ручной почвообрабатывающий инструмент

Формула изобретения

Ручной почвообрабатывающий инструмент, состоящий из ножа, державки, раструба и рукоятки, отличающийся тем, что державка изготавливается в виде плоской U-образной рамы, имеющей два прямолинейных участка с параллельным расположением их осей и один криволинейный, поперечное сечение прямолинейных и криволинейного участков имеет овальную форму с примерным отношением осей 2 : 3, большая ось сечения перпендикулярна плоскости ножа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для прополки, прореживании посевов, рыхления почвы и окучивания растений.

Известны садовые ручные инструменты: пололники и мотыги, у которых рабочий орган в виде ножа закреплен на державке, соединенной с древком (ручкой). Нож выполняет различные функции от рыхления почвы до удаления корней сорняков. Размеры и форма поперечного сечения ножа и державки в применяемых ручных инструментах устанавливаются практически на основе опыта, учитывающего все важные факторы, влияющие на работоспособность инструмента: прочность, износостойкость, удобство переналадки.

Для разрушения глыб засохшей почвы применяют рабочий орган мотыги, у которого на вершине изогнутого участка державки имеется сменное било (а.с. N 1752205 A 01 B 1/08, 1992 г.). Наиболее близким по конструкции является универсальный пололник (а. с. N 1423004 A 01 B 1/20, 1988 г.) у которого державка круглого поперечного сечения по всей длине соединяет ручку через раструб.

Конструкции державок известных устройств не позволяют использовать энергию колебаний только для разрушения почвы. Кинетическая энергия инструмента частично переходит в энергию изгибных колебаний державки и рукоятки. Из-за большой длины рукоятки амплитуды колебаний воспринимаются как сильно ощутимые физиологические воздействия (рукоятка "сушит руки"), т.к. колебания рукоятки происходят в плоскости, перпендикулярной плоскости ладони рук.

Для улучшения эргономических качеств ручного почвообрабатывающего инструмента державка изготавливается в виде плоской U-образной рамы, имеющей два прямоугольных участка с параллельным расположением их осей и один криволинейный, поперечное сечение прямолинейных и криволинейного участков имеют овальную форму с примерным соотношением осей 2:3, большая ось сечения перпендикулярна плоскости ножа. Форма и размеры поперечного сечения стержня державки уменьшают вредное физиологическое воздействие колебаний на работающего. Автоколебания ножа уменьшают физико-механические свойства почвы, тем самым увеличивают производительность труда.

На фиг. 1 изображен ручной почвообрабатывающий инструмент; на фиг. 2 - сечение части державки; на фиг. 3 - сечение части державки, образующей U-образную раму; на фиг. 4 - схема симметричной деформации U-образной рамы при колебаниях двухмассовой системы; на фиг. 5 - схема крутильных колебаний плоскости ножа. Инструмент содержит нож - 1, державку - 2, раструб - 3, рукоятку - 4. Нож 1 прикладывается к державке 2 с помощью заклепок либо винтов. Державка 2 крепится в раструбе 3 жестко. Металлическая часть инструмента раструбом 3 насаживается на деревянную ручку 4. Изгибные и крутильные колебания державки 2 возникают в результате ударных рубящих движений ножа 1 и при подогревании почвы "на себя". При изгибных колебаниях U-образной рамы ось рукоятки 4 перемещается относительно ладоней рук. Колебания вдоль ладоней менее чувствительны, что обеспечивает лучшие санитарно-гигиенические условия работающему. Амплитуды колебаний ножа и рукоятки обратно пропорциональны приведенным массам m₁ и m₂, т.е. с увеличением массы m₁ уменьшается амплитуда колебаний рукоятки вдоль ладоней рук. Меняя размеры U-образной рамы, можно в широких пределах менять собственную частоту колебаний двухмассовой системы m₁ и m₂. Массы колеблются с частотой, основной тон которой определяется по формуле где K - изгибная жесткость U-образной рамы. Набегающий поток почвы вызывает автоколебания ножа 1 в плоскости U-образной рамы державки 2. Приведенные массы m₁ и m₂ ножа 1, державки 2, раструба 3 и рукоятки 4 совершают колебания со сдвигом фаз 180^o (фиг. 4). Источником энергии автоколебаний является сама обрабатываемая почвы, сила сопротивления которой зависит от скорости ножа 1. Колебания ножа за счет упругой рамы снижают эффективную силу сопротивления почвы - она тиксотропно изменяется и теряет первоначальные технологические свойства. Кроме колебаний за счет деформации U-образной рамы в плоскости abcd нож 1 совершает крутильные колебания. При неравномерном потоке почвы, набегающем на плоскость ножа, стержень рамы теряет устойчивость плоской формы изгиба и, закручиваясь, поворачивает нож. При этом изменяются гидродинамические нагрузки на нож, после чего процесс начинается сначала - возникают изгибно-крутильные колебания.

Предлагаемое устройство может быть использовано в различных рыхлителях почвы - прицепных орудиях к тракторам.