Устройство сельскохозяйственных машин

Тема 1: Машины для основной обработки почвы.

Вопросы темы:

1. Классификация плугов и агротехнические требования к ним.

2. Устройство плуга.

3. Плуг ПКГ-5-ЧОВ. Устройство и подготовка к работе.

4. Плуг ПЛН-5-35.Устройство и подготовка к работе.

5. Плуг ПНЛ-8-40.Устройство и подготовка к работе.

6. Плуг ПНИ-8-40.Устройство и подготовка к работе.

1. Классификация плугов и агротехнические требования к ним.

По конструкции корпусов различают плуги лемешные, дисковые, ротационные и комбинированные. Лемешные плуги получили наибольшее распространение. Дисковые плуги используют для вспашки тяжелых почв и при лесовосстановительных работах. Ротационные и комбинированные плуги проходят широкую производственную проверку.

Лемешные плуги подразделяют на плуги общего назначения и специальные. Первые применяют для вспашки старопахотных земель на глубину до 35 см. Они снабжены дисковыми ножами и предплужниками.

К специальным относятся плуги кустарниково-болотные, плантажные, садовые, виноградниковые, лесные, ярусные и для вспашки почв, засоренных камнями на глубину до 60 см.

По способу агрегатирования плуги разделяют на прицепные, полунавесные и навесные, а по технологии вспашки - на плуги для свально-развальной и гладкой пахоты. Последние снабжены право- и левооборачивающими корпусами, попеременно включаемыми в работу, и не образуют свальных гребней и разъемных борозд.

По числу корпусов — на одно-, двух-, трех-, четырех-, пяти-, шести -, восьмикорпусные.

Агротехнические требования к плугам таковы. Плуги должны рав­номерно вспахивать почву (отклонения от установленной глубины не более ±2 см при колебании ширины захвата в пределах ±10% от конструктивной); полностью оборачивать, крошить и укладывать пласт без пустот и огрехов; заделывать удобрения и пожнивные остатки на глубину 12—15 см; выравнивать поверхность пашни (вы­сота гребней не выше 5 см); образовывать чистую борозду после прохода последнего корпуса.

2. Устройство плуга.

Каждый лемешный плуг включает в себя рабочие и вспомога­тельные органы. К рабочим органам относятся корпус, почвоуглу­битель, предплужник и нож; к вспомогательным - рама с навес­ным или прицепным устройством: опорные колеса, механизм для заглубления и выглубления корпусов.

Корпус плуга выбирают в зависимости от природно-климати­ческих условий, физико-механических и технологических свойств почвы. По конструктивному устройству различают корпуса отваль­ные, вырезные, безотвальные, с почвоуглубителем, с выдвижным долотом, дисковые и комбинированные.

Отвальный корпус используют для обработки почв с оборотом и рыхлением пласта. Он состоит (рис. 1, а), из стойки 4 отвала, распорки, башмака 5, боковины 6, лемеха 1 и полевой доски.

Вырезной корпус применяют для вспашки подзолистых почв с небольшим пахотным горизонтом и одновременно его углубления на 4—5 см. В таком корпусе через вырез между отвалом и лемехом проходит разрыхленный пахотный слой без выноса на поверхность. Отвал корпуса снимает верхний ярус и отбрасывает его вправо по ходу плуга, закрывая взрыхленную предыдущим корпусом почву нижнего яруса. Корпус образован стойкой, башмаком, боковиной, распоркой, верхним лемехом 8 (рис. 1, б), лемехом 9 и отвалом 7.

Рисунок 1. Корпус плуга:

а – отвальный; б – вырезной для двухярусной вспашки; в – с выдвижным молотом; г – комбинированный; е – дисковый; 1 – лемех, 2 – перо отвала, 3 отвал, 4 – стойка, 5 – башмак, 6 – боковина, 7 – отвал, 8,9 – лемех, 10 – долото, 11 – корпус ротора, 12 – вал, 13 – отвал, 14 – стойка лапы, 15 – почвоуглубительная лапа, 16 – углосним, 17 – чистик, 18 – диск, 19 – фланец шпинделя.

