Лабораторна робота № 1 плуги

1. Мета роботи: вивчити будову, технологічний процес роботи та регулювання плугів загального призначення. Ознайомитися з особливостями конструкції плугів спеціального призначення.

2. Тривалість заняття – 1 академічна година.

3. Обладнання робочого місця: тракторний начіпний плуг загального призначення ПН-3-35, стенд з робочими органами плугів і машин для поверхневого обробітку ґрунту, плакати, плуги спеціального призначення: ПЧ-2,5, ПОН-2-30, ПНД-4-30, ПНО-3-35, ПРПВ-5-50, ПБН-100.

4. Місце проведення заняття: лабораторія №2 ґрунтообробних та посівних машин кафедри с.-г. машин, майданчик (ангар) для зберігання сільськогосподарської техніки.

5. Загальні відомості

З метою створення сприятливих умов для росту й формування врожаю сільськогосподарських культур розрізняють такі способи обробітку ґрунту: основний, поверхневий, спеціальний.

Основний обробіток проводять для розпушування ґрунту з обертанням скиби або тільки розпушування і підрізування кореневищ бур’янів на глибину до 40 см. Сучасні ґрунтообробні машини й знаряддя для основного обробітку ґрунту за призначенням і технологічним процесом поділяються на такі групи:

- плуги загального призначення (лемішно-полицеві) для глибокої оранки з обертанням скиби під зернові й технічні культури;

• плуги спеціального призначення (чагарниково-болотні, плантажні, ярусні, садові, виноградникові, лісові та ін.);

- плуги-розпушувачі (чизельні) для глибокого обробітку ґрунту без обертання скиби;

- ротаційні плуги (фрези) для основного обробітку ґрунту на осушених болотах і догляду за ними;

- плоскорізи-глибокорозпушувачі.

Найчастіше видом основного обробітку ґрунту є культурна оранка на глибину не менше 20 см. При цьому використовують плуги з робочими органами, які кришать і обертають скибу. Для загортання покритого бур’янами верхнього шару ґрунту і кращого кришіння на плузі встановлюють передплужники, а для розпушування ущільненого дна борозни використовують ґрунтопоглиблювачі, які закріплюються на рамі плуга.

Крім звичайної оранки з передплужниками або ґрунтопоглиблювачами, застосовують також плантажний обробіток ґрунту на глибину 60 - 70 см і більше, з обертанням скиби. Верхній шар ґрунту, багатий на гумус, переміщують вниз, у зону живлення кореневої системи. Якщо нижній шар більш родючий від верхнього або виникає загроза вітрової ерозії, ґрунт розпушують без обертання скиби. Плуг загального призначення обертає скибу тільки вправо. У результаті цього при оранці на одній половині обробленого поля скиби повернуті в один бік, а на другій – у протилежний. Це призводить до утворення розгінних борозен і звальних гребенів.

Для зменшення кількості розгінних борозен і звальних гребенів використовують різні способи руху агрегату під час оранки. Для одержання рівнішої поверхні поля (гладкої оранки) застосовують спеціальні оборотні плуги, які можуть обертати скибу вправо або вліво залежно від установки, внаслідок чого одержуємо гладку оранку без звальних гребенів і розгінних борозен.

Робочими органами плугів загального призначення є корпус 1 (рис. 1.1), передплужник 2, дисковий ніж 3 та ґрунтопоглиблювач 4, а всі інші органи і механізми відносяться до службових, зокрема рама, що обладнана триточковою навіскою

і в робочому положенні опирається на колесо, яке котиться поверхнею поля.

До рами з правого боку кріплять причіп для борін або котків. Опорне колесо підтримує плуг у певному робочому положенні, забезпечуючи стійкість його руху. Зміною положення колеса за висотою з допомогою гвинтового механізму опорного колеса регулюється глибина оранки. У транспортне положення навісний плуг переводиться за допомогою гідравлічної системи трактора, а в робоче опускається під дією власної ваги. Важіль золотника гідророзподільника гідросистеми трактора під час роботи плуга в загінці переводять у плаваюче положення.

Робочий процес плуга (рис. 1.2) відбувається так: передплужник знімає верхню задернілу частину скиби і скидає на дно попередньої борозни; ніж (польовий обріз корпусу) у вертикальній площині, а лезо лемеша у горизонтальній площині відрізає скибу, що відповідає ширині захвату корпусу, трохи піднімає, кришить і спрямовує її на полицю, за допомогою якої скиба остаточно деформується, розкришується, перевертається й відводиться в сусідню борозну, де прикриває частину скиби, скинуту передплужником.

Робочу поверхню корпусу плуга (леміш і полицю) слід розглядати як тригранний клин (рис. 1.3) із змінними кутами α, β і γ.

