РУЧНОЙ КУЛЬТИВАТОР

Полезная модель относится к сельскохозяйственным орудиям, в частности к садово-огородным ручным инструментам, а именно к ручным культиваторам, и может быть использована для подрезания сорняков и обработки почвы, а также для выполнения неглубоких борозд в обрабатываемых грядах или почве.
Известен ручной культиватор, содержащий рабочий орган и присоединенный к нему черенок (патент РФ №2227964 МПК 7 А 01 В 1/06). Рабочий орган известного культиватора содержит лезвие, имеющее форму усеченного диска, и держатель для крепления черенка, закрепленный в центре диска под острым углом к его поверхности, при этом проекция держателя на плоскость лезвия расположена параллельно хорде усеченного диска, край лезвия в месте пересечения дуги окружности диска и хорды снабжен расположенным в плоскости лезвия зубцом, внешняя часть которого образована дугой окружности диска, а внутренняя - дополнительной кромкой, направленной под острым углом к хорде, кромки лезвия по всему периметру выполнены заостренными, причем угол заострения образован между внешней поверхностью наклонного отбортованного края лезвия и общей плоскостью заточки, параллельной нижней плоскости диска.
К недостаткам данного культиватора можно отнести, во-первых, невозможность его длительной эксплуатации без перезаточки лезвия, что обусловлено формой используемого ножа, которая из-за наличия плоских поверхностей существенно снижает способность ножа к самозатачиванию при перемещении рабочего органа в обрабатываемом грунте, во-вторых, рабочий орган культиватора не позволяет эффективно убирать сорняки из почвы, что связано с отсутствием у него гребенчатой поверхности. Кроме того, при работе с орудием следует прилагать значительные физические усилия для его заглубления и протягивания лезвия под слоем почвы, причем чем толще слой почвы, а следовательно, лучше рыхление, тем больше необходимое усилие для протягивания орудия.
Наиболее близкой к заявляемому ручному культиватору является ручная мотыга (патент РФ №2038711 МПК 6 А 01 В 1/06), включающая рабочий орган в виде разъемной прямоугольной рамки, основание которой соединено с рукояткой, а лезвие в виде нижней и боковых частей рамки имеет заточку по внешнему контуру с обеих сторон. При этом основание выполнено в виде П-образной скобы, на противоположных сторонах которой с внутренней стороны установлены два цилиндрических штифта, а боковые части рамки на концах имеют отверстия для штифтов при установке внутри основания.
К недостаткам указанного орудия можно отнести ограниченные функциональные возможности. Известная мотыга не приспособлена для выборки сорняков из почвы и не позволяет одинаково эффективно обрабатывать грядки различной ширины. Эти недостатки связаны с отсутствием у рабочего органа гребенчатой поверхности и возможности изменять длину режущей части. Кроме того, используемые в устройстве жестко установленные угол скоса лезвия до 30 градусов и угол наклона рукоятки к верхнему основанию 65 градусов не являются оптимальными с эргономической точки зрения, что в процессе эксплуатации мотыги приводит к повышенной утомляемости работающего с ней человека. Также выбранная в данной мотыге форма режущей части рабочего органа не обеспечивает эффективное самозатачивание лезвия, что приводит к снижению производительности работы инструмента.
Заявляемая полезная модель направлена на устранение перечисленных недостатков.
Задача, на которую направлена заявляемая полезная модель, заключается в создание эргономичного универсального культиватора с самозатачивающимся лезвием.
Технический результат от использования заявляемой полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей и улучшении эксплуатационных характеристик культиватора.
Расширение функциональных возможностей заключается в использовании заявляемого культиватора не только для обработки участков почвы определенных размеров, но и для эффективного сбора сорняков из почвы, а также для обработки без потери производительности участков почвы различных размеров.
Улучшение эксплуатационных характеристик, включающих в частности производительность и эргономичность, обеспечивается благодаря эффективному самозатачиванию лезвия режущего элемента рабочего органа культиватора, что позволяет в течение длительного срока сохранять режущие свойства, и возможности удобного в соответствии с ростом человека расположения рукоятки (черенка) культиватора относительно его рабочего органа, а также снижению веса культиватора.
