I. Структура и классификация машин. II. Система сельскохозяйственных машин. III. Системы обработки почвы. IV. Основные операции механической обработки почвы. V. Классификация плугов. VI. Агротехнические требования к вспашке. VII. Типы корпусов. VIII. Обзор конструкций плугов. Тема 1 Общие сведения Орудия для основной обработки почвы

В современном производстве продукции растениеводства широко используются машинные технологии. Под технологией в сельскохозяйственном производстве понимают систему производства, хранения, переработки, реализации продукции с конкретными количественными и качественными показателями при наименьших затратах труда, средств и энергии. В зависимости от наличия в хозяйстве средств производства применяются следующие технологии: I. Структура и классификация машин

- Экстенсивные - использование естественного плодородия почвы, без внесения удобрений. - Нормальные - применение удобрений в объемах, обеспечивающих поддержания уровня плодородия почвы и предотвращение ее деградации. - Интенсивные - обеспечивают оптимальный уровень минерального питания растений и применение химических средств защиты растений от вредителей, болезней, сорняков и полегания. - Высокоинтенсивные - дополнительно: качественная предпосевная обработка почвы комбинированными орудиями; посев семян на одинаковую глубину сеялками точного высева; адекватная система ухода за посевами с применением прецизионных опрыскивателей; уборка урожая высокопроизводительными техническими средствами с минимальными потерями и безотходная послеуборочная обработка урожая.

Для реализации технологии составляют комплекс машин, включающий в себя энергетические, технологические, транспортные, погрузочные, контрольно-управляющие и информационные машины. Сельскохозяйственные машины относятся к группе технологических машин. Они созданы человеком с целью облегчения и увеличения производительности труда при возделывании сельскохозяйственных культур. В любой машине можно различить три основных части: - двигатель; - передаточный механизм; - рабочие органы, которые воздействуют на объект обработки (почву, удобрение, семена, растения и т.д.).

По степени подвижности при обработке материала машины различают - мобильные; - стационарные; - передвижные; - переносные. По способу агрегатирования (соединения) с силовой установкой (трактором) машины различают - прицепные; - полунавесные; - навесные; - монтируемые; - самоходные мобильные.

История развития СХМ тесно связана с зарождением и развитием земледелия и техники. Различают несколько этапов развития с.-х. техники: - внедрение простейших орудий труда, приводимых в движение мускульной силой человека (мотыга, серп, коса, веялка и т. д.). - изобретение орудий и машин, приводимых в движение животными (плуг, борона, культиватор, косилка, жатка-самосброска, жнея-молотилка и т. д.). - механизация, связанная с использованием отдельных машин, приводимых в движение механической энергией двигателя внутреннего сгорания. Начало этому этапу положило изобретение и массовое производство тракторов (начало 20-го века.) и тракторных СХМ: (многокорпусный плуг, культиватор, сеялка, зерно- и кормоуборочный комбайн и т.д.).

Роль специалистов Агрономы, экономисты, инженеры и др. специалисты должны иметь необходимые знания о СХМ, с тем, чтобы выбирать на рынке экономически эффективные образцы техники, составлять из них комплексы для реализации запланированных технологий и организовывать эффективное их использование. Поэтому каждый студент высшего учебного заведения – будущий руководитель механизированного хозяйства должен изучить назначение, устройство, технологический процесс и особенности применения СХМ. Специалисты агрономической службы, кроме того, должны приобрести также практические навыки по регулировке и подготовке машин к работе. II. Система сельскохозяйственных машин Под системой СХМ подразумевается комплекс машин применяемых в сельском хозяйстве.

СИСТЕМА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН Орудия для основной обработки почвы. 2. Орудия для поверхностной обработки почвы. 3. Машины для внесения удобрений. 4. Машины для посева и посадки с.-х. культур. 5. Машины для ухода за посевами. 6. Машины для защиты растений. 7. Машины для заготовки кормов. 8. Машины для уборки зерновых культур.

