VI. Общее устройство тракторов и автомобилей.

Тема 1. Устройство и классификация тракторов и автомобилей для лесного х-ва.

Содержание: Понятие о тракторе и автомобиле и требования предъявляемые к ним.

Классификация тракторов и автомобилей. Общее устройство тракторов и автомобилей. Тракторы для лесного хозяйства

Трактор - это самоходная машина, используемая в качестве энергетического средства для передвижения и приведения в действие сельскохозяйственных и других машин, а также для буксирования прицепов.

Автомобиль - это самоходное транспортное средство, предназначенное для перевозок грузов, людей или выполнения специальных операций.

Типаж - это технически и экономически обоснованная совокупность всех моделей тракторов, рекомендуемых в производство.

В действующем типаже тракторы классифицируют по тяговым классам в соответствии с номинальным тяговым усилием, которое трактор способен развивать на рабочей передаче при движении его по стерне на почвах средней влажности и твердости с наибольшей производительностью.

Основные части трактора

Трактор - это сложная самоходная машина, который состоит из отдельных механизмов и сборочных единиц. Их расположение показано на рисунке. Независимо от особенностей конструкции тракторы состоят из двигателя 1, трансмиссии 4, ходовой части 6, механизма управления 2, рабочего 5 и вспомогательного 3 оборудования.

Двигатель - это источник механической энергии.

Трансмиссия представляет собой совокупность механизмов, передающих крутящий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам и изменяющих крутящий момент и частоту вращения ведущих колес по значению и направлению. В трансмиссию входят сцепление, соединительная муфта, коробка передач (КП) и задний мост.

Сцепление необходимо для кратковременного отъединения вала двигателя от КП при переключении передач и для плавного их соединения при трогании.

Соединительная муфта, включающая в себя упругие элементы, позволяет с небольшим перекосом соединять валы сцепления и КП.

Коробка передач позволяет изменять крутящий момент на ведущих колесах и скорость движения, вводя в зацепление различные пары шестерен. С помощью коробки передач можно изменить движение трактора на задний ход.

Классификация автомобилей и тракторов

По назначению различают грузовые, пассажирские и специальные автомобили.

Грузовые автомобили предназначены для перевозки грузов. Они подразделяются по грузоподъемности (т. е. по массе груза, который можно перевезти в кузове) на следующие классы: особо малые (0,3...1,0 т); малые (1,0...3,0 т); средние (3,0...5,0 т); большие (5,0...8,0 т); особо большие (свыше 8 т).

Пассажирские автомобили подразделяются: на легковые - для перевозки небольшой группы пассажиров (до 8 человек) и автобусы - для массовых перевозок пассажиров. Автобусы в зависимости от назначения бывают городские и междугородные.

Специальные автомобили служат для выполнения определенных работ, для чего их оборудуют соответствующими приспособлениями. Они выполняют преимущественно нетранспортные работы. К ним относятся автокраны, пожарные автомобили, уборочные (для очистки и поливки улиц), ремонтные мастерские, автовышки и др. Эти автомобили представляют собой видоизмененные модели (модификации) грузовых автомобилей.

По типу шасси автомобили подразделяют на рамные и безрамные.

По типу двигателя автомобили делят на автомобили с карбюраторными, электрическими двигателями и дизелями.

Карбюраторные двигатели работают главным образом на бензине, дизели - на дизельном топливе, электродвигатели - от аккумуляторных батарей.

Концепция трактора для лесного хозяйства

Во второй половине XX века было разработано и реализовано семейство систем машин для лесного комплекса. Особое внимание уделено развитию машин для заготовки древесного сырья в виде круглых лесоматериалов. Трелевочные тракторы ТТ-4 и ТДТ-55 и технологические машины на их базе позволили резко повысить производительность труда в лесном комплексе. Были созданы и эффективно применялись лесохозяйственные модификации трелевочных тракторов.

В настоящее время на рынке предлагают тракторы различного назначения —сельскохозяйственные, промышленные, лесопромышленные и лесохозяйственные.

В качестве основного классификационного параметра трактора в России и странах СНГ применяется номинальное тяговое усилие.