Указанная задача решается, а указанный технический результат достигается за счет того, что в культиваторе, включающем рабочий орган в виде разъемной рамки, состоящей из верхней части П-образной формы (держателя), соединенной с рукояткой, и нижней части, а также устройства крепления, предназначенного для соединения верхней и нижней частей рамки, и устройства крепления рукоятки культиватора, нижняя часть рабочего органа выполнена съемной, является сменной и выбирается из набора элементов, выполненных в форме скоб с основаниями разной конфигурации, боковые стороны которых совместимы с устройством крепления с верхней частью рабочего органа культиватора. Набор сменных частей рабочего органа культиватора по крайней мере включает первый элемент в виде прямоугольной скобы, основание которой выполнено в виде обоюдоострого лезвия с верхней заточкой, имеющего в разрезе форму сегмента, боковые стороны скобы могут быть аналогичным способом заточены и иметь в разрезе форму сегмента и также будут выполнять функцию лезвия, второй элемент в виде трапециевидной скобы, основание которой выполнено также в виде обоюдоострого лезвия с верхней заточкой, имеющего в разрезе форму сегмента, боковые стороны скобы могут быть аналогичным способом заточены и иметь в разрезе форму сегмента и также будут выполнять функцию лезвия, и третий элемент в виде трапециевидной скобы, представляющий собой рыхлитель-грабли, основание которой в разрезе имеет прямоугольную форму. Боковые стороны указанных элементов выполнены в виде прямоугольных пластин, у которых один из верхних углов каждой из боковых сторон скошен, при этом верхние грани боковых сторон параллельны друг другу. Устройство для крепления рукоятки выполнено в виде стакана с диаметрально противоположными вертикальными вырезами, с наружной стороны которого установлено уплотнительное кольцо с возможностью перемещения его вверх, стенки крепежного стакана имеют наклон и изогнутые верхние края. Устройство крепления, предназначенное для соединения верхней и нижней частей рамки, представляет собой два штифта, приваренных к внутренним частям боковых сторон верхней части рамки рабочего органа.
Функциональные возможности заявляемого культиватора расширяются благодаря использованию сменных элементов рабочего органа культиватора, т.к. каждый из элементов предназначен для выполнения определенных работ. Эксплуатационные характеристики (срок работы культиватора без затачивания ножа) заявляемого культиватора улучшены по сравнению с известными из уровня техники культиваторами за счет применения ножей, в разрезе имеющих форму сегмента, что повышает эффективность процесса самозатачивания. Высокая эргономичность, также характеризующая эксплуатационные свойства культиватора, достигается за счет облегченной конструкции устройства крепления рукоятки к рабочему органу, возможности быстро и без усилий благодаря предложенной конструкции устройства крепления менять рукоятку культиватора, а также за счет возможности изменять угол наклона режущей части относительно рукоятки и верхней части рабочего органа, что в свою очередь позволяет
изменять расстояние между садоводом и орудием и угол наклона орудия при постоянном хвате рукоятки по высоте - например, для обработки земли под садовыми деревьями.
Заявляемое техническое решение полезной модели проиллюстрировано чертежами.
На фиг.1 представлен вид рабочего органа культиватора и его разрез.
На фиг.2 представлен общий вид режущего элемента, предназначенного для рыхления почвы и подрезания сорняков, вид сверху и разрез.
На фиг.3 представлен общий вид режущего элемента, предназначенного для рыхления почвы и сбора сорняков, вид сверху и разрез.
Культиватор состоит из рукоятки (на фиг. не показана) и рабочего органа (фиг.1). Рабочий орган культиватора представляет собой разборную рамку, содержащую верхнюю часть 1, выполненную в виде скобы, и съемную нижнюю режущую часть 2, также выполненную в виде скобы, устройство крепления 3, предназначенное для соединения верхней 1 и нижней 2 частей рамки, и устройство крепления рукоятки культиватора 4.
Набор съемных частей 2 рабочего органа культиватора включает первый элемент в виде прямоугольной скобы, основание 5, которой выполнено в виде обоюдоострого лезвия с верхней заточкой, имеющего в разрезе форму сегмента с радиусом кривизны, например 80 мм, боковые стороны 6 скобы могут быть заточены, например, на расстояние в 20 мм, и также будут выполнять функцию лезвия (фиг.2), второй элемент в виде трапециевидной скобы, основание которой выполнено также в виде обоюдоострого лезвия с верхней заточкой, имеющего в разрезе форму сегмента, с радиусом кривизны, например 80 мм, боковые стороны скобы могут быть заточены, например на расстояние в 20 мм, и также будут выполнять функцию лезвия (фиг.2), и третий элемент в виде также трапециевидной скобы, представляющий собой рыхлитель-грабли, основание 6 которой выполнено в виде прямоугольника с зубцами вдоль длинных сторон, в разрезе имеющий прямоугольную форму (фиг.3).
Режущие кромки первого и второго режущих элементов закалены и представляют собой острие с повышенной твердостью. Толщина лезвия у этих элементов составляет, например 1,5 мм, ширина лезвия составляет, например, 20 мм, длина у первого элемента, например, - 60 мм. Первый режущий съемный элемент может использоваться для прополки узких, труднодоступных участков почвы, например междурядий. Второй съемный элемент имеет трапециевидную форму, непосредственно лезвие в сечении также имеет форму сегмента, материал и заточка лезвия идентичны первому ножу, длина основания элемента составляет, например 100 мм, ширина, например, - 20 мм, толщина, например, - 1,5 мм. Этот режущий элемент рекомендуется для работы на широких обрабатываемых участках, так как за один проход орудия позволяет обрабатывать более широкий участок почвы, что снижает трудозатраты.
