Машины для срезания кустарника (кусторезы) с пассивными и активными рабочими органами. Кусторезы-измельчители.

Ножевые (пассивные) рабочие органы кусторезов бывают с горизонтальными ножами и в виде ножевого барабана. Наиболее распространены кусторезы с горизонтальными ножами. Рабочий орган такого кустореза представляет собой двухсторонний клин с нижними ножами, которые устанавливают горизонтально под углом 60…65° к оси клина. Ножи имеют гладкую или волнообразную режущую кромку.

При движении кустореза ножи срезают надземную часть растительности, а отвал-корпус раздвигает ее.

Рабочий орган установлен на переднем конце толкающей рамы. Толкающую раму и рабочий орган кустореза с гидравлическим управлением, поднимают одним или двумя гидроцилиндрами, которые установлены в положение «заперто» и во время работы фиксируют рабочий орган на постоянной высоте. Гидравлическое управление препятствует самопроизвольному подъему отвала при сгибании густого и гибкого кустарника, позволяет принудительно опускать рабочий орган и обеспечивает более высокую производительность.

Существенный недостаток кусторезов – корневая система остается в почве, что затрудняет ее вспашку и способствует прорастанию кустарника, а также, как правило, сдвигается часть плодородного слоя почвы.

Сегментный рабочий орган шарнирно подвешивают сзади или сбоку трактора. Подвижные сегменты с приводом от вала отбора мощности трактора, совершая возвратно-поступательное перемещение по отношению к неподвижным, срезают кустарник с диаметром стволов не более 5 см. Они многократно перерезают стволы вследствие отгиба, неполного захвата сегментами кустарника и отсутствия отваливающего приспособления.

Ротационный (дисковый) рабочий орган представляет собой дисковую пилу (фрезу) с режущими зубьями. Диск устанавливается конце рукояти, которая шарнирно прикреплена к кронштейну, смонтированному на колесном или гусеничном тракторе.

Дисковая пила имеет привод от вала отбора мощности трактора; ее можно установить для резания в нужной плоскости и поворачивать при помощи двух гидроцилиндров.

Вращающиеся ножи работают так же, как дисковая пила. При работе кусторезами с дисковым (ротационным) рабочим органом возможно заклинивание диска из-за неровностей грунта. Ротационный орган часто беспорядочно разбрасывает растительность.

Кусторезы-измельчители имеют ротационный рабочий орган. Для очистки земель от кустарника с диаметром стволов до 5…8 см и его измельчения применяют ротационные барабаны с горизонтальной осью вращения и шарнирно установленными по спирали ножами.

За рубежом применяют, кусторезы-измельчители рубящего действия с цепями, иногда с молотками, совершающими вращательное движение вокруг горизонтальной или вертикальной оси. Рабочий орган навешивается на трактор с приводом от вала отбора мощности.

Такие машины рубят кустарник высотой до 3…5, 5 м, оставляя измельченную массу, но плохо работают на торфяных и слабых минеральных грунтах, а также на кустарнике с вязкой и прочной древесиной (ива, береза, черемуха и др.). При этом кустарник плохо срезается и дробится на крупные куски.

Древовал с клещезахватным рабочим органом захватывает ствол дерева полукруглыми рычагами, стягиваемыми гидроцилиндром, и корчует подъемом и движением трактора. Максимальный диаметр корчуемых деревьев 25…35 см. Ширина захвата 1 м. Производительность древовала – до 200 деревьев диаметром 20 см в смену.

Для сплошной валки леса с корнями применяют также корабельные (траловые) цепи длиной 55…90 м и шириной захвата до 25 м и канаты диаметром до 32 мм и длиной до 280 м, буксируемые за концы двумя тракторами. К звеньям цепей приваривают изогнутые и заостренные зацепы (шпоры), а иногда к цепям прикрепляют тяжелый шар диаметром до 2, 5 м, способствующий сваливанию деревьев. Производительность достигает 40 га/см.

За рубежом валка леса с измельчением древесины производится также Катковыми самоходными машинами, имеющими 2…3 катка типа ножевых барабанов.

