Малая механизация

ПО ПОЛЮ ШАГАЕТ ПЛУГ

24.07.2013
ПО ПОЛЮ ШАГАЕТ ПЛУГПредлагаемый нашим читателям плуг довольно-таки необычен. Его не надо тянуть вперед ни лошадью, ни трактором; и на ставший уже привычным мотоплуг это сельхозорудие явно не похоже. Оно не имеет двигателя, тем не менее перемещается вместе с пахарем вперед по борозде. Причем не непрерывно, а как бы шагами. Дело в том, что привод у него — ножной, рычажный. Поочередно нажимая на педали, пахарь передвигает упоры, проталкивая корпус плуга четвертьметровыми рывками по обрабатываемому участку земли. Традиционно казавшийся ранее единым, процесс вспашки разделен здесь на два разнесенных по времени подцикла: «подрезку» и «отвал». Наличие в конструкции поворотного отвала с изменяющимся профилем позволяет уменьшить лобовое сопротивление грунта при «подрезке», а также улучшить эргономические характеристики и во втором подцикле.
Плуг удобен для работы на небольших участках или в стесненных условиях межствольных пространств сада. Такой механизм экологически чист и в отличие от «моторных собратьев» не влияет пагубно на окружающую среду. Пахота с его помощью превращается в своего рода спортивные упражнения на педальном снаряде-тренажере. Плуг признан изобретением и защищен авторским свидетельством СССР.
 
Идея — создать плуг, который не нуждался бы в моторе, а приводился в действие самим пахарем, — будоражила меня, признаться, не один год. Выкристаллизовывалось и конкретное техническое решение рабочего органа: лемеха с полевой доской и поворотным отвалом. А вот привод, как ни бился, не получался.
 
Подсказку нашел в природе: в особенностях передвижения гусеницы-землемера. Приглянувшийся принцип тут же постарался воплотить в конкретный механизм. В результате и появилась конструкция «шагающего» плуга, представленная здесь на рисунках. Состоит она из трех функциональных узлов. Прежде всего это корпус плуга, включающий в себя лемех с подлемешником, полевую и упорную доски, поворотный отвал и кронштейны. Второй функциональный узел образуют рукоятки с деревянными накладками, уголковая перекладина с расположенным посредине блоком и элементами крепежа. Наконец, ножной рычажный привод — основной узел шагающего плуга. Он представлен следующими деталями: две пары щечек с закрепленными в них (параллельно друг другу) правой и левой опорными штангами, шарнирно связанными с опорной плитой; силовая штанга с направляющей скобой; правая и левая педали, установленные шарнирно на концах (соответственно) силового — с раскосиной — и отвального рычагов; соединительный трос, оси поворота (пальцы) и ролики (одни — на конце отвального, а два — по обеим сторонам силового рычагов). Для перевозки всей конструкции плуга по твердому грунту к месту работы предусмотрена трехколесная транспортная тележка.
 
Работу плуга поясняет приведенная на иллюстрациях схема. Исходное состояние: опорная штанга подтянута к корпусу. Педаль силового рычага находится вверху, а педаль отвального — внизу.
 
Приподняв плуг за рукоятки, пахарь направляет носок лемеха в грунт. Придерживая рукоятки на том же уровне над землей, осуществляет резкий нажим правой ногой на силовую (правую) педаль до упора. Врезаясь в грунт, плуг перемещается на 0,2—0,25 м вперед. При этом отвал наклоняется, поворачиваясь на шарнирах. Лобовое сопротивление грунту уменьшается, облегчая выполнение подцикла «подрезка».
 
Затем пахарь переступает левой ногой вперед и снимает правую с педали. Удерживая плуг за рукоятки, резко нажимает (но уже левой ногой) на левую — отвальную — педаль до упора с землей. Поворачиваясь на шарнирах, отвал принимает «крутое» положение, оттесняя и переворачивая грунт - завершается подцикл «отвал».
 
