающими установочный элемент, что позволяет обеспечить эффективное разбрасывание щепок через этот зазор. Для дальнейшего способствования разбрасыванию щепок шайбам может быть придана такая форма, которая позволяет обеспечить зазор ниже и впереди резцов с целью более эффективного разбрасывания щепок и облегчения технического обслуживания резцов. Если резцы выступают по существу по касательной и имеется надлежащий зазор перед передней стороной резцов и ниже этой стороны, резцы смогут эффективно захватывать и измельчать кустарник при вращении барабана, а также смогут выполнять указанные действия даже после многократного затачивания.
Выступающие по касательной участки резцов выровнены с установочным элементом в продольном направлении этого элемента, так чтобы передаваемые на установочные элементы при резании усилия действовали на сжатие, а не на сдвиг или изгиб, что значительно увеличивает прочность роторного режущего органа. Режущий орган также является более прочным, поскольку между каждой парой соседних шайб имеется по меньшей мере один прикрепленный к ним установочный элемент, а предпочтительно - два диаметрально противоположных установочных элемента. Каждая шайба пары составляет также пару с соседней шайбой и соединена с ней по меньшей мере одним, а предпочтительно - двумя диаметрально противоположными установочными элементами, причем эти элементы смещены по окружности по отношению к первым двум элементам на первой паре шайб. Такая взаимосвязь шайб с установочными элементами вокруг цилиндрической поверхности режущего органа повышает прочность его конструкции. Это также позволяет увеличить расстояние между шайбами с целью увеличения зазора под установочными элементами для разбрасывания материала без ослабления конструкции режущего органа.
Изобретение, в частности, относится к роторному режущему органу кустореза, в котором каждый установочный элемент для резца расположен между двух соседних шайб и крепится к ним на их наружном окружном участке. Предпочтительно шайбы и барабан, на котором они установлены, имеют такие размеры, что диаметр шайб примерно равен удвоенному диаметру барабана, на котором они установлены, что позволяет обеспечить оптимальный размер режущего органа с целью эффективной резки, а также обеспечить возможность образования относительно большого зазора для разбрасывания щепок между каждым установочным элементом и барабаном.
Изобретение также относится к роторному режущему органу кустореза, в котором шайбы имеют первую группу вырезов на кромках перед установочными элементами для улучшения разбрасывания щепок и имеют вторую группу вырезов, проходящих сзади от первой группы вырезов, для размещения по меньшей мере части установочных элементов. Вторая группа вырезов образует опорную поверхность для установочных элементов рядом с наружными кромками шайб. Это приводит к возникновению передачи усилий резания непосредственно от резцов через установочные элементы к шайбам, действующих на сжатие, а не на сдвиг, что усиливает конструкцию изделия.
Изобретение также относится к роторному режущему органу кустореза, имеющему, в частности, режущую часть резца, выступающую по радиусу от оси вращения барабана и по существу по касательной к передней поверхности установочного элемента. Режущая часть резца также выровнена с установочным элементом для передачи усилий резания, действующих на сжатие, непосредственно на установочный элемент.
Изобретение также относится к роторному режущему органу кустореза, имеющему множество шайб на поверхности вращающегося цилиндрического барабана, при этом шайбы расположены на равном расстоянии друг от друга и проходят в поперечном направлении относительно оси вращения барабана. Каждая пара соседних шайб имеет два противолежащих установочных элемента, установленных между ними на их окружном наружном участке. Каждая шайба имеет два дополнительных противолежащих установочных элемента, установленных между этой и другой соседних шайбах, причем два дополнительных противолежащих установочных элемента смещены по окружности от первых двух установочных элементов. Два дополнительных установочных элемента на первой шайбе могут быть смещены по окружности в первом направлении от первых установочных элементов, а два дополнительных установочных элемента на второй шайбе могут быть смещены по окружности в противоположном направлении от первых установочных элементов.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан роторный режущий орган согласно настоящему изобретению, вид в перспективе с пространственным разделением деталей;
на фиг.2 - часть роторного режущего органа, вид спереди;
на фиг.3 - то же, вид сбоку;
на фиг.4 - установочный элемент, вид в перспективе;
на фиг.5 - то же, вид спереди;
на фиг.6 - то же, вид сбоку;
на фиг.7 - резец, вид в перспективе;
на фиг.8 - то же, вид спереди;
на фиг.9 - то же, вид сбоку;
на фиг.10 - резец и установочный элемент в сборе, вид сбоку;
на фиг.11 - роторный режущий орган согласно другому варианту осуществления изобретения, вид сбоку;
на фиг.12 - установочный элемент согласно другому варианту осуществления изобретения, вид сбоку;
на фиг.13 - установочный элемент, установленный на шайбах, вид спереди;
на фиг.14 - резец согласно другому варианту осуществления изобретения, вид в перспективе;
на фиг.15 - то же, вид сбоку;
на фиг.16 - установочный элемент и резец в сборе, вид в перспективе.
