Характеристики плуга и особенности использования техники

Изобретение плуга позволило землевладельцем повысить производительность труда на 100%, а урожайность – на 30-50%. Сегодня индустрию агропромышленного комплекса невозможно представить без использования плуга при пахоте. Инновации в устройстве плуга для вспашки помогают фермерам адаптироваться к разным климатическим условиям, сохранять плодородие земель благодаря обработке грунта и минимизировать эрозию. 

Плуг: что это? 

Плуг – это инструмент, который помогает подготовить земли для посева путём обработки почвы. Благодаря специальному устройству грунт становится более рыхлым и насыщается кислородом. Это позволяет влаге лучше попадать в слои почвы, питая её и создавая хорошие условия для развития полезной микрофлоры, важной для роста культур и действия удобрений. Пахота улучшает структуру грунта, помогает избавиться от сорняков, и пожнивных остатков. Такая технология обработки используется для посева разных культур, выращиваемых в средней полосе: технических, овощных, зерновых. 

Как работает плуг? Принцип работы плуга основан на воздействии всех рабочих органов устройства на почвенные пласты. Что делает плуг? Когда трактор или мотоблок движется и тянет за собой плуг, отвалы отделяют верхний слой земли, сдвигая этот пласт, а лемех подрезает части, крошит грунт, а дальше он переворачивается, падая в борозду. Обычно агрегат затрагивает 20-30 см глубины. Наибольшую результативность работы агрегата можно отметить при скорости движения трактора в 8-12 км/ч. Плуг может иметь от 1 до 5 корпусов – чем их больше, тем быстрее можно обработать огромные площади полей с высоким уровнем производительности.  

Плуг: для чего нужен?

Раньше, работая с плугом, люди таскали его на себе. Позже инструмент стали надевать на мулов и лошадей. Сегодня же его крепят к мотоблоку или трактору, оптимизируя вспашку. 

Назначение плуга зависит от вида техники. Плуги общего назначения используются для обработки почвы полей в разных почвенно-климатических условиях, куда засаживаются технические, злаковые или овощные культуры. Это агрегаты со стандартным размахом захвата около 35 см. 

Плуги специального назначения используются для вспашки грунта виноградников, каменистой почвы, солонцового, кустарниково-болотного, каштанового грунта. Они решают специальные задачи, например: 

• оборотные для работы на горных местностях и склонах,

• плантажные для обработки земель в виноградниках и садах,

• чизельные устройства для рыхления без переворота пласта; 

• машины для каменистого грунта с усиленной защитной конструкцией.

Зачем нужен плуг ещё? Основная задача устройства – переворачивание и рыхление почвы. После этого земля становится более податливой, мягкой, а количество бурьяна на территории заметно уменьшается. Какие ещё есть преимущества при применении плуга? 

• Обработка плотной или запущенной почвы, поднятие целины;

• Опрокидывание или поднятие массивных участков земли;

• Регулировка глубины вспашки; 

• Обработка больших площадей территории за короткий срок; 

• Равномерное смешивание слоёв грунта и распределение удобрений по всей толщине; 

• Быстрое уничтожение сорняков; 

• Повышение урожайности. 

Общее устройство плуга: из чего состоит 

Из чего состоит плуг для трактора? Пахотное устройство состоит из рабочих и вспомогательных органов, распложённых на общей раме, сваренной из балок. Роль вспомогательных инструментов – облегчение выполнения работ. Это опорные колёса, система регулирования глубины воздействия, прицепное устройство, бороздные колёса (у прицепных и полунавесных систем), механизм навески. Под рабочими органами плуга понимают основной корпус, лемех, отвал и ножи.

Корпус плуга

Основной корпус нужен для снятия верхнего слоя почвы, его крошения, оборачивания и скидывания в борозду. Из чего состоит корпус плуга? Из закреплённых на стойках отвала, полевой доски, лемеха и предплужника.  Устройство корпуса плуга характеризуется глубиной пахоты, размахом захвата, формой рабочей поверхности, углом установки лемеха к стенке или дну борозды.

