книги из ГПНТБ / Поляк, А. Я. Трактор будущего

ческих машин не дает экономического эффекта, а не­ редко способствует неорганизованности производства.

Появление тракторов-автоматов в сельском хозяй­ стве должно сопровождаться автоматизацией вспомога­ тельных процессов, ознаменовать собой переход к комп­ лексной автоматизации.

Конечно, эта задача сложная. Долго считали, что выращивание сельскохозяйственных культур невозмож­ но стабилизировать, ибо процесс этот прерывистый по своей сущности, при котором перерывы между операциями не могут быть заранее определены, так как зависят от капризов пока еще не усмиренной человеком своенрав­ ной природы. Такая неопределенность по времени и не­

обходимость приноравливать технологию к меняющим­ ся условиям исключала, по мнению многих, возможность применения автоматизации. Однако это не так. Прин­ ципы гибкого управления, сочетаемые со строгим конт­ ролем и учетом реальных условий, современные дости­

Дело в том, что механизмы в сельском хозяйстве ра­ ботают хотя и на большом, но строго ограниченном участке, а это дает возможность спланировать и рас­ считать их работу заранее и оснастить территорию не­ обходимыми средствами связи. Рассредоточенность тех­ ники и прерывистость процессов оказываются иногда весьма выгодными, так как остановки или выход из строя одного агрегата не нарушают действие осталь­ ных, а благодаря прерывистости процесса, исключаю­ щей необходимость точной его «привязки» во времени,

90

скольких из них. В промышленности маневр тех­ ническими средствами практически пока неосуществим, так как даже самая малая неисправность или просто необходимость технического ухода приводит к останов­ ке всей поточной линии. При автоматизации полевых сельскохозяйственных процессов всегда нетрудно без­ болезненно заменить любой агрегат, не нарушая рабо­ ту остальных, и, если надо, увеличить или уменьшить число одновременно работающих машин. Внедряя авто­ матизированную механизацию полеводства, нет нужды создавать параллельные резервные линии или услож­ нять и удорожать механизмы, добиваясь их абсолют­ ной безотказности.

резко уменьшить число машин и удешевить их исполь­ зование. В то же время частичная автоматизация, как мы уже говорили, невыгодна. Автоматизируя, к приме­ ру, управление трактором, но не освобождая его от тракториста, мы не можем его облегчить и удешевить. Наоборот, в этом случае трактор станет сложнее и до­ роже. Автоматизируя только отдельные машины или звенья процессов, в большинстве случаев мы, видимо, не окупим затраты на создание и введение автоматиче­ ских устройств. Необходима полная комплексная автоматизация всех технологических процессов поле­ водства.

Основным элементом комплексной автоматизации

.технологического процесса будет, конечно, трактор-ав­ томат и соединенная с ним машина. Это должен быть агрегат, полностью отвечающий требованиям автома­ тической работы.

Машина и трактор после соединения должны слить­ ся в единый автоматизированный механизм, а это по­

91

трактор без машины? Ездить с места на место. Ну, а машина без трактора — мертвый металл. Соединив их, передав энергию трактора механизмам машины, мы создаем агрегат, способный не только двигаться, но и выполнять полезную работу.

Машина и трактор — это единый комплекс, органи­ ческое целое. Есть, правда, самоходные машины, кото­ рые имеют свой двигатель и не нуждаются в тракторе. Но таких машин мало. Они могут выполнять лишь

93

регаты — двигатель, коробка передач, приводные ме­ ханизмы. Поэтому почти все сельскохозяйственные ма­ шины и орудия работают в поле с тракторами.