Верхняя заточка ножей и кривизна режущей кромки создают эффект самозатачивания от обрабатываемой почвы за счет того, что во время перемещения культиватора в почве (представляющей абразив), ее частицы стирают верхнюю грань ножа, изменяя угол заточки, в данном случае положительный, тем самым, как бы заостряя режущую кромку ножа культиватора. Если сила трения, возникающая во время прохождения прямого ножа в почве, воздействует на его нижнюю кромку, то в случае применения изогнутого лезвия, сила трения уменьшается до минимума на его острие и воздействует главным образом на верхнюю часть лезвия. Острие ножа, выполненного из высокопрочной легированной стали с дополнительной закалкой, остается острым при уменьшении верхнего слоя режущей кромки, что и дает эффект самозатачивания режущему элементу культиватора.
Третий режущий элемент (фиг.3) выполнен с шириной лезвия, например 40 мм, длиной лезвия, например, 100 мм, толщиной лезвия, например 1,5 мм. Данный съемный элемент используется для вырывания из земли подрезанных сорняков и их сгребания в кучу, боронования и нарезания борозд.
Боковые стороны 7 указанных режущих элементов выполнены в виде прямоугольных пластин, при этом один из верхних углов каждой из боковых сторон скошен до середины верхней грани под углом, например в 10 градусов.
Все режущие элементы выполнены из одинаковой марки стали и каждый дополняет другой, так как одним узким ножом неудобно, подрезав корни растения, сгребать их в кучу, также как и обрабатывать широкий участок земли. Поэтому для каждой операции и на разных по ширине участках необходимы соответствующие ножи. Описанные выше ножи имеют одинаковое расстояние между боковыми сторонами 7 в месте присоединения к устройству крепления 3, предназначенному для соединения верхней и нижней частей рамки. Устройство крепления 3 представляет собой два штифта 8, приваренных к внутренним частям боковых сторон верхней части 1 рабочего органа.
Верхняя часть 1 рабочего органа культиватора выполнена неразборной из конструкционной стали и представляет собой (фиг.1) П-образную скобу с основанием длиной, например 60 мм. К основанию верхней части 1 рабочего органа прикреплено устройство для крепления рукоятки 4. Данное устройство 4 представляет собой стакан 9 высотой, например 90 мм, в котором выполнены диаметрально противоположные вертикальные вырезы и установлено уплотнительное кольцо 10 с возможностью перемещения его вверх для крепления рукоятки в стакане 9, стенки крепежного стакана 9 имеют наклон, например 3 градуса, и изогнутые верхние края, что не позволяет соскальзывать крепежному (стопорному) кольцу 10. Крепление стакана к основанию верхней части рамки выполнено путем сваривания металлов.
В боковых частях съемных элементов, составляющих нижнюю часть 2 рабочего органа культиватора, выполнены отверстия 11, предназначенные для крепления указанных элементов на штифты 8.
Штифты 8, предназначенные для соединения с нижней частью 2 рабочего органа и расположенные на боковых частях верхней части 1 рабочего органа, располагают таким образом, чтобы при их совмещении с отверстиями, расположенными на боковых частях режущих элементов, нижняя поверхность основания верхней части 1 рабочего органа соприкасалась с верхними гранями боковых сторон нижних частей 2 рабочего органа.
Культиватор работает следующим образом.
Перед началом эксплуатации культиватора его приводят в рабочее состояние, а именно, выбирают необходимый для выполнения предполагаемой операции режущий элемент 2 и соединяют его с верхней частью 1 рабочего органа культиватора. При этом устанавливают удобный для выполнения соответствующей работы угол наклона рукоятки по отношению к основанию режущего элемента. После чего вставляют рукоятку нужной длины в устройство для крепления рукоятки.
Верхнюю часть 1 рабочего органа соединяют с выбранной нижней 2 частью рабочего органа следующим образом: сменный элемент 2 сжимают у основания и надевают на штифты 8. При этом в зависимости от выбранного для удобства угла наклона рукоятки к основанию нижней части 2 рабочего органа верхнюю часть 1 устанавливают либо таким образом, чтобы нижняя поверхность ее основания касалась горизонтального участка верхней грани боковых сторон режущего элемента, либо, чтобы касалась скошенной части.
Благодаря тому, что съемный элемент выполнен из пружинистой высокопрочной легированной стали, небольшим усилием на боковые стенки ножа, в горизонтальной плоскости, он легко устанавливается и легко снимается.
Обработка почвы, срез сорняков, их сбор и т.п. могут быть осуществлены после насадки рабочего органа на рукоятку и последующего введения его в обрабатываемый грунт. Последовательными движениями культиватора к себе и от себя в грунте подрезают корни сорняков, делая это без значительных усилий, далее, сменив режущий элемент, собирают растения, отрезанные от своих корней.