БОРОНА

БОРОНА, с.-х. орудие для поверхностной обработки почвы (рыхления, разрезания). Современные Б. разделяют:

1) по типу рабочих органов - зубовые (с жёсткими и пружинными зубьями), б. ч. с поступательным движением рабочих органов, и дисковые, с вращающимися рабочими органами;

2) по назначению - Б. общего назначения (т. н. полевые) и спец. назначения (луговые, садовые, тяжёлые дисковые для освоения новых земель и др.);

3) по роду применяемой тяговой силы - конные и тракторные.

Зубовые Б. Рабочим органом зубовых Б. является стальной зуб квадратного, ромбического, прямоугольного, ножевидного, эллиптического или круглого поперечного сечения (рис. 1). Конец рабочей части зуба заостряется. Форма и размеры поперечного сечения зуба влияют на качество работы и тяговое сопротивление Б. Зуб Б. работает в почве как клин; с увеличением толщины зуба в и угла γ (рис. 1) возрастает интенсивность рыхления частиц почвы. Для поверхностного рыхления почвы зуб с большим углом γ (от 60 до 90 °, в зависимости от почвенных условий) выгодней по затрате тягового усилия. Для работ, требующих не рыхления, а разрезания, напр., при освежении лугов, рациональней тонкий зуб с малым углом γ. Этим объясняется преимущественное распространение зубьев квадратного сечения у Б. общего назначения и зубьев ножевидного сечения у луговых Б. Зуб круглого сечения применяется редко, б. ч. у лёгких, т. н. посевных Б., рассчитанных на глубину обработки 2 - 4 см. На качество работы Б., её устойчивость и тяговое сопротивление влияют также: 1) наклон зуба к поверхности поля; 2) нагрузка (от веса), приходящаяся на 1 зуб; 3) размещение зубьев, на раме; 4) расположение силы тяги.

Рис. 1. Поперечные сечения зубьев бороны

Зубья Б. устанавливают вертикально, с наклоном вперёд и редко с наклоном назад (рис. 2). Наклон зуба вперёд способствует заглублению Б. При достаточном наклоне зуба (когда α <90-φ где φ - угол трения стали о почву или р-ние) частицы почвы или растительные остатки перемещаются, в процессе работы Б., вверх по зубу. Установка зуба с наклоном вперёд применяется для обработки тяжёлых задернелых почв. При установке зуба с наклоном назад уменьшается глубина обработки. Такая установка зуба применяется лишь в нек-рых случаях, напр., для заделки семян и удобрений, высеянных вразброс. Глубину хода зубовой Б. можно регулировать изменением давления на зубья, накладывая на раму добавочные грузы.

Рис. 2. Наклон зубьев бороны: Р - сила действия зуба на почву; R - реакция почвы на зуб бороны; Rx и Ry- горизонтальная и вертикальная составляющие силы R

На глубину хода Б. влияет также угол наклона тяги к горизонту: при увеличении этого угла глубина неск. уменьшается, а при уменьшении, наоборот, увеличивается. Равномерный ход всех зубьев по глубине достигается при направлении силы тяги через след центра тяжести Б. на опорной плоскости зубьев.

По нагрузке, приходящейся на 1 зуб, Б. можно разбить на 3 группы: тяжёлые, средние и лёгкие (табл. 1).

Табл. 1. Основные паказатели зубовых борон

Тяговое сопротивление борон Р, при прочих, равных условиях, пропорционально её весу G, т. е. P=q . G, где q-коэф-т пропорциональности, зависящий от типа и состояния почвы (ориентировочно q≅1,5-2,0).

Всякая Б., наряду с полезной работой, производит частичное распыление почвы. Для получения возможно лучшего качества работы размещение зубьев Б. на раме должно удовлетворять след. требованиям: 1) каждый зуб Б. должен проводить самостоятельную бороздку одинаковой глубины; 2) расстояния между бороздками д. б. равными между собой;

3) зубья Б. д. б. расположены так, чтобы промежутки между ними не забивались и чтобы была соблюдена симметрия относительно линии тяги, иначе Б. будет при работе перекашиваться, и последующий зуб может пойти по следу предыдущего. Современные зубовые Б. строятся с расположением зубьев в точках пересечения развёртки многоходового винта с поперечными планками рамы (рис. 3).

По конструкции рамы различают 2 вида зубовых Б.: жёсткие (рис. 4, 5, 6, 7) и членистые (рис. 8). Последние имеют шарнирное соединение отдельных частей рамы между собой, с целью приспособления Б. к неровному микрорельефу обрабатываемой поверхности почвы.

