ПЛОСКОРЕЗ-КОСА
SUBSURFACE CULTIVATOR-SCYTHE

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам для обработки почвы и подрезания сорной растительности.
Известно устройство, предназначенное для обработки почвы - ручной плоскорез огородника [RU 2274981 C2, 20.12.2004]. Оно включает лемех, выполненный из листа конструкционной стали толщиной 1,0÷2,0 мм, черенок и соединительные элементы. Вверху лемеха, под углом 30° к горизонтали, отогнута полка шириной 20 мм с отверстиями под винты крепления. В нижней части лемеха, под углом 25° к горизонтали, отогнута рабочая полка шириной 15-20 мм, разделенная по длине на две части, отогнутые в разные стороны. Режущие кромки частей полки скошены под углом 60° к горизонтали.
Недостатки устройства заключаются в громоздкой, неудобной конструкции. Удары и скручивания при использовании плоскореза недопустимы. Кроме того, устройство может применяться только на «обжитом», то есть уже обработанном участке.
Известна тяпка цельноштампованная, содержащая полотно с режущей кромкой и тулейкой, переходящей в трубку для закрепления черенка [RU 119561 U1, 27.08.2012]. Полотно с тулейкой и трубкой выполнено из одной цельной заготовки путем штамповки из листового материала, полученного путем прокатки подошвы или шейки старогодных и некондиционных рельс.
Известна многофункциональная тяпка-мотыга [RU 116737 U1, 10.06.2012], Пластина рабочего органа тяпки-мотыги выполнена в виде прямоугольной трапеции с овальной плоскостью, изогнутой как по длине, так и по ширине под углом 1°-3° к осям трапеции. Верхняя и нижняя кромки заточены, причем верхняя кромка выполнена в виде вогнутого полукруга. Державка для черенка - конусообразной формы, малой частью конуса перпендикулярно приварена к рабочему органу в центре пересечения биссектрис сторон трапеции, прилегающих к прямому углу.
Известна тяпка, включающая нож, державку, хомут и черенок [RU 7576 U1, 16.09.1998]. При этом нож имеет форму широкого выпуклого пятиугольника, согнутого по оси симметрии, и имеет четыре режущих кромки (лезвия), расположенных симметрично. Вариант тяпки предусматривает вырез ножа между средними режущими кромками.
Общим недостатком тяпок является то, что они предназначены для борьбы с сорными растениями путем нанесения рубящих ударов, что создает большую нагрузку на мышцы спины и рук. При высоте уничтожаемых растений 20 см и более работать с тяпками становится затруднительно или вовсе невозможно.
Известно орудие для рыхления почвы со стальным лезвием с длинной или короткой ручкой [DE 19954030 А1, 03.05.2003].
Недостатками устройства являются сложность конструкции и трудоемкость рыхления почвы с его использованием. Кроме того, устройство нельзя использовать для срезания растений выше уровня почвы.
Наиболее близким техническим решением является ручное почвообрабатывающее орудие (плоскорез) [RU 2201047 С2, 10.04.2002]. Передняя поверхность лезвия орудия с плоскостью, проведенной параллельно основной режущей кромке и продольной оси черенка в месте его удержания руками работающего, составляет угол от 15 до 90°, а основная режущая кромка лезвия с плоскостью, проведенной перпендикулярно первой плоскости, составляет угол от 15 до 130°. Отверстия черенка, предназначенные для соединяющих лезвия и черенок деталей, расположены так, что линия, проведенная через их центры, наклонена к продольной оси черенка под углом от 0 до 90°. Суммарная площадь поперечных сечений крепящих лезвие и черенок деталей и суммарная площадь отверстий лезвия и отверстий черенка, могущих участвовать в прикреплении лезвия к черенку, подчиняются формуле А≤Б/2, где А - площадь поперечных сечений деталей, крепящих лезвие к черенку; Б - суммарная площадь отверстий лезвия и черенка, могущих участвовать в соединении лезвия и черенка.
Данным инструментом рыхлят почву, окучивают растения, делают посевные борозды, борются с сорняком.
Недостатки устройства в трудоемкости работы с его использованием: на тяжелой почве лезвием работают как киркой, что создает повышенную нагрузку на мышцы спины и рук; ограниченной сфере использования плоскореза: при работе с порослью деревьев инструмент становится практически бесполезным; малая производительность труда, в связи с небольшой площадью захвата обрабатываемого участка земли при однократном взмахе инструмента. Отсутствие на черенке дополнительной рукоятки делает положение лезвия при работе неустойчивым: возникает крутящее движение черенка, и в итоге - колебания лезвия при работе.
Отсутствие ребра жесткости лезвия не позволяет сделать его тонким, т.к. в этом случае оно будет изгибаться, вибрировать и ломаться. Кроме того, это исключает возможность «отбивки» инструмента - истончения режущей кромки лезвия путем ударов по нему молотком. Предусмотрена заточка только с помощью напильника и точильного камня.
Плоскорез невозможно использовать для эффективного выкоса больших плантаций необработанной земли с многочисленной порослью деревьев, кустарников, а также для срезания растений с толстым стеблем (кукуруза, подсолнечник).
Технический результат - снижение трудоемкости, повышение производительности, расширение области применения.
Технический результат достигается использованием плоскореза-косы, состоящего из лезвия, удерживающего его кронштейна, черенка, на котором закреплен кронштейн, установленной на черенке дополнительной рукоятки. Кронштейн имеет два прямоугольных выступа-фиксатора, лезвие оборудовано расположенным перпендикулярно его плоскости ребром жесткости, имеет расширение в сторону кронштейна от конца режущей части, а рабочий конец лезвия скошен под углом 30°-80° по отношению к его режущей части.
