Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Хробостов С.Н. Эксплуатация машинно-тракторного парка учебник

.pdf
Скачиваний:
30
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
22.27 Mб
Скачать

PCii

сила

сцепления

трактора

при

допусти­

Рf

мом

проценте буксования

движителей;

— сила

сопротивления перекатыванию

(са­

 

моперемещению)

трактора;

 

 

 

R3r—тяговое

сопротивление агрегата.

сле­

Сцепные качества

тракторов. Из уравнения

(9)

дует, что величина движущей силы трактора зависит от его сцепного веса. Для гусеничного трактора и трактора с двумя ведущими осями сцепной вес приближенно ра­ вен общему весу. Для колесного трактора он равен час­ ти общего веса, приходящейся на ведущие оси. Сцепной вес трактора зависит также от нагрузки на крюке, так как ведущий момент, передаваемый от двигателя дви­ жителям, вызывает дополнительную реакцию почвы на них. Кроме того, колебания остова трактора при работе воздействуют на опорное основание.

С ц е п н о й в е с колесных тракторов с одной веду­ щей осью можно определить с точностью, достаточной

для практических

расчетов, по формуле:

 

 

G

— ° т р

^L ~ ° ^ c o s а

М в ° А

(10)

где

Grp—общий

вес

трактора;

 

 

 

L — продольная

база трактора;

 

 

а—расстояние

от центра

тяжести

трактора до

 

задней оси;

 

 

 

 

М в г д — крутящи й момент, передаваемый от двига­

 

теля на ведущие колеса;

 

 

а — угол подъема пути.

 

 

 

Сцепной вес гусеничных и колесных тракторов с дву­

мя

ведущими осями с

учетом влияния тягового усилия

на реакцию почвы и угла подъема пути можно опреде­ лить по формуле:

 

С с ц =

G cos а + Ркр

sin у,

(11)

где у

угол направления силы

тяги

на

крюке.

К о э

ф ф и ц и е н т

с ц е п л е н и я

ц.

устанавливают

опытным путем, динамометрированием трактора на низ­ шей передаче. При этом нагрузку на крюке трактора доводят дб? максимальной, ограничиваемой сцеплением движителей с почвой. Прибавляя к этой величине силу сопротивления трактора самопередвижению Рс, опреде­ ляемую буксованием (по динамометру), получают

40

приближенно максимальное значение касательной силы тяги по сцеплению:

Рк = РпР + Рс-

(12)

Если известно значение Рк , то из выражения (9) ко­ эффициент сцепления

ц. = А

(13)

Примерные значения коэффициента сцепления трак­ тора с почвой приведены в таблице 2. Наиболее надеж­ ны в эксплуатации по условиям сцепления с почвой гу­ сеничные машины.

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 2

Примерные значения коэффициента

сцепления трактора с почвой

 

 

Состояние и фон

почвы

Коэффициент ц тракторов

 

 

гусеничных

колесных

 

 

 

 

 

 

Сухой

плотный

грунт,

залежь, плот-

1,0—1,2

0,7—0,9

пая сухая

дернина

 

 

 

Стерня

 

на

суглинке

иормальной

0,8—1,0

0,6—0,7

влажности

 

 

 

 

 

Стерня на супеси

 

 

0,7—0,8

0,5—0,6

Свежевспаханное

поле

 

0,6—0,7

0,4—0,5

Почва,

подготовленная

под посев и

0,7—0,8

0,5—0,6

пар

на суглинках

 

 

 

То же, после

дождя

 

0,4—0,5

0,2

Влажный

песок

 

 

0,6

0,4

Сухой

песок,

торфяная

почва

0,5

0,3

Глубокая

грязь

 

 

0,4

0,1

Снежная

дорога

 

 

0,6—0,8

0,3

Таким образом, важнейшее условие эффективной ра­ боты трактора — достаточное сцепление с почвой—за­ висит от веса трактора, распределения его по осям (у колесного трактора), конструкции движителей и фи­ зико-механических свойств почвы.

