привод режущего аппарата косилки

Классы МПК:A01D34/30 приводные механизмы для ножей
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):ФГОУ ВПО "Оренбургский государственный аграрный университет" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2005-01-18
публикация патента:

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в кривошипно-шатунном приводном механизме. Привод содержит шарнирно соединенный с кривошипом шатун, второй конец которого связан с толкателем механизма разгона. Корпус механизма разгона выполнен в виде симметричного двуполостного цилиндра и шарнирно связан с режущим ножом. В корпусе между его торцовыми стенками и шайбами расположены предварительно сжатые упругие элементы. Между этими упругими элементами размещен толкатель. Режущий нож расположен на упругих пластинах. Корпус механизма разгона установлен в направляющих шатуна, что позволяет устранить перекашивающий момент механизма разгона при использовании его в кривошипно-шатунном приводном механизме. 2 ил. привод режущего аппарата косилки, патент № 2288567

привод режущего аппарата косилки, патент № 2288567 привод режущего аппарата косилки, патент № 2288567

Формула изобретения

Привод режущего аппарата косилки, содержащий режущий нож, связанный при помощи плоских упругих пластин с рамой, приводное устройство, механизм разгона, выполненный в виде симметричного двуполостного цилиндра, корпус которого шарнирно связан с режущим ножом, при этом в каждой из полостей цилиндра расположены предварительно сжатые упругие элементы, а между этими упругими элементами расположен толкатель, причем жесткость каждого упругого элемента механизма разгона и сила его предварительного сжатия удовлетворяют условиям

с12·n; привод режущего аппарата косилки, патент № 2288567 р1рез,

где с1 - жесткость упругого элемента механизма разгона;

с 2 - жесткость плоской упругой пластины;

n - количество пластин;

привод режущего аппарата косилки, патент № 2288567 p1 - сила предварительного сжатия упругого элемента;

ррез - сила сопротивления срезу,

отличающийся тем, что механизм разгона установлен в направляющих шатуна, а конец шатуна связан с толкателем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к приводам режущих аппаратов, и может быть использовано в машинах для уборки кормов.

Известное устройство привода режущего аппарата косилки [а.с. СССР №1547755, А 01 D 34/30, 1990 г.] не предусматривает его использование в наиболее распространенном кривошипно-шатунном механизме. Еще одним недостатком данного механизма является наличие перекашивающего момента самого механизма разгона в крайнем правом положении, что негативно влияет на процесс работы режущего аппарата.

Задачей изобретения является унификация механизма разгона для использования в наиболее распространенном кривошипно-шатунном приводном механизме и устранение перекашивающего момента механизмом разгона.

Решение указанной задачи достигается тем, что в приводе режущего аппарата косилки, содержащем режущий нож, связанный при помощи плоских упругих пластин с рамой, приводное устройство, механизм разгона, выполненный в виде симметричного двуполостного цилиндра, корпус которого шарнирно связан с режущим ножом, при этом в каждой из полостей цилиндра расположены предварительно сжатые упругие элементы, а между этими упругими элементами расположен толкатель, причем жесткость каждого упругого элемента механизма разгона и сила его предварительного сжатия удовлетворяют условиям:

c1<c2·n; привод режущего аппарата косилки, патент № 2288567 p1>pрез,

где с1 - жесткость упругого элемента механизма разгона;

с 2 - жесткость плоской упругой пластины;

n - количество пластин;

привод режущего аппарата косилки, патент № 2288567 p1 - сила предварительного сжатия упругого элемента;

pрез - сила сопротивления срезу,

согласно изобретению механизм разгона установлен в направляющих шатуна, конец которого связан с толкателем.

На фиг.1 изображен привод режущего аппарата косилки; на фиг.2 - запускной механизм в сборе с шатуном.

Привод состоит из кривошипа 1, шарнирно связанного с шатуном 2, второй конец шатуна связан с толкателем 3 механизма разгона, в корпусе 4 которого размещены упругие элементы 5 и 6, имеющие каждый жесткость c1. Указанные элементы 5 и 6 предварительно сжаты усилием привод режущего аппарата косилки, патент № 2288567 p1 и установлены в корпусе 4 между его торцовыми стенками и шайбами 7 и 8, между которыми находится толкатель 3, а сами они упираются в буртик 9 корпуса 4, корпус 4 имеет возможность перемещения по направляющим шатуна 10 и шарнирно связан с режущим ножом 11, расположенным на плоских упругих пластинах 12, как на направляющих, жестко закрепленных на раме косилки и имеющих суммарную жесткость с2.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии воздействия со стороны кривошипа 1 привода (косилка не работает) нож находится в положении, изображенном сплошной линией. С началом движения, осуществляемого поворотом кривошипа 1 по часовой стрелке, его воздействие через шатун 2, толкатель 3, шайбу 8, упругий элемент 6, корпус 4 механизма разгона передается ножу 11, который движется в этом случае вправо, и изгибает плоские пластины 12. Изгибаются они до тех пор, пока возрастающая сила их сопротивления не станет равной силе предварительного сжатия упругого элемента 6. С этого момента наряду с продолжающейся деформацией пластин 12 начинается деформация упругого элемента 6, а поскольку его жесткость c 1 меньше суммарной жесткости с2 плоских пластин 12, т.е. с12, он деформируется более интенсивно. При этом корпус механизма разгона перемещается по направляющим шатуна. При этом приводу оказывает сопротивление система элементов, состоящая из плоских пластин 12 и упругого элемента 6, суммарная жесткость которой из условия привод режущего аппарата косилки, патент № 2288567 имеет величину, меньшую меньшей из жесткостей, в нашем случае меньшую с1, соответственно и сила в приводе, вызванная перемещением толкателя 3 будет меньше, чем усилие, вызванное деформацией плоских пластин 12 при отсутствии упругих элементов в механизме разгона. При повороте кривошипа 1 на 90° он заставит толкатель 3 пройти половину длины рабочего хода ножа 11. Перемещение самого ножа 11 меньше на величину деформации упругого элемента 6. С увеличением угла поворота кривошип 1 ослабляет воздействие на плоские пластины 12 и упругий элемент 6, давая им возможность разжиматься. Поворачиваясь от нейтрального положения (180°), толкатель 3 подталкивается некоторое время в этом направлении силами инерции ножа 11, движущегося справа налево и получающего энергию от пластин 12, накопивших ее при изгибе.

