Машины и орудия для обработки почвы

1. Виды почвообрабатывающих машин и способы обработки почвы

Обработкой почвы называется механическое воздействие на нее рабочими органами машин и орудий с целью создания наилучших условий для возделываемых растений.

Почвообрабатывающие машины и орудия в зависимости от глубины хода рабочих органов и выполняемых операций подразделяют на машины и орудия для основной, поверхностной (дополнительной) и специальной обработки почвы.

Основную обработку почвы (на глубину более 16 см) проводят лемешно-отвальными плугами, как правило, после уборки предшествующей культуры. В засушливых районах, подверженных ветровой эрозии, для этого используют культиваторы-плоскорезы-глубокорыхлители и чизельные плуги.

Поверхностную обработку выполняют перед посевом, в процессе или после посева на глубину до 8–16 см дискаторами, культиваторами, боронами, катками, фрезами и комбинированными агрегатами.

Поверхностная обработка позволяет:

  • разрыхлить верхний слой на глубину посева семян;
  • выровнять поверхность поля;
  • обеспечить мелкокомковатое строение посевного слоя;
  • уплотнить почву на глубине посева семян;
  • уничтожить всходы сорняков;
  • заделать внесенные удобрения;
  • сохранить влагу в посевном и пахотном слоях;
  • улучшить биологическую активность и питательной режим почвы;
  • создать условия для производительной работы сельскохозяйственных машин на последующих операциях.

Поверхностную обработку почвы проводят с помощью комплекса агротехнических приемов рыхления, выравнивания поверхности и уплотнения: культивации, фрезерования, шлейфования, боронования, прикатывания. Приемы предпосевной обработки используют в зависимости от почвенно-климатических условий, рельефа местности, складывающихся погодных условий, особенностей выращиваемых культур, системы удобрений, характера засоренности полей, наличия вредителей, болезней и многих других условий.

Специальную обработку производят для создания специфических условий (глубокое рыхление свыше 30 см, нарезание гряд, фрезерование, ярусная обработка и т. д.).

Обработка почвы осуществляется с помощью технологических операций, представляющих собой целенаправленное воздействие рабочего органа на почву. К ним относят резание, оборачивание, рыхление, уплотнение, крошение, перемешивание, выравнивание, перемещение почвы (например, при формировании гребней, гряд, борозд), подрезание сорняков.

Совокупность нескольких технологических операций образует прием (процесс) обработки почвы, который представляет собой однократное воздействие на почву определенным орудием. Наибольшее распространение получили следующие приемы (процессы) обработки почвы: вспашка, глубокое рыхление, чизелевание, лущение, фрезерование, культивация, боронование, прикатывание, мульчирование, плоскорезная обработка. Для выполнения данных операций применяются соответствующие машины и орудия.

При вспашке глубоко (более 16 см) подрезается плугами пласт почвы с одновременным его оборотом, крошением и заделкой растительных остатков. Вспашка применяется при возделывании большинства сельскохозяйственных культур.

Глубокое рыхление без оборота пласта производят в районах, где почвы подвергаются ветровой эрозии. При этой обработке на поверхности поля остается стерня (до 90 %), которая предохраняет почву от выдувания. Осуществляется глубокое рыхление орудиями, имеющими лапы или плужные корпуса без отвалов.

Фрезерование – рыхление и интенсивное перемешивание почвы. Оно чаще всего применяется на задернелых и болотных почвах, где плугом почву разрыхлить трудно. Имеются фрезы как для мелкого (пропашные), так и для глубокого рыхления старопахотных земель (полевые).

Культивация – мелкое (менее 16 см) рыхление почвы с одновременным уничтожением сорной растительности. Машины, выполняющие эту работу, называют культиваторами.

Боронование – мелкое рыхление почвы боронами с одновременным перемещением частиц и выравниванием поверхности почвы.

Лущение – мелкое рыхление стерни с частичным оборотом пласта сразу после уборки зерновых с целью провоцирования прорастания сорняков для их последующей запашки. Осуществляется дисковыми лущильниками или дискаторами.

Прикатывание – уплотнение катками верхнего слоя почвы с одновременным крошением крупных комков и выравниванием поверхности почвы.

Чизелевание – глубокое рыхление почвы без оборота пласта.

Мульчирование – покрытие верхнего слоя почвы мелко измельченными растительными остатками (соломой, листьями, торфом, опилками) для предотвращения испарения влаги.

Плоскорезная обработка – рыхление и подрезание сорняков без оборота пласта.

Кроме этих приемов имеются и другие, например, копка ям, образование лунок и т. д. Копка ям производится перед посадкой деревьев. Щелевание (нарезка щелей), образование лунок, поделка гребней проводятся с целью задержания стока воды на склонах как мера борьбы с водной эрозией почвы.

В настоящее время наиболее широко применяются вспашка, чизелевание, дискование. Сопоставимые данные стоимости различных видов обработки показывают преимущество чизелевания.

Совокупность научно обоснованных приемов обработки почвы под культуры в севообороте составляет систему обработки почвы. В зависимости от почвенно-климатических условий и технологии возделывания растений применяют отвальную, безотвальную, минимальную, нулевую, ярусную, противоэрозионную системы. Необходимо творчески подходить к выбору системы обработки почвы для более полного удовлетворения требований растений.

Отвальная система предусматривает оборот почвенного пласта, что обеспечивает заделку пожнивных остатков, семян сорняков и возбудителей болезней. При этом пожнивные остатки быстрее разлагаются аэробными микроорганизмами с образованием растворимых минеральных соединений, а сорняки, личинки вредителей и возбудители болезней погибают. Отвальную систему широко применяют в районах достаточного и избыточного увлажнения.

Безотвальная система исключает оборот почвенного пласта: его заменяют глубоким рыхлением с сохранением стерни, защищающей почву от ветровой эрозии. Эту систему обработки применяют в степных районах, где проявляются эрозионные процессы, а также в районах недостаточного увлажнения как способ накопления и сохранения влаги в почве.

Минимальная система предусматривает сокращение количества обработок и их глубины, совмещение и одновременное выполнение нескольких технологических процессов за один проход агрегата. Ее применяют в различных районах, чтобы снизить уплотнение и распыление почвы движителями тракторов и колесами сельскохозяйственных машин, а также сократить сроки подготовки почвы.

При нулевой системе (рис. 1) производится обработка не всей поверхности поля, а только узких полос, в которые затем высевают семена. Обработка почвы, сопровождаемая покрытием ее поверхности остатками возделываемых растений, называется мульчирующей.

Посевы при нулевой системе обработки почвы

Рис. 1. Посевы при нулевой системе обработки почвы: а – высев в стерню; б – высев в мульчу; в – рядки растений после «прямого» посева семян с защитными полосами стерни

Ярусная система сопровождается дифференцированной обработкой верхнего, среднего и нижнего слоев почвы, имеющих явно выраженное ярусное строение. Например, при обработке солонцов верхний слой оборачивают, а второй и третий — рыхлят и перемешивают.

Противоэрозионная система – это обработка почвы при борьбе с ветровой или водной эрозией почвы. Она производится с образованием на поверхности пашни водозадерживающего микрорельефа (борозд, лунок и др.) или оставлением и сохранением задерживающих пожнивных остатков.

2. Машины и орудия для основной обработки почвы

2.1. Классификация плугов и агротехнические требования

Классификация плугов. Плуги классифицируют по конструкции и числу корпусов, назначению, способу агрегатирования и технологическому процессу.

По конструкции корпусов различают плуги лемешные, дисковые, комбинированные и чизельные.

Лемешные плуги наиболее распространены, их применяют для вспашки почвы с оборотом пласта.

Дисковые плуги используют для вспашки тяжелых, пересохших и переувлажненных почв на поливных и других землях.

Комбинированные плуги применяют для вспашки тяжелых почв с одновременным интенсивным рыхлением почвенного пласта.

Чизельные плуги представляют собой глубокорыхлители и лишь условно относятся к плугам, так как в их работе отсутствует оборот пласта.

По назначению лемешные плуги подразделяют на плуги общего назначения для вспашки старопахотных земель и специальные (для каменистых почв, кустарниково-болотные, плантажные, ярусные и др.).

По способу агрегатирования плуги делятся на навесные, полунавесные и прицепные, а по технологическому процессу – на плуги для загонной свально-развальной и гладкой вспашки (оборотные плуги). Последние не образуют свальных гребней и развальных борозд, так как снабжены право- и левооборачивающими корпусами, попеременно включаемыми в работу.

Лемешно-отвальные плуги обозначаются буквами ПЛН (навесные), ПЛП (полунавесные), ПНО и ППО (оборотные), ПНИ и ППИ (с изменяемой шириной захвата), ПКМ (модульные), ПВН (комбинированные с вращающимися роторами), ПКГ и ПГП (для каменистых почв), ПНЯ и ПТН (ярусные) и цифрами. Первая цифра в марке плугов означает число корпусов, вторая – ширину захвата корпуса в сантиметрах.

Чизельные плуги обозначаются буквами ПЧ (чизельный), а цифры указывают ширину захвата плуга в метрах.

Агротехнические требования. Вспашка должна выполняться в оптимальные агротехнические сроки при достижении физической спелости почвы (для глинистой – 50–65, суглинистой – 40–70 % относительной полевой влажности).

Отклонение средней фактической глубины обработки от заданной на выровненных полях не должно превышать 1 см, на полях с неровным рельефом – ±2 см.

Отклонение фактической ширины захвата от конструктивной допускается не более 10 %.

Пласт почвы должен быть обернут, раскрошен на мелкие комки и плотно уложен без образования пустот. Высота неровностей на поверхности поля не должна быть более 5 см, свального гребня – не более 7 см.

Пласты от всех корпусов плуга должны быть одинакового размера, глыбы крупнее 15 см для почвы с оптимальной влажностью не допускаются, количество глыб от 10 до 15 см не должно быть более 6 шт. на 1 м2, поверхность вспаханного поля должна быть ровной и слитной.

Пожнивные остатки, сорные растения должны быть заделаны на глубину 12–15 см, органические и минеральные удобрения запаханы в количестве не менее 95 %. На 1 га должно быть не более трех случаев незаделанной дернины. Не допускаются разрывы между смежными проходами плуга, скрытые и открытые огрехи.

Безотвальная вспашка должна обеспечивать рыхление почвы без оборота пласта на глубину до 40 см с сохранением на поверхности поля до 40–50 % пожнивных остатков. Разрушение почвы до частиц менее 1 см не допускается – они эрозионно опасны.

После окончания вспашки всех загонов выравнивают свальные гребни, заделывают развальные борозды (после загонной вспашки), распахивают поворотные полосы.

Разрыв по времени между вспашкой и последующими операциями должен быть минимальным. В агрегате с плугами желательно применять катки, бороны или другие приспособления для рыхления и выравнивания почвы.

2.2. Виды вспашки

Различают следующие основные виды вспашки.

Культурная вспашка производится с использованием предплужников (рис. 2, а) или углоснимов (рис. 2, б), которые срезают верхнюю часть задернелого слоя и сбрасывают его на дно борозды. Это наиболее распространенный вид вспашки.

Полный оборот пласта (рис. 2, в) – вспашка, при которой пласты оборачиваются на 180°. Ее применяют при освоении болотистых и задернелых участков.

Взмет пласта (рис. 2, г) – вспашка с оборотом пласта на угол до 135°. Она осуществляется плугом с культурной или полувинтовой лемешно-отвальной поверхностью без предплужников.

Ромбическая вспашка (рис. 2, д) характеризуется формой пласта, в сечении напоминающей ромб. По сравнению с культурной ромбическая вспашка при одной и той же ширине захвата корпуса плуга обеспечивает более широкую борозду, что облегчает вождение колесного трактора по борозде. Кроме того, плужные корпуса можно расставить по длине ближе один к другому (500 мм вместо 700–900 мм) и уменьшить габариты плуга, что особенно важно для многокорпусных навесных плугов.

виды вспашки

Рис. 2. Основные виды вспашки: а, б – культурная; в – оборот пласта на 180°; г – взмет пласта на 135°; д – ромбическая; е – ярусная; ж – безотвальная; з – с углублением пахотного горизонта; I, II, III – номера пластов почвы

Ярусная вспашка (рис. 2, е) – обработка малоплодородной почвы плугами, которые обеспечивают оборачивание верхнего плодородного слоя и укладку его на свое место с заменой второго и третьего слоев местами. Может применяться для обработки зараженных радионуклидами почв.

Безотвальная вспашка (рис. 2, ж) – рыхление почвы, подверженной ветровой или водной эрозии, без оборота пласта с сохранением пожнивных и растительных остатков на поверхности поля. Вспашка с углублением пахотного горизонта (рис. 2, з) – обработка почвы плугом с вырезными корпусами или с почвоуглубителями.

Гладкая – вспашка оборотными плугами без свальных гребней и развальных борозд.

2.3. Рабочие органы плугов

Большая часть пахотных почв в Республике Беларусь занята под зерновые и технические культуры и обрабатывается плугами общего назначения различных модификаций, оснащенными лемешно-отвальными корпусами.

Плуг состоит из следующих основных рабочих органов: корпус, предплужники (или углоснимы), дисковый нож (рис. 3). Кроме того, могут устанавливаться черенковые ножи, почвоуглубители и другие рабочие органы.

Навесной плуг

Рис. 3. Навесной плуг и его рабочие органы: а – общий вид; б – механизм установки глубины вспашки; 1 – корпус; 2 – рама; 3 – прицепка для борон; 4 – дисковый нож; 5 – навеска; 6 – опорно-регулировочное колесо; 7 – предплужник; 8 – кронштейн; 9 – винт; 10 – стойка

К вспомогательным органам плугов относятся рама 2, навесное 5 или прицепное 3 устройство, опорно-регулировочные колеса 6 и другие механизмы.

Корпус – основной рабочий орган плуга. Лемешно-отвальный корпус имеет лемех, накладку (долото), отвал, стойку, полевую доску (боковину), башмак (рис. 4).

Корпус плуга с пластинчатым отвалом

Рис. 4. Корпус плуга с пластинчатым отвалом: 1 – стойка; 2 – полевой обрез; 3 – грудь отвала; 4 – нож полевой доски; 5 – долото; 6 – лемех; 7 – лезвие лемеха; 8 – отвал (пластинчатый); 9 – распорка; 10 – полевая доска; 11 – башмак

Лемех подрезает пласт снизу, частично крошит его и передает на отвал. По форме лемеха бывают трапецеидальные и долотообразные, а также с лемешной накладкой. Трапецеидальные лемеха проще в изготовлении, при работе образуют ровное дно борозды. Их устанавливают на корпусах плугов и предплужников для обработки окультуренных почв.