Казалось бы, машина и трактор должны всегда быть в мире и помогать друг другу. Однако дело обстоит совсем иначе. Между машиной и трактором все время идет борьба. Посмотрите, как работает агрегат. Трак­ тор изо всех сил упирается колесами в почву, тянет

сильнее тянет трактор. Колеса трактора врезаются в почву, сминают ее, буксуют. На буксование и переме­ щение самого трактора тратится иногда до 35—40% мощности двигателя. Чтобы улучшить сцепление с почвой, уменьшить буксование, трактор делают более тяжелым. Но при этом расходуется лишний металл и увеличиваются затраты мощности на самопередвиже­ ние: тяжелый трактор труднее катить, чем легкий.

Упорно «сопротивляются» трактору плуги, лущиль­ ники, бороны, культиваторы. Даже прицепы, в которых перевозят грузы, и те требуют большого тягового уси­ лия. Высевающие аппараты сеялок, мотовила и транс­ портеры жаток часто приводятся в движение от колес самой машины. В этом случае мощность бесполезно за­ трачивается колесами не только трактора, но и машины. Ведь они тоже должны упереться в почву, чтобы при­ вести во вращение механизмы, а при этом сминается

исдвигается почва, скользят и буксуют колеса. Нельзя ли примирить трактор и машину, заставить их

дружно работать, бережно расходовать энергию? Ока­ зывается, многое можно сделать. Начнем с привода ра­ бочих органов. Привод механизмов сельскохозяйствен­ ных машин и орудий через колеса достался современ­ ным агрегатам в наследство от лошади. Лошади было

94

доступно только поступательное движение, поэтому преобразование его во вращательное приходилось осу­ ществлять непосредственно на машине. Двигатель трак­ тора создает вращательное движение, и благодаря это­ му энергия может передаваться от него прямо к рабо­ чим органам машины через специальный вал, который называют валом отбора мощности (ВОМ). Теперь уже многие машины получают привод от ВОМ. При этом резко уменьшаются потери энергии, ведь на ее пути поч­ ти нет преград — шестерен и подшипников, где бы те­ рялась мощность, к.п.д. такого привода 0,92—0,94. Об­ легчается работа трактора, ибо через его колеса и крюк передается только та часть энергии, которая нуж­ на для передвижения машины.

К примеру, для работы силосоуборочного комбайна требуется около 60 лошадиных сил, из них 15 расхо­ дуется на передвижение комбайна, а 45 на привод ра­ бочих органов. Чтобы передать эти 45 сил рабочим ор­ ганам комбайна через ВОМ, у двигателя нужно ото­ брать примерно 50 лошадиных сил, а если бы привод рабочих органов осуществлялся от колес комбайна, по­ надобилось бы около 80 лошадиных сил. Но дело не только в этом. Ведь без ВОМ вся энергия передавалась бы через тяговое усилие и оно возросло бы с 1000— 1200 до 3000 килограммов, а это значит, что вместо трактора весом 3 тонны нам пришлось бы взять трак­ тор вдвое тяжелее.

Так можно снизить потери при передаче энергии к рабочим органам машины. А как быть с тяговым соп­ ротивлением, нельзя ли уменьшить и его?

Применительно к тракторным прицепам эта задача решается, если одну или даже две оси прицепа соеди­ нить. с коробкой передач трактора через ВОМ и сделать так, чтобы обороты ВОМ соответствовали скорости вра-

95

щения колес трактора. Благодаря этому ось прицепа станет «активной» — его колеса будут вращаться одно­ временно с колесами трактора. Такой прицеп не только не тормозит движение трактора, а наоборот, подталки­ вает его. Причем чем тяжелее груз в прицепе, чем боль­ ше вес, приходящийся на ведущие колеса прицепа, тем сильнее сцепление колес с почвой и больше толкающее усилие. Трактор с таким прицепом легко преодолевает бездорожье, подъемы, свободно движется по вспахан­ ному полю. При движении же по хорошей дороге при­ вод активной оси автоматически выключается. Исполь­ зование прицепов с активными осями позволяет приме­

нять легкие тракторы.

