Классификация почвообрабатывающих машин
В зависимости от способа обработки почвы различают почвообрабатывающие машины и орудия для основной, поверхностной и специальной обработок. К машинам для основной обработки почвы относятся плуги общего назначения и безотвальные, культиваторы-плоскорезы, для поверхностной обработки почвы — бороны, лущильники, культиваторы и катки, к специальным машинам—плуги кустарниковоболотные, плантажные, лесные, дисковые, садовые, для каменистых почв и фрезы.
Плуги по способу агрегатирования с трактором делят на навесные, полунавесные и прицепные. Навесные плуги по сравнению с прицепными легче, следовательно, менее энергоемкие и более производительные, не требуют больших поворотных полос. Однако по качеству вспашки они уступают прицепным и полунавесным плугам.
Прицепные плуги обеспечивают наилучшее качество вспашки, но более энергоемкие и менее производительные. Полунавесным плугам присущи частично недостатки и преимущества навесного и прицепного плугов.
По числу корпусов плуги бывают одно, двух и многокорпусные.
В зависимости от конструкции корпуса различают лемешные, безотвальные, дисковые, почвоуглубительные, роторные и чизельные плуги.
В зависимости от технологического процесса выпускают плуги для свально-развальной и гладкой вспашки. Последние обеспечивают вспашку без свальных и развальных борозд. Благодаря этому последующие агрегаты могут работать на более высоких скоростях.
Бороны делят на зубовые, дисковые, сетчатые, шлейфбороны, игольчатые и др. Зубовые бороны бывают трех типов: тяжелые, средние и легкие в зависимости от давления, приходящегося на один зуб. У тяжелых оно составляет 20. 30 Н, у средних — 10. 20, у легких —5. 10 Н. Дисковые бороны делят на тяжелые (болотные) и легкие (полевые и садовые).
Лущильники бывают дисковые и лемешные, а катки — кольчато-шпоровые, кольчато-зубчатые, гладкие водоналивные и борончатые.
Культиваторы по назначению делят на два типа: для сплошной (паровые) и междурядной обработок почвы (пропашные).
Общее устройство плугов. Плуг состоит из рабочих, вспомогательных органов и механизмов. Рабочими органами сельскохозяйственных машин называют те органы, которые взаимодействуют с обрабатываемым материалом и видоизменяют его, т. е. выполняют технологический процесс. К рабочим органам плуга относятся корпус, предплужник, нож и почвоуглубитель.
Корпус предназначен для отделения пласта почвы, оборота его и крошения. У безотвальных плугов корпус обеспечивает рыхление почвы без оборота пласта. Корпуса бывают лемешноотвальные, вырезные, безотвальные, комбинированные, дисковые, чизельные. Лемешноотвальные делят на полувинтовые (для вспашки целинных почв с оборотом пласта) и культурные (для неполного оборота пласта). Вырезные (почвоуглубительные) корпуса используют для вспашки почв с небольшим плодородным слоем, дисковые—для вспашки тяжелых переувлажненных или пересушенных почв, комбинированные —для вспашки тяжелых и обычных почв с одновременным интенсивным рыхлением пласта.
Корпус состоит из лемеха , отвала, стойки и полевой доски. Лемех предназначен для отделения пласта от дна борозды. Лемехи бывают трапецеидальные, долотообразные, самозатачивающиеся, с выдвижным долотом. Отвал служит для оборота и крошения пласта. Форма рабочей поверхности отвала определяет тип корпуса плуга (винтовой, полувинтовой, культурный, скоростной).. Полевая доска удерживает корпус и плуг от бокового, смещения, упираясь в стенку борозды. К стойке крепят рабочие органы и полевую доску.
Предплужник предназначен для срезания верхнего слоя и укладки на дно борозды. На плугах специального назначения вместо предплужника устанавливают углосним. К стойке предплужника крепят лемех и отвал.
Нож разрезает пласт в вертикальной плоскости, обеспечивая лучшее отделение его от стенки борозды, снижение сопротивления плуга и получение ровной стенки и чистого дна борозды. Нож устанавливают перед последним корпусом плуга. На плугах для вспашки задернелых почв ножи могут быть размешены перед каждым корпусом. На плугах общего назначения и некоторых специальных применяют дисковые ножи, а на плугах специального назначения — черенковые или плоские с опорной лыжей.
