Глава 3. Машины и орудия для обработки почвы

Общие сведения

Почвообратывающие машины и орудия служат для основной и дополнительной обработки почвы путем ее деформации и, как правило, оборачивания и крошения. Эксплуатация почвообрабатывающих машин и орудий в городских условиях имеет много специфических особенностей, основными из которых являются следующие:

1. Работы проводятся на относительно небольших по площади территориях сложной конфигурации, где встречаются деревья, кустарники, малые архитектурные формы, дорожно-тропиночная сеть и другие препятствия.

2. Большой объем работ проводится на песчаных и супесчаных почвах, вызывающих повышенный износ рабочих органов.

3. Работы производится на почвах с различным механическим составом и различной влажностью.

4. В городских условиях при озеленении площадей после застройки территорий почвы в значительной мере засорены крупными твердыми включениями

Почвообрабатывающие машины и орудия, предназначенные для выполнения аналогичных по деформации почвы и операциям по ее обработке, конструктивно разделяют на следующие группы,

  –орудия для основной обработки почвы – плуги и почвенные фрезы;

  –орудия для поверхностной обработки почвы и уничтожения стерни – лущильники;

  –орудия для дополнительной обработки почвы – бороны, мотыги

 культиваторы и т.п.;

    – орудия для уплотнения почвы – катки;

   – машины и орудия для нарезки террас на овражно-балочных и горных склонах – террасеры.

Почвообрабатывающие машины и орудия классифицируются по следующим признакам:

1. По виду тяги –   тракторные, самоходные;

2. По способу соединения – прицепные, навесные, полунавесные;

3. По типу рабочих органов– с пассивными рабочими органами, с активными рабочими органами.

 

Машины и орудия для основной обработки почвы

Основная (первичная) обработка почвы является одной из важнейших операций в городском зеленом хозяйстве (строительство и эксплуатация). Выполняется она плугами и почвообрабатывающими фрезами

Плуги, классифицируются по следующим признакам:

а) по назначению – плуги общего назначения (сельскохозяйственные), лесные плуги, специальные плуги (садовые, кустарниковые, кустарниково-болотные, плантажные, выкопочные и др.)

    б) по типу рабочих органов –  лемешные, дисковые, шнековые, ротационные, роликовые и др.

    в) по виду тяги основное применение нашли тракторные плуги.

    г) по способу соединения с трактором – прицепные, навесные, полунавесные.

   д) по количеству корпусов – однокорпусные и многокорпусные.

   е) по скорости обработки почвы – обычные (скорость обработки до 1,4 м/с) и скоростные (скорость обработки выше 2,2 м/с).

В городском зеленом хозяйстве в основном используются навесные лемешные плуги со скоростью обработки до 1,4 м/с. По сравнению с прицепными плугами они имеют ряд преимуществ:

1. Простота конструкции (отсутствие механизмов для установки и регулировки колес).

2. Масса и металлоемкость из-за простоты конструкции меньше в 1,5 раза и более.

3. Расход топлива на единицу обработанной площади ниже, т.к. тяговое сопротивление меньше.

4. Проще и экономичнее техническое обслуживание.

5. Высокая маневренность, так как для поворота агрегата требуется меньшая разворотная полоса.

6. Возможность использования на обработке небольших площадей при коротких гонах

7. Производительность на 10…15 % выше благодаря маневренности и меньшему тяговому сопротивлению.

 

Лемешные плуги

 Лемешный плуг относится к плугам общего назначения и  рассчитан на определенную глубину вспашки. Для обеспечения нормального оборачивание пласта между глубиной вспашки (а) и шириной захвата одного корпуса (б) существует определенное соотношение К=а/б. Для устойчивого положения пласта -  К = 1,3…1,8. Для лесных, кустарниково-болотных – К =1,8…3,5.

Все лемешные плуги устроены по одной конструктивной схеме. Плуг (рис. 3.1) состоит из двух частей: рабочих органов и вспомогательных частей.

К рабочим органам плуга относятся: корпус плуга 1, предплужник 3, нож 4, почвоуглубитель 8.

Корпус плуга является основным рабочим органом плуга. Он служит для подрезания пласта в горизонтальной плоскости, его подъема, оборота и крошения. Корпус плуга (рис. 3.2) состоит из лемеха 1, отвала 2, стойки 3, полевой доски 4.

Лемех служит для подрезания пласта в горизонтальной плоскости и передачи его на отвал. Лемех устанавливается под определенным углом к направлению движения (к вертикальной стенке борозды) и к дну борозды. 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. Для лучшего подрезания пласта нижний обрез имеет с лицевой стороны заточку (лезвие).

Передняя часть лемеха называется носком. Носок выполняет работу по заглублению корпуса в почву и воспринимает на себя сопротивление почвы, поэтому он изнашивается быстрее задней части крыла. В зависимости от назначения плуга и физико-механического состава почвы лемеха по форме выпускаются в основном трех типов: трапециевидные, долотообразные и треугольные.

Долотообразный лемех имеет отогнутый вперед и вниз носок, что обеспечивает лучшее заглубление в почву.