На фигуре 1 представлен общий вид плоскореза-косы. На фигуре 2 изображена рабочая часть плоскореза-косы. На фигуре 3 показано устройство лезвия и ребра жесткости в разрезе. На фигуре 4 - вид со стороны конца режущей части, показан угол наклона плоскости режущего полотна.
Устройство состоит из лезвия 1, кронштейна 2, черенка 3, болтов крепления 4, дополнительной рукоятки 5, ребра жестокости 6, выступов-фиксаторов 7.
С помощью кронштейна 2 и болтов крепления 4 лезвие крепится к черенку 3. Дополнительная рукоятка 5 установлена на черенке 3 и ее положение может меняться в зависимости от роста человека. Режущая часть лезвия 1 расположена под углом 90°-130° к черенку 3. Оптимальным является угол в 110°. При увеличении угла более 130° повышается трудоемкость, растения нужно будет срубать. Если угол ниже 90° - уменьшается площадь обрабатываемой поверхности. Угол в диапазоне 90°-130° позволяет при возникновении препятствия на режущую поверхность в виде растения плавно срезать его.
Ребро жесткости 6, распложенное перпендикулярно плоскости лезвия 1, увеличивает жесткость и надежность инструмента в работе. Оно исключает вибрацию, изгиб лезвия в стороны при усиленной нагрузке на режущую часть. Наличие ребра жесткости позволяет сделать лезвие более тонким и длинным, что повышает производительность труда и снижает трудоемкость. Длинное лезвие захватывает большую площадь обрабатываемой поверхности, а более острая кромка лезвия дает возможность срезать растения с меньшими усилиями.
В прототипе при работе им как косой уничтожение растений происходит рубящим способом. В случае использования плоскореза-косы - режущим.
Кроме того, использование ребра жесткости позволяет применять «отбивку» лезвия. Отбивка дает возможность сделать лезвие тонким по всей длине ножевого полотна. В результате отбивки в металле лезвия 1 образуется наклеп, что повышает крепость и твердость металла, а следовательно, увеличивает срок службы лезвия. Плоскорез-косу отбивают на специальной небольшой наковальне. Отбивают лезвие молотком с узким бойком. Рабочие поверхности наковальни и молотка должны быть ровными с металлическим блеском. При необходимости их шлифуют на мокром точиле. Удары при отбивке начинают наносить от широкой части параллельно лезвию. Молоток поднимают на 4-5 см и наносят через каждый миллиметр размеренные, одинаковые, нетяжелые удары. Они не должны быть сильными, их нельзя наносить поперек, наискось или несколько раз в одно и то же место - лезвие от этого делается волнистым (коробится), растягивается в длину, выгибается. Поэтому не следует стремиться отбить лезвие за один проход молотка, необходимо повторить требуемое количество проходов для более тщательной отбивки лезвия.
В месте крепления к кронштейну имеется расширение лезвия. Это позволяет избежать сминания растений в месте крепления лезвия к кронштейну.
К концу лезвие сужается.
Рабочий конец лезвия 1 скошен под углом 30°-80° по отношению к режущей части лезвия, что позволяет использовать его для срезания отдельностоящих растений, подсекание которых основной режущей частью лезвия затруднительно.
Угол наклона плоскости лезвия 1 по отношению к плоскости образуемой поперечным срезом черенка 3, составляет 140°-160° (фиг.4).
Режущая часть лезвия 1 расположена под углом 90°-130° к черенку 3 (фиг.1).
На фигуре 3 схематично показано взаимное расположение лезвия 1 и ребра жесткости 6.
Выступы-фиксаторы 7 при усиленной нагрузке не позволяют произойти разлому черенка в месте прохождения оси болтов крепления.
Использование плоскореза-косы осуществляется следующим образом. Перед работой производится регулировка ручки 5. Далее одной рукой захватывается черенок 3, другой - дополнительная рукоятка 5.
При использовании плоскореза-косы в качестве косы производятся взмахи из стороны в сторону. Высота скоса определяется человеком. Угол среза меняется поворотом дополнительной рукоятки 5 и отводом в сторону конца черенка 3. При густой растительности, а также наличии поросли деревьев угол уменьшается. При более редкой - увеличивается и площадь захвата обрабатываемой поверхности возрастает.
При втором варианте работы лезвие 1 относится максимально вперед на вытянутую руку, удерживающую дополнительную рукоятку 5. Сгибанием рук лезвие 1 подается на себя. При этом происходит срезание растительности. Данный вариант может использоваться для прополки высаженных рядами культурных растений.
Дополнительная рукоятка 5 дает жесткое положение лезвия при работе, исключая крутящее движение черенка, что, в свою очередь, не допускает вертикального колебания лезвия при работе с плоскорезом-косой. Кроме того, способствует более точному срезанию концом инструмента отдельностоящих растений.
При использовании плоскореза-косы в качестве плоскореза, для срезания под землей, лезвие 1 в начальной фазе заглубляется в грунт на расстояние до 10 см в зависимости от почвы и необходимости. Далее также производятся либо движения из стороны в сторону, либо поступательное движение на себя.
Использование плоскореза-косы снижает нагрузку на мышцы спины и рук, расширяет сферу использования инструмента: возможно использовать его как для прополки, так и в качестве косы, срезать поросль деревьев и растения с толстым стеблем, а также использовать его на «необжитом участке». Инструмент обладает высокой производительностью труда в связи с большой площадью захвата обрабатываемого участка земли при однократном взмахе инструмента.