Выделяются: 

• полувинтовой: может как раскрошить, так и перевернуть пласт. Его используют для вспашки залежного грунта; 

• культурный: подходит для измельчения пласта, но не обеспечивает полный его переворот. Используется на постоянно распахиваемых территориях; 

• винтовой: не сильно измельчает массив, но хорошо его оборачивает. Его применяют для освоения целины.  

Обычно пахотные устройства общего назначения изготавливаются с корпусами с разбегом в 5 см и шириной захвата до 40 см. Для плугов спецназначения делаются корпуса с размахом от 45 до 100 см. 

Предплужник

Устройство предплужника похоже на конструкцию основного корпуса с шириной захвата примерно на треть меньше. Он используется для измельчения и подрезания поверхностного слоя. А почвоуглубители рыхлят подпахотный слой, не поднимая его на поверхность.

Предплужник снимает верхний дерновый слой земли толщиной 8–12 см с полевой стороны корпуса и шириной в 2/3 от захвата корпуса, сбрасывая его на дно борозды. Этот слой засыпается рыхлой землёй – так семена сорняков и личинки вредителей погибают, а разложения растительных остатков превращаются в перегной.  

Захват предплужника должен быть меньше ширины борозды, чтобы земля не зависала. Устанавливают предплужники так, чтобы между ними и корпусом оставалось пространство для свободного прохода грунта и чтобы последующий корпус не цеплял предплужник.

Вместо предплужника можно использовать углосним, особенно для обработки каменистых почв. Это небольшой отвал, который крепится к стойке или раме на кронштейн. Он срезает часть пласта, сбрасывая его в борозду.

Лемех

Лемех отвечает за подрезку слоя почвы и переброс её на отвал. Он может быть долотообразным, трапецеидальным, вырезным, с выдвижным долотом, со щекой.  Конкретный вид лемеха выбирается с учётом специфики обрабатываемой земли, глубины обработки, а также тяги трактора или мотоблока: 

• трапецеидальные: легко изготавливаются и позволяют делать борозды с ровным дном. Однако такие инструменты быстрее изнашиваются и заглубляются. Чаще всего их используют при обработке старопахотной лёгкой земли. После износа лемех можно оттянуть в кузнице, используя «магазин» – металл на обратной стороне агрегата; 

• долотообразные: инструменты с длинными носами, похожими на долото. Они отогнуты на 10 мм к низу и на 5 мм в сторону вспашки. С такими параметрами при пахоте они лучше заглубляются и устойчивее работают; 

• зубчатые: используют для вспашки тяжелых или пересушенных почв;  

• стрельчатые: применяются на легком грунте, которому не нужна глубокая обработка; 

• полольные: лемехи с заострённой формой, необходимой для глубокой вспашки тяжелой, плотной земли; 

• дисковые: благодаря низкому тяговому сопротивлению эффективны при работе с тяжелым грунтом.

Для увеличения срока эксплуатации лемех могут изготавливать двухслойным или самозатачивающимся. Верхний слой такого покрытия будет мягким, за счёт чего быстрее износится, а внутреннее покрытие из высоколегированной стали прослужит в 1012 раз дольше. Такая технология сохраняет остроту лезвия, продлевая срок его рабочего состояния. 

Отвал

Отвал – главный рабочий компонент корпуса пахотного агрегата. То, какой геометрической формы будет отвал, влияет на вид рабочей поверхность корпуса. Для производства отвала используют трехслойную или мягкую сталь. Рабочая поверхность подвергается цементации на 1,5-2 мм. Материал становится более твёрдым и износостойким, а отвал — более прочным. Грудь инструмента чаще и быстрее выходит их строя, поэтому эту часть делают сменной особенно для корпусов, которые предназначены для работы с тяжелыми, засушливыми почвами. 

