ПЛУГ СКОРОСТНОЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ
COMBINED SPEED PLOW

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, более конкретно, к созданию комбинированных навесных и полунавесных плугов для скоростной отвальной и безотвальной обработки почвы под зерновые и технические культуры. Скоростные комбинированные плуги серии ПСК с числом корпусов 3-10 были разработаны в ООО НПО «СУР» и зарекомендовали себя как надежные, высокотехнологические почвообрабатывающие машины.
В соответствии с принятыми агротехническими требованиями обработка почвы осуществляется при выполнении технологических операций: резание почвенного слоя, крошение, оборачивание, подрезание, культивацию и др. Процессы обработки почвы выполняются по-разному, в зависимости от климатических условий, энергетических возможностей и конструктивных особенностей рабочих органов. Использование в рабочем процессе комбинированных почвообрабатывающих агрегатов способствует снижению энергетических и трудовых затрат, позволяя за один проход выполнить несколько технологических операций по обработке почвы.
Широко известны многокорпусные плуги для культурной вспашки, а также комбинированные и многофункциональные почвообрабатывающие агрегаты (см. например, патенты РФ №№2540558, 2315457, 2316920, 917729). Кроме того, известны почвообрабатывающие агрегаты и орудия, реализующие различные способы комбинированной обработки почвы (см. патенты РФ №№2118480, 2164732, 2456787, 2457651, 2233055, 2131653 и др.). Следует также упомянуть о разработанных ранее в ООО НПО «СУР» устройствах для навесных плугов серии ПСК и новом способе скоростной отвальной и безотвальной обработки почвы (см. патенты РФ №89319, 176153, 178372, 178454, 2614065).
В частности, известно устройство для обработки почвы, включающее прямоугольную сварную раму, снабженную системами трехточечной навески на трактор и регулировки глубины обработки в виде опорных колес, устанавливаемых на различной высоте, содержащие стойки, в нижней части которых установлены долото и стрельчатые лапы (см. патент РФ №2298302, опублик. 10.05.2007).
Стрельчатые лапы в известном устройстве плуга разделены пополам, а каждая половина с выполненной в ней прямоугольным вырезом шарнирно закреплена на нижней части пластинчатой, имеющие тавровое сечение и расположенной под углом к горизонтали, стойки с возможностью складывания и раскладывания с последующей фиксацией. Известный плуг может выполнять чизелевание при сложенных лапах, и плоскорезную обработку при разложенных лапах, плоскорезное рыхление при незафиксированных лапах, а также совмещенную обработку (одновременное чизелевание и плоскорезное рыхление).
К недостаткам известного устройства следует отнести сравнительно низкие технологические возможности, в частности, недостаточное качество крошения почвы и невозможность осуществить отвальную обработку.
Известны устройства, предназначенные для глубокого рыхления почвы на 40-80 см: плуг чизельный П4-4,5; культиваторы-глубокорыхлители типа НР-80 Б, ЧКУ-4, КЗУ-03 В, включающие раму с системой навески, стойки, долотообразные или стрельчатые лапы (см. Системы земледелия в Краснодарском крае на 1990-1995 годы и на период до 2000 года: Рекомендация. ВАСХНИЛ, Всероссийское отделение, Краснодарский НИИ сельского хозяйства им. П.П. Лукьяненко, Кубанский сельскохозяйственный институт, Краснодар, книжное издательство, 1990 г., с. 59, 128, 260).
Недостатками таких устройств являются сравнительно высокая энергоемкость и низкие технологические возможности, связанные только с безотвальной почвозащитной обработкой почвы - чизелеванием или плоскорезной обработкой.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является комбинированный плуг для основной обработки почвы, включающий оснащенную опорными регулируемыми по высоте колесами раму с неподвижно размещенным под углом 45° к направлению движения несущим брусом, с установленными на нем рабочими органами и систему навески для сцепки рамы плуга с силовым агрегатом (патент РФ №2528029. опублик. 10.09.2014 - прототип).
