УНИВЕРСАЛЬНЫЙ РУЧНОЙ САДОВО-ОГОРОДНЫЙ АГРЕГАТ

Полезная модель относится к устройствам для обработки почвы виброподвижным инструментом и может использоваться в качестве универсального ручного агрегата для выполнения различных операций при обработке сельскохозяйственных земель на участках садоводов, огородников и т.д. без применения дополнительных электро-, пневмо-, гидромеханических приводов.
Известен способ обработки почвы и устройство для его осуществления (1), позволяющий расширить область использования подобного типа устройств, повысить производительность труда и снизить энергозатраты, используя применение возвратно-поступательного реверсивного движения, сообщаемого лемешково-овальным рабочим органам, в противофазах от направления агрегата, обеспечивающее очистку и отвод рабочих органов от биомассы.
Однако, описанное устройство и множество других устройств для обработки почвы предполагают использование энергосредства, что усложняет конструкцию этих устройств и их стоимость.
Предлагаемая полезная модель решает задачу упрощения конструкции почвообрабатывающих агрегатов, универсальности использования, повышения производительности труда без использования дополнительных энергоисточников.
Поставленная задача достигается конструкцией универсального ручного садово-огородного агрегата, содержащего тележку с ведущим и ведомым валами с насаженными на них, соответственно, ведущими шестернями и сменными рабочими инструментами, рычагами привода косилки и вала, отличающиеся тем, что одна из ведущих шестерен для привода косилки выполнена в виде двухсторонней волнистой шайбы, а вторая шестерня, создающая вертикальные колебания, выполнена в виде цепной звездочки с зубьями, вершины которых закруглены по радиусу.
При этом, рычаг привода косилки крепится к ее верхнему ножу, а рычаг привода ведомого вала, соответственно, - к ведомому валу.
Кроме того, концы ведомого(рабочего) вала установлены в подшипники таким образом, чтобы соединенные с ним колеса агрегата могли свободно вращаться относительно ведомого вала.
Конструкция агрегата представлена на рис.1 (вид сверху) и рис.2(вид сбоку), где:
1 - колесо ведущее,
2 - ребро боковое,
3 - ведущая шестерня привода косилки,
4 - вал ведущий,
5 - рычаг привода косилки,
6 - планка соединительная,
7 - колесо ведомое,
8 - вал ведомый (рабочий),
9 - устройство для скашивания травы,
10 - сменное оборудование,
11 - рычаг привода ведомого вала,
12 - шестерня привода ведомого вала,
13 - рукоять агрегата.
Конструктивно агрегат представляет из себя тележку на четырех колесах с габаритными размерами в плане 590×700 мм и приводной рукоятью 13 длиной 1100 мм. Передние 7 и задние колеса 1 конструктивно и по назначению отличаются друг от друга. Задние колеса 1 больше диаметром и имеют дополнительные зацепы с грунтом, а по ширине они уже на 10 мм.
Каждая пара колес находится на своем валу. Агрегат имеет два боковых ребра 2 левое и правое, через которые проходят валы. Ребрами валы 4 и 8 жестко фиксируются между собой на заданном расстоянии. Задний вал 4 называется ведущим, так как на нем жестко посажены два колеса диаметром 325 мм с зацепами и две шестерни 3, 12, создающие колебания необходимой частоты и амплитуды, которые с помощью рычагов 5 и 11 передаются к рабочим механизмам. Увеличенный диаметр колес и зацепы предназначены для преодоления момента сопротивления, вызываемого работой шестерен, а суженная ширина колес - для того, чтобы они лучше шли по умятой колее.
Вал 4 находится в бронзовых втулках, закрепленных в ребрах агрегата. Правая и левая шестерни 12 и 3 конструктивно отличаются друг от друга в связи с разными назначениями. Каждая из них закрыта защитным кожухом от попадания земли и грязи.
Правая шестерня 12 предназначена для вырабатывания колебаний, передаваемых рабочим сменным инструментам при обработке земли. Конструктивно она по профилю зуба напоминает звездочку роликовой цепи с обкатанной по радиусу вершиной зуба. Шестерня 12 имеет 30 зубьев с высотой 8 мм. Количество зубьев, шаг и высота оптимально подобраны в зависимости от скорости рабочего перемещения и разнице плеч приводного рычага 11 и размера по длине рабочих сменных инструментов 10.
Таким образом, во время работы навесное оборудование совершает колебания с частотой 8 в секунду и амплитудой от 3 до 5 мм, что является оптимальной величиной при работе виброинструментов с грунтом.
Приводной рычаг 11 со стороны шестерни 12 имеет обкатывающийся по ее зубьям ролик, а другой стороной через разрезную втулку жестко крепится к ведомому валу 8. Во время рабочей операции за счет реакции от инструмента рычаг 11 прижимается к шестерне 12, обеспечивая зацепление ролика с зубьями. Крепление рычага 11 к валу 8 выполнено легкосъемным.