Корпус с почвоуглубителем (рис. 1, в) используют для рых­ления подпахотного слоя подзолистых почв на глубину 6—15 см. Углубление почвы рекомендуют начинать с 6 см и постепенно, в два три приема, доводить до 10-15 см, чтобы включить в кругоо­борот почвенные слои на общую глубину до 35 см. Разрыхленный почвоуглубителем подзолистый слой становится влаго- и возду­хопроницаемым.

Почвоуглубитель состоит из стойки 14; на ней закреплена рыхлительная лапа 15. Семь отверстий в стойке почвоуглубителя позво­ляют устанавливать глубину рыхления 6, 9, 12 и 15 см.

Корпус с выдвижным долотом применяют для вспашки твер­дых глинистых и суглинистых почв, а также почв, засоренных кам­нями. На стойке закреплено долото 10 (рис. 1, д), рабочий конец которого на 2—3 см выступает за режущую кромку носка лемеха. Долото предохраняет носок лемеха от поломок при встрече с пре­пятствием и способствует хорошему заглублению корпуса. При из­носе долото выдвигают, для чего в нем предусмотрены отверстия.

Дисковый корпус (рис. 1, е) предназначен для обработки пере­увлажненных тяжелых почв на глубину до 30 см под посевы риса и других культур, а также почв, содержащих древесные корни. Кор­пус включает в себя стойку 4, сферический диск 18, фланец 19 шпинделя и чистик 17. Диск болтами закреплен на фланце шпин­деля, смонтированного на двух конических подшипниках. Стойка 4 прикреплена к раме плуга так, что диск по отношению к дну бо­розды расположен под углом 70°, а с направлением движения об­разует угол атаки 40—45°. Пласты почвы, поднимаясь по рабочей поверхности вращающегося диска, разрыхляются и падают на дно борозды. При этом вспаханная почва приобретает крупнокомкова­тое строение, что улучшает аэрацию и просыхание нижних слоев.

Комбинированный корпус (рис. 1, г) используют для вспашки тяжелых почв, а также предпосевной обработке участков, не за­соренных камнями. Корпус состоит из штампованной стойки 4, к которой присоединен башмак с лемехом, отвалом и полевой дос­кой. Отвал укорочен, вместо срезанной части крыла поставлен ротор, представляющий собой каркас в виде усеченного конуса. К боковым образующим каркаса прикреплены лопатки. На верх­нем конце вала 12 ротора установлен шкив клиноременной пере­дачи. Частота вращения ротора 270-500 об/мин. Лопатки интенсив­но крошат пласт почвы, поступающей с укороченного отвала, обо­рачивают и сбрасывают его в борозду.

Лемех, отвал и полевая доска, рабочие части корпуса плуга. Лемех предназначен для подрезания пласта почвы снизу и на­правления его на отвал. Лемеха изготавливают из специальной стали. Лезвие подвергают термической обработке на ширину 20—35 мм. По отношению к дну борозды лемех располагают под углом 22—30°, а с плоскостью борозды лезвие образует угол 30—50°. Выбор этого угла зависит от типа отвала (для цилиндрического 45°, культурного 40°, полувинтового 35°).

Лемеха бывают трапециевидные и долотообразные. Последние получили большее распространение.

Тупой лемех (толщина лезвия 3 мм и более) приводит к увели­чению тягового сопротивления плуга в 1,5 раза. Поэтому лемеха оттягивают в горячем состоянии по всей длине режущей кромки и закаливают. Причем используют запас металла (магазин) на нера­бочей стороне лемеха.

Для сохранения остроты и повышения износа стойкости лез­вия промышленность выпускает лемеха, тыльная сторона кото­рых вдоль режущей кромки на ширину 25 мм упрочнена твердым сплавом. У таких лемехов, называемых самозатачивающимися, твер­дый нижний слой изнашивается медленнее верхнего, вследствие чего он выступает вперед, образуя лезвие достаточной остроты.

