ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОРУДИЕ

Полезная модель относится к сельскохозяйственной технике, а именно к ручным механизированным средствам для обработки почвы на мелкоконтурных участках площадью до 0,2 га.
Известен электрокультиватор ЭК-1500, содержащий раму, смонтированные на ней электропривод с рабочими органами, рукоятки управления и опорное колесо (каталог «Средства малой механизации в растениеводстве и животноводстве», М., Информагротех, 1993, с.32).
В конструкции электрокультиватора рабочий инструмент установлен непосредственно на выходном валу электропривода, что ограничивает технологические возможности устройства и к тому же не исключает наматывания сорняков на вал, особенно при обработке целины.
Известен также электрокультиватор, содержащий раму, на которой смонтирован привод с вертикальным ведущим валом, на котором установлены лезвийные рабочие органы (ножи), рукоятки управления, опорное колесо, причем режущие кромки ножей расположены ниже нижней точки опорного колеса (патент РФ №2067795, опубл. 20.10.96). Данный электрокультиватор является ближайшим аналогом (прототипом) заявляемого устройства.
Как и в предыдущем аналоге, рабочие ножи в прототипе установлены непосредственно на валу электропривода, что значительно сужает его технологические возможности.
В процессе обработки почвы выполняются два основных вида операций:
глубокое (на 15-18 см) рыхление почвы (вспашка) со скоростью вращения ножей 300 об/мин;
поверхностное рыхление почвы на глубину 3-5 см с целью уничтожения сорняков (дернование) со скоростью вращения ножей 1000 об/мин.
В каждом конкретном случае, в зависимости от глубины обработки, выбирается нож соответствующей длины. Но, исходя из конструкции прототипа, какой бы вид обработки почвы ни производился, рабочие инструменты будут закрепляться на валу электропривода и вращение их будет осуществляться с одной скоростью (1000 об/мин). Однако, если для небольшой глубины (поверхностное рыхление) этот режим является оптимальным, то для вспашки при длине ножа, равной 15-18 см такая скорость вращения неприемлема. В этом случае крутящий момент будет мал и недостаточен, чтобы преодолеть сопротивление почвы. При этом двигатель будет перегреваться, снижать обороты и может выйти из строя. Применение двигателя с большей мощностью приводит к утяжелению почвообрабатывающего орудия, делает его более громоздким и маломаневренным, что повышает утомляемость человека, работающего на нем.
Предлагаемой полезной моделью решается задача расширения технологических возможностей устройства за счет придания ему дополнительной функции по выполнению операции глубокой обработки почвы без ухудшения его других технических характеристик.
Для достижения этого технического результата известное устройство, содержащее раму с опорным колесом и рукоятками управления, на которой смонтирован привод с вертикальным скоростным валом, имеющим на конце элементы крепления рабочих органов, дополнительно снабжено двумя вертикально расположенными силовыми валами, на которых неподвижно закреплены шестерни, имеющие одинаковое число зубьев и входящие в зацепление между собой, а на скоростном валу установлена шестерня с меньшим числом зубьев, входящая в зацепление с шестерней одного из силовых валов, при этом на нижних концах валов имеются элементы крепления рабочих органов.
Отличительными признаками заявляемого почвообрабатывающего орудия от ближайшего аналога, известного по патенту РФ №2067795, является наличие двух вертикально расположенных силовых валов с неподвижно закрепленными на них шестернями, имеющими одинаковое число зубьев и входящими в зацепление между собой, а также наличие на скоростном валу привода шестерни с меньшим числом зубьев, которая входит в зацепление с шестерней одного из силовых валов,
при этом на нижних концах валов имеются элементы крепления рабочих органов.
Благодаря наличию этих признаков, в конструкции почвообрабатывающего орудия получена возможность за счет незначительной переналадки, заключающейся в установке соответствующих рабочих органов на ведущий или силовые валы, выполнять по необходимости как поверхностную, так и глубокую обработку почвы без ухудшения других технических характеристик устройства. Возможность выполнения глубокого рыхления достигнута за счет установки дополнительных валов с шестернями, позволившими снизить скорость вращения до требуемой (300 об/мин) и увеличить крутящий момент до величины, способной преодолеть сопротивление почвы при заглублении ножей на 15-18 см.