Попеременным нажатием педалей и установкой при помощи рукояток требуемой глубины вспашки и формируется борозда. Переступая вместе с опорной штангой по образующейся борозде, пахарь продвигается вперед со скоростью около 7 м/мин. В отличие от работы с конным плугом здесь не требуется прикладывать к рукояткам значительных усилий (для конных плугов — 50 кгс!). Процесс вспашки превращается в полезное и весьма ценное для борьбы с гиподинамией спортивное упражнение (по типу занятий на велотренажере).
 
Что касается транспортировки плуга по твердому грунту к месту работы, то здесь также не возникает сложностей благодаря тележке специальной конструкции. Плуг приподнимают за рукоятки, упирая концом лемеха в землю. Затем, совместив оба пальца тележки с отверстиями в корпусе, надевают плуг на пальцы. При этом силовой и отвальный рычаги расположатся на траверзе тележки. Опорные штанги с опорой перемещают «на себя», и можно двигаться.
 
Плуг с ножным рычажным приводом.
Плуг с ножным рычажным приводом:
1 — корпус плуга, 2 — поворотный отвал, 3 — опорная плита с опорными штангами, 4 — силовой рычаг с раскосиной, 5 — отвальный рычаг, 6 — педали, 7 — трос, 8 — блок (диаметр рабочей окружности 50 мм) на перекладине между рукоятками, 9 — деревянные накладки, 10 — ручки, 11 — габаритный и (параллельно ему) отвально-габаритный кронштейны, 12 — щечки (2 пары), 13 — силовая штанга, 14 — ролик, 15 — направляющая скоба, 16 — распорные втулки (2 шт.).
 
Схема работы ножного рычажного привода (нумерация позиций — на рис. 1).
Схема работы ножного рычажного привода (нумерация позиций — на рис. 1).
 
Изготовление плуга с ножным приводом целесообразно начинать с корпуса. В силу того, что работать он должен будет в наиболее тяжелых условиях, к его конструкции предъявляются особые требования. В частности, высокая прочность, жесткость, способность противостоять динамическим нагрузкам, абразивным свойствам почвы. Значит, и материалы следует применять здесь соответствующие.
 
Для изготовления упорной доски, подлемешника, кронштейнов можно, например, ограничиться такой маркой, как Сталь 20; но уже для лемеха, отвала да и полевой доски нужны специальная лемешная сталь (скажем, Л65, Л53) или высококачественная подшипниковая (ШХ15), обработанная но технологии, которая с достаточной полнотой была изложена в третьем номере «М-К» за 1991 год.
 
Размеры, конфигурация деталей корпуса, их взаимное расположение ясны из представленных иллюстраций. Так что подготовленному, опытному самодельщику изготовление и сборка конструкции будут вполне но силам. Начинающим же, видимо, лучше воспользоваться готовым корпусом (например, от подходящего конного плуга). приспособив его для данной конструкции. При этом наименьшего объема работ требуют плуги в «левом» исполнении (у них отвал грунта, как и в рассматриваемом сельхозорудии, происходит по левую от пахаря сторону). Только вот выпускалось таких крайне мало.
 
Ну а если в распоряжении самодельщика оказался конный плуг с менее удобным для переделки корпусом (скажем, типа ПВ-25 или ПВ-23), — расстраиваться тоже нет причины. Ведь можно приноровиться и к такой конструкции, когда основная нагрузка при пахоте — на левую ногу. Более того, для левши это оптимальный вариант.
 
Приспособить конный плуг (как и другие аналогичные корпуса) к предлагаемой конструкции с вполне приемлемыми для практики результатами можно, введя в описанную схему соответствующие коррективы. Прежде всего изменения, касающиеся самых ответственных деталей. В частности, необходимо перенести и закрепить симметрично относительно вертикальной плоскости полевую и упорную доски, лемех и отвал. Следует также развернуть носком справа налево и верхом вниз подлемешник. Выполнив в последнем отверстия (по отверстиям в отвале и лемехе, если только они не совпадут), сочленить соответствующим образом детали.
 
