Орудия и машины для основной обработки почвы

Физико - механические и технологические свойства почв. Лесотехнические требования, предъявляемые к орудиям и машинам. Способы и виды обработки почвы в лесном хозяйстве. Особенности обработки почвы на объектах озеленения. Классификация почвообрабатывающих машин и орудий. Лемешные плуги и рабочие органы. Теоретические основы работы корпуса плуга (теория акад. В.П. Горячкина). Основы проектирования отвально - лемешной поверхности плуга (по В.П. Горячкину). Оборачиваемость пласта лемешным плугом. Замена части отвала катками - роликами пассивного и активного действия. Плуги с. вращающимися отвалами. Подъемно - установочные, навесные и прицепные устройства плугов. Кустарниково - болотные, плантажные и лесные плуги. Условия устойчивости плуга в работе. Дисковые плуги. Роторные плуги. Безотвальные плуги. Оборотные плуги. Плоскорезы - глубокорыхлители. Выкопочные орудия и машины. Фрезерование почвы. Почвообрабатывающие фрезы, их устройство и принцип работы. Площадкоделатели. Ямокопатели. Буры. Основные направления использования машин и орудий для основной обработки почвы.

Основная обработка почвы является одной из важ­нейших операций в лесокультурной практике и выполняется она плугами.

По характеру эксплуатации плугов в лесном хозяйстве они имеют много специфических особенностей, основными из кото­рых являются следующие:

• лесовосстановительные работы проводятся на невозобновив­шихся лесных площадях, где встречаются пни, кустарники, ва­лежник и другие препятствия, которые затрудняют или делают невозможным применение плугов общего назначения;

• большой объем работ проводится на песчаных и супесчаных почвах, работа на которых сопровождается повышенным износом рабочих органов;

• подготовка почвы производится на почвах с различным меха­ническим составом и различной влажности;

• большой объем работ проводится на не раскорчеванных вырубках, по просекам, вдоль дорог, где широко применяются полосная и бороздная обработка почвы;

В садово-парковом хозяйстве характерно большое разнообра­зие обрабатываемых площадей. В таких условиях пред­почтительнее использование маневренных быстро перестраиваемых пахотных агрегатов.

Классификация плугов. Все плуги, предназначенные для основ­ной подготовки почвы, классифицируются по следующим при­знакам:

• назначению — плуги общего назначения (сельскохозяйствен­ные); специальные (лесные, садовые, кустарниковые, кустарниково-болотные, плантажные, выкопочные и т.п.);

• типу рабочих органов — лемешные, дисковые, шнековые, ротационные, роликовые;

• виду тяги — конные и тракторные. Основное применение на­шли тракторные плуги;

• способу соединения с трактором — прицепные, навесные, полунавесные;

• числу корпусов — лемешные плуги бывают однокорпусные и многокорпусные;

• скорости обработки почвы — обычные (скорость обработки до 1,4 м/с) и скоростные (скорость обработки выше 2,2 м/с).

В лесном хозяйстве и садово-парковом строительстве в основ­ном используются навесные плуги, которые имеют немало пре­имуществ по сравнению с прицепными. Основными их преиму­ществами являются следующие:

• конструкция значительно проще, так как отсутствует колес­ный ход, а также механизмы для установки и регулировки колес;

• масса и металлоемкость из-за простоты конструкции в 1,5 раза (и более) меньше;

• расход топлива на единицу обработанной площади ниже, так как тяговое сопротивление меньше;

• техническое обслуживание проще и экономичнее, так как меньше точек смазки и механизмов;

• маневренность больше — для поворота требуется полоса мень­шей ширины, поэтому меньше времени затрачивается на пово­роты;

• можно использовать на обработке небольших площадей при коротких гонах, что особенно важно для лесного хозяйства и са­дово-паркового строительства;

• легче преодолевают и обходят пни при обработке почвы на вырубках;

• производительность на 10... 15 % выше благодаря маневрен­ности и меньшему тяговому сопротивлению.

Виды основной обработки почвы. В зависимости от условий и категории обрабатываемых площа­дей существуют следующие виды основной обработки почвы.

