2.5. Нормальні реакції ґрунту на колеса трактора під час роботи з начіпними знаряддями.

Керованість трактора, його тягово-зчіпні і гальмівні властивості залежить від нормальних навантажень на ведучі і ведені колеса. Під час роботи з начіпними знаряддями слід врахувати їх силову дію на трактор.

Для оцінки силового впливу ґрунтообробного знаряддя (плуга задньої начіпки з упорним колесом) на нормальні реакції ґрунту, що діють на задні і передні колеса трактора, розглянемо рух машино-тракторного агрегату на горизонтальній ділянці поля рис. (2.3).

Рис. 2.3. Схема сил, що діють на тракторний агрегат в поздовжній площині під час роботи на горизонтальній ділянці.

На знаряддя діє реакція ґрунту R , значення, напрям і точка прикладання якої залежить від виду сільськогосподарської операції, що виконується, ґрунтових умов, конфігурації с/г машини, стану робочих органів та інших факторів. Допустимо, що точка прикладання до ґрунтообробного знаряддя R розміщується в поздовжньо вертикальній площині, яка проходить через центр тяжіння с/г машини; сила тяжіння Gn Знаряддя і реакції R прикладені в одній точці, а їх результуюча і опік коченню опорного колеса знаряддя незначний і тому реакція Уп проходить через центр колеса; висота точки прикладання реакції R відносно поверхні поля hr=0.

24

Поздовжній радіус прохідності — це радіус умовної циліндричної поверхні, через яку автомобіль може проїхати, не зачіпаючи її найнижчою точкою, розміщеною у його середній частині. У вантажних автомобілів =25— 6 м.

Поперечний радіус прохідності R_B використовують у деяких випадках для оцінки прохідності автомобілів через перешкоди, розмірні з колією автомобіля.

Кут перекосу мостів характеризує здатність автомобіля пристосовуватися до нерівностей місцевості без втрат контакту коліс з дорогою. Його знаходять як суму кутів перекосу переднього ₁ і заднього ₂ мостів відносно горизонтальної площини (рис. 7.6). У автомобілів, що мають ведучі мости, згруповані в балансирний візок, визначають так само можливі кути перекосу мостів візка.

Кутом гнучкості £ автопоїзда у вертикальній площині оцінюється його здатність рухатися по пересіченій місцевості. Схема його визначення показана на рис. 7.7. За існуючими нормами кут гнучкості £ у автопоїзда з двоосьовим причепом повинен бути не менше ±62°, а у сідельного автопоїзда — ±8°.

101

компонувальним кресленням або шляхом вимірювань натурних зразків при повному навантаженні автомобілів на горизонтальному майданчику з твердим і рівним покриттям, показані на рис. 7.5.

Дорожній просвіт А — це відстань від опорної поверхні до найбільш низької точки автомобіля, розміщеної між колесами. У технічних характеристиках автомобілів можуть наводитися кілька значень просвіту. Наприклад, дорожній просвіт під переднім h₁ і заднім h ₂ мостами. Рекомендується для вантажних автомобілів забезпеч} вати дорожній просвіт не менше 270мм. У автомобілів високої прохідності за рахунок застосування колісних передач і великорозмірних шин дорожній просвіт досягає 400—500 мм.

Переднім уі і заднім у₂ кутами звисання обмежується прохідність автомобіля при проїзді через канави, пороги, круті переломи шляху. Кути звисання — це кути між площиною опорної поверхні і площиною, дотичною до коліс і найбільш виступаючою точкою автомобіля. Великі кути звисання забезпечують можливість подолання автомобілем крутих перешкод. Найбільші кути звисання мають автомобілі високої прохідності: передній 60—70° і задній 50—60°.

100

Сила R_ρгз є рівнодійною двох складових: горизонтальної Rх , що визначає тяговий опір ґрунтообробного знаряддя, і вертикальної Rу+ Gn , котра дорівнює сумі вертикальної Rу складової реакції R ґрунту та сили тяжіння Gn знаряддя. Якщо кут між векторами Rρгз і Rх позначати θ, то Rу+ Gn= Rпtgθ.

Ґрунтообробне знаряддя може переміщатися у вертикальній площині під дією зусилля N , створюваного гідро циліндром начіпної системи трактора.

Умова статичної рівноваги агрегату записується у вигляді

(2.33)

Звідки знаходимо реакції ґрунту на передні Уп та задні Ук колеса

Уп=[ Ga- Rхantg θ-(Pω±Pj)hцт -Mf+ УпLn]/L (2.34)

Ук=[G(L-a)+Rk(L+an)tgθ+(Pω±Pj)hцт+Mf-Уп(Ln+L)]/L (2.35)

Отримані формули свідчать про залежність зусиль Ук і Уп від реакції Уп на опорне колесо начіпного знаряддя. У випадку збільшення Уп зменшується зачіпна сила тяжіння трактора не тільки з задніми, але й із всіма ведучими колесами, і збільшується навантаження на передні колеса.