Древовал с дисковой пилой на экскаваторе или тракторе. На поворотную платформу экскаватора или специальную поворотную платформу трактора навешивают стрелу-стойку, которая поднимается канатом от одного из барабанов главной лебедки экскаватора или гидроцилиндрами на тракторе. Снизу установлена дисковая пила с приводом от вала отбора мощности, закрытая сверху защитным диском. На стойке установлены шарнирно захваты-клыки откладчика, а в верхней части также шарнирная рамка.

По мере врезания пилы срезаемое дерево попадает комлем на защитный диск фрезы. Захваты-клыки откладчика удерживают ствол в вертикальном положении. Затем канатами или гидроцилиндрами клыки-захваты откладчика вместе со стволом приподнимают, а верхняя его рамка, поворачиваясь, выталкивает ствол, укладывая комлем вперед, справа по ходу.

Древовал с цепной пилой на тракторе. Цепная пила работает в плоскости, перпендикулярной движению. Недостаток таких машин – беспорядочное сваливание деревьев, перекос и заклинивание пилы при наклонах трактора.

5.5.3. Машины для корчевания пней. Назначение и общая классификация.

Корчевальные машины удаляют пни и растительность вместе с корневой системой.

По способу корчевания машины и орудия можно разделить на следующие подгруппы: с канатной тягой; машины, корчующие пни зубьями или рычагами с комбинированным движением – поступательным перемещением и подъемом; машины, корчующие пни зубьями или крюками с поступательным перемещением; машины для виброкорчевания пней.

Машины с канатной тягой. Установленные сзади трактора корчевальные тракторные лебедки имеют привод от вала отбора мощности трактора и два, иногда три барабана. Для корчевки пней канат основного барабана при помощи крюка закрепляют на пне. Во время корчевания трактор затормаживают.

Корчевальные клещи навешивают на стандартную стрелу драглайна. Натяжением тягового каната рычаги сдвигают, захватывая пень зубьями. После этого совместным усилием тягового и подъемного канатов выкорчевывают пень, отряхивают от земли и перемещают в штабель. Используют также корчевальный захват на рукояти обратной лопаты.

Все машины с канатной (тросовой) тягой обслуживают не менее 2…3 человек, так как переноска тросов, закрепление их на пне и снятие требуют значительных затрат ручного труда.

Машины с комбинированным движением рабочего органа. У корчевателей и корчевателей-собирателей с передней навеской в качестве рабочего органа применяют щит-отвал. В нижней части его имеются гнезда, в которых закрепляют 4…8 сменных зубьев. Щит-отвал крепится к толкающей раме или брусьям (балкам) жестко или шарнирно. В последнем случае отвал фиксируется наклонными гидроцилиндрами поворота.

Корчевателями или корчевателями-собирателями, заглубляя зубья щита-отвала, выкорчевывают пень комбинированным движением – тяговым усилием трактора и подъемным механизмом, а у некоторых машин и поворотом отвала. Корчеватели-собиратели транспортируют пни тем же щитом-отвалом.

Корчеватель-собиратель с поворотным отвалом имеет основной отвал, к которому справа и слева крепятся два уширителя. Отвал навешивается на охватывающую раму и крепится к ней шарнирно осями, проходящими в наклонных овальных пазах кронштейнов.

Такая конструкция позволяет заглублять зубья-клыки под пень (камень) и корчевать его поворотом отвала при стоянке трактора, пользуясь для этого гидроцилиндрами поворота отвала при запертом положении подъемных гидроцилиндров.

Бульдозеры с приспособлениями для корчевания работают так же, как корчеватели с передней навеской рабочего органа.

Корчеватели с задней навеской рабочего органа бывают зубовые (крюковые) и рычажные. Зубовые корчеватели на задней навесной раме имеют 2–3 зуба-крюка. Подъем и заглубление зубьев осуществляются гидроцилиндром. Для корчевания подъезжают задним ходом к пню, заглубляют крюки под пень или корневую систему и корчуют тяговым усилием трактора с одновременным подъемом зубьев-крюков.

Рычажные корчеватели корчуют пни, сдвоенными качающимися рычагами, установленными на задней раме корчевателя, где помещены также два зуба-клыка для обрыва корней, раскалывания крупных корней и упора в грунт.

