Дисковые орудия

Назначение и разновидности. Рабочими органами дисковых орудий служат плоские, сфери­ческие и вырезные диски. Дисковые рабочие органы не только движутся поступательно вместе с рамой машины или орудия, но и вращаются под действием реакции почвы. Благодаря этому они в меньшей мере, чем поступательно движущиеся рабочие органы, забиваются растительными остатками.

При обработке пересохших, спекающихся тяжелых почв ору­диями со сферическими дисками крупные глыбы, какие возникают в результате обработки таких почв лемешными плугами, не об­разуются. Поэтому дисковые плуги широко применяются в стра­нах с тропическим климатом, а также при обработке почв ри­совых чеков. Качество крошения почвы дисковыми плугами при­мерно такое же, как и лемешными, однако они значительно хуже оборачивают пласт и заделывают растительные остатки, вслед­ствие чего в условиях нашей страны применяются редко. К отрицательным свойствам относятся плохая заглубляемость в почву и вызванная этим необходимость применения балластных грузов, а также непригодность для работы на скоростях более 7 км/ч.

Плоские диски (рис.1, а) применяют в качестве диско­вых ножей плугов, а также рабочих органов лущильников для обработки почв, подверженных ветровой эрозии. Почва обра­батывается без оборота, с сохранением стерни.

Сферические диски (рис.1, б) используют в качестве рабочих органов дисковых плугов, лущильников, борон. Диско­вые плуги предназначены для обработки тяжелых, сухих почв, а также почв, пронизанных корнями древесных растений, для вспашки рисовых полей на глубину 25...30 см, дисковые лу­щильники - для лущения стерни на глубину 6...15 см, боро­ны - для измельчения пластов и глыб на поверхности вспахан­ного поля, весенней предпосевной обработки зяби.

Режущая кромка диска, установленного под углом к направ­лению движения, в процессе работы отрезает полоску почвы и поднимает ее на внутреннюю сферическую поверхность, в ре­зультате чего она крошится, частично оборачивается и пере­мешивается. С увеличением угла атаки диски глубже погру­жаются в почву, ее крошение возрастает, с увеличением угла наклона диска к вертикали несколько улучшаются оборот и пе­ремешивание почвы. Диски перерезают тонкие корни, перека­тываются через толстые, но на каменистых почвах выкраши­ваются.

Рис.1 - Типы дисковых рабочих органов:

а - плоский; б - сферический; в - вырезной

Вырезные диски (рис.1, в) устанавливают на тяжелых боронах, которые применяют как для первичной обработки тя­желых задерненных почв, так и для разделки связных пластов, поднятых при вспашке болотных и кустарниково-болотных зе­мель. Они более интенсивно воздействуют на почву, лучше пе­ререзают корни растений.

Основные геометрические параметры, их технологическое значение. Многообразие дисковых рабочих органов может быть сведено к двум геометрическим формам: плоскому и сферическому дис­кам. Плоский диск можно рассматривать как сферический, у которого радиус кривизны равен бесконечности (r = ∞). Таким образом, основные геометрические параметры дисков - диаметр D и радиус r кривизны. С ними взаимосвязан передний угол ε₁ равный половине центрального угла дуги диаметрального сече­ния диска (рис.2). С увеличением диаметра диска резко возрастает вертикальная слагающая реакции почвы, вследствие чего его заглубляемость ухудшается. Следовательно, диаметр диска должен быть минимальным из допустимых по условиям ра­боты. Между значениями D и а существует соотношение

D = kа, (1)

где k - коэффициент, равный 3...3,5 для плугов, 4...6 для борон и 5...6 для лущильников.

Радиус r кривизны определяет крошащую и оборачивающую способности диска. Чем он меньше, тем интенсивнее крошится и оборачивается пласт. Между значениями D и r существует за­висимость (см. рис.2)

D = 2 r sin ε₁ (2)

Следовательно, если заданы два параметра, то третий можно определить по формуле (2). Основные параметры дисков стандартизованы.

Рис.2 - Схема сферического диска с основными параметрами

Технологические свойства диска зависят от угла i за­точки или заострения, а также связанного с ним заднего, затылочного угла, или угла ε₂ зазора. Как правило, диски затачивают с выпуклой, на­ружной стороны, принимая угол i равным 10...20 для борон и лущильников и 15...25 для плугов. Для работы на твердых почвах диски затачивают с внутренней стороны. Угол резания диска α = i + ε₂. Угол ε₂ имеет большое технологическое значение. Он влияет на затраты энергии на обработку почвы и даже на работоспособность диска. Величина ε₂ изменяется по высоте диска. Чтобы диск удовлетворительно работал на глубине, угол ε₂ на уровне по­верхности поля должен быть положительным.

