Плуг: изготовление своими руками для мотоблока и других видов, теория и практика

Вспашка почвы – основная операция в сельскохозяйственном землепользовании. Пахать землю тяжело, и механизацию малых агрохозяйств можно только приветствовать: она и облегчает труд владельцев, и дает им возможность аккуратнее обращаться с землей. Но, к сожалению, комплектные к мотоблокам и минитракторам плуги не отличаются высоким качеством и долговечностью, а покупные или такие же, если не хуже, или стоят несоразмерно дорого. Между тем в условиях ЛПХ вполне возможно сделать плуг своими руками: хозяева-частники успешно осваивают самостоятельное изготовление плугов (см. рис.) для минитракторов, тяжелых и легких мотоблоков и сельскохозяйственных лебедок; далеко еще вышла из применения ручная вспашка, напр., под посадку картофеля. Это уже дает 2-5 кратную экономию денег сравнительно с покупкой плуга «с репутацией».

А для вспашки самых малых площадей (дача, приусадебный участок) простой плуг можно сделать хоть из металлолома, см. напр. видео ниже:

Видео: простой плуг из металлолома

Статья далее призвана:

• Дать читателю сведения, позволяющие определить, каким плугом ему лучше всего пахать свою землю – одних только проверенных на практике типов сельскохозяйственных плугов насчитываются десятки;
• Дать ему же информацию, дающую возможность перейти к самостоятельному изучению более обстоятельных источников, и на основе полученных знаний самому себе сконструировать плуг;
• Ат акже, не ныряя глубоко в технические дебри, выбрать прототип для изготовления плуга собственноручно; возможно, из приведенных далее чертежей и описаний.

Ориентироваться будем преим. на изготовление плуга для мотоблока своими руками. Мотоблок – оптимальный для малого ЛПХ тяговый агрегат. Выпускаются мотоблоки на самые разные мощности и тяговое усилие – от сравнимых с Т-40 до прим. 0,5 кВт, что близко к совокупной часовой мощности пары крепких мужчин. Рассматривать будем плуги для культурной вспашки (под посев/посадку агрокультур) и подъема нови на вновь выделенном и осваиваемом участке. Распашка борозд, к примеру, под посадку картофеля, выполняется сельскохозяйственными орудиями другого класса – распашниками (бороздователями).

Примечание: плуги на конной тяге далее не рассматриваются, т.к. бесполезны без сильной обученной и опытной рабочей лошади.

Ребята, учите матчасть (теория)

Это фраза из старого анекдота. Война, советский ас. Летает интуитивно: ручка, педали, газ, прицел, гашетка, краны закрылков и шасси; остальное – дело механиков. Вдруг проверка – он надевает весь свой иконостас с Звездой Героя, его и не мурыжат. Сбили его как-то, попал в плен. Сумел бежать, вернулся к своим. Молодые лейтенанты обступили: «Ну, ну, товарищ майор! Как оно, в плену-то?» Поскреб затылок, помотал башкой: «Ребята, учите матчасть! Ох, и спрашивают!» Земля с неграмотного безалаберного хозяина может спросить не так больно, как гестаповцы, но не менее строго и чувствительно.

Земля и плуг

Историкам и археологам в настоящее время известны только в Старом Свете не менее 6-ти працивилизаций; с американскими наберется до десятка или более. Из них до наших дней дожил только Китай, во многом благодаря уникальным почвам долины Хуанхэ, см, далее. Древний Египет и Шумер оказали решающее влияние на ход истории; остальные или уничтожены, или сами канули в лету. Причина в большинстве случаев – нерациональное землепользование. Последствия – фактически геологических масштабов. Когда-то хлебородная и процветающая согдо-бактрийская культура оставила по себе огромные пространства бедлендов (bad land) – изъеденных эрозией земель, непригодных ни для какого использования.

В исторические времена неудачников того же рода также хватало. Одной из основных причин гибели Древнего Рима исследователи называют, наряду и исчерпанием месторождений золота и хроническим отравлением свинцом из водопроводных труб, деградацию земель. Римляне вообще-то очень внимательно относились к агротехнике. Но в то время тягловых лошадей еще не было. Экономя на корме для волов, тянущих хуже и едящих больше рабочей лошади, римляне пахали вполне окультуренные земли тяжелым кельтским плугом, предназначенным для подъема нови в подсечно-переложном земледелии. Изначальная урожайность итальянских земель хорошо известна до историческим источникам; восстановить ее удалось только в конце XIX в.

История продолжается и поныне. На постсоветском пространстве с площадей, когда-то дававших стабильно по 30-40 ц зерна пшеницы с га, теперь снимают по 14-15, и это считается хорошим урожаем. Согласно официальной статистике США, до 80% тамошних пахотных земель или потеряли продуктивность, или необратимо деградируют; жуткие дозы агрохимии лишь замедляют этот процесс.