-------------------------------------------------------------------------

Класс Тракторы

тяги

--------------------------------------------------------------------------

Колесные

0,2 КМЗ-012, Т-012 (КМЗ-012), "Беларус" МТЗ-0,5, "Уралец" Т-0.2.01,

"Беларус" МТЗ-082, ТИМ, ТС-350, "Прикарпатец" ТМК-0,2, АМЖК-8, К-20

0,6 Т-25А, Т-30, Т-ЗОА, ТЗОА-80, ТЗО-69, ТЗО-70, Т-16М, ВТЗ-ЗОСШ,

ВТЗ-2032, ВТЗ-2032-10, ВТЗ-2032А, ВТЗ-2027, К-20 "Краб", ХТЗ-25ПВ

(погрузчик), ХТЗ-25ИК (погрузчик), ХТЗ-2511, ХТЗ-3521

0,9 Т-40М, Т-40АМ, Т-40АНМ, ЛТЗ-55, "Беларус" 320, ВТЗ-2048А

1,4 МТЗ-80, МТЗ-82, МТЗ-80Х, "Беларус" 510, "Беларус" 520,

ТТР-401М (трелевочный), МВ-82Н, МВ-80К, ЛТЗ-60, ЮМЗ-10280,

ЮМЗ-6АКЛ/62АКЛ, ЮМЗ-8080, ЮМЗ-8280, ЮМЗ-8085, ЮМЗ-8285

2 РТ-М-160, "Беларус" 1221, "Беларус" 1222, "Беларус" Ш-406, ЛТЗ-155

3 ХТЗ-121, ХТЗ-16131, ХТЗ-16132, ХТЗ-1.6331, ВК-170, Т-150К, Т-157

(лесной), К 3000 ATM, "Беларус" 1523, Т-3К, Т-153

5 МоАЗ-49011, К-700, К-701, К-702 (промышленный),

К-703 (лесной), К 744Р

Гусеничные

2 Т-70С

3 ДТ-75, ДТ-75К, ДТ-75Б, ДТ-75М, ДТ-75ДТ (торфяной), ДТ-75НД, ДТ-75РМ,

Т-74, Т-150, Т-157 К (трелевочный с пачковым захватом), ТДТ-55 и

ТЛТ-100А (трелевочные), ЛХТ-55 и ЛХТ-100А (л.-х.), ТБ-1 и

ЛТ-230 (бесчокерная трелевка), ЛХТ-100А-12 (лесопожарный), ВТ-100Д,

ВТ-100ДТ (торфяной), ВТ-175, ВТЗ-200, Т-3, "Онежец" 130, ТЛТ-100,

ЛТ-230

4 Т-4А, ТТ-4М (трелевочный), ТЛП-4М (лесопожарный), Т-4А.01, Т-4АП2.01

Т-402.01, Т-404, ВТ-130, ВТ-150, ХТЗ-150-03, Т-150-05-09, ХТЗ-150-08

ХТЗ-181, ХТЗ-183, ХТЗ-180Б, ХТЗ-153Б

5 МТ-5-01, МТ-5 (трелевочный), МТМ-5 и ЛТ-187А (бесчокерная трелевка)

6 Т-100МС, Т-130, Т-100МБ (болотный), Т-130БТ

10 Т-100МГП, Т-130Г-1, Т-130Б, Т-170М 03-51

Реализация тягового усилия на плотном грунте или агрофоне взаимосвязана со сцепным весом трактора. Повышение тягового усилия неизбежно ведет к росту массы трактора и всего агрегата. Однако на лесохозяйственных фонах, характеризующихся разнообразием параметров, определяющими экологическими требованиями к тракторам являются давление на почву, габаритные размеры и радиус поворота. Расчеты показывают, что указанным требованиям удовлетворяют только тракторы ДТ-75Б, ЛХТ-100 и Т-170Б. Вместе с тем при агрегатировании тракторов с лесохозяйственными машинами, с активными рабочими органами конструкционная масса трактора — не определяющий параметр при обосновании допустимого давления на почву. Скорее всего, в этом качестве может выступать мощность, отбираемая с переднего и заднего валов отбора мощности (ВОМ). Анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что при использовании в качестве критерия обоснования концепции трактора его тягового класса может получиться разное значение мощности двигателя. В результате к одному классу могут относиться тракторы с различными характеристиками и мощностью двигателей. Таким образом, тяговый класс не является определяющим при обосновании концепции лесохозяйственного трактора.

