Russian Federation
Voronezh, Voronezh, Russian Federation
Russian Federation
To remove unwanted tree and shrub vegetation, it is necessary to use mechanized implements aggregated with traction means - tractors. The power consumption of the drive of these tools depends on their mass and the principles of the cutting process. Currently, mulchers, which are designed to grind felling residues with a diameter of tens of centimeters, remove shrubs with a diameter of up to several centimeters, which leads to unreasonably high costs for this type of work. The article studies the designs of frames and working bodies of brush cutters, which are a rotor rotating in a horizontal plane with a knife fixed on a flexible connection or hinge. On the basis of the structures, hypotheses have been put forward about the advisability of using the considered types of working bodies when cutting tree and shrub vegetation, taking into account its diameter. Using the presented connections between the types of working bodies and their ability to cut tree and shrub vegetation, it was revealed the possibility of developing narrowly focused mathematical models, which will reduce the energy consumption of hedge trimmers and increase their efficiency. The presented designs of rotors themselves are also insufficiently studied from the point of view of kinematics and dynamics of movement of their links, which is of certain scientific interest.
Brush cutter, rotor, frame, flexible working body, knife, construction
Введение
Срезание нежелательной древесно-кустарниковой растительности (ДКР) необходимо проводить при выполнении технологических операций лесовосстановления, содержании просек в пожаробезопасном состоянии, очистки полосы отвода автодорог и др. Срезание как правило происходит с помощью механизированных орудий установленных на навеске трактора и приводящихся в движение механически от вала отбора мощности либо с помощью гидросистемы [1]. Размеры стволов древесно-кустарниковой растительности зависят от возраста насаждения, а значит проводя своевременное удаление ДКР можно сопоставить требования к рабочему органу для резания с диаметром растительности и установить его оптимальные параметры и режимы работы.
Цель исследования
Изучить существующие конструкции рабочих органов для срезания древесно-кустарниковой растительности и обосновать ожидаемую способность резания.
Задачи исследования
- провести патентный поиск конструкций рабочих органов для резания ДКР;
- провести анализ конструкций рабочих органов для резания ДКР.
- дать рекомендации по использованию рабочих органов при срезании ДКР.
Материал и методы исследования
При разработке задания на проведения патентных исследований были установлены разделы международной патентной классификации (МПК) A01G 23/00 соответствующие орудиям для удаления древесно-кустарниковой растительности. Определены объект поиска – рабочие органы для удаления ДКР, страны поиска – РФ, США, Источники информации – https://www.fips.ru/, https://patents.google.com/ . По результатам поиска был составлен отчет, содержащий более 80 патентов. Проведена обработка, систематизация и анализ полученной информации и отобраны патенты роторов с рабочими органами наиболее полно отражающие отличия в способности резания ДКР.
1. Bartenev I.M. Konstrukcii i parametry rabochih organov mashin dlya raschistki lesnyh ploschadey: monografiya / I.M. Bartenev, M.V. Drapalyuk, P.I. Popikov, L.D. Buhtoyarov. - M. : Flinta: Nauka, 2007. - 200 s.
2. Kustorez [Tekst] : pat na poleznuyu model' RU 84666 U1: MPK A01G 23/02, / Abdrazakov F.K., Bahtiev R.N., Hal'metov A.A., Solov'ev D.A. ; zayavitel' i patentoobladatel' Federal'noe gosudarstvennoe obrazovatel'noe uchrezhdenie vysshego professional'nogo obrazovaniya «Saratovskiy gosudarstvennye agrarnyy universitet imeni N.I. Vavilova». - № 2009108920/22, zayavl. 10.03.2009 ; opubl. 20.07.2009, Byul. № 20.
3. Rotornyy kustorez [Tekst]: pat na izobretenie RU 2064242 S1: MPK A01G 23/02, 23/08 / Ivashnev V.K., Seryshev V.M., Mudrov L.P., Akul'shin V.N., Ganin P.D.; zayavitel' i patentoobladatel' Akcionernoe obschestvo «Karelenergo». - № 5035171/15, zayavl. 08.04.1992 ; opubl. 27.07.1996.
4. Rotary cutting assembly [Text]: US 4054992 : B26B 27/00 / George C. Ballas, Thomas N. Geist, Weed Eater, Inc., Houston. - US 30/276; 56/12.7; 56/295, 18.12.1975; 25.10.1977
5. Bukhtoyarov L D, Maksimenkov A I, Abramov V V and Lysych M N 2019 Research units of flexible working body motion, cutting branches. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 392 012073 DOI:https://doi.org/10.1088/1755-1315/392/1/012073
6. Rotornyy kustorez [Tekst]: pat na izobretenie RU 2632928 S1: MPK A01G 23/00, / Ponomarev S.V., Malyukov S.V., Aksenov A.A.; zayavitel' i patentoobladatel' Federal'noe gosudarstvennoe byudzhetnoe obrazovatel'noe uchrezhdenie vysshego obrazovaniya «Voronezhskiy gosudarstvennyy lesotehnicheskiy universitet imeni G.F. Morozova» . - № 2016123483 zayavl. 14.06.2016 ; opubl. 11.10.2017.
7. Disc type mowing apparatus having pivoted blades [Text]: US 2751737 : B26B 27/00 / Henderson B. Herod, Montgomery, Ala- 25.09.1953 ; 26.06.1956.
8. Rotornyy kustorez [Tekst]: pat na poleznuyu model' RU 141057 U1: MPK A01G 23/06, / Shegel'man I.R., Kolesnikov G.N., Ivashnev M.V.; zayavitel' i patentoobladatel' Federal'noe gosudarstvennoe byudzhetnoe obrazovatel'noe uchrezhdenie vysshego professional'nogo obrazovaniya «Petrozavodskiy gosudarstvennyy universitet». - № 2013146048/13, zayavl. 15.10.2013 ; opubl. 27.05.2014.
9. Rezhuschiy apparat kustoreza [Tekst]: pat na izobretenie RU 2147397 S1: MPK A01G 23/06, A 01D 34/43 / Ivanov E.I., Elizarov B.A.; zayavitel' i patentoobladatel' Unitarnoe gosudarstvennoe predpriyatie nauchnyy centr «Severnyy NII gidrotehniki i melioracii». - № 96113730/13, zayavl. 04.07.1996 ; opubl. 20.04.2000.