В настоящее время признано, что основная причина деградации продуктивных земель – неправильная вспашка и/или применение для нее неподходящих для данной почвы плугов. Плуг должен, попросту говоря, тревожить землю так, чтобы она сама, или при помощи дополнительной обработки, полностью восстановилась в течение сезона вегетации. Основные факторы «тревоги земли» это пустоты, трещины и провалы, не затягивающиеся или не заплывающие в течение сельскохозяйственного года, и зоны анаэробного гниения в перепаханной почве. Остаточные эффекты неправильной основной обработки со временем накапливаются – падает плодородие, начинается поверхностная и глубинная эрозия, сорняки с вредителями и болезнями растений все чаще нападают, несмотря ни на какую ядохимию. Правильная вспашка данной земли подходящим для нее плугом способна остановить этот процесс или отодвинуть его последствия в далекое будущее; неправильная может угробить землю буквально за несколько лет. Современная агротехника предлагает земледельцам широкий выбор плугов для различных видов вспашки самых разнообразных почв; мы займемся теми, которые можно сделать самостоятельно в домашней мастерской.

Виды вспашки

В зависимости от местных условий и свойств грунта применяются различные виды культурной и зяблевой вспашки, в т.ч. старинные традиционные. В Российских ЛПХ землю пашут в основном 5-ю способами, т.е. применяется 5 основных схем запашки.

Традиционная вспашка «елочкой» однолемешным (однокорпусным) плугом с неполным оборотом пласта, поз. 1 на рис., верой и правдой служила крестьянам многие тысячелетия. Но уменьшение продуктивных площадей в расчете на одного едока потребовало интенсивного применения агрохимии; в настоящее время продуктивных площадей, включая потребности животноводства и рыбоводства, на Земле осталось что-то ок. 20 соток на человека; в РФ – меньше полугектара. При этом паханая «по-сермяжному» земля оказалась подверженной эрозии, а пустоты под пластами – убежищами для вредителей, патогенов и сорняков. Эрозии в данном случае можно избежать, если есть запаса тяги силового агрегата, а земля не слишком влажная – боронование проводят одновременно с распашкой, см. рис. ниже. Но с резерватами дело хуже – придавливание пахоты вызывает анаэробные процессы, земля задыхается.

Примечание: картинка выше одновременно и нарочно устроенная оптическая иллюзия. Тракторист натянул на спинку сиденья свою футболку и вышел их машины. Получилось – на стальном коне всадник без головы.

Первый выход из положения был найден с началом механизации агрохозяйства: вспашка многокорпусными плугами, поз. 3 на рис. выше. Это оптимизировало пустоты под пластами на аэрацию, но не на гнездилища вредоносных организмов. Однако пласты соседних рядов наваливались друг на друга домиком или образовывали ложбину; первое создавало резерват нежелательной живности; второе очаг эрозии. Специальными приемами вспашки того и другого удавалось избегать, но энерго- и трудоемкость обработки земли со временем стали неудовлетворительны несмотря на увеличение числа корпусов плуга до 20 (!), а деградация почв все равно наблюдалась.

В настоящее время прогрессивным методом вспашки продуктивных земель считается распашка поворотным плугом, (не путайте с оборотным, см. далее), поз. 3 на рис. выше и след. рис.

У поворотного плуга 2 ряда пашущих корпусов, с правым и левым отвалом. При развороте тягового агрегата на проход следующей полосы корпуса (или их ряды) переворачиваются на 180 градусов по оси градили (хребтовой силовой балки плуга). Таким образом отвал пластов почвы на всех полосах/рядах пахоты идет в одну сторону, а гребни пластов и пустоты под ними оказываются одинаковыми. Для пахоты многокорпусным поворотным плугом нужен трактор со специальной гидросистемой – кроме обычных гидроцилиндров еще и шаговый гидромотор на шаг поворота в 180 градусов. Поворотный плуг для мотоблока или минитрактора на 1-2 корпуса (который в данном случае – пара одинаковых обычных корпуса в зеркальном отражении) может поворачиваться вручную.

Примечание: описанными выше способами пашут культурными плугами – обычным, поз. А на рис. справа, или скоростным, поз. Б. Рекомендацию на скоростную вспашку должен дать специалист, но на малых площадях ЛПХ ею лучше вовсе не увлекаться, см. далее.