Рис. 3. Зубовое поле бороны

Типы зубовых борон. Б. "Зигзаг" (рис. 4) - наиболее распространённая, предназначена для рыхления пашни и выравнивания поверхности её, разбивания корки, вырывания сорняков, а также заделывания семян и удобрений, высеянных вразброс. Тяжёлые Б. "Зигзаг" могут применяться, кроме того, на бороновании ранней весной озимых посевов и освежении слабо задернелых лугов. Своё название Б. "Зигзаг" получила от зигзагообразной формы продольных планок рамы, к-рая отвечает требованиям правильной расстановки зубьев и позволяет легко соединять отдельные звенья Б. в 1 ряд. Б. "Зигзаг" имеет жёсткий, б. ч. прямой зуб квадратного сечения и состоит из 2 - 3 отдельных звеньев, соединённых в 1 ряд общей вагой при помощи цепочек. Конная Б. "Зигзаг", изготовляемая в СССР, - 3-звенная, общей шир. захвата в 2,94 м, имеет по 20 зубьев в каждом звене. М. б. использована в сцепке и на тракторной тяге. В СССР распространены ср. и тяжёлые Б. "Зигзаг" с давлением на зуб соответственно 1,2 и 1,75 кг.

Рис. 4. Борона 'Зигзаг' 3-звенная

Рычажная Б. (рис. 5) принадлежит б. ч. к группе тяжёлых Б.; имеет рычажный механизм для изменения угла наклона зубьев, благодаря чему лучше приспособляется к различным условиям работы и м. б. очищаема отклонением зубьев назад. Звено современных рычажных Б. имеет шир. захвата 1 - 1,85 м, с числом зубьев б. ч. от 25 до 35. Соответственно тяговому усилию трактора м. б. составлена сцепка из различного количества звеньев. Рычажные Б. в СССР в наст. время мало распространены.

Рис. 5. Рычажная борона 3-звенная

Рис. 6. Посевная борона

Посевная Б. (рис. 6) принадлежит к группе лёгких Б., с давлением на 1 зуб - 0,5 кг. Предназначена, гл. обр., для выравнивания поверхности поля и уничтожения корки на посевах. Состоит обычно из 6 звеньев (на общей ваге), имеющих каждое по 20 зубьев круглого сечения. Общий захват Б. - 4 л. Посевная Б. рассчитана на силу тяги 1 - 2 лошадей.

Рис. 7. Луговая борона с жёсткой рамой

Луговая Б. применяется для поверхностного разрезания дернины луга и выдирания мха. На рис. 7 изображена конная 1-звенная луговая Б., имеющая жёсткую раму и рычажный механизм для подъёма и очистки ножевидных зубьев. Др. тип луговых Б. имеет членистую раму, составленную из отдельных звеньев, соединённых шарнирно (рис. 8). Зуб Б. б.ч. 2-сторонний с разной для рабочей части или разной формы; напр., один конец пирамидальной формы служит для выдирания мха, другой - ножевидный - для разрезания.

О значении боронования лугов - см. Луговодство.

Вращающаяся Б. (рис. 9) занимает особое место среди зубовых Б. Её зубья расположены на раме по концентрическим окружностям. Рама с зубьями вращается во время работы Б. вокруг вертикальной оси, вследствие чего каждый зуб совершает сложное движение - поступательное и вращательное. Вращение рамы вокруг вертикальной оси происходит вследствие разного сопротивления правой и левой половин Б. за счёт дополнительной нагрузки одной к.-л. стороны. Вращающаяся Б. не получила распространения из-за сложности конструкции, большого веса и большого тягового сопротивления.

Риз. 8. Луговая членистая борона

Пружинная Б. (рис. 10) предназначается для поверхностной обработки каменистых почв и вновь освоенных земель, а также для вытаскивания из почвы корневищевых сорняков. Зуб Б. - изогнутая плоская пружина со сменным 2-сторонним наральником, заострённым с обоих концов. Регулировка глубины обработки осуществляется рычажным механизмом путём изменения угла наклона зубьев. Существуют конные и тракторные пружинные Б. различной шир. захвата и с разным количеством зубьев. Наиболее распространённые пружинные Б. для конной тяги имеют б. ч. от 5 до 9 зубьев шир. захвата от 0,42 до 0,93 м. Тяговое сопротивление пружинных Б. составляет, в зависимости от условий работы, 8 - 12 кг на 1 зуб. Пружинная Б., вследствие непрерывной вибрации зубьев и отсутствия опорных колёс, весьма неустойчива в работе и сильно распыляет почву. В СССР пружинные Б. почти не распространены.

Рис. 9. Вращающаяся зубовая борона

Рис. 10. Пружинная борона

Дисковые Б. предназначены для разделки задернелых пластов (см. Дискование), рыхления пашни на малокультурных тяжёлых почвах, где зубовые Б. не справляются с работой, а также для освежения лугов. Отдельные конструкции тракторных дисковых Б. приспособлены для лущения жнивья (см. Лущильник).

По характеру выполняемого технологического процесса дисковая Б. занимает промежуточное место между зубовыми и отвальными орудиями. Поэтому часто её относят к культиваторам, хотя отличительным признаком дискового культиватора является наличие поддерживающей раму колёсной системы, позволяющей изменять (в определённых пределах) глубину хода рабочих органов, независимо от веса орудия.