11. Машина для уборки и послеуборочной доработки картофеля. 12. Машины для возделывания и уборки сахарной свеклы. 13. Машины для возделывания и уборки льна. 14. Машины для возделывания и уборки овощных культур. 15. Машины для садов и виноградников. СИСТЕМА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН 9. Машины для очистки и сортировки зерна. 10. Зерносушилки, агрегаты и комплексы для послеуборочной обработки зерна

16. Машины для селекции, сортоиспытания и первичного семеноводства. 17. Малогабаритная техника и средства малой механизации. 18. Машины для орошения. 19. Мелиоративные машины. СИСТЕМА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН

III. Системы обработки почвы Системы обработки почвы – это совокупность научно обоснованных приемов обработки почвы под культуры в севообороте. 1. Отвальная система - предусматривает оборот почвенного пласта, что обеспечивает заделку пожнивных остатков, семян сорняков и возбудителей болезней в нижние слои пахотного горизонта. Такую систему широко применяют в районах достаточного и избыточного увлажнения. 2. 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 с недостаточным увлажнением. 3. Ярусная система - сопровождается дифференцированной обработкой верхнего, среднего и нижнего слоев почвы, имеющих явно выраженное ярусное строение.

В зависимости от числа обработок различают 4. Интенсивную систему, включающую несколько технологических процессов при подготовке почвы к посеву, сопровождающую многократными проходами агрегатов, уплотнением и рыхлением почвы. 5. Минимальная система - предусматривает сокращение количества обработок и их глубины, совмещая и одновременно выполняя несколько технологических процессов за один проход агрегата. В некоторых случаях обрабатывают не всю поверхность поля, а только узкие полосы, в которые затем высеваются семена. Такая обработка называется нулевой. Обработка почвы с образованием на поверхности пашни водозадерживающего микрорельефа (лунок, борозд и т. д.) называется противоэрозионной. Обработка почвы, сопровождаемая покрытием ее поверхности остатками возделываемых растений, называется мульчирующей.

IV. Основные операции механической обработки почвы Р е з а н и е п о ч в ы н о ж а м и До обработки После обработки - в вертикальной плоскости - в горизонтальной плоскости

О б о р о т п л а с т а – переворачивание на 180 с укладкой в собственную или соседнюю борозду. О т д е л е н и е п л а с т а от почвенного массива - происходит после его отрезания (вырезания) в горизонтальной, вертикальной или наклонной плоскостях. До обработки После обработки

В з м е т - оборот пласта на угол до 135. До обработки После обработки К у л ь т у р н а я в с п а ш к а – оборот пласта, у которого предварительно срезают часть верхнего задернелого слоя и сбрасывают на дно борозды. (Применяют предплужники или углоснимы).

Р ы х л е н и е – изменение размеров почвенных комков и расстояния между ними, в результате чего улучшаются влаго- и воздухопроницаемость почвы, а также ее биологическая активность. До обработки После обработки У п л о т н е н и е – процесс обратный рыхлению при котором увеличивается капиллярность почвы и уменьшается ее общая скважность.

П е р е м е ш и в а н и е – предусматривает изменение взаимного расположения частиц почвы, пожнивных остатков, удобрений и микроэлементов. Почва становится однородной. До обработки После обработки Н а р е з а н и е гребней, б о р о з д, г р я д– происходит в результате перемещения почвы в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

П о д р е з а н и е с о р н я к о в – это уничтожение их путем перерезания или разрыва корней и стеблей. До обработки После обработки Выравнивание – происходит при продольном перемещении почвы. После обработки поверхность становится ровной.

Классификация обработок почвы В зависимости от глубины хода рабочих органов различают: - Основная обработка – обычно первая, наиболее глубокая (20….35 см) обработка почвы после уборки предшествующих культур. Ее проводят плугом с оборотом (или без оборота) и последующим рыхлением почвенного пласта. - Поверхностная обработка – проводится на глубину до 16 см. перед посевом, во время посева или при уходе за парами, а также после вспашки. - Глубокая обработка – это специальная обработка почвы на глубину > 24 см. для углубления пахотного слоя и предотвращения водной эрозии.

V. Классификация плугов 1. По конструкции - Лемешные – наиболее распространены; - Дисковые – применяются для вспашки тяжелых переувлажненных почв при возделывании риса и при лесовосстановительных работах; - Чизельные – применяются для глубокого рыхления без оборота пласта с целью разрушения плужной подошвы, образовавшейся после многократной вспашки лемешными плугами; - Ротационные и комбинированные – применяются в зависимости от условий и требований агротехники.