 

Когда земля вверх ногами

Вспашка с полным оборотом пласта, поз. 4 на рис. выше, проводится преим. по рекомендации специалистов в 2-х случаях: в регионах, подверженных ветровой эрозии, и/или в порядке мероприятий по рекультивации слежавшихся, истощенным интенсивным использованием земель. Показаниями на пахоту с полным оборотом пласта являются:

• Местоположение участка в аридной зоне, т.е. среднегодовая испаряемость должна превышать среднегодовое поступление атмосферных осадков.
• Сухой грунт – если бурение на песок в ваших краях находит верховодку ближе 7 м к поверхности, пахать с полным оборотом пласта нельзя.
• Местность должна быть благополучной по вредителям, фитопатогенам и карантинным сорнякам.
• Годовая инсоляция – не ниже чем в черноземной полосе РФ.
• Мощность плодородного слоя (если он есть) не более максимальной глубины вспашки; как правило до 25 см.
• Дерновина или отсутствует, или слабая разреженная, ко времени вспашки не вегетирующая.
• Подстилающая материнская порода (матёрка) – плотная, мало проницаемая, хорошо и глубоко структурированная, т.е. не подверженная глубинной эрозии.

Однако давать рекомендацию на вспашку с полным оборотом пласта должен только специалист. Пахать таким образом по своему усмотрению, «с кондачка», ни в коем случае не рекомендуется – деградация непригодной для такой обработки почвы может начаться буквально в текущем сезоне. Самое плохое тут – вероятность глубинной водной эрозии грунта (суффозии). Внезапные глубокие провалы грунта на больших площадях в местах, ну никак не подверженных карстовым явлениям (напр. в Новгородской обл.) наблюдаются почти всегда там, где несколько лет тому назад пахали с полным оборотом пласта.

Для возрождения почвы

На рекультивацию пашут с полным оборотом пласта плугом с полувинтовым (см. рис. справа и далее) или винтовым отвалом. Первый применяется на более-менее связных почвах (не очень рассыпчатых); второй на рыхлых Вспашка на рекультивацию обязательно сопровождается другими мерами того же назначения:

1. Внесением перегноя в смеси с песком, компоста, гуматов.
2. Посевом сидеральных (живое удобрение) азотфиксирующих культур (напр. бобовых).
3. Правильной культивацией почвы в течение сезона вегетации.
4. Ирригацией или дождеванием по площади (не капельным орошением!) компенсирующим разницу испарения и поступления влаги в почву; альтернатива – внесение гидрогеля или цеолитов.
5. Подселением организмов-почвообразователей: дождевых червей и др.

Против выветривания

Антиэрозионная вспашка с полным оборотом пласта (т. наз. гладкая) проводится теми же плугами в зависимости от структуры почвы и с соблюдением тех же начальных условий, плюс тщательное боронование. Из последующих безусловно должны соблюдаться достаточное увлажнение и культивация почвы, но и меры по ее рекультивации не повредят. Противоэрозионная вспашка действенна только от поверхностной эрозии, преим. ветровой, но от глубинной не спасает – малейшая щелка в подверженной ей матёрке может стать очагом суффозии!

Пашем или культивируем?

Гладкая вспашка, но без оборота пласта (безотвальная, поз. 5 на рис. выше) есть фактически культивация почвы в качестве ее основной обработки. Проводится она на почвах плодородных, обладающих большим потенциалом самовосстановления, однако плотных, мало проницаемых и равномерно, но слишком мелко структурированных на большую глубину, напр. аллювиальных. Рекомендацию на безотвальную вспашку также дает только и только специалист, т.к. в этом случае неправильная вспашка почти наверняка вызовет поверхностную водную эрозию и выщелачивание почвы. Последнее чревато и тем, что может вызвать засоление прилежащих участков, отвечать за которое придется владельцу неблагополучного. Пашут безотвальным способом рыхлые пригодные для этого почвы, напр. горный аллювий, безотвальным же плугом (поз. А на рис. ниже), а более плотные (речной аллювий) – подрезным, поз. Б там же.

Особый случай

Известны виды исключительно плодородных, почв, обладающих 100% способностью к самовосстановлению. Как правило, они в сухом состоянии светлые, сильно связные (твердые как камень). Смоченные без обработки, связность теряют, но становятся непроницаемыми (превращаются в липкую грязь). Классический пример – лёссовые почвы Китая. Их паши хоть аммоналом, а им все нипочем. Убийственные для непривычных людей зимние ветра все равно принесут с окрестных гор тончайшую минеральную пыль, насыщенную питательными веществами для растений, и утрамбуют ее в сухую массу (климат-то муссонный) прочности прим. как бетон М150, в которой не заводится ничто вредоносное. Чтобы эта твердь стала благодатным субстратом для растений, ее нужно в самом начале сезона дождей поломать на куски и раздробить их. Что и делает чизельный плуг, см. рис.