Культурная вспашка (рис.а). Ее производят плугами общего назначения с предплужниками.

Взмет (рис. б). Это вспашка, при которой пласты распола­гаются наклонно к горизонту, опираясь один на другой.

Лущение (рис. в). Это мелкая вспашка на глубину 6... 15 см, при которой пласты, поставленные на ребро, быстро высыхают.

Вспашка с почвоуглубителем (рис. г). Этот вид вспашки про­изводят плугами общего или специального назначения, за корпу­сами которых устанавливают почвоуглубители, дополнительно разрыхляющие дно борозды на глубину до 15 см.

Безотвальная вспашка (рис. д). Особенность этой вспашки заключается в том, что она производится без оборота пласта.

Ярусная вспашка (рис. е). Для проведения этого вида вспаш­ки плуги снабжают предплужниками, почвоуглубителями, вырез­ными лемехами или вырезными отвалами.

Плантажная вспашка (рис. ж). При этом виде вспашка про­изводится на глубину до 1 м в целях подъема влаги из нижележа­щих слоев, а также при обработке почвы под лесонасаждения в степных условиях, закладке садов, виноградников и т.п.

Обработка почвы с оборотом пласта (рис. з—л) нашла ос­новное применение в лесном хозяйстве, когда посев или посадка производится в дно борозды или в опрокинутый дерниной вниз пласт. Этот вид обработки почвы применяется также при прокладке в лесу противопожарных минерализованных полос. Различают не­сколько способов оборота пласта:

• вразвал (рис. з). Плут, снабженный двухотвальным корпусом, подрезает почву в горизонтальной плоскости и, разре­зая на два пласта в вертикальной плоскости, поднимает их, пере­ворачивает от центра к периферии и укладывает в правую и левую стороны в виде непрерывных лент по бокам борозды;

• всвал (рис. и). Плуг, снабженный двумя корпусами (право- и левоотваливающим) вырезает пласты, оставляя в цент­ре необработанную полосу, поднимает их, оборачивает и уклады­вают в центре полосы;

• оборот пласта (рис. к). Плуг, снабженный одноотвальным корпусом, вырезает пласт, поднимает его, оборачивает и укладывает на необработанную поверхность справа от борозды;

• образование гряды (рис. л]. Этот вид обработки анало­гичен обработке всвал. Отличительной особенностью является то, что обработка производится дисковыми рабочими органами.

Рис. 4.1. Виды основной обработки почвы:

а — культурная; б — взмет; в — лущение; г — с почвоуглубителем; д — безотвальная; е — ярусная; ж — плантажная; з — с оборотом пластов вразвал; и — с оборотом пластов всвал; к — с оборотом пласта; л — с образованием гряды дисковыми рабочими органами

Устройство лемешного плуга. Все лемешные плуги устроены по одной конструктивной схеме. Устройство плута рассмотрим на при­мере навесного лемешного плуга общего назначения. Плуг состоит из двух частей: рабочих органов и вспомогательных частей. К рабочим органам плуга относятся: корпус плуга 7, предплуж­ник 3, нож 4, почвоуглубитель 8. Вспомогательными частями плуга являются: рама плуга 6, навесное устройство 5, опорное колесо 7 с винтовым механизмом 2. Прицепной плуг имеет более сложное устройство. Отличитель­ные особенности относятся в основном к вспомогательным частям. Вместо навесного устройства у него имеется прицепное уст­ройство, а также отсутствует опорное колесо с винтовым меха­низмом. Для транспортировки плуга имеется колесный ход, со­стоящий из полевого, бороздного и заднего колеса. Кроме того, имеются механизмы: полевого колеса — для регулировки глубины вспашки, бороздного колеса — для регули­ровки горизонтальности рамы плуга, заднего колеса — для подъ­ема задней части плуга при переводе его в транспортное положе­ние, механизм перевода из рабочего положения в транспортное.