Известное устройство представляет собой многофункциональный комбинированный плуг для основной обработки почвы. Его рабочие органы выполнены в виде чизелей в форме круглой трубы диаметром 90-100 мм с загнутым по радиусу 300 мм концом и срезом под углом не более 25° закрытым долотом эллиптической формы с твердосплавной напайкой, параллельно несущему брусу расположен дополнительный брус, с краю которого на приваренной площадке установлен электропривод, кинематически связанный с расположенными с возможностью вращения на дополнительном брусе стойками, размещенными вслед за чизелями.
К недостаткам известного комбинированного плуга следует отнести сравнительно низкую производительность, связанную с конструктивными ограничениями скорости обработки почвы под зерновые и технические культуры, а также высокие материалоемкость и затраты энергии, невозможность выполнения гладкой пахоты на грунтах с высоким удельным сопротивлением.
Предложенное изобретение направлено на устранение перечисленных недостатков известных технических решений и создание современного многофункционального почвообрабатывающего орудия для скоростной отвальной и безотвальной обработки почвы под зерновые и технические культуры с возможностью агрегатирования плугов в многокорпусном исполнении с тракторами 2, 3, 4 классов.
Техническим результатом изобретения является увеличение скорости пахоты за счет снижения тягового сопротивления плуга и повышение качества обработки почвы под зерновые и технические культуры при использовании технологии комбинированной обработки пахотного горизонта почвы и разуплотнения ее подпахотного горизонта при одновременном снижении энергопотребления и эксплуатационных затрат, повышении надежности и межремонтного ресурса узлов плуга. Дополнительный технический результат заключается в улучшении водно-воздушного режима обрабатываемой почвы при высокой степени ее крошения и более полной заделке растительных остатков.
Указанный технический результат достигается тем, что в комбинированном плуге для скоростной обработки почвы, включающем оснащенную опорными регулируемыми по высоте колесами раму с неподвижно размещенным под углом 45° к направлению движения несущим брусом, с установленными на нем рабочими органами и систему навески для сцепки рамы плуга с силовым агрегатом, согласно изобретению, каждый из рабочих органов плуга снабжен установленными на вертикальных стойках тремя режущими элементами, два из которых расположены в плане под углом друг к другу, из них правый по направлению движения плуга выполнен в виде лемеха с возможностью соединения с отвалом, а левый предназначен для компенсации боковых усилий при работе плуга, третий режущий элемент расположен между первым и вторым режущими элементами под острым углом к направлению движения плуга и выполнен в виде плоского или изогнутого долота в форме параллелограмма с заглубленной нижней режущей кромкой для обеспечения функции глубокорыхлителя, между средней частью несущего бруса и поперечной балкой сварной рамы, служащей для сцепки плуга с силовым агрегатом, симметрично размещены под углом 45° к несущему брусу, по крайней мере, две продольные в направлении движения балки, по сторонам от которых расположены более длинная и более короткая балки-подкосы, соединяющие концевые части несущего бруса и поперечной балки, сечение несущего бруса и указанных балок рамы выполнено коробчатой формы в виде профильной трубы или двутавра, усиленного приваренными к их полкам боковыми пластинами, опорные, регулируемые по высоте колеса, установлены на приваренных к раме кронштейнах, один из которых примыкает к правому краю поперечной балки, а другой размещен у дальнего конца несущего бруса, причем ось несущего бруса выполнена параллельной линии, соединяющей узлы крепления опорных колес плуга, а отношение расстояния В от верхней поверхности поперечной балки рамы до серьги сцепной стойки к расстоянию С до нижних опорных стержней трехточечной сцепки находится в диапазоне 2-8.
