mehanizaciya i elektrifikaciya

2.8. Сила тяги трактора

Сила тяги трактора (Ртяг) - это та сила, которую трактор может использовать для перемещения соединенных с ним машин. Движение трактора обусловлено движущей силой Рдв, но часть ее будет израсходована на преодоление сопротивлений самопередвижению трактора RTP.

Сопротивление самопередвижению трактора в установившемся движении

где Rfтр - сопротивление перекатыванию трактора, зависящее от свойств опоры и движителя;

Riтр - сопротивление движению трактора на уклоне (плюс - на подъеме).

Но, как установлено ранее, движущая сила - величина непостоянная и, в зависимости от условий движения ограничена:

при движении по плотной сухой поверхности ( при хорошем сцеплении движителя с опорой) имеем Рдв ≤ Рк - ограничение по двигателю, т.е. по возможностям самого трактора;

при движении по рыхлой и (или) влажной поверхности, т.е. при плохом сцеплении движителя с опорой, имеем Рдв ≤ Pφ - ограничение по сцеплению, которое зависит от многих факторов.

Касательная сила Рк также непостоянна. Она ступенчато изменяется при переключении передач, а на данной передаче зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя и развиваемого при этой частоте крутящего момента.

В технических характеристиках трактора приводят значения расчетной (или нормальной) тяговой силы (Ррт), которую трактор может развивать на каждой передаче, двигаясь по стерне без уклона, при работе двигателя с номинальными оборотами. Значения расчетной тяговой силы Ррт из технических характеристик тракторов приведены в таблицах 4 и 5 Приложений.

Значения тяговой силы, указанные в таблицах, рассчитаны по касательной силе, если нет ограничения по сцеплению. На низших передачах с ограничением по сцеплению тяговая сила указана по тяговому классу или максимальной силе тяги трактора.

Максимальная сила тяги - это сила, ограниченная тягово-сцепными и агротехническими возможностями (буксованием), управляемостью, мощностными или прочностными возможностями трактора.

Сопротивление перекатыванию машин находят аналогично силе трения:

где f - коэффициент сопротивления перекатыванию (табл. 6 и 7 Приложений); Q - эксплуатационная сила тяжести машины (табл. 1 и 2 Приложений), кН.

Для трактора эксплуатационная сила тяжести - это его сила тяжести в снаряженном состоянии (с топливом, смазкой и т.д.) с догрузкой балластом и работающими с ним в агрегате машинами (в расчетах ≈ 1,1 конструктивной).

Уклон (i) - это отношение высоты подъема к его основанию, т.е. тангенс угла (α) подъема (спуска).

31

При движении машины на уклоне горизонтальная составляющая силы тяжести препятствует или способствует ее движению.

При некоторых допущениях (tg α ≈ sin α) сопротивление движению на уклоне:

где Q - эксплуатационная сила тяжести машины, кН; i - величина уклона, заданная в процентах.

Угол подъема легко перевести в уклон (табл. 2.2) Таблица 2.2. Соответствие угла подъёма и уклона

Тогда сопротивление самопередвижению трактора можно представить в ви-

Тяговое усилие трактора определится в зависимости от условий сцепления

2.3. Проверить, реализуются ли тяговые возможности трактора Т-25А по сцеплению при работе на стерне без уклона на первой передаче.

Расчетная тяговая сила трактора на первой передаче (табл.4 Прилож.):

(Ррт)I = 7,74 кН. Коэффициенты сцепления и сопротивления перекатыванию колесного трактора на стерне (табл.7 Прилож.): φст=0,6-0,8; fст= 0,08-0,10. Конструктивная масса трактора (табл.1 Прилож.) Мтр =1780 кг.

Определяем эксплуатационную силу тяжести трактора, полагая ее равной 1,1 конструктивной: Qтp = 1,1•9,81•Мтр/1000 ≈ 0,011•1780 = 19,6 кН.

Сила сцепления движителя колесного трактора 4x2 со стерней: Рφ=φ•Ссц=2/3•φ•Qтр=2/3•(0,6÷0,8)•19,6=7,8÷10,4кН. Касательная сила на первой передаче: (Рк)I=(Ррт)I+Rрт=(Ррт)I+fст•Qтр=7,74+(0,08÷0,10)•19,6=9,3÷9,7 кН

Сравнивая полученные значения касательной силы с силой сцепления видим, что на сухой стерне при полной нагрузке тяговым сопротивлением трактор работоспособен; после дождя при f = 0,6 и φ = 0,10 необходимо балластирование трактора.