Расстановка рабочих органов. Сферические диски служат рабочими органами дисковых плу­гов, лущильников и борон. Характерная особенность дисковых плугов - система индивидуального крепления дисков (рис.3, а). Диск 2 имеет стойку 1 и ступицу 3, которая раз­мещается на оси в конических и шариковых подшипниках. Плос­кость вращения диска располагается под углом θ = 40...45⁰ к направлению движения (углом атаки) и под углом 15...25⁰ к вертикали.

Рис.3 - Сферические диски, установленные:

а - на плугах; б – на лущильниках и боронах; 1 - стойка; 2 -диск; 3 - ступица; 4 - квадратная ось; 5 - шпулька; 6 - подшипник

При монтаже диска под углом 20° к вертикали (α = 70°), т. е. с наклоном назад, уменьшается вертикальная реакция, выталкивающая диск из почвы, облегчаются начало подъема пласта и его движение по вогнутой поверхности диска, а его оборачивающая способность ухудшается. Расстояние между со­седними дисками около 600 мм. Оно обусловлено допустимой высотой гребней на дне борозды (h < 0,4 а). Это расстояние и углы установки дисков, как правило, можно регулировать.

Перед дисками нередко размещают стойки - рыхлители, ко­торые одновременно играют роль полевых досок и обеспечивают заглубление дисков на плотных почвах. Некоторые зарубежные фирмы выпускают и дисковые плуги для гладкой вспашки, для чего стойки дисков прикрепляют к раме шарнирно и поворачи­вают при изменении направления движения.

В лущильниках и боронах в отличие от плугов диски соби­рают в батареи (рис.3, б), т.е. насаживают на квадратную ось 4, чередуя с распорными катушками (шпульками) 5. Во время работы ось вместе с дисками и шпульками вращается в подшипниках 6. Расстояние b между соседними дисками опреде­ляют из условий устранения вероятности заклинивания пласта и отдельных глыб почвы между дисками (b ≥ l,5 a) и обеспечения допустимой высоты гребней на дне борозды (h ≤ 0,5 а).

На высоту h гребней, кроме расстояния b, влияют диаметр D диска и угол атаки θ. Так как у борон угол атаки θ, как правило, меньше, чем у лущильников, то для обеспечения ус­ловия h < а бороны делают двухследными, смещая диски задних батарей по отношению к передним на величину 0,5b cos в.

Батареи к основной раме присоединяют шарнирно: лущиль­ники, как правило, в один след (рис.4, а и б), боро­ны - в два (рис.4, в и г). Несимметричная двухследная схема (см. рис.4, г) характерна для садовых борон. Она позволяет смещать линию тяги в сторону и приближать борону к деревьям.

Рис.4 - Варианты соединения дисковых батарей:

а и б - лущильников; в и г - борон

Глубину хода дисков регулируют с помощью балластных гру­зов, а в гидрофицированных орудиях - с помощью гидравли­ческих пружинно-нажимных механизмов, а также увеличением или уменьшением высоты крепления рамок батарей на понизителях (чем ниже, тем глубже). Варьируя угол атаки, изменяют не только глубину обработки, но и степень крошения почвы, а также высоту гребней.

Прицепные и полунавесные орудия преимущественно опираются на колеса с пневматическими шинами. Различают колеса основной рамы (транспортные) и колеса брусьев. Последние выпол­няют самоустанавливающимися. В настоящее время применяют дисковые гидрофицированные лущильники шириной захвата 5...20 м и бороны шириной захвата 3...10 м. Максимальная глубина обработки лущильниками 10...12 см, боронами до 20, плугами до 30 см.

Требования к качеству обработки. Лущение проводят не позднее чем через один-два дня после уборки урожая. Основные задачи лущения - сохранение влаги и борьба с сорняками. Разрыхлив почву на глубину 4...10 см, прерывают поступление влаги по капиллярам из нижних слоев почвы к ее поверхности и тем самым предохраняют ее от иссушения. При этом семена сорняков, располагавшиеся на поверхности поля, заделывают на глубину, наиболее благоприятную для их прорастания (прово­цируют прорастание). Появившиеся затем всходы сорняков уничтожают при последующей обработке, чаще всего-при зяб­левой вспашке.