Осуществление изобретения
Как показано на фиг.1-3, роторный режущий орган 1 содержит цилиндрический барабан 3 с наружной поверхностью 5. Барабан 3 закреплен на торцах с возможностью вращения. Барабан может быть установлен впереди транспортного средства или на конце стрелы транспортного средства. Хорошо известные средства, описание которых не приводится, соединяются с одним концом барабана 3 для его вращения вокруг продольной оси 7.
К наружной поверхности 5 барабана 3 прикреплены плоские шайбы 9 с круглой внутренней кромкой 11 и круглой наружной кромкой 13. Диаметр круглой внутренней кромки 11 лишь ненамного превышает диаметр барабана 3, и шайбы 9 привариваются к поверхности 5 барабана по внутренней кромке 11. Шайбы 9 обычно располагаются поперечно продольной оси 7 барабана 3 и по длине барабана отстоят друг от друга на равном расстоянии. Наибольший размер каждой шайбы вдоль прямой линии, проходящей через центр ее круглой внутренней кромки 11, примерно равен удвоенному диаметру внутренней кромки 11, то есть примерно равен удвоенному диаметру барабана 3. Например, барабан 3 может иметь диаметр примерно 24 см (около девяти с половиной дюймов), а наибольший размер шайбы вдоль прямой линии, проходящей через центр ее кольцевой внутренней кромки, может составлять 46 см (около восемнадцати дюймов). Шайбы обычно расположены на барабане на расстоянии друг от друга примерно 5 см (около двух дюймов) и имеют толщину примерно 1 см (около половины дюйма).
Как показано на фиг.3, каждая шайба 9 имеет первый вырез 15, проходящий от наружной окружной кромки 13 внутрь шайбы примерно до ее половины. Вырез 15 имеет по существу форму части круга. Вырезы 15 в каждой паре соседних шайб выровнены, что можно увидеть, если смотреть с любого торца барабана 3. Каждая следующая шайба имеет схожий вырез 15, смещенный по окружности от первых вырезов 15 в первой паре соседних шайб. Этот вырез 15 выровнен с подобным вырезом в следующей шайбе. Смещение между парами вырезов может составлять около 60°, но может составлять и от 45° до 90°.
Предпочтительно каждая шайба 9, за исключением первой и последней, имеет два практически диаметрально противоположных первых выреза 15. Каждый вырез 15 имеет переднюю сторону 17 и заднюю сторону 19, при этом передняя сторона расположена спереди по направлению вращения барабана. Один вырез 15 в каждой шайбе будет использоваться со схожим вырезом во второй соседней с одной стороны шайбы, а второй противоположный вырез в шайбе будет использоваться со схожим вырезом в третьей шайбе, соседней с другой стороны шайбы. Таким образом, как показано на фиг.1, шайба 9А имеет первый вырез 15А, который взаимодействует с первым вырезом 15В в соседней шайбе 9В с одной стороны шайбы 9А. Шайба 9А также имеет второй вырез, который не виден, но находится практически диаметрально противоположно первому вырезу 15А и взаимодействует со вторым вырезом в соседней шайбе 9С, также на фигуре не видным, с другой стороны шайбы 9А. Второй вырез в шайбе 9С, находится практически диаметрально противоположно первому вырезу 15С в шайбе 9С. Выровненные вырезы в любой паре шайб смещены по окружности от выровненных вырезов в соседних парах шайб. Таким образом, выровненные вырезы 15А и 15В в соседней паре шайб 9А и 9В смещены по окружности от выровненной пары 15С и 15D вырезов в соседней паре шайб 9С и 9D. Вырезы 15 используются для разбрасывания щепок и материала, образующихся во время работы режущего органа.