Рабочая поверхность полируется. За счёт этого сила трения грунта уменьшается, позволяя пласту лучше скользить. На этой части не должно быть царапин, заусенцев, вмятин, пятен коррозии, иначе в противном случае начнутся залипания, увеличится тяга плуга и нарушится вспашка. 

Отвал и лемех крепятся к стойкам с помощью болтов с головками. В нормальном состоянии они не должны торчать. Отвал должен плотно прилегать к лемеху и не выступать над ним. Допустимый зазор между ними не должен превышать 1 мм. Лемех может выступать над поверхностью отвала не более чем на 2 мм.

На плугах используются два вида стоек: 

• высокие (плоская рама): для мягких, окультуренных почв; 

• низкие (крючковая рама): для сухих, каменистых, заброшенных, тяжелых грунтов. 

Полевая доска

Полевая доска — элемент, предназначенный для ровного, плавного хода корпуса плуга, предотвращая его разворачивание из-за сопротивления земли. Она защищает стойку от излишнего истирания и снижает нагрузку, вызванную боковым давлением пласта грунта. Полевая доска позволяет корпусу использовать стенки борозды как опору. Обычно её конструкция позволяет повернуть доску на 180° для дальнейшего применения, если она износилась.

Ножи

Задача ножей – вырезать пласты почвы, отделяя их от основного массива вертикальными движениями вниз-вверх для ровной бороздки. Нож срезает и переворачивает платы земли, выкапывая остатки растений.  Это помогает плугу двигаться ровно и поддерживать одинаковую глубину вспашки. 

Виды ножей: 

• черенковые: состоят из прямого черенка, который переходит в нож. Крепится устройство к раме с помощью хомута или накладки. Стойка ножа с кривым лезвием при этом располагается вертикально. Используются для лесных или плантажных плугов и подходят для работы с каменистыми, задернелыми землями с разросшейся корневой системой деревьев; 

• дисковые: предназначены для распашки земли, где нет корневых систем растений или камней. При работе с задернелым грунтом ножи крепятся перед каждым корпусом, чтобы снизить тяговое сопротивление плуга и улучшить качество пахоты. Обычно используются на устройствах кустарниково-болотных или общего назначения; 

• плоские: ножи, по сторонам которых располагаются лыжи. С помощью них попадающиеся кустарники прижимаются к земле и срезаются ножом. При необходимости его можно перевернуть на 180°. Используют такие ножи для работы с почвой, заросшей кустарниками высотой до 2 метров. 

Классификация плугов

Пахотные устройства различаются в зависимости от назначения (общего и специального назначения), типа применяемой тяги, количества корпусов, типа соединения с трактором, типа рабочего органа, технологии выполнения работ и типу конструкции.

Применяемая тяга 

По роду применяемой тяги плуг бывает:

• тракторным: используется везде. Это самое ходовое оборудование для вспашки; 

• канатной тяги: применяется в местах, где сложно вспахать почву тракторным плугом. Например, в заболоченных территориях или в горной местности. 

• конным: используется на небольших площадях. Обычно его применяют на таких территориях, где нельзя вспахать земли тракторным плугом. 

Число корпусов

В зависимости от числа корпусом, пахотные агрегаты могут быть: 

• однокорпусные: устройства с одним рабочим органом. Используются для обработки мягкой почвы, например в саду. Они отличаются быстрой сборкой и небольшим весом. Их крепят на агрегаты с маломощными дизельными или бензиновыми двигателями; 

• многокорпусные: имеют два или больше корпусов и широко используются в сельском хозяйстве для обработки земли разной твёрдости. Остановить их работу могут только камни в грунте, которые повреждают оснастку. 