Отвал предназначен для оборачивания и дробления пласта. От­валы различают по форме поверхности. Культурные и цилиндри­ческие отвалы применяют на старопахотных почвах, а винтовые и полувинтовые на вновь осваиваемых (целинных) и задернелых.

Изготавливают отвалы из трехслойной стали. Твердые наружные поверхности и мягкий внутренний слой придают ему прочность и эластичность.

Лемех и отвал образуют одну общую криволинейную поверх­ность. Допустимый зазор между ними не должен превышать 0,5 мм, а уступ 1 мм.

Полевая доска повышает устойчивость хода плуга, разгружает стой­ку от боковых усилий, предупреждает осыпание стенки борозды.

На задний корпус многокорпусного плуга устанавливают удли­ненную полевую доску, передающую на стенку борозды значитель­ную часть бокового давления поднимаемых пластов. У остальных корпусов полевые доски укороченные.

Полевые доски изготавлива­ют из полосовой стали и под­вергают термической обработке. Сильный износ, которому под­вержены боковая грань и ниж­няя опорная поверхность (подо­шва) полевой доски, приводит к нарушению правильности хода плуга.

Предплужник это небольшой корпус шириной захвата 23 см с рабочей поверхностью культур­ного типа. Он подрезает верхний слой почвы на глубину до 12 см, рыхлит, оборачивает и уклады­вает его на дно борозды. Уложен­ный слой закрывается пластом, поднимаемым основным корпу­сом в результате чего заделыва­ются сорняки и пожневные ос­татки. Предплужник состоит из стальной стойки 1 (рис. 2), к которой болтами с потайными головками прикреплены отвал 4 и лемех 5. При помощи скобы 3 и державки 2 предплужник крепят с левой стороны к полосе рамы впереди основного корпуса.

Рисунок 2. Предплужник: 1 — стойка; 2 — державка; 3 — скоба; 4 — отвал; 5 — лемех.

Нож используют для разрезания пласта в вертикальной плоско­сти и получения ровного обреза борозды. Нож способствует задел­ке растительных остатков и лучшему обороту пласта.

Ножи бывают дисковые и черенковые. Плуги общего назначе­ния оснащают только дисковыми ножами, а специального черен­ковыми.

Дисковый нож (рис. 3, а) легко разрезает почву и мелкие кор­ни, накатываясь сверху, а наезжая на толстые корни, перекатыва­ется через них.

Рисунок 3. Ножи: а - дисковый; б — черенковый; 1 — ступица; 2 — вилка; 3 — корончатая шайба; 4 — накладка; 5 — стойка; 6 — рама плуга; 7- диск; 8 — черенковый нож.

Нож монтируют перед предплужником заднего корпуса, как это показано на рисунке 4. На плугах, применяемых для обработки целинных и залежных земель, ножи ставят перед каждым корпу­сом. Их крепят так, чтобы нижняя режущая кромка диска распола­галась на 10—20 мм ниже носка лемеха предплужника.

1 – корпус плуга, 2 – корпус предплужника, 3 – дисковый нож.

Риунок 4. Схема установки дискового ножа и предплужника:

Дисковый нож включает в себя стальной диск 7 (рис. 3, а), прикреплен­ный к фланцу оси. Ось смонтирована на двух шариковых подшипниках с одноразовой смазкой, которые защищены от проникновения пыли напыльником и колпаком ступицы. Нож совместно с корпусом прикреплен к стойке 5 шарнирно. Такая конструкция позволяет ножу в процессе вспашки самоустанавливаться в плоскости, совпадающей с на­правлением движения плуга. Чтобы исключить поломку ножа, т.е. не допустить его чрезмерный поворот относительно стойки, пре­дусмотрена корончатая шайба 3.