2. По назначению - общего назначения - для вспашки старопахотных земель; - специального назначения - (кустарниково-болотные, плантажные, ярусные, садовые, лесные, виноградниковые и т. д.). Их применяют при освоении земель или в специфических условиях. 3. По способу агрегатирования - п р и ц е п н ы е – при транспортировании передняя и задняя часть плуга опирается на колеса; - п о л у н а в е с н ы е – при транспортировании передняя часть плуга опирается на навеску трактора, а задняя на колесо; - н а в е с н ы е – при транспортировке плуг полностью поднимается над поверхностью навеской трактора.

4. По технологическому процессу - плуги для с в а л ь н о – р а з в а л иной вспашки - снабжены правооборачивающими корпусами; -плуги для гладкой вспашки - снабжены право - и левооборачи- вающими корпусами. К таким плугам также относятся фронтальные, челночные, клавишные, балансирные, поворотные. Гладкая вспашка - не имеет свальных гребней и развальных борозд. Ее выполняют челночно с любого края поля. 5. По роду тяги - тракторные; - мотоблочные; - конные; - канатно – блочные. - ручные;

VI. Агротехнические требования к вспашке Вспашку проводят в агротехнические сроки при достижении физической спелости почвы. Абсолютная влажность почв - подзолистые – 12….15%; - дерново - подзолистые – 12…22%; - черноземы – 17…30%. Влажная почва не крошится, налипает на рабочие органы, вследствие чего увеличивается тяговое сопротивление и энергетические затраты. Зяблевую вспашку старопахотных земель и первичную вспашку целинных выполняют лемешными плугами с предплужниками. Перепашку пара и запашку навоза проводят без предплужников. Каменистые почвы пашут плугами с предохранителями.

Для интенсивного крошения пласта применяются дополнительные приспособления прицепленные к плугу: ПВР-2,3; 3,5 или зубовые бороны. Для уничтожения плужной подошвы, образующейся после многолетней вспашки лемешными плугами, применяют корпуса с почвоуглубителями или чизельные плуги. Отклонения - глубины вспашки: ± 5% на ровных и ± 10% на неровных участках; - фактической ширины захвата от конструктивной: ± 10%; - растительные остатки должны бать заделаны полностью, (не менее 95%); - высота гребней – не более 5 см. - не допускаются высокие свальные гребни и глубокие развальные борозды, а также скрытые непропаханные участки (огрехи). - суммарная площадь, занимаемая комками размером > 10 см., допускается не > 15% от площади пашни. Задернелые почвы пашут с оборотом, но без рыхления.

VII. Типы корпусов Качество вспашки зависит от конструкции корпуса плуга, геометрической формы и расположения его рабочей поверхности относительно дна и стенки борозды. По конструкции корпуса различают - Культурные – хорошо оборачивают и рыхлят почвенный пласт. Такие корпуса применяют для вспашки старопахотных земель. 1 – лемех; 2 – отвал; 3 – стойка; 5 – полевая доска; 6 – грудь отвала.

- Полувинтовые – хорошо оборачивают пласт, но хуже рыхлят его. Применяются для вспашки сильно задернелых и целинных почв. 1 – лемех; 2 – отвал; 3 – стойка; 4 – перо отвала; 5 – полевая доска; 6- пятка полевой доски. 1 – лемех; 2 – отвал; 3 – стойка; 5 – полевая доска; 7 – дисковый нож. - Винтовые – обеспечиваю полный оборот пласта без его рыхления и создают наилучшие условия для разложения пожнивных остатков и дернины.

- Безотвальные – выполняет рыхление почвы без оборота пласта. Применяют при обработке почв в ветроэрозионных и засушливых районах. 1 – лемех; 3 – стойка; 7 – щиток; 8 – уширитель. - Вырезные – служит для отвальной вспашки подзолистых почв и одновременного углубления пахотного горизонта на 4…5 см. 1 – вырезной лемех; 10 – верхний лемех; 9 – отвал.

