сотрудник
Аппарат имеет ряд преимуществ перед аппаратами косилочного типа, а именно, высокие скорости резания и отсутствие трения между сегментами и противорежущими пластинами. Резание стеблей происходит на первой половине оборота, вторая половина является холостым ходом, это приводит к неравномерному вращению кривошипов и к колебаниям рамы, что нежелательно. Устранить колебания предложено введением в привод режущего аппарата двухкривошипного пространственного механизма, имеющего такую же неравномерность, как и у режущего аппарата, в результате суммарный момент, действующий на раму, практически равен нулю. Режущий аппарат показал высокие показатели при производственной проверке на резании стеблей кукурузы на силос в составе силосоуборочного комбайна КС-1,8 «Вихрь».
Режущий аппарат, кривошипы, уравновешивание, пространственный механизм, скорость резания.
В зерноуборочных, силосоуборочных комбайнах и жатках используются режущие аппараты косилочного типа, которые сдерживают возможность повышения рабочих скоростей из-за некачественного среза стеблей, увеличения потерь не срезанными и выдернутыми стеблями. Кроме этого, при возвратно-поступательном движении ножевой полосы возникают большие динамические давления и значительные силы трения между ножевой полосой и противорежущими пластинами, что существенно снижает и ресурс, и надежность работы [1,2,3]. Другие типы режущих аппаратов не нашли широкого применения в этих комбайнах.
Проблема повышения рабочих поступательных скоростей должна решаться, в том числе и путем создания новых типов режущих аппаратов с высокими скоростями резания, обладающими достаточной жесткостью и надежностью в работе.
Условия, материалы и методы исследований. Была предпринята попытка использовать в режущем аппарате круговое движение ножевой полосы, являющейся шатуном плоского параллелограммного механизма [4]. Для устранения «мертвых положений», был введен на пальчатом брусе круговой паз с роликом.
Однако такая схема имеет много недостатков: круговой паз и движущийся по его внутренней поверхности ролик усложняет конструкцию режущего аппарата и вызывает сомнение в его работоспособности, так как абразивные частицы, попадая в зону паза, заклинивают ролик в направляющих и приводят к быстрому износу этой пары (в лучшем случае). Изолировать паз и ролик от абразивной среды технически не представляется возможным.
Кроме этого, ножевая полоса имеет вращение с неравномерной угловой скоростью, создавая колебания рамы, ухудшая процесс резания, увеличивая нагрузку на детали режущего аппарата, снижая ресурс работы и отрицательно влияя на здоровье оператора жатвенной машины.
При большой длине ножевой полосы жесткость режущего аппарата трудно обеспечить из-за кольцевого паза и ролика в его пазе, кроме всего в паре ролик – паз увеличатся силы трения, что приведет к увеличению энергозатрат на привод режущего аппарата.
Идея использования кругового движения ножевой полосы представляется перспективной при условии устранения указанных недостатков.
Цель работы – усовершенствовать режущий аппарат данного типа, устранить существенные недостатки: исключить «мертвые положения механизма» простым решением, устранить колебания рамы от неравномерного вращения кривошипов, увеличить КПД, жесткость, ресурс, и надежность работы, изготовить экспериментальный образец и проверить его в действии.
Анализ и обсуждение результатов исследований. Нами принята за основу схема режущего аппарата с круговым движением ножевой полосы, являющейся шатуном плоского параллелограммного механизма. Однако у этого механизма звенья занимают два положения, при которых кривошипы и шатун располагаются на общей прямой (мертвые положения). При выходе из мертвых положений параллелограмм может превратиться в антипараллелограмм, а в таком виде он не может использоваться для привода режущего аппарата.
В известном устройстве [4] для устранения мертвых положений был введен круговой паз с роликом, но в таком исполнении работоспособность режущего аппарата вызывает сомнения.
1. Резник Н.Е. Теория резания лезвием и основы расчета режущих аппаратов. - М.: Машиностроение, 1975. 311 с.
2. Босой Е.С. Режущие аппараты уборочных машин. Теория и расчет. - М.: Машиностроение, 1967. 167 с.
3. Reiners Е. Der Mechanismus der Prallzekleinerung beim geraden, zentralen Stoss und die Anwendung dieser Beanspruchungs art bei der Zerkleinerung von sproden Stoffen. Koin. 1962.
4. Авт. свид. СССР № 207528, Кл. 45 С 55/00, Опубл. 22.12.1967, Бюл. №2).
5. Решение о выдаче патента от 07.09.2016г. по заявке №2015126180 «Режущий аппарат жатвенных машин». Заявлено 26.10.2015. Заявители: КазГАСУ и А.Г.Мудров.
6. Bennett, G.T. A new mechanism. «Engineering», London, v.76, 1903, p.777-778.