Долотообразные лемеха и с накладкой лучше заглубляются на тяжелых почвах за счет удлиненного носка, который раньше входит в почву и обеспечивает быстрое заглубление всего корпуса.

Лемеха изготавливают из специальной легированной лемешной стали.

Лемех воспринимает большое давление пласта и быстро изнашивается. В результате износа он теряет свою первоначальную форму и затупляется. При возрастании толщины лезвия до 5–6 мм тяговое сопротивление плуга на супесчаных почвах увеличивается до 30 % и более, соответственно расход горючего – до 25 %. Поэтому очень важно, чтобы толщина лезвия лемеха была не более 1 мм. Для длительного поддержания заданной остроты лемеха наплавляют с тыльной стороны износостойким сплавом (или используют технологию намораживания). Во время работы верхний, менее прочный слой изнашивается скорее, чем нижний, износостойкий; последний обнажается. Поэтому толщина лезвия оказывается равной толщине наплавленного слоя, не превышающей 1 мм.

После оттяжки кузнечным способом и заточки ширина фаски должна быть 5–7 мм, угол заточки – 25–35°. Заточку производят с рабочей (не наплавленной) стороны лемеха.

Отвал отделяет пласт от стенки борозды, принимает поднятый лемехом пласт, производит его крошение и оборот. Изготавливают отвалы из специальной закаленной или трехслойной стали. Твердые наружные поверхности обеспечивают отвалу износостойкость, а мягкий внутренний слой придает прочность. Отвалы делают также из мягкой стали, а рабочую поверхность цементируют на глубину 1,5–2,2 мм для придания твердости и износостойкости. Грудь отвала (передняя часть против стойки) изнашивается быстрее, поэтому для многих корпусов ее делают сменной.

Полевая доска (боковина) упирается в стенку борозды и воспринимает усилие от давления пласта, обеспечивая устойчивый ход корпуса и всего плуга. Она также предохраняет стойку от истирания. Полевую доску крепят к стойке под углом 2–3° к стенке и к дну борозды для лучшего упора и устранения ее вдавливания в почву.

Стойка служит для соединения всех частей корпуса и крепления к раме. Стойки бывают литыми, штампованными и сварноштампованными. Штампованные и сварно-штампованные стойки легче литых и проще в изготовлении.

Предплужник предназначен для подрезания верхнего задернелого слоя почвы толщиной до 8–12 см и сбрасывания его на дно борозды в перевернутом виде. Ширина захвата предплужника составляет 2/3 захвата корпуса. Он состоит из лемеха трапецеидальной формы, отвала, как правило, культурного типа и стойки.

Предплужники крепятся на раме впереди корпусов на расстоянии 250–350 мм. При недостаточном выносе предплужника почва забивается между корпусом и предплужником, а при излишнем – забрасывается на стойку впереди идущего корпуса.

На современных плугах вместо предплужников часто устанавливают углоснимы. Углосним выполняет роль предплужника, но срезает только угол пласта во время движения его по отвалу. Состоит из небольшого отвала, в передней части прилегающего к поверхности основного отвала, и короткой изогнутой стойки. Углоснимы легче и проще предплужников и закрепляются на стойке корпусов или башмаке.

Дисковый нож служит для отделения пласта в вертикальной плоскости и получения ровной стенки борозды. Он состоит из диска, вилки, коленчатой стойки, корончатой шайбы. Стойка ножа крепится к раме при помощи хомута и накладки. Вилка надета на нижний конец коленчатой стойки и может поворачиваться в горизонтальной плоскости в пределах, ограниченных корончатой шайбой, при этом диск ножа самоустанавливается параллельно направлению движения плуга. На плугах общего назначения дисковый нож ставится перед последним корпусом для обеспечения ровной стенки открытой борозды, поскольку она служит ориентиром при движении трактора.

Черенковый нож представляет собой заостренную пластину, закрепленную на раме с помощью накладки и хомута. Черенковые ножи применяют при вспашке задернелых, засоренных корневищами и древесными остатками почв на кустарниково-болотных плугах.

Почвоуглубитель (глубокорыхлитель) предназначен для рыхления подпахотного слоя почвы на глубину до 20 см. Его применение особенно эффективно на подзолистых почвах и маломощных черноземах, где ежегодно пашут на всю глубину плодородного слоя. В результате этого нижележащий слой переуплотняется – образуется «плужная подошва», которая затрудняет фильтрацию влаги и проникновение в нижние горизонты почвы корней растений. Рыхление «плужной подошвы» при вспашке производится стрельчатой лапой либо стойкой со сменным острием, которая крепится за стойкой основного корпуса. Для вспашки с одновременным рыхлением подпахотного слоя могут применяться также специальные вырезные корпуса.

В большинстве случаев для пахоты почв с оборотом и крошением пласта применяют корпуса с культурной рабочей поверхностью.

При работе корпусов в сочетании с предплужниками хорошо заделываются пожнивные и растительные остатки. Глубина пахоты корпусами с культурной рабочей поверхностью составляет 0,20–0,30 м. Корпуса с полувинтовой поверхностью предназначены для работы на задернелых почвах высокой плотности. Они хорошо оборачивают пласт с меньшим его крошением.

Корпуса с винтовой поверхностью обеспечивают полный оборот пласта. Могут устанавливаться на кустарниково-болотных плугах и применяться для вспашки сильно задернелых почв.

Хорошая заделка пожнивных остатков достигается только при определенном диапазоне скоростей, составляющем для корпусов ПЛЕ-01 – 5,4–6,0 км/ч (1,5–1,8 м/с); ПЛЕ-21 – 7,2–7,9 км/ч (2,0–2,2 м/с); ПЛЖ-31 (ранее выпускавшиеся скоростные) – 9,0– 10,1 км/ч (2,5–2,8 м/с). Качество крошения почвы с увеличением скорости улучшается, однако на излишне высоких скоростях движения происходит беспорядочная укладка пластов.

Корпуса для скоростной пахоты отличаются от обычных укороченным отвалом с геометрически комбинированной поверхностью, переходящей из вогнутой конической в верхней части отвала в вогнутую цилиндрическую поверхность.

В зависимости от почвенно-климатических условий, агротехнических требований, возделываемых культур плуги оснащают специальными корпусами: безотвальными рыхлящими, с почвоуглубителями, вырезными, широкозахватными, левооборачивающими, для гладкой пахоты, дисковыми, комбинированными и роликовыми.

Безотвальные корпуса (рис. 5, а) используются для обработки без оборота пласта подзолистых и других почв в районах с недостаточным увлажнением. Безотвальная пахота обеспечивает относительно небольшое перемешивание слоев почвы, уничтожает сорняки, улучшает водный и воздушный режимы почвы, способствует окультуриванию пахотного слоя. Остающаяся на поверхности поля стерня защищает почву от ветровой эрозии. В условиях Беларуси безотвальная обработка почвы широкого распространения не получила.

Вырезные корпуса (рис. 5, б) используются для вспашки почв с небольшим пахотным горизонтом и одновременного рыхления подпахотного слоя. Вырезной корпус рассчитан на общую глубину обработки до 32 см, обеспечивает оборот и крошение верхней части пласта на глубину 18–22 см. Корпус имеет два лемеха, в промежуток между которыми проходит без оборота часть пласта, поднятая нижним лемехом. Подрезанная верхним лемехом почва поступает на отвал, оборачивается и падает на нижний разрыхленный слой, что улучшает условия для развития корневой системы растений. Благодаря некоторому перемешиванию нижнего и верхнего слоев пахотный горизонт постепенно увеличивается.

Корпуса плугов

Рис. 5. Корпуса плугов: а – безотвальный; б – вырезной; в – с выдвижным долотом; г – с почвоуглубителем; д – дисковый; е – комбинированный; ж – ромбический; з – с роликовым отвалом; и – чизельный; к – типы корпусов по геометрическим параметрам лемешно-отвальной поверхности: Ц – цилиндрический; К – культурный; П – полувинтовой; В – винтовой; 1, 8, 9 – лемех; 2 – уширитель; 3 – щиток; 4 – стойка корпуса; 5 – полевая доска; 6 – перо отвала; 7, 12 – отвал; 10, 22 – долото; 11 – почвоуглубитель; 13 – углосним; 14 – чистик; 15 – диск; 16 – ротор; 17 – грудь отвала; 18 – лопатки; 19 – боковой отвал; 20 – ролик; 21 – обтекатель

Корпус с выдвижным долотом (рис. 5, в) предназначен для вспашки твердых и засоренных камнями почв. Долото обеспечивает хорошую заглубляемость корпуса и предохраняет лемех от поломок. Оно прикреплено к носку лемеха, его конец выступает за носок лемеха на 3–4 см.

Корпус с почвоуглубителем (рис. 5, г) используется для отвальной пахоты подзолистых почв с одновременным углублением пахотного горизонта на 6–15 см. Ширина захвата стрельчатых почвоуглубительных лап составляет 25 и 30 см.

Дисковый корпус (рис. 5, д) предназначен для вспашки тяжелых почв, засоренных древесными корнями и остатками другой растительности, а также для переувлажненных почв. Корпус снабжен сферическим диском с острозаточенной режущей кромкой, плоскость вращения которой наклонена к дну борозды под углом 70°, а с направлением движения плуга угол установки (атаки) составляет 40–45°. Дно борозды не уплотняется, вспаханная почва имеет крупнокомковатое строение, что способствует хорошей аэрации и быстрому высыханию нижних слоев почвы.

Комбинированный корпус (рис. 5, е) предназначен для вспашки тяжелых и средних почв с одновременным интенсивным рыхлением почвенного пласта. Он снабжен укороченным отвалом и ротором, имеющим форму усеченного конуса. К образующей конуса прикреплены лопатки. Частота вращения ротора 268–507 мин–1. Поле, вспаханное плугом с такими корпусами, имеет ровную поверхность с хорошо разрыхленной почвой. Дополнительная обработка не требуется.

Корпус для ромбической вспашки (рис. 5, ж) имеет форму отвала, которая обеспечивает вырезание пласта в поперечном сечении, имеющем форму ромба. В сравнении с прямоугольной формой ромбические пласты более полно оборачиваются при меньшем расходе энергии на пахоту. Корпуса плугов для ромбической вспашки используются в ряде зарубежных стран.

Корпус роликовый (рис. 5, з) снабжен вращающимися роликами, установленными вместо крыла отвала. Тяговое сопротивление плуга с такими корпусами меньше, чем при работе с другими корпусами.

Основную обработку почвы в специфических условиях небольшого пахотного горизонта, засоренности растительными остатками и камнями, а также с учетом особенностей возделываемых культур проводят с использованием плугов специального назначения: чизельных, кустарниково-болотных, плантажных, садовых, ярусных, лесных, дисковых и для каменистых почв.

Чизельные корпуса (рис. 5, и) предназначены для обработки почвы по отвальным и безотвальным фонам с рыхлением подпахотного горизонта на глубину до 0,45м. Они используются для обработки различных почв при влажности до 30 % и твердости до 4 МПа. При работе долото рыхлителя и стойки с обтекателями скалывают, раздвигают и рыхлят почву. Обработка почвы на глубину до 0,30 см может проводиться стрельчатыми наральниками, установленными вместо долот и обеспечивающими более интенсивное рыхление и подрезание сорных растений.

По геометрическим параметрам лемешно-отвальной поверхности корпуса разделяются на четыре основных типа: цилиндрические – Ц (в Беларуси не применяют), культурные – К, полувинтовые – П и винтовые – В (рис. 5, к).

Расширяется применение плужных корпусов с несплошной рабочей поверхностью отвала (см. рис. 4). Они имеют отвал, состоящий из пластин с регулируемыми углами установки. Площадь трения по отвалу значительно меньше, чем при работе сплошного отвала. В результате тяговое сопротивление плуга снижается на 17–24 %. Использование плуга с такими корпусами в технологии возделывания зерновых культур позволяет сократить затраты труда на 25– 27 %, снизить затраты энергии и расход топлива на 15–25 %.

2.4. Плуги общего назначения

Плуги общего назначения предназначены для обработки старопахотных некаменистых почв и используются при возделывании большинства полевых культур.

Трехкорпусный навесной унифицированный плуг предназначен для пахоты не засоренных камнями почв. Плуг агрегатируется с тракторами «Беларус» тягового класса 14 кН и состоит из рамы с главной балкой (балкой жесткости) и продольными полосами (см. рис. 3). К балке приварены кронштейны для крепления стоек корпусов, продольных полос, предплужников и др. Навеска плуга служит для присоединения его к трактору.

Рама плуга разборная. Особенности ее конструкции позволяют путем переналадки в зависимости от плотности и влажности почвы установить рабочую ширину захвата плуга 0,90 или 1,05 м. Плуг оснащен прицепкой для борон, что дает возможность одновременно со вспашкой вести боронование почвы.

Корпуса плуга состоят из стойки, к которой прикреплен башмак с лемехом, отвалом и полевой доской (боковиной). Посредством замены башмаков с монтируемыми на них лемехами, отвалами и боковинами плуг может оборудоваться корпусами со скоростными, полувинтовыми, безотвальными и культурными поверхностями. Это значительно расширяет область применения плуга. Грудь отвала обычно делается съемной, что облегчает ее замену в случае износа.

Колесо с винтовым механизмом предназначено для установки и поддержания требуемой глубины вспашки.

Регулировки. Ширина захвата плуга. Для переоборудования плуга на ширину захвата 0,90 м его разбирают и балку жесткости поворачивают на 180° так, чтобы конец балки с квадратным отверстием-меткой на горизонтальной плоскости оказался сзади. После этого крепят остальные узлы и детали плуга.

Положение предплужника и дискового ножа относительно основного корпуса устанавливается таким образом, чтобы расстояние между носком лемеха предплужника и носком лемеха корпуса находилось в пределах 250–350 мм (рис. 6), а полевой обрез предплужника выступал за полевой обрез корпуса на 1–3 см в сторону невспаханного поля. Дисковый нож располагают так, чтобы его центр находился над носком предплужника или на 100–120 мм впереди его. Плоскость вращения диска должна быть смещена в сторону невспаханного поля от полевого обреза предплужника на 10–15 мм, а лезвие диска – находиться ниже лезвия лемеха предплужника на 20–30 мм.

Настройка рабочих органов плуга

Рис. 6. Настройка рабочих органов плуга: 1 – лемех; 2 – отвал; 3 – стойка; 4 и 7 – скобы; 5 – державка; 6 – грядиль; 8 – коленчатая стойка; 9 – вилка; 10 – дисковый нож

Глубину хода предплужника устанавливают равной 6–10 см. Для этого в стойке предплужника сделано пять углублений, которые совмещают с цилиндрическим выступом державки. При глубине вспашки 20, 22, 24, 26 и 27 см стойку закрепляют соответственно на первом (верхнем), втором, третьем, четвертом и пятом углублениях.