Тип соединения 

По типу соединения с трактором различают: 

• навесные: самые простые устройства для обработки грунта. У них небольшой вес, поэтому с ними удобно работать. Однако для это потребуется установка поворотной полосы небольшой ширины. Для этого используется подвеска с одним механизмом крепления. Преимущества таких моделей в простоте конструкции аппарата, а к минусам можно отнести невозможность эксплуатации агрегата с большим количеством корпусов при небольшой мощности трактора; 

• полунавесные: отличаются небольшим удельным сопротивлением по сравнению с первым типом плуга при большом радиусе поворота. Для крепления навесной конструкции используют поддерживающие колёса. Плюсы таких плугов в высокой скорости вспашки. Однако из-за широкой полосы обработки у них может наблюдаться сниженная манёвренность. Кроме того, у них сложная конструкция, а из-за большого износа они будут требовать частого внепланового ремонта и закупку дополнительных комплектующих; 

• прицепные: состоят из прицепа и трёх колёс. При работе с ним отмечают высокое качество пахоты особенно на тех участниках, где обработка земли другими видами плугов невозможна. Это менее популярные модели, так как для их перемещения необходимы специальные колеса. Однако несомненный плюс этого типа – однородная вспашка. Единственный минус – возможность обрабатывать прицепными плугами лишь небольших площадей.  

Тип рабочего органа

По типу рабочего органа выделяют: 

• дисковые: оснащены вращающимися дисками, которые разрезают и измельчают почву, но не переворачивают её так, как лемешные. Диски работают плавно и легко справляются с твёрдой, тяжёлой, влажной, глинистой или каменистой почвой. Дисковые плуги лучше использовать для обработки целинных земель или тяжелых почвах, где лемешные не справятся; 

• лемешные: в конструкцию лемешного плуга встроены клинья под строго заданным углом. При обработке земли таким агрегатом образуется изогнутый отвал с небольшими кусками грунта. Эти плуги часто используют на сухих или средней влажности почвах, где требуется основательная обработка с оборотом пласта. Они хорошо подходят для борьбы с сорняками и помогают заделывать остатки растений, улучшая структуру земли и способствуя аэрации.

Оба типа плугов относятся к отвальным агрегатам. Преимущества этих моделей в полном заделывания растительных остатков, эффективном уничтожении сорняков и хорошем крошении грунта. Вместе с тем при работе с этими моделями можно столкнуться с высоким расходом топлива, риском образования плужной подошвы и возможностью развития эрозии. 

Технология выполнения работ

По технологии выполнения работы выделяют плуги для весенней и зяблевой пахоты.

• Гладкая пахота (весенняя): предназначены для обработки почвы весной без формирования борозд и гребней. Задача плуга – сделать ровную поверхность поля. Такая подготовка земли нужна перед посевом культур, которым необходима равномерная заделка семян. При такой пахоте агрегат равномерно переворачивает пласты земли, улучшая проводимость влаги и аэрацию.

• Свально-развальная пахота (зяблевая): используются чаше всего осенью для глубокой вспашки участков с созданием борозд и гребней. Благодаря такой обработке повышается впитываемость влаги, подготавливается почва к зиме. Этот метод вспашки также используют для уничтожения сорняков и вредителей, оставшихся на поверхностях грунта. 

Тип конструкции 

По типу конструкции бывают: 

• оборотные: имеют до 13 корпусов с обеих сторон от рамы с шириной захвата до 6 метров. Рама поворачивается с помощью гидроцилиндра. Так можно работать «незагонным» способом и формировать ровный рельеф поля. Такая модель считается самой эффективной;  

• загонные: иногда бывают многокорпусным, имеют недорогую и простую конструкцию и поставляются без механизма для оборота. Основные недостатки загонного метода — это образование свальных борозд и дополнительные расходы на топливо; 

• чизельные: глубокорыхлители имеют долотообразные рабочие органы, установленные на стойках с расстоянием между рядами 40-60 см. Такая конструкция сохраняет больше растительных остатков на поверхности, при этом позволяя проводить более глубокую обработку почвы (до 40-50 см), чем обычные плуги. Благодаря этому разрушаются уплотнённые слои земли и создаются хорошие условия для аэрации и пропитки почвы перед посевом пропашных культур;

• диско-лаповые комбинированные: в конструкции имеют как долотообразные элементы, так и дисковую секцию, которая располагается сзади, спереди или между основными рядами. Плуги могут отличаться по конструкции в зависимости от производителя, но обычно оснащены финишной системой. Машины способны обрабатывать до 45 см по глубине, в результате оставляя ровные участки с заделанными и измельчёнными остатками растений. 

