Плуг — орудие для основной обработки почвы

Сельскохозяйственные и мелиоративные машины

Классификация плугов

Плуг состоит из смонтированных на раме рабочих органов, механизмов, опорных колес и прицепного устройства (навески) для соединения с трактором или другими средствами тяги. Основные рабочие органы плуга — корпус, предплужник и нож. Корпус отрезает пласт почвы, оборачивает и рыхлит его. Предплужник отрезает часть задернелого пласта и сбрасывает его на дно борозды. Нож отрезает пласт в вертикальной плоскости.

По конструкции корпусов различают плуги лемешные, дисковые, чизельные, ротационные и комбинированные. Из них наиболее распространены лемешные плуги.
Чизельные плуги, как безотвальные, лишь условно относятся к плугам, так как в их работе отсутствует главный признак вспашки — оборот пласта. Это — глубокорыхлители.

Дисковые плуги используют для вспашки тяжелых почв и при лесовосстановительных работах. Рабочие органы этих плугов — сферические диски диаметром 600-800 мм. Во время движения плуга диски вращаются, подрезая и оборачивая пласт.
Недостатки обработки почвы дисковыми плугами заключаются в значительной глыбистости поверхности поля, плохой заделке растительных остатков, гребнистости дна борозды и др. Поэтому дисковые плуги применяют ограниченно (для обработки почв с древесными остатками, засоренных камнями, тяжелых почв под посев риса).

В основе принципа работы ротационных плугов лежит технология вспашки почвы с применением рабочих органов, совершающих сложные вращательно-поступательные движения. Ротационные плуги в настоящее время применяются редко, поскольку имеют сложную конструкцию, и, как следствие, недостаточную надежность, долговечность и высокую цену. Тем не менее, высокое качество обработки почвы этими плугами позволяет причислить их к перспективным почвообрабатывающим орудиям ближайшего будущего.

В комбинированных плугах применяют сочетание рабочих органов разных типов плугов (например, лемешных и дисковых, лемешных и чизельных и т. п.), что позволяет расширить диапазон их применения.

Лемешные плуги, применяемые для вспашки, классифицируются:

— по виду тяги — конные, тракторные, канатной тяги;

— по назначению — общего назначения, специальные. К специальным относятся плуги кустарниково-болотные, плантажные, садовые, виноградниковые, лесные, ярусные и для вспашки почв, засоренных камнями.

— по способу агрегатирования с трактором — навесные, полунавесные и прицепные;

— по типу основных рабочих органов (плужных корпусов) — одно-, двух-, трёх- и многокорпусные;

— по технологии вспашки — плуги для гладкой и для свально-развальной пахоты. Плуги для гладкой вспашки снабжены право- и левооборачивающими корпусами, попеременно включаемыми в работу, и не образуют свальных гребней и разъемных борозд. В условиях регионов, где преобладают небольшие по площади поля, применение оборотных и поворотных плугов для гладкой вспашки, вместо загонных, экономически оправдано, несмотря на их большую стоимость.
Они имеют ряд преимуществ:

• не образуют свальных гребней и разъемных борозд, устранение которых требует проведения дополнительных операций;
• сокращают сроки и повышают качество предпосевной обработки почвы;
• имеют на 10-15 % более высокую производительность за счет сокращения времени на выполнение поворотов;
• имеют в два раза большее количество корпусов, благодаря чему удваивается долговечность почворежущих элементов.

Конструкция плугов

Наибольшее распространение получили плуги общего назначения. Конструктивные элементы плуга делятся на рабочие и вспомогательные.
К основным рабочим органам плуга относятся корпус, предплужник и нож; к вспомогательным: рама, опорное колесо и механизм его регулирования, а также навесное устройство. Все рабочие и вспомогательные органы плуга смонтированы на раме, которая состоит из продольных брусьев, балки жёсткости и поперечных распорок.

Плуги общего назначения применяют для обработки почвы на глубину 18 — 35 см при возделывании зерновых, зернобобовых, технических культур и трав.
Вспашка лемешными плугами может быть свально-развальной или гладкой. На плугах для свально-развальной вспашки устанавливают правоотваливающие корпуса, схема размещения которых одинакова для навесных, полунавесных, прицепных плугов и лемешных лущильников.
Отличие лемешных лущильников от плугов заключается в том, что ими можно производить обработку почвы на глубину до 16 см; также у них отсутствуют предплужники и ножи.

Гладкую вспашку можно выполнять плугами, которые способны производить полный (на угол 180 градусов) оборот пласта в собственной борозде. Существуют конструкции таких плугов с несимметричным и симметричным расположением рабочих органов, характеризуемые фронтальным расположением рабочих органов, поэтому длина их не зависит от ширины захвата.
Фронтальные плуги могут состоять из одного или нескольких технологических модулей (секций), каждый из которых способен работать самостоятельно. Основные рабочие органы каждого модуля представляют собой зеркальное отображение органов другого модуля.
В отличие от рабочих органов оборотных плугов, функционирующих попеременно, все рабочие органы модуля фронтального плуга работают одновременно. Ширина захвата фронтального плуга может быть равна ширине захвата одного или нескольких модулей в зависимости от типа и тяговых возможностей трактора.

Плуг работает следующим образом.
Предплужник срезает верхнюю (задернённую) часть пласта, затем переворачивает её и укладывает на дно открытой борозды. Основной корпус плуга отрезает пласт со стороны борозды, разрыхляет и в определённой мере оборачивает его своей рабочей поверхностью, а затем укладывает его на задернённую часть, которую ранее уложил предплужник.
Для того чтобы образовывалась ровная стенка борозды, перед задним корпусом плуга устанавливают нож.

Элементы конструкции плуга

В состав корпуса плуга входят — стойка, лемех, отвал и полевая доска. Рабочую поверхность корпуса образуют лемех и отвал: со стороны поля она ограничена полевым обрезом, со стороны пашни бороздным обрезом, а сверху верхним обрезом.
Качество и вид вспашки определяет геометрическая форма лемешно-отвальной поверхности корпуса.
Лемех подрезает пласт снизу, приподнимает и направляет его на отвал. Отвал сдвигает поднятый лемехом пласт, крошит, переворачивает и сбрасывает его в борозду. Сбоку к нижней части корпуса прикреплена полевая доска. Она служит опорой для корпуса и предотвращает его смещение в сторону непаханого поля под действием сопротивления почвы.