Почвоуглубитель, устанавливаемый сзади корпуса, служит для рыхления дна борозды без выноса почвы на поверхность поля.
К вспомогательным органам плуга относятся рама, навеска или прицеп, опорное колесо.
Механизмы плуга обеспечивают перевод его из рабочего положения в транспортное, изменение глубины обработки и ширины захвата.
Зубовые бороны предназначены для рыхления верхнего слоя почвы, разрушения почвенной корки и комьев, выравнивания поверхности поля, заделки семян и удобрений, уничтожения сорняков. Зубовая борона состоит из продольных 4 и поперечных 3 планок, на пересечении которых установлены зубья 5. Зубья бывают квадратные, овальные, круглые, лапчатые и др.
Тяжелую борону БЗТС1,0 применяют для дробления комьев почвы, рыхления ее и выравнивания после вспашки, а также для весеннего боронования зяби на глубину до 100 мм.
Среднюю борону БЗСС1,0 используют для рыхления и выравнивания поверхности поля, уничтожения сорняков, заделки семян и удобрений, боронования всходов зерновых и технических культур на глубину до 80 мм.
Легкую посевную борону ЗБП0,6 применяют для боронования посевов, разрушения поверхностной корки, заделки семян и удобрений, выравнивания поверхности поля перед посевом. Глубина обработки до 60 мм.
Шлейфборона ШБ2,5 предназначена для весеннего рыхления и выравнивания поверхности поля перед посевом. Она состоит из ножа 7 для срезания неровностей, зубьев 6для рыхления и шлейфов 9 для выравнивания и создания мелкокомковатой структуры почвы. Направление движения выбирают под углом к предыдущей обработке. Шлейфборону агрегатируют при помощи сцепки.
Сетчатая борона БСО4А служит для рыхления верхнего слоя почвы, уничтожения почвенной корки в период появления всходов, боронования гребневых посадок картофеля, посевов сахарной свеклы и других культур. На посевах сахарной свеклы эту борону используют также для прореживания всходов. Шарнирно соединенные ножевидные зубья сетчатой бороны установлены секциями.
Дисковые бороны применяют для послепахотного рыхления почвы, обработки зяби, междурядий в садах, дискования заболоченных почв, обработки лугов и пастбищ. Рабочим органом дисковой бороны служит сферический диск. Сплошные сферические диски применяют на легких боронах, а вырезные диски — на тяжелых. Диски устанавливают на раме 3 батареями 2 в два ряда под углом к направлению движения (углом атаки). Передние батареи работают вразвал, а задние — всвал.
Дисковая навесная борона БДН3 (полевая) состоит из четырех батарей, в которых можно изменять число дисков, и имеет ширину захвата 3 или 2 м. При ширине захвата 3 м на трех батареях бороны устанавливают по девять дисков и на одной батарее—десять, а при ширине захвата 2м — соответственно шесть и семь дисков. Дисковая тяжелая борона БДТ3 состоит из четырех батарей сферических вырезных дисков, установленных на раме. На трех батареях установлено по семь дисков, а на четвертой — восемь. Эту борону используют для разделки пластов почвы, измельчения растительных остатков после уборки грубостебельных культур (подсолнечника, кукурузы), разрушения комьев земли после вспашки сухих почв.
Лущильники предназначены для рыхления верхнего слоя почвы, измельчения и заделки пожнивных остатков и семян сорняков (с целью про локации их прорастания). Различают дисковые и лемешные лущильники. Дисковые лущильники обеспечивают глубину обработки 40. 100 мм, а лемешные — 60. 120 мм.
Дисковый гидрофицированный лущильник ЛДГ5А применяют для лущения почвы после уборки зерновых культур, ухода за парами, разделки пластов и измельчения глыб после вспашки. На раме 6 лущильника установлены четыре батареи 9 со сферическими дисками и гидравлические механизмы их подъема. Рама опирается на колеса /и 7, Регулируемыми тягами 3 можно изменять угол атаки батарей (от 13 до 35°) и соответственно глубину обработки. Кроме того, глубину обработки можно изменять перестановкой рамок батарей в отверстиях понизителей.