Как показано на фиг.3, предпочтительно окружная наружная кромка каждой шайбы 9 с двумя вырезами 15 имеет участок 13а, который у передней стороны 17 каждого выреза 15 расположен ближе к барабану 3, чем у задней стороны 19 выреза, т.е. радиус r1 участка 13а наружной кромки у передней стороны 17 одного выреза 15 меньше радиуса R1 у задней стороны 19 другого выреза 15. Таким образом, форма участков 13а окружной кромки между вырезами 15 является немного спиральной. Участок 13а кромки шайбы спиральной формы предпочтительно проходит между вырезами 15, но при необходимости может быть укорочен и проходить примерно только наполовину или даже на немного меньшее расстояние между передней и задней сторонами соседних вырезов. Уменьшенный радиус шайбы у передней стороны вырезов 15 обеспечивает зазор для резца, что будет подробно описано ниже.
На каждой паре установленных на барабане 3 соседних шайб 9 между ними устанавливается установочный элемент, как подробно показано на фиг.2 и 3. Каждый установочный элемент 27, как показано на фиг.3-6, имеет общую форму параллелепипеда с верхней поверхностью 29 и нижней поверхностью 31, соединенными передней задней и боковыми поверхностями 33, 35 и 37 соответственно. Верхняя поверхность 29 может быть немного выпуклой, в общем, приблизительно с такой же кривизной, что и у наружной окружной кромки 13 шайб 9. Нижний передний участок элемента 27 имеет вырез 39 для образования плоской нижней установочной поверхности 41 над нижней поверхностью 31 установочного элемента. Передняя поверхность 33 предпочтительно наклонена назад, хотя она также может проходить перпендикулярно оси барабана. Сквозь элемент 27 между его верхней и установочной поверхностями 29 и 41 проходит установочное отверстие 43.
Размеры каждого установочного элемента 27 позволяют плотно устанавливать его между парой соседних шайб 9 и размещать на верхнем окружном участке шайб. По меньшей мере, верхняя часть элемента 27 расположена немного выше шайб 9 над наружными кромками 13, как показано на фиг.3. Элемент 27 приваривается к наружным кромкам 13 соседних шайб 9, при этом передняя поверхность 33 этого элемента располагается рядом с задней стороной 19 выреза 15, а верхняя поверхность 29 по существу параллельна поверхности наружных кромок 13а шайб 9. Элемент 27 является достаточно длинным, вследствие чего он имеет достаточно длинные сварные швы 44 для поглощения усилий резания, действующих на сварные швы. Когда элемент 27 устанавливается между шайбами 9, его нижняя поверхность 31 находится значительно выше наружной поверхности 5 барабана 3, образуя относительно большой зазор 45 для разбрасывания щепок, как показано на фиг.2.
Предпочтительно, по меньшей мере, часть установочного элемента 27 непосредственно поддерживается соседними шайбами 9, связанными с этим элементом. Каждая шайба 9 имеет второй меньший вырез 46 рядом с задней стороной 19 каждого первого выреза 15. Каждый элемент 27 может иметь короткие выступающие вбок заплечики 47 на верхней передней части для поддержки элемента на шайбах 9. Форма заплечиков 47 позволяет плотно устанавливать их во вторые вырезы 46, когда элемент 27 располагается между шайбами 9, при этом заплечики 47 упираются в заднюю сторону 51 вторых вырезов 46. Когда элемент 27 приваривается в требуемом положении к шайбам 9, заплечики 47 также привариваются к шайбам в области вторых вырезов 46. Заплечики 47 передают усилия резания на задние стороны 51 вырезов 46 и, следовательно, на шайбы 9 непосредственно за счет сжатия.
К каждому установочному элементу 27 крепится резец 55. Как показано на фиг.7-9, резец 55 содержит опорную часть 57, режущую часть 59 и установочную часть 61. Резец 55 является неразъемным элементом, преимущественно изготовленным посредством ковки. Режущая часть 59 выступает вперед от верхней части передней поверхности 77 опорной части 57 и заканчивается режущей кромкой 73. Опорная часть 57 является относительно короткой по сравнению с режущей частью 59, ее длина составляет примерно половину длины режущей части. Установочная часть 61 выступает назад от опорной части 57 и находится ниже режущей части 59. Между верхней и нижней поверхностями 85 и 87 установочной части 61 примерно посередине установочной части проходит отверстие 95 под болт.
