УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Заявляемое устройство относится к области земледелия, а более конкретно, к устройствам для обработки почвы, и может быть использовано как средство малой механизации работ по обработке почвы дачных, приусадебных участков, а также в тепличном хозяйстве.
Известен культиватор, патент RU 2053608 С1, для обработки междурядий растений. Культиватор содержит раму с опорными колесами, на которой установлена вертикальная стойка с лапами для обработки в междурядьях. Лапы установлены на раме посредством дополнительной балки и имеют механизм привода их в колебательное движение, поперечное к направлению движения культиватора.
Недостатком аналога является то, что поперечные колебательные движения снижают только лишь усилие трения лап о грунт и не разрыхляют почву перед ними. Таким образом, основное усилие, затрачиваемое на разрыхление почвы, не уменьшается, а, следовательно, такое устройство не может обеспечивать низкие энергозатраты и высокий КПД механизма.
Прототипом заявляемого устройства является вибрационная почвообрабатывающая машина, патент RU 2081530 С1, содержащая смонтированный на раме культиваторный рабочий орган. Рабочий орган выполнен в виде стрельчатых лап, которые соединены приводом с механизмом, генерирующим колебательные движения. Колебательные движения осуществляются в направлении, перпендикулярном к направлению обработки почвы. Амплитуда колебаний может изменяться с помощью винтовой пары, которая регулирует эксцентриситет эксцентрика, закрепленного на выходном валу редуктора. Выходной вал размещен в полой оси.
Прототип работает следующим образом. При приложении крутящего момента к эксцентрику возникает вибрация полой оси, которая через тяги передается на стрельчатые лапы культиватора. Вибрация лап снижает их трение о грунт.
Недостатком прототипа является то, что также как в аналоге не происходит разрыхление почвы в направлении обработки, инерционные вибрации не стабильны и могут полностью затухать на уплотненной почве, и, наоборот, механизм может входить в резонанс при выходе лап на рыхлую почву, что в том и другом случае приводит к нарушению процесса обработки почвы. Кроме того прототип может применяться только для культивации почвы.
Технической задачей заявляемого устройства является снижение усилий, необходимых для перемещения устройства в направлении обработки почвы, что позволит снизить энергозатраты на процесс обработки почвы, сделать устройство малогабаритным, легким, ручным, а также применить почвообрабатывающий инструмент в виде сменных насадок (плуга, культиватора, окучивателя, рыхлителя, косилки и др.), что сделает его универсальным почвообрабатывающим устройством.
Поставленная задача решается предложенным устройством для обработки почвы, содержащим корпус, в котором расположен механизм привода в движение почвообрабатывающего инструмента, обеспечивающий его возвратно-поступательное движение вдоль направления обработки почвы, и состоящий из ползуна, на боковой поверхности которого выполнена замкнутая винтовая канавка, в которой размещен поводок, связывающий ползун с телом вращения, являющимся ротором электродвигателя, проворот ползуна вокруг его оси ограничен подвижным шлицевым соединением или упругой муфтой, почвообрабатывающий инструмент выполнен в виде набора сменных насадок, имеющих различные функциональные назначения (плуга, культиватора, окучивателя, рыхлителя, косилки и др.),телом вращения может являться и вал иного источника вращательного движения.
Благодаря новой совокупности существенных признаков заявляемое устройство обеспечивает возможность приложения минимальных усилий для перемещения устройства в направлении обработки почвы. Это объясняется тем, что за счет возвратно-поступательного движения почвообрабатывающего инструмента происходит разрыхление почвы в направлении ее обработки и, таким образом, перемещение устройства уже осуществляется в рыхлой почве.
Помимо этого, возвратно-поступательное движение почвообрабатывающего инструмента обеспечивает очистку инструмента от налипающей на него почвы, ее дробление, а также возможна реализация безотвальной обработки почвы. Применение почвообрабатывающего инструмента в виде сменных насадок (плуга, культиватора, окучивателя, рыхлителя, косилки и др.) делает его универсальным почвообрабатывающим устройством.
На фигурах 1 и 2 схематично представлен вариант выполнения заявляемого устройства.
Заявляемое устройство содержит корпус 1, в котором размещен электродвигатель 2, в роторе 3 электродвигателя 2 изготовлено отверстие, в котором находится цилиндрический ползун 4, при этом ось вращения ротора 3 совпадает с осью ползуна 4, и ползун 4 имеет возможность совершать возвратно-поступательное движения вдоль своей оси. Проворот ползуна 4 относительно статора электродвигателя 2 ограничен (как вариант) шлицевым соединением, представляющим продольные пазы 5 в ползуне 4 и статоре электродвигателя 2, в которых утоплены шарики 6. Ползун 4 и ротор 3 кинематически связаны между собой поводком 7, часть которого зафиксирована в роторе, а другая часть утоплена в замкнутой винтовой канавке 8, нарезанной на ползуне вдоль его оси. На выходном конце ползуна закреплен почвообрабатывающий инструмент 9, представляющий собой сменные насадки в виде плуга, культиватора, окучивателя, рыхлителя, косилки и др. К корпусу устройства 1 прикреплена ручка 10, служащая для перемещения устройства в направлении обработки почвы. Снизу под корпусом 1 размещены салазки 11, обеспечивающие возможность перемещения корпуса 1 вверх, вниз относительно почвы. Перемещение корпуса 1 возможно за счет наличия на кронштейнах салазок 11 продольных пазов 12. Фиксация корпуса 1 на заданной высоте относительно уровня почвы, определяющей глубину обработки, осуществляется с помощью резьбовых шпилек 13 и гаек 14.
Устройство работает следующим образом. Салазки 11 фиксируются с помощью гаек 14 на определенном расстоянии относительно корпуса 1 (что определяет глубину обработки почвы). К электродвигателю 2 устройства подается электрический ток, который вызывает вращательное движение ротора 3. При этом зафиксированный в роторе 3 поводок 7 давит на боковую поверхность винтовой канавки 8 ползуна 4, что вызывает его поступательное движение. После достижения поводком 7 участка изменения направления винтовой канавки происходит остановка ползуна 4, а при выходе ползуна 4 на реверсивную ветвь канавки 8 (ветвь, имеющую обратное направление) происходит изменение направления поступательного движения ползуна 4, и при дальнейшем движении ротора 3 цикл повторяется, таким образом, ползун 4 совершает возвратно-поступательное движение.
Закрепленный на ползуне 4 почвообрабатывающий инструмент 9 также начинает возвратно-поступательное движение, приводящее к рыхлению почвы, подрезанию сорняков и т.д. Для смены участка обработки почвы с помощью ручки 10 устройство перемещается в заданном направлении.
В качестве почвообрабатывающего инструмента могут использоваться различные насадки, такие как плуг, культиватор, окучиватель, рыхлитель, косилка и др., что делает его универсальным почвообрабатывающим устройством.
Таким образом, за счет введения новой совокупности существенных признаков можно решить поставленную техническую задачу, вытекающую из современного уровня техники.