У рычажных корчевателей рама поднимается и опускается двумя гидроцилиндрами, а привод двуплечих рычагов гидроцилиндром.

Машины цикличного действия с комбинированным движением рабочего органа используют вертикальное и горизонтальное усилия корчевания. Они не требуют ручного труда.

К недостаткам этих машин относятся большие динамические нагрузки в отвале; раме и тракторе, слабая видимость рабочего органа из кабины, порча дернины и растительного покрова, сгребание плодородного слоя почвы.

Машины с поступательным перемещением рабочего органа: на прицепной раме, перемещающейся на колесах или лыжах, у роторных корчевателей установлено 3…5 роторов. Каждый ротор снабжен крюками-зубьями, закрепленными под углом 120…180°. Во время движения трактора с прицепным корчевателем один ряд зубьев каждого ротора погружается в грунт, рыхлит почву и выкорчевывает пни и корни. Выкорчеванные пни и растительность вместе с моховым очесом подаются вперед и образуют вал. Когда вал поднимается до рамы, оператор или специальный автомат освобождает стопорное устройство и роторы под действием тягового сопротивления и специальных грунтозацепов поворачиваются на 120…180°. Собранный вал растительности освобождается зубьями и остается на месте. Вместо вышедших из грунта погружаются другие зубья.

Корчевальные бороны бывают прицепные и навесные. Навесные бороны корчуют зубьями, вставленными в балки плоской треугольной рамы. Борона производит зубьями сплошное рыхление почвы, корчует пни, корни, кустарник. Навесная борона легче и маневреннее прицепной.

Все машины с поступательным перемещением рабочего органа корчуют вместе с рыхлением всей поверхности почвы. Перемещение сгруженного грунта требует непроизводительной затраты энергии. На болотно-торфяных грунтах сплошное разрушение дернины затрудняет движение мелиоративных машин. Машины с поступательным перемещением рабочего органа можно применять для сплошного корчевания растительности в минеральных грунтах и осушенных торфяниках. Верхний плодородный слой почвы снимается вместе с корнями и перемешивается с грунтом.

Машины для виброкорчевания пней. Вибромолот направленного действия связан с захватами, которые имеют гидравлический привод. Применяется также вибратор с гидродомкратами для выдергивания пня. Виброкорчеватель устанавливают на трактор или самоходную тележку или подвешивают к стреле самоходного крана. После включения гидрозахватов корчуют пень с одновременной вибрацией и постепенным подъемом корчевателя.

5.5.4. Машины для полного удаления кустарника.Машины для глубокого фрезерования кустарника.

Ротационные корчевальные машины (МТП-24; МТП-26). Они корчуют и рыхлят почву активным корчевальным ротором с зубьями (клыками). Выкорчеванная растительность последовательно передается на 3…5 очистных активных транспортирующих ротора, отряхиваясь от плодородного слоя грунта, который остается на месте. Вместо очистных роторов иногда используется клавишный сепаратор с поперечным цепным укладочным транспортером. Очищенная растительность затем проходит между формующими отвалами, расположенными под углом, и укладывается сзади в валок. Рама прицепной машины с очистными роторами опирается спереди на гусеничную тележку, сзади – на две балансирные катковые тележки с прикатывающим катком между ними. Глубина корчевания изменяется гидроцилиндрами. Привод роторов от вала отбора мощности трактора.

Есть полуприцепные машины этого типа на гусеничном ходу. Очищенная от грунта растительность поступает в прицепной колесный бункер-накопитель.

Ротационные корчевальные машины выполняют за один проход целый комплекс операций: корчевание растительности, очистку корневой системы от грунта, укладку или бункеровку растительности, засыпку подкорневых ям, рыхление дернины и слоя почвы, извлечение мелких камней из пахотного горизонта, частичную подборку древесных остатков, выравнивание и некоторое уплотнение почвы.

Машины для глубокого сплошного фрезерования (МТП-42, МТП-44). Эти машины имеют рабочий орган – фрезу прямого вращения – полый барабан, на цилиндрической поверхности которого расположены жестко закрепленные чашечные (тарельчатые) ножи или вращающиеся дисковые ножи.