Кроме того, в плуге для отвальной обработки почвы каждый из рабочих органов может содержать установленные на вертикальной стойке крепления крыло отвала и режущие элементы, правый из которых по ходу движения выполнен в виде лемеха, левый - в виде плоской пластины с лезвийной частью, расположенной в плоскости реза под углом 75-110° к лезвийной части лемеха, третий режущий элемент выполнен в виде плоской или дугообразной пластины в форме долота с заглубленной нижней кромкой, нерабочие стороны которой примыкают к передней части крыла отвала, причем лемех, долото, крыло отвала и левый режущие элементы закреплены на стойке с помощью, по крайней мере, одного сварного или разъемного узла крепления, а крыло отвала выполнено с дополнительным изгибом в верхней части для оборота пласта.
Кроме того, в плуге для отвальной обработки почвы вертикальная стойка крепления каждого рабочего органа может содержать узел крепления, который включает горизонтальное основание с монтажными кронштейнами для болтового крепления крыла отвала и режущих элементов, причем правый и левый режущий элементы размещены на наклонных ложементах первого и второго монтажных кронштейнов, укрепленных на горизонтальном основании, третий режущий элемент закреплен на третьем кронштейне узла крепления и выполнен в виде долота в форме параллелограмма с заглубленной нижней режущей кромкой, углом при вершине, преимущественно, 45° и отношением боковой и режущей сторон в диапазоне 1-5, а крыло отвала закреплено, по крайней мере, в трех точках на четвертом и пятом монтажных кронштейнах горизонтального основания.
Кроме того, в плуге для безотвальной обработки почвы рабочими органами могут являться три указанных режущих элемента - два горизонтальных, расположенных, преимущественно, в одной плоскости и третий в форме плоского или изогнутого долота, расположенного между двумя первыми, которые в отсутствии отвала выполняют функции рабочих органов глубокорыхлителя.
Кроме того, в плуге для отвальной и/или безотвальной обработки почвы между его сцепным приспособлением и силовым агрегатом, не имеющим трехточечной сцепки, может быть установлена колесная гидравлическая тележка продольной конструкции с опорными колесами и средствами для регулирования положения плуга по высоте, содержащая прямоугольную в плане усиленную подъемную раму и основную раму в виде продольной штанги коробчатого сечения с поперечной балкой, которая опирается на осевой узел опорных колес и имеет шарнирное соединение с подъемной рамой, на продольной штанге установлен вертикальный кронштейн для шарнирного соединения с регулируемой по длине тягой талрепа, свободный конец которого и два сцепных кронштейна на подъемной раме выполнены с возможностью регулируемого шарнирного соединения с рамой почвообрабатывающего орудия по трехточечной системе сцепки с возможностью поворота подъемной рамы на угол в диапазоне от -35° до +20° относительно горизонтальной плоскости.
Необходимо отметить, что ось несущего бруса сварной рамы предложенного плуга выполнена параллельной линии, соединяющей узлы крепления опорных колес плуга при различном числе его рабочих органов, что связано с необходимостью равномерного распределения нагрузок на прицепной механизм, несущий брус и раму плуга, как для корпусов оборотного типа, так и глубокорыхлителей с количеством корпусов в диапазоне 3-10. Указанное отношение расстояния В от верхней поверхности поперечной балки рамы до серьги сцепной стойки к расстоянию С до нижних опорных стержней трехточечной схемы сцепки находится в оптимальном диапазоне 2-8, при котором обеспечивается более надежное сцепление полунавесного плуга предложенной конструкции с силовым агрегатом по трехточечной схеме. Указанные диапазоны изменения углов между горизонтальными режущими элементами комбинированного плуга в плоскости реза 75-110°, отношение боковой и режущей сторон долота в диапазоне 1-5 с углом при вершине - 45°, углов поворота подъемной рамы колесной гидравлической тележки на угол в диапазоне от -35° до +20° относительно горизонтальной плоскости и другие конструктивно-технологические ограничения в предложенном техническом решении были выявлены в результате многочисленных опытно-практических испытаний по совершенствованию разработанных ООО НПО «СУР» скоростных комбинированных и унифицированных плугов и глубокорыхлителей серии ПСК (см. патенты РФ №89319, 176153, 178372, 178454, 2614065).