Придется также поменять местами силовой и отвальный рычаги. В связи с этим возникает необходимость скорректировать должным образом расположение кронштейнов. причем габаритный и отвально-габаритный при перемене мест меняют и направление загиба. В направляющем кронштейне выполняются пазы-окна в «зеркальном» отображении. А для отвала дополнительно изготовляется опора (по отверстиям) и закрепляется на отвально-габаритном кронштейне.
 
Нетрудно заметить, что отвал в этом случае неподвижен относительно лемеха. А такая конструкция неизбежно повлечет за собой и увеличение (на 10—15 кгс) усилий, которые придется прикладывать во время работы плуга к силовой педали привода. Недостатка этого можно избежать, выполнив между лемехом и отвалом соответствующие шарниры. В таком случае дополнительная опора для отвала уже не ставится.
 
Развертка отвала.
Развертка отвала.
 
Поворотный отвал.
Поворотный отвал (твердость на груди и крыле 50 HRCэ):
1 — профиль изгиба отвала, 2 — направляющий шарнир (4 шт.).
 
Лемех.
Лемех (твердость в закаленной зоне 41,5...53,5 HRCэ).
 
Подлемешник.
Подлемешник.
 
И еще одно замечание. При выполнении корпуса плуга в «правом» варианте необходимо учитывать, что скос, зенковка отверстий у лемеха делаются с иной, чем изображено на иллюстрациях, стороны. Впрочем, то же самое относится и к выполнению скоса, выгиба и направляющих шарниров у отвала.
 
Корпус плуга (с кронштейнами).
Корпус плуга (с кронштейнами):
1 — полевая доска (Сталь 20, толщина листа 4 мм), 2 — лемех (Сталь Л65, толщина листа 7 мм), 3 — подлемешник, 4 — поворотный отвал (Сталь Л65, толщина листа 5 мм), 5 — направляющий шарнир (4 шт.), 6 — упорная доска (Ст3, толщина листа 4 мм), 7, 10 — габаритные кронштейны, 8 — силовой кронштейн, 9 — отвально-габаритный кронштейн, 11 — направляющий кронштейн, 12 — болты М10 (гайки завинчиваются после установки рукояток), 13 — пластина с отверстием для установки транспортной тележки (Сталь 20, 2 шт.), 14 — палец (Сталь 20, диаметр 20 мм, 2 шт.), 15 — шайба (8 шт.), 16 — шплинт (4 шт.).
 
Щечка правая — 2 шт.
Щечка правая — 2 шт. (у щечки левой — 2 шт. — «зеркальное» исполнение с противоположным расположением отгибов и зенковки).
 
Силовой рычаг (с раскосиной).
Силовой рычаг (с раскосиной):
1 — втулка (Ст3, Øн 30 мм, Øв 16 мм, длина 33 мм), 2 — труба прямоугольного сечения 40Х30Х3 мм, 3 — труба (сечение 30X30X3 мм), 4 — палец (Сталь 20), 5 — ушко для троса (на конце — резьба М8).
 
Транспортная тележка.
Транспортная тележка:
1 — основание (сварное, из отрезков трубы квадратного сечения с толщиной стенки 3 мм), 2 — ось (Сталь 20, диаметр 20 мм, длина 75 мм), 3 — колесо (3 шт.), 4 — шайба (4 шт.), 5 — шплинт (4 шт.), 6 — палец (Сталь 20, диаметр 20 мм, 2 шт.), 7 — задняя ось (Сталь 20, диаметр 20 мм).
 
После того как работа над корпусом завершена, можно приступать к изготовлению ножного привода плуга. Строгое выполнение всех размерных требований здесь позволит избежать неприятностей, каких бы то ни было неувязок при сборке привода и во время его эксплуатации.
 
