КУЛЬТИВАТОР ЗЕМЛЯКОВА ДЛЯ РЫХЛЕНИЯ ПОЧВЫ И КОРНЕВОЙ ПОДРЕЗКИ СОРНЯКОВ С МЕХАНИЗИРОВАННЫМ ПРИВОДОМ, НОСИМЫМ С ПОМОЩЬЮ РУК И ПЛЕЧЕВОГО РЕМНЯ
ZEMLYAKOV'S CULTIVATOR FOR SOIL RIPPING AND ROOT CUTTING OF WEEDS WITH MECHANISED DRIVE, CARRIED BY HANDS AND SHOULDER BELT

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, предназначенной для рыхления почвы одним человеком с помощью механизированных устройств, приводимых в действие автономным бензоприводом или электроприводом. Изобретение может быть использовано для корневой подрезки сорняков и рыхления почвы под посев семян на дачных садовых участках, на земельных участках фермерских хозяйств в селах, на земельных участках усадьб частных владельцев жилья в городской местности, в муниципальных службах городов.
Известны механизированные устройства, снабженные автономным бензоприводом - мотоблок [1], [2], которые предназначены для перемещения по обрабатываемой почве и управляемые с помощью рукояток одним оператором. Устройство выполнено для перемещения по почве на двух колесах, установленных на одной горизонтальной оси, при этом к несущей раме устройства съемно крепится плуг, обеспечивающий отвальную вспашку почвы. При замене на оси колес рыхлительными фрезами и установке к несущей раме тормозного рычага, устройство обеспечивает рыхление почвы фрезами. Конструкция устройства содержит несущую раму, на которой жестко закреплен мощный бензодвигатель (от 2-х до 6-ти кВт), выходной вал которого через цепную передачу соединен с осью колес (или фрез).
Недостатком известного устройства является его большой вес. Так, даже для установки такого мотоблока на автоприцеп для перевозки требуется сила не менее двух человек. Из-за большого веса мотоблока (60 кг) им достаточно сложно управлять во время, например, рыхления почвы, особенно если почва песчаная, в которой такой тяжелый мотоблок зарывается фрезами в почву и, тогда чтобы его извлекать, требуется сила не менее двух человек. Кроме того, известное устройство является достаточно громоздким, и для его перевозки требуется специальный автоприцеп или автофургон, в котором такой мотоблок должен быть обязательно надежно закреплен.
Известны также механизированные устройства [3] для надпочвенной подрезки травы, выполненные с прямым удлинительным валом. Известные устройства выполнены из автономного облегченного бензопривода или электропривода от проводной сети. Каждое такое устройство выполнено носимым с помощью рук и плечевых ремней. Ведущий вал двигателя имеет шлицевое отверстие, в которое разъемно вставлен шлицевыми зубьями прямой стальной удлинительный вал, который размещен в полости защитно-опорной дюралюминиевой трубы. Второй конец этого вала, имеющий также шлицевые зубья, вставлен в ответное шлицевое отверстие вала шестерни зубчатой трансмиссии, предназначенной для обеспечения отклоненного направления оси вала, на котором крепится рабочий инструмент от направления оси удлинительного вала. При этом зубчатая трансмиссия размещена в корпусе, с которым разъемно соединен второй конец защитно-опорной дюралюминиевой трубы. Выходной вал трансмиссии снабжен резьбовым отверстием с левой резьбой, для крепления рабочего съемного инструмента, скашивающего траву.
Недостатком таких известных устройств является то, что они не могут обеспечить глубокую корневую подрезку сорняков и, тем более, не могут обеспечить долговременную работу по рыхлению почвы. Это связано с тем, что выходной вал трансмиссии имеет большую частоту вращения (до 10000 об/мин) и недостаточную для этого мощность. Кроме того, такие устройства для кошения травы снабжаются специальным съемным инструментом: выполненным в виде барабана, из которого диаметрально симметрично выступают два конца толстого (до 3 мм) гибкого капронового каната; либо съемного инструмента в виде стального тонкого плоского диска, имеющего симметрично сбалансированные и расположенные на его периферии заостренные зубья. Первый из указанных рабочих инструментов вообще не может осуществлять ни корневую подрезку сорной травы, ни тем более рыхление почвы. Второй рабочий инструмент (режущий) может осуществлять неглубокую подрезку корней, но непродолжительное время, в виду того, что очень большая частота вращения диска и длительное его заглубление в почву могут вывести из строя поршневую систему двигателя.
Наиболее близким техническим устройством, принятым за прототип, является известный триммер (бензокоса) фирмы Олео Мак [4]. Известное устройство выполнено из автономного облегченного бензопривода или электропривода от проводной сети. Устройство выполнено носимым с помощью рук и плечевых ремней. Ведущий вал двигателя имеет шлицевое отверстие, в которое разъемно вставлен шлицевыми зубьями прямой стальной удлинительный вал, который размещен в полости защитно-опорной дюралюминиевой трубы. Второй конец этого вала, имеющий также шлицевые зубья, вставлен в ответное шлицевое отверстие вала шестерни зубчатой трансмиссии, предназначенной для обеспечения отклоненного направления оси вала, на котором крепится рабочий инструмент от направления оси удлинительного вала. При этом зубчатая трансмиссия размещена в корпусе, с которым разъемно соединен второй конец защитно-опорной дюралюминиевой трубы. Выходной вал трансмиссии снабжен резьбовым отверстием с левой резьбой для крепления рабочего съемного инструмента, скашивающего траву.