В соответствии с изобретательским замыслом предложенное выполнение скоростных комбинированных плугов серии ПСК обеспечивает повышение скорости и качества обработки почвы за счет нового конструктивного выполнения их деталей и узлов, обеспечивающих дополнительные функциональные возможности. Определяющими факторами при этом являются условия воздействия на пласт почвы вертикальным и двумя горизонтальными режущими элементами, установленными по схеме взаимного уравновешивания воздействующих на них усилий при отсутствии полевой доски. Достижение суммарного технического результата при эксплуатации плугов серии ПСК обеспечивается, в том числе, снижением потребных тяговых усилий от рабочих органов плуга и указанным выполнением сварной рамы плуга, узлов установки опорных колес и сцепного механизма системы навески. Условие параллельности оси несущего бруса линии, соединяющей узлы крепления опорных колес, а также указанное расположение балок рамы плуга с заданным профилем сечения, обеспечивают в совокупности минимальную массу плуга при необходимой жесткости, равномерное распределение нагрузок на сцепной механизм и несущий брус с заданным количеством корпусов плуга при скоростной пахоте. Указанное размещение узлов крепления опорных колес и конструктивные особенности сцепного механизма с силовым агрегатом (при отношении расстояния В от верхней поверхности поперечного балки до серьги сцепной стойки к расстоянию С до нижних опорных стержней трехточечной схемы сцепки в диапазоне 2-8) также обеспечивают необходимое распределение нагрузок в раме и прицепном устройстве в зависимости от заданного числа рабочих органов комбинированного плуга серии ПСК.
Плуги серии ПСК с предложенными рабочими органами могут выполнять одновременно работу культурного и винтового корпуса с глубокорыхлящим режущим элементом чизельного типа. Такое выполнение плугов серии ПСК обеспечивает высокую степень крошения и оборота пласта почвы, предупреждает переуплотнение подпахотного горизонта и разуплотнения плужной подошвы, а также снижения водной эрозии при обработке склоновых полей. Улучшение сложения пахотного и особенно подпахотного слоя позволяет повысить урожайность сельскохозяйственных культур на 15-20%. Положительный эффект отмечается и в резком снижении засоренности при весенней вспашки паров за счет полного оборота пласта и перемещения семян сорных растений на большую глубину. Всходы сорняков задерживаются и появляются на 25-30 дней позже в ослабленном состоянии. Плуги серии ПСК выполняют рыхление пласта почвы в диапазоне от 10 до 35 см с полной заделкой стерни на почвах с твердостью до 4 МПа, при этом обработка почвы равноценна двум проходам тяжелыми дисковыми боронами типа БДТ. По сравнению с известными, плуги серии ПСК обеспечивают повышение производительности на 40-50% за счет увеличения скорости пахоты и снижения тяговых усилий, при этом экономия дизельного топлива составляет 7-9 кг на каждом гектаре обработанной пашни.
Сущность изобретения поясняется прилагаемыми чертежами и фотографиями. На Фиг. 1 показана схема в изометрии шестикорпусного плуга скоростного комбинированного ПСК-6, на Фиг. 2 - схема типового корпуса для отвальной обработки почвы в плугах данной серии. В приложении 1 к описанию на стр. 11, 12 представлены фотографии и краткие технические характеристики серийно выпускаемых ООО НПО «СУР» плугов серии ПСК-4-10 для обработки почвы под зерновые и технические культуры.