Прицепная машина перемещается на опорных катках, между которыми расположена фреза. Каток служит также для укатки фрезерованной массы; он установлен на задней раме. Рама шарнирно соединена с основной рамой, на которой подвешены фреза и отбойная плита с ножом. Для регулирования глубины фрезерования гидроцилиндрами изменяют угол между рамами.

Навесная машина имеет рабочий орган с дисковыми ножами. Фреза подвешена на раме на рычагах навесной системы болотного трактора с ходоуменьшителем. Привод фрезы осуществляется от вала отбора мощности трактора.

Ширина захвата 1, 7…1, 9 м, глубина фрезерования 0, 25…0, 4 м, диаметр фрезы 0, 83…1, 1 м, окружная скорость 8…13, 0 м/с, масса прицепной машины 5, 4…6 т, навесной – 2, 1…1, 9 т.

Фрезы машин сплошного фрезерования производят сплошное измельчение древесно-кустарниковой растительности вместе с корневой системой, разрыхление почвы, выравнивание и прикатывание фрезерованной массы.

Недостаток машин – большой расход энергии на измельчение и недостаточная производительность (0, 05…0, 097 га/ч).

Комбинированные корчевальные машины. Они представляют собой комплекс корчевальных машин с гидравлическим управлением, навешенных на трактор. Спереди навешивают корчеватель с передним отвалом на толкающей раме, сзади – на рычагах навесной системы – корчевальная борона и грабли поворотные или навесные. Благодаря такому набору пассивных рабочих органов производится сплошное удаление растительности. Рабочие органы работают попеременно. Растительность собирается в валы, и требуется ее транспортировка или сжигание. Комбинированные корчевальные машины на 30…40 % легче комплекта отдельных машин.

Недостаток машины этого типа – сгруживание плодородного слоя почвы.

Характерным признаком, всех машин для сплошного удаления растительности является выполнение законченного комплекса различных операций.

5.5.5. Общие сведения о машинах для переработки и утилизации выкорчеванной древесины.

Срезанную растительность собирают в валы, кучи кустарниковыми граблями, корчевателями-собирателями. Для погрузки собранной растительности применяют погрузчики. Перевозят древесные остатки и камни на лыжах и тракторных прицепах на гусеничном или колесном ходу. Для вывоза леса используют трелевочные тракторы и корчевально-трелевочные лебедки. Для подборки корневых и древесных остатков и валкования мелких древесных остатков применяются подборщики и валкователи мелких остатков.

Кустарниковые грабли бывают с передней и с задней навеской рабочего органа. Передний рабочий орган имеет решетчатую раму. В гнезда нижней части рамы вставлены изогнутые зубья, которые имеют плоскую нижнюю поверхность и направлены вперед в виде клина. При движении кустарниковых грабель зубья подхватывают срезанную растительность, которая образует перед рамой вал. После доставки его к месту укладки кустарниковые грабли отодвигаются задним ходом, оставляя вал на месте.

Подборщики мелких древесных остатков. Рабочий орган машины – ротор с пружинными зубьями.

В процессе работы трактор с подборщиком движется вдоль валка, вращающийся ротор забрасывает древесные остатки в передний накопитель. После заполнения накопителя трактор останавливается, накопитель с помощью гидравлических цилиндров и рычагов, разгружается в основной задний бункер и затем возвращается в рабочее положение. Подборщик разгружается с помощью гидравлических цилиндров.

Валкователи мелких древесных остатков. Рабочим органом валкователя является барабан с закрепленными на его цилиндрической части отрезками грузовых цепей, установленный в плане под углом 60…65° к продольной оси трактора.

При движении валкователь находится в плавающем положении, опирается на колеса и копирует неровности поверхности почвы. Вращающиеся вместе с барабаном отрезки цепей отбрасывают поверхностные древесные остатки в валки.

Погрузчики растительности. Рабочий орган погрузчика с челюстным захватом – сдвоенная стрела, на нижнем конце которой шарнирно установлены верхние и нижние захваты. Стрелу поднимают гидроцилиндрами. Захватами управляют гидроцилиндрами через штанги. Нижние захваты челюсти вводят под погружаемую растительность и поджимают ее к верхним захватам. Погружают растительность, опуская нижние захваты.