Ширину колеи трактора при ширине захвата плуга 1,05 м устанавливают 1500 мм, при ширине захвата 0,90 м – 1400 мм. Поскольку правые колеса тракторов идут по борозде, левые колеса больше буксуют из-за уменьшения массы трактора, приходящейся на них. Чтобы масса трактора распределялась на колеса более равномерно, их расставляют несимметрично: правые колеса смещают от продольной оси на 800 мм, левые – на 700 мм. Давление в шинах передних колес трактора устанавливают 0,10, задних – 0,17 МПа.

Вилки вертикальных раскосов соединяют с нижними тягами механизма навески болтами через круглые отверстия. Длину левого раскоса устанавливают равной 515 мм. Ограничительные цепи механизма навески трактора регулируют винтовыми стяжками так, чтобы они незначительно провисали, обеспечивая раскачивание плуга в транспортном положении не более чем на 20 мм в каждую сторону.

Глубину вспашки регулируют предварительно на ровной площадке. Под левые колеса трактора и опорное колесо плуга подкладывают бруски, высота которых на 2–3 см меньше глубины вспашки (т. е. на величину погружения колес в почву). Опустив плуг на площадку, устанавливают его раму в горизонтальное положение. Перекос рамы в продольной плоскости устраняют верхней центральной тягой, а перекос в поперечной плоскости – правым раскосом. При правильной установке долотообразные лемеха всех корпусов должны касаться площадки носками, а трапецеидальные – всей длиной лезвия.

Для облегчения установки глубины вспашки в поле на винтовом механизме опорного колеса, центральной тяге и правом раскосе механизма навески делают метки.

В поле перед проходом первой борозды по отметкам на стойке опорного колеса устанавливают предварительную глубину вспашки, равную 2/3 заданной. Во время прохода первой борозды необходимо, чтобы задний корпус вспахивал на глубину, установленную опорным колесом, а передний – на половину заданной глубины. После прохода двух-трех борозд приступают к окончательной регулировке глубины вспашки.

При работе с силовым регулятором опорное колесо плуга поднимают в крайнее верхнее положение или снимают. Глубину вспашки в этом случае устанавливают перемещением рукоятки силового регулятора.

2.5. Специальные плуги

Полунавесные оборотные плуги. Для гладкой пахоты почв, в том числе засоренных камнями, предназначены полунавесные оборотные плуги ППО-4-40К, ППО-5-40К, ППО-7-40К, ППО-8-40К, однотипные по устройству и регулировкам. Данные плуги агрегатируются с тракторами «Беларус» моделей 1221(22), 1522(23), 2522, 3022, 3522.

Устройство и подготовку к работе полунавесных оборотных плугов для вспашки почв, засоренных камнями, рассмотрим на примере плуга ППО-5-40.

Плуг полунавесной оборотный ППО-5-40 предназначен для гладкой пахоты на глубину до 27 см старопахотных слабо- и среднекаменистых почв с удельным сопротивлением до 0,09 МПа. Плуг агрегатируется с тракторами Беларус-1221, Беларус-1522, работает на всех типах почв с влажностью обрабатываемого слоя до 23 % при величине уклона поверхности поля, не превышающей 8°. Величина стерни и травостоя должна быть не более 25 см.

Устройство. Плуг ППО-5-40 состоит из следующих сборочных единиц: рама, тяговая балка, механизм оборота рамы, навеска, гидросистема, талреп, предохранители, рамка, ход колесный, механизм регулировки глубины пахоты, корпуса левооборачивающие с углоснимами левыми и корпуса правооборачивающие с углоснимами правыми (рис. 7).

Плуг пятикорпусный полунавесной оборотный ППО-5-40

Рис. 7. Плуг пятикорпусный полунавесной оборотный ППО-5-40: 1 – гидросистема; 2 – навеска; 3 – фиксатор; 4 – механизм оборота рамы; 5 – талреп; 6 – предохранитель; 7 – трубопровод; 9 – рама; 10 – рамка; 11 – гидроцилиндр; 12 – ход колесный; 13 – механизм регулировки глубины пахоты; 14 – ось; 15 – болт регулировочный; 16 – корпус левооборачивающий; 17 – корпус правооборачивающий

Механизм оборота рамы служит для перевода плуга из транспортного положения в рабочее и обратно, а также для поворота рамы плуга при вспашке правооборачивающими или левооборачивающими корпусами. Он состоит из корпуса, шлицевого вала с фланцем, упора, двух регулировочных болтов, гидроцилиндров, рычагов, фиксатора, крестовины, которая шарнирно крепится к понизителям корпуса (рис. 8).

Механизм оборота рамы

Рис. 8. Механизм оборота рамы: 1 – крестовина; 2 – понизитель корпуса; 3, 6, 14 – кронштейны; 4 – цепь; 5, 11 – гидроцилиндры; 7 – болт регулировочный; 8 – вал шлицевой с фланцем; 9 – опора; 10 – рычаги; 12 – корпус; 13 – упор; 15 – фиксатор

Упор устанавливается на шлицевом валу, к фланцу которого при помощи болтов крепится фланец рамы.

На рисунке показано положение механизма оборота рамы плуга при вспашке правооборачивающими корпусами. Для вспашки левооборачивающими корпусами масло подается в поршневую полость гидроцилиндра 5, шток которого с помощью рычага поворачивает упор вместе со шлицевым валом, поворачивая тем самым раму плуга с корпусами. При переходе верхней мертвой точки оборот плуга завершается под собственным весом, выдавливая масло из поршневой полости гидроцилиндра 5.

Фиксатор предназначен для жесткого соединения рамы плуга и механизма оборота рамы в транспортном положении.

Предохранитель служит для подъема корпуса плуга при наезде на препятствия (камни и др. предметы) и последующего заглубления корпуса после преодоления препятствия, а также для обеспечения устойчивой работы корпуса при вспашке почв различного механического состава, плотности и влажности.

Предохранитель состоит из грядиля, кронштейна, рычагов, тяги, рессоры и регулировочных болтов (рис. 9).

Предохранитель

Рис. 9. Предохранитель: 1 – упор; 2 – цапфа; 3, 13, 15, 20 – ось; 4, 5, 8, 12 – кронштейны; 6 – тяга; 7 – труба; 9, 10 – болты; 11 – грядиль; 14 – рессора; 16, 18 – рычаги; 17, 19 – болты регулировочные

Работа предохранителя заключается в следующем. При наезде на препятствие корпус выглубляется, нижние упоры грядиля выходят из контакта с нижними цапфами кронштейна 4, и грядиль, поворачиваясь относительно верхних цапф и одновременно перемещаясь вдоль тяги, разворачивает рычаг 18 относительно оси 20, сжимая рессору. После преодоления препятствия под действием сжатой рессоры происходит возвращение грядиля с корпусами в рабочее положение. Для регулировки предварительного усилия сжатия рессоры служит болт 17.

Гидросистема служит для перевода плуга из транспортного положения в рабочее и обратно, а также для перевода плуга из одного рабочего положения (вспашка правооборачивающими корпусами) в другое рабочее положение (вспашка левооборачивающими корпусами) и наоборот. Гидросистема включает два гидроцилиндра механизма оборота рамы (см. рис. 8), гидроцилиндр хода колесного, трубопроводы (см. рис. 7), рукава высокого давления, клапаны запорных устройств.

Талреп (см. рис. 7) служит для изменения ширины захвата первого корпуса (плуга) и устанавливается между кронштейнами основной балки рамы и тяговой балки.

Регулировки. Регулировку глубины пахоты производят рукояткой силового регулятора трактора, а также вращением гайки штока механизма регулировки глубины пахоты хода колесного. Обычно используют смешанный (позиционно-силовой) способ автоматического регулирования глубины пахоты. Установка заданной глубины пахоты производится непосредственно в поле.

Регулировка рабочей ширины захвата первого (переднего) корпуса плуга производится талрепом.

Регулировка рессорного предохранителя. Для обеспечения вспашки слабокаменистых и среднекаменистых почв различного механического состава, влажности и плотности предусмотрена регулировка натяжения рессоры при помощи болта 17 (см. рис. 9). Предварительно рессоры сжимаются до размера 700 мм. Болтом 19 производится перемещение тяги вправо или влево относительно стенок трубы для предотвращения задевания тяги за трубу при наезде на препятствие и выглублении корпуса.

Регулировка горизонтального положения рамы плуга в поперечном направлении производится регулировочными болтами 7 (см. рис. 8) механизма оборота и регулировочными болтами 15 (см. рис. 7), в продольном – рукояткой силового регулятора и положением гайки штока механизма регулировки глубины пахоты (см. рис. 7), а для плугов ППО-7-40К, ППО-8-40 – дополнительно вворачиванием или выворачиванием упоров заднего колеса.

Регулировка глубины углоснима в зависимости от глубины обработки и рабочей скорости производится перемещением его по стойке корпуса на глубину 12 см и более от поверхности.

Подготовка и регулировка тракторов. Навесная система тракторов для агрегатирования с плугами должна быть смонтирована по трехточечной схеме. Если трактора использовались в работе с прицепными орудиями, их необходимо демонтировать и переналадить навесную систему по трехточечной схеме.

На тракторах должны быть установлены полные комплекты передних балластных грузов, а передние шины заправлены раствором в соответствии с руководством по эксплуатации конкретного трактора.

Ширину колеи передних колес для тракторов «Беларус» моделей 1221(22), 1522(23), 2522, 3022, 3522 устанавливают 1800 мм, а задних – 1900 мм для тракторов моделей 1221(22), 1522(23) и 2000 мм для модели 2522. При работе пахотного агрегата правые или левые колеса трактора поочередно движутся по борозде.

С плуга снимают ось навески, устанавливают ее на нижних тягах навесной системы трактора, фиксируют чеками. Ограничительные цепи навесной системы трактора должны быть натянуты, блокируя нижние тяги между собой на одном уровне от земли, при этом расстояние от правой нижней тяги до правого заднего колеса должно быть равно расстоянию от левой нижней тяги до левого заднего колеса.

Агрегатирование плуга с трактором производят на ровной площадке. Для удобства агрегатирования навеску плуга соединяют с механизмом оборота цепью. Трактор задним ходом должен подъехать к плугу так, чтобы ось навески, установленная на нижних тягах навесной системы трактора, вошла в гнезда ловителей навески, затем следует зафиксировать ее фиксаторами. Центральную тягу навесной системы трактора соединяют с отверстием в верхней части стойки навески плуга.

Гидросистему плуга соединяют с гидросистемой трактора при помощи разрывных муфт и заполняют маслом из гидросистемы трактора.

Плуг переводят в транспортное положение при помощи рычагов распределителя и фиксируют механическими фиксаторами: рукояткой на механизме оборота, пальцем на регуляторе глубины. Электрооборудование используют только при транспортировании плуга по дорогам общего пользования; для этого следует размотать жгут проводов и вставить вилку в розетку трактора. Для плугов ППО-7-40К, ППО-8-40 необходимо дополнительно вынуть пружинные шплинты, освободив закрепленный на раме кронштейн с фонарями, установить его на фланце рамы и зафиксировать шплинтами, вставив последние в оси.

При переводе плуга из транспортного положения в рабочее электрооборудование следует отключить от трактора, а вилку вынуть из розетки, после чего смотать жгут проводов на раме плуга и вставить вилку в корпус розетки, закрепленной на раме плуга. Для плугов ППО-7-40К, ППО-8-40 необходимо дополнительно снять кронштейн с фонарями с фланца рамы, достав из осей пружинные шплинты, и зафиксировать его на осях вдоль рамы плуга, после чего жгут проводов смотать на кронштейне с фонарями и зафиксировать штепсельную вилку, установив ее в корпус розетки, расположенный на кронштейне с фонарями.

Проход первой борозды. Вне зависимости от формы контура поля первый проход выполняется строго прямолинейно. Первый проход осуществляется путем открытия борозды последним корпусом плуга. Второй проход – холостой с ориентацией борта трактора (левого или правого) по гребню отвального пласта. Третий проход – с ориентацией борта по борозде и работой на полную глубину всеми корпусами плуга.

При наличии препятствий в торцах полей (кюветы, канавы и др.) отбивается поворотная полоса путем пропахивания задним корпусом неглубокой (до 10 см) контрольной борозды. При свободном выезде на смежное поле контрольная борозда не отпахивается.

Регулировка пахотного агрегата. После открытия борозды необходимо откорректировать глубину пахоты. Для этого следует выровнять раму так, чтобы она была параллельна поверхности почвы при заглубленных корпусах. Перекосы рамы в поперечном направлении устраняют регулировочными болтами механизма оборота, в продольном – рукояткой силового регулятора и положением гайки штока механизма регулировки глубины пахоты. Для плугов ППО-7-40К, ППО-8-40 дополнительно вворачивают или выворачивают упоры заднего колеса.

Ширина захвата первого корпуса регулируется длиной талрепа, который расположен между рамой и тяговой балкой. Его сокращение увеличивает ширину захвата первого корпуса.

Корректировка глубины пахоты производится для того, чтобы все корпуса плуга вспахивали почву на одинаковую глубину.

После того как установлена заданная глубина пахоты и выдержана нормальная рабочая ширина захвата, должна производиться оценка качества пахоты плуга по следующим признакам: все корпуса, как правооборачивающие, так и левооборачивающие, после прохода должны оставлять одинаковые гребни, а борозды от прохода правооборачивающих корпусов должны быть одинаковы с бороздами от прохода левооборачивающих.

Движение агрегата осуществляют челночным способом. В конце загона производят выглубление корпусов и переводят плуг в транспортное положение. Затем с помощью гидроцилиндров механизма оборота осуществляют поворот рамы, таким образом нижние корпуса (например правооборачивающие) поднимаются вверх, а верхние (левооборачивающие) – опускаются вниз. Следовательно, вспашка на обратном ходе осуществляется левооборачивающими корпусами плуга. При этом левые колеса трактора идут по предыдущей борозде.

Запашка клина – при стыковом проходе первый корпус удерживается на глубине от 0,50 до 0,75 полной глубины.

Запашка поворотной полосы – оборот пласта в сторону основной пахоты, при этом в стыковом проходе (на линии контрольной борозды) первый корпус удерживается на глубине от 0,50 до 0,75 полной глубины.