Выбор плуга: критерии 

От правильного выбора плуга будет зависеть уровень урожайности и продуктивность пахоты. При подборе агрегата нужно учитывать сразу несколько факторов.

1. Тип почвы

Выбор будет зависеть от специфики почвы для работы, её состава, плотности, абразивности, способности пропускать воздух и влагу, наличия плужной подошвы и подверженности эрозии. 

Для обработки песчаных легких составов не нужны мощные пахотные средства, а вот глинистые тяжелые грунты потребуют более прочных конструкций с защитой от камней и усиленной рамой. 

1. Площадь участка 

Ширина захвата пахотного оборудования должна отвечать и мощности трактора, и объёму обработки. Если речь идёт об обработке небольшого поля, то можно использовать навесные плуги с 1-3 корпусами. Крупные площади выгоднее обрабатывать широкозахватными прицепными или полунавесными моделями. 

1. Севооборот

При выборе инструментов анализируйте, какие типы культур будете сеять. Овощи и злаки не нуждаются в глубокой вспашке, тогда как картофель и кукуруза требуют глубокого рыхления.

1. Мощность трактора 

Для бесперебойной работы плуг должен соответствовать тяге трактора или мотоблока. Тяжелая техника уменьшит эффективность работы, а лёгкая конструкция не позволит использовать потенциал трактора на всю мощность. Специалисты советуют выбирать количество корпусов плуга, рассчитывая на один корпус 40 л.с. мощности техники.

1. Расположение трактора

Есть модели, учитывающее расположение техники при вспашке. Обычно трактор идёт, находясь одним колесом в борозде, за счёт чего полоса под давлением уплотняется, а техника постоянно двигается, находясь под наклоном. Это создаёт неудобства водителю и увеличивает износ деталей.

В современное оборудование встроена технология on-land. Она позволяет трактору при работе оставаться полностью на непаханой полосе. Но удобнее использовать универсальные модели, где предусмотрена возможность выбора между первой и второй технологией работы. 

1. Климат

Ориентируйтесь при выборе на климатические условия региона, в которой будет использоваться техника. В засушливых районах эффективнее использовать безотвальные агрегаты. Так вы сохраните влагу и увеличите её проходимость в глубинные слои почвы. Для влажных зон предпочтительнее выбрать отвальные плуги. 

1. Защита плуга 

Оснащённость оборудования защитными механизмами зависит от типа обрабатываемого грунта. Обычно плуг поставляется с гидравлической, рессорной защитой или с механизмами на базе срезных болтов. Для мягких почв подойдут традиционные системы со срезными болтами. Они отсекаются при столкновении с препятствиями, позволяя корпусу свободно подняться, проходя мимо плуга. 

Каменистая земля с развитой корневой системой требует усиленной защиты техники. Здесь подойдёт рессорная или пружинная защита в строении плуга. 

Более универсальной считается гидравлическая защита, в основе которой гидравлические цилиндры. Они помогают корпусу опускаться и подниматься. Однако такая защитная система дороже в обслуживании и ремонте в сравнение с альтернативами. 

1. Частота использования 

Частота использования плуга определяет требования к прочности его конструкций и износостойкости комплектующих. Если сеять будут пропашные культуры, без пахоты не обойтись. Для систем Mini-till или No-till, а также для других альтернативных методов обработки территорий подходят универсальные агрегаты с лапами, дисками и катками. Плуг здесь выполняет вспомогательную функцию, его используют один раз в 3–5 лет для глубокой вспашки с внесением удобрений и органики.