Черенковый нож применяют на лесных, плантажных и кустарниково-болотных плугах. Его монтируют наклонно к горизонталь­ной плоскости так, чтобы носок выступал вперед и почва разреза­лась снизу вверх. На связных почвах угол между лезвием и дном борозды должен быть менее 50°, на малосвязных рыхлых почвах более 70°. Мощный черенковый нож, устанавливаемый на лесных и кустарниково-болотных плугах, не только разрезает пласт и встре­чающиеся на пути корни, но и действует как корчеватель.

Рабочая часть черенкового ножа (рис. 3, б) представляет собой клин, щетки которого образуют двугранный угол 10-15°. Лезвие ножа термически обрабатывают на ширину 10-25 мм наверху и 40-50 мм внизу, затачивают справа (по ходу плуга). Нож крепят к грядилю при помощи черенка, скобы, накладки и гаек.

Лезвие черенкового ножа должно располагаться на 0,9 см левее плоскости полевого обреза отвала, чтобы предупредить задирание им стенки борозды. Нож крепят так, чтобы его носок находился на 3-4 см впереди носка лемеха и на 3-4 см выше лезвия. Такая уста­новка позволяет ножу отрезать пласт, прежде чем он начинает под­ниматься на лемех.

3. Плуг ПКГ-5-ЧОВ. Устройство и подготовка к работе.

Используют при вспашке почв с удельным сопротивлением до 0,1 МПа, засорен­ных камнями.

Плуг включает в себя раму, корпусы, углоснимы, колеса, меха­низмы заднего и переднего колес, гидромеханизмы, гидросисте­му, пневмогидроаккумулятор.

Рама сварная, выполнена из профиля прямоугольного сечения. К основной балке рамы приварены: планки (являющиеся упорами гидромеханизмов корпусов), скоба с державкой и вертикальная балка, на которых смонтированы механизмы передних и задних колес. Продольная балка рамы оснащена кронштейном для присо­единения пневмогидроаккумулятора. На передней балке рамы ус­тановлена подвеска для соединения с трактором. Эта балка имеет 20 отверстий, используя которые подвеску можно устанавливать в трех положениях, необходимых для работы с различными тракто­рами. На этой балке расположен кронштейн для установки вентиля гидросистемы.

Корпус включает в себя грядиль, башмак, лемех, отвал, боко­вину, долото, перо и распорки.

Грядиль передним концом шарнирно присоединен к кронштей­ну гидромеханизма. К грядилю приварены две щеки. К этим щекам прикреплен плунжер гидроцилиндра. К грядилю присоединен баш­мак, на котором закрепляют долото, лемех, отвал и боковину.

Колесо смонтировано на полуоси, установленной в ступице на двух конических роликоподшипниках. Колесо служит для установ­ки глубины пахоты.

Полуось переднего опорного колеса закреплена в кронштейне стойки механизма регулировки, а заднего в кронштейне оси задне­го механизма. При помощи механизма переднего опорного колеса изменяют положение колеса при установке глубины пахоты. Под­нимают и опускают колесо винтом, расположенным в гайке. Гайка эта прикреплена к верхней части стойки.

Гидромеханизм - это четырехзвенник, где стойкой служит кронштейн (прикрепленный к раме), а грядиль работает как под­вижное звено. В качестве остальных двух звеньев используются гид­роцилиндры. Полости гидроцилиндров общей магистралью при­соединены к пневмогидроаккумулятору.

При встрече корпуса с препятствием, сочлененный с ним гря­диль поворачивается. Масло из гидроцилиндра по проводам посту­пает в пневмогидроаккумулятор и передвигает его поршень. При этом поршень уплотняет инертный газ, что увеличивает потенци­альную энергию газа. Корпус, преодолев препятствие, под действием потенциальной энергии газа, возвращается в рабочее положение.

Пневмогидроаккумулятор поршневого типа — это закрытый ци­линдрический сосуд, емкостью 6,3 литра. Этот сосуд при помощи поршня разделен на газовую и масляную камеры. На поршне смон­тированы резиновые уплотнительные кольца. В верхней камере на­ходится инертный газ с начальным давлением 6,0—9,0 МПа. Крышка оснащена зарядным клапаном. На клапане установлен вентиль со штуцером, позволяющим подсоединять шланг зарядного устрой­ства для заправки аккумулятора газом. Заправляют пневмогидроак­кумулятор только азотом или техническим аргоном. Кислород для этой цели не рекомендован, так как взрывоопасен.