В лесном хозяйстве применяют как колесные, так и гусеничные тракторы (последние — на лесовосстановительных работах и трелевке древесины при рубках ухода). Концепция компоновки лесохозяйственного трактора (рис. 1), разработанная в середине XX века, существенно отличалась от сельскохозяйственного гусеничного трактора: кабина 1 смещена вперед, двигатель 2 расположен под кабиной (ТТ-4) или сбоку от нее (ТДТ-55).

Спереди машина оборудована толкателем 3, сзади — навесной системой 5 и ВОМ 6. Такая компоновка обеспечивает хорошую переднюю обзорность и высвобождает площадку 4 за кабиной для размещения технологического оборудования. Ходовая система снабжена катками большого диаметра, установленными на рычажно-балансирной подвеске. Передние направляющие катки и задние ведущие звездочки приподняты для улучшения проходимости (ЛХТ-100А, "Онежец" 180-12). Для работы на грунте с низкой несущей способностью опорная поверхность трактора увеличивается за счет уширения гусениц и понижения оси ведущего колеса, выполняющего функции дополнительного катка. При такой компоновке давление на грунт снижается до 0,026 МПа и трактор может перемещаться по снежной поверхности. Лесохозяйственный трактор традиционной компоновки может иметь до трех технологических пространств для расположения машин или дополнительного оборудования — за кабиной, передняя и задняя навесные системы.

На современном этапе разрабатывается блочно-модульная (тягово-энергетическая) концепция лесохозяйственного трактора включает в себя как минимум два блока: моторно-трансмиссионный модуль (МТМ) и сочленяемый с ним транспортно-технологический модуль (ТТМ). Для уменьшения длины трактора, повышения маневренности и проходимости сцепное устройство выполняется с поперечным стержнем. Передача части энергии от МТМ к ТТМ осуществляется гидрообъемным приводом с бесступенчатым регулированием скорости.

Машина гусенично-сочлененной концепции имеет несколько технологических мест. Такая компоновка создает модульно-энергетическое средство, которое реализует максимальную тяговую силу. ТТМ с размещенным на нем технологическим оборудованием легко соединяется с трактором и отсоединяется от него в зависимости от выполняемых операций. Использование гусенично-сочлененного трактора на транспортных работах экономически оправдано при плохих дорожных условиях, когда требуется максимальная тяговая сила. При применении лесохозяйственного трактора на деформируемых грунтах его проходимость повышается за счет того, что гусеницы ТТМ перемещаются по колее, проложенной гусеницами МТМ.

Таким образом, ТТМ движется по предварительно уплотненной поверхности, в результате возрастает тяговая сила. При хороших дорожных условиях использование машин данной концепции нецелесообразно, поэтому их можно снабжать прицепом без активного привода гусениц.

Для отечественных колесных л.-х. тракторов применяется схема 4х4. Базовая модель (рис. 4, а) имеет технологическое пространство за кабиной. На такой базе созданы тракторы ЛТ-157, ХТЗ-151К-06, К-703М(А)-МЛ-56, ТЛК4-01 (рис. 4, б), Т-157 К, ТЛТ-4-15 (рис. 4, в). Меньшее давление на грунт обеспечивают тракторы схемы 6х6 и 8х8 (рис. 4, г), которые применяют в трелевочных тракторах (рис. 4, д), валочно-трелевочных машинах (ЛО-123, ШЛК 6-04) (рис. 4, е) и форвардерах (МЛ-131, ЛТ-189, OTZ-904F) (рис. 4, ж). Для погрузочно-транспортных работ служат харвестеры (ШЛК 6-04, МЛ-74) (рис. 4, з).

