СПОСОБ ВСПАШКИ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ
FOREST SOIL PLOWING METHOD

Изобретение относится к лесному хозяйству, а именно к способу плужной лемешно-отвальной обработки почвы для создания лесных культур.
Известен двухотвальный способ полосной обработки лесной почвы, образующий открытую прямоугольную борозду и два боковых валика почвенных пластов, например, лесными лемешно-отвальными плугами ПКЛ-70; ПЛ-1; ПЛБ-0,7; ПЛБ-1; ПЛШ-1,2 и т.д. (см. книгу В.Ф.Зинин и др. Технология и механизация лесохозяйственных работ. М.: АСАДЕМА, 2004 г., стр. 80, 96…99).
Эти плуги обычно содержат горизонтальную раму навесным устройством, двухотвальный корпус, вертикальный черенковый (или дисковый) и подрезной ножи. Двухотвальный плужный корпус выполнен в виде клина и состоит из вертикальной стойки, двух лемехов и двух сваренных встык лево- и правооборачивающих отвалов с винтовой рабочей поверхностью.
В процессе работы, ножи и лемеха подрезают пласты почвы с боков, снизу и передают на винтовую рабочую поверхность отвалов, последние оборачивают и укладывают их на необработанную поверхность рядом с бороздой, образуя открытую прямоугольную борозду и боковые микроповышения. Например, плуг ПКЛ-70 формирует борозду шириной 700 мм и глубиной 100…150 мм.
Однако процесс вспашки известными плугами является весьма высокоэнергоемким, кроме того, они не обеспечивают необходимого качества подготовки почвы для лесных культур. Высокая энергоемкость процесса вспашки известных плугов предопределяет применение для их агрегатирования тяжелых гусеничных тракторов. Это видно даже из простого сопоставления параметров формируемых борозд. Например, более легкий колесный трактор МТЗ (класса 1,4 т) при вспашке плугами общего назначения свободно работает трех- и четырехкорпусным плугом при глубине обработки 22…25 см и шириной захвата каждого корпуса 35 см. Лесной плуг ПКЛ-70 или ЛБ-0,7 - это фактически всего лишь двухкорпусной плуг с теми же параметрами и значительно меньшей глубиной обработки 10…15 см, т.е. практически в два раза менее глубже, а агрегатируется гусеничными тракторами значительно более тяжелого класса (3 т).
Это объясняет сравнительный анализ процесса обработки почвы специальными лесными плугами и плугами общего назначения.
Дело в том, что в процессе пахоты плугами общего назначения в установившемся режиме каждый корпус плуга, перемещаясь в почве своей лемешно-отвальной рабочей поверхностью, отрезает пласт прямоугольной формы и свободно оборачивает его относительно нижнего крайнего ребра на уровне дна борозды до соприкосновения с отваленным пластом впереди идущего корпуса, т.е. для каждого последующего корпуса впереди идущий корпус формирует свободное пространство - открытую борозду, где последующий пласт, практически не меняя форму, свободно отваливается в сторону. Однако это происходит в установившемся режиме пахоты, а в начале вспашки на всех новых участках при выполнении первого прохода перед первым корпусом для отваливания отрезанного им пласта свободное место отсутствует, и в этом случае трактор совсем не справляется с возникающей при этом нагрузкой.
Эта проблема первой борозды с плугами общего назначения решается путем выполнения свала (см., например, а.с. 793422,  Бугайченко Н.В. «Справочник пахаря». М.: Россельхозиздат, 1977, стр.34…38), регулировкой плуга - с помощью винтовых механизмов навески трактора раму плуга в поперечном направлении наклоняют настолько, что у первого корпуса плуга конец лемеха практически идет в зоне поверхности почвы, что позволяет облегчить первый проход плуга, при обратном ходе плуга обычно формируется развальная борозда. После этого плуг настраивается на обычную обработку и путем повторных проходов выполняют свал, при котором формируются боковые открытые борозды.
Специальные лесные лемешно-отвальные плуги при каждом проходе имеют дело с проблемой «первой» борозды. Горизонтальное смещение и отваливание отрезанного пласта на уровне дна борозды рядом с вертикальными стенками невозможны, т.к. отсутствует свободное место, т.е. рядом нет открытой борозды, и проблема решается исключительно силовым методом. Отрезанный почвенный пласт сразу же подвергается сильной боковой деформации в сторону, при которой происходит его уплотнение между отвальной поверхностью рабочего органа и недеформируемыми боковыми стенками борозды и выдавливание всего объема пласта с большим трением вверх, т.к. в этом направлении такое движение ничем не ограничено. Все это у лесных лемешно-отвальных плугов резко увеличивает тяговое сопротивление, а выполнить вспомогательные повторные проходы невозможно и нерационально. Поэтому для перемещения этих плугов весьма часто даже у мощных гусеничных тракторов не всегда хватает усилия тяги, которое ограничивается сцеплением ходовой части с почвой. Кроме этого, процесс обработки лесных почв усугубляется наличием в них корней растущих рядом деревьев, которые практически не подрезаются, а вырываются или частично обрываются и своим пружинящим действием не дают отрезанному пласту возможность правильной укладки на поверхность, и весьма часто пласт заваливается обратно в борозду, снижая качество обработки почвы и сужая активную ширину минерализованной противопожарной полосы.