Максимальное тяговое усилие трактора обуславли­ вается его сцепными качествами в не меньшей мере, чем мощность двигателя. Поэтому в условиях, когда сила сцепления движителей становится недостаточной для полного использования мощности двигателя, весьма важно найти способы улучшения сцепных качеств. Это

41

особенно необходимо на весенних полевых работах, пос­ ле обильных осадков и на легко деформируемых почвах (сухой песок, переувлажненные глинистые почвы, недо­ статочно осушенные торфяные болота). Применяются следующие способы улучшения сцепных качеств трак­ тора:

увеличение сцепного

веса

колесного

трактора — по­

становка

на ведущие оси дополнительных дисков (гру­

зов)

или

наполнение

пневматических

колес

жидко­

стью;

 

 

 

 

 

 

увеличение силы давления, перенос части веса ору­

дий,

навешенных на трактор,

на ведущую ось

трактора

(с этой целью применяют гидравлические или механиче­ ские корректоры вертикальной нагрузки, которые мож­ но включать или выключать в зависимости от почвенных условий);

постановка почвозацепов (башмаков или цепей) на пневматические колеса;

уширение гусениц пластинами с почвозацепами; применение гусениц специальной конструкции; переход с колесного на полугусеничный ход; применение шин низкого давления и специальных

пневматических колес.

 

У д е л ь н о е

д а в л е н и е

т р а к т о р а н а п о ч ­

в у — важнейший

показатель

оценки его проходимости.

Удельное давление есть вес трактора, приходящийся на

единицу

опорной

поверхности

его

ходового

аппарата.

Среднее

удельное

давление

Р0

(кгс/см2 ) на

почву для

гусеничного трактора в

статическом

состоянии

может

быть

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р о

= _

^

,

 

 

 

(14)

 

 

 

 

2bL0

 

 

 

 

 

где

GT p — вес трактора

в рабочем

состоянии, кгс;

 

 

b— ширина гусеницы, см;

 

 

 

 

 

L G — длина опорной поверхности, равная расстоя­

 

 

нию между осями крайних опорных роликов

 

 

плюс длина одного звена гусеницы, см.

Удельное давление трактора с пневматическими ко­

лесами

на почву

примерно

равно

давлению

воздуха в

шинах (с учетом нагрузки на шину, ее размеров

и жест­

кости).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

гусеничных

тракторов

удельное

давление

ниже,

чем

у

колесных.

Поэтому

проходимость

гусеничных

42

тракторов значительно выше и их тяговые свойства в меньшей мере зависят от почвенных условий. Ходовая часть гусеничных машин на меньшую глубину погружа­ ется в почву и меньше деформирует ее.

Среднее

удельное

давление

гусеничных

тракторов

составляет

0,35—0,50,

колесных — 0,85—1,4 кгс/см2 .

 

§

4. Зависимость силы тяги трактора

 

 

 

 

 

 

от условий работы

 

 

 

 

Основные выражения для определения силы

тяги на

крюке. Для подвижных

машинно-тракторных

агрегатов

величина

силы

тяги — важнейший

эксплуатационный

показатель

трактора.

 

 

 

 

 

 

 

 

Из уравнения

тягового

баланса

(5)

и (6)

следует,

что величина тяговой силы

трактора

 

 

 

 

 

 

P*P = P*-Pf±PnoK±Ph

 

 

 

 

,(15)

При равномерном движении

 

 

 

 

 

 

 

 

P«> = P*-Pl

+

Л,ОЯ-

 

 

(16)

При равномерном движении по горизонтальному

участку

поля

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PKP

= PK-Ph

 

 

 

 

 

(17)

Из этих аналитических выражений видно, что вели­

чина тяговой силы трактора обусловливается

конструк­

цией трактора

(его мощностью,

типом

ходовой

части)

и почвенными

условиями.

Зависимость

Рк,

а

значит,

и ЯК р от мощности

двигателя

и сцепных

качеств

тракто­

ра была рассмотрена в предыдущем

параграфе. Там же

перечислены и

способы

улучшения

сцепных

качеств

трактора. Наряду с этим необходимо рассмотреть влия­ ние на величину силы тяги трактора таких составляю­

щих

тягового баланса,

как

сопротивление

перекатыва­

нию и подъему трактора.

 

 

 

Силы сопротивления перекатыванию

Р/ и

подъему

Рпод трактора

 

 

 

 

 

Pf

= GTpf

cos а,

 

(18)

 

A,oA = GT p sina,

 

(19)

где

/—коэффницент

сопротивления качению

(перека­

 

тыванию) ;

 

 

 

 

 

a — угол подъема

пути.