2.4. Найти действительную силу тяги и рабочую скорость трактора Т-25А под нагрузкой при работе на III передаче на горизонтальном поле, подготовленном под посев.

Коэффициент буксования трактора при номинальном тяговом усилии (табл. 1 Прилож.) δ = 15,8/100 = 0,158. На III передаче (табл.4 Прилож.) теоретическая скорость (vт)III = 9,4 км/ч, расчетная сила тяги (Ррт)III = 4,7 кН.

Коэффициент сопротивления перекатыванию на поле, подготовленном под посев f= 0,16÷0,18.

32

Коэффициент буксования при тяговом усилии около 45кН, т.е. 4,5/6,0=0,75 номинального: δIII= 0,75δ = 0,75•0,158 ≈ 0,12.

Рабочая скорость трактора (vp)III =(vт)III•(1 - δ)III = 9,4-(1 - 0,12) = 8,27 км/ч. Дополнительное сопротивление перекатыванию трактора:

Rf = (f – fст )•QTP = (0,18 - 0,1)•19,6 = 1,57 кН. Действительное тяговое усилие трактора: (Ртяг)III = (Ррт )III-Rf = 4,7-1,57 = 3,1кН.

2.5.Проверить возможность движения трактора Т-25А по глубокой грязи на горизонтальном участке пути.

Трактор без машин. Единственное сопротивление его движению - сопротивление перекатыванию.

По табл.7 Прилож. при движении по глубокой грязи для колесного трактора: коэффициент сцепления φ = 0,2 ÷ 0,5.

коэффициент сопротивления перекатыванию f = 0,2 ÷ 0,3. Примем для расчета подчеркнутые значения коэффициентов.

Сопротивление перекатыванию Rf = f•Qтр = 0,3•19,6 = 5,9 кН.

Сопротивление перекатыванию меньше тяговых возможностей трактора на первой передаче: 5,9 < 7,74 кН, т.е. трактор не имеет ограничения по двигателю.

Проверим возможность движения по сцеплению.

Сила тяги по сцеплению Рφ= 2/3•φ•Qтр=2/3•0,5•19,6 =6,5 кН. Поскольку Рφ > Rf (6,5 > 5,9), трактор по глубокой грязи пройдет.

2.6.Оценить силу тяги по сцеплению трактора МТЗ-80 на стерне.

Эксплуатационная сила тяжести трактора:

Qтр = 1,1•9,81•Мтр/1000 ≈ 0,011•3410 = 37,5 кН. Сила сцепления движителя колесного трактора 4 х 2 со стерней:

Рφ = φ • Ссц= 2/3• φ • Qтр= 2/3•(0,6÷0,8) •37,5 = 15÷20 кН Сопротивление перекатыванию трактора по стерне при f =0,1.

без уклона: RТР = Rf = f•Qтр = 0,1•37,5 = 3,75 кН;

суклоном i = 0,05: Rтр = Rf + Ri = (f+i)•Qтр = (0,1+0,05)•37,5 = 5,6 кН. Касательная сила, необходимая для создания тягового усилия 14 кН: без уклона: Рк = Ррт+ Rтр = 14 + 3,75 = 17,75 кН;

суклоном i = 0,05: РК = Ррт+ Rтр = 14 + 5,6 = 19,6 кН.

Из расчета видно, что на сухой стерне без уклона тяговое усилие 14 кН по сцеплению обеспечено. На мокрой стерне и на уклоне 5% сцепные качества трактора без догрузки недостаточны.

2.7. Оценка движущей силы трактора по двигателю (касательной силы) может быть выполнена по формуле: РК = 2,65•Ne•ηМТ:VT (где Ne - мощность в лошадиных силах; VT - ско-

рость в км/ч; ηмт- КПД трансмиссии - безразмерная величина). Для МТЗ-80 на первой основной передаче при VT =2,5 км/ч:

(Рк)I = 2,65•Ne•ηмт:Vт = 2,65•80•0,89:2,5 = 75,5 кН

Контрольные вопросы и задания к главе 2

1. По каким признакам классифицируют тракторы и автомобили? 2. Что такое типаж тракторов? 3. Как классифицируют двигатели внутреннего сгорания тракторов и автомобилей? 4. Назовите основные механизмы и системы двигателей внутреннего сгорания. 5. Перечислите отличительные особенности рабочего процесса четырех- и двухтактного двигателей. 6. В чем заключаются отличительные особенности рабочего процесса дизельного и карбюраторного двигателей? 7. Перечислите основные преимущества дизельного двигателя по сравнению с карбюраторным. 8. Для каких целей предназначен кривошипно-