Корпус плуга характеризуется следующими параметрами: шириной захвата, глубиной пахоты, углами установки лемеха к дну и стенке борозды и формой рабочей поверхности. Плуги общего назначения снабжены корпусами шириной захвата 25, 30, 35 и 40 см, специальные — 45, 50, 60, 70 и 100 см.

Конструктивно корпуса плугов подразделяются на отвальные, безотвальные, дисковые, вырезные и комбинированные. В зависимости от типа лемешно-отвальной поверхности различают полувинтовые, винтовые и культурные корпуса.

Культурный корпус хорошо крошит, а также удовлетворительно оборачивает почвенный пласт, поэтому его используют вместе с предплужником при обработке старопахотных почв.

Полувинтовой корпус хорошо оборачивает, а также удовлетворительно крошит почвенный пласт, поэтому плуги с такими корпусами рекомендуется применять при обработке залежных и сильнозадернённых почв. Для полного оборота пласта полувинтовые отвалы зачастую снабжают удлинительным пером.

Винтовые корпуса отличаются большой оборачивающей способностью, поэтому они рекомендованы для перепашки многолетних трав и обработки целинных земель.

Конструкции специальных корпусов напрямую связаны со спецификой производимой вспашки. Так, для вспашки тяжёлых почв с интенсивным крошением пласта (например, под корнеклубнеплоды) используют плуги с комбинированными корпусами. Корпус такого типа, помимо укороченных отвала и лемеха, снабжён ротором в виде усечённого конуса, который обращён большим основанием вверх, с прикреплёнными к образующим лопатками.
В процессе работы ротор, получающий привод от ВОМ (вал отбора мощности) трактора, ударами лопаток интенсивно крошит пласт, который поступает с отвала. Вследствие этого степень крошения почв возрастает на 10-20%, а тяговое сопротивление плуга уменьшается на 25-30%, тем не менее, общий расход энергии на вспашку увеличивается на 13-26%.

Лемех, в зависимости от геометрической формы, бывает трапецеидальный, долотообразный, зубчатый и с выдвижным долотом.

Трапецеидальный лемех прост в изготовлении и образует ровное дно борозды, но при этом хуже заглубляется и интенсивнее изнашивается. Вследствие этого его применяют при обработке лёгких старопахотных почв. Запас металла на тыльной стороне лемеха («магазин») используется для оттяжки лемеха в кузнице после изнашивания.

Долотообразный лемех имеет удлинённый (в виде долота) носок, который отогнут вниз на 10 мм («забор» глубины) и в сторону поля на 5 мм («забор» ширины), вследствие чего он лучше заглубляется и устойчивее в работе.
Зубчатые лемеха и лемеха с выдвижным долотом применяют при обработке очень тяжёлых почв.

Чтобы увеличить срок службы, лемеха иногда выполняют самозатачивающимися (двухслойными). Верхний мягкий слой быстрее изнашивается, обнажая нижний слой, выполненный из высоколегированной стали либо сплава сормайта толщиной 1,7 мм, вследствие чего длительно сохраняется острота лезвия, а срок службы лемеха увеличивается в 10-12 раз.

Отвал является основным рабочим элементом плужного корпуса. По его геометрической форме определяют тип рабочей поверхности корпуса. Отвалы производят из мягкой либо трёхслойной стали. Их рабочая поверхность цементируется на глубину 1,5-2,2 мм, вследствие чего она становится твёрдой и износостойкой, а отвал — упругим и прочным. Грудь отвала изнашивается быстрее, чем крыло, поэтому для корпусов, которые работают на тяжёлых почвах, её делают сменной.

Рабочую поверхность отвала полируют, что снижает силу трения почвы и облегчает скольжение пласта. Рабочая поверхность должна быть без вмятин, заусенцев, трещин, коррозийных участков, поскольку такое место может стать очагом залипания, нарушит процесс вспашки, увеличит тяговое сопротивление плуга.
Лемех и отвал крепят к стойке болтами с потайными головками, которые не должны выступать над поверхностью. Утопание головок допускается до 1 мм. Отвал должен плотно прилегать к лемеху по линии стыка и не выступать над поверхностью лемеха. Допускается местный зазор между ними не более 1 мм, а выступание лемеха над отвалом на 2 мм.

Полевая доска обычно закрепляется под углом 2-3 градуса к стенке и дну борозды. В многокорпусных плугах полевая доска заднего корпуса длиннее обычной, иногда её даже снабжают сменной пяткой, изготовленной из износостойкого отбеленного чугуна.

Стойка является несущим элементом корпуса. На неё монтируются все основные части. Различают низкие (на плугах с крючковатой рамой для обработки каменистых и иных почв) и высокие (на плугах общего назначения с плоской рамой) стойки.

Нож плуга разрезает почву в вертикальной плоскости по линии отделения пласта от массива для получения ровной стенки борозды. Нож улучшает оборот пласта, заделку растительных остатков, обеспечивает устойчивый ход плуга и равномерность глубины вспашки.
Различают ножи дисковые, черенковые и плоские с опорной лыжей. Дисковые применяются для плугов общего назначения; черенковые — для плантажных и лесных плугов; плоские с опорными лыжами — для кустарниково-болотных плугов.

Дисковые ножи применяют на плугах общего назначения и кустарниково-болотных для вспашки почв, не засоренных корнями деревьев и камнями. Дисковый нож устанавливают обычно перед последним корпусом плуга так, чтобы центр диска располагался над носком предплужника, нижняя кромка ступицы была выше поверхности поля на 1 — 2 см, а плоскость вращения диска была смещена в сторону поля от полевого обреза корпуса на 1 — 3 см.
При вспашке задернелых земель дисковые ножи ставят перед каждым корпусом. Это снижает тяговое сопротивление плуга, улучшает качество вспашки и снижает износ лемеха и отвала.

Черенковый нож имеет прямой черенок, переходящий в нож. Нож представляет собой двугранный клин и крепится к раме плуга при помощи накладки и хомута. Стойку ножа с криволинейным лезвием располагают вертикально. К концу лезвия ножа приварено долото отверстием, которым его насаживают на цилиндрический носок лемеха. Опираясь на лемех, нож меньше изгибается при работе на тяжелых почвах.