Щоб уяснити собі роботу тригранного клина при його русі вздовж осі ОХ визначимо роботу, виконувану кожним із кутів тригранного клина, виділивши три

двогранних клини, з кутами α, β, γ. Якщо двогранний клин з кутом α переміщувати вздовж осі ОХ, ґрунт при переході з дна борозни на поверхню клина буде перегинатись і кришитись, а сходячи із поверхні клина на дно борозни також буде кришитись. Коли кут α зробити змінним, то скиба буде деформуватись (кришитись) і під час руху її по поверхні клина.

Якщо переміщувати клин з кутом γ вздовж осі ОХ, то він буде діяти на скибу таким же чином відносно стінки борозни, як клин α відносно дна борозни і відводити його в сторону на величину ширини захвату.

Клин з кутом β відхиляє скибу вбік. Якщо розмістити в ряд декілька клинів β з поступово зростаючими кутами, то одержана поверхня буде обертати скибу.

Робоча поверхня корпусу плуга утворена таким чином, що кути α, β і γ різні для окремих точок робочої поверхні. Ступінь дії корпусу плуга на скибу залежить в основному від форми робочої поверхні полиці.

Корпуси лемішних плугів залежно від форми робочої поверхні полиці поділяються на циліндричні, культурні, напівгвинтові та гвинтові. Різні типи робочих поверхонь корпусів по-різному діють на скибу залежно від характеру зміни кутів α, β і γ.

У корпусів з циліндричними і культурними полицями робоча поверхня круто розташована відносно опорної площини (великий кут α_о для лемеша). Крім цього, вони мають великий кут між лезом лемеша і стінкою борозни (γ_о=40–45º). Сильний згин скиби ґрунту при переході на робочу поверхню і значний перегин у горизонтальній площині забезпечують енергійне кришіння й перемішування ґрунту. Циліндричні і культурні полиці добре кришать скибу, але слабо перевертають.

Корпуси з напівгвинтовими і гвинтовими полицями добре обертають скибу, але слабо кришать її. У цих корпусів кути α_о і γ_о невеликі, зате добре розвинутий кут полиці β, що обертає скибу. Корпуси з циліндричними полицями майже не використовуються. Культурні полиці використовуються в основному для оранки культурних (староорних) ґрунтів, а корпуси з напівгвинтовими та гвинтовими полицями – для оранки задернілих ґрунтів, які потім додатково розпушують дисковими знаряддями.

Корпуси плугів для швидкісної оранки мають пологіше розміщення робочої поверхні і кут γ_о=26–36º, а γ_тах=30–40°, в той час як у плугів для оранки зі швидкістю до 7 км/год γ_о=42º, а γ_тах=47°.

Рама є основою плуга, до якої кріпляться всі його робочі органи. Рами бувають плоскі і гачкові. Плуги загального призначення випускають з плоскими рамами, а на чагарниково-болотних, плантажних та деяких інших спеціальних плугах встановлюють гачкові рами. Рама складається з окремих штаб (гряділів) за числом корпусів плуга, які жорстко зв'язані між собою поперечними лонжеронами. Зверху на рамі навкіс закріплено хомутами брус жорсткості. Останнім часом рами виготовляють зварні трикутні із труб прямокутного профілю. Рами виготовляють зі сталі марки Ст. 6 спеціального рамного і штабового прокату.

Корпус плуга складається із стовби, лемеша, полиці і польової дошки (на польовій дошці останнього корпусу встановлюється п’ятка).

Стовби бувають двох типів: високі і низькі. Високі стовби звичайно відливають (останнім часом їх штампують), а низькі – штампують. Високі стовби застосовують на плугах, що мають плоску раму. Кріпляться вони до рами болтами і хомутами.

Леміш призначений для підрізання скиби в горизонтальній площині і спрямовування її на полицю. На плугах в основному застосовуються трапецієподібні, долотоподібні, самозагострювальні та вирізні типи лемешів, але можуть бути лемеші з висувним долотом і зубчасті.

Трапецієподібний леміш за формою нагадує трапецію. Лезо лемеша прямолінійне. Знизу леміш має потовщення, яке називається магазином. Запас сталі в магазині призначений для відновлення форми й розміру лемеша при його зношуванні. Цього запасу сталі вистачає на 3–4 відтяжки. Одним стандартним лемешем у середньому можна зорати (до першої відтяжки) 12–14 га.

Долотоподібний леміш має витягнутий долотоподібний носок з потовщенням, відігнутий до 1 см вниз. Він забезпечує більшу стійкість ходу плуга на глибині і призначений для роботи на важких ґрунтах.

Кріпиться леміш до стояка болтами з потайними головками. Виготовляють леміш із спеціальної лемішної сталі (Л-65 та Л-53). Носок і лезо лемеша на ширину 20–45 мм загартовують і відпускають. Лезо заточують до товщини не більше 1 мм під кутом не більше 40°. Затуплення леза лемеша призводить до збільшення тягового опору плуга до 60%.