Ну, а как быть с такими орудиями, как плуг, куль­ тиватор, можно ли их заста­ вить помогать трактору? Оказывается, что подобное решение возможно и для почвообрабатывающих ору­ дий. Уже созданы орудия

96

с активными рабочими органами. Эти рабочие органы, вращаясь, производят необходимую обработку почвы и одновременно создают усилие, толкающее трактор. При работе с ними почти вся энергия двигателя пере­

повышается к.п.д. агрегата, нет необходимости в трак­ торах, развивающих большие тяговые усилия. Можно ожидать, что в будущем механизмы всех машин будут

валов, шарниров, опор, иногда цепей и ремней. Конст­ рукция передач особенно усложняется, если нужно при­ вести в движение рабочие органы широкозахватной машины, механизмы которой далеко отстоят от точки прицепа к трактору или когда с трактором агрегатируется не одна, а, скажем, две-три машины. Нужен легкий, гибкий и надежный универсальный привод, поз­ воляющий подводить энергию двигателя трактора не­ посредственно к любому рабочему органу, где бы он ни был расположен. Видимо, механический привод, не отвечающий этим требованиям, будет заменен гидрав­ лическим или электрическим.

В отношениях трактора с машиной есть еще одна существенная трудность — это их взаимное расположе­ ние. Раньше машина почтительно двигалась за тракто­ ром, прицепившись за его крюк. Но времена перемени­ лись, намного увеличилось число механизированных сельскохозяйственных операций, а значит, и количество различных типов машин. Теперь машины размещают и спереди, и сзади, и по бокам, и даже на самом тракто­ ре. Причем эта тяга к перемене места — не прихоть, она диктуется стремлением лучше выполнять работу, сде­ лать агрегат легче, компактнее, экономичнее. Плуги, например, располагаются сзади трактора, а не спереди, потому что иначе трактору пришлось бы двигаться по вспаханному полю, приминая его гусеницами и коле­ сами. Если же плуг поместить сбоку, то он все время будет разворачивать трактор.

Стремление сблизить, теснее соединить машину с трактором объясняется еще и желанием снизить затра­ ты металла, облегчить и удешевить машину, повысить к.п.д. агрегата, сделать его маневреннее. В самом деле, если машина получает всю энергию от трактора и не­ разрывно с ним связана, то почему нужно отдельно во­

98

зить трактор и отдельно машину? Ведь в этом случае машина должна обязательно иметь отдельную раму, колеса, а иногда даже и управление.

Если машину не цеплять к трактору, а разместить прямо на нем, ей не потребуются колеса, станет проще и легче рама, не нужна будет сцепка, а вес машины передастся на .колеса трактора, увеличивая его сцеп­ ной вес. Таким агрегатом сможет управлять один трак­ торист.

Сейчас почти все отечественные тракторы осна­ щаются системами навески, выпускаются сотни различ­ ных навесных машин. Пользуясь гидравлическим уп­ равлением, тракторист может выглублять или заглуб­ лять рабочие органы, поднимать и опускать машины или отдельные их механизмы. Широко применяются и полунавесные машины, передняя часть которых соеди­ няется с системой навески трактора, а задняя опирает­ ся на собственные колеса. Создание навесных и полунавесных машин явилось значительным шагом вперед в развитии сельскохозяйственной техники. Однако в этом деле имеются еще серьезные трудности.

Система навески приспособлена для агрегатирова­ ния со сравнительно небольшими и легкими машинами: плугом, культиватором, сеялкой. Более тяжелые маши­ ны перегружают заднюю часть трактора, при поворотах и переездах с поля на поле трактор встает «на дыбы» и теряет управляемость. Навешивание на трактор ши­ рокозахватных машин вообще невозможно. Монтаж и 'демонтаж навесных машин и агрегатов трудоемок и за­ нимает много времени, значит, увеличиваются простои машин.

Второе затруднение, как это ни странно, связано с присутствием на тракторе человека. Для него прихо­ дится устанавливать кабину и сиденье, а они занимают