Также известен способ обработки лесной почвы, включающий формирование открытой прямоугольной борозды двумя боковыми стенками, разделение находящегося между ними почвенного пласта вдоль продольной оси симметрии на две равные части, подрезание их снизу с оборотом в разные стороны и размещение стержневой поверхностью на поверхность необработанной почвы по бокам борозды (см., например патент РФ №2044425), который по технической сущности и достигаемому результату обработки лесной почвы является наиболее близким к заявляемому изобретению и принят в качестве его прототипа.
Прототип обеспечивает достаточно высокое качество борозды и боковых валиков почвы. Однако этот способ также является весьма высокоэнергоемким, т.к. почвенный пласт сразу же подвергается сильной боковой деформации, уплотнению между отвальной рабочей поверхностью и боковыми стенками борозды, и выдавливание всего объема пласта вверх происходит с большим трением.
Задачей настоящего изобретения является снижение энергоемкости процесса обработки лесных почв лемешно-отвальными плугами.
Техническим результатом решения поставленной задачи является уменьшение деформации и снижение трения между пластами и вертикальными стенками борозды и обеспечение вспашки лесных почв с использованием менее энергонасыщенных тракторов.
Поставленная задача решается тем, что формируют открытую прямоугольную борозду с двумя боковыми стенками, разделяют находящийся между ними почвенный пласт вдоль продольной оси симметрии на две равные части, подрезают их снизу, оборачивают в разные стороны и размещают стерневую поверхность на поверхность необработанной по бокам борозды почвы, одновременно с формированием боковых стенок борозды и подрезанием пластов снизу производят их подъем вертикально вверх, до уровня поверхности необработанной почвы, на высоту не менее чем максимальная глубина борозды, сохраняя форму сечения пластов, а оборот их в разные стороны начинают над бороздой на этом уровне и завершают над поверхностью необработанной почвы рядом с вертикальными стенками борозды.
Техническое решение поясняется графически, где на фиг.1 изображено формирование пластов; на фиг.2 - положение почвенных пластов перед их оборотом; на фиг.3 - конечное положение почвенных пластов; на фиг.4 - лесной плуг для вспашки по предлагаемому способу; на фиг.5 - то же, что и на фиг.4 - на виде спереди.
Способ осуществляется с помощью лесного плуга. Плуг лесной состоит из горизонтальной рамы 1 с механизмом навески 2, вертикальной стойки 3 с заточенной передней кромкой 4, двух полевых досок 5, подошвы 6 со стреловидным лемехом 7, двух наклонных направляющих пластин 8, двух горизонтальных трапецеидальных пластин 9 с заостренными боковыми режущими кромками 10, отвалов 11 и 12, двух опорных лыж 13 и двух раскосов 14. Полевые доски 5 расположены зеркально- симметрично по линии бокового обреза на ширине борозды «В» и имеют передние режущие кромки. Между стойкой 3 и полевыми досками 5, сразу же за стреловидным лемехом 7 и до уровня верхних кромок полевых досок размещены две наклонные направляющие пластины 8, а непосредственно за ними на уровне тех же вертикальных кромок полевых досок размещены две горизонтальные трапецеидальные пластины 9. Все составляющие элементы рабочего органа и вертикальная стойка в местах прилегания друг к другу жестко связаны между собой с помощью сварки, образуя впереди, непосредственно за лемехом, жесткий двугранный клин высотой не менее максимальной глубины борозды (h max), а за ним направляющие и отваливающие в боковые стороны рабочие поверхности.
Плуг лесной агрегатируется трактором типа МТЗ-82 и работает следующим образом. В начале движения пахотного агрегата вперед заостренная кромка 4 стойки 3, стреловидный лемех 7 и полевые доски 5 с передними режущими кромками врезаются в почву до упора на опорные лыжи 13, а при дальнейшем движении вырезают пласт, разделенный на две половины 15 и 16, который сразу же поступает на наклонные направляющие пластины 8 и плоскопараллельно, без изменения формы пласта, поднимается до уровня почвы, попадает на горизонтальный трапециевидный участок и одновременно в центральной части начинает взаимодействовать с поверхностью отвала, поднимаясь по которой, находясь над бороздой, оборачивается до 90°, а далее над поверхностью почвы - на остальные 90° и укладывается стерней вниз на необработанную поверхность по бокам открытой борозды 17.
В процессе вспашки по предлагаемому способу пласт при подъеме вверх практически не взаимодействует с боковыми стенками борозды, а при оборачивании не подвергается каким-либо существенным изменениям формы и деформации, не требует для этого дополнительных затрат энергии и обеспечивает использование для обработки менее энергонасыщенного трактора.