Следует обратить особое внимание на попарное крепление щечек к опорным штангам и распорным втулкам. Головки винтов здесь должны быть выполнены заподлицо; тогда каждая из двух образовавшихся параллельных стоек-кулис, скрепляемых этими винтами, сможет двигаться свободно, без заеданий: левая — между отвально-габаритным и силовым, а правая — между силовым и правым габаритным кронштейнами. Кроме того, не возникнет также никаких помех и движущимся между стойками-кулисами силовому рычагу и силовой штанге, верхний конец которой поворачивается на зашплинтованной оси (Сталь 20, Ø 20 мм, длина 140 мм), а нижний — на пальце (те же материал и диаметр, но длина 160 мм), вставленном в отверстия силового кронштейна на удалении 110 мм от упорной доски. На другом таком же пальце, расположенном параллельно первому, закреплен (с возможностью поворота в силовом кронштейне) конец силового рычага.
 
Отвальный рычаг крепится так, что, оказавшись зажатым между левым габаритным и отвально-габаритным кронштейнами, может поворачиваться. Осью служит выполненный из стали того же сортамента, что и прежние, палец 50-мм длины. На контактирующем с пяткой отвала конце этого рычага размещается (опять-таки на пальце, отличающемся от названных выше лишь длиной — 135 мм) ролик. Наружный диаметр последнего 30 мм, ширина рабочей части 31 мм.
 
Сами штанги и рычаги выполняются из стальных труб прямоугольного сечения (ГОСТ 8645-68) с заглушками из любого подходящего материала (последние на иллюстрациях не показаны). Причем палец силового рычага рекомендуется (для увеличения жесткости и надежности всей конструкции) приварить одновременно с образованием стыковочного шва, с последующей обработкой радиусов.
 
Конечно, в распоряжении у самодельщика названных выше труб может и не оказаться. Тогда для штанг и отвального рычага привода подойдут и трубы других, близких по прочности сечений, и уголок, и пр. профили. А в качестве пальцев и осей можно использовать впрессованные или вварные стальные трубки соответствующих типоразмеров. Не исключены и иные коррективы, замены, продиктованные конкретными местными условиями. Только вот спешить с этим, особенно когда речь заходит о силовом рычаге и других столь же важных и ответственных деталях конструкции, вряд ли целесообразно: семь раз примерь — один раз отрежь.
 

Технические характеристики плуга:

 

Габариты (с учетом рукояток ), мм: 1670Х610Х820

 

Масса (без транспортной тележки), кг: 48

 

Производительность (при глубине вспашки 0,18 м), м2/ч: 200

 

Привод: ножной рычажный

 

Давление на педаль силового рычага (при глубине вспашки 0,18 м), кгс:

 

для работы на легких почвах.....20

 

                    на средних..............35

 

                    на тяжелых.............65

 
А. КУЗНЕЦОВ, изобретатель




Рекомендуем почитать
  • ОГОРОДНЫЙ КОМБАЙН

    ОГОРОДНЫЙ КОМБАЙНВозделывание земли, посадка (или посев) сельскохозяйственных культур, уход за ними — дело не только хлопотное, но и нелёгкое. Даже те, кто обзавёлся дачей или садом-огородом, чтобы было где «размяться» на досуге или потрудиться на земле-матушке в своё удовольствие, стараются как-то облегчить и механизировать перечисленные работы.
    С этой целью был сконструирован многофункциональный огородный агрегат на базе двухколёсной тележки. С его помощью возможны устройство борозд на предварительно взрыхлённой (вспаханной или культивированной) почве, окучивание корнеплодов, механическая прополка междурядий, посев семян сельскохозяйственных культур. Для выполнения перечисленных операций агрегат комплектуется соответствующим навесным сменным оборудованием. К тому же сама тележка может использоваться и по прямому назначению — для ручной транспортировки грузов массой до 80 кг на небольшие расстояния.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.