От чизельного культиватора он отличается копьевидным (а не стреловидным) ножом, который и есть собственно чизель, и горизонтальным расположением более жестких упругих перьев, встряхивающих надрезанный пласт.

Примечание: чизельное окучивание картофеля широко применяется, т.к. при минимальном отборе почвы из междурядий насыпает на рядки высокую рыхлую гряду, чего картошке и надо. Но непригодную для нее почву чизельная вспашка очень сильно тревожит по всем факторам (см. выше). В пределах РФ больших площадей лёссовидных почв нет, а имеющиеся под ЛПХ не отводятся – слишком ценны для непрофессионального использования. Поэтому, если вам кажется, что вашу землю можно пахать чизелем, обязательно вызовите специалиста для обследования. Влетит это в копеечку, но убытков от убитой земли будет больше.

Как еще можно пахать, но самому не надо

В профессиональной агротехнике достаточно часто применяется дисковая и роторная вспашка. Корпус дискового плуга это тот же диск такого же культиватора (возможно, с широкими зубцами по краю). Геометрия роторного плуга проста технологически (см. рис.), и велик соблазн сделать его самому.

Но – та и другая вспашка ведется на подъем под окультуривание или рекультивацию изначально мертвых либо умирающих земель (болотистых, слежавшихся от эрозии, бросовых). Обычный плодородный слой это структурированное и стратифицированное (слоистое) живое образование. Дисковая и роторная вспашки перемешивают его в однородную массу, и почве не остается ничего, кроме как умирать. Может, и не в этом же году, но пахать в ЛПХ дисками и ротором все равно не надо.

Матчасть в работе

Общие схемы устройства лемешных плугов для малых агрохозяйств даны на рис. ниже. Основные детали однокорпусного плуга для мотоблока (поз. А), кроме пашущего корпуса, можно сделать из профтрубы от 60х60х3 и листовой стали от S(3…4). Регулятором поперечного наклона компенсируют кренящий момент от плуга; регулятором продольного наклона устанавливают оптимальный для данной почвы отвал пласта. Сцепка – жесткая (см. далее), т.е. данный плуг прицепной. Прицепные плуги наименее маневренны, но для легкого мотоблока с однокорпусным плугом это несущественно.

Минитрактора и тяжелые мотоблоки тянут, при глубине вспашки до 25 см, плуги на 3-4 корпуса (поз. Б), многие из них снабжаются гидроподъемником плуга в транспортировочное положение – это значит, что плуг для минитрактора или тяжелого мотоблока полунавесной, а сцепка с одной степенью свободы (подъем-опускание). Наиболее маневренными навесными плугами на свободной шаровой сцепке снабжаются большие тяговые агрегаты с развитой гидравликой.

С другой стороны, несколько корпусов создают большой кренящий и боковой разворачивающий моменты, а чтобы протянуть их, требуется большое усилие. Поэтому, во-первых, грядиль многокорпусного плуга лишь часть несущей рамы, как правило сварной из швеллера – тонкие стенки металлопрофиля не выдержат изгибающих и крутящих нагрузок. Во-вторых, плуг снабжается полевым колесом – оно катится, опираясь на нетронутый еще грунт, иначе плуг может завалить набок и трактор, или вытолкать его вбок до огреха вспашки. Подробнее о том, как устроен 2-корпусной самодельный плуг для минитрактора, см. видео ниже:

Видео: двухкорпусный плуг для мини-трактора

Еще колесо?

Плугом на тяге от сельхозлебедки или ручным трудно вести борозду – сцепка с обоих случаях гибкая, а тяговый агрегат слабосильный и/или далеко отстоит. Качественно вспахать хотя бы полгектара плугом с одним лишь полевым колесом для обычного человека непосильный труд. Его можно облегчить, снабдив плуг еще и бороздовым колесом большего, чем полевое, диаметра (поз. А на рис. Разность радиусов бороздового и полевого колес равна глубине вспашки с учетом наклона кронштейна бороздового колеса, см. далее. Таким плугом трудно провести только первую борозду, а затем бороздовое колесо не дает ему вывернуться вбок. У легких мотоблоков умельцы также нередко заменяют одно из колес полевым, это существенно сокращает расход топлива на вспашку и ускоряет ее. В таком случае полевое колесо обязательно нужно делать с грунтозацепами (поз. Б), т.к. основное тяговое усилие в данном случае придется на него; оставшееся «родное» колесо будет бороздовым.

Дополнительное снаряжение

Плугом, снаряженным только пашущим корпусом (корпусами) все описанные выше виды вспашки не сделаешь. В зависимости от наличной потребности в обработке земли плуг снаряжается дополнительными рабочими органами.

Виды дополнительного снаряжения лемешного плуга и его установочные размеры в мм показаны на рис:

1. 