Чизельные плуги (ПЧ-4,5 и др.) (рис. 10) могут применяться для безотвальной обработки любых почв, кроме засоренных камнями, а также рыхления почвы по отвальным и безотвальным фонам с углублением пахотного горизонта, глубокого рыхления почвы на склонах и паровых полях. В условиях Беларуси особенно рационально использовать чизельные плуги в севообороте раз в 3–5 лет после пропашных культур.

Чизельный плуг

Рис. 10. Чизельный плуг: а – общий вид; б и в – рыхлители; 1 – рабочие органы-рыхлители; 2 – опорное колесо; 3 – подвеска; 4 – регуляторы глубины обработки; 5 – рама; 6 – подставка; 7 – стойка; 8 – обтекатель; 9 – долото; 10 – стрельчатая лапа

Плуги состоят из сварной рамы с навесным устройством, пяти (ПЧ-2,5), девяти или одиннадцати (ПЧ-4,5) рабочих органоврыхлителей, опорных колес с регуляторами глубины обработки и подставки. Рыхлитель включает в себя стойку, обтекатель и долото.

Плуги комплектуются двумя типами сменных рабочих органов – рыхлительными долотами с шириной захвата 70 мм для чизелевания на глубину до 45 см и стрельчатыми лапами с шириной захвата 270 мм для интенсивного рыхления на глубину до 35 см и подрезания сорной растительности.

Для проведения обработки почвы на полях, засоренных камнями, предназначены плуги ПЧК-2,5 и ПЧК-4,5, оборудованные гидропневматическими предохранителями по типу плуга ПКГ-5-40В. Глубина обработки на чизельных плугах устанавливается регуляторами опорных колес – так же, как и на навесных плугах общего назначения.

Рабочие органы устанавливаются на соответствующую ширину междуследья в зависимости от глубины обработки (табл. 1).

Таблица 1. Расстановка рабочих органов чизельных плугов

Глубина обработки почвы, мм Ширина междуследья лап, мм
рыхлительных стрельчатых
20–30 400 400–500
30–35 400–500 500
35–45 500

Перед выездом в поле необходимо расставить опорные колеса так, чтобы в процессе работы в смежных проходах они не проходили по взрыхленной почве.

Кустарниково-болотные плуги предназначены для вспашки осушенных земель, покрытых кустарником высотой до 2 м, на глубину до 35 см, а также для вспашки земель после раскорчевки лугов при их коренном улучшении.

Рабочие органы кустарниково-болотных плугов обычно имеют ширину захвата 75–100 см и рабочую поверхность полувинтовой формы. Впереди корпуса устанавливаются черенковые ножи, разрезающие пласт, древесные и растительные остатки в вертикальной плоскости на всю глубину пахоты. При работе на почвах, покрытых густым кустарником, применяют плоские ножи с наклонным лезвием и двумя полозками, установленными по обе стороны ножа.

На болотах, покрытых кустарником, применяют только однокорпусные плуги, так как многокорпусные забиваются древесными остатками. Для обработки окультуренных торфяных болот, а также для вспашки болотной и луговой целины при освоении болот и заболоченных минеральных земель используют трехкорпусные навесные плуги моделей ПБН-3-50А и ПБН-6-50А (производство ПО «Кузлитмаш», г. Пинск), которые агрегатируются с тракторами тягового класса 3 и 5 соответственно.

Плантажные плуги предназначены для предпосадочной обработки почвы на глубину 40–80 см под сад, плодовые питомники, ягодники, лесные насаждения. Они оборудуются корпусами, имеющими культурную рабочую поверхность с удлиненным отвалом. Впереди корпусов устанавливаются предплужники с культурной или полувинтовой рабочей поверхностью. Между предплужником и корпусом устанавливается черенковый нож. Для уменьшения давления на стенку борозды и придания плугу устойчивости по ширине захвата полевые доски корпусов удлиняют и снабжают уширителями с общей высотой, равной максимальной глубине пахоты. Большая глубина обработки и тяжелые почвенные условия создают значительные нагрузки на детали плуга, поэтому их делают высокопрочными с износостойкими рабочими поверхностями.

Чтобы не образовывался высокий свальный гребень, плуг регулируют при первом проходе на 1/3 глубины вспашки, при втором – на 2/3 и при третьем – на полную глубину.

Ярусные плуги предназначены для основной обработки малоплодородных подзолистых, солонцовых и каштановых почв с целью их коренного улучшения. Их применяют также для глубокой вспашки почв под посев сахарной свеклы и других технических культур. Так как корпуса этих плугов установлены по высоте в два или три яруса, производится послойная обработка почвы и в пахотный горизонт вовлекаются ее нижние слои.

Двухъярусные плуги применяют для глубокой вспашки под технические и другие культуры. При обработке почвы корпус верхнего яруса подрезает верхний слой пахотного горизонта на глубину до 18 см, переворачивает его и укладывает на дно предыдущей борозды. Этот слой закрывается корпусом нижнего яруса, в результате чего обеспечивается глубокая заделка сорных растений и пожнивных остатков. Такая обработка проводилась на зараженных радионуклидами полях.

Трехъярусные плуги предназначены для коренного улучшения солонцовых почв путем крошения и перемешивания солонцового и подсолонцового горизонтов с сохранением на поверхности плодородного слоя почвы. Плуг имеет передний, основной, задний корпуса и черенковый нож.

При трехъярусной вспашке корпуса устанавливают так, чтобы верхний слой почвы оборачивался и укладывался на поверхность поля, а второй и третий слои менялись местами. Он может переналаживаться для двухъярусной вспашки.

2.6. Особенности вспашки при использовании тракторов с широкими шинами

Вождение колесного трактора по невспаханному полю вне борозды (режим Onland) всегда связано с риском разрушения ее вертикальной стенки и сползания в сторону пахоты. Такое явление характерно для склоновьх полей, на влажной почве, а также при запахивании свежевнесенных органических удобрений.

Поэтому все колесные трактора классической схемы при работе с оборотными плугами движутся с ориентацией левого или правого борта колес трактора по борозде (режим Offland). И если трактора тяговых классов 1,4 и 2,0 еще вписываются шинами задних колес в борозду, то трактора верхнего сегмента мощности (как импортные, так и отечественные) раздавливают ее с обеих сторон. Так, ширина захвата корпуса современного плуга увеличилась по сравнению с предыдущими поколениями плугов от 350 до 400 мм, т. е. на 14 %, в то время как ширина шин задних колес выросла на 92 % – от 380 мм (МТЗ-82) до 730 мм (Беларус-3522).

При таком внутреннем давлении, находясь в открытой борозде, шина заднего колеса на уровне половины глубины обработки (10–11 см от дна борозды) деформируется до 800 мм и увеличивает поперечный размер борозды в два раза. По причине раздавленной борозды обеспечить слитный стык в смежном проходе не представляется возможным. Существуют различные варианты решения обозначенной проблемы. Наибольшее распространение получило использование ножа для расширения борозды (бороздоделатель-расширитель) и лемешно-отвального корпуса в сочетании с дисковым ножом.

На рисунке 1.11 показан нож для расширения борозды, устанавливаемый на плугах фирмы Lemken. Нож привинчивают к полевой доске последнего корпуса посредством кронштейна.

Нож для расширения борозды увеличивает ширину борозды последнего корпуса. Его можно использовать при работе на легких и средних почвах.

Нож для расширения борозды

Рис. 11. Нож для расширения борозды: а – крепление ножа к полевой доске; б – профиль борозды; 1 – нож; 2 – кронштейн; 3 – полевая доска

При работе на более тяжелой почве вспаханная почва может оказаться с неровностями. В таком случае преимущество следует отдать использованию в качестве расширителя борозды лемешноотвального корпуса в сочетании с дисковым ножом (рис. 12). Корпус устанавливается последним по ходу движения плуга и имеет независимую регулировку глубины вспашки. При работе плуга дополнительный корпус в дополнение к основной борозде делает «маршрутную борозду», по которой будут двигаться колеса трактора. Такая конструкция обеспечивает также высокое качество работы без забивания по пласту многолетних трав и на почвах с большим количеством пожнивных остатков и корневищ сорняков.

Установка лемешно-отвального корпуса в качестве расширителя крайней борозды

Рис. 12. Установка лемешно-отвального корпуса в качестве расширителя крайней борозды: а – общий вид плуга с дополнительным корпусом; б – схема вспашки с расширителем крайней борозды

Данная конструкция нашла применение на плугах фирмы Rabe и Минойтовского ремзавода (ППО-9-45+1-30).

3. Машины и орудия для поверхностной обработки почвы

3.1. Классификация машин для поверхностной обработки почвы

Машины и орудия для поверхностной обработки почвы подразделяют на следующие группы:

бороны – предназначены для рыхления почвы с перемешиванием и выравниванием поверхности. Бороны классифицируют:

  • по назначению – на полевые, садовые, луговые и пастбищные;
  • по способу соединения с трактором:
        • на навесные;
        • прицепные;
  • по типу рабочих органов:
        • на дисковые – тяжелые, легкие полевые;
        • зубовые – тяжелые, средние, легкие;
        • ротационные – игольчатые, ножевые;

лущильники – для рыхления поверхностного слоя с целью закрытия влаги, провокации роста сорняков и частичной заделки растительных остатков (лущение может выполняться также дискаторами);

культиваторы:

  • для сплошной обработки:
        • с пассивными рабочими органами – паровые, чизельные, плоскорезы;
        • с активными рабочими органами – роторные;
  • для междурядной обработки (рыхление почвы и уничтожение сорняков) – пропашные;

катки – для уплотнения верхней части пахотного слоя и мульчирования поверхности: гладкие, кольчато-шпоровые, кольчатозубчатые, борончатые, прутковые, планчатые);

комбинированные агрегаты – выполняют несколько операций (обработка почвы, внесение удобрений, посев).

3.2. Дисковые орудия

Наиболее распространенными дисковыми орудиями являются бороны и лущильники. Диски бороны проходят по обрабатываемой полосе два раза, а лущильника – один раз.

Характерная особенность дисковых рабочих органов состоит в том, что в процессе работы они движутся поступательно и вращаются под действием реакции почвы. Поэтому они меньше забиваются растительными остатками.

Боронование – это мелкое рыхление почвы с одновременным перемещением частиц и выравниванием поверхности почвы.

Бороны дисковые обычно применяют для разрыхления почвы после сбора урожая, для ликвидации стерни, для измельчения комков на болотных, целинных, поросших сорняками землях. Эти бороны достаточно универсальны и высокопроизводительны, способны менять глубину обработки почвы в пределах от 3–5 см до 18–25 см, поэтому их можно использовать при самых разнообразных почвообрабатывающих технологиях. Обычно бороны дисковые применяют для разрыхления почвы после сбора урожая, для ликвидации стерни, для измельчения комков на болотных, целинных, поросших сорняками землях.

Дисковые бороны бывают:

  • полевые:
    • легкие (БДН-3 и др.);
    • тяжелые (Л-113-02 (БДТ-3), Л-114A-02 (БДТ-7), БДН-270, БДН-310 и др.);
  • садовые (БДН-1,3А, Л-120 или БДСТ-2,5, БДН-160, БДН-180, БДН-230 и др.).

Садовые бороны могут иметь сплошные или секционные батареи; на них могут устанавливаться сплошные или вырезные диски.

Одно из ведущих предприятий Республики Беларусь по производству дисковых борон – ОАО «Лидсельмаш».

Борона дисковая навесная Л-111-01 предназначена для работы на легких и средних почвах нормальной влажности. Агрегатируется с тракторами класса 1,4. Борона осуществляет рыхление пластов после вспашки, предпосевную обработку зяби, лущение стерни. Производительность – 1,5 га/ч.

Борона дисковая тяжелая Л-113-02 (БДТ-3) предназначена для разработки пластов почвы после отвальной вспашки, ухода за лугами и пастбищами, лущения стерни и предпахотной обработки почвы и используется во всех почвенно-климатических зонах. Глубина обработки при лущении стерни достигает 20 см, после вспашки – 12 см, на торфяных почвах (2–3 прохода) – 25 см.

Дисковая борона Л-113-02 состоит из рамы, на которой закреплены батареи сферических вырезных дисков, механизма выравнивания с винтом, транспортных колес и прицепа (рис. 13).

Борона дисковая тяжелая Л-113-02

Рис. 13. Борона дисковая тяжелая Л-113-02 (БДТ-3): 1 – прицепное устройство; 2 – регулировочный винт; 3 – колесо; 4 – рама; 5 – рычаг; 6 – тяга; 7 – гидроцилиндр; 8 – коленчатая ось; 9 – кулак; 10 – чистик; 11 – батареи

Дисковые бороны могут иметь различное число дисков на секциях. Дополнительный диск левой задней батареи обрабатывает полосу почвы, оставшуюся между передними батареями. Диски очищаются от налипающей почвы чистиками.

При рабочем движении по полю колеса поднимают. Диски за счет веса бороны и угла атаки входят в почву. Благодаря сферической поверхности дисков и их вращению почва поднимается по их внутренней поверхности, крошится и перемешивается. Острая кромка вырезных дисков измельчает стерню и корни. Выступы на кромке диска не дают образовываться ленте при работе на дернине и увеличивают глубину обработки.

Регулировки. Глубина обработки регулируется изменением угла атаки с помощью поворота наружных концов относительно неподвижно закрепленных внутренних концов батарей по серповидным отверстиям на раме либо в трех значениях: 12°, 15°, 18°. Угол атаки (рис. 14) расположен между направлением движения и плоскостью диска; чем он больше, тем больше глубина обработки.

Угол атаки

Рис. 14. Угол атаки

Для регулировки глубины обработки ослабляют гайки крепления секций и вынимают из фиксирующих отверстий штыри, гидросистемой поднимают раму от земли и трактором подают бороны вперед и назад. После поворота на задний угол атаки секции фиксируют штырем и закрепляют гайками. Окончательную регулировку на глубину обработки почвы производят в поле.

Равномерность глубины обработки передними и задними батареями регулируется винтовым механизмом, который через рычаг и тягу соединяется с коленчатой осью (см. рис. 13). Равномерность глубины хода рабочих органов достигается также изменением высоты прицепа бороны относительно поверхности поля при помощи навесного механизма трактора (у навесных рабочих органов — изменением длины центральной тяги).

Борона дисковая садовая БДН-1,3А предназначена для рыхления почвы и уничтожения сорной растительности в междурядьях ягодных кустарников и молодых садов. Ширина захвата составляет 1,3 м.

Основные узлы: две дисковые батареи и шарнирная параллелограммная рама с продольными и поперечными брусьями (рис. 15). В передней части рамы размещены кронштейны для навески на трактор и гидроцилиндр.