Недостатком известного устройства является то, что оно не может обеспечить глубокую корневую подрезку сорняков и тем более не может обеспечить долговременную работу по рыхлению почвы. Это связано с тем, что выходной вал трансмиссии имеет большую частоту вращения (до 10000 об/мин) и недостаточную для этого мощность. Кроме того, такие устройства для кошения травы снабжаются специальным съемным инструментом, выполненным в виде барабана, из которого диаметрально симметрично выступают два конца толстого (до 3 мм) гибкого капронового каната; либо съемного инструмента в виде стального тонкого плоского диска, имеющего симметрично сбалансированные и расположенные на его периферии заостренные зубья. Первый из указанных рабочих инструментов вообще не может осуществлять ни корневую подрезку сорной травы, ни тем более рыхление почвы. Второй рабочий инструмент (режущий) может осуществлять неглубокую подрезку корней, но непродолжительное время, в виду того, что очень большая частота вращения диска и длительное его заглубление в почву могут вывести из строя поршневую систему двигателя
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании носимого в руках и на плечевом поясе моторизированного универсального устройства, легко разбираемого и транспортируемого в руке, в дорожной сумке; в создании мобильного устройства, способного обеспечивать долговременную работу при корневой подрезке сорняков и культивации (рыхлении) почвы.
Это достигается тем, что культиватор для рыхления почвы и корневой подрезки сорняков с механизированным приводом, носимым с помощью рук и плечевого ремня, содержащий облегченный автономный привод, ведущий вал которого с осевым шлицевым отверстием разъемно соединен со шлицевыми зубьями первого конца прямого стального удлинительного вала, размещенного в неподвижной защитно-опорной трубе, разъемно соединенной первым концом с корпусом привода, а вторым концом - с корпусом редуктора, при этом второй шлицевой конец прямого стального удлинительного вала разъемно соединен с входным валом редуктора, к выходному валу которого разъемно прикреплен паукообразный режущий инструмент, имеющий сплошное основание дисковидной формы, диаметром D, по периферийной части которого сбалансированно выполнены скобообразные лучевые пластины шириной h, направленные вдоль оси дисковидного основания, относительно одной из двух его поверхностей, противоположной от корпуса редуктора, и обеспечивающие осевую длину ψ режущего инструмента, а в центре дисковидного основания выполнено сквозное фасонное отверстие, посредством которого оно установлено и прикреплено на выходном валу редуктора, кроме того, к корпусу редуктора разъемно и подвижно прикреплен кронштейн, снабженный опорным колесом, а ширина h скобообразных, лучевых пластин выполнена от 1/7 до 1/2 величины относительно габаритного диаметра D1 режущего инструмента, осевая длина которого ψ выполнена величиной от 1/2 относительно ширины h одной скобообразной лучевой пластины до 3/4 относительно габаритного D1 диаметра режущего инструмента, кроме того, угол между осью прямого удлинительного стального вала и осью выходного вала редуктора равен 90°.
В качестве автономного привода установлен бензодвигатель. Зубчатый редуктор может быть выполнен червячным. Дисковидное основание выполнено плоским, к которому по периметру приклепаны скобообразные, лучевые пластины шириной h, имеющие две дужки и, образующие габаритный диаметр D1 режущего инструмента. Скобообразные, лучевые пластины прикреплены заклепками. Каждая скобообразная, лучевая пластина приклепана к дисковидному основанию одной дужкой, при этом вторая дужка снабжена режущими кромками. Скобообразные, лучевые пластины и основание могут быть выполнены из стали 65Г. Число скобообразных, лучевых пластин, установленных на дисковидном основании диаметром D, может быть от 2 до 8, четным или нечетным. Центральное фасонное отверстие дисковидного основания может быть выполнено четырехгранным.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства, удерживаемого человеком руками и плечевым поясом в рабочей позиции, а режущий инструмент устройства врезается в торцевую бровку пашни. На фиг.2 показан выров части устройства, обеспечивающего привод режущего инструмента врезающегося в торцевую бровку пашни на определенную глубину, задаваемую опорным колесом. На фиг.3 изображен выров части устройства, а именно защитно-опорной дюралюминиевой трубы, в которой размещен прямой стальной удлинительный вал. На фиг.4 изображен съемный режущий инструмент, обеспечивающий эффективное рыхление почвы. На фиг.5 изображен вид слева фиг.4. На фиг.6 изображен съемный режущий инструмент, обеспечивающий эффективную корневую подрезку сорняков. На фиг.7 изображен вид слева фиг.6. На фиг.8 изображен выров части устройства, а именно редуктор, на выходном валу которого закреплен режущий инструмент.
