МОЛОТОК ДЛЯ ОТБИВКИ ЛЕЗВИЯ КОСЫ

Полезная модель относится к области сельского хозяйства, а более конкретно, к приспособлениям для подготовки ручной косы к работе (а также поддержания ее работоспособности в процессе косьбы) путем отбивки ее лезвия.
Известен молоток для отбивки лезвия косы [1], состоящий из рукоятки и бойка, снабженного узкой и широкой рабочими поверхностями. При этом в известном устройстве обе рабочие поверхности бойка выполнены сферическими, а радиус сферы близок по значению радиусу описанной вокруг окружности.
Однако это известное устройство-аналог обладает рядом недостатков. Первый из них обусловлен необходимостью при отбивке лезвия косы им использовать специальную бабку. Помимо этого использование молотка-аналога для отбивки лезвия косы не обеспечивает формирование зон точечной наклепа. Это обстоятельство приводит к тому, что лезвие отбитой косы не обладает приемлемой износостойкостью, требует частой правки абразивным бруском и по этой причине недолговечно.
Наиболее близким по конструкции и достигаемому результату является молоток для отбивки лезвия косы [2], который состоит из рукоятки и соединенным с ним бойком. Боек представляет собой выполненный из металла (методом ковки) относительно плоский по толщине круговой сегмент с двумя ударными плоскостями в зоне соединения с хордой, причем рукоятка соединена с бойком со стороны хорды последнего в центре плоскости посредством известного из конструкции молотков с деревянной ручкой отверстия.
Недостатком устройства-прототипа является то, что при его использовании контакт с поверхностью отбиваемого лезвия косы у бойка происходит в виде зоны ударного взаимодействия, обуславливающей и зональный характер пластической деформации металла лезвия косы. Соответственно, образующийся в материале (как правило, это сталь У7А, [3]) лезвия косы наклеп (иначе называемый «нагортовка»), распределяется по поверхности обрабатываемого лезвия косы также в виде зоны. Следовательно, выходящие на поверхность лезвия косы в результате наклепа дефекты кристаллической решетки также распределяются в виде зоны конечного размера. А поскольку лезвие косы при ее отбивке подвергается неоднократным механическим воздействиям ударной зоны бойка, то при каждом последующем ударе бойка по лезвию косы в нем происходит наложение упомянутых выше зон пластической деформации металла конечного размера, но возникающее при этом дробление зон выхода дефектов кристаллической решетки на более мелкие (что, собственно, способствует значительному повышению прочности и твердости лезвия косы по сравнению с лезвием косы которое не подвергалось наклепу) по-прежнему не локализует их до уровня точечного наклепа, обеспечивающего максимально достижимые значения как твердости, так и прочности нагортовываемого металла (в данном конкретном случае металла лезвия косы).
Задача, на решение которой направлено создание настоящей полезной модели, состоит в повышении, при прочих равных условиях, производительности ручной металлической косы за счет увеличения периода времени между отбивкой ее лезвия.
Технический результат, ожидаемый от применения предлагаемого устройства, состоит в увеличении износостойкости отбитого им лезвия косы.
Заявленный технический результат достигается тем, что молоток для отбивки лезвий косы образован рукояткой и скрепленным с ней бойком в форме, по существу, плоского кругового сегмента нормально хорде последнего, при этом рабочая поверхность бойка выполнена в виде двух прямоугольных плоских зон, размещенных на концах плоского кругового сегмента, каждая из которых снабжена, по меньшей мере, одним выпуклым элементом из твердого сплава, имплантированным в поверхность каждой из прямоугольных плоских зон бойка.
Предпочтительно, чтобы в качестве материала выпуклого элемента из твердого сплава был использован материал из ряда: победит, видна, карболой, воломит, ломанит, торан или мираман.
Желательно, чтобы выпуклый материал из твердого сплава имел бы сферическую форму.
Заявленное устройство иллюстрируется рядом рисунков:
- на Фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство (вид сбоку);
- на Фиг. 2 условно представлены три различных варианта вида А с Фиг. 1;
- на Фиг. 3 схематично изображено сечение прямоугольной плоской зоны бойка с имплантированными в нее элементами из твердого сплава.
Перечень позиций:
1. Рукоятка.
2. Боек.