Для раскрытия сущности изобретения рассмотрим конструкцию шестикорпусного плуга скоростного комбинированного ПСК-6 для отвальной обработки почвы под зерновые и технические культуры (Фиг. 1). Плуг ПСК-6 включает раму 1, оснащенную опорными регулируемыми по высоте винтовым механизмом колесами 2, неподвижно размещенный под углом 45° к направлению движения несущий брус 3 с установленными на нем шестью рабочими органами 4 в виде плужных корпусов и систему навески 5 для сцепки рамы 1 плуга с силовым агрегатом (не показан). Каждый из рабочих органов 4 плуга снабжен установленными на вертикальных стойках 6 тремя режущими элементами 7, 8, 9 (Фиг. 1 и 2). Стойки 6 привинчены к несущему брусу 2 в одну линию на расстоянии А друг от друга. Первый и второй режущие элементы 7, 8 расположены в плане под углом α=85° друг к другу. Правый по направлению движения плуга режущий элемент 7 выполнен в виде лемеха с возможностью соединения с отвалом 10, а левый режущий элемент 8 с двумя режущими кромками предназначен для компенсации боковых усилий при работе плуга, выполняя тем самым функцию отсутствующей в корпусе плуга полевой доски. Третий режущий элемент 9 расположен между первым и вторым режущими элементами 7, 8 под острым углом к направлению движения плуга касательно к отвалу 10 и выполнен в виде изогнутого долота в плане по форме параллелограмма с двумя режущими кромками и заглубленной нижней режущей кромкой для обеспечения функции глубокорыхлителя. На фиг. 2 третий режущий элемент 9 выполнен в виде укороченного плоского долота с двумя режущими кромками. Указанные режущие элементы 7, 8, 9 и отвал 10 выполнены быстросъемными, например, для переустановки лезвийных частей при их износе или с возможностью замены непосредственно в полевых условиях. Кроме того, режущие кромки режущих элементов 7, 8, 9 могут иметь наплавки или вставки из износостойкого материала, которые в значительной степени (на 10-25%) увеличивают межремонтный ресурс корпуса плуга.
Между средней частью несущего бруса 3 и поперечной балкой 11 сварной рамы 1, служащей для сцепки плуга с силовым агрегатом, симметрично размещены под углом 45° к несущему брусу 3 две продольные в направлении движения балки 12. По сторонам от балок 12 расположены более длинная и более короткая балки-подкосы 13, 14, соединяющие концевые части несущего бруса 3 и поперечной балки 11. Сечение несущего бруса 3 и указанных балок 12, 13, 14 рамы 1 выполнено коробчатой формы в виде профильной трубы. Для бруса 3 и поперечной балки 11 сечение выполнено в виде двутавра, усиленного приваренными к их полкам боковыми пластинами. Опорные, регулируемые по высоте колеса 2, установлены на приваренных к раме 1 кронштейнах 15, один из которых примыкает к правому краю поперечной балки 11, а другой размещен на более длинной балке-подкосе 14 у дальнего конца несущего бруса 3. При этом ось НБ несущего бруса 3 выполнена преимущественно параллельной линии, соединяющей узлы крепления УК опорных колес 2 плуга, а отношение расстояния В от верхней поверхности поперечной балки 11 рамы 1 до серьги 16 сцепной стойки 17 системы навески 5 к расстоянию С до двух нижних опорных стержней 18 трехточечной схемы сцепки равно 3, то есть находится в упомянутом диапазоне 2-8.
В результате опытных и полевых испытаний в ООО НПО «СУР» плугов скоростных комбинированных серии ПСК выявлено, что ширина в нормальном сечении их режущего элемента 8 должна, по преимуществу, превышать ширину лемеха 7 на 10-15%, а режущего элемента 9 - быть близкой к ширине лемеха 7 или превышать ее. При этом режущий элемент 9, выполненный в виде долота в форме параллелограмма с углом при вершине около 45°, в других примерах конкретного выполнения корпусов плуга может быть конструктивно выполнен с другими значениями отношения длинной и короткой сторон (например, для изогнутого долота).
