3.3 Расчет параметров безопасности машинно-тракторного агрегата

Способность мобильного агрегата сохранять направление движения и противостоять действию внешних сил, стремящихся вызвать занос или опрокидывание, называется устойчивостью. Для транспортных агрегатов наиболее опасно поперечное опрокидывание (рисунок 3.1) [30].

Рисунок 3.1 Расчетная схема машинно-тракторного агрегата

Поперечная устойчивость определяется статическим углом β₀ уклона, при котором машина стоит, не опрокидываясь и не сползая. Предельная величина этого угла определяется по формуле [30]:

tgβ₀=0,5·В/h_ц, (3.1)

где В - ширина колеи транспортного средства, м.

h_ц - высота расположения центра масс машины.

tgβ₀=0,5·1,8/1,01=0,89

β₀=arctg0,89=41,6°.

На боковую устойчивость трактора влияют динамические явления, возникающие от неровностей дороги. Которые интенсивней проявляются при увеличении скорости движения. Угол динамической поперечной устойчивости β_Д находится в пределах:

β_Д=(0,4…0,6)·β₀ (3.2)

β_Д=0,5·41,6=20,8°.

Критерием продольной устойчивости служат предельные значения углов подъема α_П и уклона α_У. Угол наклона, при котором возникает вероятность опрокидывания, определяется по формуле:

tgα_П=a/h_ц, (3.3)

где a - продольная координата центра масс, м.

tgα_П=1,1/1,01=1,08

α_П=arctg1,08=47,2°.

Предельный угол уклона колесных машин определяется по формуле:

tgα_У=(L-a)/h_ц, (3.4)

где L – продольная база машины, L=2,4 м.

tgα_У=(2,4-1,1)/1,01=1,28

α_У=arctg1,28=52°.

Таким образом, опрокидывание МТА более вероятно при движении на подъем, чем под уклон.

Значение критической скорости определяется:

где - ускорение свободного падения, ;

- радиус поворота, м;

Полное время определяется:

, (3.6)

где – время реакции водителя, =0,2…1,5 с;

– время срабатывания тормозов (для тормозов с гидравлическом приводом 0,2 с, с механическим 0,3 с, с пневматическим 0,6…0,7 с;

– время от начала торможения до полной остановки транспортного средства =0,2…0,5 с.

Эффективность торможения мобильных машин оценивают по значению остановочного пути, м:

– начальная скорость при торможении, км/ч;

– коэффициент эксплуатационных условий торможения, =1,4…1,5;

– коэффициент сцепления шин с почвой, .

В случае, когда трактор агрегатирует сеялку, не имеющую тормозов на колесах, остановочный путь определяется, м:

где – масса трактора, кг;

– масса сеялки, кг.

3.4 Мероприятия по охране окружающей среды

Возделывание сахарной свеклы в рамках традиционной технологии требует комплексного подхода к минимизации негативного воздействия на окружающую среду. Основой таких мероприятий является соблюдение агроэкологических принципов, направленных на сохранение почвенного плодородия, предотвращение эрозии и снижение химической нагрузки на экосистемы.

Почвозащитные меры. Ключевым направлением остается борьба с водной и ветровой эрозией. В регионах с выраженным рельефом, таких как Пензенская область, внедряется противоэрозионная организация территории. Это включает зонирование полей по степени эрозионной опасности, выделение участков под многолетние травы или пастбища, а также контурную нарезку полей, при которой длинные стороны располагаются поперек склона. Для задержания талых вод применяется полосное зачернение снега торфом или золой, что ускоряет его таяние и снижает скорость стока. На склонах до 5° эффективен посев культур поперек уклона, а на более крутых — создание ячеистой поверхности за счет комбинированного направления высева [31].

Важную роль играют лесополосы, высаженные по границам полей. Они не только снижают скорость ветра на 30…40%, но и задерживают снег, улучшая водный режим почвы. Для защиты от дефляции на песчаных и распыленных грунтах применяются структурообразующие полимеры, а также сохраняется стерня или соломенные валки после уборки предшественников.

Оптимизация системы удобрений. Снижение химической нагрузки достигается за счет рационального использования минеральных и органических удобрений. Азотные удобрения вносятся дробно, с учетом фаз развития растений и данных почвенно-растительной диагностики, что предотвращает накопление нитратов в корнеплодах и грунтовых водах. Совместное применение органики (навоз, компост) и минеральных комплексов повышает эффективность усвоения питательных веществ и снижает риск загрязнения окружающей среды. Вблизи водозаборных зон и на кислых почвах ограничивается использование аммиачной селитры, заменяемой на менее подвижные формы азота [31].

Технологические и агротехнические решения. Соблюдение норм внесения удобрений и средств защиты растений строго регламентируется. Перед выходом в поле проводится проверка техники на герметичность соединений и отсутствие утечек химикатов. Для минимизации перерасхода препаратов применяется точное земледелие: GPS-навигация при опрыскивании, датчики контроля дозировки.

В севооборот включаются сидеральные культуры (люпин, горчица), которые улучшают структуру почвы, подавляют сорняки и снижают потребность в гербицидах. После уборки свеклы поле засевается озимыми злаками или многолетними травами, что предотвращает вымывание питательных элементов в осенне-зимний период [31].

Защита водных ресурсов. Для предотвращения загрязнения водоемов химикатами создаются буферные зоны шириной 10…20 м вдоль рек и озер, где исключается применение пестицидов и интенсивная обработка почвы. В рамках традиционной технологии актуально использование капельного орошения, которое снижает расход воды на 30…40% по сравнению с дождеванием, а также минимизирует вымывание удобрений [31].

Традиционная технология возделывания сахарной свеклы, дополненная современными экологическими практиками, позволяет сохранить баланс между продуктивностью и устойчивостью агроэкосистем. Ключевыми факторами успеха являются адаптация почвозащитных методов к локальным условиям, внедрение ресурсосберегающих технологий и строгий контроль за соблюдением природоохранных нормативов. Это создает основу для долгосрочного использования земельных ресурсов без ущерба для окружающей среды.