Таким образом, движение из нейтрального положения влево нож 11 осуществляет под воздействием кривошипа 1 и плоских пластин 12, при этом импульс энергии, получаемой ножом, больше, чем мгновением ранее при движении его вправо, когда он находился под воздействием кривошипа 1, а пластины 12 оказывали сопротивление этому воздействию. Именно поэтому при повороте кривошипа 1 на 270° ход ножа 11, а соответственно и деформация пластин 12, на некоторую величину превышают ход ножа и деформацию этих пластин в предыдущем крайнем положении - в правом, а деформация упругого элемента 5 несколько меньшая деформации элемента 6. В следующий момент начинается движение ножа вправо, осуществляемое воздействием кривошипа 1 и разгибающихся плоских пластин 12. Поскольку в крайнем левом положении деформации плоских пластин 12 по абсолютной величине превышают деформацию их в предыдущем крайнем правом положении, значит больший запас энергии, накопленный указанными пластинами при изгибе и то усилие, с которым они, помогая кривошипу 1, воздействуют на нож 11, снова заставляя его двигаться вправо. Благодаря указанному усилию на нож 11 при движении его вправо получит большее перемещение, чем в предыдущем цикле - движение влево, а деформация упругого элемента 6 по сравнению с деформацией элемента 5 уменьшится. Таким образом, при разгоне с каждым последующим движением ножа 11 величина хода его из стороны в сторону увеличивается, а деформация упругих элементов 5 и 6 уменьшается, доходя после завершения фазы разгона до величины их предварительного сжатия. Этот момент можно считать началом установившегося движения, характерным признаком которого являются: равенство хода ножа 11 отклонению толкателя 3 в каждый момент времени и отсутствие деформации упругих элементов 5 и 6 механизма разгона в процессе работы режущего аппарата.

Совершая возвратно-поступательное движение, нож 11 осуществляет технологический процесс скашивания сельскохозяйственных культур. Необходимо отметить, что такое плавное выведение режущего аппарата на рабочий режим с постепенным увеличением длины хода ножа 11 за счет сокращения величины деформации упругих элементов 5 и 6 механизма разгона возможно лишь при совпадении частоты возмущающего воздействия привод режущего аппарата косилки, патент № 2288567 кривошипа 1 с собственной частотой R колебании ножа 11 на плоских пластинах 12

привод режущего аппарата косилки, патент № 2288567

Отсюда жесткость одной плоской пластины с i найдется из зависимости

привод режущего аппарата косилки, патент № 2288567

где m - масса ножа;

n - число пластин.

При установившемся движении рабочего хода нож 11 колеблется на пластинах 12 с частотой R, кривошип, вращающийся с частотой привод режущего аппарата косилки, патент № 2288567 =R сообщает ножу 11 дополнительную энергию, идущую на кошение сельскохозяйственных культур и восполнение потерь трения, поэтому сила предварительного сжатия упругих элементов 5 и 6 должна быть больше силы сопротивлению среза. Как известно, при совпадении собственной R и вынуждающей привод режущего аппарата косилки, патент № 2288567 частот колебаний наступает явление резонанса, войдя в который нож рискует увеличить амплитуду колебаний выше пределов позволяемых кинематикой привода. Однако отрицательного влияния резонансного разгона ножа 11 на привод не происходит, так как включаются упругие элементы 5 и 6, оказывающие в этом случае тормозящие воздействия на стремящийся к увеличению своей амплитуды нож. Таким образом, система привода режущего аппарата находится в режиме близком к автоколебанию, когда колеблющийся в резонансной зоне нож осуществляет процесс скашивания сельскохозяйственной культуры, а привод играет роль своеобразной «подпитки», восполняющей потери энергии ножа на сопротивление срезу, трение и т. п.

Таким образом, применение механизма разгона с предварительно сжатыми упругими элементами и ножа на плоских упругих пластинах позволяет значительно уменьшить энергоемкость всего привода, так как при разгоне усилие сопротивления заметно снижается, а при установившемся режиме работы энергия тратится лишь на покрытие потерь. А установка механизма разгона в направляющих шатуна позволит устранить перекашивающий момент первого и даст возможность использования наиболее распространенного кривошипно-шатунного механизма привода.

ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ

1. Авторское свидетельство СССР №1547755, А 01 D 34/30, 1990 г.

Наверх