Резец 55 располагается на установочном элементе 27, при этом задние поверхности 69 и 79 режущей части 59 и опорной части 57, соответственно, упираются в переднюю поверхность 33 элемента 27, а верхняя поверхность 85 установочной части 61 упирается в нижнюю поверхность 41 выреза 39 элемента 27, как показано на фиг.10. В этом положении отверстия 43, 95 под болт в элементе 27 и установочной части 61 резца, соответственно, выравниваются. Болт 97 проходит через выровненные отверстия 43 и 95 и вместе с гайкой 98, используемой с болтом 97, крепит резец 55 к установочному элементу 55 с возможностью разборки, как показано на фиг. 10.
Когда резец 55 крепится к установочному элементу 27, режущая часть 59 резца практически выравнивается с верхней частью установочного элемента 27 и выступает по существу по радиусу от оси 7 вращения барабана 3 и по существу по касательной к передней поверхности установочного элемента 27. Режущая часть 59 может иметь немного выпуклую поверхность, чтобы ее верхняя поверхность 63 находилась на воображаемой окружности, образованной режущим краем при вращении режущего органа, или рядом с ней. Усилия резания в виде усилий сжатия в первую очередь передаются непосредственно на элемент 27 от задней поверхности 69 режущей части 59, упирающейся непосредственно в переднюю поверхность 33 элемента 27. Эти усилия затем передаются на шайбы 9 от заплечиков 47 в виде усилий сжатия и от элемента 27 через сварные швы 44 в виде усилий сдвига. Положение режущей части 59 позволяет затачивать резец по существу без изменения расстояния от режущей кромки 73 до оси 7 вращения режущего органа.
Поскольку окружные кромки 13 шайб 9 у передней стороны 17 первого выреза 15 расположены ближе к барабану 5, чем у задней стороны 19, режущая часть 59 резца 55 расположена выше окружной кромки 13 шайб у выреза 15, обеспечивая зазор для выполнения значительного реза, как показано на фиг. 3. Зазор может составлять приблизительно 2 см (около одного дюйма). Резаные щепки удаляются через первые вырезы 15 в шайбах 9 и через зазор 45 между установочным элементом 27 и барабаном 3.
Как показано на фиг. 11-14, согласно другому варианту осуществления изобретения шайбы 109 на барабане 103 могут быть кольцевыми с кольцевыми внутренними и наружными кромками 111, 113, как показано на фиг. 11. Шайбы 109, за исключением первой и второй, имеют пару противоположных вырезов 115, проходящих внутрь от наружной кромки 113 шайбы и второй вырез 117, расположенный за каждым первым вырезом 115 и проходящий внутрь от наружной кромки 113 рядом с первым вырезом 115. Согласно этому варианту осуществления изобретения первый вырез 115 является менее глубоким, чем второй вырез 117, и частично круглым, в то время как второй вырез является по существу удлиненным и имеет прямую нижнюю сторону 119 и прямую боковую сторону 121 напротив первого выреза 115.
Согласно этому варианту осуществления изобретения установочный элемент 127, представляющий собой практически правильный параллелепипед, как показано на фиг. 12 и 14, имеет переднюю, заднюю, верхнюю и нижнюю поверхности 129, 131, 135 и 137 соответственно и боковые поверхности 139. Верхняя поверхность 135 является немного выпуклой. Передняя поверхность 129 немного наклонена назад. Длина элемента 127 немного превышает его ширину, а высота элемента примерно равна его ширине. Назад от передней поверхности 129 проходит установочное отверстие 141. Площадь поперечного сечения отверстия 141 соответствует площади поперечного сечения установочной части резца, что будет более подробно описано ниже. Поперек установочного элемента между его боковыми сторонами 139 проходит стопорное отверстие 143, пересекающее часть установочного отверстия 141. Стороны 139 элемента 127 рядом с нижней поверхностью 137 имеют ступени 145, образующие установочные заплечики 147 с обеих сторон элемента. Установочные заплечики 147 параллельны нижней поверхности 137 элемента. Ступени 145 образуют нижний участок 148 элемента, ширина которого равна расстоянию между соседними шайбами 109.