Погрузчик с поворотным отвалом имеет простой рабочий орган в виде плоского отвала с удлиненными зубьями. Трактор движением вперед заглубляет отвал зубьями под вал срезанной растительности. Поднимая раму с отвалом и поворачивая отвал гидроцилиндром, погружают растительность в автомашины или на тракторные тележки.

Средства транспортирования растительности и камней. С помощью камнеуборочной машины или погрузчика растительности загружают транспортирующие прицепные лыжи. Саморазгружающиеся лыжи опрокидываются назад гидроцилиндрами навесной системой трактора. Если подъем лыжи недостаточен для разгрузки, то задним ходом трактора ее можно поднять до вертикального положения.

Саморазгружающийся тракторный прицеп имеет платформу со съемными бортами. Рама прицепа через арку опирается на переднюю ось и две задние полуоси. Для разгрузки платформу поднимают гидроцилиндром на прицепе можно перевозить самоходные и прицепные машины, для погрузки которых прицеп оборудован наклонными мостками и лебедкой с приводом от вала отбора мощности трактора.

5.5.6. Камнеуборочные машины: назначение и общая классификация.

Камнеуборочные машины применяют цикличного и непрерывного действия.

Машинами цикличного действия удаляют камни диаметром 0, 3 м и более, лежащие на поверхности или в пахотном горизонте. По способу транспортирования машины бывают толкающего действия, с поворотным рабочим органом, с челюстным захватом, камнеуборочные машины все навесные.

Машины непрерывного действия убирают средние и мелкие камни путем сплошного рыхления пахотного слоя на всей площади. Почву рыхлят пассивными рабочими органами – зубьями, скребками, лемехами или активными – роторами.

Машины различаются по способу отделения камней от грунта, они бывают прицепные и полунавесные. Камни разгружаются в бункер или копители или через поперечный отгрузочный транспортер в транспортные средства.

В качестве машин толкающего действия, которыми убирают крупные камни, применяют корчеватели-собиратели с передней навеской рабочего органа, а иногда рычажные корчеватели.

У камнеуборочных машин с поворотным рабочим органом (устроен так же, как у корчевателя, снизу у них укрепляют несколько изогнутых вперед зубьев). Для уборки камня опускают рабочий орган гидроцилиндрами и заглубляют зубья под камень. Толкающим усилием трактора сдвигают камень и одновременно поднимают раму гидроцилиндрами и поворачивают рабочий орган гидроцилиндрами. Выкорчеванный камень подхватывают рабочим органом и на поднятой раме транспортируют к месту разгрузки или к транспортирующей лыже.

У камнеуборочных машин с челюстным захватом передний челюстной захват устанавливают на раме, на которой снизу имеются зубья. Этими зубьями корчуют камни, и используя тяговое усилие, и одновременно поднимают раму. Выкорчеванные камни прижимают к зубьям верхними или боковыми захватами под действием гидроцилиндров. Камни транспортируют на зубьях и удерживают верхними или боковыми захватами на поднятой гидроцилиндрами раме. Опуская раму и поднимая верхние или откидывая боковые захваты, камни грузят в автомашины или тракторные прицепы.

Машины непрерывного действия бывают нескольких типов. Машины с решетчатым ковшом. В передней части полунавесной рамы шарнирно подвешен решетчатый ковш-гребенка с продольными зубьями,

При движении колесного трактора зубья производят сплошное рыхление грунта. Камни и грунт заполняют ковш. Грунт просеивается вниз, а ковш постепенно заполняется камнем. По мере заполнения ковш поворачивается назад гидроцилиндрами и разгружается в бункер-накопитель.

Заполнив бункер, выезжают за пределы участка и выгружают камни, наклоняя бункер гидроцилиндрами.

Используют также машины непрерывного действия с грабельно-роторным рабочим органом, рыхлящим грунт зубьями и забрасывающим камни ротором в бункер-накопитель, рыхлящим грунт цепным скребковым транспортером с захватами. Сепарируют грунт и подают камни поперечным выносным транспортером в транспортные средства или в отвал. Рыхление производится также ротором с пружинными зубьями, перебрасывающим мелкие камни на виброгрохот для сепарации от грунта, а затем на транспортер.

Машины для первичного освоения земель. Плуги, фрезы, катки, планировщики.

Первичная обработка мелиорированных земель – вспашка, боронование, фрезерование, рыхление, планировка, уплотнение и др. Для её выполнения используют кустарниково-болотные и дисковые плуги, специальные бороны, почвообрабатывающие фрезы, катки и др. машины.

Кустарниково-болотные плуги делятся на одно-, двух- и трехкорпусные для первичной вспашки земель с предварительно срезанным кустарником, раскорчеванных земель или покрытых низкорослой порослью и однокорпусные для запашки кустарника высотой до
2 м.

Плуги бывают прицепные и навесные.

Навесные кустарниково-болотные плуги. Они бывают без опорного колеса и с опорным колесом.

Навесные плуги более маневренны, чем прицепные, они легче очищаются при забивании растительностью.

Рама кустарниково-болотных плугов для уменьшения забивания растительностью расположена выше и прочнее (так же, как и корпуса), чем у обычных сельскохозяйственных плугов.

Развитие болотно-кустарниковых плугов идет в направлении увеличения ширины захвата, оборудования их отвалами с винтовой поверхностью. Это увеличит производительность и улучшит агротехнические качества вспашки. Повышает урожайность также вспашка двухъярусными плугами.

Дисковые плуги. Они имеют рабочий орган в виде вогнутых сферических дисков диаметром 1…1, 2 м, установленных на задней навесной раме при ширине захвата до 2 м. Глубина вспашки 20…30 см. Дисковые плуги применяют для первичной вспашки сильно засоренных торфяных и минеральных земель.

Дисковые бороны применяют для разделки пласта, поднятого кустарниково-болотными плугами, а также для обработки и ухода за лугами и пастбищами. Бороны бывают с ручным, гидравлическим и комбинированным управлением. Рабочий орган дисковой бороны – сферические вырезные диски, собранные в батареи на общей оси.

Прицепные дисковые бороны. Каждая секция двухсекционной бороны имеет раму с двумя дисковыми батареями. Передняя секция разделывает пласт вразвал, а задняя – всвал, для чего они обращены выпуклостями дисков в разные стороны. Тягами изменяю угол атаки.

Глубину боронования регулируют поворотом коленчатой оси винтовым механизмом, а при комбинированном управлении – винтовым механизмом или гидроцилиндром через систему тяг и рычагов.

Навесные дисковые бороны навешивают при помощи кронштейнов с пальцами к нижним рычагам навесной системы в верхней вилкой – к верхней тяге в точках. Они имеют четыре дисковые батареи. Изменяют угол атаки, поворачивая батареи и закрепляя их болтами.

Бороны бывают с жесткими и шарнирно-сочлененными рамами.

Ширина захвата дисковых борон, агрегатируемых с тракторами класса 2, 2…3, 5 м. Глубина обработки 20…25 см. Применяют диски диаметром 500…1000 мм, по 5…10 дисков в одной батарее. Производительность бороны в один след 1…1, 8 га/ч.

Почвообрабатывающими фрезами обрабатывают почву без оборота пласта при освоении осушенных болот с кочками и дерниной, коренном улучшении лугов и пастбищ, добыче торфа, а также разделке пласта после вспашки.

Фрезы могут быть прицепными и навесными.

Рабочим органом служит фрезерный барабан с ножами диаметром 0, 56…0, 75 см. Число ножей составляет 56…120. При вращении барабана с частотой 200…300 об/мин и рабочей скорости 3, 6…4, 6 км/час происходит сплошное рыхление и крошение почвы и дернины на глубину 25…30 см. Ширина захвата фрез составляет 0, 9…2 м, производительность 0, 3…0, 6 га/ч.

Основным недостатком фрез является низкая производительность, так как для достаточного измельчения грунта требуется два-три прохода.

Прикатывают болотно-торфяные почвы прицепными и навесными катками. Прицепные гладкие водоналивные катки имеют собственную массу до 2, 5 т, а с балластом – до 7, 5 т. Ширина захвата составляет 4, 2…4, 5 м.

Возможно агрегатирование катков в сцепе по 3…5 штук.

Для выравнивания осушаемых земель применяют прицепные рельсовые выравниватели-волокуши, кочкорезы и многоотвальные планировщики-выравниватели.