Полунавесной плуг лущильник ППЛ1025 предназначен для лущения стерни, засоренной корнеотпрысковыми и корневищными сорняками, а также ипя вспашки легких почв с малым пахотным горизонтом на глубину до 180 мм. Этот плуг состоит из двух шарнирно соединенных секций. Передняя секция снабжена прицепным устройством и двумя ходовыми колесами 3, устаН01!лепными на коленчатой оси 4. Правое ходовое колесо при работе лущильника находится выше вспаханной поверхности поля, а левое служит опорой центра рамы. Передняя и задняя секции опираются во время работы на опорное колесо, снабженное винтовыми механизмами глубины.
Лущильник агрегатируют с тракторами, развивающими тяговое усилие 30 кН, а без задней секции его можно агрегатировать о тракторами класса 1,4.
Катки предназначены для дробления глыб и комков, разрушения почвенной и ледяной корки на посевах, уплотнения почвы до и после посева с целью улучшения контакта семян с почвой и увеличения притока влаги к семенам. Кроме того, катки обеспечивают выравнивание почвы.
Кольчато-шпоровый трехсекционный каток ЗККШ6 применяют для разрушения комков, корки, рыхления верхнего и уплотнения подповерхностного слоя почвы. Каждая секция состоит из двух батарей, расположенных одна за другой. На осях батарей поочередно установлены литые чугунные диски со шпорами и промежуточные втулки. Диски задней батареи смещены на половину шага относительно дисков передней батареи, что обеспечивает самоочищение их от налипшей почвы. Сверху расположены балластные ящики. Балластом можно менять удельное давление катка на почву (от 2,7 до 4,7 кН/м).
Катки применяют в виде сцепок или секций в агрегате с плугом.
Кольчато-зубчатый каток ККН2,8 предназначен для уплотнения подповерхностного слоя на глубину до 70 мм и рыхления верхнего слоя на глубину 40 мм. Он состоит из набора клиновидных и у зубчатых дисков, установленных свободно на одной оси. Удельное давление катка составляет 2,5 кН/м, а ширина захвата — 2,8 м.
Каток агрегатируют с различными тракторами в виде сцепки или совместно со свекловичными сеялками.
Борончатый навесной каток КБН3 применяют для разрушения почвенных комков, почвенной и ледяной корки на посевах озимых и подповерхностного уплотнения почвы перед посевом. Он состоит из пяти секций, шарнирно соединенных между собой и с брусом, который навешивают на навесную систему трактора. На раме каждой секции установлено по два цилиндрических барабана, на поверхности которых по винтовой линии расположены зубья.
Водоналивной гладкий каток ЗКВГ1,4 предназначен для поверхностного уплотнения почвы до и после посева. Каток трехсекционный. Каждая секция состоит из рамки, на которой установлен пустотелый цилиндр, заполняемый водой. Изменяя количество воды в цилиндре, меняют удельное давление катка от 2,Уцо4> кН/м. Ширина захвата одной секции 1,4 м, всего катка — 4 м.
Культиваторы предназначены для рыхления поверхности поля, уничтожения сорной растительности, внесения и заделки удобрений, нарезания поливных борозд, окучивания растений.
Паровые культиваторы применяют для обработки почвы перед посевом и ухода за парами, а пропашные— для обработки пропашных культур. Некоторые пропашные культиваторы используют для предпосевной обработки почвы.
По способу агрегатирования с трактором различают навесные и прицепные культиваторы.
Паровой скоростной культиватор КПС4А предназначен для сплошной обработки паров, предпосевного рыхления почвы и подрезания сорняков с одновременным боронованием на скорости до 12 км/ч.
Он состоит из сварной рамы, опирающейся на два опорных колеса, спицы с прицепной серьгой, гидроцилиндра механизма перевода машины в рабочее и транспортное положения, грядилей с установленными на них лапами, устройства для навески борон. Опорные колеса снабжены винтовыми механизмами регулировки глубины обработки.
Лапы культиватора располагают в два ряда с перекрытием между собой. Модификации культиватора могут быть снабжены рыхлительными лапами на S-образных пружинных или дугообразных стойках, установленных в три ряда. Грядили с лапами соединены с рамой шарнирно и поджимаются к почве пружинами, закрепленными на штангах.
Культиватор агрегатируют с тракторами, развивающими тяговое усилие от 14 до 50 кН. С энергонасыщенными тракторами можно одновременно агрегатировать несколько культиваторов.
