Робочі органи і допоміжні елементи плугів
Основними робочими органами плугає корпус, передплужник, кутознім і дисковий ніж. На ярусних плугах застосовують корпуси, розміщені на різних рівнях по вертикалі, які називають відповідно корпусами верхнього чи нижнього ярусів; на комбінованих плугах установлюють розпушувачі.
Найважливішим робочим органом плуга є корпус. Від форми і конструктивно-технологічних параметрів його робочої поверхні, створеної лемешем і полицею, залежить якість обертання та розпушення оброблюваної скиби ґрунту. Корпус плуга (рис. 1.12) складається з лемеша, полиці, стовби, башмака та польової дошки Полиця має груди 2 та крило 6.
Під час виконання оранки леміш підрізує скибу ґрунту знизу, піднімає її
Рис. 1.13. Типи лемешів: а — трапецієподібний; 6 — долотоподібний; 1 — магазин; 2 — лезо; 3 — крило; 4— отвір з потаем; 5 — носок |
та транспортує на полицю. Полиця піднімає, розпушує, обертає та спрямовує скибу ґрунту у відкриту попереднім проходженням плуга борозну, зміщуючи її у поперечному та поздовжньому напрямках. Складний рух скиби ґрунту відбувається завдяки певній лемішно-полицевій поверхні корпусу, що відповідає заданому режиму роботи та співвідноситься з умовами виконання процесу.
Рис. 1.12. Корпус плуга: 1 — стовба; 2 — груди полиці; З — башмак; 4 — польова дошка; 5 — леміш; 6 — крило полиці |
Леміш призначений для підрізування скиби в горизонтальній площині та спрямовування її на полицю. На плугах засто-
совують трапеціє- і долотоподібні лемеші.
Трапецієподібний леміш (рис. 1.13, а) за формою нагадує трапецію і має прямолінійне лезо 2. Знизу на лемеші є потовщення, яке називають магазином. Запас сталі у магазині призначений для відновлення форми й розмірів лемеша після його спрацювання (запас сталі дає змогу 3 — 4 рази відтягувати лезо лемеша).
Долотоподібний леміш (рис. 1.13, б) порівняно з трапецієподібним дещо складніший за формою. Він має витягнутий долотоподібний носок 5 з потовщенням. Долотоподібні лемеші забезпечують більшу рівномірність глибини оранки, тому їх застосовують на плугах, призначених для обробітку важких грунтів. На плугах для оранки сухих цілинних та інших твердих ґрунтів установлюють долотоподібні лемеші з привареною щокою.
На лемешах є отвори з потаями для кріплення лемешів до стовб болтами з потайними головками. Виготовляють лемеші зі спеціальної лемішної сталі (Л-53, Л-65). Носок і лезо його на ширину 20...45 мм загартовують і відпускають. Леза лемешів заточують до товщини не більш як 1 мм. Кут заточування не повинен перевищувати 40°. Опір лемеша становить 50...70 % опору корпусу плуга. Отже, від стану леза й робочої поверхні лемеша значною мірою залежить загальний опір плуга, а тому лемеші своєчасно відтягують і заточують. Із практики відомо, що при затупленні леза лемеша до товщини 2 мм опір плуга збільшується на 15...24 %, а при затупленні до товщини леза 3,5...4,0 мм — на 40...60 % порівняно з опором плугів із лемешами, які мають різальні кромки 1 мм завтовшки. Плуг із затупленими лемешами погано заглиблюється у ґрунт. Добре зарекомендували себе самозагострювальні лемеші. Ці лемеші з тильного боку, знизу вздовж різальної кромки, наплавлені сормайтом або точково-твердосплавним матеріалом. Ширина наплавленої смуги на носку долотоподібного лемеша становить 15...25, а товщина — 1,7 мм. Наплавлені лемеші працюють у 3 - 5 разів довше від звичайних долотоподібних лемешів, їхній ресурс до спрацювання становить близько 60 га на леміш.
Полиця призначена для розпушення та обертання скиби, яка надходить із лемеша. За формою робочої поверхні (рис. 1.14) полиці поділяють на циліндричні, культурні, напівгвинтові та гвинтові. Кожна з них по-різному перевертає і розпушує скибу.
Рис. 1.14. Типи лемішно-полицевих поверхонь: а, в — культурна; б — напівгвинтова; г — гвинтова; д, є — циліндрична |
Культурні поверхні (рис. 1.14, а, в) інтенсивно розпушують та якісно обертають скибу ґрунту, їх використовують для обробітку староорних земель із середньою (до 50 ц/га) кількістю рослинних решток, зокрема на плугах загального призначення з передплужниками або кутознімами. Застосовують їх переважно на легких та середніх ґрунтах.
Напівгвинтова поверхня (рис. 1.14, б) вважається універсальною, оскільки вона ефективно обертає та розпушує ґрунт на староорних і цілинних землях. Крило полиці такої поверхні більше загнуте у бік борозни. Застосовують її переважно на середніх та важких грунтах. Ці поверхні влаштовують на плугах загального призначення, зокрема оборотних, та на корпусах верхнього ярусу плугів для глибокої оранки.
Гвинтова поверхня (рис. 1.14, г) добре обертає оброблювану скибу ґрунту, але недостатньо її розпушує, тому її застосовують на плугах, що обробляють переважно поля після багаторічних трав та цілинні землі. Вона забезпечує чисту широку борозну.
Циліндричні поверхні (рис. 1.14, д, є) полиці, утворені дугою кола певного діаметра, застосовують на староорних полях з незначною (до ЗО ц/га) кількістю рослинних решток. Вони відрізняються високою інтенсивністю розпушення скиби. Ефективно працюють на глинистих ґрунтах. Циліндричні або подібні до них циліндроподібні робочі поверхні встановлюють на корпусах поворотних плугів, а також для отримання чистої борозни під ширококолісні трактори.
Полиці бувають суцільними (рис. 1.14, б — д) або пластинчастими (рис. 1.14, а, е). Пластинчасті полиці ефективно працюють на суглинистих та глинистих ґрунтах, зменшуючи тяговий опір корпусу на 10...20 %.
Виготовляють полиці із тришарової сталі або із сталі Ст.2, яку з обох боків цементують на глибину 1,5...2,0 мм, а потім загартовують. Внутрішній м'який шар забезпечує міцність полиці, а тверді цементовані шари підвищують стійкість до спрацювання.
Полиці виготовляють як одну деталь (рис. 1.14, д), з двох (рис. 1.12) або кількох частин (рис. 1.14, а, е). Для забезпечення кращого обертання скиби до крила полиці приєднують пера (рис. 1.14, в, г). Пластинчасті полиці застосовують для перезволожених глинистих ґрунтів. Це конструктивне вирішення дає змогу знизити тяговий опір плуга на 15...20 %.
Корпус плуга — це несиметричний робочий орган, тому на ньому для врівноваження зусилля від тиску скиби на робочу поверхню встановлено польову дошку, яка сприймає відповідне навантаження з боку стінки борозни. Для збільшення стійкості ходу плуга по ширині захвату та глибині обробітку ґрунту на польовій дошці корпусу інколи розміщують п'яту. Леміш, полицю і польову дошку кріплять до башмака. Башмак, у свою чергу, кріплять до стовби. Весь цей вузол називають полицевим корпусом плуга.
Корпуси плуга також різняться за формою поперечного профілю скиби, що вирізається. Традиційно корпус формує прямокутну скибу. Для отримання ширшої та чистішої борозни для проходження по ній коліс трактора, а також для досягнення більшого кута обертання скиби пропонують ромбічну форму (KUHN, GUARD тощо). Скиби V-подіб-ної форми, що забезпечує виконання оранки без «плужної підошви», мають корпуси «дельфін».
Крім полицевих корпусів плуги іноді обладнують безполицевими, вирізними, дисковими і комбінованими.
Рис. 1.15. Робочі органи плуга: 1-4 — передплужники; 5 — дисковий передплужник; 6 — кутозкім; 7 — дисковий ніж; 8 — ніж-плавник; 9 — ґрунтопоглиблювач |
Передплужник (рис. 1.15, поз. 1-4) призначений для вирізування і скидання на дно суміжної борозни верхньої частини скиби. Таким чином забезпечується краще приорювання рос-
линних решток, органічних добрив, що були на поверхні поля, поліпшується обертання основної скиби. Передплужник вирізає скибу землі з лівого боку від основної скиби на глибину до 10 см і на ширину, що становить 1/3 ширини захвату основного корпусу.
Передплужники диференційовані за своїми можливостями. Перший тип (рис. 1.15, поз. 1) застосовують під час оранки багаторічних трав, коли висота рами плуга не перевищує 70 см. Другий тип (рис. 1.15, поз. 2) порівняно з першим додатково уможливлює роботу на полях з-під кукурудзи. Третій (рис. 1.15, поз. 3) — створений для роботи зі ще більшою кількістю рослинних решток за висоти рами до 80 см. В екстремальних умовах по фону після грубо-стеблових культур (кукурудза, соняшник) використовують четвертий тип (рис. 1.15, поз. 4) передплужника. Для заорювання великої кількості подрібненої соломи призначений спеціальний дисковий передплужник (рис. 1.15, поз. 5), двобічний — для використання на оборотних плугах.
За будовою передплужник нагадує основний корпус і складається з лемеша, полиці та стовби. Леміш передплужника має трапецієподібну форму, виготовлений з лемішної сталі й термічно оброблений, як і леміш основного корпусу. Полиця передплужника має робочу поверхню, як правило, культурного типу, виготовляється із сталі і так само, як і полиця основного корпусу, термічно обробляється. На стовбі передплужник має кілька отворів, у які вставляють фіксатор під час регулювання висоти встановлення передплужника. Кріпиться передплужник до рами перед основним корпусом утримувачем і хомутом.
Кутознім (рис. 1.15, поз. 6) установлюють на корпусі в зоні верхнього обрізу полиці; він виконує функції передплужника на засмічених рослинними рештками полях.
Ніж (рис. 1.15, поз. 7, 8) призначений для підрізування скиби у вертикальній площині перед корпусом або передплужником. Під час оранки задернілих ґрунтів ножі встановлюють перед кожним корпусом. На староорних ґрунтах скиба збоку відокремлюється без відрізування, тому на багатокорпусних плугах ніж установлюють тільки перед останнім корпусом для забезпечення рівної стінки і чистого дна борозни за плугом.
Ножі бувають дискові і череслові.
Рис. 1.16. Чересловий ніж: 1 — лезо; 2 — обух; 3 — утримувач; 4 — рама плуга; 5 — хомут з накладкою |
Дисковий ніж (рис. 1.15, поз. 7) застосовують на плугах загального призначення. Він має вигляд сталевого диска, закріпленого на осі, яка на шарикопідшипниках встановлена в консолі. Консоль шарнірно приєднують до колінчастого стояка. Щоб запобігти проникненню пилу до шарикопідшипників, з обох боків на осі встановлюють ковпаки. Стояк ножа кріпиться до рами хомутом з накладкою та підкладкою. Таке кріплення стояка дає змогу встановлювати ніж на певній висоті, а також
пересувати його вздовж рами. Повертанням колінчастого стояка можна переміщувати ніж також упоперек рами. Лезо дискового вирізного ножа термічно оброблене і заточене. Товщина кромки леза не повинна перевищувати 0,5 мм. Тупі ножі заточують, оскільки вони збільшують загальний опір плуга. Вирізна форма зовнішньої кромки диска дає можливість заглиблювати ніж на більшу глибину та краще різати рослинні рештки.
Чересловий ніж (рис. 1.16) — це окрема деталь, яка має лезо 1, обух 2 і утримувач 3. Лезо з обухом нагадує клин з кутом між щоками 10... 15°. Лезо ножа загартовують, а потім заточують з боку, протилежного стінці борозни. На деяких плугах череслові ножі мають ввігнуті леза. Кріплять чересловий ніж до рами стяжним хомутом з накладкою 5. Опір такого ножа становить 25...ЗО % опору корпусу плуга. їх установлюють на плантажних, чагарниково-болотних та лісових плугах.
Одним із різновидів череслового ножа є так званий «ніж-плавник» (рис. 1.15, поз. 8), який установлюють безпосередньо на корпусі плуга з польового боку. Його використовують на староорних землях при оранці на глибину до 20 см з плугами загального призначення.
Ґрунтопоглиблювач (рис. 1.15, поз. 9) призначений для розпушення нижнього шару ґрунту на глибину до 35 см. Він має вигляд розпушувальної лапи або долота зі стояком прямолінійної або криволінійної форми. Встановлюють ґрунтопоглиблювач за корпусом і кріплять до кронштейна на рамі плуга. Наявність отворів у стояку цього робочого органа дає змогу змінювати його глибину ходу відносно плужного корпусу. З окремо встановленими на рамі ґрунтопоглиблювачами (рис. 1.17) плуг може працювати як чизельний (наприклад, як ПРН-5-35, ПРВН-5-35 або PAEAPLOW).
Рис. 1.17. Ґрунтопоглиблювач PARAPLOW: 1 — стовба; 2 — похилий леміш; З — похилий дисковий ніж; 4 — долото; 5 — польова дошка; 6 — підп'ятник |
Допоміжними елементами конструкції плугає рама з начіпним або причіпним механізмом, опорні і ходові колеса, пристрої для приєднання додаткових робочих органів (котків, борін тощо).
Рами бувають зварні та розбірні. Рама є основою плуга, до якої прикріплюють його робочі органи та інші частини. На сучасних начіпних, напівначіпних і причіпних плугах застосовують здебільшого розбірні шарнірні рами, які мають безступінчасте регулювання взаємного положення основного та поперечного брусів для зміни ширини захвату плуга, узгодження колії трактора з установленням першого корпусу тощо. На плугах нового покоління, що мають вісім і більше корпусів, за п'ятим корпусом на рамі на спеціальній перехідній балці встановлюють опорно-транспортні колеса та горизонтальний шарнір, які дають змогу плугу краще копіювати поверхню поля у поздовжньому напрямку.
Опорні колеса призначені для підтримання рами плуга в певному положенні. Опорне колесо (рис. 1.18) має гвинтовий механізм, що складається зі стояка 9, гвинта 7, гайки 5 і утримувача 6. Саме колесо має металевий обід 10 і закріплене болтами на маточині 1, яка на шарикопідшипниках 2 встановлена на півосі 4. Ущільнення підшипників досягається спеціальними ковпаками 3. Гвинтовим механізмом опорне колесо можна переміщувати відносно рами, таким чином регулюючи глибину оранки. На оборотних плугах застосовують спарені (рис. 1.19, а) або перекидні (рис. 1.19, в) опорні колеса.
Рис. 1.18. Опорне колесо: 1 — маточина; 2 — підшипник; З— ковпак; 4 — піввісь; 5 — хомут; 6 — утримувач; 7 — гвинт; 8 — гайка; 9 — стояк; 10 — обід |
Опорно-транспортні колеса (рис. 1.19, б) призначені для утримання плуга в транспортному положенні, а також в робочому, коли колесо переміщується по необробленому полю. На напівначіпних і причіпних плугах нового покоління широко застосовують колеса з пневматичними шинами. Переведення таких коліс із робочого положення в транспортне і навпаки здійснюється через спеціальний механізм гідроциліндром, з'єднаним з гідравлічною системою трактора.
Начіпний пристрій (рис. 1.20) призначений для приєднання начіпного, напівначіпного або причіпного плуга до начіпної системи трактора. Він складається з двох стояків 5, розтяжки 4 з отвором у передній частині і пальців 2, закріплених на кронштейнах 1. Залежно від того, з яким трактором агрегатується плуг, кронштейни з пальцями переставляють на поперечній балці рами. У сучасних плугах це здійснюють безступінчасто за допомогою напрямних і гвинтових механізмів.
Рис. 1.19. Опорні колеса оборотного плуга:
о— спарене; б — опорно-транспортне; в — перекидне
Рис. 1.20. Начіпний пристрій плуга ПЛН-5-35:
1 — кронштейн переставний; 2 — палець; З — стояк; 4 — розтяжка; 5 — кронштейн
1.6.3. Будова і процес роботи плуга загального призначення
У сільському господарстві України нині широко застосовують три-, чотири-, п'яти-, семи- і восьмикорпусні начіпні плуги загального призначення. їх поступово змінюють плуги нового покоління — модульні, оборотні, зі змінною шириною захвату тощо. В нових плугах, як і в класичних базових моделях, залишається незмінною значна частина технологічних параметрів та конструктивних елементів.
