Пристрій для обробки копитець свійських тварин

Корисна модель належить до механізації виробничих процесів у тваринництві та ветеринарії, зокрема до пристроїв по догляду та профілактиці захворювань копитець та копит свійських тварин. Відомий пристрій для обрізання копитець та копит [Патент України №6043, А01К13/00, 2005р. Бюл. №4], який складається із каркаса, гнучкого приводного вала, різальних елементів, механізму регулювання глибини різання, засобів для закріплення пристрою на станку для фіксування тварин. Недоліком відомого пристрою є те, що його конструкція передбачає обрізку тільки частини опорної поверхні копитець - бічних стінок. Надлишковий ріг у передній частині копитець та на ребрі потрібно зрізати вручну. Зрізання залишкового рогу у вище зазначених місцях відомим пристроєм веде до погіршення якості обробки копитець. На поверхні різання утворюються заглиблення із рваними краями, що є джерелом концентрації напружень - основної причини для виникнення тріщин у копитцевій стінці. Через утворені тріщини у середину копитця потрапляють мікроби - збудники хвороб, які важко і довго лікуються. Із теорії різання конструкційних матеріалів відомо, що величина горизонтальної складової Fz сили різання підчас фрезерування циліндричними фрезами залежить від ширини різання [Обработка металлов резанием: С.С. Некрасов. -М.:"Агропромиздат". 1988. -334с.]. yp Fz = Cp × t xp × Sz × z × B Zp × DZp × Kp де, В - ширина різання. Відомо також, що величина сили різання та геометрія різального інструмента впливає на процес утворення одного із відомих видів стружки. Стружка утворюється в наслідок певного виду деформації оброблюваного матеріалу і є показником якості обробленої поверхні. Сталість величини сили різання, або незначна зміна її забезпечує відмінну якість обробки поверхні копитця. У даному випадку, завдяки формі копитець ширина різання на початку та у кінці процесу обробки значно збільшується. При визначені технологічних показників різання (швидкість, глибина різання, подача на зуб тощо) приймають середнє значення сили різання. Тому при зрізанні найменшої ширини копитцевого рогу, у зоні різання будуть виникати напруження, що значно перевищують допустимі значення для вибраного виду деформації. В результаті цього відбувається неконтрольований перехід на інший вид деформації оброблювального матеріалу (наприклад, сколювання копитцевого рогу, замість його пластичного зсуву). Якість обробки поверхні стає незадовільною на певній ділянці опорної поверхні. В основу корисної моделі ставиться завдання створити такий пристрій для обрізання копитець, нова конструкція якого дозволяла б зрізати надлишковий копитцевий ріг з усієї поверхні копитець і незалежно від ширини різання забезпечувати таку зміну величини сили різання, яка відповідає умовам утворення обробленої поверхні високої якості. Поставлене корисною моделлю завдання досягається тим, що у пристрою для обрізки копитець свійських тварин, що складається із каркаса, гнучкого приводного вала, різальних елементів (фрез) встановлених на одному валу з механізмом регулювання глибини різання, засобів закріплення пристрою на станку для фіксації тварини, згідно корисній моделі різальні елементи встановлені у каркасі на двох окремих валах, осі яких паралельні та зміщені одна відносно другої на половину діаметра фрези, а каркас рухомо закріплений на механізмі регулювання глибини різання. Встановлення різальних елементів (фрез) на двох окремих валах, осі яких зміщені одна відносно одної на половину діаметра фрези, дозволяє одночасно здійснювати різання копитцевого рогу на двох паралельних поверхнях, що мають різну довжину, наприклад копитцева стінка та ребро копитця. Це дає змогу збільшити мінімальну ширину різання у два рази, і значно зменшити різницю між максимальними та мінімальними значеннями сили різання. За таких умов можна здійснити процес різання на всій довжині оброблюваної поверхні із одним видом деформації оброблюваного матеріалу, оскільки нормальні та дотичні напруження будуть змінюватися, але у допустимих межах. Шарнірне кріплення каркасу пристрою із різальними елементами на механізмі регулювання глибини різання дозволяє обробити інші подібні ділянки цього ж копитця із мінімальною кількістю операцій на переобладнання. Для цього достатньо повернути каркас на 180° відносно горизонтальної вісі і зафіксувати його в такому положенні. На Фіг.1 зображено загальний вид пристрою для обрізки копитець свійських тварин (вид збоку); на Фіг.2 вигляд у плані; на Фіг.3 зображено опорну поверхню копитця ВРХ, яка поділена на зони обробки циліндричними фрезами. Пристрій для обрізання копитець свійських тварин складається із каркаса 1 в якому у підшипниках кочення 2 встановлений ведучий вал 3. на ведучому валу встановлена ведуча конічна шестерня 4, що входить в зачеплення з веденим колесом 5, встановленим на веденому валу 6. Ведений вал встановлений у підшипниках 7. На цьому ж валу нерухомо закріплена циліндричну фрезу 8 та циліндричну шестерню 9, яка входить в зачеплення з аналогічною шестернею 10 проміжного вала 11. Проміжний вал встановлено у підшипниках 12. Шестерня 10 заходить в зачеплення із шестернею 13, яка встановлена нерухомо на веденому валу 14, що встановлений у підшипниках 15. На цьому валу нерухомо встановлено другу циліндричну фрезу 