33

шатунный механизм? Перечислите основные детали механизма. 9. Для каких целей предназначен механизм газораспределения? Перечислите основные детали механизма. 10. В чем заключаются отличительные особенности системы питания дизельного и карбюраторного двигателей? 11. Из каких основных частей состоит система охлаждения двигателя? Перечислите отличительные особенности жидкостной и воздушной систем охлаждения. 12. Из каких основных частей состоит батарейная система зажигания? 13. Какие способы пуска двигателей в работу вам известны? 14. Как классифицируют трансмиссии тракторов и автомобилей? 15. Из каких основных частей состоит трансмиссия трактора и автомобиля? 16. Как устроены простейшая муфта сцепления, коробка перемены передач? 17. Какие основные детали входят в главную передачу и дифференциал? Для чего предназначена главная передача и дифференциал? 18. Как устроена конечная передача? Каково ее назначение? 19. Как устроен механизм поворота гусеничных тракторов? Опишите принцип его работы. 20. Какие основные детали входят в рулевое управление колесных тракторов и автомобилей? 21. Для чего предназначена гидравлическая система? Опишите ее общее устройство и принцип работы. 22. Какие типы гидроцилиндров используют в гидравлической системе? 23. Как устроен гидрораспределитель? Расскажите об основных положениях золотника гидрораспределителя. 24. Какие основные типы валов отбора мощности используют в тракторах? Для чего предназначен ВОМ? 25. Перечислите вспомогательное оборудование трактора и автомобиля.

34

ГЛАВА 3. Технические средства

3.1. Погрузочно-разгрузочные средства 3.1.1. Грейферные погрузчики

Погрузчик грейферный ПГ-0,2. Предназначен для погрузки минеральных удобрений, навоза, торфа и других сельскохозяйственных грузов, а также для работы на животноводческих фермах и в парниках. Представляет собой навесную машину (рис. 3.1), состоящую из колонны, стрелы, надставки, сменного рабочего органа, гидросистемы и бульдозерной лопаты. В комплект сменных рабочих органов входят: грейферный ковш для погрузки сыпучих материалов (удобрений, песка, гравия, угля, извести, земли), вилы для погрузки навоза, силоса из буртов и траншей, штучных и затаренных грузов. Бульдозерная лопата используется для подгребания погружаемого материала в процессе погрузки. Управляют рабочими органами погрузчика при помощи гидросистемы трактора.

Рисунок 3.1. Погрузчик грейферный ПГ-0,2:

1 - масляный бак; 2 - сиденье; 3 - распределитель; 4 - гаситель; 5 - колонна: 6, 8 - цилиндры изгиба; 7 - стрела; 9 - надставка; 10 - сменный рабочий орган; 11 - домкрат; 12 - бульдозерная лопата

Погрузчик грейферный ПГХ-0,5. Предназначен для погрузки удобрений в транспортные средства и разбрасыватели, а также хлопка-сырца в бурты (в

35

хлопкосеющих районах) и других работ. Представляет собой навесную машину с устройством и принципом работы, аналогичными ПГ-0,2. В комплект сменных рабочих органов входят: универсальный ковш со створками для сыпучих материалов; грейфер для навоза, хлопка и соломы; крюк. Для получения высоты подъема груза до 4...7 м используют удлинитель стрелы. Действие механизмов обеспечивается от гидросистемы погрузчика.

Краткие технические характеристики грейферных погрузчиков приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1. Краткие технические характеристики грейферных погрузчиков

*Здесь и далее производительность указана за час чистого времени.

3.1.2.Погрузчики-экскаваторы

Погрузчик-экскаватор ПЭ-0,8Б. Предназначен для погрузки удобрений, силоса, сенажа и других сельскохозяйственных грузов, выполнения земляных

Рисунок 3.2. Погрузчик-экскаватор ПЭ-0,8Б:

1 - колонна; 2 - опорный домкрат; 3 - экскаваторная лопата; 4 - надставка; 5 - гидроцилиндр механизма грейфера; 6 - гидроцилиндр складывания стрелы; 7 - гидроцилиндр подъема стрелы; 8 - стрела; 9 - подставка; 10 - бульдозерная лопата