- Корпус с накладным долотом, углоснимом и вертикальным ножом – предназначен для вспашки твердых почв, засоренных камнями. 1 – лемех; 2 – отвал; 4 – перо отвала; 8 – углосним; 9 – вертикальный нож (типа «акулий» плавник); 10 – долото. 2 – отвал; 5 – полевая доска; 14 – почвоуглубительная лапа. - Корпуса с почвоуглубителем – применяются для вспашки подзолистых, каштановых почв и маломощных черноземов с одновременным углублением пахотного слоя на 6…15 см.

- Для ромбической вспашки – снабжены двумя лемехами: нижним 1, как у традиционного корпуса, и боковым 11. Благодаря боковому лемеху образуется наклонная стенка борозды, обеспечивающая большее пространство для прохода работающих в борозде колес трактора и меньшие потери на их перекатывание. Такие корпуса применяют в плугах зарубежных марок. 1 – нижний лемех; 2 – отвал; 3 – стойка; 11 – боковой лемех. 1 11

- Дисковые – применяются для вспашки тяжелых твердых почв, засоренных древесными корнями, а также для переувлажненных почв при возделывании риса. 3 – стойка; 15 – сферический диск; 16 – шпиндель. - Комбинированные – предназначен для вспашки тяжелых почв с одновременным интенсивным рыхлением почвенного пласта. 1 – лемех; 2 – укороченный отвал; 17 – корпус ротора; 18 – вал; 19 – ротор; 20 – лопатки.

1. Лемех – подрезает почвенный пласт в горизонтальной и частично в вертикальной плоскости. Производит начальное крошение почвы и направляет ее на отвал. 4 1 – лемех; 2 – отвал; 3 – стойка; 4 – перо отвала; 5 – полевая доска; 6 – грудь отвала. Детали лемешного, отвального корпуса

Для вспашки почв, не засоренных камнями, используют корпуса плугов с самозатачивающими лемехами, изготовленными из двухслойной стали или наплавленными по кромке лезвия износостойким сплавом 5 толщиной 1,5 мм. Лемеха бывают - Трапецеидальные – образуют ровное дно борозды. Устанавливают на предплужниках и плугах работающих на легких почвах. Магазин 2 предназначен для хранения запаса метала, который используют для оттяжки лемеха при износе. 1 – носок; 2 – магазин; 3 – крыло (пятка); 4 – лезвие; 5 – износостойкий сплав. 2 5

- Долотообразные – хорошо заглубляются, особенно на тяжелых почвах, и обеспечивают устойчивую глубину вспашки. 1 – носок; 2 – магазин; 3 – крыло (пятка); 4 – лезвие;

- Треугольные – применяют на некоторых специальных плугах, картофелекопателях, каналокопателях и рыхлителях, когда требуется создать большое давление лезвия на отрезаемый пласт. - Вырезные – устанавливается на вырезных корпусах.

- С выдвижным долотом – применяются для работы в очень тяжелых условиях (каменистые почвы, раскорчеванные участки). По мере изнашивания долото выдвигают вперед. 6 - долото - Зубчатые – имеют прерывистое лезвие, благодаря которому происходит частичное подрезание, а также отрыв пласта снизу. Так как сопротивление почвы на отрыв меньше, чем на резание, то при использовании таких лемехов тяговое сопротивление корпуса снижается. 5 - зуб

4 2. Отвал – отрезает почвенный пласт от стенки борозды, деформирует его (рыхлит), сдвигает в сторону и оборачивает верхним слоем вниз. Особенно большое давление испытывает грудь отвала 6, поэтому изнашивается быстрее, чем крыло. Грудь может быть съемной. В зависимости от геометрической формы поверхности отвала корпуса делятся на: культурные, полувинтовые, винтовые и цилиндрические. 3. Стойка – предназначена для крепления корпуса к раме плуга. Стойки могут быть цельнолитые и разъемные. Во втором случае к стойке крепится башмак. На башмаке крепятся детали корпуса. По форме сечения стойки могут быть: круглые и прямоугольные. 4. Перо отвала – предназначено для дооборачивания почвенного пласта. 1 – лемех; 2 – отвал; 3 – стойка; 4 – перо отвала; 5 – полевая доска; 6 – грудь отвала.