Стойку ножа с прямым лезвием устанавливают с наклоном лезвия к дну борозды под углом 70-75°; нож легко разрезает почву и мелкие корни, а крупные выворачивает на поверхность. Левую грань ножа располагают параллельно стенке борозды на расстоянии 5 — 10 мм от полевого обреза корпуса плуга.
Нож с прямолинейным лезвием можно перемещать по высоте.
На задернелых почвах носок ножа располагают на одном уровне с лезвием лемеха. Криволинейный нож по высоте не переставляют. Черенковые ножи применяют при вспашке задернелых почв, имеющих невыкорчеванные корни, засоренных камнями; их устанавливают на кустарниково-болотных, лесных и других специальных плугах.

Плоский нож с опорной лыжей устанавливают на кустарниково-болотном плуге для вспашки почвы, заросшей кустарником высотой до 2 м. По сторонам ножа расположены лыжи, положение которых по высоте относительно нижней кромки ножа можно изменять. Лыжи прижимают ветви кустарника, нож их разрезает.
По мере износа лезвия нож разворачивают на 180°. Для этого нож снабжен двумя лезвиями.

Предплужник снимает верхний задернелый слой почвы со стороны полевого обреза корпуса толщиной 8 — 12 см и шириной, равной 2/3 ширины захвата корпуса, и сбрасывает его на дно борозды, где он потом засыпается рыхлой почвой. Такие условия способствуют гибели в данном слое большинства личинок насекомых и семян сорняков, а разложение корней и растительных остатков приводит к накоплению перегноя.

Предплужник состоит из лемеха и отвала культурного типа, которые болтами закреплены к стойке, фиксируемой хомутом к раме плуга впереди основного корпуса. Глубина хода предплужника регулируется перемещением стойки в вертикальной плоскости с учётом глубины хода основного корпуса.
Ширина захвата предплужника не должна быть больше ширины открытой борозды, дабы избежать зависания пласта. В горизонтальной плоскости предплужники расставляют таким образом, чтобы между предплужником и впереди идущим корпусом свободно проходил пласт, а пласт, отваливаемый последующим корпусом, не задевал за предплужники.

Углосним используют вместо предплужника на корпусах, предназначенных для обработки каменистых почв. Он представляет собой небольшой отвал, прикрепляемый кронштейном к стойке корпуса или к раме плуга. Углосним срезает и сбрасывает на дно борозды только часть пласта, когда тот находится в приподнятом положении.

Почвоуглубитель предназначен для рыхления подпахотного слоя без его выноса его на поверхность.

Лемешной плуг

Каждый лемешный плуг включает в себя рабочие и вспомога­тельные органы. К рабочим органам относятся корпус 2 (рис.1), почвоуглубитель 1, предплужник 3 и нож 4; к вспомогатель­ным — рама с навесным или прицепным устройством, опорные колеса, механизм для заглубления и выглубления корпусов.

Корпус плуга выбирают в зависимости от природно-климатических условий, физико-механических и технологических свойств почвы. По конструктивному устройству различают кор­пуса отвальные, вырезные, безотвальные, с почвоуглубителем, с выдвижным долотом, дисковые и комбинированные.

Рис.1 – Рабочие органы плуга:

1 – почвоуглубитель; 2 – корпус; 3 – предплужник; 4 – нож.

Лемех, отвал и полевая доска — рабочие части корпуса плуга. Лемех предназначен для подрезания пласта почвы снизу и направления его на отвал. Лемеха изготовляют из специальной стали. Лезвие подвергают термической обработке на ширину 20. 35 мм. По отношению к дну борозды лемех располагают под углом 22. 30°, а с плоскостью борозды лезвие образует угол 30. 50°. Выбор этого угла зависит от типа отвала (для цилиндрического 45°, культурного 40°, полувинтового и винто­вого 35°).

Такая установка лемеха создает благоприятные условия для разрезания корней растений и комочков почвы, скользя­щих по его режущей кромке в процессе работы плуга.

Лемеха бывают трапециевидные и долотообразные. Послед­ние получили большее распространение.

Тупой лемех (толщина лезвия 3 мм и более) приводит к уве­личению тягового сопротивления плуга в 1,5 раза. Поэтому лемеха оттягивают в горячем состоянии по всей длине режущей кромки и закаливают. Причем используют запас металла (магазин) на нерабочей стороне лемеха

Для сохранения остроты и повышения износостойкости лез­вия промышленность выпускает лемеха, тыльная сторона кото­рых вдоль режущей кромки на ширину 25 мм упрочнена твердым сплавом. У таких лемехов, называемых самозатачивающимися, твердый нижний слой изнашивается медленнее верхнего, вслед­ствие чего он выступает вперед, образуя лезвие достаточной остроты.

Отвал предназначен для оборачивания и дробления пласта. Отвалы различают по форме поверхности (рис.2). Культурные и цилиндрические отвалы применяют на старопахотных почвах, а винтовые и полувинтовые — на вновь осваиваемых (целинных) и задернелых.

а – культурный; б – цилиндрический; в – полувинтовой; г – винтовой.

Изготовляют отвал из трехслойной стали. Твердые наружные поверхности и мягкий внутренний слой придают ему прочность и эластичность.

Лемех и отвал образуют одну об­щую криволинейную поверхность. До­пустимый зазор между ними не дол­жен превышать 0,5 мм, а уступ 1 мм.

Полевая доска повышает устойчи­вость хода плуга, разгружает стойку от боковых усилий, предупреждает осыпание стенки борозды.

На задний корпус многокорпусного плуга устанавливают удлиненную по­левую доску, передающую на стенку борозды значительную часть бокового давления поднимаемых пластов. У ос­тальных корпусов полевые доски уко­роченные.

Полевые доски изготавливают из полосовой стали и подвергают терми­ческой обработке. Сильный износ, ко­торому подвержены боковая грань и нижняя опорная поверхность (по­дошва) полевой доски, приводит к на­рушению правильности хода плуга.

Предплужник — это небольшой корпус шириной захва­та 23 см с рабочей поверхностью культурного типа. Он подре­зает верхний слой почвы на глубину до 12 см, рыхлит, обора­чивает и укладывает его на дно борозды. Уложенный слой закрывается пластом, поднимаемым основным корпусом, в ре­зультате чего заделываются сорняки и пожнивные остатки. Предплужник состоит из стальной стойки 5 (рис.3), к которой болтами с потайными головками прикреплены отвал 2 и лемех 1. При помощи скобы 3 и державки 4 предплужник крепят с левой стороны к полосе рамы впереди основного корпуса.