16. Обидві фрези мають гвинтові зуби з однаковим профілем та кроком але мають різний напрям гвинтової лінії (Фіг.2). Осі валів 6 та 14 зміщені одна відносно одної на половину діаметра циліндричної фрези. У передній частині каркаса 1, співвісно з приводом вала 3 встановлено вісь 17, яка другим кінцем встановлена у підшипнику ковзання (не показано), що встановлений у корпусі 18. На зовнішній поверхні корпуса підшипника нерухомо закріплено кронштейн 19 із фіксатором 20 та пружиною 21. На поверхні осі, що знаходиться у підшипнику утворені два отвори, осі яких зміщені одна відносно одної на 180°. Корпус підшипника нерухомо закріплено на плиті 22, на якій також встановлено зубчасту рейку 23 механізму регулювання глибини різання копитцевого рогу. До складу механізму регулювання глибини різання входить також циліндричне зубчате колесо 24 із рукояткою 25. Рейка 23 встановлена в напрямних 26, що знаходяться в нижній частині каретки 27. На каретці закріплено засіб контролю величини переміщення рейки та різальних елементів 28. Каретка 27 рухомо, за допомогою опорних втулок 29 встановлена на осі 30, яка жорстко закріплена у корпусі 31. У передній частині пристрою, між корпусом 31 та кареткою 27 встановлено пружину 32. Корпус 31 має кронштейн 33, який шарнірно з'єднаний із стояком 34, за допомогою якого весь пристрій закріплюється на станку 35 для фіксації тварини. Кронштейн 33 з корпусом 31 мають можливість змінювати кут нахилу відносно стояка 34, за допомогою регулювального гвинта 36. На чотирьох стояках станка, за допомогою фіксаторів (гвинтової пари) 37 закріплюють хомут 38 з отвором та хомут 39 призначені, відповідно для закріплення пристрою для обрізки копитець і підставки 40 для фіксації кінцівки тварини. Стояк 34 фіксується в отворі хомута 38 за допомогою пальця 41. Привод різальних елементів пристрою здійснюється від електричного двигуна (не показано), за допомогою гнучкого вала 42, що з'єднаний із ведучим валом 3 муфтою 43. На бічних сторонах каркасу 1 встановлені руків'я 44. Пристрій працює таким чином. Тварину, у якої потрібно зрізати надлишковий копитцевий ріг, заводять у фіксаційний станок 35. Фіксують її за допомогою пасів (обмежують можливість тварини вільно перемішуватися), а також фіксують у піднятому стані одну із кінцівок тварини, використовуючи підставку 40. У отвір хомута 38, закріпленого на тому самому стояку, до якого закріплено кінцівку тварини, встановлюють нижній кінець стояка 34 та фіксують його пальцем 41. За допомогою регулювального гвинта 36 встановлюють корпус 31 та різальні елементи 8 і 16 у зручне для оператора положення. За допомогою контролюючих засобів (не показано) встановлюють необхідні для обробки місця опорної поверхні копитця та визначають фізико-механічні властивості копитцевого рогу. Користуючись спеціальними таблицями, за отриманими даними визначають необхідний режим різання (глибину різання швидкість різання, подачу на зуб фрези тощо). За допомогою руків'я 25 приводять у дію шестерню 24 та рейку 23, переміщаючи до низу каркас 1, доки різальні елементи - фрези 8 та 16 не торкнуться опорної поверхні копитця. Каркас 1 та різальні елементи встановлюють таким чином, щоб вісь приводного вала 3 співпадала із повздовжньою віссю опорної поверхні копитець. Тоді різальний елемент 8 буде орієнтований на обробку зони IV, а різальний елемент 16 - на обробку зони II (Фіг.3). Зона IV - це бічна копитцева стінка копитця, яка має дугоподібну форму, тому у процесі різання циліндричною фрезою площа різання буде поступову збільшуватись, приблизно у півтора рази. Копитцева стінка довша за ребро копитця (зона II). Зона II характерна збільшенням ширини різання, на виході інструмента (напрямок фрезерування показано стрілкою), майже у чотири рази у порівняння із початковими умовами процесу різання (Фіг.3). Після встановлення різальних елементів на зони опорної поверхні копитець, за допомогою рукояті 25, шестерні 24 та рейки 23 механізму регулювання глибини різання, встановлюють необхідну її величину. Вмикають електродвигун, крутний момент якого, через вал 42 передається на приводний вал 3, конічні колеса 4, 5, циліндричні колеса 9, 10, 13 та різальні елементи 8 та 16. Оператор, тримаючи каркасі у найвужчому місці (у вигляді руків'я) однією рукою, а другою за руків'я 44, переміщує його разом із кареткою 27 вперед, вздовж осі 30 до виходу фрез 8 та 16 за межі площини різання. При цьому стискається пружина 32, яка забезпечує зменшення швидкості поступального руху різальних елементів при виході із зони різання та повертає каретку у вихідне положення. Витягши фіксатор 20 із корпуса підшипника 18, оператор обертає каркас 1 навколо осі 17 на 180° і відпускає фіксатор. Корпус 1 встановлено в положення, яке відповідає умовам обробки зони І та III опорної поверхні копитця (Фіг.3). Розміщення різальних елементів відносно ділянок копитця (бічна стінка та ребро копитця) аналогічне попередньому. Тому зміна ширини різання змінюється за такою ж залежністю. Оброблена пристроєм кінцівка звільняється від фіксаторів і аналогічно фіксується наступна. Витягаючи палець 41 із нижньої частини стояка 34, пристрій переносять на наступний стояк фіксаційного станка та встановлюють так само, як у попередньому випадку. Процес зрізання копитцевого рогу на інших кінцівках відбувається аналогічною.