2.1. Криволинейная поверхность бойка.
2.2. Хорда бойка.
2.3. Прямоугольная плоская зона бойка.
3. Элемент из твердого сплава.
3.1. Победит.
3.2. Видна.
3.3. Карболой.
3.4. Воломит.
3.5. Ломанит.
3.6. Торан.
3.7. Мираман.
Рукоятка 1 (Фиг. 1) служит для удержания рукой человека и манипуляций в пространстве молотком при отбивке лезвия косы. Она может быть выполнена из дерева (например, из дуба), армированной стекловолокном полимера и т.п. Не исключено также ее изготовление из металла (например, титана, стали, латуни и алюминиевых конструкционных сплавов типа Д16Т.)
Боек 2 (Фиг. 1 и Фиг. 2) может быть выполнен из недорогой стали, например типа Ст30, Ст45. Его толщина может находится в интервале значений от 6 до 38 мм, что в основном зависит от количества имплантированных в прямоугольную плоскую зону бойка 2.3 (Фиг. 2) элементов из твердого сплава 3 (Фиг. 2 и Фиг. 3).
В качестве материала для элементов твердого сплава 3.1-3.7 (Фиг. 2 - Фиг. 3) могут быть использованы известные из уровня техники [3] сплавы: победит 3.1 (Фиг. 2), видна 3.2 (Фиг. 2), карболой 3.3 (Фиг. 2), воломит 3.4 (Фиг. 2), ломанит 3.5 (Фиг. 2), торан 3.6 (Фиг. 2) или мираман 3.7 (Фиг. 3).
Использование предложенного устройства по его предназначению происходит следующим образом:
Пример 1.
Две новые косы, для изготовления которых производители использовали сталь У7А [3], поочередно подвергались отбивке на бабке диаметром 54 мм, закрепленной вертикально на вкопанном (глубина 90 см) в землю отрезке бревна длиной 160 см из пихты (диаметр которого составлял 118 см). Первую косу отбивали при помощи устройства-прототипа [2] 45 ударами, а вторую косу отбивали также 45 ударами молотком предложенной конструкции.
Затем обе косы закрепляли на отдельных полированных ручках из ели (именуемых иногда «косовище») наиболее распространенным способом - при помощи металлического кольца и клина, причем поперечный держатель косы для правой руки (для правши-косца) соединяли с упомянутой ручкой из ели под углом около 90° с возможностью отсоединения от нее в 6 кг (настройку проводили с использованием электронного универсального динамометра модели К 500 ВЖА-0/БЭ9 [4]), прилагаемого косцом к этому поперечному держателю косы в ходе косьбе. Усилие в 6 кг (отметим, что усредненное тянущее усилие при косьбе с впервые отбитым лезвием косы на первых десяти рабочих взмахах косца составляло только 2 кг силы, измерение проводили с использование уже упомянутого выше динамометра) выбрано экспериментально из условия, что достижение данного значения свидетельствует о том, что коса «затупилась» и продолжать косьбу ею далее не представляется целесообразным. Замер исходного значения толщины кромки исходного лезвия отбитой косы и замер толщины кромки лезвия косы при отсоединении поперечного держателя в процессе косьбы от усилия 6 кг дал следующие результаты: 54-62 микрона к 310-325 микронам соответственно. Таким образом, нами было принято, что утолщения кромки лезвия косы в процессе косьбы до значения примерно 300 микрон является свидетельством ее «затупления».
В части производительности косьбы это означало следующее. Испытания кос, отбитых устройством прототипом и предлагаемым устройством, проводили на поле 500×100 метров (пять гектаров), засеянным клевером. Состояние клевера на момент выкашивания характеризовалось средней спелостью. Косьбу этого клевера начали в 6-00 утра, температура воздуха в это время составляла 11°C, а влажность 69%. Ширина полосы прокоса для каждой из двух отбитых кос колебалась примерно в интервале значений 81-84 см (измерения проводилось на длине прокоса размером 10 метров рулеткой такой же длины).
Первой косой (отбитой при использовании устройства-прототипа) косцу удалось пройти полосу прокоса длиной 37 метров (измерение проводили последовательно с использованием 10-метровой рулетки), после чего поперечный держатель самостоятельно отсоединился от полированной ручки устройства-прототипа из ели из-за того, что тянущее усилие правой руки косца при косьбе превысило значение 6 кг.