Сварная рама 1 плугов серии ПСК, разработанных ООО НПО «СУР», имеет в плане, преимущественно, треугольную форму, образованную несущим брусом 3 и поперечной балкой 11, которые соединены между собой указанным образом балками 12, 13, 14. Симметричное размещение под углом 45° к несущему брусу 3 двух продольных в направлении движения балок 12, а также балок-подкосов 13, 14, соединенных с поперечной балкой 11 характерно, прежде всего, для многокорпусных плугов серии ПСК 4-10 (для менее нагруженных плугов ПСК - 3 функции балок-подкосов выполняют пластины - подкосы). Указанное расположение несущего бруса 3 и балок рамы плуга с заданным профилем сечения, характерное выполнение режущих элементов 7, 8, 9 и отвала 10 плуга, а также особое размещение узлов крепления опорных колес 2 относительно бруса 3 и конструктивные особенности системы навески обеспечивают в совокупности предельно низкие металлоемкость и энергопотребление плугов серии ПСК, то есть высокую скорость основной обработки почвы при сниженном потреблении топлива на гектар пашни, в том числе, для многокорпусных плугов ПСК-10.
Плуги ПСК первых и последующих промышленных партий ООО НПО «СУР» для отвальной обработки почвы содержали установленные на вертикальной стойке 6 с помощью узла крепления 19 (см. Фиг. 2) съемное крыло отвала 10 и режущие элементы, правый из которых по ходу движения выполнен в виде лемеха 7, левый 8 - в виде плоской пластины с лезвийной частью, расположенной в плоскости реза под углом 75-110° к лезвийной части лемеха 7. Третий режущий элемент 9 выполнен в виде дугообразной или плоской пластины (как показано на Фиг. 1 и Фиг. 2), а крыло отвала 10 выполнено с дополнительным изгибом в верхней части для оборота пласта.
Предложенные ООО НПО «СУР» плуги серии ПСК более поздних выпусков для отвальной обработки почвы могут содержать установленные на вертикальной стойке 6 усовершенствованные узлы крепления 19 режущих элементов 7, 8, 9 и отвала 10. Модернизированные узлы крепления 19 включают горизонтальное основание и пять монтажных кронштейнов для болтового крепления крыла отвала и указанных режущих элементов. При этом правый и левый режущий элементы размещены на наклонных ложементах первого и второго монтажных кронштейнов, укрепленных на горизонтальном основании. Третий режущий элемент закреплен на третьем кронштейне узла крепления и выполнен в виде долота в форме параллелограмма с углом при вершине, преимущественно, 45° и отношением боковой и режущей сторон в диапазоне 1-5, а крыло отвала закреплено, по крайней мере, в трех точках на четвертом и пятом монтажных кронштейнах (упомянутые ложементы и монтажные кронштейны на Фиг. 2 не показаны).
В соответствии с изобретательским замыслом, предложенный плуг может использоваться также для безотвальной обработки почвы для рыхление пласта почвы в диапазоне 10-35 см. При этом три указанных режущих элемента - два горизонтальных, расположенных, преимущественно, в одной плоскости и третий в форме плоского или изогнутого долота, расположенного между двумя первыми, в отсутствии отвала выполняют функции рабочих органов глубокорыхлителя. Имеющийся опыт эксплуатации предложенного плуга при безотвальной обработке почвы со снятым отвалом подтверждает надежность его работы и эффективность пахоты при указанных конструктивных особенностях рабочих органов. Здесь необходимо также отметить возможность использования ранее предложенного технического решения для безотвальной обработки почвы в режиме глубокорыхлителя (см., например, патент РФ №176153 и Фиг. 4) при соответствующих изменениях конструкции стойки 6 и крепления режущих элементов. Для конкретных примеров выполнения рабочих органов предложенного плуга лемех 7 имеет размеры 560×95×10 мм, режущий элемент 8 имеет размеры 445×140×10 мм, режущий элемент 9 имеет размеры: толщина 10 мм, длина 190-280 мм, ширина 95-120. Для увеличения наработки детали корпуса плуга, подверженные интенсивному износу (режущие элементы 7, 8, 9) изготовлены из углеродистой стали и термически обработаны.