   Предплужник лемешного плуга

   Предплужник – небольшой упрощенный пашущий корпус (см. рис. справа), взрезающий дерновину. Существенно уменьшает потребное тяговое усилие (а также расход топлива и ресурса тягового агрегата) при подъеме нови;

2. Дисковый нож – помогает предплужнику на целине типчаково-ковыльного типа и многолетних залежных землях, где верхний слой дерновины почти что войлок из прочных поверхностных корней;
3. Почвоуглубитель – на пригодных для увеличения мощности плодородного слоя землях создает аэрируемый и увлажняемый надрез, в котором охотно поселяются организмы-почвобразователи – вверху их кишит, конкуренция огромная.

Последний пункт нуждается в пояснениях. Первое, критерии пригодности почвы под наращивание гумусового слоя такие же, как для вспашки с полным оборотом пласта на рекультивацию (см. выше), и точно так же проводится только по рекомендации специалиста; такой же нужен и корпус(а) плуга. Второе, мотоблок и мини-трактор скорее всего не потянут полностью снаряженный плуг с почвоуглубителем. Поэтому почвоуглубители для мини сельхозтехники продаются отдельно (см. рис. справа), навешиваются на грядиль взамен пашущего корпуса, а запашка под наращивание гумуса проводится в 2 приема. Третье – в обычных для ЛПХ условиях нет нужды покупать недешевое дополнительное снаряжение плуга. Предплужники и почвоуглубители имеет полный смысл взять в аренду или выпросить взаймы в каком-то большом агропредприятии: они для большой и мини сельхозтехники одинаковы – земля-то одна и та же.

Примечание: установочные размеры органов снаряжения плуга нужно выдерживать по возможности точно, а крепить их надежно. Этот процесс называется настройкой плуга. Процедуры настройки лемешных плугов по сути одинаковы. О настройке плуга типа МТЗ (см. далее) можно посмотреть видео ниже.

Видео: настройка плуга МТЗ

а что делать, если плуг для мотоблока не держит глубину вспашки:

С предплужником или без?

Пахать с предплужником гораздо легче и обычную огородную землю. Но нужно учесть, что вспашка с предплужником оставляет под отвернутыми пластами большие пустоты, см. рис.

На подъеме нови они полезны – ускоряют окультуривание почвы. Но в налаженных ЛПХ земля всегда не вполне благополучна и по эрозии, и по вредным организмам. Вспашка с предплужником ее сильно растревожит, и возможна вспышка того и/или другого. Поэтому пахать окультуренную землю с предплужниками нежелательно.

Пашущий корпус

Корпус лемешного плуга его основной рабочий орган, определяющий качество вспашки. Поэтому к его выбору для своего плуга на своей земле нужно отнестись со всей ответственностью. Устройство корпуса плуга в полном комплекте показано на рис.; для вспашки земли определенного типа пригодным для нее способом строение корпуса может быть упрощено.

Лемех, долото и передняя часть отвала (иногда говорят – нагрудник) наиболее подвержены износу и поэтому выполняются из стали, по свойствам подобной инструментальной. Углосним обычно делают сменным, т.к. с его помощью можно подгонять оптимальное для данной почвы конечное значение одного из рабочих углов, см. далее. Перо отвала довершает укладку пласта на полный оборот, если так нужно; назначение остальных частей, будем полагать, понятно без объяснений. Применять лемех с долотом в ЛПХ чаще всего нужды нет, и вместо него ставят долотообразный лемех (на врезке) с выступом-ножом, подрезающим почву. Это тем более имеет смысл, если хозяину трудно доступны кузнечные работы, см. далее. Для не интенсивного использования на даче или приусадебном участке корпус лемешного плуга можно также сделать из подручных материалов, см. ролик:

Видео: корпус для плуга из металлолома

Примечание: нож и кронштейн корпуса плуга в просторечии частенько называют лапами. По стандартной технической терминологии то и другое все-таки нож и лапа, но в обыденном разговоре «лапа» и «лапа» может быть удобнее. Автор слыхал однажды, как колхозный кузнец сказал подсобнику – только-только ушедшему в завяз тертому вору с многолетним тюремным стажем – «Ну, идем, будем ножи оттягивать (см. далее)». Тот, конечно, быстро понял, что тут ему не зона; несообразительные зеки не выживают. Но на его рожу в первый момент от услышанного стоило посмотреть.

Как пашет плуг

Позади корпуса плуга устанавливаются (на рис. выше не видны) полевая доска – горизонтальная планка, удерживающая плуг от зарывания – и упор, поддерживающий отвал под напором переворачиваемой земли. Это простые не особо ответственные детали; что они такое, посмотрим далее. Остальные части все вместе – сложное устройство, все компоненты которого должны работать взаимосогласованно. Возможности доводки корпуса плуга по его изготовлении и оперативной регулировки ничтожны, так что придется опять несколько углубиться в теорию.