Подготовка к работе. Перед выездом в поле необходимо осуще­ствить следующие мероприятия. Проверить крепления, при необ­ходимости подтянуть. Смазать солидолом пальцы гря­дилей корпусов, винт механизма опорного колеса, подшипники колес. Отрегулировать колеса на заданную глубину пахоты. Присо­единить плуг к трактору, навесная система которого смонтирова­на по трехточечной схеме, а прицепное устройство трактора де­монтировано.

4. Плуг ПЛН-5-35.Устройство и подготовка к работе.

Данный плуг (рис. 5) использу­ют при вспашке почв с увеличенным сопротивлением до 0,09 МПа без каменистых включений на глубину до 30 см. Для обра­ботки более тяжелых почв, сопротивление которых превышает 0,09 МПа плуг переоборудуют в четырехкорпусной (снимают пятый корпус с предплужником).

Рисунок 5. Навесной плуг ПЛН-5-35:

1 - корпус плуга; 2 - стяжная планка к прицепке для борон; 3 - прицепка для борон; 4 - балка жесткости; 5 - раскос; 6 - опорное колесо; 7 - замок автосцепки; 8 ~ продольная балка; 12 - предплужник.

Плуг оснащают корпусами различных типов. При работе с безот­вальными или полувинтовыми корпусами с углоснимами предплуж­ники не устанавливают.

Рама - основное несущее звено конструкции плуга. Брус явля­ется балкой жесткости.

Опорное колесо 6 предназначено для регулировки глубины вспашки при помощи винта. Колесо смонтировано на конических роликовых подшипниках.

Дисковый нож установлен на шариковых подшипниках с одно­разовой смазкой впереди последнего корпуса с наружной стороны продольного бруса.

Замок 7 автосцепки прикреплен к раме плуга и навеске тракто­ра.

Подготовка к работе состоит в следующем. Предплужники уста­навливают так, чтобы расстояние между носками лемехов пред­плужника и корпуса (по ходу плуга) было не менее 250 мм, а по­левой обрез предплужника перекрывал полевой обрез корпуса.

Положение предплужника по высоте фиксируют цилиндричес­ким выступом державки, входящим в одно из пяти глухих отвер­стий, на стойке. Для вспашки на глубину 20 см стойку прикрепля­ют к первому (верхнему) отверстию, на глубину 22 см ко второму, на глубину 25 см к пятому отверстию. Такая расстановка обеспечи­вает подрезание предплужником задернелого слоя почвы на глуби­ну 10 см.

Дисковый нож монтируют в зависимости от положения пред­плужников. Для этого слегка поворачивают стойку ножа в державке и ставят его так, чтобы зуб корончатой шайбы, поддерживающий стакан, находился посередине выреза стакана. В этом случае по­лость ножа будет параллельна раме плуга, и отстоять от полевого обреза предплужника на 10-15 мм. Центр ножа располагают не­сколько впереди носка лемеха предплужника, а нижнюю точку лезвия ножа на 15 мм ниже носка лемеха.

5. Плуг ПНЛ-8-40.Устройство и подготовка к работе.

Используют при вспашке почв с удельным сопротивлением до 0,09 МПа без каме­нистых включений на глубину до 30 см. Для обработки более тяже­лых почв, сопротивление которых превышает 0,09 МПа плуг пере­оборудуют в семикорпусной (снимают восьмой корпус с предплуж­ником).

Плуг оснащают корпусами различных типов. При работе с безот­вальными или полуотвальными корпусами у углоснимателей пред­плужники не устанавливают.