Общее устройство однокорпусного навесного плуга:

1 — корпус плуга; 2 — винтовой меха­низм опорного колеса; 3 — предплуж­ник; 4— нож; 5— навесное устройство; 6 — рама плуга; 7 — опорное колесо; 8 — почвоуглубитель

Рабочие органы лемешного плуга. Корпус плуга является основным рабочим органом плута. Он служит для подрезания пласта в горизонтальной плоскости, его подъема, оборота и крошения. По конструкции корпуса плугов бывают одноотвальные, двухотвалъные, безотвальные, вырезные, с почвоуглубителем, оку­чивающие.

Одноотвальный корпус применяется для вспашки по­чвы, обеспечивает частичный или полный оборот пласта и его крошение. На плугах общего назначения применяются корпуса с захватом 25, 30, 35, 40 см, а на специальных плугах — 45, 50, 60, 70, 75 и 100 см.

Двухотвалъный корпус применяется на лесных плугах. В процессе работы лемеха (правый и левый) отрезают пласты в горизонтальной плоскости, образуя дно борозды. Одновременно отвалы, имеющие зеркальное отображение относительно друг дру­га, и подрезные ножи у концов лемехов поднимают пласты и от­валивают их в правую и левую стороны. Тип отвала обеспечивает полный оборот пластов и их укладку по бокам борозды в виде непрерывных лент.

Безотвальный корпус применяют для обработки почв в районах с ветровой эрозией. Такой корпус не имеет отвала. Вместо него над лемехом установлен уширитель и вертикальный щиток, выполняющий роль полевого обреза отвала. Подрезанный ле­мехом пласт поднимается уширителем на некоторую высоту, пос­ле чего он перемещается вертикальным щитком в сторону и пада­ет на дно борозды. При работе с вырезными отвалами рыхлится внутренний слой почвы, а верхний остается необработанным.

Вырезной корпус применяется для отвальной вспашки с одновременным углублением пахотного слоя на 4... 5 см. В кор­пусе имеется вырез со стороны бороздного обреза. Через него слой почвы, подрезанный лемехом, просыпается на дно борозды. Для отделения и оборота пласта устанавливают еще один — верхний лемех, а над ним отвал. Вырезные лемеха могут устанавливаться на плугах общего назначения.

Корпус с почвоуглубителем применяют на подзо­листых, лесных и других почвах для дополнительного рыхления дна борозды или почвенного слоя. Почвоуглубитель имеет почвоуглубительную лапу и стойку. Лапа крепится к стойке в нижней части, а верхней частью стойка крепится к раме плуга. Стойка имеет ряд отверстий для установки почвоуглубителя на заданную глубину рыхления. Почвоуглубитель устанавливается сзади корпу­са плуга. На лесных плутах рыхление дна борозды необходимо при создании лесных культур способом посева.

Окучивающий корпус применяется для окучивания ра­стений с целью улучшения их роста и развития корневой системы. Эти корпуса устанавливаются на культиваторах.

Плуги общего назначения, снабженные отвалами с рабочей поверхностью культурного типа, предназначены для вспашки ста­ропахотных почв при скорости движения агрегата до 1,1... 1,4 м/с (4...5 км/ч). При повышении скорости вспашки до 1,95 м/с (7 км/ч) наблюдается некоторое улучшение качества работы плуга, однако несколько увеличивается тяговое сопротивление плуга. При зна­чительном увеличении скорости вспашки качество работы плуга резко ухудшается: почва сильно отбрасывается в сторону, излиш­не крошится и распыляется, ход плуга и трактора становится не­устойчивым, вследствие чего борозда получается неправильной формы, а тяговое сопротивление плута резко возрастает. Причи­ной ухудшения работы плуга является возрастание абсолютной и относительной скоростей движения пласта по поверхности отва­ла.

С возрастанием скорости вспашки увеличиваются центробеж­ные силы, которые стремятся прижать пласт к отвалу. При этом увеличиваются силы трения пласта к поверхности отвала, что ведет к еще большему увеличению тягового сопротивления плута. Улучшение качественных и энергетических показателей достига­ется изменением формы поверхности отвала. Это достигается уменьшением угла отделения пласта от стенки борозды у, изменением конструкции отвала, а также применением материалов, уменьшающих; силы трения пласта по отвалу.