Ввиду большого эксплуатационного износа и сопротивления обрабатываемого материала за основу режущих органов плуга берется простой клин: режущие поверхности вогнутого профиля моментально выкрошатся, а выпуклого потребуют непомерно большой тяги. Вспашку земли плугом можно представить в виде действия 3-х клиньев с углами при вершинах α, β и γ (альфа-, бета- и гамма-клиньев); их действие понятно по поз. 1-3 рис.

Все три клина можно свести в неравнобокую пирамиду, поз. 4, но такой плуг будет очень сильно тревожить почву, т.к. для разных фаз подрезания и оборота пласта оптимальные значения углов сильно разнятся. В плуге, отворачивающем пласт плавно, не тревожа землю, значения углов по его рабочей поверхности меняются также плавно по определенным законам, поз. 5. Уравнения, описывающие эти законы, как говорят математики, аналитического решения не имеют, т.е. невозможно вывести какую-то общую формулу(ы) для построения рабочей поверхности плуга; при проектировании конкретного плуга под конкретную почву уравнения решаются численными методами или. Прежде, когда не было компьютеров достаточной для этого мощности, те же уравнения аппроксимировались (заменялись) аналитическими функциями, дающими удовлетворительную начальную точность, а потом опытные образцы плугов доводились на испытаниях.

Примечание: при разработке плуга в расчет берутся также внешние характеристики тягового агрегата. Их влияние сильнее сказывается на малых мощностях и больших скоростях вспашки, поэтому фирменные плуги для разных мотоблоков и минитракторов могут оказаться не взаимозаменяемыми. Однако это более маркетинговый ход, т.к. придумать плуг, хорошо работающий с любым мотоблоком все-таки возможно, см. далее.

Отвал

В пределах лемеха, ввиду технологической трудности его профилирования и малой ширины, значения углов задают постоянными. В этом отношении наиболее ответственная часть плуга – его отвал. Рабочая поверхность отвала должна быть плавной и также плавно сопрягаться с лемехом. Изломы на их протяжении сильно тревожат почву как надломами пластов земли, так и «пляской» самого плуга – землица-то не масло.

Технологически доступны для изготовления в домашних условиях т. наз. радиусные отвалы одинарной кривизны, являющиеся частью цилиндрической поверхности. По такому принципу построены отвалы, без преувеличения легендарных, плугов типа МТЗ; они широко используются во всем мире и в больших количествах идут на экспорт. Механические характеристики плугов МТЗ оптимальны для обычных почв ЛПХ и маломощных тяговых агрегатов.

Нужных результатов конструкторам МТЗ удалось добиться, повернув развертку отвала на 20 градусов по часовой стрелке относительно образующей цилиндра диаметром 600 мм, т.е. радиус кривизны такого отвала 300 мм; его изменение в небольших пределах практически не влияет на свойства плуга. При формировании отвала на листогибе заготовку пускают на вальцы под соотв. углом (поз. 1 на рис.), а при вырезании из трубы ее выкройку точно так же поворачивают. Чертеж развертки отвала плуга типа МТЗ на пешую скорость вспашки дан на поз. 3; в ней всего один криволинейный срез, остальное можно вырезать болгаркой.

Отвал из баллона?

Толщина металла на заготовку отвала плуга должна быть от 3 мм. Подходящий диаметр и почти такую толщину стенок имеют бытовые газовые баллоны, см. рис. справа. Однако сталь баллона должна держать давление без вероятности внезапного разрушения, но ее стойкость к абразивному действию земли не нормируется. На даче или приусадебном участке плуг из баллона, возможно, прослужит достаточно, но ежегодно дважды пахать им длительный срок более-менее значительные площади вряд ли получится.

Примечание: как сделать своими руками несложный плуг для мотоблока, см. видео ниже:

Видео: простой плуг для мотоблока

А нельзя ли побыстрее?

Площади более 0,5-1 га хочется уже и распахать поскорее, и топливо на этом сэкономить. В таком случае придется делать плуг с отвалом двойной кривизны, гораздо более трудоемким.

Чертежи плуга с отвалом двойной кривизны для ускоренной вспашки мотоблоком см. на рис.:

Полевая доска 5 – отрезок стального уголка от 40х40х2. Один из способов сделать отвал этого плуга, не имея достаточно мощного листогибного стана – сварить из полос по деревянному шаблону. Чтобы дерево не сгорело при сварке, варят вначале минимальным током короткими прихватами, а проваривают заготовку полностью уже сняв с шаблона. Проваривать нужно постепенно, тоже прихватами, непрерывно контролируя тем же шаблоном кривизну – понятно ведь, что иначе заготовку сильно поведет.