В статическом положении устройство выполнено из облегченного автономного привода 1, ведущий вал которого с осевым шлицевым отверстием разъемно соединен со шлицевыми зубьями первого конца 2 прямого стального удлинительного вала 3, размещенного в неподвижной защитно-опорной трубе 4, разъемно соединенной первым концом 5 с корпусом 6 привода 1, а второй шлицевой конец 7 прямого вала 3 разъемно соединен с входным валом 8 редуктора 9 таким образом, что между их осями угол β равен 90°, и защитно-опорная труба 4 вторым концом 10 разъемно соединена с корпусом редуктора 9, а к выходному валу 11 редуктора 9 разъемно прикреплен паукообразный съемный режущий инструмент 12, имеющий сплошное основание 13 дисковидной формы, диаметром D, по периферийной части которого сбалансированно выполнены скобообразные лучевые пластины 14 шириной h, направленные параллельно оси 15 дисковидного основания 13, имеющие частично загнутые торцевые концы 16 в сторону оси 15, относительно одной из двух сторон основания, противоположной от корпуса редуктора 9, обеспечивающего осевую длину ψ режущего инструмента 12, а в центре дисковидного основания 13 выполнено сквозное фасонное отверстие 17, которым он установлен и прикреплен на выходном валу 11 редуктора 9, кроме того, к корпусу редуктора 9 разъемно прикреплен кронштейн 18, снабженный опорным колесом 19, а ширина h скобообразных, лучевых пластин 14 выполнена от 1/7 до 1/2 величины относительно габаритного диаметра D1 режущего инструмента 12, осевая длина которого ψ выполнена величиной от 1/2 относительно ширины h одной скобообразной лучевой пластины 14, до 3/4 относительно габаритного D1 диаметра режущего инструмента 12. Дисковидное основание 13 выполнено плоским, к которому по периметру приклепаны скобообразные, лучевые пластины 14 шириной h, имеющие две дужки 20 и 21 и образующие габаритный диаметр D1 режущего инструмента 12. Каждая скобообразная, лучевая пластина 14 приклепана к дисковидному основанию одной дужкой, вторая из которых снабжена режущими кромками 22. Число скобообразных, лучевых пластин 14, установленных на дисковидном основании 13 диаметром D, может быть от 2 до 8, четным или нечетным. Центральное фасонное отверстие 17 дисковидного основания выполнено четырехгранным. Скобообразные лучевые пластины 14 приклепаны к основанию 13 заклепками 23.
Устройство работает следующим образом.
Человек (оператор) 24 одевает плечевой пояс 25 через плечо, заводит бензопривод 1, берется двумя руками за рукоятки 26 и 27 (на одной из которых размещены кнопки управления: включения цепи зажигания и подачи топливной смеси в поршневую систему - газ), осуществляет перегазовку, устанавливает режущий инструмент 12 и опорное колесо 19 на поверхность почвы и, в зависимости от того, какую функциональную работу необходимо выполнять, либо корневую подрезку сорняков, либо культивацию (вспашку) почвы, заглубляет режущий инструмент 12 на соответствующую глубину и начинает перемещать его вперед.
Полезность заявляемого устройства заключается в том, что оно, имея малый вес, может без большого труда удерживаться в руках во время выполнения рабочих операций. Такое устройство поддается легкой разборке и сборке и таким образом может легко перевозиться в дорожной сумке, кроме защитно-опорной трубки, которая вместе с прямым стальным удлинительным валом упаковывается отдельно в футляр и также переносится в одной руке, что очень удобно для использования заявляемого устройства дачниками. Такое устройство удобно применять как для весенней вспашки (культивации) почвы, так и осенней. Устройство может найти спрос и у владельцев частных усадеб, и сельских жителей.
Указанный интервал ширины скобообразных лучевых пластин от 1/7 до 1/2 величины относительно габаритного диаметра D1 режущего инструмента объясняется тем, что при значении, меньшем чем 1/7, уменьшается прочностная жесткость и пластина может сломаться, а при величине, большей чем 1/2, увеличивается ее сопротивление о почву и, как следствие, увеличивается потребление горючего.
Указанный интервал осевой длины режущего инструмента от 1/2 относительно ширины h одной скобообразной лучевой пластины до 3/4 относительно габаритного D1 диаметра режущего инструмента объясняется тем, что при значении этой величины меньше чем 1/2 ширины пластины, уменьшается производительность работы, а при величине, большей чем 3/4, относительно габаритного D1 диаметра режущего инструмента уменьшается конструкционная прочность инструмента и увеличивается энергопотребление, осевая длина определяет ширину захвата подрезаемой почвы, а габаритный диаметр D2 определяет глубину прорезания (культивации) почвы.
Угол в 90° между осями прямого стального удлинительного вала и выходного вала редуктора позволяет пользоваться людям любого роста.
Источники информации
1. http://www.gtshop.ru/
2. http:/mower.ru/index.php?categoryID=32
3. http://mower.ru/index.php?categoryID=4
4. http://www.krama.shop.by/pics/items/184_img2.jpg