Предлагаемое почвообрабатывающее орудие иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-3.
На фиг.1 показан продольный разрез в вертикальной плоскости заявляемого устройства, налаженного на поверхностное рыхление почвы и дробление сорняков;
на фиг.2 - тот же разрез устройства, налаженного на глубокую обработку почвы;
на фиг.3 - вид сверху по А-А.
Почвообрабатывающее орудие содержит раму 1 с опорным колесом 2 и рукоятками управления 3. На раме 1 смонтирован привод 4 с вертикальным скоростным валом 5, на котором установлена малая шестерня 6, а на его конце при помощи
элементов крепления 7 при наладке устройства на операцию поверхностного рыхления почвы закрепляется рабочий орган (коротколезвийный нож) 8. На раме 1 установлены два силовых вала 9 с неподвижно закрепленными на них шестернями 10, которые входят в зацепление между собой и имеют равное число зубьев для получения одинаковой скорости вращения силовых валов 9 (300 об/мин). Для передачи вращения от привода 4 на силовые валы 9 одна из шестерен 10 введена в зацепление с малой шестерней 6. На нижних концах валов 9 при помощи элементов крепления 7 при наладке устройства на операцию глубокой обработки почвы закрепляется рабочий орган (нож с удлиненными лезвиями) 11.
1
2
Количество зубьев шестерен определяется обычным конструкторским расчетом, исходя из передаточного числа i, определяемого отношением скоростей ведущего (скоростного) n и ведомого (силового) n валов, равных соответственно 1000 об/мин и 300 об/мин.
1
2
2
1
i=n/n=Z/Z
2
1
Задаваясь числом зубьев Z шестерен 10 на ведомых валах 9, что определяется габаритами почвообрабатывающего орудия, и имея передаточное число, получаем число зубьев Z малой шестерни 6.
Элементами крепления 7, обеспечивающими одновременно передачу вращения рабочим органам 8 и 11, могут быть, например, шпоночное соединение, резьбовое соединение (винт-гайка) и другие.
Почвообрабатывающее орудие работает следующим образом.
Для обработки задерненной почвы, а также в целях уничтожения мелких сорняков и поверхностного рыхления почвы на пахотных землях на скоростной вал 5 устанавливают коротколезвийный нож 8. При включении привода 4 нож 8 получает вращение с высокой скоростью (1000 об/мин). Оператор, поднимая рукоятку управления 3 заглубляет нож 8 в почву и перемещает орудие на себя (фиг.1-3 по стрелке). Вращающийся нож 8 рыхлит почву на глубину 3-5 см и измельчает сорняки на мелкие частицы.
При переналадке почвообрабатывающего орудия на глубокую обработку почвы коротколезвийный нож 8 снимается со скоростного вала 5, а на силовые валы 9 устанавливаются ножи 11 с удлиненными лезвиями. При включении привода 4 вращение со скоростного вала 5 через малую 6 и большие шестерни 10 передается на силовые валы 9. При этом крутящий момент на валах 9 увеличивается, а их скорость вращения (следовательно, и скорость вращения ножей 11) уменьшается до 300 об/мин. При заглублении ножей 11 в почву и перемещении орудия выполняется рыхление почвы на глубину 15-18 см.
Таким образом, заявляемое почвообрабатывающее орудие за счет введения указанных выше отличительных признаков и при незначительной переналадке позволяет, в отличие от прототипа, выполнять две операции по обработке почвы без ухудшения других его технических характеристик, то есть решается поставленная задача - расширение технологических возможностей устройства.
Заявляемое почвообрабатывающее орудие может быть изготовлено на любом машиностроительном предприятия в серийном производстве на универсальном оборудовании с использованием широко доступных марок сталей, выпускаемых отечественной промышленностью. Какого-либо специального оборудования для его изготовления не требуется.