От серпа - до комбайна - Безрукий Л.П.
Скачать (прямая ссылка):
свойствами. Поэтому совершенствование отвала плуга и поиск рациональной
его формы имеют большую историю, приведшую к созданию теории отвала,
которая в свою очередь положила начало созданию новой прикладной науки -
земледельческой механики.
Первые попытки ооздапия рациональной формы отвала были чисто
эмпирическими. Считается, что первым известным нам вариантом рациональной
формы
29
был отвал, предложенный в 1795 г. англичанином Бейли. Изучая кривизну
полностью перевернутого пласта почвы, изобретатель пришел к выводу, что
отвалу надо придать форму, напоминающую отрезок винтовой поверхности.
Вырезав длинный кусок дер-нипы (ширина 30, толщина 15 см) и прижав один
конец ее к земле, он повернул другой конец вдоль одного из ребер,
совпадающего с прямой АХ пласта примерно на 150...160°, при этом
поперечное сечение ABGD пласта переходит в положение АТГС/'В', вращаясь
сначала вокруг точки А, а затем точки D. Получилась виптовая поверхность.
По форме ее нижпей части Бейли подобрал форму отвала - геликоид - и
впервые вывел соотношение между шириной пласта и глубиной вспашки,
которое должно быть 1,5 (дальнейшее развитие теории плуга привело к
установлению этого соотношения в пределах 1,27...1,4 для корпусов плугов
без предплужников). При установлении этого соотношения Бейли исходил из
необходимости получения максимальной поверхности пашни для лучшей ее
аэрации, действия тепла и света.
Винтовая поверхность для отвала была получена итальянскими аббатами
Ламбурчини и Ридольфи (1830 г.) чисто геометрическим путем, для чего они
впервые поперечное сечение пласта представили в виде прямоугольника и
показали, что для полного оборота пласта его нужно вращать сначала около
одного ребра, а затем около другого. При этом нижняя, т. е. опорная
плоскость пласта, будет занимать ряд последовательных положений с разным
наклоном ко дну борозды. Ряд последовательных положений этой плоскости по
длине отвала в направлении движения образует непрерывную поверхность
винтового отвала. Теоретически поверхность такого отвала прилегает к
нижней части пласта по всей длине образующей поверхности. Практически
этого не требуется, так как увеличивает тяговое сопротивление, да и в
этом нет необходимости, ибо в нижней части пласт неразрывен и не требует
опоры, поэтому пласт на отвал должен опираться только верхней частью.
Именно из этих соображений при геометрическом построении формы отвала
стали использовать вместо прямой образующей кривую. Такой отвал уже
представляет не линейную, а криволинейную винтовую поверхность (в
современных плугах применяются как линейные, так и криволинейные винтовые
поверхности).
Сначала отвалы винтовой формы изготавливались методом ковки вручную, что
было непроизводительно и дорого. Впервые изготавливать чугунные отвалы
полувинтовой формы методом литья предложил английский инженер Р. Рансом
(патент на этот метод он получил в 1785 г.), он же в 1803 г. получил
патент на закаленный со стороны лезвия лемех. С развитием общего уровня
машиностроения и промышленного производства стало возможным перейти к
изготовлению целиком металлического плуга. Первый такой плуг из чугуна и
железа был построен в 1797 г. в Англии Ньюкоблом.
Чугунные лемеха и отвалы плохо работали на каменистых почвах и быстро
выходили из строя. Если они даже ие ломались, то их приходилось очень
часто
31
затачивать. В 1833 г. американский кузнец Джон Лан для изготовления
лемеха впервые применил сталь. Еще дальше пошел другой американский
кузнец Джон Дир, который сделал плуг целиком из стали. Дир основал фирму
по производству сельскохозяйственных машин и орудий, ставшую впоследствии
всемирно известной и существующую до наших дней.
В развитии промышленного производства стальных плугов большое значение
имело получение специальной плужной стали (Мориоон, США, 1868 г.). Такая
сталь отличалась высокой прочностью и износостойкостью и с этого момента
стала основой плугострое-ния. Использовалась она прежде всего для
изготовления лемехов, отвалов и грядилей плугов.
Винтовой и полувинтовой отвалы оказались далеко не универсальными. Они
хорошо оборачивали задер-нелый пласт, но не могли также хорошо крошить
его и перемешивать почвенные частицы. К тому же на старопахотных землях
после пропашпых культур и вообще на песчаных и супесчаных почвах пласта
практически нет, а потому и делать его оборот незачем. На таких почвах
важно хорошо разрыхлить почвенный горизонт, перемешать его частицы.
Поэтому поиски формы отвала продолжались, и в 1827 г. братья Ваверка из
Богемии создали так называемый рухадловый (от польского слова "рух" -
двигать, рушить) отвал. У такого отвала поверхность цилиндрической формы,
и сейчас он известен под названием цилиндрического отвала.
Чтобы хорошо разрыхлить и перемешать почву на глубину пахоты, отрезанный
лемехом пласт нужно не только вращать, но и сжимать. У цилиндрического
отвала ось вращения параллельна дну борозды и наклонена под острым углом