4 5. Полевая доска – обеспечивает устойчивый ход корпуса, предохраняет стойку 3 от истирания и разгружает ее от изгибающего и крутящего момента, возникающего под действием бокового давления пласта почвы. Для улучшения оборачивания пласта и заделки дернины на корпусах работающих на задернелых и каменистых почвах устанавливают углоснимы 8. Они выполняют роль предплужников при работе корпусов на почвах засоренных камнями.

Названия обрезов отвального корпуса плуга Стыковой обрез – соединяется встык с лемехом. 1 – лемех; 2 – отвал; 3 – стойка. Полевой обрез – предназначен для отрезания почвенного пласта в вертикальной плоскости. Верхний обрез – ограничивает верхний край корпуса. Бороздной обрез – ограничивает бороздной край корпуса. Лезвие лемеха – предназначено для подрезания почвенного пласта в горизонтальной плоскости.

VIII. Обзор конструкций плугов 1. Навесной лемешный плуг ПЛН – 5 – 35. На плуге установлено 5 корпусов шириной захвата 35 см. 1 – предплужник; 2 – корпус; 3 – угольник; 4 – прицепка для борон; 5 – главная балка; 6 – кронштейн крепления ножа; 7 – дисковый нож; 8 – опорное колесо; 9 – навеска; 10 – продольная балка; 11 – поперечная балка; 12 – кронштейн; 13 – кронштейн предплужника.

1. Рама – предназначена для крепления на ней всех рабочих органов плуга. На раме крепится навесное или прицепное устройство. 2. Корпус- предназначен для отрезания почвенного пласта от общего массива в горизонтальной и вертикальной плоскости, рыхления, смещения и оборачивания.

3. Предплужник – срезает верхний задернелый слой почвы со стороны полевого обреза корпуса толщиной 8…12 см и шириной, равной 2/3 ширины захвата корпуса, и сбрасывает его на дно борозды. Устанавливается перед каждым корпусом. 4. Нож – разрезает почву в вертикальной плоскости по линии отделения пласта от массива и способствует лучшему обороту пласта, заделке растительных остатков, обеспечивает устойчивый ход плуга и равномерность глубины вспашки, облегчает процесс отрезания пласта корпусу.

По конструкции ножи бывают Дисковые Дисковые ножи устанавливают на плугах общего назначения и кустарниково- болотных для вспашки почв не засоренных корнями и камнями. Нож обычно устанавливают перед последним корпусом плуга. Центр диска располагают над носком предплужника или впереди него на расстоянии до 130 мм, а плоскость вращения диска смещают в сторону поля от полевого обреза корпуса на 1…3 см. При вспашке тяжелых, задернелых почв дисковые ножи можно устанавливать перед каждым корпусом.

Консольный Черенковые Черенковые ножи применяют при вспашке задернелых почв с невыкорчеванными корнями, засоренных камнями. Их устанавливают на плугах специального назначения (кустарниково-болотных, лесных и др.) Двухопорный Такие ножи устанавливают на кустарниково-болотных плугах для вспашки почв, заросших кустарником высотой до 2 м. Плоский с опорной лыжей

5. Опорное колесо Предназначено для ограничения глубины вспашки. 6. Прицепка для борон – предназначена для присоединения к плугу дополнительных орудий (зубовых борон, кольчато-шпоровых катков; приспособлений ПВР–2,3; ПВР–3,5).

- Глубину вспашки всеми корпусами изменяют вращением винта механизма опорного колеса 8. Регулировки - Продольный перекос рамы плуга – устраняют вращением стяжки центральной тяги навески трактора. - Поперечный перекос рамы плуга -устраняют вращением вертикальных раскосов навески трактора.

2. Шестикорпусной полунавесной плуг ПЛП – 6 – – предплужник; 2 – корпус; 3 – прицепки для борон; 4 – заднее опорное колесо; 5 – коленчатая ось; 6 – водило; 7 – гидроцилиндр; 8 – дисковый нож; 9 – продольная балка; 10 – опорное колесо; 11 – навеска; 12 – догружатель. В отличии от навесных плугов, полунавесные плуги в транспортном положении передней частью опираются на навеску трактора, задней на опорное колесо 4.