Культиватор КПЗ9,7 предназначен для предпосевной обработки почвы с рыхлением на глубину 60. 120 мм и выравниванием поверхности, а также для обработки паров. Машина состоит из центральной и боковых секций, снабженных рыхлительными лапами на S-образных стойках, установленных в четыре ряда, выравнивающего бруса, прутковых катков или зубовых боронок. На тяжелых почвах используют зубовые боронки, а на легких — катки. Секции опираются на опорные колеса, снабженные винтовыми механизмами регулировки глубины обработки.
С целью транспортировки боковые секции культиватора с помощью гидроцилиндров поворачивают относительно центральной секции, располагая их вертикально.
Машины для основной обработки почвы общее устройство
КЛАССИФИКАЦИЯ И УСТРОЙСТВО МАШИН И ОРУДИЙ ДЛЯ ОСНОВНОЙ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ
Машины и орудия, применяемые при основной обработк почвы, подразделяются по типу рабочих органов на следующие группы: а) отвального типа (плуги); б) рыхлительного типа;
в) фрезерного типа (применяются и при дополнительной обработке почвы); г) ямокопатели.
Плуги могут быть общего назначения для применения гла ным образом в питомниках при выращивании посадочного м териала, и специального назначения (кустарниково-болотны плантажные, лесные и др.). Плуги в зависимости от констру ции корпуса и наличия дополнительных рабочих органов по разделяются на лемешные, дисковые, рыхлительные и д Плуги лемешные в свою очередь делятся на плуги с предплу никами и без них, с почвоуглубителями и без них. По колич ству корпусов, применяемых при лесовосстановлении, плуги д лятся на одно-, двух-, трех-, четырех- и пятикорпусные. По пр знакам воздействия на пласт почвы, его оборачивания плуги специального назначения подразделяются на одно- и двухотвальные.
Машины и орудия рыхлительного типа (лесные дисковые рыхлители, зубовые и дисковые нокровосдиратели, фрезы и др.) используют при полосной и частичной обработке почвы под естественное возобновление хвойных пород. На вырубках с сухими песчаными почвами напочвенный покров и подстилку удаляют узкими полосами (шириной 0,2—0,25 м) и мелкими площадками. На вырубках со свежими песчаными и супесчаными почвами минерализацию почвы производят более широкими полосами (не менее 1 м). На вырубках с влажными почвами целесообразно создавать микроповышения. Минерализация почвы на вырубках должна составлять не менее 25—30 %.
Дополнительная обработка почвы бывает сплошная и междурядная. При сплошной обработке применяют паровые культиваторы, дисковые и зубовые бороны, грядоделатели для поделки гряд под посев семян в питомниках, при междурядной — специальные для этой цели разработанные культиваторы (с рабочими органами звездчатого и дискового типа, полольными лапами и т. д.). Культиваторы по типу рабочих органов подразделяются на лапчатые и дисковые. По способу агрегатирования с трактором машины и орудия для основной и дополнительной обработки почвы бывают прицепные, навесные, полунавесные и монтируемые на самоходное шасси.
Рабочими органами плуга являются корпус, предплужники, дисковый или черенковый нож. В некоторых конструкциях плугов в состав рабочих органов входят почвоуглубители и дополнительные приспособления для применения их в специальных условиях работы. Корпус плуга состоит из лемеха, отвала, полевой доски и стойки. Лемех подрезает пласт почвы в горизонтальной плоскости снизу, а отвал принимает пласт с лемеха, крошит его и оборачивает. Нож служит для отрезания пласта в вертикальной плоскости, а при помощи полевой доски плужный корпус опирается на дно и стенку борозды при работе плуга.
Рабочая форма предплужника имеет форму, аналогичную с корпусом плуга, но меньших размеров: ширина захвата лемеха составляет 2/з, а глубина врезания в почву не более соответствующих размеров основного корпуса. На раме предплужник выносится на 0,3—0,35 м вперед от корпуса плуга, чтобы пласт свободно проходил между ними. Предплужник срезает верхний слой пласта глубиной 0,06—0,12 м и сбрасывает его при вспашке на дно борозды, а основной корпус плуга подрезает основную часть пласта и, поднимая на отвал, крошит ее и одновременно закрывает пласт, сброшенный предплужником на дно борозды.