Колесные лесохозяйственные тракторы создают на модульной основе. МТМ включает в себя либо трактор, либо моторный модуль, оборудованный передним и задним устройствами для сочленения с ТТМ. В качестве последнего часто используют полунавесную сцепку, активный ведущий мост с навесным устройством, набор одноосных и двухосных технологических модулей с рабочим оборудованием. Трелевочные машины, в которых требуется одно технологическое пространство, состоят из МТМ и одноосного ТТМ. Для валки, раскряжевки и вывозки древесины необходимы тракторы с несколькими технологическими пространствами, поэтому они создаются на основе МТМ и двух- и трехосных ТТМ. Увеличение числа ведущих осей не только расширяет технологическое пространство, но и повышает тягово-сцепные свойства машины на деформируемом грунте. У форвардера МЛ-131 колеса МТМ выполнены большего диаметра, чем колеса ТТМ.

В лесном хозяйстве на работах в питомнике используют самоходные тракторные шасси. Их концепция отличается тем, что двигатель, трансмиссия и кабина образуют единый модуль, расположенный над задним мостом шасси (ВТЗ-ЗОСШ) или над передним ("Беларус" Ш-406). В результате высвобождается площадка для установки кузова или технологического оборудования. Шасси имеют переднюю, межосевую, заднюю и боковые навески с гидравлическими выводами, передний и задний ВОМ. Трактор данной концепции может реализовать до пяти технологических пространств.

В мировой практике сохраняется тенденция создания для лесного хозяйства тракторов, обеспечивающих эшелонированное агрегатирование рабочих машин с хорошим обзором передней навески (ВТЗ-2032, "Беларус" 923, ЮМЗ-8285, ВК-170). Это свойство особенно важно при междурядной обработке посевов в питомниках или лесных культур.

Разработка концепции лесохозяйственного трактора поможет учесть многообразные требования к его компоновке, повысить тягово-сцепные свойства, обеспечить хорошую обзорность фронта работ, снизить давление на грунт.

Валочно-пакетирующие машины хорошо зарекомендовали себя в тяжелых условиях лесозаготовок. Их основные отличительные особенности: уникальная конструкция стрелы, лучшая грузоподъемность в лесозаготовительной отрасли, низкие эксплуатационные расходы и удобство технического обслуживания.

В отличие от валочно-трелевочных машин, валочно-пакетирующие машины оборудованы валочными головками с дисковой пилой. Валочные головки – это надежность и производительность при любых задачах, от прореживания лесонасаждений до сплошной вырубки деревьев большого диаметра. Во всех валочных головках используется гидравлика высокого давления, обеспечивающая быстрое извлечение пилы и высокую скорость ее перемещения, при этом ее конструкция предоставляет максимальный обзор участка вырубки. Это положительно сказывается на производительности и контроле процесса валки.

Валочно-пакетирующая машина Харвестер

Экономичность, высокая скорость движения и плавный ход машины обеспечивается двигателем с интегрированными усовершенствованными системами управления и впрыска топлива, позволяющими регулировать давление и расход гидравлического масла.

Харвестер выполняет валку деревьев, раскряжевку на сортименты и пакетирование сортиментов заданной длины, а также обрезку сучьев. Использовать эту машину можно как на прирубках ухода, выборочных рубках, так и при проведении сплошных рубок. Сегодня эта машина автоматизирована настолько, что зачастую позволяет раскраивать ствол с учетом цены сортимента и его лучших параметров. Автоматизированный процесс раскряжевки ствола позволяет автоматически кроить ствол по заданной длине и диаметру. А повышенная продуктивность работы харвестера обеспечивается за счет автоматической настройки давления сучкорезных ножей и автоматического возврата харвестерной головки. Во время эксплуатации харвестера на дисплее в кабине оператора высвечивается количество сортиментов и объем заготовленной продукции. А оператор не отвлекается ни на что, кроме выбора места для валки следующего дерева.

Основная работа этой машины выполняется харвестерной головкой и манипулятором. Наличие телескопической стрелы у этой машины – еще один неоспоримый плюс харвестера. Это позволяет достигать максимальное количество деревьев без передвижения техники по участку. За расширение возможностей захвата при рубке отвечает механизма харвестерной головки. Работу с наклонными деревьями на буреломных и ветровальных площадках обеспечивает цилиндры наклона головки в сочетании с механизмов поворота харвестерной головки.

