ПО ПОЛЮ ШАГАЕТ ПЛУГ

Предлагаемый 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:

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).

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.

Поворотный отвал (твердость на груди и крыле 50 HRC_э):

1 — профиль изгиба отвала, 2 — направляющий шарнир (4 шт.).

Лемех (твердость в закаленной зоне 41,5…53,5 HRC_э).

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):

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. (у щечки левой — 2 шт. — «зеркальное» исполнение с противоположным расположением отгибов и зенковки).

Силовой рычаг (с раскосиной):

1 — втулка (Ст3, Ø_н 30 мм, Ø_в 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:

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