Лемехи имеют трапециевидную или долотообразную форму (рис. XIV.1). Поверхность отвалов имеет определенную кривизну, по характеру которой они делятся на линейчатые и нелинейчатые. Линейчатая поверхность характеризуется тем, что при движении по ней прямой линии она будет совпадать с поверхностью отвала всеми точками. Нелинейчатая поверхность этому условию не отвечает. Большинство отвалов тракторных отечественных плугов имеет линейчатую поверхность. На плугах устанавливают отвалы следующих типов: цилиндрические, культурные, полувинтовые и винтовые (рис. XIV.2). Отличаются они друг от друга формой рабочей поверхности, причем передняя часть ее называется грудью, задняя —крылом.
Корпусы плугов с отвалом цилиндрической формы хорошо крошат почву, но недостаточно оборачивают подрезаемый пласт; плуги с отвалами винтовой формы хорошо оборачивают почвенный пласт, сохраняя его цельность. Отвалы с такой поверхностью имеют необходимый наклон для хорошего оборачивания пласта (наклон образующей кривой). Полувинтовой отвал Оброню оборачивает пласт и очень мало крошит; культурный отвал, оборачивая почвенный пласт, одновременно хорошо крошит его, что очень важно для повышения плодородия почвы и улучшения ее физических свойств.
Косопоставленная наклонная плоскость требует меньше усилия для перемещения клина в почве вдоль оси ОХ, чем прямоидущий клин для перемещения его перпендикулярно лезвию. Деформация пласта почвы, производимая трехгранным клином, дает больший эффект, чем работа трех простых клиньев. Работа, выполняемая плугом, сводится, таким образом, к следующему: отделению пласта почвы толщиной (глубина вспашки) а и шириной Ь, подъему пласта с поворачиванием его в сторону борозды, опрокидыванию пласта в борозду и крошению его.
Одно из главнейших требований, предъявляемых к работе плуга, заключается в полной заделке растительных и других остатков, что достигается оборачиванием пласта растительными остатками вниз.
Откинутый в сторону пласт в общем случае смыкается с отвернутым ранее пластом, опираясь на него в точке С’ и на дно борозды в точке D’ (рис. XIV.4,а). Если принять, что центр тяжести поперечного сечения пласта располагается на пересечении диагоналей в точке О, то в зависимости от того, как расположиться
вертикаль, проведенная через О, относительно опорных точек, можно предусмотреть, будет ли отвернутый пласт сохранять устойчивое или неустойчивое положение. Когда указанная вертикаль расположится между опорными точками, положение пласта будет устойчивее. Неустойчивое положение будет в том случае, когда диагональ пласта встанет вертикально (см. рис. XIV.4,6) или будет наклонена в сторону борозды. В последнем случае пласт будет опрокидываться обратно в борозду.
Для основной подготовки почвы в лесных питомниках применяют четырехкорпусный навесной плуг ПН-4-35 «Пахарь» общего назначения. Его агрегатируют с тракторами ДТ-75, ДТ-75М и Т-74, оборудованными раздельно-агрегатной гидросистемой. Общее устройство плуга общего назначения представлено на рис. XIV.6.
Для подготовки почвы на раскорчеванных вырубках, площадях, заросших кустарником, осушенных болотах, а также при реконструкции мягколиственных насаждений широко
Используют навескые кустарниково-болотные Плуги: Г1БН-75 в агрегате с тракторами Т-74, ДТ-75, ДТ-75Б и ДТ-75М; ПБН-100А в агрегате с тракторами Т-100МГС и Т-100МБГС; ПБН-3-45 в агрегате с тракторами ДТ-75Б, Т-74, ДТ-75 и ДТ-75М.
Кустарниково-болотные плуги могут быть также применены при обработке почвы под закладку питомников. На площадях, заросших древесной и кустарниковой растительностью, перед вспашкой требуется срезка деревьев кусторезами, сгребание в валы кустарниковыми граблями, а также корчевка пней корчевателями. Все кустарниково-болотные плуги имеют одноотвальные полувинтовые корпуса, а для лучшего оборота пласта на концах отвалов установлены удлинительные перья. Для бороздной обработки почвы на нераскорчеванных или частично раскорчеванных вырубках леса при лесовосстановительных работах применяют специальные лесные тракторные плуги с лемешными корпусами одно- и двухотвального типов навесной конструкции (ПКЛ-70, ПЛП-135, ПКЛН-500А, ПЛО-400, ПЛШ-1,2, ПЛМ-1,3) и дискового типа (ПЛД-1,2).