Рама — основное несущее звено конструкции плуга, выполнена она из труб прямоугольного сечения. Основная балка рамы осна­щена кронштейнами, к которым прикрепляют корпуса и предплуж­ники. На основной балке рамы установлен и механизм заднего ко­леса. К продольной балке рамы присоединена консоль, к которой прикреплен дисковый нож. На передней балке рамы смонтированы механизм переднего колеса и стойки навески.

Дисковый нож установлен на шариковых подшипниках с одно­разовой смазкой впереди последнего колеса.

Колесо (заднее) служит для регулировки глубины вспашки при помощи винта. Колесо включает в себя диск, шину, обод в сборе и ступицу, смонтированную на полуоси на двух конических ролико­подшипниках. Колесо переднее по конструктивному устройству аналогично колесу заднему и отличается от него габаритами. Меха­низм регулировки заднего и переднего колес служит для изменения положения колеса при установке глубины пахоты. Верхняя часть стойки оснащена гайкой. В этой гайке находятся винт с рукояткой. Вращая винт рукояткой, производят подъем или опускание коле­са, что изменяет положение стойки и колеса. На стойке с интерва­лом 20 мм нанесены метки, при помощи которых устанавливают глубину пахоты.

Навеска включает в себя стойки и планки, шарнирносочлененные с тягой при помощи пальцев.

В верхние отверстия стоек вставлена центральная тяга механиз­ма навески трактора.

Нижние тяги трактора соединяют с пальцами, находящимися в понизителях переднего бруса рамы.

Шарнирная конструкция тяги навески создает плугу возмож­ность заглубляться от воздействия своей массы и не позволяет плу­гу копировать колебания трактора на неровностях поля.

Опорная лампа смонтирована с левой стороны рамы и придает устойчивость плугу на стояке.

Подготовка к работе состоит в следующем. Предплужник уста­навливают так, чтобы расстояние между носками лемехов пред­плужника и корпуса (по ходу плуга) было не менее 250 мм, а по­левой обрез предплужника перекрывал полевой обрез корпуса.

Положение предплужника по высоте фиксируют цилиндричес­ким выступом державки, входящим в одно из пяти глухих отвер­стий на стойке, для вспашки на глубину 30 см стойку прикрепляют к пятому (нижнему) отверстию.

Дисковый нож монтируют на консоли с учетом положения пред­плужников. Располагают дисковый нож так, чтобы лезвие его на 10-15 мм выступало в сторону поля от полевого обреза предплуж­ника. Расположение дискового ножа относительно полевого обреза предплужника регулируют перестановкой стойки. Корончатую шайбу устанавливают так, чтобы ее зуб совпал с серединой выреза стака­на, а дисковый нож был расположен по ходу плуга. Нижняя точка лезвия ножа должна находиться на 15-30 мм ниже носка лемеха предплужника.

6. Плуг ПНИ-8-40.Устройство и подготовка к работе.

Применяют при вспашке почв, не засоренных кам­нями, с удельным сопротивлением до 0,09 МПа на глубину 30 см с оборотом пласта.

Плуг включает в себя: раму, заднее и переднее опорные колеса с механизмами регулировки глубины обработки, навеску, механизм изменения ширины захвата корпусов, корпуса с углоснимами, дисковый нож.

Отличительной особенностью плуга ПНИ-8-40 от плуга ПЛН-8-40 является то, что плуг оснащен механизмом, при помощи ко­торого регулируют ширину захвата плуга.

Механизмом ширины захвата можно производить бесступенча­тую регулировку ширины захвата корпусов и плуга в целом. Дости­гается это изменением угла в плане основного корпуса при помо­щи гидроцилиндра. Оптимальную ширину захвата плуга устанавли­вают в процессе его припашки. При этом необходимо учитывать, что максимальная производительность достигается в диапазоне ско­ростей агрегата от 7,5 до 8,5 км/ч. В зависимости от удельного со­противления почвы рабочую ширину захвата плуга регулируют от 2,8 до 3,6 м.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Назовите классификацию плугов;

2. Назовите устройство плуга и работу его рабочих органов;

3. Назовите устройство и принцип работы плуга ПЛН-5-35.