36

работ. Представляет собой (рис. 3.2) навесную машину, состоящую из рамы, колонны, стрелы, домкратов, сменных рабочих органов, гидросистемы. В комплект сменных рабочих органов входят: грейферный ковш для погрузки сыпучих материалов; когти для погрузки навоза, силоса и соломы; экскаваторная лопата для рытья траншей и других земляных работ; крюк для погрузки и разгрузки штучных грузов. Бульдозерная лопата используется для сгребания погружаемого материала и легких планировочных работ. Во время погрузочноразгрузочных работ стоит на месте, вывешенный на опорных домкратах и отвале бульдозера. Управляют погрузочными механизмами при помощи автономной гидросистемы, бульдозером - от гидросистемы трактора.

Погрузчик-экскаватор автономный ПЭА-1,0.

Предназначен для погрузки органических и минеральных удобрений, сыпучих и малосыпучих материалов, штучных и затаренных сельскохозяйственных грузов, силоса, сенажа, а также для проведения экскаваторных работ. Представляет собой (рис. 3.3) специализированную самоходную машину, выполненную на базе трактора ЮМЗ-6. В комплект сменных рабочих органов погрузчика входят: грейферный ковш для погрузки в транспортные средства сыпучих и малосыпучих грузов (органических и минеральных удобрений, земли, песка, гравия и т. п.); экскаваторная лопата для рытья траншей, котлованов в грунтах до III категории; грейфер (когти) для погрузки в транспортные средства навоза, силоса, соломы, сенажа; грейфер для погрузки свеклы, картофеля; крюк для погрузки, разгрузки штучных и затаренных грузов. Бульдозерная лопата используется для подгребания погружаемого материала и легких планировочных работ. Технологическая схема работы аналогична ПЭ-0,8Б.

Рисунок 3.3. Погрузчик-экскаватор автономный ПЭА-1,0:

1 - опорный домкрат; 2 - ковш; 3 - надставка; 4 - стрела; 5 - гидроцилиндр; 6 - колонна; 7 - трактор; 8 - бульдозерная лопата

37

Погрузчик-стогометатель фронтальный ПФ-0,5.

Предназначен для скирдования сена, соломы, укладки копен в транспортные средства, погрузки минеральных удобрений, навоза и других сельскохозяйственных сыпучих грузов. Представляет собой (рис. 3.5) навесную машину, состоящую из передней и опорной рам; фермы подъема; рабочих органов; гидросистемы. В комплект рабочих органов входят: вилы для погрузки силоса и навоза; ковш сварной конструкции для погрузки сыпучих грузов. По желанию потребителя стогометатель может быть поставлен: с крюком для подъема штучных грузов; с подъемно-поворотной стрелой с контейнером; с приспособлением ПСМ-30 для загрузки самолетов минеральными удобрениями.

Навешивается на тракторы МТЗ-50/52, МТЗ-80/82 и ЮM3-6.

Рисунок 3.5. Погрузчик фронтальный ПФ-0,5:

1 - ковш; 2 - ферма подъема; 3 - гидроцилиндр; 4 - опорная рама; 5 - трактор; 6 - передняя рама

Погрузчик фронтальный ПФ-0,75. Предназначен для работы в складах минеральных удобрений. Может снимать поддоны с транспортных средств, доставлять их к месту хранения и укладывать в штабели; транспортировать удобрения за пределы склада и загружать их в смеситель, измельчитель, транспортные средства или разбрасыватели удобрений. Представляет собой (рис. 3.6) навесную машину, состоящую из: основной рамы, навески, поворотной рамы с

39

Таблица 3.3. Краткие технические характеристики фронтальных погрузчиков

3.1.4.Фронтально-перекидные погрузчики

Погрузчик-бульдозер ПБ-35. Предназначен для погрузки в транспортные средства и формирования буртов различных удобрений, песка, гравия и других сыпучих и малосыпучих материалов; для разработки и перемещения грунта; расчистки дорог и площадок от снега. Погрузчик (рис. 3.7) загружает материалы двумя способами: фронтальным (перед радиатором трактора) и перекидным (сзади трактора). При навешивании на бульдозер открылков и лыж погрузчик можно использовать для добычи торфа на осушенных и подготовленных болотах поверхностно-послойным способом. Открылки и лыжи завод поставляет по желанию потребителя.

Погрузчик фронтально-перекидной ПФП-1,2. Предназначен для погрузки из буртов и куч в транспортные средства различных сыпучих и малосыпучих

40