Для підвищення тягово-зчіпних властивостей трактора бажано зменшити реакцію грунту на опорне колесо знаряддя. Проте результати дослідів свідчать, що за надмірного зменшення Уп порушується агротехніка вирощування с/г культур (відхилення від заданої глибини обробітку) значення реакції Уп можна коректувати: положенням миттєвого центру повертання Оп начіпного механізму трактора: положенням опорного колеса; зусиллям N , створюваним гідро циліндром (тобто тиском у гідро циліндрі начіпної машини).

Для перших двох способів коректування значення реакції Уп становить

Уп=mRрез/Ln (2.36)

де mRрез – момент що сприяє заглиблення знаряддя; Ln – плече сили Ук відносно точки Оп .

Най простіший спосіб регулювання положення миттєвого центру повертання начіпної машини – це змінна кута нахилу верхньої тяги механізму начіпки. Під час зменшення кута миттєвий центр повертання Оп переміщається до передніх коліс. Даний спосіб використовується для збільшення моменту, що заглиблює знаряддя з затупленими робочими органами, а також, якщо змінюється тип начіпного знаряддя та коректується глибина обробітку грунту.

Реакцію Уп регулюють без зупинки трактора, змінюючи тиск в гідро

25

циліндрі, і таким чином підтримують необхідне значення реакції

Уп=( mRрез-Nl)/ln , (2.37)

де l – плече сили N відносно точки Оп .

Відривання від ґрунту або надмірному заглибленню опорного колеса запобігають обладнанням гідро циліндрі напівавтоматичним пристроєм, який стабілізує заданий тиск в гідро системі. Коректори навантажень такого типу встановлюють на тракторах для збільшення зчіпної сили тяжіння і їх називають довантажувачами ведучих коліс або ж гідро збільшувачами зчіпної сили тяжіння.

Най більші тягове зусилля і нормальне навантаження на ведучі колеса трактора досягаються, коли немає опорних коліс. Проте в цьому разі ускладнюється забезпечення глибини обробітку в заданих межах, як правило з відхиленням ±5% . Навіть на достатньо рівних полях з однорідною структурою ґрунту дану задачу важко розв’язати без застосування автоматичних пристроїв, що керують силовим гідроцеліндром начіпної системи. До таких пристроїв відноситься позиційно-силовий регулятор, який залежно від реакції ґрунту Rрез на начіпне знаряддя, (тобто від значення і напряму відхилення від заданої середньої глибини обробітку ґрунту), подає масло із гідросистеми у відповідну порожнину гідро циліндра і тим самим повертає знаряддя до середнього положення, визначеного заданою глибиною обробітку ґрунту.

Під час роботи з позиційно-силовим регулятором збільшується продуктивність трактора, оскільки відсутня сила опору коченню колеса знаряддя, зростає зчіпна сила тяжіння і зменшується буксування ведучих коліс порівняно з роботою, коли на начіпному знарядді є опорне колесо. Проте в разі поверхневого обробітку ґрунту (малих опорах грунту) відхилення глибини обробітку від її середнього значення ао може перевищувати межі, регламентовані агротехнічними вимогами. Якщо глибина ао незначна, треба працювати з опорними колесами і з гідро збільшувачами зчіпної сили тяжіння, а на великих глибинах – з позиційно-силовим регулятором.

26

Захисна зона повинна бути не менше 12 см. (табл. 7.1).

Висота вертикального просвіту в місцях проходу рослин (агротехнічний просвіт) для низько стеблових культур (буряк, картопля) становить 0,45—0,50 м, для високостеблових (кукурудза, соняшник) — 0,65—0,75 м, а для деяких спеціальних культур (бавовник, чай) необхідний ще більший просвіт.

Абрис прохідності повинен відповідати формам і розмірам наземної частини рослин, розміщених у рядках.

Нормативні дані дії рушіїв на грунт наведені у табл. 7.2.

Найменша вологоємність, НВ, залежно від механічного складу ґрунту відповідає таким значенням вологості, %:

Супіщаний 24

легкосуглинковий 27

середньо суглинковий 31

важко суглинковий і глинистий 40

Методи визначення q_к і стандартизовані. Зараз більшість тракторів не задовольняє стандартним вимогам до контактних тисків рушіїв на ґрунт і створюваним ним напругам на глибині 0,5м.

Геометричні параметри прохідності автомобілів, які визначаються за

99

У цьому випадку:

98