Ручная коса
Владельцы патента RU 2497340:
Котельников Владимир Яковлевич (RU)
Котельникова Валентина Ивановна (RU)
Котельников Антон Владимирович (RU)
Ручная коса для срезывания травы и злаков содержит полотно, режущий контур и ручку. Новшество изобретения в том, что режущий контур косы изготовлен по циклоиде заданным радиусом производящего круга, причем в начале режущего контура циклоиды угол к траектории циклоиды меньше, а в конце режущего контура угол к траектории циклоиды больше угла трения травы о сталь. Техническим результатом изобретения является снижение затрат энергии и повышение производительности при кошении. 1 ил.
Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности к орудиям ручного типа для скашивания травы. Известно сельскохозяйственное орудие - ручная коса, содержащая полотно с пяткой, режущий контур и ручку, предназначенная для срезывания травы, злаков и т.д. [см. кн.: Ожегов С.И. «Словарь русского языка», стр.262], которое не обосновано по параметрам рационального энергосберегающего резания травы.
Наиболее близким по отношению к предлагаемому решению является способ скашивания косой с дополнительными гребнями для увеличения сбора культур (по а.с. 1802988 МПК A01D 1/02). Недостаток известного способа тот же, поскольку у него контур режущей кромки и углы входа и выхода между касательными к режущей кромке рабочего циклоидального контура и горизонталью не оптимизированы по сопротивлению и затратам энергии резания при кошении.
В этой связи профиль рабочей поверхности известной косы требует оптимизации размерных и режимных параметров устройства, поскольку существующий контур косы характеризуется значительными затратами труда, времени, энергии и повышения производительности при ручном скашивании травы и злаков.
Задача изобретения - снижение затрат энергии и повышение производительности при кошении путем оптимизации рабочего режущего контура косы.
Поставленная задача достигается тем, что у косы, содержащей полотно, режущий контур и ручку, режущий контур косы изготовлен по циклоиде, образованной заданным радиусом производящего круга, причем в начале режущего контура циклоиды (в точке О) угол между касательной к циклоиде и горизонталью меньше, а в конце режущего контура (в точке К) угол между касательной к траектории и горизонталью больше угла φ трения травы о сталь.
Это и обеспечивает снижение энергоемкости кошения, минимальное сопротивление и время пребывания травы на режущей кромке лезвия косы и максимальную скорость схода срезанной массы с контура режущей кромки циклоиды.
На фиг.1 показано полотно косы 1, оптимизированный циклоидальный режущий контур 2, ручка косы 3, прикрепленная к пятке.
Отличительной частью косы является то что, режущий контур косы изготовлен по циклоиде заданным радиусом производящего круга, причем в начале режущего контура циклоиды (в точке О) угол между касательной к циклоиде и горизонталью меньше, а в конце режущего контура (в точке К) угол между касательной к траектории и горизонталью больше угла φ трения травы о сталь.
Радиус круга R косы для минимальной Lmin и максимальной Lmax длины развертки циклоиды определяется углом поворота α радиуса R производящего круга
а длина полуарки циклоиды равна 4R. Длина линий резания у косы различна, что требует разной длины радиуса производящего круга.
Описание устройства
Коса содержит полотно 1 с режущим контуром. Задняя часть полотна косы 1 переходит в утолщение (обух или выступ косы) небольшой толщины, выступающее над полотном. Передний рабочий контур отбит на отбойнике молотком и заточен. Заточенный контур изготовлен по профилю циклоиды O A C K (фиг.1). В начале режущего контура косы (в точке О) угол между касательной к циклоиде и горизонталью меньше угла φ трения, а на конце режущего контура циклоиды (в точке К) угол между касательной к циклоиде и горизонталью больше угла φ трения травы о сталь.
Это снижает работу сил трения травы о поверхность режущего контура косы. При этом на переднем контуре циклоиды происходит скольжение резания злаков, а на заднем дорезанные травы без проскальзывания по контуру.
Устройство работает в обычном режиме кошения после соответствующей подготовки косы. Режущая часть циклоидального контура косы на отбойнике молотком оттягивается, затачивается и задняя часть косы (пятка с зубом) крепится к ручке. Во время скашивания трава скользит по острому лезвию циклоиды и проталкивается по контуру параллельно циклоиде О А С К (фиг.1). При этом затраты мощности равны
N=FV,
где F - сила сопротивления кошению;
V - скорость движения травы по лезвию циклоиды.
Поскольку время движения по циклоиде минимально, а скорость движения максимальна, то работа в единицу времени имеет экстремум минимума затрачиваемой энергии
Таким образом, движение срезанной травы и злаков по циклоидальному профилю увеличивает скорость процесса резания и одновременно уменьшает затраты энергии на кошение. Этим режущим циклоидальным контуром достигается цель изобретения.
Ручная коса для срезывания травы и злаков, содержащая полотно, режущий контур и ручку, отличающаяся тем, что, с целью снижения затрат энергии и повышения производительности при кошении, режущий контур косы изготовлен по циклоиде заданным радиусом производящего круга, причем в начале режущего контура циклоиды (в точке О) угол к траектории циклоиды меньше, а в конце режущего контура угол к траектории циклоиды больше угла трения травы о сталь.