 

 

 

Тогда при равномерном движении сила тяги на крю­ ке трактора

Л<Р ~ Рк ~

Grp

(/ cos а ± sin а).

(20)

При углах подъема

до

10° можно принять

cosa—1,

s i n a ^ -у- = i (где / — уклон). Тогда уравнение для си­ лы тяги на крюке трактора при равномерном движении примет следующий вид:

ЯК р = Р к - С т р ( / ±

0,

(21)

а при движении по горизонтальному

участку

PKP = PK-GTPf.

 

(21, а)

Сопротивление перекатыванию.

Сила

сопротивления

качения трактора Pf и коэффициент сопротивления ка­ чению f могут быть приближенно определены опытным путем. Для этого испытываемый трактор передвигают другим трактором, как повозку, установив между ними

динамометр. В

коробке

перемены передач

испытывае­

мого трактора

рычаг ставят в нейтральное

положение,

а бортовые фрикционы

выключают.

 

Усилие Pf, затрачиваемое на перекатывание тракто­ ра, складывается из усилия на деформацию почвы (об­ разование колеи) и усилия на преодоление трения в хо­ довой части трактора. Коэффициент сопротивления пе­ рекатыванию

/ =

(22)

Если давление в баллонах

колеса не соответствует

нагрузке и дорожным условиям или нарушено натяже­ ние гусениц, коэффициент сопротивления перекатыва­ нию увеличивается. Повышение скорости движения трактора до 8—9 км/ч дает незначительное увеличение/.

Примерные значения коэффициентов сопротивления качению трактора приведены в таблице 3.

Влияние рельефа полей на тяговое усилие трактора.

При работе поперек и вдоль склона или на косогоре тяговые показатели трактора ухудшаются. Нагрузка на ходовую часть трактора перераспределяется, изменяют­ ся условия перекатывания и сцепления движителей с. почвой, ухудшаются устойчивость трактора и режим работы двигателя (схема сил, действующих на гусенич-

44

Т а б л и ц а 3

Примерные значения коэффициентов сопротивления качению

 

 

для

различных

типов опорной поверхности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент

/ для

 

Тип опорной

поверхности

колесных тракто­

гусеничных

 

 

 

 

 

 

 

ров на

пневмати­

тракторов

 

 

 

 

 

 

 

ческих шинах

 

Дорога

с твердым

покрытием

0,02

- -0,03

 

Сухая

грунтовая

дорога

 

 

0,03

- -0,05

0,05- -0,06

Целина, залежь,

плотная

почва

0,05

- -0,07

0,06- -0,07

Стерня

нормальной

влажности, поле

0,10

- -0,15

0,08- -0,10

из-под кукурузы пли подсолнечника

 

 

 

Прокультивированное и

свежевспа-

0,16

- -0,20

0,10- -0,12

ханное поле

 

 

 

 

0,15

- -0,30

0,10- -0,12

Сухой

песок

 

 

 

 

 

Снежная дорога

 

 

 

 

0,03

- -0,20

0,06- -0,08

Вспаханный

торфяник

 

 

0,18

- -0,24

0,14- -0,18

Осушенная

болотно-торфяная

целина

0,08

- -0,10

0 , 1 1 - -0,14

Слабоосушенная

 

болотно-торфяная

 

 

 

целина

 

 

 

 

 

 

 

0.20- -0,25

Глубокий снег

 

 

 

 

 

 

0,09- -0,22

ный трактор при ускоренном движении на подъем, пока­

зана на

рисунке 7).

 

 

 

При

движении

вдоль уклона тяговое усилие тракто­

ра

теоретически можно

определить по формуле:

 

 

a

=

P K P ± G T P s i n a ,

(23)

где

а — угол продольного уклона.