Наплавлені твердим сплавом сормайту №1 з тильного боку на носку шириною 55–65 мм і на лезі 25–30 мм лемеші називаються самозагострювальними. Товщина наплавленого шару 1,7 мм. Ці лемеші працюють у 5–10 разів довше від звичайних. Останнім часом застосовують зубчасті лемеші, з висувними долотами, змінними лезами, з накладним носком тощо.

Полиця призначена для деформації, кришіння та перевертання скиби, яка надходить з лемеша. Виготовляють полиці з тришарової сталі або із сталі Ст. 2, поверхневий шар якої на 1,5–2 мм з обох боків цементують і гартують. Внутрішній м’який шар забезпечує міцність полиці, а цементований шар має велику твердість і високу зносостійкість.

Полиця кріпиться до стовби корпусу болтами з потайними головками, для чого в полиці є отвори з потаями.

Польова дошка кріпиться до стояка і слугує для опори корпуса плуга об дно і стінку борозни. Вона схожа на прямокутну пластинку; задній кінець її загартований. Польова дошка заднього корпуса більше спрацьовується і для подовження строку роботи до неї кріплять двома болтами змінну регульовану п’ятку, яку в міру стирання можна опускати вниз або взагалі змінювати. П’ятка виготовлена з відбіленого чавуну і стійкіша до спрацьовування.

Передплужник призначений для вирізання і скидання на дно суміжної борозни верхньої частини скиби у 2/3 ширини захвату основного корпусу. Цим забезпечується краще загортання рослинних решток, що були на поверхні поля, і поліпшується перевертання основної скиби. Передплужник вирізує смугу землі з лівого боку основної скиби на глибину 8–12 см.

Передплужник складається з лемеша, полиці, стовби. Леміш передплужника трапецієподібний, виготовляють його з лемішної сталі і термічно обробляють. Полиця передплужника має робочу поверхню культурного типу, виготовляється із сталі і термічно обробляється, як і полиця основного корпусу.

На стовбі передплужника є кілька отворів, у які вставляється фіксатор для регулювання передплужника за глибиною. Кріпиться передплужник до рами перед основним корпусом за допомогою тримача і хомута.

Ніж призначений для відрізання скиби у вертикальній площині. При оранці задернілих ґрунтів ножі встановлюють перед кожним корпусом. На м’яких ґрунтах скиба з боку поля відокремлюється без відрізання ножем, і тому на багатокорпусних плугах ніж встановляється лише перед останнім корпусом для забезпечення рівної стінки і чистого дна борозни. Чистота останньої борозни важлива тому, що по ній проходить заднє колесо, а при наступному проході – праве (борозенне) колесо причіпного або напівнавісного плуга.

Ножі бувають дискові та череслові. Перші застосовуються на плугах загального призначення, а другі – на плантажних, чагарниково-болотних та лісових плугах.

Дисковий ніж (рис. 1.4) – сталевий диск 1, приклепаний до маточини, яка зв’язана з віссю 3. Остання на двох підшипниках 5 встановлена в консолі 6, яка ексцентрично закріплена на стояку 10. На осі між двома підшипниками встановлена дистанційна втулка. Для запобігання проникненню пилу до підшипників консоль закрита пильником 2 та ковпаком 8. Консоль шарнірно закріплена на колінчастому стояку 10 і може відхилятися на кут 10–15° у той чи інший бік.

Шарнірне кріплення застерігає ніж від поломок при повертанні плуга в роботі. Відхилення консолі обмежується корончастою шайбою 9, закріпленою на стояку. Кріплення стояка ножа дає змогу переміщувати ніж вгору і вниз, а також уздовж рами. Повертанням колінчастої осі можна переміщати ніж впоперек рами. Лезо дискового ножа термічно оброблене і заточене. Товщина кромки лез не полинна перевищувати 0,5 мм. Опір гострого дискового ножа становить 10-12 % опору корпусу плуга.

Чересловий ніж (рис. 1.5) має простішу будову. Це одна деталь, що складається з леза 1, тримача 3 і обуха 2. Лезо з обухом нагадують клин з кутом між щоками 10-15°. Лезо ножа гартують і загострюють з боку борозни. На деяких плугах череслові ножі мають ввігнуті леза. Кріпиться чересловий ніж за допомогою накладки та стяжного хомута 5. Опір його складає 25-30% опору корпуса.

Ґрунтопоглиблювач (див. рис. 1.1) призначений для розпушування підорного шару ґрунту. Він складається із стрілчастої лапи і стояка. Кріпиться ґрунтопоглиблювач до рами плуга за допомогою спеціального механізму, що складається з кронштейна, стояка, балансира та планки. Ґрунтопоглиблювач встановлюється за корпусом плуга, на глибині, більшій від глибини ходу основного корпусу на 5–15 см.