Лемех

Лемех вторая по важность часть плуга. Основные требования к нему долговечность и способность держать заданную конфигурацию по мере износа, т.к. восстановление лемеха задача довольно трудоемкая и требующая кузнечного оборудования. Дополнительное важное – лемех должен нормально работать в составе плуга с любым отвалом.

Виды лемехов плугов показаны на рис; все они работают как клин αβ. В плугах для ЛПХ применяются преим. трапециевидные и долотообразные лемехи: первый только для культурной вспашки; второй также и для подъема нови. Зубчатый лемех ставят на распашку почв, засоренных корнями деревьев и кустов; лемех с выдвижным долотом – каменистых. Магазин лемеха – запас металла, который кузнечными способами оттягивается на изношенное лезвие при восстановлении лемеха.

Чертежи трапециевидного и долотообразного лемехов для плуга даны на  рис. ниже:

В домашних условиях проще будет сделать составной лемех (чертежи справа на рис.) с лезвием из полоски инструментальной стали. Он работает по принципу резца грызуна: стачиваясь, держит угол заточки. Вначале такой лемех похож на долотообразный, что полезно при распашке вновь выделенного участка. По мере износа составной лемех все больше превращается в трапециевидный и на обычной огородной земле служит несколько лет, пока выпуклость переднего конца не превратится в зализ. Тогда вставка из твердой стали заменяется, а основу можно оттянуть до нужной конфигурации, пользуясь самодельным горном или муфельной печью. Вариант скрепления лемеха с отвалом плуга показан на след. рис.:

Подробнее о реставрации лемеха плуга в домашних условиях можно посмотреть видео:

Видео: реставрация лемеха для плуга

О «сверхскоростных» плугах

Теоретически максимальная скорость механической обработки земли, не ухудшающая сразу же ее качества составляет 20-24 км/ч. Но в большой агротехнике увлечение скоростными и сверхскоростными плугами давно прошло: быстроходного плуга, тревожащего почву 100% обратимо, создать так и не удалось. Однако любители не прекращают попыток сделать скоростной плуг: увеличение скорости вспашки резко сокращает износ тягового агрегата и расход топлива. В последнее время в этой сфере наблюдается повышенный интерес к плугу Зыкова.

Опыта его многолетней эксплуатации или результатов полноценных полевых испытаний нет. Вполне вероятно, что автор разработал свою конструкцию самостоятельно, но что-то она все же напоминает. Заваленная грудка и развитое крыло отвала говорят о том, что это плуг скоростной, а низкий отвал – что сверхскоростной, поз. 1 на рис. Т.е., отброс поднятого пласта частично динамический, за счет инерции движущейся массы земли. Ситуация еще более проясняется при внимательном осмотре плуга, поз. 2-4. Топоровидный лемех лежит чуть ли плашмя. Его далеко выдвинутый носок фактически тот же чизель из клиньев αβ, переходящий в чистый клин β, соединенный с клином γ отвала с заметным изломом (поз. 4); тут и возникает толчок, отбрасывающий пласт от плуга. Все это сильно уменьшает потребное тяговое усилие, но пашет этот плуг фактически в 3 фазы как простая αβγ пирамида, см. выше.

Плуги подобного принципа действия проектировались в СССР в конце 50-х по инициативе небезызвестного Трофима Лысенко. С ними связана полулегендарная история, которую ветераны сельхозмашиностроения рассказывали примерно так.

Лишившись своего покровителя Сталина, Трофим усиленно интриговал, стараясь втереться в полное доверие к новому правителю. Девизом Хрущева было «Догнать и перегнать!»; Америку, разумеется. Плуг, пашущий быстрее американских – это непременно должно сработать. О своем фиаско с ветвистой пшеницей и других, не таких громких, изворотливый и пронырливый болван с душой палача-подхалима не думал, да и не способен он был к этому.

Примечание: выдержки из пресс-конференции Хрущева во время визита в США: «Когда в Советском Союзе будет коммунизм?» – «Когда мы обгоним Америку по всем показателям» – «Вы надеетесь на успех?» – «По стали и цементу мы вас уже обогнали» – «Сколько костюмов будет у советского рабочего при коммунизме?» – «Три».

Был ли Никита Чудотворец записным дурнем, гением под личиной шута горохового или самой обыкновенной посредственностью, волной случая вознесенной на вершину власти, здесь дело пятое. Но как бывший колхозник, в земледелии он толк знал. Увидев на испытаниях, как ворочают землю «суперплуги», он наорал черным матом на всех и приказал немедленно свернуть все работы по этой «…» Трофима же отправил в опалу, но участи своих жертв тот избежал – ему даже оставили институт, в котором он, созерцая, как уходят сотрудники и пустеют лаборатории, отбыл назначенный ему остаточный срок жизни.