 

 

Однако в действительности вследствие перераспреде­

ления нагрузки по

продольной оси трактора

происходит

изменение коэффициента / сопротивления перекатыва­ нию и часть движущей силы, затраченной на преодоле­

ние

уклона,

не

компенсируется

при

движении

трактора

под уклон.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поэтому более точно тяговое усилие при движении

вдоль уклона

можно определить по формуле:

 

 

 

 

 

pa

 

+ G

S

i n а

 

g

if„ — L ) ,

 

(23,a)

 

0

 

а

кр

 

кр —

тр

 

 

тр \'а

'0j'

 

\ > /

где

/

, /

 

— коэффициенты

 

 

 

 

перекатыва­

нию соответственно на горизонтальном участке и на про­ дольном уклоне.

Во время движения поперек уклона также происхо­ дит перераспределение нагрузок на ходовую часть

45

и возникает момент, поворачивающий трактор в сторону спуска. Приходится прибегать к повороту трактора ме­ ханизмом управления в сторону подъема.

Движение поперек склона тоже сопровождается уменьшением силы тяги на крюке вследствие сопротив­ ления перекатыванию.

Тяговое усилие трактора с учетом поперечного крена

можно определить по формуле:

 

^ p = ^ K p - C T p c o s a ( / a - / 0 ) ,

(24)

где / а и f0— коэффициенты сопротивления

перекатыва­

нию соответственно при поперечном крене и на горизон­ тальном участке.

В среднем при движении на подъем до 10° потери в силе тяги гусеничных тракторов составляют около 5% на каждый градус уклона, а увеличение при спуске — около 3 % . Общее уменьшение силы тяги составляет около 2 % на каждый градус уклона.

Иногда приходится вести агрегат по косогору на подъем или спуск с одновременным боковым креном. При этом происходит перераспределение нагрузки на

ходовую

часть в

продольном

и поперечном

направ­

лении.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тяговое усилие

трактора при этом

может

быть

под­

считано по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

^

= / > i , ± C 4

, s i n T - C T p c o s a ( / T

+ / 1 | , - 2 / 0

) f

(25)

| где a — угол

уклона;

 

 

 

 

 

 

В — угол

отклонения продольной

оси

трактора от

 

направления движения по поперечному ук­

 

лону;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л—угол наклона продольной оси трактора, опре­

 

деляемый

из

выражения sin ух

sin a -cos a;

op— угол

наклона

поперечной оси

трактора;

 

fy— коэффициент сопротивления качению с учетом

 

влияния

продольного

уклона;

 

 

 

 

/ф — коэффициент

сопротивления

качению

с учетом

 

влияния

бокового крена;

 

 

 

 

/о—коэффициент сопротивления качению на гори­

 

зонтальном

участке.

 

 

 

 

 

С точки зрения

более полного использования

тяговых

свойств трактора на склонах крутизной до 2° допустима работа вдоль склона, а на участках с большим укло­ ном — поперек.

46

Работа на крутых склонах связана с ухудшением не только тяговых свойств трактора, но и условий работы тракториста, с быстрой его утомляемостью.

Предельно допустимая крутизна склонов для гусе­ ничных тракторов составляет 15°, для колесных — 10°.

§ 5. Факторы, влияющие на скорость движения трактора и агрегата

Правильное использование диапазона скоростей сов­ ременных сельскохозяйственных тракторов и самоход­ ных машин имеет большое значение для повышения эф­ фективности механизации работ.

Изменяя скорость движения агрегата, можно достичь повышения производительности, уменьшения расхода топлива, добиться экономичной работы агрегата и луч­ шего агротехнического качества выполнения некоторых работ.

Наивыгоднейшая скорость движения агрегата обу­ словливается следующими факторами: диапазоном ско­ ростей, силой тяги и другими энергетическими показате­ лями трактора, агротехническими требованиями, тяго­ вым сопротивлением сельскохозяйственных машин, почвенными условиями и рельефом полей.

Различают теоретическую и рабочую (техническую) скорости движения трактора, агрегата или самоходной

машины, а также

среднетехническую,

эксплуатацион­

ную скорости и скорость холостого хода

агрегата.

Теоретическая

скорость скорость

прямолинейною

движения трактора или самоходной машины по ровной

горизонтальной

плоскости без

буксования при данном

режиме работы двигателя. Скорость ит (км/ч)

может

быть определена по формуле:

 

 

 

 

 

v,

= 3,6 2 л

Г к " д

0,377

,

 

 

(26)

 

 

60l'o

 

(0

 

 

 

 

где гк—радиус

начальной

окружности

колеса

или

на­

ибольший радиус

перекатывания,

м;

 

 

п д — частота вращения коленчатого вала

двигате­

ля, об/мин;

 

 

 

 

 

 

 

i0—передаточное

отношение трансмиссии

на

дан­

ной передаче.