В плугах серии ПСК, созданных в ООО НПО «СУР», для отвальной и/или безотвальной обработки почвы вместе с указанными рабочими органами могут содержаться дополнительные органы с независимым креплением к несущему брусу 3 с помощью вспомогательной подвески для улучшения агротехнических свойств поверхностных слоев почвы. В отдельных случаях, например, для многокорпусных плугов серии ПСК несущий брус 3 на концевых участках может быть снабжен дополнительными съемными частями, привинченными к основному несущему брусу 3 (не показаны). В ряде практических ситуаций используемые для обработки почвы силовые агрегаты могут не иметь трехточечного сцепного устройства. В таких случаях, в предложенном плуге для отвальной и/или безотвальной обработки почвы, между его сцепным приспособлением и силовым агрегатом может быть установлена разработанная в ООО НПО «СУР» для плугов ПСК колесная гидравлическая тележка продольной конструкции по патенту РФ №178454 с опорными колесами и средствами для регулирования положения плуга по высоте. Такое устройство содержит прямоугольную в плане усиленную подъемную раму и основную раму в виде продольной штанги коробчатого сечения с поперечной балкой, которая опирается на осевой узел опорных колес и имеет шарнирное соединение с подъемной рамой. На ее продольной штанге установлен вертикальный кронштейн для шарнирного соединения с регулируемой по длине тягой талрепа, свободный конец которого и два сцепных кронштейна на подъемной раме выполнены с возможностью регулируемого шарнирного соединения с рамой почвообрабатывающего орудия по трехточечной системе сцепки с возможностью поворота подъемной рамы на угол в диапазоне от -35° до +20° относительно горизонтальной плоскости.
Работа комбинированного шестикорпусного плуга ПСК-6 для скоростной отвальной обработки почвы под зерновые и технические культуры осуществляется следующим образом.
Полностью укомплектованный шестью корпусами плуг с помощью механизма трехточечной сцепки с гидроцилиндром трактора (не показан) опускают на землю в рабочее положение и трактор начинает перемещение по полю. Режущие элементы плуга 7, 8, 9 и отвал 10 внедряются в почву и заглубляются до контакта с опорными колесами 2. При перемещении трактора по полю режущие элементы всех корпусов плуга осуществляют обработку почвы, включающую крошение, оборачивание и подрезание почвенного слоя в необходимом соответствии с агротехническими требованиями обработки почвы в заданных почвенных и климатических условиях. Благодаря тому, что режущие элементы 7, 8, 9 и отвал 10 имеют указанное взаимное расположение и геометрические характеристики, обеспечивается комбинированная обработка пахотного слоя с одновременным разуплотнением подпахотного горизонта почвы каждым корпусом плуга с оборотом пласта. При этом увеличивается скорость пахоты, как при отвальной, так и при безотвальной обработке почвы (при снятом отвале).
Отрезание пласта каждым корпусом плуга обеспечивается режущими элементами - долотом 9, лемехом 7 и дополнительным режущим элементом 8, установленными по схеме, обеспечивающей взаимное уравновешивание воздействующих на них усилий, а крыло отвала 10 обеспечивает перемещение и оборот пласта. При этом ножи долота 9 и лемеха 7 в многокорпусном плуге правостороннего действия отрезают основную часть пласта (большая часть рабочей ширины захвата каждого корпуса), крошат его, оборачивают и перемещают в борозду вместе с взрыхленной частью от прохода дополнительного режущего элемента 8 левостороннего действия от предыдущего корпуса. Остальная меньшая часть пласта подрезается и рыхлится указанным режущим элементом 8, которому одновременно отводится роль стабилизатора прямолинейного движения. Если у типового серийного плуга полевая доска выполняет пассивную роль, создавая дополнительное сопротивление за счет трения, то левый режущий элемент 8 выполняет две функции - функцию полевой доски, уравновешивая вращающий момент лемешно-отвальной части и функцию дополнительного подрезания пласта аналогично работе лемеха 7. Форма изгиба крыла отвала 10 в верхней части обеспечивает оборот пласта с полной заделкой стерни.