Оптическое исследования кромки косы в этом случае показали, что ее толщина достигла значения 320 микрон (усреднение по 20 точкам измерения). Кроме этого кромка лезвия косы была выкрашена на 62%, при этом максимальное значение глубины впадины выщерба, обусловленного выкрашиванием металла из кромки лезвия косы, составила 876 микрон.
Вторая коса (отбитая предлагаемым устройством, в котором в первую из прямоугольных плоских зон 2.3 (Фиг. 2.1) бойка был имплантирован вольфрамовый шарик 3.1 (Фиг. 2.1) диаметром 3 мм, а во вторую из прямоугольных плоских зон 2.3 (Фиг. 2.2) бойка были эквидистантно и нормально поверхности имплантированы два круглых стержня 3.2 и 3.3 (Фиг. 2.2.) из сплава видна и сплава карболой, соответственно, диаметром 1,8 мм и длиной 4 мм каждый (при этом первой из прямоугольных плоских зон 2.3 (Фиг. 2.1) бойка в процессе отбивки лезвия второй косы было произведено 25 ударов, а второй из прямоугольных плоских зон 2.3 (Фиг. 2.2) бойка второй косы было произведено 20 ударов) обеспечила до своего «затупления» (сигналом которого снова послужило самостоятельное отсоединение поперечного держателя от косовища (полированной ручки из ели) из-за того, что тянущее усилие превысило значение 6 кг) прохождение косцом полосы прокоса длиной 81 метра.
Оптическое исследования кромки этой косы подтвердило, что ее толщина достигла значение 398 микрон (измерение было усреднено по 20 точкам измерения). Кроме этого, было установлено, что кромка второй косы была выкрашена только на 11%, при этом значение глубины впадины максимального выщерба составила значение 92 микрона.
Полученные в процессе выполнения работ в соответствии с первым примером экспериментальные данные были занесены в Таблицу.
Пример №2.
Условия отбивки лезвия третьей косы в части параметров бабки (диаметр 54 мм) и количества ударов (45 ударов) соответствуют тем, что изложены в примере №1. Однако, для отбивки лезвия третьей косы использовался молоток предлагаемой конструкции, в котором в первую из прямоугольных плоских зон бойка были эквидистантно имплантированы два круглых стержня 3.2 и 3.3 (Фиг. 2.2.) из сплава видна и сплава карболой, (габариты которых такие же, как указано в примере №1), а во вторую из прямоугольных плоских зон 2.3 (Фиг. 2.3) бойка были также эквидистантно и нормально поверхности имплантированы три круглых стержня 3.4, 3.5 и 3.6 (Фиг. 2.3) из сплавов воломит, ломанит и торан, соответственно, диаметром 2.1 мм и длиной 3.8 мм каждый. При косьбе третья коса обеспечила до своего «затупления» (сигналом которого послужило отсоединение поперечного держателя от полированных ручки из ели из-за того, что тянущее усилие превысило значение 6 кг) прохождение косцом полосы прокоса длиной 86 метра.
Полученные в процессе выполнения работ в соответствии со вторым примером экспериментальные данные также были занесены в Таблицу.
Пример №3.
Условия отбивки лезвия четвертой косы в части параметров бабки (диаметр 54 мм) и количества ударов (45 ударов) соответствуют тем, что изложены в примере №1. Однако для отбивки лезвия четвертой косы использовался молоток предлагаемой конструкции, в котором в первую из прямоугольных плоских зон были эквидистантно имплантированы три вольфрамовый шарик диаметром 3 мм, а во вторую из прямоугольных плоских зон бойка были также эквидистантно и нормально поверхности имплантированы четыре круглых стержня из сплава воломит диаметром 2.0 мм и длиной 4 мм каждый.
При косьбе клевера четвертая коса обеспечила до своего «затупления» (сигналом которого послужило самостоятельное отсоединение поперечного держателя косы от полированной ручки из ели из-за того, что тянущее усилие превысило значение 6 кг) прохождение косцом полосы прокоса длиной 92 метра.
Полученные в процессе выполнения работ в соответствии с третьим примером экспериментальные данные также были занесены в Таблицу.