Борона дисковая садовая БДН-1,3А

Рис. 15. Борона дисковая садовая БДН-1,3А: 1, 2 – батареи; 3 – рама; 4 – гидроцилиндр; 5 – кронштейны; 6, 7 – регулировочные механизмы

На раме бороны можно устанавливать приспособление для рыхления почвы и подрезания сорняков в защитной зоне под кроной ягодных кустарников. Это приспособление выполнено из двух подрезающих ножей, укрепленных на поперечном брусе.

Борону поставляют в двух комплектациях: с приспособлением и без него. Производительность агрегата – 1,4–2,4 га/ч.

Регулировки. Глубина обработки регулируется изменением угла атаки с помощью регулировочных механизмов и по отверстиям на брусе рамы.

Смещение бороны в сторону от оси трактора. Во время обработки почвы между рядами садовых деревьев возможно регулирование агрегата таким образом, чтобы обработка почвы выполнялась как можно ближе к стволам деревьев. Для этого изменяют смещение бороны в сторону от оси трактора вправо на расстояние до 1,5 м, так как дисковые батареи шарнирно закреплены на раме. Эта регулировка производится с помощью гидроцилиндра, действующего от гидросистемы трактора.

Равномерность глубины обработки рабочими органами достигается при помощи навесного механизма трактора: вдоль хода движения – изменением длины центральной тяги, поперек хода движения – изменением длины боковых раскосов.

Борона дисковая садовая тяжелая Л-120 (БДСТ-2,5) (рис. 16) предназначена для глубокого рыхления почвы и уничтожения сорняков в междурядьях садов, а также для обработки почвы на открытых полях после уборки урожая. В рабочем положении борона является прицепным орудием, а для дальнего транспортирования переналаживается и навешивается на трактор.

Борона дисковая садовая тяжелая Л-120

Рис. 16. Борона дисковая садовая тяжелая Л-120 (БДСТ-2,5): 1, 2 – диски; 3 – крюк; 4 – сектор; 5 – кронштейн; 6 – прицепное устройство; 7 – рукава гидросистемы; 8, 13 – батареи; 9 – регулировочный механизм; 10 – брус; 11 – балластный ящик; 12 – гидроцилиндр

Борона состоит из двух дисковых батарей, смонтированных в форме буквы V. Диски 1 на передних батареях вырезные, предназначены для измельчения растительных остатков и заделывания их в почву. Диски 2 задних батарей могут быть вырезными и гладкими и производят дополнительное крошение и выравнивание почвы, исключая пропуск необработанных участков.

Регулировки. Глубина обработки (до 18 см) регулируется изменением угла атаки с помощью гидроцилиндра. Для установки батарей на необходимый угол атаки на брусе предусмотрено пять отверстий: четыре для установки соответствующего угла (12, 15 или 18°) в рабочем положении и одно для установки батарей в транспортное положение под углом 0°. Также для установки глубины обработки предусмотрены ящики для балласта.

Смещение бороны в сторону от оси трактора производят путем изменения расположения (влево или вправо) тяги прицепного устройства по сектору с отверстиями на расстояние до 2,5 м.

Дисковые бороны могут дополняться катком-выравнивателем, рыхлителями. Совмещение операций позволяет повысить качество обработки почвы и уменьшить число проходов агрегата по полю.

Лущильники используют для рыхления стерни на небольшую глубину с одновременным оборачиванием почвы с целью провоцирования всходов сорняков (эта операция называется лущением). При вспашке предварительно взлущенной почвы проросшие сорняки через 10–15 дней заделываются на большую глубину и там погибают.

Лущильники отличаются от дисковых борон тем, что имеют один ряд дисков. В ряде случаев для лущения используются дисковые бороны, чизельные культиваторы или комбинированные дисковые орудия (дискаторы).

Агротехнические требования к лущению стерни. Поля обрабатывают поперек направления движения уборочных агрегатов не позднее 2–3 дней после уборки урожая и за 12–14 дней до вспашки. Лущение стерни дисковыми лущильниками проводят на глубину 4–10 см. Отклонение средней глубины обработки от заданной допускается не более 2 см. Верхний слой почвы должен быть мелкокомковатым, а поверхность поля – слитной и ровной. Развальная борозда в стыке средних батарей не должна превышать глубину обработки.

3.3. Комбинированные дисковые орудия (дискаторы)

В зависимости от особенностей конструкции и изготовителя комбинированные дисковые орудия носят следующие названия:

  • комбинированная дисковая борона;
  • компактная дисковая борона;
  • ротационный культиватор;
  • стерневой культиватор;
  • дисковый мульчирователь;
  • дискатор.

Особенностями технологической схемы являются индивидуальная подвеска рабочих органов с расстановкой параллельными рядами; постановка дисков с углом атаки и углом крена; наличие щитков по крайним дискам; наличие выравнивателей-уплотнителей каткового типа.

Основные конструктивные параметры:

  • рабочие органы – диски сферические сплошные или вырезные диаметром 410–610 мм;
  • междисковое расстояние: 220–250 мм (двухрядные модели); 425–460 мм (четырехрядные модели);
  • угол атаки дисков – 15–25°;
  • угол крена – 20–35°;
  • высота рамы – 800 мм;
  • ширина захвата – 2,2; 3,0; 4,0; 4,5; 6,0; 10 м;
  • уплотнители катковые – гладкие, решетчатые, шпоровые.

Эксплуатационно-технологические параметры:

  • глубина обработки:
        • мульчирование – 3–5 см;
        • лущение – 8–10 см;
        • культивация – 10–16 см;
        • обработка почвы с разуплотнением – 16–25 см;
  • рабочая скорость – 8–15 км/ч;
  • способ движения – челночный;
  • расход топлива – 4,0–8,0 кг/га.

Агрегат дисковый почвообрабатывающий Lemken Rubin предназначен для обработки почвы на глубину до 12 см с измельчением пожнивных остатков и заделкой их в обрабатываемый слой почвы, полей после уборки зерновых, крупностебельных и технических культур, полей с сидератами, разделки пластов многолетних трав, а также предпосевной обработки почвы на глубину до 16 см. Выпускается в навесном (Lemken Rubin 9/300, АДПН-3) и прицепном исполнении (Lemken Rubin 9/600, АД-600 «Рубин») с шириной захвата 3 и 6 м соответственно. Агрегат АДПН-3 агрегатируется с тракторами Беларус-1522/2022, а АД-600 «Рубин» – с тракторами Беларус-3022/3522 и их модификациями. Производятся ОАО «Витебский мотороремонтный завод» и ОАО «Лидагропроммаш».

Агрегат Lemken Rubin 9 состоит из рамы, навесного устройства, двух рядов сферических вырезных дисков диаметром 610 мм и толщиной 6 мм, установленных на подпружиненных стойках, штригелей (отбойные решетки или граблины), катка прикатывающего, диска бокового ограничивающего, устройства регулирования глубины хода рабочих органов.

Схема агрегатов дисковых почвообрабатывающих Lemken Rubin 9

Рис. 17. Схема агрегатов дисковых почвообрабатывающих Lemken Rubin 9: а – навесной (АДПН-3); б – прицепной (АД-600 «Рубин»); 1 – рама; 2 – навесное устройство; 3 – устройство регулирования штригелей; 4 – устройство регулирования глубины хода рабочих органов; 5 – диск со стойкой; 6 – каток прикатывающий; 7 – штригели (отбойные решетки или граблины); 8 – диск боковой ограничивающий; 9 – ось навески; 10 – устройство ограничения угла откидывания; 11 – отверстие; 12 – распорка; 13 – зажимное устройство; 14 – регулировочные отверстия; 15 – брус; 16 – направляющие пластины; 17 – дышло; 18 – опора

При движении агрегата по полю вращающиеся диски разрыхляют и перемешивают слой обрабатываемой почвы, штригели в определенной степени выравнивают профиль почвы. Каток уплотняет взрыхленную почву.

При контакте с препятствием, например камнем, полусферические диски независимо друг от друга могут отклоняться вверх. Спиральные пружины сжатия служат для того, чтобы полусферические диски быстро возвращались в рабочее положение после преодоления препятствия.

Регулировки. Рабочая глубина хода сферических дисков спереди регулируется с помощью гидравлики трактора (прицепной агрегат), а сзади – перестановкой пальцев в отверстиях регулировочного механизма. Диапазон рабочей глубины от 4 до 12 см.

Передние и задние сферические диски, установленные наклонно, создают противоположные боковые силы, уравновешивающие друг друга. При этом может возникнуть боковой увод агрегата. У прицепного агрегата боковой увод устраняется путем подъема или опускания навески трактора, у навесного агрегата – изменением длины центральной тяги навески трактора:

  • боковой увод вправо => удлинить тягу;
  • боковой увод влево => укоротить тягу.

Положение боковых ограничивающих дисков регулируется с помощью зажимных устройств. Левый боковой ограничитель в рабочем положении должен находиться на высоте около 23 см от поверхности почвы, а правый боковой ограничитель – на высоте не меньше 14 см.

Положение штригелей устанавливается перестановкой пальцев в отверстиях регулировочного механизма как по расстоянию от сферических дисков, так и по высоте. Штригели располагают как можно ближе к сферическим дискам для увеличения эффекта выравнивания. Они не должны касаться поверхности почвы, а лишь крошить и целенаправленно укладывать срезанный слой почвы.

Угол установки направляющих пластин должен быть отрегулирован так, чтобы они заполняли почвой борозду, оставляемую задним левым сферическим диском. Направляющие пластины должны быть расположены немного ниже, чем зубья штригеля.

Зазор между чистиком и корпусом катка регулируется перемещением чистика в овальных отверстиях (если это предусмотрено конструкцией катка).

Давление прикатывающих катков на почву обычно изменяют пружинами или дополнительными прижимными устройствами.

У прицепного агрегата во время работы ходовая часть может быть слегка приподнята, из-за чего на катки оказывается дополнительное давление. Если давление оказывается слишком высоким и катки забиваются почвой или слишком глубоко в нее входят, рекомендуется опустить ходовую часть. В этом случае ходовая часть будет оставлять на поле следы, однако это не имеет большого значения по причине низкого веса. С навешенной или смонтированной рядной сеялкой ходовую часть можно только разгрузить, но не поднять.

В зависимости от исполнения гидравлического блока управления в сочетании с комбинированным седельным устройством настраивается сжимающая нагрузка на катки.

У навесного агрегата давление катков на почву изменяется путем изменения наклона центральной тяги навески трактора и перестановкой оси навески в одно из двух положений по высоте. При этом регулирующая гидравлика должна быть переключена на плавающее положение или смешанное регулирование.

Если центральная тяга навески трактора наклонена слишком сильно, ухудшаются втягивающие свойства ротационного культиватора, почва уплотняется слабо; при меньшем наклоне уплотнение почвы среднее; если верхняя тяга расположена горизонтально, уплотнение почвы сильное.

Возможно одно из двух положений оси навески по высоте: верхнее положение следует выбирать в тех случаях, когда требуется получить лучшее заглубляющее втягивание культиватора в почву и большее прикатывающее действие катков; нижнее положение – только в том случае, если катки нагружаются слишком большим давлением и из-за этого сильно забиваются почвой.

Предотвращение раскачивания навесного агрегата достигается выбором большей рабочей глубины либо более высокой рабочей скорости. Если это не приводит к успеху, центральную тягу навески трактора следует соединить с продолговатым отверстием навесного устройства.

Гидросистему трактора необходимо переключить на позиционное регулирование и при этом отрегулировать так, чтобы во время работы палец центральной тяги был расположен посередине продолговатого отверстия. Это предотвращает раскачивание агрегата во всех рабочих ситуациях независимо от рабочей глубины и рабочей скорости.

У навесного агрегата воображаемая точка пересечения нижних тяг должна находиться посередине между передней и задней осью трактора.

При подготовке к работе прицепного агрегата нижние тяги навески трактора должны быть заблокированы по бокам. Необходимо также заблокировать маятниковое компенсирующее устройство нижних тяг (продолговатые отверстия в боковых раскосах навески трактора), чтобы не нарушалась работа устройства ограничения угла откидывания. Ось навески требуется привести в верхнее или нижнее положение, для чего соединить распорку с верхним отверстием дышла. Нижнюю точку приложения тяговой силы следует выбирать для тракторов с гусеничным шасси или в случае слишком высокой разгрузки передней оси трактора. Если орудие плохо входит в грунт или трактор слишком сильно пробуксовывает, необходимо выбрать верхнюю точку приложения силы тяги.

Агрегат дисковый почвообрабатывающий Lemken Heliodor (АДГ-600 «Гелиодор») предназначен для обработки полей после уборки зерновых и технических культур, весенней обработки зяби, а также предпосевной обработки почвы.

Схема агрегата Lemken Heliodor показана на рисунке 18. Агрегат состоит из основной двухсекционной рамы, двух секций (на рисунке показана левая секция), двух маркеров, гидросистемы, электрооборудования. Каждая секция состоит из двух рядов закрепленных отдельно друг от друга особо износостойких зубчатых полусферических дисков диаметром 455 мм и толщиной 5 мм. Каждый диск крепится на раме с помощью пластинчатой пружины. Одновременно пластинчатая пружина является автоматическим механизмом защиты от перегрузок. Дополнительно секция оснащена прикатывающим катком. Секции рамы с установленными на них узлами и деталями переводятся (складываются) в транспортное положение посредством гидросистемы агрегата.

Левая секция агрегата дискового почвообрабатывающего Lemken Heliodor

Рис. 18. Левая секция агрегата дискового почвообрабатывающего Lemken Heliodor (АДГ-600 «Гелиодор»): 1 – рама; 2 – устройство регулирования глубины хода рабочих органов; 3 – катковая секция; 4 – регулировочные отверстия; 5 – диск со стойкой; 6 – диск боковой ограничивающий; 7 – планировочный брус; 8 – гидроцилиндр регулирования планировочного бруса

Дышло, транспортировочные колеса, гидросистема и основные регулируемые параметры аналогичны прицепному агрегату Lemken Rubin 9/600 (АД-600 «Рубин»), описанному выше. Особенностью конструкции является наличие планировочного бруса, зубья которого по углу наклона регулируются гидравлическим цилиндром. Предварительно они устанавливаются на расстоянии 3–4 см над поверхностью почвы. Точная регулировка выполняется на поле. Зубья планировочного бруса могут быть закреплены в трех различных положениях по высоте, например при износе дисков. Для этого существуют отверстия на кронштейне крепления бруса к раме. Наконечники зубьев при износе также могут быть передвинуты по изогнутой пружине. Для этого существуют дополнительные отверстия.

Основные неисправности дисковых орудий и способы их устранения приведены в таблице 2.

