КУЛЬТИВАТОР НА ЭЛЕКТРОТЯГЕ

У владельцев приусадебных участков весьма популярны культиваторы «Крот» с бензиновыми двигателями. Поначалу и я был несказанно рад такому своему механическому помощнику. Однако со временем все же решил избавиться от шума и вредного выхлопа бензинового двигателя и сделать экологически чистый электрокультиватор, безопасный от поражения током. Для культиватора необходим электродвигатель с последовательным возбуждением, у которого с возрастанием нагрузки увеличивается и крутящий момент. Больше других для этой цели подходит стартер марки СТ-8 от грузового автомобиля ГАЗ-51.

Идею использовать именно СТ-8 «подсказала» мне публикация под названием «Электрокартингу — быть!» в журнале «Моделист-конструктор» № 1 за 1981 год.

Раздобыв такой стартер, я все же немного его модернизировал.

Во-первых, немного укоротил ему вал.

Во-вторых, выточил из дюралюминиевого сплава Д16ТВ новую переднюю крышку и запрессовал в нее шариковый подшипник 204. В задней же крышке (со стороны щеток) оставил штатный бронзовый подшипник, но существенно улучшил его смазку путем установки колпачковой масленки с ли-толом.

В-третьих, в обеих крышках стартера просверлил множество сквозных вентиляционных отверстий диаметром 5 мм.

Воздух сквозь эти отверстия прогоняет вентилятор, крыльчатку которого я надел на вал электродвигателя марки МЭ-7Б от грузового автомобиля ЗИЛ-164. Вентилятор поместил в кожух из листового дюралюминия (сплав Д16АМО) толщиной 2 мм, а сам кожух расположил соосно за стартером и скрепил их хомутом из дюралюминиевой полоски.

Электрический культиватор (в рабочей комплектации):

1 — пакетный выключатель; 2 — рукоятки управления; 3 — двигатель; 4 — понижающий червячный редуктор (і = 60); 5 кожух вторичной ветви цепной передачи; 6 — ведомая звездочка на входном валу редуктора; 7 — кожух первичной ветви ценной передачи; 8 — силовая платформа; 9 — втулка крепления передней стойки шасси; 10,13 — стопорные винты М10; 11 —передняя стойка шасси (в транспортной комплектации): 12 — втулка крепления тормозного штыря в рабочей комплектации и задней стойки шасси — в транспортной; 14 — тормозной штырь; 15 — место для балластного груза массой 20 кг; 16 — хомут крепления двигателя (2 шт.); 17— ведущая звездочка на валу двигателя; 18 — блок звездочек на выходном валу редуктора; 19— левая культиваторная фреза; 20—кожух ходовой части; 21 — правая культиваторная фреза

На хвостовик укороченного вала стартера я надел ведущую звездочку (z = 15, t = 12,7 мм; от мотоцикла К-125), сблокированную (сваренную) с самодельной втулкой-ступицей. Эту звездочку связал втулочно-роликовой цепью с ведомой звездочкой (имеющей точно такие же параметры: z=15, t=12,7 мм) на входном валу понижающего червячного редуктора. Упомянутый редуктор с передаточным числом i = 60 стоял на каком-то летательном аппарате и достался мне списанным после выработки положенного ему ресурса.

Для удобства повествования эту ветвь цепной передачи между стартером и редуктором я назвал бы первичной. Чтобы она работала бесперебойно, тщательно покрыл цепь графитовой смазкой.

Далее по методу, почерпнутому из статьи «Звездочка для цепной передачи» в № 11 за 1975 год журнала «Моделист-конструктор», я изготовил из подходящей стали 12ХНЗА еще четыре звездочки, но уже с числом зубьев 11 и шагом 15,875 мм. Их рабочие поверхности должны были быть твердыми и износостойкими, поэтому я использовал цементирование и термическую закалку.

Закрепив две такие звездочки на конце выходного вала червячного редуктора и еще две — на рабочем валу, я связал их двумя втулочно-роликовыми цепями. Эту ветвь цепной передачи можно назвать вторичной. Для ее натяжения использовал тонкие металлические подкладки под редуктор, а для защиты от загрязнения — сплошную обшивку кожуха ходовой части.

Силовая платформа:

1,6 — втулки крепления стоек шасси (сталь 45); 2,4,5 — ребра жесткости (уголок 30x30x4); 3 — платформа (сталь 45, лист s8)
 

Двигатель культиватора (стартер СТ-8 с электровеитилятором в одном кожухе):

1 —кожух вентилятора (Д16АМО, лист s2); 2 — электромотор вентилятора (марки МЭ-7Б, от автомобиля ЗИЛ-164); 3 — ступица крыльчатки вентилятора с гайкой; 4 — блок лопастей крыльчатки вентилятора; 5 — болт М5х20; 6 — задняя крышка корпуса стартера (штатная, доработанная); 7 — хомут (Д16АМО, полоса 20×2); 8— штатная втулка-подшипник (бронза); 9— корпус стартера; 10 — стяжной болт М6 (2 шт.); 11 — ротор стартера; 12 — дистанционная втулка (латунь ЛС59-1); 13 — передняя крышка корпуса стартера (ДІ6ТВ); 14—подшипник 204; 15 — блок звездочка-ступица; 16— болт М8х35; 17,20— болты М5 (8 шт.); 18 — проставка (Д16АМО, полоса 20×2, 4 шт.); 19 — бандаж (Д16АМО, полоса 20×2)

Доработанная задняя крышка корпуса стартера (колпачковая масленка не показана) 

Крыльчатка вентилятора (лопасти еще не отогнуты):

1 — ступица (Ст3); 2 — блок лопастей (Д16АМО, лист s1); 3 — гайка М16х 1,5

Блок звездочка-ступица:

1 — ведущая звездочка (z = 15, t = 12,7; от мотоцикла К-125); 2 — ступица (Ст3)

Щека кожуха ходовой части в сборе:

1 — щека (Д16ТВ, лист s8); 2 — заклепка (Д16, d6, 4 шт.); 3 — кронштейн (Д16ТВ, уголок 30x30x4)

Ходовая часть (на виде сбоку рабочий вал условно повернут вокруг своей оси на 45°):

1 —болт М6х20 (16 шт.); 2 — лопасть левой культиваторной фрезы (Ст3, полоса 45×6, 4 шт.); 3—болт М6х53 (2 шт.); 4 — ступица (30ХГСА, 2 шт.); 5 — рабочий вал (30ХГСА);6 — корпус подшипника (Д16ГВ, 2 шт.); 7 — винг М5х10 (8 шт.); 8 — обшивка кожуха (Д16АМ0, лист в2); 9—ходовая звездочка (12ХH3А, всего 4 шт.); 10 — штифт d8 (2 шт.); 11 — щека кожуха (Д16ТВ, лист s8,2 шт.); 12 — подшипник 206 (2 шт.); 13 — сальник (фетр, s3, 2 шт.); 14—дистанционная втулка (Д16ТВ, 2 шт.); 15 — втулочно-роликовая цепь (t = 15,875 мм, 2 шт.); 16 — винт М4х8 (24 шт.); 17 — лопасть правой культиваторной фрезы (Ст3, полоса 45×6,4 шт.)

Передняя стойка шасси:

1 — штырь крепления (Ст3, пруток d18); 2— шина (от колеса детского велосипеда, 2 шт.); 3 — ступица колеса (Д16ТВ); 4 — вилка (Ст3, полоса 40×4); 5 — ось (Ст3, пруток d16); 6— гайка М 10 (2 шт.); 7 — дистанционная втулка (Ст3, 2 шт.); 8— подшипник 160200 (2 шт.)

