Этот инструмент — электрофреза — предназначен для обработки земли садовых и огородных участков, окучивания картофеля. Учитывая особенно тяжелые эксплуатационные условия — длительная непрерывная работа (до 4 часов), постоянная перегрузка, грязь — предпочтение было отдано более тяжелому и негабаритному трехфазному двигателю промышленного, закрытого исполнения, нежели коллекторным моторам постоянного тока.
Трехфазный асинхронный двигатель работает в схеме однофазного включения с конденсатором (соединение «звезда»). Необходимая емкость конденсаторной батареи рассчитывается по формуле:
Ср = 2800(Iном/Uном)
где Uном — напряжение (паспортное) электродвигателя, Iном — ток (паспортное значение).
Основу моей конструкции составляет мотор-редуктор от рельсорезного станка. По приведенным характеристикам можно подыскать и другой подходящий агрегат: двигатель — асинхронный; мощность — 1 кВт; напряжение — 220 В; ток — 4,2 А (трехфазный); обороты двигателя -1410 об/мин; КПД — 0,79; число оборотов выходного вала — 44 об/мин; передаточное число — 32; вес — 24,5 кг.
В основу компоновки фрезы заложено условие равновесия в рабочем положении с целью уменьшения усилий на ручках управления. Мотор-редуктор приводит во вращение вал фрезы посредством цепной передачи (шаг — 18,25 мм, количество звеньев 52). Передача может использоваться с i = 1 или i = 1,17; Z1 = 13(15); Z2 = 15. При этом обороты вала фрезы составляют 44 или 38 об/мин.
Мотор-редуктор устанавливается на раме с помощью двух поперечных дюралюминиевых пластин толщиной 10 мм, которые смещают вместе с закрепленным на них мотором-редуктором, регулируя натяжение цепи.
К раме, изготовленной из труб диаметром три четверти дюйма, приварены две боковые пластины из стального листа толщиной 4-5 мм, к которым крепятся подшипники вала фрезы. Подшипниковые узлы — от списанной сельхозмашины, имеют корпус и цанговую фиксацию вала. В передней части рамы с помощью регулируемых кронштейнов устанавливаются два колеса (размером 56×205, модель Л-155), используемые для транспортировки электрофрезы. При обработке почвы колеса снимаются. Две задние поперечины рамы имеют кронштейны для установки регулируемого по высоте и наклону тормоза. Ручки управления регулируются как по высоте, так и по углу.
Питание электрофрезы осуществляется однофазным переменным током, с напряжением 220 В (при этом трехфазный асинхронный двигатель включен в однофазную сеть с конденсаторными емкостями) либо трехфазным током напряжением 220 В.
Подключение электрофрезы к однофазной сети осуществляется с помощью бытовых удлинителей. Однако следует отметить, что падение напряжения приводит к падению крутящего момента двигателя. Поэтому применение провода с площадью поперечного сечения менее 0,8 мм2 недопустимо. При эксплуатации необходимо внимательно следить за состоянием контактов и разъемов, проверяя, не греются ли.
Включение и выключение двигателя осуществляется кнопкой с помощью рычага, установленного на правой ручке управления. На левой ручке находится аналогичная кнопка для подключения пусковой емкости. Безопасность работы обеспечивается отключением двигателя при отпускании рычага правой ручки, а также использованием прорезиненного кабеля, как при подводе тока, так и при всех промежуточных подключениях.
Фреза представляет собой вал диаметром 32 мм с установленными на нем четырьмя шестиугольными пластинами из стального листа толщиной 5 мм. К каждой пластине с помощью болтов крепятся по три ножа. Они имеют значительную «опорную» поверхность, причем установочный угол определяет величину обрабатываемого слоя земли следующим ножом (при недостаточной «опорной» поверхности захват слоя земли каждым ножом значительно возрастает, что приводит к остановке электродвигателя). Мною также были опробованы ножи серпообразной формы с шириной «опорной» поверхности 25 мм. С ними вес машины оказался чрезмерным, фреза резко погружалась в землю и останавливалась.
Существенные моменты в работе фрезы — установка и регулировка тормоза. Он находится на расстоянии 380 мм от центра вала фрезы и на 160 мм ниже центра вала (при горизонтальном расположении машины). При эксплуатации фрезы часть веса почти постоянно приходится на тормоз. Крутящего момента двигателя не всегда хватает при полной загрузке фрезы, поэтому перемещение вперед осуществляется кратковременной разгрузкой тормоза путем легкого вертикального покачивания ручек.
С левой стороны от мотора-редуктора располагается коробка с конденсаторами емкостью 65 мкФ. В качестве пусковых используются электролитические конденсаторы суммарной емкостью 60 мкФ. При этом наибольшее напряжение на конденсаторных батареях (в режиме холостого хода) составит U = 1,15 х U; Uxx = 253 B.
Возможной областью применения агрегата может быть не только обработка почвы на участке, но и фрезерование плотного снега и льда с тротуаров. Послужит он и как устройство для перекачки жидкостей. В таком варианте снимается приводная цепь, а с задней стороны двигателя устанавливается водяная помпа.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Длина — 1400 мм
Ширина — 450 мм
Высота — 1100 мм
Диаметр фрезы — 450 мм
Число оборотов фрезы — 44 или 38 об/мин
Ширина обрабатываемого слоя почвы — 350 мм
Глубина обрабатываемого слоя почвы — от 150 до 250 мм
Вес — 46 кг
Мощность двигателя — 1 кВт (при использовании 3-фазного тока 220 В), или 700 — 750 Вт (при использовании однофазного тока 220 В).
Павел КОПЬЕВ
Рекомендуем почитать
ПРЕДУПРЕЖДЁН — ЗАЩИЩЁН
Допустимые колебания переменного напряжения в бытовой электрической сети 220 В — ±5 %. Более же значительное повышение напряжения может привести к выходу из строя потребителей...
САМОЛЕТ-ДРОН
Вы узнаете, как построить гибридный беспилотник с вертикальным взлетом и посадкой. Для разработки был взят самолет с неподвижным крылом, аппаратура для радиоуправления и компоненты...