Таблица 2. Возможные неисправности дисковых орудий и способы их устранения

Признак

неисправности

Причина возникновения Способ устранения
Отдельные дисковые батареи не вращаются, не подрезают растительные остатки и сгруживают почву Забивание дисков растительными остатками Задевание скребков за диски

Отсутствие смазки в подшипниках батарей

Поднять секцию гидроцилиндром и очистить батарею Установить между скребками и дисками зазор 1–2 мм Смазать подшипники
Дисковые батареи вращаются, но не подрезают растительные остатки

Крайние диски средних батарей задевают один за другой

Затупление дисков

Недостаточен угол атаки Не отрегулирована батарея

Неправильная сборка

Заточить диски до толщины лезвия 0,3–0,4 мм Увеличить угол атаки Отрегулировать батарею так, чтобы все диски заглублялись одинаково

Устранить неправильность сборки

3.4. Культиваторы

Культивацией называется прием обработки почвы, главное назначение которого – борьба с сорной растительностью. Одновременно производится рыхление и выравнивание почвы.

Агротехнические требования. Предпосевную культивацию проводят на глубину заделки семян. Неравномерность глубины обработки должна быть в пределах 1 см. Высота гребней взрыхленного слоя не должна превышать 3–4 см, поэтому одновременно с культивацией, как правило, проводят боронование. Рабочие органы культиватора не должны выносить на поверхность нижний влажный слой почвы. Дно борозды и поверхность поля должны быть ровными, а сорные растения – полностью подрезаны. Сплошную культивацию проводят поперек предыдущей обработки или под углом к ней.

Культиваторы подразделяются:

  • по назначению:
    • для сплошной (паровой) обработки почвы на глубину до 12– 14 см;
    • глубокого рыхления почвы на глубину до 25 см (чизельные);
    • междурядной обработки почвы (пропашные);
    • специальные (противоэрозионные, садовые и др.);
  • по способу агрегатирования – на навесные и прицепные;
  • по способу использования энергии рабочими органами – с пассивными, активными и комбинированными рабочими органами.

Культиваторы для сплошной обработки почвы. Культиватор паровой состоит из рамы, грядилей, рабочих органов и приспособления для навески борон (рис. 19, а). У прицепного культиватора имеется сница, а у навесного – замок автосцепки колес с механизмом регулировки глубины хода рабочих органов. Для поддержания заданной глубины обработки почвы грядили шарнирно связаны с рамой и подпружиненными штангами.

Рабочими органами культиваторов (рис. 19, б, д, е, ж) служат стрельчатые лапы или наральники, которые крепятся на жестких или пружинных стойках. Лапы на культиваторах размещают в шахматном порядке. Стрельчатые лапы устанавливаются с перекрытием 40–50 мм, чтобы обеспечить полное подрезание сорняков. Рыхлительные лапы размещают таким образом, чтобы каждый наральник делал свою собственную бороздку и не шел по следу передних рядов лап.

На больших массивах целесообразно использовать широкозахватные культиваторы типа КШУ с шириной захвата до 18 м (КШУ-12, КШУ-18). Рабочие органы этих культиваторов – стрельчатые лапы с шириной захвата 330 мм расположены в три ряда, что увеличивает расстояние между ними и снижает вероятность забивания орудия.

Культиваторы КШУ не рекомендуется применять на почвах, засоренных камнями и корнеотпрысковыми сорняками (пыреем). Здесь лучше использовать культиваторы КПЗ-9,7 или КШП-8, оборудованные четырьмя рядами S-образных пружинных рабочих органов. На основной раме и секциях культиваторов нанесены метки для расстановки рабочих органов.

Культиватор паровой и его рабочие органы

Рис. 19. Культиватор паровой и его рабочие органы: а – общий вид культиватора; б – универсальная стрельчатая лапа; в – варианты положения лапы в вертикальной плоскости: I – на рыхлых почвах; II – на плотных почвах; III – неправильная установка; г и з – расстановка стрельчатых и рыхлых лап; д, е и ж – рыхлительные лапы на дугообразной, S-образной и жесткой стойке; 1 – рама; 2 – уголок; 3 – грядили; 4 – штанга с пружиной; 5 – колесо; 6 – рабочие органы; 7 – понизитель; 8 – приспособление; 9 – пружинная боронка; 10 – штанга с пружиной; 11 – гидроцилиндр; 12 – сница; 13 – прицепная серьга; 14 – подставка; 15 – регулятор глубины; 16 – стрельчатая лапа; 17 – стойка; 18 – болты; 19 – держатель; 20 – штанга; 21 – пружина; 22 – шплинт; 23 – наральник

В ПО «Кузлитмаш» (г. Пинск) разработаны и выпускаются паровые культиваторы КПН-4М, КПН-5,6, КПН-8,4. Для агрегатирования с тракторами классов 0,4–0,6 разработан культиватор КПН-1,8.

Культиваторы состоят из рамы с навесным устройством, опорных колес с механизмом регулирования глубины обработки почвы, подпружиненного выравнивающего бруса, рыхлительных S-образных зубьев, пружинной боронки или прутковых катков. Для лучшего копирования поверхности почвы на культиваторах КПН рабочие органы закреплены секционно на рамках, которые шарнирно связаны с продольными балками рамной конструкции. Навесная конструкция обеспечивает хорошую маневренность агрегата.

Общей тенденцией в совершенствовании рабочих органов культиваторов является все более широкое применение различных по конструкции пружинных культиваторных зубьев. Главным их достоинством являются повышенная прочность и надежность в работе. При взаимодействии с почвой наральник совершает продольные и поперечные колебания, что значительно повышает качество обработки почвы.

Регулировки. Паровые культиваторы регулируются на ровной площадке. Рама культиватора должна быть параллельна опорной поверхности площадки. У прицепных культиваторов это достигается установкой сницы, у навесных – регулировкой механизма навески трактора.

Колеса культиватора устанавливают на прокладки, толщина которых равна заданной глубине обработки почвы, уменьшенной на 2–4 см – глубину погружения колес в почву. Винтом механизма регулировки глубины хода рабочих органов следует опустить раму культиватора так, чтобы носки наральников коснулись площадки. Стрельчатые лапы должны коснуться поверхности площадки по всей длине режущих лезвий, при обработке тяжелых почв допускается наклон лап вперед на 2–3° (рис. 19, в).

Регуляторы глубины обработки на различных культиваторах располагаются в следующих местах: рядом с опорными колесами (КПС, КШП, КПН), на штоке гидроцилиндра (КПЗ), на прицепном устройстве (КШУ). Если культиватор состоит из нескольких секций, на боковых секциях могут стоять дополнительные регуляторы глубины или догружатели.

Неравномерное по высоте расположение рабочих органов (некоторые лапы не касаются опорной площадки) устраняется перемещением стоек лап в держателях вверх или вниз.

При наличии на культиваторе подпружиненных грядилей (КПС-4) изменением жесткости пружин добиваются равномерного хода по глубине всех рабочих органов.

Культиваторы-глубокорыхлители предназначены для рыхления почв, углубления подпахотного слоя, безотвальной обработки зяби весной вместо перепашки, разделки пласта многолетних трав, обработки почвы по стерне зерновых культур.

К культиваторам-глубокорыхлителям относятся чизельные культиваторы (КЧН-1,8, КЧ-5,1), которые состоят из рамы, чизельных рабочих органов, опорных колес, полуавтоматической сцепки, механизма регулировки глубины хода рабочих органов. Рабочие органы культиватора изготавливаются из пружинной высококачественной легированной стали и отличаются надежностью и способностью отклоняться при наезде на камни и другие препятствия.

Пропашные культиваторы для междурядной обработки почвы типа КМС, КОН, КРН, УСМК и т. п. предназначены для механических обработок междурядий пропашных культур. Все они сходны по устройству и состоят из рамы с замком автосцепки, секций с рабочими органами, опорных колес, туковысевающих аппаратов и механизмов привода.

Секция пропашного культиватора состоит из грядиля, на котором крепятся призмы с накладками для боковых держателей рабочих органов, копирующего колеса и переднего кронштейна (рис. 20). Это дает возможность устанавливать секции в разных местах бруса для обработки междурядий шириной 60–70 см. Наличие стяжной гайки (талрепа) с правой и левой резьбой позволяет изменять угол вхождения лап культиватора в почву.

Секция пропашного культиватора

Рис. 20. Секция пропашного культиватора при настройке на глубину обработки h с учетом глубины вдавливания колеса hк

Высокая степень универсализации обеспечивает выполнение технологических операций с высоким качеством. На культиваторах модернизированных конструкций установлены усовершенствованные туковысевающие аппараты АТП-2 увеличенной емкости. Культиваторы КРН-4,2Б и КРН-5,6Б могут быть укомплектованы набором рабочих органов для возделывания овощных культур по интенсивной технологии.

При необходимости междурядные обработки совмещают с рыхлением и уничтожением сорняков в защитных зонах рядков, подкормкой и окучиванием растений.

На пропашных культиваторах могут применяться в зависимости от обрабатываемой культуры и вида выполняемой работы различные рабочие органы (рис. 21).

Рабочие органы пропашных культиваторов

Рис. 21. Рабочие органы пропашных культиваторов

Односторонние плоскорежущие и стрельчатые плоскорежущие лапы (рис. 21, а, б) служат для подрезания сорняков.

Стрельчатые универсальные лапы (рис. 21, в) используют для рыхления почвы на глубину до 12 см и подрезания сорняков при сплошной обработке почвы и обработке междурядий овощных культур, картофеля и свеклы. Ширина захвата лап 220, 270, 300 и 385 мм.

Ротационные универсальные боронки (типа БРУ-0,7) (рис. 21, г) необходимы для рыхления почвы до и после всхода растений, а также для уничтожения сорняков на посадках картофеля, посевах корнеплодов и других культур, возделываемых на гребнях. Секция боронки состоит из двух зубовых полусекций, соединенных кронштейном, который присоединен к поводку. Заглубление секций регулируют нажимной штангой, а также поворотом оси барабанов относительно стенок гребней и направления движения агрегата. При бороновании до всходов устанавливают цилиндрические и конические барабаны, при бороновании по всходам цилиндрические барабаны снимают.

Долотообразные рыхлительные лапы (рис. 21, д) служат для рыхления междурядий на глубину до 16 см. Носок стойки отогнут вперед и заострен в виде долота шириной 20 мм. Такая лапа хорошо воздействует даже на уплотненную твердую почву и уничтожает сорняки.

Подкормочный нож (рис. 21, е) используется для рыхления почвы в междурядьях с одновременным внесением минеральных удобрений. Нож представляет собой рыхлительную долотообразную лапу с раструбом.

Лапы-отвальчики (рис. 21, ж, н) изготавливают право- и левооборачивающими. Эти рабочие органы используют в сочетании со стрельчатыми лапами для междурядной обработки пропашных и овощных культур. Отвальчики подрезают сорняки в междурядьях, рыхлят почву на глубину до 6 см и частично отваливают почву в защитные зоны, засыпая всходы сорняков.

Прополочные боронки (рис. 21, з) применяют для рыхления почвы в междурядьях и защитных зонах, для уничтожения сорняков на плантациях высокостебельных культур. Прополочная боронка состоит из рамки, к которой прикреплены пружинные зубья. При обработке защитных зон устанавливают шесть зубьев, при обработке междурядий – девять. За счет шарнирного крепления рамки на кронштейне зубья боронки хорошо приспосабливаются к рельефу почвы.

Ротационные игольчатые диски (рис. 21, и, л, м) предназначены для разрушения поверхностной корки и уничтожения сорной растительности в междурядьях и в защитной зоне пропашных культур. Диски полнее вычесывают сорняки, если выпуклая сторона игл направлена против движения агрегата. При обратной установке они сильнее рыхлят почву.

Окучивающий корпус с пальцевыми решетками и расширенным наральником (рис. 21, к). Наральник представляет собой стрельчатую лапу. Через просвет между наральником и отвалом на дно борозды просыпается рыхлая почва, а пальцы решетки рыхлят боковые стенки борозды и гребней. Глубина обработки почвы достигает 16 см, высота гребней – до 25 см. Для окучивания применяют также двух- и трехъярусные лапы, которые лучше крошат почву и перерезают сорняки.

Щитки (рис. рис. 21, о) используют для защиты рядков растений от засыпания их почвой при междурядной обработке во время движения агрегата на повышенных скоростях. Над рядком растений щиток монтируют так, чтобы расстояние от его нижней кромки до поверхности почвы равнялось 1–2 см, а от его переднего обреза до носка полольной лапы в направлении движения агрегата – 20 см.

Важные технологические операции на интенсивных посевах картофеля может провести фрезерный культиватор КВК-4. Он предназначен для фрезерования почвы с одновременным образованием высокообъемных гребней. Культиватор включает фрезу, гребнеобразователь, редуктор и опорные катки. Фреза представляет собой горизонтальную трубу-ось, на которой по винтовой линии расположены скобы с ножами-зубьями. Производительность агрегата составляет около 1 га/ч.

Обрабатывают картофель фрезерным культиватором однократно на 12–15-й день после посадки. Культиватором формируют высокообъемный гребень. После этого проводят другие операции в соответствии с технологией выращивания картофеля. В их числе обработка гербицидом Зенкор за 2–3 дня до появления всходов или при высоте растений не более 5–7 см. Фрезерный культиватор исключает повреждения корневой системы, столонов и ботвы рабочими органами машины. Кроме того, сохраняется заданная густота посадки клубней и создается мелкокомковатая структура почвы в гребне, что обеспечивает лучшие условия для развития растений и накопления урожая.

Культиватор фрезерный КФ-5,4 предназначен для обработки междурядий сахарной свеклы и других низкостебельчатых культур, посеянных с междурядьем 45 см на уплотненных землях, где культиваторы с пассивными рабочими органами не обеспечивают нужного качества обработки, а также на пойменных и торфяных почвах.

Культиватор КФ-5,4 представляет собой навесную машину, состоящую из рамы, на которой крепятся замок автосцепки, два несущих колеса, двенадцать секций рабочих органов, конический редуктор, шесть опор, две подставки (рис. 22).

Фрезерный культиватор КФ-5,4

Рис. 22. Фрезерный культиватор КФ-5,4: а – схема рабочего процесса; б – рабочая секция; 1 – карданная передача; 2 – винтовой механизм; 3 – рама; 4 – редуктор; 5 – штанга; 6 – вал; 7 – корпус; 8 – диск; 9 – кожух; 10, 12 – ножи; 11 – фартук; 13 – цепная передача; 14 – колесо

Фрезерный барабан каждой секции приводится во вращение системой передач от вала отбора мощности трактора. Рабочие секции присоединены шарнирно к трансмиссионному валу. Относительно точки их присоединения секции направлены назад. Привод секции представляет собой одноступенчатый цепной редуктор, внутри корпуса которого расположены на валах ведущая, ведомая и натяжная звездочки. Они соединены двухрядной цепью, натяжение которой обеспечивается поворотом эксцентрика натяжной звездочки.