 

 

 

 

 

 

 

Для машин с изношенной гусеницей

расчет

ит

и ир

ведется с учетом фактического

шага звена

гусеницы.

47

Радиус перекатывания гк для гусеничных машин, с малопзношенной гусеницей можно принять равным

радиусу

начальной окружности ведущего колеса. Для

колесных

машин па пневматических шинах

 

г

= г' I

(27)

ИЛИ

'

к о ш

V- • /

 

 

 

 

 

r K = r 0 - l k h ,

(28)

где г' и /' —соответственно

полный

радиус ненагру-

 

женного колеса

и радиус

стального обода

колеса, м; А,ш —коэффициент деформации шины (умень­

шения радиуса качения) под влиянием вертикальной нагрузки и растягивающих усилий, зависящий от давления воздуха в шинах (ориентировочно его принимают равным для шин низкого давления 0,90— 0,94, для шин повышенного давления

0,93-0,96)1

k—коэффициент

усадки шины,

отнесенный

к ее высоте (для пневматических шин низ­

кого давления

он равен па

стерне 0,75,

адля вспаханного поля — 0,8);

//— высота пневматической шипы, м.

Для гусеничных тракторов теоретическую скорость (км/ч) удобнее определять по формуле:

 

 

 

от = 0,06 - ^ - ,

(29)

 

 

 

 

 

где

t— шаг гусеничной цепи, м;

 

 

г—число звеньев гусеничной цепи, укладываю­

 

щихся

по окружности

звездочки

(или число

 

зубцов

ведущей звездочки).

 

Рабочая,

или техническая,

скорость

vp—фактиче­

ская

скорость движения при работе в данных условиях,

выражается

формулой (км/ч):

 

 

Vp

= ^L. = vTlB

(30)

или

 

 

^

= 0,377 - ^4, ,

(31

48

где

| ц — коэффициент,

учитывающий

потери

на бук­

 

сование и непрямолинейность хода;

 

 

5 Р — д л и н а

рабочего пути, км;

 

 

 

Т р — чистое

рабочее время прохождения

данного

 

пути, ч.

 

 

 

Рабочая скорость трактора пли агрегата пропорцио­

нальна

частоте вращения

коленчатого

вала двигателя

«д, радиусу качения ведущих колес г,{,

коэффициенту |„

и обратно пропорциональна передаточному числу транс­ миссии трактора.

Рабочую, или техническую, скорость движения агре­ гата можно определить опытным путем, замерив опре­

деленный участок пути (100 или 200

м) рулеткой, и тог­

да

скорость движения

агрегата

(км/ч):

 

 

fP = 3,6-^f

(32)

где

L — длина гона, км;

 

 

 

t— время прохождения гона, ч.

 

 

Среднетехническая

скорость

и,.т

(км/ч) —скорость

движения агрегата на всем пути (рабочего и холостого хода):

 

' р i

' X

 

где Sp••• Sx—суммарный

путь

рабочего и

холостого хо­

да, км;

 

 

 

ТР -\ Тх—время

рабочего

и холостого

движения, ч.

Скорость холостого хода находят из выражения:

 

^ = -§*-•

(34)

 

' X

 

 

Эксплуатационная скорость иэ — средняя скорость движения в течение всего времени (наряда или смены) с учетом простоев (на погрузку, выгрузку, маневрирова­ ние, технологические остановки, техническое обслужи­ вание, оформление документов). Скорость va (км/ч) оп­ ределяется по формуле:

 

v3 =

s p + s*

=

Sp + Sx. f

 

(35)

 

Tp -f- Tx "b Tnp

 

T C M

 

 

 

где

Tup—суммарное

время

 

простоев, ч;

 

 

 

Тсм—продолжительность

 

наряда

или

смены,

ч;

5 Р

+ 5Х — путь, пройденный

агрегатом

за

время

Тсм,

 

км.

 

 

 

 

 

 

4 С. М. Хробостов

49

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