Левая шестерня 3 напоминает торцовую волновую шайбу, имеющую по периметру 16 волнообразований высотою 15 мм с шагом 40 мм. Количество, высота и шаг рассчитаны в соответствии со скоростью скашивания и длиной зубьев у ножей косилки.
Передний рабочий ведомый вал 8 лежит свободно во втулках, закрепленных в ребрах 2, а колеса 7, в свою очередь, также, свободны относительно вала 8, с целью обеспечения во время рабочего цикла вертикальных колебательных движений относительно центральной оси агрегата.
Вал 8 диаметром 30 мм в районе крепления инструментов срезан наполовину диаметра. Чтобы снять или установить инструмент на любом расстоянии по всему валу, достаточно снять всего два болта сменного оборудования 10.
Колеса 7 переднего вала 8 меньше диаметром, чем ведущие колеса 1 и составляют 140 мм в диаметре, а ширина их 50 мм. Уменьшенный диаметр выбран для согласования длин приводного рычага и инструментов.
Соединительная планка 6, установленная между осями валов и соединяющая ребра агрегата, дополнительно служит для крепления кожухов шестерен 3 и 12 и пружины, поддерживающей рычаг.
Рукоять привода 13 имеет длину 1100 мм, съемная, крепится к задней части
правого и левого ребер 2 и регулируется по высоте.
Перечень сменного инструмента и выполняемых операций:
- вспашка безотвальная.
Устройство крепления инструмента к ведомому валу 8 позволяет регулировать его положение по высоте в пределах 70 мм. Ширина захвата также регулируется от 100 до 400 мм в зависимости от того, сколько установлено - один или четыре.
Конструктивно инструмент для безотвальной вспашки представляет собой вертикальный нож и горизонтальный приваренный снизу. Оба ножа имеют специальную конфигурацию
При расчетной min скорости вспашки 0,28 м/сек или 1км/ч обработанная площадь составляет 300-400 кв. м, что увеличивает производительность не менее чем в 15 раз.
- нарезка борозд.
Длина вала агрегата позволяет менять расстояние между бороздами до 0,45 м. Для обеспечения достаточной ширины дна борозды, неосыпающихся откосов и достаточной глубины предложен двухлемешной плуг с шириной 50 мм по дну и 200 мм по верху. Конструкция лемехов позволяет эвакуировать вынимаемую землю рядом с верхними краями борозды. Плуг также состоит из вертикального ножа и двух привариваемых лемехов или отвалов с внутренними распорами.
В результате одного рабочего прохода остаются две борозды на расстоянии 45 см друг от друга, глубиной 8-10 см и шириной поверху 16-18 см. Производительность при данной операции составляет минимум 4,5 сотки/час.
- операция зарывания борозд.
Одним инструментом выполняется зарывание борозд, окучивание и планировка участка.
При этом, для сохранения равенства боковых усилий используются два ножа. Нижние кромки ножей отгибаются вперед по ходу и создают угол наклона при врезании и работе, сила реакции от которого направлена вниз. Ножи имеют вертикальный угол наклона кромок к горизонту 18 градусов в сторону диаметральной плоскости агрегата, а в горизонтальной плоскости ориентированы по углом 55 градусов по отношению к центральной оси агрегата. В фундаменте ножей предусмотрена возможность изменять угол наклона посредством вращения по или против часовой стрелке. Производительность составляет 4-4,5 сотки/час.
- прополка с рыхлением.
Ширина захвата обеспечивается установкой 3-х ножей - горизонтальный (под углом 21 градус к горизонту, фронтальная часть с заточенными зубьями) и два вертикальных длиной по 150 мм. Производительность составляет 4,5-7 сотки/час.
- нарезка дерна.
Устанавливаются один или два ножа для увеличения производительности и нарезаются прямоугольники различных размеров, совершая продольные и поперечные движения. Глубина резания не менее 60 мм. Геометрия ножа предусматривает его врезание и возникновение при работе прижимающей реакции, а его радиусы «ложатся» на амплитуды колебаний. Материал ножа - качественная конструкционная сталь, титан или нержавеющая сталь.
- операция по стрижке газонов.
Стрижка газонов выполняется ножами, которые сняты во время обработки земли, как и рычаг привода. Ножи состоят из верхней и нижней половин. Нижняя половина неподвижна и крепится к ребрам агрегата, а верхняя совершает возвратно-поступательные движения, плотно прилегая к нижней. Привод осуществляется от
левой шестерни с помощью рычага в обе стороны. Ширина захвата составляет 730 мм, а высота газона может быть от 20 до 70 мм.
- операция по скашиванию травы.
Сразу же за ножами ставится отбойник из тонколистового пластика, которому придается форма позволяющая отводить скошенную траву в сторону.
Применение предлагаемой конструкции ручного агрегата позволило уменьшить прилагаемые усилия извне, увеличить производительность труда при обработки земли в 16-20 раз без применения каких-либо двигателей внутреннего сгорания или электроприводов, осуществить многофункциональность агрегата в объеме девяти операций.
Кроме того, агрегат имеет небольшие габариты, вес, прост в эксплуатации.
Использованная литература:
1. Патент РФ №2073387, 1997 г.