ОАО «Мозырьтехсервис» выпускает культиватор фрезерный навесной КФН с шириной захвата 2,5 м, аналогичный по устройству культиватору КФ-5,4.

НПО «Белсельхозмеханизация» разработан культиватор-растениепитатель КОК-2,8, предназначенный для ухода за посадками картофеля на почвах, свободных от камней или засоренных камнями диаметром не более 100 мм. Машина состоит из рамы, брусьев рабочих секций, ротационных боронок, пружинных стоек с лапами, дисковых окучивающих корпусов и опорных колес. Агрегатируется культиватор с тракторами класса 1,4. Основными отличиями культиватора КОК-2,8 являются использование ротационных боронок и увеличение количества интервалов регулировок угла атаки окучивающих дисков. Рабочие скорости движения культиватора, а также технологические регулировки устанавливаются в зависимости от вида выполняемой операции, а также состояния почвы и фазы развития растений.

Для предпосевной послойной обработки почвы при возделывании овощных культур предназначен грядоделатель ГКП-4,2 (рис. 23). Секции грядоделателя крепятся к раме и имеют бороздообразователи-окучники, закрепленные на пружинных стойках. С помощью параллелограммной навески к раме крепятся секции катков с выравнивателем.

За один проход грядоделатель нарезает три гряды. При переоборудовании он может производить насыпку 4–6 гребней и окучивание с боронованием. Может работать на засоренных камнями почвах в агрегате с тракторами класса 1,4. Обеспечивает производительность около 3 га/ч.

Грядоделатель для овощных культур

Рис. 23. Грядоделатель для овощных культур (а) и схемы образуемых грядок (б)

Специальный грядковый культиватор КГО-4,2 (модификация культиватора КОР-4,2А-0,3) обеспечивает уход за посевами овощных культур на грядах. Он выполняет сплошную обработку после посева и появления всходов, борьбу с почвенной коркой, междурядную обработку с минимальной защитной зоной, уничтожение сорняков на откосах гряд, глубокое рыхление между грядами и подкормку твердыми минеральными удобрениями. Производительность культиватора составляет 1,8–3,6 га/ч.

Особенности регулировки пропашных культиваторов. С учетом ширины междурядья расставляются колея трактора и секции на раме культиватора (лучше с использованием специальной разметочной доски).

В соответствии с целями обработки выбирается тип рабочих органов и производится их расстановка на секциях с учетом ширины защитной зоны.

Для регулировки глубины под копирующее колесо секции кладется прокладка меньше заданной глубины обработки на 2–4 см. Освобождая крепления в держателях, опускают рабочие органы до касания с площадкой, а затем закрепляют их. На культиваторах, имеющих механизм регулирования положения копирующего колеса, одно деление сектора механизма соответствует 20 мм (КРН-5,6; КОР-4,2) и 15 мм (УСМК-5,4) изменения глубины хода рабочих органов.

Глубина обработки почвы в междурядьях фрезерными культиваторами регулируется опорными колесами и верхней тягой трактора. Глубина обработки почвы в междурядьях устанавливается при первых проходах культиватора.

Перед заездом в междурядья необходимо определить проходы сеялки и вести обработку только по следу хода сеялки, направляя трактор так, чтобы стыковое междурядье обрабатывалось за два прохода, т. е. ширина культиватора должна быть равной ширине захвата сеялки или в целое число раз меньше ее.

Специальные культиваторы. Один из способов предотвращения водной и ветровой эрозии почвы – это сохранение растительных и пожнивных остатков на ее поверхности. Для этой цели применяют культиваторы-плоскорезы-глубокорыхлители КПГ-250А, КПШ-5, которые состоят из центральной рамы с замком автосцепки, двух опорных колес с механизмами регулирования глубины обработки почвы и рабочих органов.

Рабочий орган представляет собой плоскую стойку с пяткой, к которой присоединен башмак. На башмаке крепят левый и правый лемеха и долото.

Регулировки. Перед выездом в поле агрегат устанавливают на заданную глубину так же, как и навесной плуг. Для обработки рыхлых почв рабочие органы устанавливают горизонтально (рис. 24).

Схема установки плоскорежущих рабочих органов

Рис. 24. Схема установки плоскорежущих рабочих органов на легких (а), тяжелых (б) и средних (в) почвах: 1 – рама; 2 – продолговатое отверстие крепления стойки; 3 – упорный (регулировочный) винт; 4 – стойка; 5 – лемех; 6 – долото

При обработке плотных, тяжелых почв рабочие органы устанавливают с наклоном вперед так, чтобы задние концы лемехов были выше передних на 1,5–2,0 см. Для этой цели заднее отверстие крепления стойки выполнено овальным.

Основные неисправности культиваторов и способы их устранения приведены в таблице 3.

Таблица 3. Возможные неисправности культиваторов и способы их устранения

Признак

неисправности

Причина возникновения Способ устранения
Глубина обработки не соответствует заданной Неправильная установка опорных колес по высоте Лапы установлены с наклоном вперед или назад

Не отрегулировано сжатие нажимных пружин

Установить колеса правильно регулировочными винтами

Установить стойки в держателе так, чтобы лезвия лап касались опорной поверхности

Отрегулировать сжатие нажимных пружин перестановкой шплинта в отверстиях штанг

Высота гребней обработанной почвы выше 4 см Забивание сорняками, почвой рабочих органов Рабочие органы установлены на разную глубину Очистить рабочие органы

Установить одинаковую глубину всех рабочих органов перемещением стоек в держателях; отрегулировать сжатие нажимных пружин

Не полностью подрезаются сорняки Затупление лезвий рабочих органов

Отсутствие перекрытия между рабочими органами

Заточить лезвия или заменить рабочие органы (толщина лезвия лап не должна быть более 1 мм)

Установить рабочие органы с перекрытием 3–4 см

Нижние влажные слои почвы выносятся на поверхность поля Неправильная установка лап (с наклоном вперед или назад) Установить лапы так, чтобы их лезвия касались опорной поверхности

3.5. Зубовые бороны и катки

Бороны. Зубовые бороны должны рыхлить почву на глубину 3–10 см, чтобы поверхностный слой состоял из комков размером 1–4 см. Поверхность поля после прохода должна быть ровной. Высота гребней и глубина борозд допускаются не более 3–4 см. При поверхностной обработке посевов зубовыми и сетчатыми боронами повреждения растений не должны превышать 3 %. При прикатывании почва должна быть уплотнена на глубину до 7 см, а поверхностный слой разрыхлен на глубину до 2–3 см.

В зависимости от веса, приходящегося на один зуб, зубовые бороны подразделяют:

  • на легкие (до 10 Н на зуб);
  • средние (10–15 Н на зуб);
  • тяжелые (более 15 Н на зуб).

При подготовке бороновального агрегата к работе необходимо укомплектовать его боронами одного типа. Выбор борон зависит от влажности, плотности, степени заплывания и других особенностей почвы. Обычно применяют тяжелые БЗТС-1,0 (рис. 25, а) или средние БЗСС-1,0 бороны. Каждое звено бороны проверяют на ровной площадке на отсутствие деформаций рамы и зубьев. Бороны соединяют с поперечной трубой цепями, а между собой планками. Длину прицепных цепей выбирают такой, чтобы передние и задние зубья при работе не выглублялись из почвы, а устойчиво шли на заданной глубине. На тяжелых почвах необходимо применять двухследные бороновальные агрегаты. Для этого бороны присоединяют в сцепке в два ряда, причем зубья второго ряда борон не должны идти по следу зубьев первого ряда.

Для получения качественной обработки поверхности поля при бороновании необходимо, чтобы каждый зуб бороны при установке на разметочной площадке совпадал с линиями, проведенными с расстоянием 49 мм (отклонение не более 5 мм). Допустимые просветы между концами отдельных зубьев и опорной плоскостью должны быть не более 10 мм. В зависимости от положения скоса зубьев к направлению движения может изменяться глубина обработки.

Сетчатая борона (рис. 25, б) применяется для рыхления верхнего слоя почвы и уничтожения сорняков при бороновании гребневых посадок картофеля. Звеньями полотна являются круглые стальные прутки с заостренными или тупыми концами – зубьями. При работе зубья бороны хорошо копируют неровности почвы.

Зубовые бороны и их рабочие органы

Рис. 25. Зубовые бороны и их рабочие органы: а – зубовая тяжелая БЗТС-1,0; б – сетчатая БСО4-А; в – шлейф-борона ШБ-2,5; г – виды зубьев: I–III – соответственно квадратного, круглого и овального сечений; IV – лапчатый; V – сетчатой бороны; VI – ножевидные луговой бороны; VII – пружинной бороны; 1 и 2 – планки рамы; 3 – зуб; 4 – прицепное устройство; 5 – брус навески; 6 – стойка; 7 – палец; 8 и 13 – цепи; 9 – кронштейн; 10 – тяга; 11 – рамка; 12 – сетчатое полотно; 14 – шлейф; 15 – регулятор наклона ножа; 16 – вага; 17 – нож; 18 – уголок-гребенка

Шлейф-борона (рис. 25, в) применяется в овощеводстве для боронования с целью закрытия влаги и разравнивания гребней после вспашки. К прицепу бороны присоединены цепями два звена. Каждое из них имеет нож, граблину для рыхления почвы и шлейф из соединенных цепями стальных уголков, служащих для выравнивания поверхности почвы. В зависимости от условий работы и требуемой глубины обработки специальными рычагами изменяется угол наклона ножа.

На различных типах борон могут применяться квадратные, круглые, овальные, ножевидные, лапчатые или пружинные зубья (рис. 25, г), а также ротационные рабочие органы.

Изготавливают различные почвообрабатывающие орудия с пружинными рабочими органами. Они выполнены в виде пружинных борон с захватом 15, 18, 21 и 24 м, а также комбинированных агрегатов с чередованием S-образных зубьев и прутковых прикатывающих катков. Представляется оригинальной конструкция агрегата для одновременного боронования почвы, посева трав и прикатывания (рис. 26). Захват агрегата 1,5; 2,5 или 3,0 м с числом зубьев 50, 80 и 98 соответственно и весом 330, 500 и 550 кг.

Пружинная борона в сочетании с бункером семян

Рис. 26. Пружинная борона в сочетании с бункером семян для посева трав

Разнообразны конструкции рабочих органов ротационных борон. Наиболее часто применяются роторы ножевой бороны (рис. 27, 28, а). На одной легкой раме их ставят в четыре ряда под углом к направлению движения.

Ножевая борона в составе комбинированного агрегата

Рис. 27. Ножевая борона в составе комбинированного агрегата

Рыхлители (рис. 28, б, в) применяются на свекловичных пропашных культиваторах, а игольчатый диск (рис. 28, г) используется на игольчатых боронах.

Конструкции рабочих органов ротационных борон

Рис. 28. Конструкции рабочих органов ротационных борон

Зубовый ротор (рис. 28, д) вращается навстречу направлению движения, разрыхляя верхний слой почвы. Если поле очищено от камней, то ротор можно располагать фронтально, при этом ширина захвата увеличивается. На каменистых почвах его устанавливают под углом, что необходимо для отбрасывания камней в сторону. Шарнирное крепление П-образной рамы позволяет ротору копировать продольные неровности поля и свободно приподниматься при встрече с препятствиями.

Рабочий орган со сложной криволинейной кромкой (рис. 28, е) не забивается при обработке озимых.

Двухполостной нож (рис. 28, ж), устанавливаемый на валу под углом к направлению движения, прост по конструкции и достаточно надежен в работе.

Диск с косопоставленными пластинчатыми зубьями (рис. 28, з) и ротационный рабочий орган (рис. 28, и) отличаются устойчивостью работы без забиваний, поскольку извлекаемые сорняки проходят по линии режущей кромки и сходят сверху или перерезаются.

Ротор конической бороны (рис. 28, к) монтируется на базе дисковых лущильников и обеспечивает вычесывание сорняков, рыхление и выравнивание почвы.

Катки. Катки служат главным образом для повторного уплотнения, выравнивания почвы и разрушения комков. Кроме того, они могут быть использованы в качестве средства распределения веса трактора равномерно по всей ширине агрегата.

Главные задачи прикатывания: создание оптимальных условий для посева, обеспечение нормального роста и развития растений, создание благоприятных условий для ухода и уборки.

Положительное влияние предпосевного прикатывания объясняется следующим:

  • при некотором уплотнении верхней части пахотного слоя семена при проходе сеялки и высеве ложатся более точно на заданную глубину;
  • в прикатанной почве семена более тесно соприкасаются с почвенными частицами, вследствие чего быстрее идут процессы набухания и прорастания;
  • под влиянием прикатывания улучшается тепловой и водный режим поверхностного слоя почвы.

Как правило, катки должны быть использованы в сухих условиях, так как влажная почва может их забивать, если скребки не используются.

В зависимости от конструкции катки могут уплотнить поверхностный слой почвы или действовать на определенной глубине, если они имеют форму, чтобы проникнуть через верхний слой почвы. При проходе гладкого катка поверхность поля получается ровной. Недостаток такого прикатывания состоит в том, что в засушливых районах поверхностный слой почвы быстро высыхает. Поэтому вслед за прикатыванием целесообразно бороновать поле легкими боронами.

Необходимость прикатывания во многих случаях вызывается не только плохим качеством разделки почвы, но и требованием растениями определенной, оптимальной для них плотности почвы. Установлено, что для большинства сельскохозяйственных культур оптимальная плотность (вес 1 см3 почвы, выраженный в граммах) дерново-подзолистых суглинистых почв – 1–1,2, а песчаных – 1,3– 1,35 г/см3.

По конструкции катки бывают кольчато-шпоровые, кольчатозубовые, борончатые и гладкие, заполненные водой или песком, сегментные (зубчатые), трапециевидные, спиральные, с резиновыми дисками, двойные, клиновые, игольчатые, с шинами (рис. 29).