После лущения верхний слой почвы должен быть мелкоком­коватым, поверхность - ровной и слитной, сорные растения - полностью подрезаны. Отклонение глубины обработки от задан­ной не должно превышать ±2 см.

Требования к качеству пред­посевного боронования дисковыми боронами аналогичны требо­ваниям к боронованию зубовыми боронами. В обработанном слое хорошо подготовленного под посев поля не менее 80% почвенных комков должны быть размером 1...5 см, комки размером более 10 см не допускаются. Отклонение глубины обработки от за­данной не должно превышать ±1 см.

Дисковый гидрофицированный лущильник ЛДГ-10А предназ­начен для лущения стерни после уборки зерновых культур. Его применяют для обработки паров и предпахотной обработки почвы, разделки пластов и размельчения глыб после вспашки. Лущильник ЛДГ-10А - это прицепная машина с двухсторон­ним расположением дисковых рабочих органов. Его агрегатируют с тракторами ДТ-75В и Т-150. Машина состоит из рамы 8 (рис.5), двух ходовых колес 11, брусьев 5 и 13 секций, каре­ток 1 и 17, двух тяг 4, механизма гидроуправления, дисковых секций 2, 3, 7, 12, 15 и 16, заравнивателя 6.

Рама образована сварной сницей и стойкой. К боковым швеллерам сницы приварены блоки замков, к которым прикреп­лены захваты.

Ходовое колесо включает в себя обод, шину, два под­шипника, ось и две крышки. Ось колеса прикреплена к раме хомутами и гайками.

Брусья необходимы для присоединения к ним секций с рабочими органами и штока гидроцилиндра.

Каретка состоит из бруса и двух самоустанавливающихся колес, устроенных аналогично ходовым. При дальней транспорти­ровке лущильника каретку соединяют с рамой при помощи ско­бы. Надставка каретки телескопически передвигается в брусе. На брусе устанавливают корпус гидроцилиндра.

Тяга связывает раму и брусья секций. Тяга раздвижная, образована уголками, соединенными хомутами. Изменяя длину тяги, регулируют угол атаки дисков.

Секции (левая, правая, перекрывающая, левая средняя, левая и правая крайние) предназначены монтажа дисков и соединения их с брусьями секций. В секцию входят дисковая батарея, два кронштейна 27 (рис.5, б), скребковое устройство и две штанги 20 с пружинами 18.

Рис.5 - Лущильник ЛДГ-10А:

а – схема; б – правая секция; 1 и 17 – каретки; 2, 3, 7, 12, 15 и 16 - секции; 4 – тяга; 5 и 13 - брусья секций; 6 – заравниватель; 8 – рама; 9 – цепь; 10 и 22 – болты с гайками и шайбами; 11 - ходовое колесо; 14 – механизм гидроуправления; 18 – пружина; 19 – специальная шайба; 20 – штанга; 21 и 25 – штыри; 23 – уголок; 24 – быстросъемный шплинт; 26 – рамка секции; 27 – кронштейн; 28 – ось с батареей; 29 – подшипниковый узел; 30 – диск; 31 – скребок; 32 - промежуточная шпулька

Батарея включает в себя девять стальных вогнутых дисков 30, надетых на квадратную ось. Подшипниковые узлы установлены между вторым и третьим дисками с обеих сторон.

Скребковое устройство очищает диски от налипшей почвы и пожнивных остатков. Оно представляет собой уголок 23, к которому прикреплены скребки 31.

Перекрывающая секция 12 оснащена специальной удлиненной рамкой и приваренными ушками для крепления штанг с пружи­нами. Эта секция нужна, чтобы исключить огрехи в стыке левых и правых секций.

Заравниватель засыпает почвой разъемную борозду в середине прохода. Он состоит из уголка, соединенного шарнирно с левой средней секцией при помощи кронштейнов и тяг.

Механизм гидроуправления служит для подъема секций в транспортное положение и изменения глубины обработ­ки почвы. В механизм входят гидроцилиндр со штуцерами, рукава высокого давления, трубопроводы, тройники, корпус в сборе, правое запорное устройство и транспортная распорка. Трубопроводы прикреплены к брусьям секций и раме при-помощи прижимов и болтов.

