1.1 Дисковые рабочие органы

Характерная особенность дисковых рабочих органов состоит в том, что в процессе работы они не только движутся поступатель­но вместе с рамой машины или орудия, но и вращаются под дей­ствием реакции почвы. В отличие от поступательно движущихся рабочих органов они меньше забиваются растительными остат­ками.

Плоские диски (рисунок 15,а) применяют в качестве дисковых но­жей на плугах, в лущильниках, предназначенных для обработки почв, подверженных ветровой эрозии, в сеялках.

Установка дисковых ножей перед каждым корпусом плуга при обработке старопахотных почв значительно улучшает качество па­хоты и устойчивость хода; при обработке связных задернелых почв (целина, луг, осушенный торфяник и т. п.) плужные корпуса без ножей оказываются вообще неработоспособными. Однако в том и другом случае несколько ухудшается заглубляемость плуга (глубина вспашки уменьшается на 2...4 см). Кроме дисков с глад­ким лезвием, используют рифленые и вырезные диски. Их реко­мендуют применять при обработке сильно засоренных и заросших растительностью почв. Установка плоских дисков на лущильниках позволяет обрабатывать почву без оборота пласта с сохранением стерни.

а — плоский диск; б — сферический диск; в — вырезной диск; г — лункообразова­тель; д — крыльчатка; е — игольчатый диск; ж — дисковый копач.

Рисунок 15, - Дисковые рабочие органы

Сферические диски (рисунок 15, б) применяют в качестве рабочих органов дисковых плугов, лущильников, борон, иногда сеялок (однодисковый сошник). Дисковые плуги предназначены главным об­разом для обработки тяжелых, сухих почв, а также почв, прони­занных корнями древесных растений. В нашей стране их использу­ют для вспашки рисовых полей на глубину 25...30 см. Дисковые лущильники применяют на лущении стерни при глубине 6...15 см, бороны — для измельчения пластов и глыб на поверхности вспа­ханного поля, весенней предпосевной обработки зяби.

Вырезные диски (рисунок 15, в) устанавливают на тяжелых боро­нах, которые применяются как для первичной обработки тяжелых задернелых почв, так и для разделки связных пластов, поднятых при вспашке болотных и кустарниково-болотных земель.

Лункообразователь (рисунок 15, г) служит для обработки почв, подверженных водной эрозии, и представляет собой парные диски, установленные на валу эксцентрично, причем так, что один повер­нут относительно другого на 180°. Поочередно погружаясь в поч­ву, они образуют лунки овальной формы вместимостью 20...25 дм³ общим количеством 12...14 тыс. на 1 га, которые служат для за­держания талых вод. Для почв, подверженных, кроме водной, еще и ветровой эрозии, вместо сферических применяют плоские диски. Они сдвигают почву без оборота пласта, оставляя большое коли­чество стерни неповрежденной. Стерня предохраняет почву от вы­ветривания и способствует сохранению влаги. Лункообразователи могут быть установлены на лущильниках или использованы как приспособления к плугам.

Крыльчатка (рисунок 15, д) применяется совместно с плугом (трех­лопастная) или культиватором (четырехлопастная) также для об­работки почв, подверженных водной эрозии. Перемещаясь вместе с орудием, она периодически то затормаживается и погруженной в почву лопастью прорывает борозду, то освобождается для сво­бодного вращения, прерывая образование борозды и сохраняя, таким образом перемычку. В результате этого образуются преры­вистые борозды, необходимые для задержания талых и ливневых вод.

Игольчатый диск (рисунок 15, е) рабочий орган ротационной мо­тыги, игольчатой бороны, культиватора. Соответственно орудию применяется для предпосевной обработки почвы, разрушения поч­венной корки на посевах, для рыхления почвы и заделки семян сорняков с сохранением стерни на почвах, подверженных ветровой эрозии; для уничтожения сорняков в защитных зонах пропашных культур. Если нужно минимальное воздействие на почву, например разрушение почвенной корки с сохранением растений или стерни, то диски устанавливают так, чтобы они работали «затылком», т. е. во время погружения в почву были направлены вогнутостью в сторону движения орудия (по стрелке А). В этом случае они делают примерно 150 уколов на 1 м² и полностью разрушают кор­ку. Если же требуется интенсивное рыхление почвы и полное унич­тожение сорняков, то их устанавливают для работы «клювом», т. е. так, что во время погружения в почву они обращены выпук­лостью вперед, в сторону движения орудия (по стрелке Б).

Дисковый копач (рисунок 15, ж) применяется на свеклоуборочных комбайнах, отделяющих ботву на корню. Он состоит из двух сво­бодно вращающихся сферических дисков (с окнами), поставлен­ных под углом к вертикальной плоскости и к направлению движения так, что передние кромки удалены одна от другой, а зад­ние сближены. Почва, попавшая в пространство между дисками при их вращении в сужающейся части, сжимается, интенсивно крошится и частично просыпается сквозь окна, а корнеплод час­тично освобождается от почвы и мелких корешков. Глубина хода дисков 8...10 см. Зазор между нижними кромками дисков регули­руют в зависимости от урожайности в пределах от 35 до 55 мм. Кроме дисков с гладким лезвием, применяют вырезные и долото­образные. Долотообразные диски предназначены для работы на сухих твердых почвах.