1 – лемех; 2 – отвал; 3 – скоба; 4 – державка; 5 — стойка.

Нож используют для разрезания пласта в вертикальной плоскости и получения ровного обреза борозды. Нож способст­вует заделке растительных остатков и лучшему обороту пласта.

Ножи бывают дисковые и черенковые. Плуги общего назна­чения оснащают только дисковыми ножами, а специального — черенковыми.

Дисковый нож (рис.4, а) легко разрезает почву и мелкие корни, накатываясь сверху, а наезжая на толстые корни, перекатывается через них.

Нож монтируют перед предплужником заднего корпуса, как это показано на рисунке 6. На плугах, применяемых для обра­ботки целинных и залежных земель, ножи ставят перед каждым корпусом. Их крепят так, чтобы нижняя режущая кромка диска располагалась на 10. 20 мм ниже носка лемеха предплужника.

Дисковый нож включает в себя стальной диск 12 (рис.4, а), прикрепленный к фланцу оси 10. Ось смонтирована на двух шариковых подшипниках 9 одноразовой смазки, которые защи­щены от проникновения пыли напыльником 11 и колпаком 7 ступицы. Нож совместно с корпусом прикреплен к стойке 1 шарнирно. Такая конструкция позволяет ножу в процессе вспаш­ки самоустанавливаться в плоскости, совпадающей с направле­нием движения плуга. Чтобы исключить поломки ножа, т. е. не допустить его чрезмерный поворот относительно стойки, предус­мотрена корончатая шайба 5. Диск ножа заточен с двух сторон. Угол заточки в пределах 15. 20 0 . Черенковый нож применяют на лесных, плантажных и кустарниково-болотных плугах. Его монтируют наклонно к горизонталь­ной плоскости так, чтобы носок выступал вперед, и почва разре­залась снизу вверх. На связных почвах угол между лезвием и дном борозды должен быть менее 50°, на малосвязных рыхлых почвах — более 70°. Мощный черенковый нож, устанавливаемый на лесных и кустарниково-болотных плугах, не только разрезает пласт и встречающиеся на пути корни, но и действует как корчеватель.

а – дисковый; б – черенковый; 1 – стойка; 2 и 17 – скобы; 3 – рама; 4 – гайка; 5 – корончатая шайба; 6 – диск; 7 — колпак ступицы; 8 – прокладка; 9 – шариковый подшипник; 10 – ось; 11 – напыльник; 12 – диск; 13 – консоль; 14 и 16 – накладки; 15 – черенок.

Рис.5 – Схема для установки дискового ножа и предплужника:

1 и 2 – корпуса плуга и предплужника; 3 – дисковый нож.

Рабочая часть черенкового ножа (рис.4, б) представляет собой клин, щеки которого образуют двугранный угол 10. 15°. Лезвие ножа термически обрабатывают на ширину 10. 25 мм наверху и 40. 50 мм внизу, затачивают справа (по ходу плуга). Нож крепят к грядилю при помощи черенка 15, скобы 17, на­кладки 16 и гаек.

Лезвие черенкового ножа должно располагаться на 0,5 см левее плоскости полевого обреза отвала, чтобы предупредить задирание им стенки борозды. Нож крепят так, чтобы его носок находился на 3. 4 см впереди носка лемеха и на 3. 4 см выше лезвия. Такая установка позволяет ножу отрезать пласт, прежде чем он начинает подниматься на лемех.

Навесной пятикорпусный плуг ПЛН-5-35 (рис.6) исполь­зуют при вспашке почв с удельным сопротивлением до 9 Н/см 2 без каменистых включений на глубину до 30 см. Для обработки более тяжелых почв, сопротивление которых превышает 9 Н/ см 2 , плуг переоборудуют в четырехкорпусный (снимают пятый корпус с предплужником). Плуг агрегатируют с тракторами ДТ-75В, Т-150, Т-150К и Т-4А. При комплектовании специальными корпу­сами для работы со скоростью 9. 12 км/ч плуг навешивают на тракторы Т-150 и Т-150К.

Плуг оснащают корпусами различных типов. При работе с безотвальными или полувинтовыми корпусами с углоснимами предплужники не устанавливают. Рама 1 — основное несущее звено конструкции плуга. Брус 11 является балкой жесткости. Опорное колесо 4 предназначено для регулировки глу­бины вспашки при помощи винта. Колесо смонтировано на кони­ческих роликовых подшипниках. Дисковый нож установлен на шариковых подшипниках с одноразовой смазкой впереди последнего корпуса с наружной стороны продольного бруса. Замок 3 автосцепки прикреплен к раме плуга и на­веске трактора. При агрегатировании плуга с трактором Т-4А или Т-150 замок вставляют в первое и второе, а также четвертое и пятое отверстия рамы, а при агрегатировании с трактором Т-150К — в первое, третье, пятое и шестое отверстия.

Подготовка к работе состоит в следующем. Пред­плужники устанавливают так, чтобы расстояние между носками лемехов предплужника и корпуса (по ходу плуга) было не менее 250 мм, а полевой обрез предплужника перекрывал полевой обрез корпуса. Положение предплужника по высоте фиксируют цилиндриче­ским выступом державки, входящим в одно из пяти глухих отверстий на стойке. Для вспашки на глубину 20 см стойку прикрепляют к первому (верхнему) отверстию, на глубину 22 см — ко второму, на глубину 25 см — к третьему, на глубину 27 см — к четвертому и на глубину 30 см — к пятому отверстиям. Такая расстановка обеспечивает подрезание предплужником задернелого слоя почвы на глубину 10 см. Дисковый нож монтируют в зависимости от положения пред­плужников. Для этого слегка поворачивают стойку ножа в дер­жавке и ставят его так, чтобы зуб корончатой шайбы, поддер­живающий стакан, находился посредине выреза стакана. В этом случае полость ножа будет параллельна раме плуга и отстоять от полевого обреза предплужника на 10. 15 мм. Центр ножа располагают несколько впереди носка лемеха предплужника, а нижнюю точку лезвия ножа — на 15 мм ниже носка лемеха.