Смазываются цепи при работе в так называемой масляной ванне — в некотором объеме трансмиссионного масла, залитого в кожух ходовой части. В самом низу кожуха вращается в двух подшипниках 206, скрытых в корпусах с фетровыми сальниками, рабочий вал, несущий культиваторные фрезы.

Все эти агрегаты я установил на силовую платформу, изготовленную из листовой стали и усиленную приварными продольными ребрами жесткости из стального уголка. К ребрам болтами М6 прикрепил ручки управления электрокультиватором. Последние сварил из отрезков стальной трубы. На два задних конца труб надел резиновые рукоятки, за которые держится оператор; четыре передних конца сплющил и просверлил в них отверстия под болты крепления.

Для перемещения агрегата вручную на небольшие расстояния я изготовил ему съемное шасси, состоящее из двух стоек. Передняя стойка имеет одно двухшинное колесо (самодельное, с шинами от детского велосипеда), задняя — два колеса (от детского велосипеда побольше). Крепятся стойки в специальных втулках, приваренных к платформе спереди и сзади, стопорными (струбцинными) винтами.

На краю поля, перед началом обработки почвы, я снимаю с электрокультиватора обе стойки. Вместо задней вставляю так называемый тормозной штырь и стопорю его струбцинным винтом. Заглублением этого штыря в землю регулирую скорость и глубину культивации.

Из-за того, что агрегат у меня получился легким, глубина культивации поначалу оказывалась недостаточной. Пришлось утяжелить его съемным балластом массой 20 кг, который расположил в центре тяжести машины. Это дало возможность выдерживать глубину обработки 160—190 мм при захвате фрезами полосы земли шириной 250 мм. Производительность труда при работе с моим электрокультиватором такая же, как и с «Кротом».

В качестве блока электропитания для стартера СТ-8 и двигателя МЭ-7Б вентилятора можно было бы применить сварочный трансформатор, однако он довольно дорогой. Поэтому я пошел по другому пути. Взял три маломощных (примерно по 500 Вт) трансформатора, снял с них вторичные обмотки и на освободившиеся места намотал шины, площадь поперечного сечения которых составляет 25 мм²; затем первичные (сетевые — на 220 В) обмотки соединил параллельно, а все вторичные (на 4—5 В каждая) — последовательно-согласно. В итоге на выводе трансформаторов получился переменный ток напряжением 14—15 В, который тут же выпрямляется мостиком из диодов ВК-200 (замена диодов этой марки возможна на любую другую с рабочим током 200 А, что очень удобно).

Задняя стойка шасси:

1 — штырь крепления (Ст3, пруток d18); 2 подкос (СтЗ, пруток d10, 2 шт.); 3 — ось (Ст3, пруток d25); 4— колесо (огдетского велосипеда, 2 шт.)
 

Принципиальная электрическая схема питания двигателя культиватора

Рукоятки управления культиватором (сталь, труба 30×2)

Тормозной штырь (Ст3, пруток d18)

Блок электропитания у меня получился довольно тяжелым, и пришлось смонтировать его на отдельной четырехколесной тележке. С сетевой розеткой на 220 В он соединяется сорокаметровым кабелем, сечение жилы которого 2,5 мм², а с культиватором — двойным (25×2 мм²) электросварочным кабелем длиной 12 м.

Для подачи постоянного напряжения 14—15 В к стартеру я применил стандартный пакетный выключатель (25 А, 250 В) с удлиненной рукояткой, в котором «запараллелил» три линии электропитания. Выключатель разместил на левой ручке управления культиватором.

Таким образом, благодаря применению разделительных понижающих трансформаторов на 220/14 В удалось обеспечить полную безопасность от поражения электрическим током во время работы с культиватором даже на переувлажненной почве (разумеется, при строгом соблюдении остальных требований техники безопасности).

Электрокультиватор полностью оправдал мои надежды. Вот уже, считай, четыре сезона я без особых усилий обрабатываю с его помощью весь свой приусадебный участок.

В.ЛЕБЕДЕВ, г. Долгопрудный, Московская обл.