Трелевочники ТДТ-55, предназначеные для вывозки и штабелирования крупного и среднего леса, а также для использования в качестве тягово-транспортно-энергетических шасси машин разнообразного назначения: валочно-трелевочных, валочно-пакетирующих, трелевочных бесчокерных, сучкорезных, погрузочных, землеройных, геологоразведочных, дорожно-строительных, лесохозяйственных и многих других, эксплуатирующихся преимущественно в условиях бездорожья и пересеченной местности.

(ВТМ) - лесозаготовительная машина для срезания и повала деревьев, формирования пачек и транспортирования (трелёвки) их к лесовозной дороге. ВТМ состоит из тягача (гусеничного или колёсного трактора) и навесного оборудования - цепного пильного механизма, манипулятора и коника (см. рис.). 1 - базовый трактор; 2 - ходовая система; 3 - толкатель; 4 - кабина; 5 - колонна; 6 - стрела; 7 - рукоять; 8 - коник; 9 - захватно-срезающее устройство.

Трелевочные и валочно-трелевочные тракторы состоят из базовой машины и технологического оборудования для трелевки и вспомогательных работ. В качестве базовых на лесозаготовках используют в основном гусеничные тракторы ТТ-4М Алтайского тракторного завода и ТДТ-55А Онежского тракторного завода, а также колесные тракторы ЛТ-157 на базе трактора Т-150К Харьковского тракторного завода и ЛТ-40 на базе трактора «Кировец» К-703 Кировского тракторного завода.

Фронтальный погрузчик леса ПЛК-6 – это универсальная машина для работы на площадках лесоперерабатывающих предприятий и лесозаготовительных складах. ПЛК-6 оснащается несменным рабочим органом: челюстным захватом общего назначения или захватом для разгрузки лесовозов (по желанию заказчика). Кроме того, выпускается модификация фронтального погрузчика ПЛК-6-1 , оснащается адаптером для быстрой замены рабочего органа.

Погрузчик челюстной ПЛК – 6-1 Погрузчик челюстной ЛТ-188

Машины для расчистки полос.

В лесном хозяйстве РФ на полосной расчистке используют машину МРП-2, клин КРП-2,5, а также корчеватели-собиратели. Агрегат предназначен для полосной расчистки вырубок путём смещения в межполосное пространство порубочных остатков, валежника, для разрыва и удаления со средней части полосы крупных корней, а также для корчёвки мелких пней. Машину МРП-2 навешивают на трактор ТДТ-55 или ЛХТ-55. Основными узлами являются отвал с корчевательным устройством, механизм передней навески и противовес. Поворот рычага корчевального устройства осуществляется от двух спаренных гидроцилиндров. Снизу отвал закрыт днищем, которое выполняет роль опорной плиты. Ширина захвата отвала 2 м, макс, корчевальное усилие на конце зубьев 120 кН, производительность 0,2—0,8 км/ч.

Клин КРП-2,5 агрегатируется с трелёвочным трактором ТТ-4 при помощи передней навески. Основные элементы клина: боковые отвалы, лемех с наконечником и опорная лыжа. В отличие от машины МРП-2 клин не имеет спец. корчевального устройства и корчует мелкие пни под действием толкающего усилия трактора. Ширина захвата клина 2,5 м. Производительность 1,9 км/ч.

Агрегат МРП – 2 Агрегат для измельчения кустарников

Для измельчения древесно-кустарниковой растительности применяют технологии дискового и роторного измельчения. Основным рабочим органом машин, работающих по дисковой технологии, является дисковая фреза с закрепленными на ней зубьями из твердосплавного материала. Такие фрезы, как правило, устанавливаются на стрелу экскаватора или трактора и позволяют срезать и измельчать подлесок, стволы и пни практически любого диаметра за несколько проходов.

Террасеры применяют для обработки горных и овражно-балочных склонов крутизной 12…40°. Террасирование таких площадей позволяет собирать поверхностные стоки осадков, ослаблять или полностью прекращать процессы эрозии. При этом улучшается водный режим почв и создаются благоприятные условия для механизации всех технологических операций по выращиванию лесных насаждений.

В лесном хозяйстве наибольшее распространение имеют террасеры с пассивными рабочими органами. Они отличаются простотой устройства, обслуживания и ремонта, высокой надежностью и низкой себестоимостью.

Терассеры Грядообразователь