Пример №4.
Условия отбивки лезвия пятой косы в части параметров бабки (диаметр 54 мм) и количества ударов (45 ударов) соответствуют тем, что изложены в примере №1. Однако для отбивки лезвия пятой косы использовался молоток предлагаемой конструкции, в котором в первую из прямоугольных плоских зон бойка были эквидистантно и нармально поверхности имплантированы четыре шарика из миромана 3.7 (Фиг. 3) диаметром 3 мм, а во вторую из прямоугольных плоских зон бойка были эквидистантно имплантированы пять круглых стержня из сплава ломанит диаметром 2 мм и длиной 3,6 мм каждый (не показано).
При косьбе клевера пятая коса обеспечила до своего «затупления» (сигналом которого послужило отсоединение поперечного держателя косы от ее полированной ручки из ели из-за того, что тянущее усилие превысило значение 6 кг) прохождение косцом полосы прокоса длиной 95 метров.
Полученные в процессе выполнения работ в соответствии с этим примером экспериментальные данные также были занесены в Таблицу.
Пример №5.
Условия отбивки лезвия шестой косы в части параметров бабки (диаметр 54 мм) и количества ударов (45 ударов) соответствуют тем, что изложены в примере №1. Однако для отбивки лезвия шестой косы использовался молоток предлагаемой конструкции, в котором в первую из прямоугольных плоских зон бойка были эквидистантно имплантированы пять вольфрамовых шарика диаметром 3 мм (не показано), а во вторую из прямоугольных плоских зон бойка были эквидистантно и нормально поверхности имплантированы три круглых стержня 3.4, 3.5 и 3.6 (Фиг. 2.3) из сплавов воломит, ломанит и торан, соответственно, диаметром 2.1 мм и длиной 3.8 мм каждый. При косьбе клевера пятая коса обеспечила до своего «затупления» (сигналом которого послужило отсоединение поперечного держателя косы от ее полированной ручки из ели из-за того, что тянущее усилие превысило значение 6 кг) прохождение косцом полосы прокоса длиной 97 метров.
Полученные в процессе выполнения работ в соответствии с пятым примером экспериментальные данные также были занесены в Таблицу.
Пример №6.
Условия отбивки лезвия седьмой косы в части параметров бабки (диаметр 54 мм) и количества ударов (45 ударов) соответствуют тем, что изложены в примере №1. Однако для отбивки лезвия седьмой косы ^использовался молоток предлагаемой конструкции, в котором в первую из прямоугольных плоских зон бойка были эквидистантно имплантированы четыре шарика из миромана 3.7 (Фиг. 3) диаметром 3 мм, а во вторую из прямоугольных плоских зон бойка были эквидистантно имплантированы нормально поверхности два круглых стержня 3.2 и 3.3 (Фиг. 2.2.) из сплава видна и сплава карболой, (габариты которых были такие же, как указано в примере №1)
При косьбе клевера шестая коса обеспечила до своего «затупления» (маркером которого послужило отсоединение поперечного держателя косы от ее полированной ручки из ели из-за того, что тянущее усилие превысило значение 6 кг) прохождение косцом полосы прокоса длиной 93 метра.
Полученные в процессе выполнения работ в соответствии с шестым примером экспериментальные данные также были занесены в Таблицу.
Как следует из экспериментальных данных, представленных выше в Таблице, стойкость на износ лезвия косы, отбитой посредством предложенного устройства в разы превышает износостойкость лезвия косы, отбитой с использованием устройства-прототипа. Данное обстоятельство дает основание утверждать о достижении заявленного в рамках настоящей заявки на полезную модель технического результата.
Для производства заявленного устройства могут быть использованы известные из уровня техники материала, станки и технологические процессы металлообработки, что позволяет считать заявленный объект промышленной собственности соответствующим критерию патентоспособности полезной модели «промышленная применимость».
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Полезная модель РФ №113915, МПК: A01D 3/02, опуб. 10.03.2012 г.
2. Молоток кованый «Stayer» для отбивки лезвия кос и серпов, артикул 2-20331-300, www.stayer-instrument.ru (прототип).
3. ГОСТ 1435-74.
4. Электронный универсальный динамометр модели К 500 ВЖА-0/БЭ9, www.metsu.ru.