Типы катков

Рис. 29. Типы катков: а – кольчато-шпоровый; б – кольчато-зубчатый; в – гладкий водоналивной; г – сегментный (зубчатый); д, е, ж – трапециевидные; з – спиральнотрубчатые; и, к – спирально-планчатые; л – с резиновыми дисками; м – двойной; н – клиновый; о – игольчатый; п – с шинами; 1 – шпоры; 2 и 5 – оси; 3 – диск; 4 и 6 – колеса; 7 – барабаны; 8 – балластные ящики

Кольчато-шпоровый каток (3ККШ-6) применяется для рыхления верхнего и уплотнения подповерхностного слоя почвы, разрушения комков и почвенной корки, выравнивания поверхности поля. Рабочими органами катка являются шпоровые диски диаметром 520 мм, свободно посаженные на оси каждой секции. Регулировкой массы балласта, нагружаемого в ящики секций, можно изменять удельное давление на почву в пределах от 2,7 до 4,7 МПа.

Кольчато-зубчатый каток (типа КЗК-6) состоит из звеньев, которые имеют набор гладких и зубчатых колец. Гладкие кольца по всей длине окружности обода имеют реборду в виде клина, зубчатые кольца – шипы. Применяют каток для возделывания рапса, свеклы и зерновых культур, а также после посева рядовой сеялкой или при вдавливании камней в почву.

Водоналивной каток составлен из гладких вращающихся пустотелых цилиндров диаметром 700 мм и длиной 1,4 м, которые заполняются водой в количестве до 500 л. Изменением количества воды регулируют удельное давление катка на почву от 2,3 до 6,0 МПа. Для очистки цилиндров от налипшей почвы предназначены подпружиненные чистики.

Сегментный (зубчатый) каток предназначен для средних и тяжелых почв. При использовании данного катка уплотнение достигается по всей площади обработки. Чистики, прикрепленные к кронштейнам, можно регулировать.

Трапециевидные катки обладают хорошей несущей способностью на легких и средних почвах. При их работе происходит полосовое прикатывание почвы посевных рядов на расстоянии сошников сеялки. Такие катки могут иметь пластиковые рабочие органы и кольца с пластиковыми чистиками для снижения веса (рис. 29, е) либо рабочие органы из твердосплавной стали (рис. 29, ж), обладающие способностью работать на средних и тяжелых почвах.

Спиральные катки подразделяются на спирально-трубчатые (рис. 29, з) и спирально-планчатые катки со сплошными (рис. 29, и) и зубчатыми планками (рис. 29, к). Они способствуют незначительному обратному уплотнению, обладают хорошей несущей способностью на легких и средних почвах и не очень подходят для применения на влажных почвах. С увеличением диаметра улучшается уплотняющая способность. Могут быть использованы для контроля глубины фронтального навесного орудия. Катки с зубчатыми планками обеспечивают интенсивное измельчение и крошение почвенных глыб.

Катки с резиновыми дисками хорошо выравнивают поверхность почвы, причем уплотнение происходит только полосами. В этих полосах почва хорошо уплотняется, что создает идеальные условия для прорастания падалицы и семян сорняков. По оставшимся неуплотненным участкам может просочиться вода, так что вероятность заиливания – даже на склонной к уплотнению почве – сводится к минимуму.

Двойной (тандемный) каток чаще всего используется для предпосевной подготовки. Поскольку задний, меньший каток вращается быстрее переднего, то он несколько разрывает верхний слой почвы, так что влажная почва хорошо просушивается. При большом количестве камней его не рекомендуется использовать. Чтобы обеспечить равномерное распределение веса на волнистой почве, катки подвешены на системе маятника.

В зависимости от почвенных условий в двойных катках могут использоваться спирально-планчатые и спирально-трубчатые катки в различных сочетаниях.

Клиновый каток применяется при вспашке вместе с плугом. При этом обеспечивается прикатывание обработанного слоя именно в то время, когда почва находится еще во влажном состоянии и может быть уплотнена на всю глубину вспашки. Пласт почвы крошится с формированием мелкокомковатой структуры, что позволяет восстановить в почве капилляры и обеспечить подход влаги к семенному ложу, а также исключить высушивание вспаханной почвы.

Игольчатый каток может применяться при вспашке вместе с плугом. Он разрушает крупные комья и облегчает последующую предпосевную обработку почвы, обеспечивает выравнивание и крошение, прежде всего, на средних и тяжелых почвах. При вспашке особо тяжелых почв дополнительно применяется ножевой брус, у которого регулируется рабочая глубина.

Каток с шинами применяется на почвообрабатывающих и почвообрабатывающе-посевных агрегатах.

Ножевой каток (рис. 30) применяется чаще всего для уплотнения на сухих, тяжелых и комковатых почвах. Его преимуществом является режущее воздействие на почву.

Рабочая глубина ножей регулируется с помощью пальцев 2.

Ножевой каток

Рис. 30. Ножевой каток: 1 – опорная плита; 2 – шпиндели; 3, 4 – пальцы; 5 – консоли; 6 – отверстия; 7 – рама ножей; 8 – ножи

3.6. Машины и орудия для работы на лугах и пастбищах

Для повышения продуктивности лугов и пастбищ проводят их коренное или поверхностное улучшение. Коренное улучшение заключается в замене естественной растительности более ценными кормовыми растениями. При этом производят вспашку плугами с винтовыми отвалами, кустарниково-болотными плугами, дисковыми боронами, чизельными орудиями, фрезами с последующим внесением удобрений и высевом семян трав. Поверхностное улучшение направлено на уничтожение кочек, внесение удобрений, проведение боронования и щелевания, подсев трав.

На пастбищах, загрязненных радионуклидами, где было проведено перезалужение с запахиванием дернины на дно борозды, при повторном перезалужении вспашка недопустима. В этом случае следует проводить поверхностное фрезерование и прикатывание с посевом или обновлять травостой путем подсева трав в дернину.

Фрезерование почвы – это крошение и перемешивание почвы почвообрабатывающей фрезой (машина для рыхления и перемешивания почвы без оборачивания пласта) на глубину 20–25 см.

В зависимости от характера работы и почвенных условий фрезы делят на следующие группы:

  1. для сплошной обработки полевых, болотных и лесных почв;
  2. для междурядной обработки пропашных культур, садов и ягодников.

Вращение рабочих органов фрез осуществляется от вала отбора мощности (ВОМ) трактора.

Болотные фрезы предназначены для выполнения следующих работ:

  • рыхление дернины на осушенных болотах, торфяниках, лугах и пастбищах;
  • разрушение растительных и минеральных кочек на лугах и пастбищах;
  • заготовка торфокрошки на удобрение;
  • обработка пластов при первичной вспашке осваиваемых болот и коренное улучшение лугов и пастбищ.

Основными узлами болотной фрезы ФБН-1,5 являются рама, карданная передача, конический редуктор, соединительный вал с кожухом, цилиндрический редуктор, граблина, фрезерный барабан, механизм заглубления (рис. 31). Кожух соединительного вала крепится болтами и специальными лапками к редукторам.

Фреза болотная навесная ФБН-1,5

Рис. 31. Фреза болотная навесная ФБН-1,5 (а) и схема ее работы (б): 1 – кожух; 2 – редуктор конический; 3 – граблина; 4 – каток опорнорегулировочный; 5 – фрезерный барабан; 6 – карданный вал

Рабочим органом фрезы является барабан, который собирается из секций с Г-образными ножами. При поступательном движении трактора с фрезой фрезерный барабан при частоте вращения 200–240 мин–1 отрезает стружки почвы ножами. Отрезанная почва измельчается и отбрасывается на зубья граблин, которыми выравнивается.

Фрезерный барабан состоит из вала, на который насажены диски. Два средних диска имеют выступы для фиксации регулировочных пружин барабана, которые закреплены в кожухах. Ведущие диски на валу барабана чередуются с ведомыми дисками, к которым прикреплены фрикционные накладки. Между парами ведомых дисков закреплены Г-образные ножи. Ведомые и ведущие диски прижимаются друг к другу двумя гайками, расположенными на торцах вала фрезерного барабана. При недостаточном сжатии этих дисков будет происходить пробуксовка секций и появятся огрехи в работе. При усилии сжатия больше допустимого возможны поломки ножей при наезде на препятствия.

Такая конструкция служит для предотвращения поломок карданной передачи, шестерен редукторов и ножей. В случае наезда фрезы на крупные препятствия отдельные секции барабана выключаются и перекатываются через препятствия при вращении всех остальных секций.

Регулировки. Для обеспечения качественной работы фрезы предусмотрена регулировка глубины обработки. Она производится изменением положения опорных колес механизма заглубления по высоте относительно рамы фрезы.

При регулировке момента пробуксовки секций гайки равномерно с двух сторон барабана подтягивают или отвинчивают. Момент пробуксовки (400 Н∙м) замеряют динамометром на конце рычага, принудительно поворачивая ведомые секции. Возможна также регулировка методом «пробных проходов» с фрезерованием на полную глубину обработки. В этом случае после подтяжки дисков фрезеруют почву «пробным проходом» и контролируют качество обработки почвы.

3.7. Комбинированные машины и агрегаты

Необходимость сокращения расхода топлива при выполнении обработок почвы вызывает переход на менее энергоемкие технологии, которые во многих случаях выполняются с применением комбинированных агрегатов. При выборе этих технологий необходим реальный учет конкретных условий поля и требований возделываемых культур.

Комбинированные агрегаты выполняют за один проход несколько операций: вспашку и дополнительную поверхностную обработку; культивацию, боронование и прикатывание; предпосевную обработку почвы, посев и др. Как показывает практика в нашей стране и за рубежом, возделывание сельскохозяйственных культур с использованием комбинированных агрегатов способствует уменьшению уплотняющего воздействия колес на почву, сокращает сроки проведения полевых работ, повышает их качество и производительность труда, снижает производственные затраты.

Комбинированный пахотный агрегат, состоящий из плуга и каткового приспособления (в зависимости от числа корпусов используют ПВР-2,3, ПВР-3,5, ПКА-2), предназначен для вспашки, дробления глыб и комьев, выравнивания, уплотнения нижних и рыхления верхних слоев почвы.

Приспособление ПВР состоит из рамы, двух рядов катков, ящиков для балласта и гибкой связи для присоединения к плугу. Первый ряд катка образован из узкоклинчатых дисков-паковщиков, второй – из кольчато-шпоровых дисков. В аналогичных приспособлениях могут использоваться дополнительные устройства для выравнивания и рыхления почвы, различные типы паковщиков и устройства для присоединения к плугу.

Машины для совмещения операций предпосевной обработки почвы. Для качественной предпосевной подготовки поля выпускается широкозахватный комбинированный агрегат АКШ-3,6 (7,2), обеспечивающий при рабочей скорости 9,4–12,6 км/ч производительность 2,4–3,6 (6,7–9,2) га/ч.

Агрегат АКШ-7,2 состоит из рамы, сницы с винтовой регулируемой стяжкой, колесного хода с гидроцилиндрами, передних и задних планчатых катков, между которыми помещены секции пружинных S-образных зубьев с механизмами регулировки глубины хода рабочих органов (рис. 32).

Агрегат комбинированный широкозахватный АКШ-7,2

Рис. 32. Агрегат комбинированный широкозахватный АКШ-7,2: 1 – сница; 2 – талреп; 3 – рама; 4 – гидроцилиндр; 5 – колесный ход; 6 – катки задние; 7 – рыхлительные секции; 8 – каток передний; 9 – механизм догрузки и подъема боковых секций; 10 – амортизаторы

АКШ-7,2 имеет четыре секции рабочих органов и два механизма подъема и догрузки боковых секций (АКШ-2,6 – две секции). Догрузка боковых секций осуществляется сжатием пружин амортизаторов. Секции рабочих органов шарнирно соединены с рамой, что обеспечивает при работе поперечное копирование рельефа поля по ширине захвата агрегата. Продольное копирование обеспечивается продольным пазом в кронштейне соединения сницы с винтовой стяжкой.

При работе агрегата планчатые катки являются опорными элементами, копируют рельеф поля, дробят крупные комки почвы, выравнивают и уплотняют почву, создавая для семян требуемое ложе. Глубина обработки 4–8 см.

Регулировки. Настройка агрегатов АКШ заключается в установке глубины хода рыхлительных лап, регулировке догрузки боковых секций (длина пружин амортизаторов 360 мм), перераспределении уплотняющей нагрузки между передними и задними катками путем изменения длины винтовой стяжки и соответственно угла наклона сницы (направления силы тяги).

Требуемая глубина хода рыхлительных лап устанавливается с помощью механизма регулировки. Перед выездом в поле на ровной площадке каждую секцию фиксируют в нулевом положении по линейке механизма регулировки, причем рабочие органы должны касаться поверхности площадки. В этом случае глубина обработки равна величине погружения агрегата в почву (2–4 см).

Длина винтовой стяжки на легких почвах должна составлять 610 мм (АКШ-3,6) и 930–950 мм (АКШ-7,2), на тяжелых почвах – 650 и 950–970 мм соответственно.

Комбинированные агрегаты с активными рабочими органами. Эффективны почвообрабатывающие агрегаты на базе вертикальнороторных борон. Модели отличаются шириной захвата и типом присоединяемого катка. Использование катков позволяет после качественного рыхления дополнительно выравнивать и уплотнять почву. Возможные сочетания орудий в комбинированных почвообрабатывающих агрегатах представлены на рисунке 33.

Качественная подготовка почвы к посеву дает возможность присоединить сеялку и получить почвообрабатывающе-посевной агрегат с захватом 2–4 м. Такие агрегаты могут использоваться на посеве семян зерновых и трав.

Предпосевная обработка фрезерованием, внесение минеральных удобрений, посев и прикатывание выполняются одновременно за один проход комбинированным агрегатом, сочетающим фрезу и сеялку. Фрезерные машины применяются для обработки торфяноболотных и минеральных почв при проведении предпосевной и междурядной обработки.

Возможные сочетания орудий в комбинированных агрегатах

Рис. 33. Возможные сочетания орудий в комбинированных агрегатах

Комбинированные машины могут быть созданы на базе активного рыхлителя почвы в виде зубового ротора. Машина может использоваться для рыхления почвы на глубину пахотного слоя с крошением на поверхности, обеспечивая высокую производительность по обрабатываемой площади, или для комплексной обработки почвы с рыхлением, предпосевной подготовкой и одновременным посевом.

Стрельчатые лапы рыхлят почву по всей рабочей ширине на глубину до 40 см. За счет специально выбранного угла вхождения лапы почва рыхлится вдоль естественных трещин без уплотнения. Заглублению лап в почву способствует наличие легко сменяемых долот. Вертикальное врезающее вхождение в почву зубьев ротора возможно благодаря их специальной конструктивной форме. Тангенциальное расположение зубьев, смонтированных на валу ротора с расстоянием между ними 40 мм, содействует крошению почвы без уплотнения. Зубья с высокой точностью крепятся болтами в стабилизирующем держателе. Крупногабаритный каток принимает на себя большую долю массы машин, обеспечивая равномерное прикатывание почвы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *