УСТРОЙСТВО ПЛУГОВ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ

Наиболее распространены плуги общего назначения. Конструктивные элементы плуга подразделяют на рабочие и вспомогательные органы. Основные рабочие органы — корпус 1 (рис. 2), предплужник 3, нож 4, почвоуглубитель 8; вспомогательные — рама 6, опорное колесо 7 с механизмом его регулирования 2, навесное устройство 5. Все рабочие и вспомогательные органы смонтированы на раме плуга, составленной из продольных брусьев, поперечных распорок и балки жесткости.

Основой конструкции плуга служит рама. На ней устанавливают рабочие органы – корпуса, предплужники, ножи, механизмы подъема и регулирования глубины вспашки.

Корпуса размещают на раме последовательно со смещением на ширину захвата b в сторону непахотного поля (рис. 3) с некоторым перекрытием ∆ b = 25...75мм, которое способствует полному подрезанию пласта при небольших отклонениях плуга от прямолинейного движения.

Рис. 2. Общее устройство однокорпусного навесного плуга: 1 – корпус плуга; 2 – винтовой механизм опорного колеса; 3 – предплужник; 4 – дисковый нож; 5 – навесное устройство; 6 – рама плуга; 7 – опорное колесо; 8 – почвоуглубитель

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

К рабочим органам плуга общего назначения относится корпус, состоящий из лемеха, отвала, полевой доски, стойки, а также дисковый нож, предплужник и почвоуглубитель.

Корпус плуга

Качество вспашки зависит от конструкции корпуса плуга, геометрической формы и расположения его рабочей поверхности относительно дна и стенки борозды. По конструкции различают корпуса отвальные, безотвальные, вырезные, с почвоуглубителем, с выдвижным долотом, дисковые и комбинированные.

Корпус плуга (рис. 4) 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. Лемех подрезает пласт снизу, приподнимает его и направляет на отвал. Отвал сдвигает поднятый пласт, крошит его, переворачивает и сбрасывает в борозду. 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. 4. 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

Подробное устройство корпуса плуга показано на рисунке 5.

Рис. 5. Устройство корпуса плуга

Корпуса плугов по конструкции делят на отвальные, безотвальные, вырезные, дисковые и комбинированные. В зависимости от типа лемешно-отвальной поверхности различают культурные, полувинтовые и винтовые корпуса.

Культурный корпус (рис. 6, а) хорошо крошит и удовлетворительно оборачивает почвенный пласт, поэтому его применяют вместе с предплужником при обработке старопахотных почв.

Полувинтовой корпус (рис. 6, 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. 6, в и г) отличаются большой оборачивающей способностью, поэтому рекомендованы для обработки целинных земель и перепашки многолетних трав.

Конструкции специальных корпусов связаны со спецификой выполняемой вспашки. Так, для вспашки тяжелых почв с интенсивным крошением пласта (например, под корнеклубнеплоды) применяют плуги с комбинированными корпусами (рис. 6, з). Корпус такого типа кроме укороченных лемеха и отвала снабжен ротором в виде усеченного конуса, обращенного большим основанием вверх, с прикрепленными к образующим лопатками. В процессе работы ротор, приводимый от ВОМ трактора, ударами лопаток интенсивно крошит пласт, поступающий с отвала. В результате степень крошения почв возрастает на 10...20 %, тяговое сопротивление плуга уменьшается на 25...30 %, однако общий расход энергии на вспашку увеличивается на 13...26 %.

Рис 6. Виды лемешно-отвальных плужных корпусов: а — культурный; б — полувинтовой; в — винтовой; г — винтовой с углоснимом; д — для ромбической вспашки; е — с почвоуглубителем; ж — вырезной; з — комбинированный; 1, 11, 15 — соответственно нижний, боковой 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; 16 — вал; 17 — корпус ротора; 18 — лопатки; 19 — ротор

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, специальные — шириной захвата 45, 50, 60, 75 и 100 см.

Рабочий процесс корпуса плуга. Перемещаясь в почве, корпус отрезает пласт, поднимает его, деформирует, крошит, оборачивает до соприкосновения с ранее отваленным пластом и устанавливает в наклонное положение.

При вспашке с предплужником можно пахать глубже, чем без предплужника.

При глубокой вспашке плантажными плугами срезают верхнюю часть пласта специальным корпусом-предплужником и сбрасывают на дно борозды, а оставшуюся часть поднимают и оборачивают основным корпусом.

Чтобы исключить засыпание борозд и обеспечить хороший оборот почвы, при обработке участков, расположенных на склонах свыше 5°, пашут, отваливая пласты под уклон.

Лемех (рис. 7) 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. 7, 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. 7, 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. 7, в) и лемеха с выдвижным долотом (рис. 7, 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. 7. 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.

Отвалотрезает 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 доскаобеспечивает 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...3⁰ 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.

Предплужниксрезает 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.

К стойке 7 предплужника (рис. 8, а)прикреплены лемех 10 и отвал 6. Предплужник крепят к грядилю плуга хомутом 9 при помощи державки 8.

Предплужник перемещают в державке вверх или вниз, изменяя его заглубление, а державку смещают по грядилю вперед или назад, устанавливая предплужник на расстоянии L впереди корпуса.