Выполнение предложенного комбинированного почвообрабатывающего орудия, в соответствии с изобретательским замыслом, позволяет в значительной степени повысить его основные характеристики и достичь указанный технический результат. Условия и параметры износа режущих элементов 7, 8, 9 и крыла отвала 10 хорошо изучены и соответствуют степени износа лемешно-отвальной части известных плугов, однако в предложенном плуге отсутствуют проблемы, связанные с избыточным противодействием тяге силового агрегата и интенсивным износом полевой доски. При прочих равных условиях обрабатываемый грунт действует на указанные элементы предложенного почвообрабатывающего орудия с меньшим суммарным касательным и нормальным усилиями, что снижает необходимую тягу силового агрегата и повышает плуга в целом.
По сравнению с другими серийными плугами общего назначения плуги серии ПСК с новыми несущей рамой и рабочими органами повышают скорость пахоты и производительность обработки почвы на 50-60%, при этом экономия топлива составляет 8-9 кг и более на каждом гектаре обрабатываемой пашни. Модификации предложенного плуга были изготовлены для серийных плугов с числом корпусов 3-10, агрегатированных с тракторами класса 2, 3, 4. Испытания модифицированных плугов серии ПСК-6 и ПСК-8 проводились в период с 2015 по 2018 годы и зарекомендовали себя как надежные, высокотехнологические почвообрабатывающие машины. Для примера, предыдущие плуги серии ПСК-4, ПСК-5 имели производительность до 3 га в час, ПСК-8 до 5 га в час, а плуги данной серии с модифицированными корпусами и режущими элементами - до 7-9 га в час. Наработка на быстро изнашиваемые детали новых корпусов плугов не менее 60-80 га. Указанные сведения о технических преимуществах предложенных плугов широко представлены на страницах интернет ресурсов ООО НПО «СУР» - разработчика и создателя плугов серии ПСК и, в случае необходимости, могут быть подтверждены соответствующими актами государственных испытаний.
Особенности конструкции нового плуга с корпусами без полевой доски с возможностью смены, перестановки или регулирования положения режущих элементов вносят важные отличия, способствующие созданию современного многофункционального почвообрабатывающего орудия и повышению качества рабочего процесса обработки почвы под сельскохозяйственные культуры на глубину до 35 см при твердости до 4 МПа с возможностью агрегатирования плугов в многокорпусном исполнении с тракторами 2, 3, 4 классов. При функционировании предложенного плуга снижаются эксплуатационные затраты, повышается надежность и межремонтный ресурс корпусов плуга при комплексной обработке различных типов почв за счет увеличения функциональных возможностей и специального выполнения его конструктивных элементов и узлов. В результате внедрения предложенного устройства дополнительно снижается стоимость обработки сельскохозяйственных площадей и повышается производительность труда при меньших эксплуатационных затратах. Выпуск подобных почвообрабатывающих орудий может быть налажен в условиях рядовых предприятий по производству сельскохозяйственной техники. При работе предложенного комбинированного плуга также наблюдается улучшение водно-воздушного режима обрабатываемой почвы, обеспечивается более полная заделка растительных остатков, снижается энергопотребление силового агрегата при вспашке. Улучшение сложения пахотного и особенно подпахотного слоя позволяет повысить урожайность сельскохозяйственных культур на 15-20%. Положительный эффект отмечается и в резком снижении засоренности при весенней вспашки паров за счет полного оборота пласта и перемещения семян сорных растений на большую глубину. Всходы сорняков задерживаются и появляются на 25-30 дней позже в ослабленном состоянии.
Комбинированные скоростные плуги серии ПСК, их унифицированные и модернизированные серии ПСКу, ПСКуМ с числом корпусов 3-10, разработанные и производимые ООО НПО «СУР», зарекомендовали себя как надежные, высокотехнологические почвообрабатывающие машины (см. Приложение 1). В настоящее время поставки плугов серии ПСК, агрегатированных с тракторами класса 2-4, осуществляются в 18 регионов России для более 70 предприятий, коллективных и индивидуальных хозяйств.