Вырезные диски 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.

Все многообразие дисковых рабочих органов может быть сведе­но к двум геометрическим формам: плоскому и сферическому ди­скам. Плоский диск может рассматриваться так же, как сферический, у которого радиус кривизны равен бесконечно­сти (r = ∞). Таким образом, основными геометрическими парамет­рами дисков будут диаметр D и радиус кривизны r. С ними взаи­мосвязан угол ε₁ равный половине центрального угла дуги диа­метрального сечения диска (рисунок 16). Каждый из этих параметров имеет технологическое значение. С увеличением диаметра диска D резко возрастает вертикальная слагающая реакции почвы, вследствие чего ухудшается заглубляемость его в почву. Поэтому для заглубления дисков большого диаметра требуется дополни­тельная нагрузка в виде массы орудия или балласта. Следова­тельно, диаметр диска должен быть минимальным из допускаемых по условиям работы. Диаметр диска зависит от заданной макси­мальной глубины обработки почвы а и должен быть по крайней мере больше удвоенного ее значения. Практикой выработаны оп­ределенные соотношения между D и а:

D=kа (3.1)

где k — коэффициент, равный 3...3.5 для плугов, 4..6 для борон и 5...6 для лущильников.

Радиус кривизны r определяет крошащую и оборачивающую способности диска. Чем меньше радиус кривизны, тем интенсив­нее крошится и оборачивается пласт. Как видно из рисунка 2, между D и r существует определенная зависимость:

D=2rsinε (3.2)

Следовательно, задавшись двумя параметрами, третий необхо­димо определить по формуле (1.2). Основные параметры дисков стандартизированы. Согласно ГОСТ 198—59, для плоских дисков можно принимать диаметры 250, 300, 350, 400, 450, 510, 610, 660, 710, 760 и 800 мм. Дисковые плуги снабжают дисками диаметром 610...810 (прицепные) и 580...710 мм (навесные); лущильники — 450...610; бороны — 450...660 мм; игольчатые диски изготавливают диаметром 350, 450 и 520; диски копачей — 680 мм. Радиус кри­визны r принимают постоянным: для плугов 600 мм, лущильников 169 мм, борон 109, 169 и 220 мм. ' Тогда угол ε₁ принимает значе­ния: для плугов 31...37°, лущиль­ников 26...32° и борон 22...26⁰.

Рисунок 16 - Основные параметры диска

Большое влияние на техноло­гические свойства диска оказыва­ет его заточка. Она характеризуется, прежде всего, углом заточки или заострения i, а также свя­занным с ним задним, затылочным углом или углом зазора ε₂. Диски затачивают, как правило, с выпуклой, наружной стороны, принимая угол заточки i=10...20° для борон и лущильников и 15...25° для плугов. Диски, предназначенные для работы на твер­дых почвах, затачивают с внутренней стороны.

Так как лезвие диска имеет форму окружности и постоянный угол заострения, то фаска имеет форму усеченного конуса, обра­зующие которого наклонены к плоскости основания под углом ω= i+ε₁ где ε₁—передний угол, равный половине центрального угла дуги диаметрального сечения диска. Кроме того, различают еще угол резания α= i+ε₂.

Большое технологическое значение имеет задний, затылочный угол ε₂. От его размера зависит расход энергии на обработку почвы и даже работоспособность диска. Этот угол — переменный, изменяется по высоте диска. Считают, что для нормальной рабо­ты диска на глубине необходимо, чтобы затылочный угол на уров­не поверхности поля был положительным.

Подготовка к работе. Орудия регулируют и настраивают на спе­циальных регулировочных площадках. Проверяют комплектность и исправность всех механизмов и узлов орудий. Особое внимание обращают на затяжку гаек батарей и наличие чистиков. Подтяги­вают крепления узлов, регулируют положение скребков, смазыва­ют трущиеся детали и устанавливают необходимый угол атаки дисковых батарей. Ровняют раму в горизонтальной плоскости так, чтобы диски передних и задних батарей касались регулировочной площадки. Дисковая батарея бороны и лущильников должна отве­чать следующим требованиям: размер фаски — 12...15 мм; толщи­на режущей кромки — 0,3...0,5 мм; зазор между чистиками и дис­ком — 2...4 мм; допустимое отклонение расстояния между диска­ми — 8 мм; допустимый просвет между лезвиями отдельных дис­ков и регулировочной площадкой — 5 мм.

Регулировки. Угол атаки у лущильника устанавливают измене­нием длины тяг по маркированным отверстиям с фиксацией их перекидными упорами. Чтобы укоротить тяги или сместить бру­сья секций вперед, лущильник толкают трактором назад; чтобы удлинить тяги или сместить брусья секций назад — перемещают вперед. У лущильника ЛДГ-5 крайние колеса, кроме того, ставят в соответствии с принятым углом атаки.

В дисковых боронах угол атаки θ регулируют поворотом подвиж­ных секций батарей относительно неподвижно закрепленных кон­цов. Для этого ослабляют гайки крепления секций и вынимают из фиксирующих отверстий штыри, гидросистемой поднимают раму бороны так, чтобы диски полностью не отрывались от земли, и трактором подают бороны вперед и назад. После поворота на задан­ный угол атаки секции фиксируют штырем и закрепляют гайками.