Рис.6 — Плуг ПЛН-5-35:

1 — рама; 2 — кронштейн; 3 – замок автосцепки; 4 — опорное колесо; 5 — предплужник; 6 — лемех; 7 — отвал; 8 — стяжная планка к при­ цепке для борон; 9 — прицепка для борон; 10 — стойка корпуса; 11 — балка жесткости (брус); 12 — раскос.

Унифицированный гидрофицированный культиватор КПС-4предназначен для сплошной предпосевной и паровой обработки почвы, не засоренной камнями, на рабочей скорости до 12 км/ч. Культиватор КПС-4 оснащен приспособлением для навески звеньев средних зубовых борон типа БЗСС-1,0 или пружинных борон.

Машину выпускают как в навесном, так и в прицепном вариантах. Один культиватор КПС-4 в прицепном или навесном варианте шириной захвата 4 м агрегатируют с тракторами МТЗ-80 и ЮМЗ-6КЛ. Два культиватора шириной захвата 4 м каждый в прицепном варианте агрегатируют при помощи гидрофицированной сцепки СП-11А с трактором Т-150.

Сборочные единицы культиватора: рама 13 (рис.7), сница, колеса 14, механизм регулировки глубины хода рабочих органов, грядили, сменные рабочие органы, приспособления для навески борон.

Рама выполнена из пустотелых брусьев. На ней смонтиро­ваны все сборочные единицы культиватора. В прицепном куль­тиваторе к раме приварен кронштейн, а в навесном — за­мок.

Прицепной культиватор присоединяют к трактору или сцепке при помощи сницы, шарнирно прикрепленной к переднему брусу рамы и связанной с кронштейном рамы гидроцилинд­ром.

При дальней транспортировке сницу с кронштейном фикси­руют планками. Во время работы эти планки укладывают на центральный брус сницы и соединяют между собой осью с бур­тиком.

Колесо состоит из кронштейна, шины с камерой, распор­ной втулки, ступицы, кольца, диска, обода и подшипников.

Давление 0,19. 0,24 МПа воздуха в шинах устанавливают в за­висимости от состояния почвы.

Рис.7 — Культиватор КПС-4:

а — общий вид; б — рабочие органы; 1 — звено зубовой бороны; 2 — растяжка; 3 — кронштейн навески (штанга); 4 — гидроцилиндр; 5 — штанга гидросистемы; 6, 10 и 11 — брусья сницы; 7 — центральная тяга; 8 — шлангодержатель; 9 — вилка прицепа; 12 — подножка; 13 — рама; 14 — опорное колесо; 15 — рабочий орган; 16 — универсальная стрельчатая лапа; 17 — рыхлительная лапа с жесткой стойкой; 18 — рыхлительная лапа с пружинной стойкой

Механизм регулировки глубины хода рабо­чих органов представляет собой винтовую пару, которая в прицепном культиваторе связывает боковой брус сницы и кронштейн колеса, а в навесном — литой кронштейн и кронштейн колеса. Вращая винт, меняют положение кронштейна оси колеса и перемещают колесо относительно рамы.

Грядили связывают между собой рабочий орган и раму.

Дисковые бороны работают принципиально так же, как и лущильники. Они отличаются лишь компоновкой батарей и отдельными деталями узлов. По массе, приходящейся на один диск, бороны делятся на легкие (15 кг), средние (20-25 кг) и тяжелые (30 кг). У тя­желых борон, используемых при разделке задерненных почв и для улучшения лугов и пастбищ, диски выполне­ны вырезными и большего диаметра (600 мм). Диско­вые бороны, как правило, обрабатывают почву мельче, чем лущильники.

Батареи борон собраны из 5-12 дисков. На раме батареи установлены в два ряда. Первый ряд делает развальную борозду, второй работает всвал, чем дости­гается интенсивное рыхление и выравнивание поверхно­сти поля.

Глубина хода дисков так же, как в лущильниках, ре­гулируется изменением угла атаки и массы грузов в бал­ластных ящиках.

В систему машин общего назначения для предпосев­ной обработки почвы включено семейство прицепных и навесных дисковых борон типа БД и БДН различного захвата, но выполненных по единой схеме.

В качестве примера на рисунке 8 показана двух­секционная четырехбатарейная дисковая борона БД-4,1.

Она состоит из двух передних и двух задних, батарей 1, установленных на раме 2. В передних батареях по 11 сферических дисков, а в задних по 12. Диски передних батарей обращены выпуклостью внутрь, а диски зад­них — выпуклостью наружу.

Рис.8 — Прицепная дисковая борона:

1 – батарея дисков; 2 — рама; 3 — механизм установки высоты прицепа; 4 — гидроцилиндр; 5 и 9 — штыри; 6 -брус батарей; 7 — валик чистиков; 8 — балластный ящик; 10 — ось опорных колес; 11 — чистик; 12 — колесо

При работе передний ряд дисков разваливает, а задний сваливает почву. Чтобы не было огрехов, диски заднего ряда перемещаются в про­межутках между дисками переднего. Диаметр дисков 510 мм, расстояние между ними на батарее 180 мм. Для изменения угла атаки дисков внешние концы батарей перемещают и фиксируют брус в отверстиях рамы 2 шты­рями 5 и 9. Если у передних батарей штыри установле­ны в первых отверстиях рамы, то угол атаки будет 20% во вторых — 18°, в третьих — 15° и в четвертых, послед­них — 10°. У задних батарей, наоборот, при установке штырей в первые отверстия угол атаки будет 10°, а в по­следние — 21°.

Каждая батарея дисков смонтирована на двух шари­ковых подшипниках. Чистики 11 установлены на специ­альных валиках 7. На раме бороны укреплены два бал­ластных ящика 8. В ящики помещают груз, если не уда­ется заглубить диски на требуемую глубину изменением угла атаки.

Борона агрегатируется с трактором класса тяги 30 кН. В рабочем положении она перекатывается на дисках; глубину хода дисков регулируют механизмом 5 установки высоты прицепа. В транспортном положении борона опирается на два колеса 12 с пневматическими шинами, установленных на коленчатых полуосях 10. При переводе бороны из рабочего положения в тран­спортное гидроцилиндр 4 поворачивает коленчатые по­луоси колес, которые, подкатываясь под раму, выглубляют диски.

При длительных переездах оси колес фиксируют бол­том на раме. Ширина захвата бороны при угле атаки дисков 10° составляет 4,25 м, при угле атаки 21° — 4,1 м. Глубина обработки до 10 см.

Навесная дисковая борона БДН-3,0, например, состо­ит из четырех батарей, расположенных в два ряда. Ба­тареи переднего ряда подвешиваются к передней раме, батареи заднего ряда — к задней. На передней раме смонтирована подвеска для навешивания бороны на трактор. Подвеска состоит из двух кронштейнов с паль­цами и раскоса для соединения с верхней тягой навески трактора. Направляющими для поворота передних ба­тарей при изменении угла атаки служат изогнутые поло­сы, а для задних батарей — полосы, которыми трубы ра­мы соединены между собой. На кронштейнах передней рамы крепится балластная площадка, состоящая из уголка, полос и листа.

Равномерность заглубления передних и задних бата­рей достигается изменением длины верхней регулируемой тяги навески, а также перестановкой осей крепления нижних тяг навески. При транспортировке бороны диски устанавливают на нулевой угол атаки и снимают груз с балластных площадок. В случае малого транспортного просвета (менее 300 мм) уменьшают длину верхней тяги навески.

Плуг лемешный

Рис. 1. Навесной четырехкорпусный плуг ПЛН-4-35: 1 — рама; 2 — дисковый нож; 3 — раскос; 4 — винт опорного колеса; 5 — замок подвески; 6 — опорное колесо, 7 — предплужник; 8 — лемех; 9 — отвал; 10 — стойка корпуса, 11 — растяжка; 12 — прицепка для борон

Все рабочие и вспомогательные органы смонтированы на раме плуга, составленной из продольных брусьев, поперечных распорок и балки жесткости.

Корпуса размещают на раме последовательно со смещением на ширину захвата b в сторону непахотного поля (рис. 2) с некоторым перекрытием ∆ b = 25. 75мм, которое способствует полному подрезанию пласта при небольших отклонениях плуга от прямолинейного движения.

Расстояния l между корпусами (по ходу плуга) должны быть такими, чтобы была возможность установить предплужники и плуг не забивался почвой и растительными остатками. Обычно принимают l = (2,0. 2,2) b. У плугов с шириной захвата корпуса b= 35 см l = 75 см, а при b = 40 см l = 80 см.

Рис. 2. Схема навесного плуга общего назначения: 1 — рама; 2 — корпус; 3 — предплужник; 4 — дисковый нож; 5 — опорное колесо; 6 — подвеска

3.1. Рабочие органы плуга Корпус плуга

Качество вспашки зависит от конструкции корпуса плуга, геометрической формы и расположения его рабочей поверхности относительно дна и стенки борозды.

Корпус плуга (рис. 3) состоит из стойки, лемеха, отвала и полевой доски. Лемех и отвал образуют рабочую поверхность корпуса, которая ограничена со стороны поля полевым обрезом, со стороны пашни бороздным обрезом, а сверху верхним обрезом. Геометрическая форма лемешно-отвальной поверхности корпуса определяет вид и качество вспашки. Сбоку к нижней части стойки крепят полевую доску, которая служит опорой корпуса и предотвращает смещение его в сторону непаханого поля под действием сопротивления почвы.

Рис. 3. Лемешно-отвальный плужный корпус: I — лемех; II — полевая доска; III — стойка; IV — отвал; 1 — носок лемеха; 2 — лезвие; 3 — пятка; 4, 6, 8 — соответственно бороздной, верхний и полевой обрезы; 5 — крыло; 7 — грудь отвала

Подробнее устройство корпуса плуга показано на рисунке 4.

Рис. 4. Устройство корпуса плуга

Плуги могут комплектоваться корпусами с полувинтовой рабочей поверхностью отвала, безотвальными, вырезными почвоуглубительными корпусами, корпусами с почвоуглубителем, корпусами для культурной вспашки на скоростях до 7…9 км/ч, а также скоростными корпусами для пахоты на высоких скоростях 9…12 км/ч.

Культурный корпус (рис. 5, а) хорошо крошит и удовлетворительно оборачивает почвенный пласт, поэтому его применяют вместе с предплужником при обработке старопахотных почв.

Полувинтовой корпус (рис. 5, б) хорошо оборачивает и удовлетворительно крошит почвенный пласт, поэтому плуги с такими корпусами рекомендуется использовать на обработке сильнозадерненных и залежных почв. Для полного оборота пласта полувинтовые отвалы часто снабжают удлинительным пером.

Винтовые корпуса (рис. 5, в и г) отличаются большой оборачивающей способностью, поэтому рекомендованы для обработки целинных земель и перепашки многолетних трав.

Корпус плуга характеризуется шириной захвата b, глубиной обработки а, углами установки лемеха к дну α и стенке γ борозды, а также формой рабочей поверхности. Плуги общего назначения снабжены корпусами шириной захвата 25, 30, 35 и 40 см.

Рис 5. Виды лемешно-отвальных плужных корпусов: а — культурный; б — полувинтовой; в — винтовой; г — винтовой с углоснимом; е — с почвоуглубителем; ж — вырезной; 1, 15 — соответственно нижний и верхний лемеха; 2 — отвал; 3 — стойка; 4 — удлинительное перо; 5 — полевая доска; 6 — пятка полевой доски; 7, 9 — соответственно дисковый и вертикальный (типа «акулий плавник») ножи; 8 — углосним; 10 — долото; 12 — почвоуглубитель; 13 — распорка; 14 — щиток

Лемех (рис. 6) подрезает пласт почвы в горизонтальной плоскости и направляет его на отвал. В зависимости от расположения лемеха в почве он имеет: полевой обрез, обращенный в сторону поля; верхний обрез, служащий для стыковки с отвалом; бороздной обрез, обращенный в сторону борозды (отваленного пласта); нижний обрез, подрезающий пласт в горизонтальной плоскости. Лемех испытывает большое давление пласта и быстро изнашивается: теряет первоначальную форму и затупляется. Это может привести к нарушению технологического процесса вспашки. Кроме того, по мере затупления лемехов возрастают тяговое сопротивление плуга и расход топлива.

Восстанавливают лемех оттяжкой ударами молота, используя запас металла на его тыльной стороне (магазин 4). Затем лемех затачивают с верхней стороны до толщины лезвия 0,5. 1 мм. Запаса магазина хватает на три-четыре оттяжки.

По форме лемеха бывают трапецеидальные, долотообразные, вырезные и треугольные.

Трапецеидальные лемеха (рис. 6, а) проще в изготовлении, образуют ровное дно борозды, но хуже заглубляются и интенсивнее изнашиваются. Поэтому их используют при обработке легких старопахотных почв. Их устанавливают на предплужниках и на некоторых плугах.

Долотообразные лемеха (рис. 6, б) имеют удлиненный носок 1 (долото), отогнутый вниз на 10 мм от линии лезвия («забор» глубины) и в сторону поля на 5 мм («забор» ширины), благодаря чему они лучше заглубляяются и устойчивее в работе, обеспечивают устойчивую глубину вспашки. Предназначены такие лемеха для тяжелых почв.

Зубчатые лемеха (рис. 6, в) и лемеха с выдвижным долотом (рис. 6, г) используют при обработке очень тяжелых почв.

Для вспашки каменистых почв, раскорчеванных участков при большой глубине вспашки применяют усиление лемеха со щекой, приваренной снизу к носку, а также лемеха с долотом.

Рис. 6. Виды лемехов: а – трапецеидальный; б – долотообразный; в – зубчатый; г – с выдвижным долотом; 1 – пятка; 2 – носок; 3 – лезвие; 4 – магазин; 5 – зуб; 6 – долото

Для вспашки почв, не засоренных камнями, используют корпуса плугов с самозатачивающимися лемехами, изготовленными из двухслойной стали или наплавленными по кромке лезвия износостойким сплавом. Во время работы верхний мягкий слой, изнашиваясь быстрее, обнажает нижний (из сплава сормайта толщиной 1,7 мм или высоколегированной стали), более износостойкий, благодаря чему длительно сохраняется острота лезвия, а срок службы лемеха возрастает в 10…12 раз.

Отвал отрезает пласт от стенки борозды, деформирует его, сдвигает в сторону и оборачивает верхним слоем вниз. Под давлением скользящего по его поверхности почвенного пласта отвал изнашивается, а крыло отвала испытывает большой изгибающий момент. Отвал подвергается также ударам встречающихся в почве камней, корней, древесных остатков.

Для придания отвалу достаточной прочности его изготовляют двух- и трехслойным: твердые наружные поверхности обеспечивают достаточную износостойкость отвала, а мягкий внутренний слой придает ему прочность — устойчивость от изгибающего момента и ударов почвы.

Особенно большие давления испытывает грудь отвала, поэтому она изнашивается интенсивнее, чем крыло. Плуги, работающие в особо тяжелых условиях, снабжают корпусами со сменной грудью отвала.

Рабочую поверхность отвала полируют, чтобы снизить силу трения почвы и облегчить скольжение пласта. На ней не должно быть вмятин, заусенцев, трещин, коррозийных участков, поскольку при залипании таких мест почвой нарушается процесс вспашки, увеличивается тяговое сопротивление плуга.

Лемех и отвал крепят к стойке болтами с потайными головками, которые не должны выступать над поверхностью. Утопание головок допускается до 1 мм. Отвал должен плотно прилегать к лемеху по линии стыка и не выступать над поверхностью лемеха. Допускаются местный зазор между ними не более 1 мм и выступание лемеха над отвалом не более 2 мм.

Полевая доска обеспечивает устойчивый ход корпуса, предохраняет стойку от истирания и разгружает ее от изгибающего момента, возникающего под действием бокового давления пласта почвы.

Полевой доской корпус опирается на стенку борозды. Поэтому полевая доска испытывает большие усилия и сильно истирается, особенно у заднего корпуса. Ее крепят к стойке с тыльной стороны под углом 2. 3 0 к стенке борозды. Иногда у заднего корпуса устанавливают удлиненную полевую доску или к концу доски крепят сменную пятку (рис. 5).

Корпуса кустарниково-болотных и плантажных плугов, испытывающие особенно большие усилия, оснащают широкой полевой доской или устанавливают уширитель выше полевой доски.

Стойка – несущий элемент всех рабочих органов корпуса плуга, представляет собой литые, штампованные или сварно-штампованные детали. Стойки бывают высокие и низкие. На плугах общего назначения применяют преимущественно высокие стойки. Лемех и отвал при помощи болтов соединяют с седлом, расположенным в нижней части стойки. В верхней части стойка имеет головку для крепления корпуса к раме плуга болтами.

Конный плуг: особенности и алгоритмы изготовления

Самым сложным процессом при обработке земли является вспашка почвы при помощи плуга. Стоимость готового плуга достаточно высока, поэтому многие землевладельцы предпочитают изготавливать орудие самостоятельно, для чего приобретают готовые детали из которых собирается плуг или производят детали самостоятельно. Проще всего собрать орудие для вспашки земли из уже готовых деталей — это занимает меньше времени и менее трудозатратно, поскольку не приходится гнуть металл самостоятельно, изготавливая нелинейные детали с изгибами под определенным углом. В данной статье подробно рассмотрим конный плуг.

Какие плуги бывают?

Существует множество видов сельскохозяйственных орудий, которые отличаются друг от друга предназначением. Так, по виду тяги они подразделяются на:

• тракторные — предназначаются для разнообразных видов техники, в том числе и для небольших мотоблоков;
• конные — такая категория встречается редко, поскольку основные площади почвы обрабатывают при помощи техники, а данный вид плугов предназначается для возделывания труднодоступных наделов, куда технику загнать не получится;
• канатные — наиболее редкая категория, применяются они исключительно для вспашки без применения силы животных или техники.

Конный плуг в работе

По виду конструкции данное сельскохозяйственное орудие также подразделяется на несколько типов. Так, распространены лемешные плуги, применяемые с давних времен, они не теряют своей популярности до сих пор. Ротационные, комбинированные и дисковые плуги подходят для вспашки глинистых и прочих тяжелых земель, в частности, первый вид применяют для обработки целины. Менее популярны чизельные плуги, которые не производят оборот земельного пласта, но они мало востребованы в хозяйстве.

Конный плуг общего назначения

Кроме того, плуги подразделяются на устройства специального и общего назначения, последние применяют для обработки уже освоенных земельных участков. Специальные применяют для вспашки каменистой почвы — в них присутствует механизм, защищающий устройство от повреждения камнями, для повышения плодородности земли — такие устройства именуют ярусными, для получения выровненной вспаханной поверхности — оборотные, имеющие зеркальные механизмы для возделывания грунта.