Плуг Зыкова запатентовал и производится на Украине, на экспорт не идет. Что касается РФ, то тут наверняка приляпана и какая-то там политика. Но и на Западе специалистам известны трофимовские «разлетайки»: их там изучают в вузах соотв. профиля. В качестве примеров, как не надо строить плуги.

Сцепка

Следующий по важности узел прицепного плуга – сцепное устройство с тяговым агрегатом. Уже полунавесной плуг гораздо менее чувствителен в этом отношении, т.к. гидроподъемник позволяет оперативно устанавливать глубину вспашки. Но прицепной плуг должен сцепляться с тягачом как влитой, т.к., если пашущий корпус пойдет волной, земля будет сильно растревожена по всем указанным в начале факторам.

Схема жесткой сцепки лемешного плуга с мотоблоком/мини трактором показана слева на рис. Справа там же – варианты конструкции устройства установки глубины вспашки; оно должно быть не менее жестким и надежным, чем сцепка.

Конструкция сцепного узла в сборе показана слева на след. рис; детально – там же справа. Все плоские детали из стали толщиной от 6 мм (стойка корпуса – от 12 мм). Круглые – из прутка диаметром от 12 мм; винт и рукоять регулятора наклона – от 16 мм.

Лебедочные проблемы

Лебедочный и ручной плуг должны быть возможно более простыми конструктивно и легкими, чтобы как можно меньше усилий тратилось на передвижение самого плуга. Важнейшие задачи их конструирования – установка глубины вспашки и компенсация стремления плуга уйти вбок или завалиться набок, т.к. малый вес самой конструкции здесь не помощник. Существенно и то, что, если плуг застрянет и встанет (что отнюдь не исключено, т.к. тягло слабое), то сдернуть его с места или выдернуть и продолжить проход, не испортив борозды, невозможно.

Надежно, но не вполне удобно, эти задачи решены в конструкции известного лебедочного плуга «Перышко», см. рис: глубина вспашки задается сменой пашущего корпуса или установкой колес других диаметров. Точка крепления тягового троса расположена асимметрично относительно продольной оси грядиля; ее положение подобрано для культурных почв средней полосы РФ. Дополнительно стремление плуга уйти вбок компенсирует разнос осей колес по ходу плуга.

Почвы везде все же различны, но держать набор колес на разные глубины вспашки это еще полбеды. Хуже то, что и в пределах одного участка плотность и связность почвы могут заметно различаться; на таких «Перышко» с приводом от лебедки менее чем на 2-3 кВт встанет. На слабую электрическую лебедку с однофазным питанием от бытовой розетки, или ручную, рассчитан плуг на поз. 1 рис. В нем нужная асимметрия тяги грубо задается осями колес разной длины, а точно устанавливается перемещением и фиксацией хомута тягового троса. Но если его фиксатор ослабнет и хомут сползет, встанет с корпусом в земле и этот плуг.

У автора конструкции на поз. 2 оказался в распоряжении грядиль от «настоящей большой» сельхозтехники, что и решило проблему. Глубина вспашки задается поворотом кронштейна (стойки на чертеже) бороздного колеса, а оси обоих колес выдвижные, что дает возможность оперативно и точно выставлять асимметрию тяги. В предыдущих конструкциях такое решение невозможно: деформация грядилей из водопроводной или профтрубы при рывке тяги может быть обратимой и незаметной на глаз, но достаточной, чтобы плуг застрял.

На ручной тяге

Культурная, а тем более зяблевая вспашка и подъем нови парой работников с ручным плугом вряд ли возможны, даже если оба прямые потомки Евпатия Коловрата. Ручной плуг в ЛПХ используется преим. как распашник (бороздовик) по земле, уже прошедшей основную обработку.

Положительное свойство ручной вспашки – оперативная очень чуткая регулировка глубины обработки и точная компенсация асимметрии тяги без задержки; лебедочному тросу может потребоваться несколько секунд, чтобы отозваться на рывок плуга, который за это время застрянет. Поэтому в качестве ручного парного плуга пригоден практически любой культиватор на ручной тяге, напр. такой, чертежи которого даны на рис. Его доработка не требуется, достаточно вместо культивирующего корпуса поставить пашущий на глубину до 150-160 мм.

Вместо заключения

Что ж, завершим сей опус взамен отвлеченных сентенций и в общем бесполезных пожеланий по-деловому: на рис. – чертеж рукоятей для ручного плуга, повторяющих рукоятки крестьянской сохи. Эргономичность которых проверена многовековым опытом.