Установочный элемент 127 размещается между двумя соседними шайбами 109, как показано на фиг.11 и 13. Нижний участок 148 элемента вставляется между шайбами до тех пор, пока установочные заплечики не упрутся в нижние прямые стороны 119 вторых вырезов 117 в шайбах. Задняя поверхность 131 установочного элемента упирается в боковой участок 121 вторых вырезов 117, как показано на фиг.11. Установочный элемент 127 затем приваривается к шайбам с образованием сварных швов 150 вдоль сторон 119, 121 вторых вырезов 117. В этом положении установочный элемент 127 расположен значительно выше поверхности 105 барабана 103, образуя относительно большой зазор 151 для разбрасывания щепок между установочным элементом 127 и поверхностью 105 барабана.
Резец 152, показанный на фиг.14 и 15 и используемый с установочным элементом 127, содержит опорную часть 153, режущую часть 155, расположенную у верхней части опорной части 153 и выступающую от нее вперед, и установочную часть 157, выступающую назад от опорной части 153 и расположенную ниже режущей части 155. Резец является неразъемной деталью, преимущественно изготовленной посредством ковки. Режущая часть 155 оканчивается режущей кромкой 159. Преимущественно верхняя поверхность 161 режущей части может иметь немного выпуклую поверхность, чтобы она могла находиться на воображаемой окружности, образуемой режущей кромкой 159, когда установленный резец приводится в действие. Опорная часть 153 имеет трапецеидальную форму. Установочная часть 157 выступает назад от задней поверхности режущей части 155 и задней поверхности опорной части 153 и представляет собой хвостовик 183, размер и форма поперечного сечения которого соответствуют размеру и форме поперечного сечения установочного отверстия 141 в элементе 127. На чертежах показана форма поперечного сечения в виде шестиугольника, но установочная часть может иметь и другие некруглые формы поперечного сечения, например круг с радиальным ребром, квадрат или восьмиугольник. В хвостовике 183 выполнено стопорное средство, которое может быть выполнено в виде паза 187, полученного путем вырезания полуцилиндра на нижней поверхности хвостовика 183 и проходящего поперек хвостовика.
После крепления установочного элемента 127 к шайбам 109 резец 152 крепится с возможностью съема к установочному элементу 127 путем вдвижения установочной части 157 в установочное отверстие 141 в элементе до тех пор, пока задняя поверхность режущей части 155 не упрется в переднюю поверхность 129 элемента, как показано на фиг.11. В этом положении верхняя поверхность 161 режущей части 155 выравнивается с верхней поверхностью 135 установочного элемента, а режущая часть 155 выравнивается с верхней частью элемента 127 и упирается в нее. Стопорное отверстие 187 в резце выравнивается со стопорным отверстием 143 в элементе. Болт 191 проходит через выровненные стопорные отверстия 143 и 187 и блокируется гайкой в требуемом положении, как показано на фиг.11, фиксируя резец 141 на установочном элементе 127 в заданном положении. В этом положении режущая часть 155 находится над наружной кромкой 113 шайб 109 на значительном расстоянии, как показано на фиг.11. Усилия резания от режущей части резца передаются непосредственно в виде усилий сжатия на переднюю поверхность 129 установочного элемента и через элемент - в виде усилия сжатия на заднюю сторону 121 выреза 117 в шайбе. Установочный элемент 127 и сварные швы 150 являются достаточно длинными и оказывают сопротивление усилиям сдвига. Щепки и материал, отрезаемые резцами, разбрасываются через вырезы 115 и через зазор 151.
При необходимости режущая часть во всех вариантах осуществления изобретения может быть немного скошена от верхней части, чтобы режущая кромка была немного опущена с целью создания небольшого уклона или зазора в несколько градусов относительно верхней поверхности резца для облегчения резки. Режущая часть может быть прямой или немного выпуклой. При прямой режущей части положение режущей кромки будет немного изменяться при каждом затачивании, но незначительно. Несмотря на то что были описаны два разных резца, могут использоваться и другие резцы. Режущая кромка резца во всех вариантах осуществления изобретения немного шире расстояния между наружными поверхностями соседних шайб, на которые установлен резец. Согласно всем вариантам осуществления изобретения по меньшей мере половина установочного элемента расположена ниже наружной кромки шайб для защиты этого элемента и участка установленного на нем резца.