Расстояние L измеряют угольником 16 по горизонтали от носка лемеха предплужника до носка корпуса, а выбирают его в зависимости от ширины захвата корпуса, состояния и типа почвы. Для корпуса шириной захвата 35 см L=30...35 см, шириной захвата 30 см — 25...30 см. При вспашке задернелой и уплотненной почвы предплужник закрепляют дальше от корпуса; малосвязной — ближе к корпусу. При недостаточном выносе предплужника пласт забивается между корпусом и предплужником, а при излишнем — пласт, отрезанный предплужником, упирается в стойку впереди идущего корпуса. Чрезмерное заглубление предплужника увеличивает тяговое сопротивление плуга, а задернелый пласт хуже заделывается.

Рис. 8. Установка предплужника и дискового ножа (а), углоснима (б),

черенкового (в, г) и плоского (д) ножей:

1 - пятка; 2 - полевая доска; 3 - отвал; 4, 7, 18 - стойки; 5, 10 - лемеха; 6 - отвал предплужника; 8 - державка; 9, 12 - хомуты; 11 - диск ножа; 13 — коленчатая стойка; 14 - корончатая шайба; 15 — вилка; 16 — угольник; 17 — перо; 19 — грядиль; 20 - углосним; 21, 25 — долото; 22 — черенок; 23 — лезвие ножа; 24 — черенковый нож с криволинейным лезвием; 26 — плоский нож; 27 — лыжи

Углосним20 (рис. 8, б)устанавливают на корпусах плугов для вспашки почв, засоренных камнями. Он выполняет функцию предплужника, но срезает только угол пласта во время движения его по отвалу. Углосним — это маленький отвал, прикрепленный к грядилю 19 корпуса так, что его нижняя угловая кромка плотно прилегает к поверхности отвала.

На плугах устанавливают также дисковый углосним, сферический диск которого срезает углы сразу у двух пластов, поднимаемых впереди и сзади расположенными корпусами. Пласт почвы с двумя срезанными углами лучше укладывается в борозду после его оборота.

Ножплуга разрезает почву в вертикальной плоскости по линии отделения пласта от массива и способствует лучшему обороту пласта, заделке растительных остатков, обеспечивает устойчивый ход плуга и равномерность глубины вспашки. Различают ножи дисковые, черенковые и плоские с опорной лыжей.

Дисковый нож (см. рис. 8, а)представляет собой диск 11, свободно вращающийся на оси, закрепленной в проушинах вилки 15. Режущая кромка заточена с двух сторон. Вилка 15 свободно надета на нижний конец коленчатой стойки 13 и может поворачиваться в горизонтальной плоскости в пределах, ограниченных корончатой шайбой 14. Во время работы нож самоустанавливается в плоскости, совпадающей с направлением движения плуга. Стойку 13 ножа крепят на раме плуга при помощи хомута 12 и накладки.

Нож можно перемещать вверх и вниз, а также вперед и назад вдоль рамы. Поворачивая ключом стойку 13, можно изменять положение плоскости вращения диска относительно полевого обреза корпуса плуга.

Дисковые ножи применяют на плугах общего назначения и кустарниково-болотных для вспашки почв, не засоренных корнями деревьев и камнями. Для получения ровной стенки и чистого дна открытой борозды дисковый нож устанавливают обычно перед последним корпусом. Центр диска располагают над носком предплужника или впереди него на расстоянии до 130 мм, нижнюю кромку ступицы — выше поверхности поля на 1...2 см, плоскость вращения диска смещают в сторону поля от полевого обреза корпуса на 1...З см. При вспашке задернелых почв дисковые ножи ставят перед каждым корпусом. Ножи облегчают отделение задернелых пластов, обеспечивают постоянство ширины отрезаемых пластов и способствуют правильному их обороту. Это снижает тяговое сопротивление плуга, улучшает качество вспашки и снижает износ лемехов и отвалов.

Черенковый нож (рис. 8, в, г)снабжен прямым черенком 22, переходящим в лезвие 23. Нож, представляющий собой двугранный клин, крепят к раме при помощи накладки и хомута. Стойку ножа 24 с криволинейным лезвием располагают вертикально. К концу лезвия приварено долото 25 с отверстием, которым его насаживают на цилиндрический носок лемеха. Опираясь на лемех, нож меньше изгибается при работе на тяжелых почвах.

Стойку ножа с прямым черенком устанавливают с наклоном лезвия к дну борозды под углом 70...75°. Нож 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 прямым лезвием можно перемещать по высоте. На задернелых почвах носок ножа располагают на одном уровне с лезвием лемеха.

Черенковые ножи применяют при вспашке задернелых почв с невыкорчеваннымй корнями, засоренных камнями. Их устанавливают на кустарниково-болотных, лесных и других специальных плугах.

Плоский нож 26 (рис. 8, д)с опорной лыжей 27 устанавливают на кустарниково-болотных плугах для вспашки почв, заросших кустарником высотой до 2 м. Справа и слева от ножа установлены лыжи, положение которых по высоте относительно нижней кромки ножа можно изменять. Лыжи прижимают ветви кустарника, нож их разрезает. По мере износа нож, имеющий два лезвия, разворачивают на угол 180°.

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

Рама служит для крепления рабочих органов, а также механизмов установки и регулировки плугов.

Навесное устройство плуга служит для соединения навесного плуга с трактором.

Опорное колесо устанавливается на навесных и полунавесных плугах и служит для регулировки глубины вспашки. Во время работы плуга опорное колесо движется по непаханому краю поля.