КУЛЬТИВАТОР-РЫХЛИТЕЛЬ "КРОТ 2С"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Русско- Шуганская средняя общеобразовательная школа имени П. А. Днепрова Муслюмовского муниципального района Республики Татарстан К ультиватор- рыхлитель КРМ «КРОТ- 2С » Автор разработки: ученик 8 класса МБОУ Русско- Шуганская О ОШ имени П. Днепрова Муслюмовского муниципального района РТ Усков Алексей. Руководитель проекта: преподаватель технологии 1 квалификационной категории Борисов Александр Анатольевич. с. Русский Шуган, 2015 г. Содержание. Введение. Назначение и общее устройство. Суть изобретения. Описание изобретения. Технические данные. Введение. За окном весна и пора задуматься о том, что нам предстоит поработать на земле. Практически  у многих горожан есть дача, земельный участок за городом или что- то подобное. Я уже не говорю о тех, кто проживает в сельской местности. Там земли побольше на" душу населения" . И это так. Ведь основное их занятие- это земледелие и выращивание овощей и фруктов. А эта работа хоть и полезная и нужная, но уж очень тяжелая. Особенно, когда наступает лето и сорняки" прут" из- под земли с бешеной скоростью. И надо привести свой земельный участок в порядок и уничтожить все эти сорняки, иначе хорошего урожая нам видать. Ручным инструментом( на подобии тяпки или сапы) всю эту работу выполнять тяжеловато. Ведь- это хоть и нужный, но долгий и монотонный труд. И приходится это делать, иначе удачи не видать. Вы скажете, да сейчас полно всякой техники для выполнения подобных работ. И будете по своему правы. Это правда. На сегодняшний день есть великое множество средств малой механизации в помощь ог о роднику. Все зависит от ваших возможностей, способностей и умения. Но: 1. Во- первых, не всем это по карману. 2. Во- вторых, не всегда эта техника эффективна. Бывает, что надо подлезть в такое место, где техника не в состоянии это сделать. 3. В- третьих, иногда надо проделать малый объем работ в огороде, а заводить" комбайн" для одного колоска" , сами понимаете. . . Вот тут как раз,  в помощь приходят изобретатели- конструкторы, которые придумывают различные устройства и механизмы для обработки земли. Есть удачные конструкции, есть- не очень. Есть сложные в изготовлении и требующие материалы, которые не все могут найти. Назначение и общее устройство. Сегодня хочу вам рассказать об этом агрегате, который станет вам незаменимым помощником в саду или огороде при уничтожении сорняков. Это самодельный культиватор- рыхлитель. Но в отличие от первоначального варианта, эта модель на механической тяге, т. е. имеет двигатель для передвижения и привода рабочего органа. Культиватор можно изготовить своими руками из подручных средств. Для этого понадобится старый велосипед, который можно найти в каждом доме либо у своего родственника, знакомого, и еще кое- какие материалы. Главной задачей ставилось использование двух действующих агрегатов на приусадебном участке, но с применением одного двигателя. Удобство и универсальность – главный критерий. Кроме работы по уходу за участком земли, на даче еще необходимо и подкосить траву у дома, при вести в порядок садовые дорожки, выкосить сорняки. Конечно, это можно проделать и с помощью обычной ручной косы. Но согласитесь, имея бензиновую косу – триммер эту работу выполнять на порядок приятнее. А главное, качество выполненной работы значительно выше. Теперь в нашем распоряжении два инструмента- ручной культиватор- рыхлитель и бензиновый триммер. Наша цель совместить двигатель от триммера с ручным культиватором. При этом каждый из инструментов должен продолжать полноценно функционировать. Изготовленный из подручных средств культиватор- рыхлитель   многократно уменьшает время на обработку вашего участка от сорняков и  прорыхление почвы. Экономия времени и, соответственно, сил составляет примерно 8- 10 раз по сравнению с обыкновенной тяпкой( сапкой) при обработк е участка земли. Это проверено н а собственном опыте. И я вообще, теперь не представляю без него обработку собственного участка, который составляет без малого 60 соток вместе с домом. Изготовить такой агрегат под силу любому огороднику. Нужно только иметь соответствующие материалы, как говорилось выше: - велосипед с рамой  и одно колесо; - кусок полосовой стали- режущая часть; - два шариковых подшипника; - кусок трубы в размер подшипников; - пружинная проволока диаметром 4- 5 мм. ; - инструменты- болгарка, дрель, ручная электро- дуговая сварка; - сверла, болты, ключи и т. д. Вот в принципе и все. Если вы не в состоянии изготовить это изделие, то обязательно найдется мастер поблизости, который все это сможет сделать самостоятельно. После изготовления культиватора, пробуем имплантировать в него бензиновый двигатель от триммера. Задача не простая, но вполне выполнимая. Самодельный  культиватор- рыхлитель  избавит вас от медленной монотонной работы с сапкой в руках и значительно сэкономит время. А на не засаженных участках, под деревьями работать таким плоскорезом од но удовольствие. Это изделие, сделанное на базе велосипеда, наиболее эффективное и удобное в эксплуатации, простое в изготовлении и без трудоемких затрат времени, средств и сил. Суть изобретения. Изобретение относится к области сельск ого хозяйства, а именно к малой механизации для обработки почвы. Оно может быть использовано для рыхления почвы и удаления и з нее сорняков. Каркасом культиватора – рыхлителя является рама старого велосипеда. Опорное колесо, руль управления, приводные цепи и звездочки так же от велосипеда. Первый рабочий орган культиватора- рыхлителя- является стрельчатая лапа. Выбор такой конструкции, обусловлен тем, что данная форма значительно снижает сопротивление о почву. Второй рабочий орган – это зубчатый рыхлитель ротационного типа. Он рыхлит почву за стрельчатой лапой, насыщает ее верхние слои кислородом, протрясает срезанные сорняки и выносит их наружу. Предложенная конструкция позволит снизить утомляемость за счет включения в работу различных групп мышц человека при рыхлении почвы, что, в конечном счете, повысит производительность труда и удо бство работы. Описание изобретения. Агрегат может быть использован для подрезания и выдергивания сорняков. Известны ручные ротационные культиваторы, содержащие прямые вертикальные ножи, приводимые во вращения рукояткой. Недостатком известного устройства является неудобство при работе с ним и недостаточно хорошее качество рыхление на вязких почвах. Известно также устройство для рыхления почвы и выдергивания сорняков, содержащее поворотную рукоятку, с которой жестко связан вертикальный стержень с закрепленным в его нижней части рабочими органом в виде заостренных пространственно- спиралеобразных зубьев. Недостатком известного устройства является неудобство в использовании, заключающееся в необходимости наклоняться при работе с ним. Кроме того, у работающего с устройством, имеет место нагрузка мышц одной и той же группы, что приводит к быстрой утомляемости. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является ручной культиватор, содержащий раздвижную рукоятку, с которой жестко связан вертикальный стержень с закрепленным в его нижней части рабочим органом в виде заостренных пространственно- спиралеобразных зубьев, представляющих собой парные, параллельно направленные спирали различного радиуса. Недостатком известного устройства является то, что при работе с ним у работающего наступает быстрая утомляемость, вызванная тем, что поворот рукоятки осуществляется строго в горизонтальной плоскости. Это приводит к утомляемости одной группы мышц рук из- за их постоянной нагруженности. Мышцы корпуса и поясницы при работе с устройством не участвуют, поэтому снизить утомляемость с его помощью невозможно. Технический результат- снижение утомляемости за счет включения в работу различных групп мышц человека при рыхлении почвы, что, в конечном счете, повышает производител ьность труда и удобство работы. К ультиватор- рыхлитель состоит из велосипедной рамы, опорно- приводного колеса с грунтозацепами из старых косилочных сегментов, приваренных на одинаковом расстоянии по окружности обода. Такое решение позволяет уменьшить пробуксовывание приводного колеса. На колесе вместо штатной малой приводной звезды устанавливаем большую звезду от привода педалей велосипеда. Это позволит снизить скорость вращения колеса и повысить его тяговое усилие. От колеса через цепь вращение передается на промежуточный блок, состоящий из трех звездочек, двух больших и одной малой. Большие звездочки скреплены между собой стальной трубой диаметром 40 миллиметров при помощи сварного соединения. Малая звездочка так же скреплена с большими сварным соединением. Весь приводной блок находится на оси и вращается на шариковых подшипниках, смонтированный в корпусе рамы велосипеда. Звезды разного размера взяты не случайно. Имея разное количество зубьев на звезде, мы снижаем скорость их вращения, но при этом повышаем крутящий момент. Передаточное число понижено приблизительно в 10 раз. Затем, вращение так же через цепь, с большой первой звезды передается на малую звезду ротационного игольчатого рыхлителя. Рыхлитель должен вращаться значительно быстрее, чем приводное колесо. На большей скорости лучше рыхлится почва и максимально выносятся на поверхность подрезанные стрельчатой лапой сорняки. Ротационный рыхлитель с приводной звездочкой выполнен на стальной трубе диаметром 40 миллиметров, внутри которой установлены вал и 2 шариковых подшипника. Размер трубы можно брать и другой. Главный критерий размер подшипников. Исходя из этого и подбирается труба. Конечно же, вы не сможете обойтись без токарной доработки данного узла. Необходимо совместить все размеры между собой. Данная конструкция позволяет вращаться легко с большими нагрузками. Вал зак реплен в вилке при помощи 2 гаек. Размер гаек то же не принципиален и подбирается исходя из диаметра самого стержня под вал. В нашей конструкции это гайки с диаметром в 12 миллиметров. Вилка сварена с телескопической трубой, взятой от штатного сиденья велосипеда. За счет зажимного соединения, узел регулируется в двух направлениях. Первое – вокруг оси самого соединения, а вторая регулировка позволяет сделать оптимальное усилие натяжения приводной цепи. Таким образом, культиватор может уже работать, но только его придется толкать руками и одновременно следить за качеством обработки. Задача не простая и требует от оператора навыка. Чтобы исключить из данной операции один элемент, было принято решение установить от триммера бензиновый двигатель. Оператору не придется толкать культиватор и затрачивать на это основное усилие. Эта задача возлагается на двигатель, а оператору останется управлять оборотами двигателя и следить за качеством обработки земли. Напомню, что триммер остается работоспособным в своем первоначальном исполнении. Откручиваем приводную штангу от редуктора двигателя, и отсоединяем ручку управления двигателя от рукоятки косы. Все необходимые ключи для демонтажа двигателя имеются в наборе с триммером. Следующей задачей установить двигатель на раму культиватора. Примеряем двигатель к раме защитным кожухом бензобака. Можно попробовать и другое расположение двигателя на раме, но уже придется делать другие кронштейны. Это значительно затрудняет процесс установки. А при таком расположении, с двигателем выполняется минимум операций. Сверлим в защитном кожухе 2 отверстия диаметром 6 миллиметров. Примеряем вновь к раме, делаем отметки и так же сверлим в раме 2 отверстия в 6 миллиметров. Пробуем прикрутить и проверить надежность соединяемых частей. Размер болтов определяем практическим путем. Лишние витки резьбы болта отпиливает ножовкой по металлу, и затачиваем плоским напильником. Низ двигателя мы закрепили, переходим к креплению верхней части. Наилучшим и удобным местом определяем корпус воздушного фильтра. Для этого берем стальной пруток диаметром 6 миллиметров. С одной стороны нарезаем резьбу на 5 миллиметров, а с другой, на 6 миллиметров. Данный кронштейн вкручиваем в корпус воздушного фильтра концом 5 миллиметров, а другой конец подгоняем к раме культиватора. Всю подгонку выполняем непосредственно на месте установки. Сгибаем кронштейн в нужном нам месте, намечаем на раме место сверления. Отверстие диаметром 6 миллиметров. Гайки фиксируют кронштейн к раме с двух сторон, что значительно лучше, чем с одной. Таким образом, нам удалось зафиксировать двигатель на раме культиватора в трех точках. Следующий этап в работе – это изготовить привод от редуктора двигателя к блоку звездочек. Здесь возникает вопрос, связанный с использованием в редукторе шлицевого соединения. Поскольку наша главная задача в том, чтобы были работоспособны оба инструмента, сделаем соединение на шлицах разборным и быстросменным. От другой сломанной штанги берем приводной вал, отрезаем нужную нам длину со шлицами. На этот кусочек вала подбираем подходящий подшипник с внутренним размером. А наружный размер подшипника подгоняем к корпусу редуктора через выточенное кольцо. Кольцо с подшипником соединяем туго, с натягом. Добиваемся того, чтобы вся конструкция входила в корпус редуктора легко, но без люфтов. Это необходимо для того, чтобы вал можно было легко и быстро сменить, при использовании двигателя с косой. Подшипник от осевого перемещения фиксируем стопорным кольцом. На противоположный от шлицов конец вала крепим маленькую звездочку с семью зубьями. Звездочка на вал крепится с натягом, и фиксируется стопорным шплинтом. Для извлечения вала с подшипником из корпуса редуктора, достаточно демонтировать стопорное кольцо и вытянуть вал из шлицевого соединения. После всех работ с приводом от редуктора, переходим к монтажу второй большой ведомой звездочки в блоке. Для ее монтажа берем кусок трубы диаметром 40 миллиметров приблизительно равной 20 сантиметрам. Значение неточное, так как берем с запасом. Лишнее отрежем после измерения. Первым этапом в монтаже будет приваривание данной трубы к уже имеющемуся блоку из двух шестерен. После демонтажа сдвоенных шестерен с валом, производим сварку куска трубы. После сварки трубы со звездочками, производим проверку на осевое и радиальное биение в токарном станке. При необходимости рихтуем и выравниваем. В нашем случае эта операция была необходимой. После этого вновь собираем блок звездочек с рамой. Одеваем приводную цепь на звезду редуктора и совмещаем ее с приваренной трубой. Отмеряем расстояние от центра рамы до малой ведущей звездочки, и то же значение откладываем от центра блока двойных звездочек. Делаем отметку, по которой будем делать рез на трубе. Так же смотрим и визуально на соосность всех звезд и цепей. Затем разбираем узел, отрезаем лишнюю часть трубы. Общая длина трубы составила 12 сантиметров. Привариваем вторую большую ведомую звездочку к трубе. Получился блок из трех неразъемных звезд, скрепленных сварным соединением. Затем вновь производим проверку на биение в токарном станке, производим рихтовку и выравнивание. Собираем весь блок с рамой, регулируем степень затяжки подшипников, затягиваем гайки. Одеваем все цепи, регулируем их натяжение. После всего проверяем вращение всего механизма от руки. Вращение свободное, без заедания. Переходим к модернизации руля культиватора. Нам необходимо закрепить штатную ручку управления двигателем триммера к рулю культиватора. Здесь возникает небольшая проблема. Штатные ручки триммера меньше в диаметре, чем диаметр руля культиватора. Поэтому мы отрезаем 12 сантиметров от руля культиватора. Подбираем другой кусок трубы, который входит во внутрь руля культиватора. Данный диаметр равен 18 миллиметрам. Отрезаем от старого сломанного школьного стула кусок трубы длиной 17 сантиметров и запрессовываем его в трубку руля культиватора. Поскольку соединение происходит с натягом, нет необходимости выполнять сварное соединение. Получилось соединение в виде ступенчатого валика с переходом от диаметра в 22 миллиметра, к диаметру в 18 миллиметров. Ручка управления идеально подходит к выполненному рулю. Выставляем удобное положение ручки и отмечаем место фиксации двух деталей. Снимаем ручку и производим сверление отверстия сверлом на 6 миллиметров. Затем ставим ручку на свое место и производим ее крепление штатным болтом с гайкой. Проверяем работу рукоятки путем нажатия на имеющийся курок. После всей сборки и всех регулировок производим ходовые испытания нашего культиватора. Заправляем, небольшое количество топливной смеси нужной пропорции в топливный бак. Производим закачку топлива в карбюратор закрываем воздушную заслонку и тянем за шнур ручного стартера 2- 3 раза. Затем включаем включатель на ручке управления и производим еще одно, два вытягивания шнура стартера. Как только двигатель запустится, даем поработать ему на холостых оборотах. Как только двигатель начнет работать устойчиво, открываем воздушную заслонку. Принцип запуска идентичен любой двухтактной бензиновой пиле или садового триммера- кустореза. На холостых оборотах редуктор не вращается, поскольку срабатывает центробежная муфта. Как только мы немного утопим курок на рукоятке, обороты повысятся, центробежная муфта замыка ется и передается вращение на опорное колесо, и соответственно, на рабочие органы. Чем больше сила нажатия на курок, тем быстрее двигается культиватор. Оператор, в ыбрав нужное междурядье для обработки, устанавливаем предварительную глубину хода стрельчатой лапы. Данная глубина обычно составляет 4- 5 см. Затем остается только приложи ть небольшое усилие на курок управления оборотами двигателя и управлять культиватором. Стрельчатая лапа подрезает сорняки, а ротационный рыхлитель, двигаясь позади лапы, рыхлит почву и выносит сорняки на поверхность. Для более глубокого рыхления стоит немного придавить на руль управления и все рабочие органы заглубляться больше. Изменяя давление на руль управления, можно дополнительно корректировать глубину обработки почвы. После проведенных испытаний производим осмотр культиватора на предмет ослабления резьбовых соединений. При необходимости проверяем степень натяжения всех цепей. Далее производим очистку и мойку рабочих органов, а затем производим покраску культиватора в нужные нам цвета. Напомню, что данный двигатель равен двум лошадиным силам. Этого более чем достаточно для работы на дачном участке. Двигатель очень экономичен и неприхотлив в работе. Предложенное изобретение позволяет повысить качество обработанного участка земли за счет механич еского привода рабочих органов. Нет необходимости затрачивать усилие на передвижение агрегата, что ведет к увеличению площади обработки, что, в конечном счете, повышает производительность труда. А двойное использование двигателя снижает затраты на приобретение отдельного культиватора с имеющимся у него мотором. Таким образом, данные агрегаты дополняют один другого. Переоборудование двигателя с триммера на культиватор, занимает 20- 30 минут. Со временем этот результат улучшается и может достичь и 15 минут, как в нашем случае. Весь набор инструментов прилагается к штатному триммеру, и нет необходимости, что либо искать отдельно. Желаем всем успехов в работе и творчестве! Технические данные кул ьтиватора- рыхлителя КРМ «КРОТ – 2С » Производительность, га/ ч 0, 55- 0, 75 Рабочая скорость, км/ ч 3- 5 Ширина рабочих органов, см от 25 до 40 см Глубина обработки, см от 3 до 12 см Кол- во активных рабочих органов 1 Кол- во пассивных рабочих органов 1 Тип культиваторной лапы стрельчатая Тип рыхлителя ротационный Масса конструкции, кг 21 Тип двигателя бензиновый, двухтактный Вид топлива бензин АИ- 92 Вид масла масло для 2- тактных двигателей