Подготовка к работе включает в себя следующие операции. Серьгу прицепа лущильника присоединяют к скобе трактора. Поднимают стойку вверх до упора и. фиксируют ее в этом положении быстросъемным шплинтом, вставив его в от­верстие кронштейна, приваренного к снице. Дополнительно сое­диняют раму лущильника с прицепной скобой трактора страхо­вочной цепью.

Присоединяют гидросистему лущильника к гидросистеме трактора. Проверяют работу механизма гидроуправления на подъем и опускание дисковых батарей. При необходимости уст­раняют подтекание масла в местах соединения трубопроводов и шлангов. Смазывают шприцем через пресс-масленку подшип­никовые соединения дисковых секций, ходовых колес, втулки и ступицы самоустанавливающихся колес.

Настраивают брусья секций и тяги на требуемый угол атаки. При пожнивном лущении стерни угол атаки должен составлять 35°, на слабозасоренных почвах 30°, на обработке паров и пред­пахотной обработке почвы, на разделке пластов и размельчении глыб после вспашки любых почв 15 и 20°.

Для регулировки угла атаки, изменяют длину тяг и передви­гают брусья секций в обоймах рамы, сохраняя при этом необ­ходимый зазор в стыке между дисками правых и левых секций. Достигают это при маневрировании трактора. Брусья секций и тяги должны быть установлены на одинаковый угол атаки в соответствии с маркировкой. Разная установка брусьев и тяг приводит к поломке машины или образованию огрехов в стыке средних секций. Глубину лущения регулируют, сжимая пружины на штангах секций.

Дисковая полевая борона БД-10 применяется на легких и средних почвах. Она выполняет следующие операции: послепахотное рыхление пластов, предпосевную обработку почвы, луще­ние стерни на глубину до 10 см. Борону агрегатируют с тракто­рами К-701, Т-150 и Т-150К, оснащенными раздельно-агрегатной гидросистемой и прицепной скобой.

Борона состоит из рамы 2 (рис.6) с транспортными коле­сами, механизма самоустанавливающихся колес, четырех секций дисковых батарей 19, гидросистемы для подъема основной рамы и секций, прицепа 16.

Рама представляет собой сварную коленчатую ось, окан­чивающуюся кулаками, в которые вставлены оси колес с пнев­матическими шинами.

Механизм самоустанавливающихся колес выполнен в виде параллелограмма. Верхняя и нижняя рамки соединены с кронштейном, надетым на ось колеса, и наружным концом секций.

Секция образована неподвижной и подвижной рамками трубчатого сечения. Рамки соединены между собой шарнирно-вертикальной и горизонтальными осями и раскосами. На кронш­тейнах подшипников подвижной рамки установлены дисковые батареи. В рабочем положении секции удерживаются передними тягами 13 и соединителями 6.

Дисковая батарея состоит из десяти сферических дисков, смонтированных на квадратной оси. Диски разделены шпульками и затянуты гайкой.

Гидросистема включает в себя гидроцилиндры и спе­циальные транспортные планки к ним, маслопроводы 9, 15 и 17, рукава 5 и 8 высокого давления.

Подготовка к работе заключается в следующем. Регулируют глубину обработки почвы. Чем больше угол атаки, тем больше глубина обработки. Угол атаки можно изменять в пределах от 12 до 21° через каждые 3°.

Чтобы установить нужный угол атаки, при помощи гидро­системы, поднимают рабочие органы и открепляют соединители секций от подвижных рамок. Вынимают штыри на передних тягах, сдвигают секции (сначала передние, потом задние) по раме и фиксируют их. Проверяют и подтягивают крепежные болты. Гайки на осях батарей хорошо затягивают, чтобы диски не расшатывались. Колеса поднимают. Это создает дополнительную нагрузку на батареи и способствует заглублению дисков в почву.

Рис.6 - Схема бороны БД-10:

1 - шлейф; 2 - рама с транспортными колесами; 3 - гидроцилиндр; 4, 10 и 11 - швел­леры; 5 и 8 - рукава высокого давления; 6 - соединитель секций; 7 - гребнерез; 9, 15 и 17 - маслопроводы; 12 и 18 - раскосы; 13 - передняя тяга; 14 - крюк; 16 - прицеп; 19 - дисковая батарея; 20 - рамка; 21 - самоустанавливающееся колесо

Дата добавления: 2015-07-24