Рабочим органом дисковой Б.(табл. 2) является свободно вращающийся сферический диск (рис. 11) диам. в 420 - 600ММ, в зависимости от назначения бороны. Сферический диск, при установке его под углом к линии движения (называемым углом атаки), подрезает узкий пласт, крошит его своей вогнутой поверхностью и сдвигает в сторону. В работе сферического диска, установленного под углом, имеются также элементы перемешивания и оборота пласта. Характер работы и тяговое сопротивление Б. зависят от угла атаки дисков; чем больше этот угол, тем полнее подрезание растительных остатков, сильнее крошение почвы, больше глубина обработки и тяговое сопротивление. Максимальный угол атаки дисков у Б. обычно не более. 15 - 22°. Глубину обработки можно увеличить, кроме того, дополнительной нагрузкой дисков, для чего всякая Б. имеет грузовые ящики или лотки.

Рис. 11. Сферический диск бороны: 1 - гладкий; 2 - вырезной

Табл. 2. Основные размеры дисков, применяемых в СССР

В отличие от дисковых плугов, у к-рых каждый диск вращается на самостоятельной оси, диски Б. набираются по неск. шт. на 1 ось (квадратного сечения), образуя батареи. Количество дисков в батарее колеблется от 3 до 15, в зависимости от типа Б. (конная, тракторная и т. д., табл. 3). Расстояние между дисками фиксируется распорными катушками. Батареи вращаются в подшипниках, прикреплённых к раме. Установка батарей под углом к линии движения осуществляется спец. механизмом ручного действия (рычажным, винтовым) или силой тяги трактора при помощи полуавтомата, принадлежащего бороне.

Типы дисковых борон. Б. общего назначения имеют б. ч. симметричное по отношению к линии тяги расположение батарей. Количество батарей зависит от конструкции Б., а также от того, на какую тягу она рассчитана. Конные Б. состоят б. ч. из 2 батарей (6 - 12 дисков), расположенных в 1 ряд; тракторные из 2 - 6 батарей (24 - 48 дисков), расположенных в 1 или 2 ряда (рис. 12 и 13). При 2-рядной системе расположения передние батареи обычно устанавливаются вогнутой поверхностью дисков наружу - работают вразвал; задние же вогнутой поверхностью внутрь - работают всвал. Диски задних батарей при работе Б. проходят в промежутках между следами дисков передних батарей, благодаря чему значительно улучшается подрезание растительных остатков и рыхление почвы. Остающийся между батареями (в середине Б.) гребень обрабатывается б. ч. пружинным зубом или дополнительным диском, устанавливаемым на 1 из задних батарей. Для очистки дисков от налипающей земли на каждой батарее имеются скребки (по числу дисков), к-рые вводятся в действие по мере надобности, нажимом ноги на педаль или поворотом рычагов. Конные Б. имеют б. ч. поворотный передок, устраняющий давление дышла на холку лошади; тракторные Б. б. ч. беспередковые. В СССР широко распространены тракторные двухследные Б. з-да Ростсельмаш им. Сталина (рис. 13).

Рис. 12. Тракторная дисковая борона односледная

Рис. 13. Тракторная дисковая борона двухследная

Рис. 14. Тракторная садовая борона двухследная

Садовые Б. (рис. 14) предназначаются для обработки междурядий в садах. Особенностью садовых Б. является то, что они могут работать при боковой тяге с выносом её в сторону до 200 мм. Это позволяет обрабатывать почву на близком расстоянии от штамба дерева (25 - 30 см). Садовые дисковые Б, имеют б. ч. 2 батареи, расположенные в 2 ряда. При 2-рядном расположении диски передней и задней батарей поставлены своей вогнутой поверхностью в разные стороны. Установка дисков батарей под углом к линии движения осуществляется, так же как и у Б. общего назначения, спец. механизмом. Кроме него, имеется приспособление для смещения батарей в горизонтальной плоскости относительно линии тяги. В СССР применяются тракторные садовые Б. (2-рядные) конструкции Н.-и. ин-та им. Мичурина, к-рые м. б. использованы и как полевые.

Табл. 3. Некоторые показатели дисковых борон отечественного производства

Тяжёлые дисковые Б. применяются при освоении новых земель и освежении сильно задернелых лугов. Отличаются от Б. общего назначения значительно большим весом (до 80 кг на 1 диск), повышенной прочностью и вырезной формой дисков (рис. 11). Вырезной диск лучше врезается в плотную почву.

Литература: Горячкин В., Земледельческие машины и орудия, М., 1923; Капорулин К., Турбин Б., Сельскохозяйственные машины, М.-Л., 1945; Летошнее М., Сельскохозяйственные машины (Теория, расчёт и испытания), 2 изд., М, - Л., 1949; Полевицкий К., Сельскохозяйственные машины и орудия, 2 изд., М., 1946; Справочник по сельскохозяйственным машинам и орудиям, М., 1947.