Плуг п'ятикорпусний начіпний ПЛН-5-35 (П— плуг; Л — лемішний; Н — начіпний; 5 — кількість корпусів; 35 — ширина захвату одного корпусу, см) призначений для оранки ґрунту з питомим опором до 0,9 кг/см2 на глибину до 25 см. Під питомим опором ґрунту розуміють опір у ньютонах, що чинить робочим органам плуга скиба ґрунту поперечним перерізом 1 м2 і виражається в паскалях. Плуг агрегатують з тракторами тягового класу 3.
Начіпний плуг ПЛН-5-35 загального призначення (рис. 1.21) складається з рами 5, корпусу 8, передплужників 7, дискового ножа, опорного колеса з регулювальним гвинтом, причепа 9 для борін. Рама плуга є основою, до якої прикріплені всі робочі органи, опорне колесо та пристрої — начіпний і для причіплювання борін. Плуг ПЛН-5-35 має трикутну раму 5, зварену з труб прямокутного перерізу. До переднього бруса рами приєднані кронштейни 4 начіпного пристрою, до яких прикріплені пальці 6 і нижні кінці стояків 3.
Верхні кінці стояків з'єднані з верхнім кінцем розкосу 2. Нижній кінець розкосу приєднаний до кронштейна 1, який кріпиться до поздовжнього бруса рами.
Рис. 1.21. Плуг п'ятикорпусний начіпний ПЛН-5-35: 1 — кронштейн; 2 — розкіс; 3 — стояк; 4 — переставний кронштейн; 5 — рама; 6 — палець; 7— передплужник; 8 — корпус; 9 — причіп для борін |
Робочими органами плуга є дисковий ніж, передплужник і корпус. Корпус складається з лемеша, полиці і польової дошки. Всі ці деталі прикріплені до башмака, а башмак — до стовби. Плуг комплектують культурними корпусами та передплужниками. Дисковий ніж обертається на шарикопідшипниках, а опорне колесо — на конічних роликопідшипниках. Опорне колесо підтримує плуг у робочому положенні, забезпечуючи стійкість його ходу. Зміною положення колеса по висоті регулюють глибину оранки. На передньому брусі рами є дванадцять отворів — по шість для кріплення кожного кронштейна 4. При агрегатуванні з тракторами ДТ-175М кронштейни 4 кріплять на отворах 1; 3 і
7; 9, а при агрегатуванні з трактором Т-150 — на отворах 2; 4 і 8; 10, тобто із зміщенням уліво від першого отвору на 60 мм. Якщо плуг агрегатують із трактором Т-150К, то кронштейни 4 кріплять на отворах 4; 6 і 10; 12, а кронштейн 1 — на поздовжньому брусі. Для агрегатування плуга ПЛН-5-35 начіпну систему трактора монтують за двоточковою схемою, змістивши систему вправо від поздовжньої осі трактора: для ДТ-175М і Т-150 на 60 мм, а для Т-150К, ХТЗ-17021 —на 150 мм.
Плуг ПЛН-5-35 можна переобладнати на чотирикорпусний. Для цього з нього знімають задній корпус. Глибину оранки регулюють гвинтовим механізмом опорного колеса плуга. У транспортне положення начіпний плуг переводять гідравлічною системою трактора, а в робоче він опускається під дією своєї ваги.
Подібну конструкцію мають плуги ПЛН-3-35, ПЛН-4-35 та ПНЛ-8-40.
Плуг універсальний модульний ПУМ-5-40(П — плуг, У — універсальний, М — модульний, 5 — кількість корпусів, 40 — ширина захвату одного корпусу, см) має таке саме призначення, що й плуг ПЛН-5-35. Агрегатується він з тракторами тягового класу 3. Відрізняється від свого попередника тим, що корпуси винесені з-під рами і обладнані кутознімами. Це дає змогу плугу сімейства ПУМ працювати без забивання на полях зі значною кількістю (понад 3 т/га) рослинних решток. Так само характеризуються плуги типу ПНУ (плуг начіпний універсальний). Характеристику плугів загального призначення нового покоління наведено у табл. 1.3.
Таблиця 1.3. Технічна характеристика плугів загального призначення
1.6.4. Будова і процес роботи оборотного плуга
Плуг оборотний ПО-3-40(П — плуг; О --- оборотний; 3 — кількість лівообертальних (правообертальних) корпусів; 40 — ширина захвату одного корпусу, см) призначений для виконання полицевої гладенької оранки ґрунту на глибину до 25 см під культури І технологічної групи. Агрегатується з тракторами тягового класу 1,4. Він складається з рами, встановлених на ній полицевих ліво- та правообертальних лемішних корпусів, башти та опорного колеса.
Плуг оборотний VN-Euromat (рис. 1.22) фірми Vogel & Noot має чотири пари корпусів зі змінною шириною захвату одного корпусу 32...44 см. Призначений для виконання полицевої гладенької оранки ґрунту на глибину до ЗО см під культури' І та II технологічних груп. Агрегатується з тракторами класу 2 та 3. Він складається з рами 1, встановлених на ній парами (ліво- та правообертальних) корпусів 2 та передплужників 3, механізму для приєд-
нання плуга до трактора й обертання рами (башту) 4 та опорно-транспортного колеса 5.
Плуг оборотнийVari-Diamant
Рис. 1.22. Оборотний плуг VN-Euromat: 1 — рама; 2 — пара корпусів; 3 — пара передплужників; 4 — башта; 5 — перекидне опорно-транспортне колесо |
160 фірми Lemken має від 5 до 7 пар корпусів зі змінною шириною захвату одного корпусу 42...55 см. Плуг призначений для виконання полицевої гладенької оранки ґрунту на глибину до ЗО см під культури І та II технологічних груп. Агрегатується з тракторами класу 3 та 5. Він складається з рами, встановлених на ній парами (ліво- та правообертальних) корпусів, механізму для приєднання плуга до трактора й обертання рами та опорно-транспортного колеса.
Щодо технологічного процесу гладенької оранки, що здійснюється оборотними плугами, то він принципово не відрізняється від оранки плугомлущильником або плугом загального призначення. Головною відмінністю оборотного плуга є можливість його роботи човниковим способом (рис. 1.23), який забезпечує виконання оранки без згонів та розгінних борозен, притаманних загінним плугам.
Рис. 1.23. Схема повороту з оборотним плугом Vari-Diamant 160 за човникового способу руху агрегату
Оборотний плуг конструктивно має два комплекти корпусів (право- та лівообертальних) на одній рамі, яка може обертатися на 180°. Отже, загальна металомісткість оборотного плуга в 1,3 - 1,6 раза вища, ніж загінного. Водночас гладенька оранка сприяє швидкому вирівнюванню полів, оскільки не залишає на 10... 15 % поверхні поля огріхів, притаманних звичайній оранці.
Начіпний (напівначіпний) оборотний плуг прикріплюється до трактора за допомогою башти, до якої шарнірно приєднані гідроциліндр, що повертає раму з корпусами, та власне рама. Плуг повертає тракторист-машиніст із кабіни трактора за допомогою гідросистеми.
Глибина ходу корпусів регулюється за допомогою гвинтового механізму опорного колеса. Плуг з'єднується з трактором за схемою, яка передбачає рух правих коліс по відкритій борозні, що утворена проходженням останнього корпусу при попередньому проходженні агрегату. При цьому триточкова система начіплювання трактора має бути симетрично встановлена відносно його поздовжньої осі. Якщо поворотне опорне колесо оборотного плуга встановлене в задній частині рами, то для забезпечення потрібного копіювання плугом поверхні поля в напрямку руху агрегату передню частину рами плуга утримують від надмірного заглиблення (вимілення) за допомогою встановленої на тракторі системи позиційного (силового або комбінованого) регулювання положення начіпного механізму трактора рами. Якщо такої системи на тракторі немає, то передню частину рами плуга утримують у робочому положенні за допомогою пристрою, який установлюють на начіпному механізмі трактора.
Оборотні плуги сімейства ПО або ППО (плуг напівначіпний оборотний), які виконують гладеньку оранку за технологією плугів загального призначення, обладнані корпусами з кутознімами (табл. 1.4).
Таблиця 1.4. Технічна характеристика плугів загального призначення (оборотних)