Трапециевидный лемех имеет форму трапеции. По сравнению с долотообразным лемехом он хуже заглубляется в почву и быстрее изнашивается.

Треугольные лемеха представляют собой два трапециевидных лемеха, сваренные полевыми обрезами носков.

Отвал служит для оборота и крошения пласта, подрезанного лемехом. В зависимости от состояния почвы и формы рабочей поверхности отвала пласт может сохранить свою форму или разрушаться. Лемех и отвал образуют рабочую (лемешно-отвальную) поверхность корпуса плуга. Форма рабочей поверхности определяется агротехническими требованиями, заключающимися, в основном, в степени его оборота и крошения.

Наибольшее распространение получили четыре типа лемешно-отвальных поверхностей: цилиндрическая, культурная, полувинтовая и винтовая.

 Плуги с цилиндрической поверхностью отвала применяются для вспашки малосвязных, рассыпчатых почв, а также для плантажа.

Культурную рабочую поверхность имеют плуги общего назначения для вспашки старопахотных и несвязных почв при скорости движения агрегата до 1,1…1,4 м/с (4…5 км/ч).

Корпус с полувинтовой рабочей поверхностью хорошо оборачивает пласт, но слабо его рыхлит. Плуги с такой поверхностью применяют для вспашки связных и задернелых почв.

Винтовая поверхность обладает значительной оборачивающей способностью и поэтому сохраняет пласт без его рыхления. Такая поверхность применяется на корпусах специальных плугов (лесных, кустарниково-болотных и т.п.). Корпуса с полувинтовой и винтовой поверхностью применяются на плугах для обработки почвы в городских лесопарка и леспаркхозах.

Полевая доска служит для устойчивого хода плуга во время работы. Она воспринимает боковые реакции стенки борозды, обеспечивая устойчивость хода корпуса плуга по ширине захвата в горизонтальной плоскости.. Для увеличения срока службы к полевой доске крепят сменную пятку.

Стойка служит для соединения лемеха, отвала и полевой доски, а также для крепления корпуса плуга на раме. Стойки могут быть высокие и низкие, а также литые, штампованные, сварные и комбинированные (сварно-штампованные). Высота стойки должна обеспечивать свободный оборот пласта под рамой.

По конструкции корпуса плугов бывают одноотвальные, двухотвальные, безотвальные, вырезные, с почвоуглубителем, окучивающие.

Одноотвальный корпус применяется для вспашки почвы и 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.

Двухотвальный корпус применяется на лесных плугах. В процессе работы лемехи (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. 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 устанавливается сзади корпуса плуга.

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

Предплужник служит для срезания верхнего, задернелого слоя почвы. Предплужник (рис. 3.3) представляет собой уменьшенную копию корпуса плуга и состоит из стойки 1, лемеха 3 и отвала 2. Ширина захвата предплужника составляет 2/3 ширины захвата корпуса плуга. К раме предплужник крепится при помощи державки 5 и хомутов 6 с гайками. Такое крепление позволяет регулировать его по высоте и перемещать по раме плуга. По глубине обработки предплужник фиксируется болтом 4, который вставляется в соответствующее отверстие в стойке и в отверстие, имеющееся в державке.

Предплужник, идущий впереди корпуса плуга, срезает верхнюю часть пласта на глубину 10–12 см независимо от глубины вспашки и укладывает срезанную часть на дно борозды. На много корпусных плугах предплужники устанавливаются перед каждым корпусом плуга.

Вспашка плугом с предплужниками называется культурной и является эффективным средством борьбы с сорняками.

Ножи служат для подрезания пласта в вертикальной плоскости. Кроме того, они облегчают отрыв пласта корпусом плуга и стабилизируют плуг в горизонтальной плоскости. Ножи бывают двух типов: дисковые и черенковые. На плугах общего назначения, садовых, ярусных применяются дисковые ножи. На некоторых специальных плугах - черенковые. Ножи устанавливаются перед последним предплужником или перед последним корпусом плуга.

Дисковый нож служит для подрезания пласта в вертикальной плоскости и облегчения его отрыва корпусом плуга. Кроме того, он стабилизирует плуг в горизонтальной плоскости. Диск ножа имеет двойную заточку. Угол заточки равен 40…45°. Толщина диска, зависит от его диаметра и приблизительно равна 0,01 Д. Глубина установки дискового ножа, несколько меньше глубины вспашки.

Черенковый нож представляет собой заостренную пластину, установленную на раме плуга впереди корпуса. Нож устанавливается впереди корпуса на расстоянии 3…5 см от носка лемеха. Установка черенкового ножа может осуществляться под острым или тупым углом вхождения в почву между лезвием ножа и горизонтальной продольной осью.

При установке ножа под острым углом обеспечивается постоянная глубина хода независимо от сопротивления резанию, но забивается растительными остатками и плохо преодолевает твердые включения, находящиеся в почве. При установке ножа с тупым углом он хорошо преодолевает твердые включения, очищается от растительных остатков, однако глубина хода его колеблется в зависимости от изменения сопротивления резанию.

Вспомогательными частями плуга (рис. 3.1)  являются: рама плуга 6, навесное устройство 5, опорное колесо 7 с винтовым механизмом 2.

 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.