Строение плуга

Для собственноручного создания пахотного орудия важно определиться с его предназначением и изучить строение. Конные плуги состоят из ряда деталей, подразделяющихся на вспомогательные (обеспечивающий правильность процесса) и рабочие. Хорошо изготовленный инструмент обеспечивает правильную вспашку:

• вскопанные земельные пласты после процедуры прилегают друг к другу;
• борозды выходят прямолинейными и ровными;
• пласты на протяжении вспашки получаются одинаковые;
• после вспашки поверхность поля становится обработана равномерно.

Принцип работы сельскохозяйственного орудия не отличается сложностью — предплужник срезает землю сверху, выворачивает и перемещает ее в борозду, получившуюся в результате работы корпусной части. Одновременно корпус срезает грунт с бока углубления, рыхлит его и перекручивает под установленным углом (данный фактор зависит исключительно от конкретного типа конструкции), а затем взрыхленная почва помещается сверху расположенного на дне, смещенного предплужником, слоя дерна. Как правило, инструменты общего назначения способны переработать грунт до глубины в 30 см.

Вспаханное при помощи плуга поле

Сам плуг состоит из основных, рабочих деталей:

• корпуса — он представляет собой стоку к которой крепятся полевая доска и лемех с отвалом;
• предплужника — часть, которая срезает располагающийся сверху почвенный слой (дерн);
• ножа;

и дополнительных, вспомогательных:

• регулируемого до требующейся высоты опорного колеса;
• рамы, состоящей из распорки, балок жесткости, данная деталь — основа, к ней крепятся остальные части устройства;
• навески, необходимой для крепления инструмента к движущему средству.

Важно! Определенный тип плуга следует выбирать исходя из вида почвы, которая будет обрабатываться, и вида высаживаемой культуры — например, для посадки корнеплодов рекомендуется применять устройство комбинированного типа.

Устройства могут быть однокорпусные, многокорпусные или двухкорпусные. Состоит каждый деталь из:

• полевой доски;
• рабочей поверхности;
• стойки.

Принцип действия рабочей поверхности заключается в подрезке верхнего слоя почвы и его подъема лемехом к отвалу, который переворачивает и деформирует землю. Полевая доска, расположенная снизу корпуса, не допускает сдвиг инструмента к уже пройденному участку.

Плужные корпуса подразделяются на:

• культурные — подходят для обработки возделываемых продолжительное время земель;
• отвальные — способствуют увеличению плодоноскости почвы за счет перемещения проросших сорняков на дно борозды, где они превращаются в перегной, и обогащения ее кислородом;
• винтовые — применяются при обработке целины;
• полувинтовые — подходят для обработки целины и задерненного грунта.

Важно! Рыхление осуществляется на глубину от 20 до 30 см.

Данная деталь предназначена для срезки задерненной земли и ее перемещения для дальнейшей деформации. Лемех за короткое время теряет остроту и первоначальную форму, что приводит к нарушению процесса, поэтому для его создания необходимо использовать исключительно высококачественную сталь.

Лемех для плуга

При самостоятельном изготовлении лемеха внимание обращают на сложность процесса и вид возделываемой почвы. Так:

1. Трапециевидный лемех подходит для обработки ранее возделываемой земли. Преимущество конструкции в простоте изготовления, а недостаток — в быстрой изнашиваемости.
2. Долотообразный лемех имеет «носик», выступающий вниз на сантиметр и на половину сантиметра в сторону почвы, что позволяет инструменту быстрее заглубляться. Этот тип деталей применяют на суглинистых и аналогичных почвах.
3. С выдвижным долотом или зубчатый лемех подходит для обработки каменистых наделов и вспашки глинистых, суглинистых почв.

Важно! Долотообразные лемехи устойчивы к износу и пригодны для вспашки любого типа почвы. При затуплении кромку лезвия лемеха оттачивают.

Данная деталь необходима для качественной вспашки, она срезает, переворачивает и деформирует пласты земли. Как правило, плужный отвал изготавливают из трехслойной или углеродистой стали. Отвал — изогнутая деталь, состоящая из:

1. Грудь. Срезает пласт почвы со стенки борозды, раздрабливает и начинает совершать переворот.
2. Носик или крыло. Данная деталь завершает начатый грудью переворот пласта.

Важно! Поскольку подавляющая часть работы совершается грудью, ее износ — частая проблема. Для более простой замены детали отвал делают не монолитным, а состоящим из двух частей.

Рабочие поверхности отвала

Выбирая материал для изготовления деталей плуга, следует учесть, что отвал и лемех должны быть практически одинаковы по толщине, допустимое отступление размера составляет 1 мм, а зазор между отвалом и стыком не должен превышать половины миллиметра.

Нож и предплужник

Данная деталь располагается между основным корпусом и предплужником, причем устанавливается под острым 45-градусным углом. Предплужник — деталь, которая устанавливается перед ножом и главной частью инструмента, он предназначена для предварительного снятия части дерна и ее сброса на дно борозды. Наиболее часто в хозяйстве применяются инструменты с предплужниками — они максимально качественно вспахивают почву, способствуют росту урожая и уничтожают сорняки.

Важно! Помимо вышеперечисленных деталей плуг дополняют одним или несколькими опорными колесами.

Пошаговая инструкция

Для собственноручного изготовления плуга рекомендуется придерживаться определенного алгоритма и выбирать определенные материалы. Лемех желательно изготавливать из стали 9ХС или 45, но допустимо и использование углеродистой стали — в этом случае режущую часть детали перед работами отбивают на наковальне и затачивают. Лемех следует делать съемным — это упрощает процесс эксплуатации инструмента.

Чертеж деталей плуга

Отвал можно изготовить двумя способами:

1. Из прочной трубки диаметром в 600 мм со стенками в 5 мм. Для этого изготавливают картонный шаблон детали, накладывают его на сталь, обводят мелом и выкраивают деталь. После вырезки обрабатывается наждачкой и молотком до нужной формы.
2. При наличии специализированного листогибочного оборудования процесс изготовления отвала занимает минимум времени — заготовка из стали толщиной 4 в мм подается вальцам под углом в 23 градуса, изгибается и доводится до нужной формы молотком.

Прежде чем приступить к сборке стального плуга, рекомендуется составить макет инструмента из картона и только после этого приступать к самому процессу: