Пути повышения агротехнической проходимости колесных тракторов в технологии возделывания сельскохозяйственных культур Дальнего Востока (16.03.2009)

Автор: Щитов Сергей Васильевич

Модернизация плугов вызвана двумя моментами. Во-первых, постановка дополнительных колес увеличивает тяговое усилие трактора, что дает возможность увеличить ширину захвата агрегата с целью повышения его производительности. Во-вторых, при постановке сдвоенных колес правые дополнительные колеса (с обычным плугом) частично идут уже по вспаханному полю.

Рис. 5. Сравнительная тяговая характеристика трактора «Кировец» на одинарных и сдвоенных колесах

Рис.6. Сравнительная тяговая характеристика трактора класса 1,4

1 – серийный 2 – сдвоенные колеса

Поэтому было решено увеличить ширину захвата агрегата за счет постановки двух дополнительных корпусов, приваренных к основной раме. Один корпус крепится спереди плуга, второй - сзади него. Использование модернизированных плугов позволило обеспечить движение правых дополнительных колес полностью по стерне. Испытания проводились на стерне пшеницы, влажность почвы составляла 22…24%. Исследования показали, что постановка дополнительных колес повышает тяговые показатели трактора на 10…15%.

?????????

???????

???????

???????J

???????p

????????

???????J

?о сдвоенными колесами. Так, при угле слома рамы ?=11О радиус поворота без нагрузки составил у трактора с одинарными колесами 21,96 м, а у трактора со сдвоенными колесами - 23,27 м (рис. 7). С увеличением тягового усилия до 20 кН радиус поворота соответственно увеличился до 24,5 м и 26,5 м. Аналогичные данные получены и с увеличением скорости движения. Увеличение угла слома рамы уменьшает радиус поворота. Характер протекания теоретических и экспериментальных исследований одинаков. Как показали результаты исследований, аналитические зависимости находятся в пределах доверительного интервала.

Рис. 7. Влияние сдвоенных колес на радиус поворота трактора (стерня зерновых, V=1м/с)

____________ -экспериментальная 1- одинарные колеса

------------------ -теоретическая 2- сдвоенные колеса

Анализ сравнительной тяговой характеристики трактора «Кировец» с различной шириной колеи передних и задних колес (рис.8) позволяет сделать вывод, что с повышением тягового усилия величина буксования возрастает как у трактора с нормальной шириной колеи, так и у трактора с различной шириной колеи передних и задних колес, хотя интенсивность возрастания буксования у серийного трактора выше. Это объясняется тем, что передние колеса при тяговом усилии срывают верхний слой почвы до мерзлоты, а задние колеса перекатываются по следу и, следовательно, касательная сила тяги, развиваемая за счет сдвига "кирпича", будет меньше. Аналогичные результаты получены и для колесного трактора класса 1,4 (рис. 9).

Результаты тяговых испытаний колесного трактора класса 1,4 с с серийным прицепом и прицепом, имеющим ведущий передний мост позволяет сделать вывод, что использование ведущего переднего моста прицепа позволяет снизить величину буксования. При одном и том же тяговом усилии 12 кН буксование серийного трактора составляет 20 %, а экспериментального трактора -16 %, что на 33 % меньше. При увеличении тягового усилия у серийного трактора интенсивность буксования резко возрастает, что говорит о снижении тягово-сцепных свойств, в то время как у экспериментального интенсивность возрастания величины буксования гораздо меньше. Если сравнить между собой тяговое усилие серийного и экспериментального тракторов, то можно отметить, что при одном и том же буксовании тяговое усилие экспериментального трактора выше. Так, при 15% буксовании тяговое усилие серийного трактора составляет 7,5 кН, а у экспериментального - 11,5 кН.

Использование колесного трактора класса 1,4 и прицепа с корректором сцепного веса позволяет снизить величину буксования по сравнению с серийным.

Рис. 8. Сравнительная тяговая характеристика трактора «Кировец» с нормальной и различной шириной колеи передних и задних колёс

--------- - нормальная ширина колеи

- различная ширина колеи передних и задних колес

Рис.9. Сравнительная тяговая характеристика трактора класса 1,4

1 – серийный

2 – различная ширина колёс

Так, при тяговом усилии 10,5 кН буксование серийного трактора составило 18,4%, а у экспериментального – 16,5%. Кроме этого, использование корректора сцепного веса повышает тяговую мощность трактора на 12,1 % по сравнению с серийным. Как показали исследования, с увеличением сцепного веса повышаются тягово-сцепные свойства МТА. Так, при увеличении нагрузки на прицепное устройство с 5 кН до 7,5 кН при тяговом усилии 11,2 кН величина буксования снизилась с 20 до 17%.

Неустановившийся характер крюковой нагрузки вызывает колебания ведущего момента, поступательной скорости движения, буксования трактора. С целью выявления влияния сдвоенных колес трактора на степень неравномерности ведущего момента, на степень неравномерности поступательного движения и буксование трактора были проведены экспериментальные исследования на пахоте, посеве и сплошной культивации.

Анализ рассматриваемых графических зависимостей (рис.10) показывает, что на степень неравномерности ведущего момента трактора оказывает значительное влияние скорость движения, крюковая нагрузка и приведенный момент инерции МТА.

Рис. 10. Влияние сдвоенных колес трактора на степень неравномерности ведущего момента; стерня зерновых; пахота Ркр=50кН и Ркр=25кН

____________ -экспериментальная 1- одинарные колеса;

------------------ -теоретическая 2- сдвоенные колеса

Необходимо отметить, что с увеличением скорости движения степень неравномерности ведущего момента возрастает как для трактора на одинарных, так и на сдвоенных колесах. Характер изменения степени неравномерности ведущего момента в обоих случаях идентичен. Так, с увеличением скорости движения от 1,14 до 2,4 м/с, степень неравномерности возросла для трактора, работающего на одинарных колесах в 2,5 раза, а для трактора на сдвоенных колесах - в 1,9 раза, при тяговом усилии 50 кН. Таким образом, постановка сдвоенных колес на трактор позволяет снизить степень неравномерности ведущего момента и рост его интенсивности. Особенно это заметно с возрастанием скорости движения. Если при скорости движения 1,15 м/с постановка сдвоенных колес на трактор позволила снизить степень неравномерности на 11%, то при скорости движения 2,4 м/с это снижение составило 44%. Снижение степени неравномерности ведущего момента достигнуто за счет увеличения приведенного момента инерции МТА. Установленные на трактор дополнительные колеса выполняют роль маховика. Они являются аккумулятором кинетической энергии механизма, накапливая ее во время ускоренного движения при уменьшении крюковой нагрузки и отдавая ее обратно при замедленном движении, когда нагрузка возрастает.

Кроме скорости движения, на степень неравномерности ведущего момента трактора большое влияние оказывает крюковая нагрузка (рис.11).

Рис.11. Зависимость степени неравномерности ведущего момента от крюкового усилия трактора; пахота; передача II-3

____________ -экспериментальная 1- одинарные колеса;

------------------ -теоретическая 2- сдвоенные колеса

Неустановившийся характер крюковой нагрузки вызывает колебание момента на ведущих полуосях трактора, который является параметром, наиболее полно отражающим условия работы МТА. Работа его в условиях сельскохозяйственного производства характерна непрерывными колебаниями нагрузки, которая обусловлена многочисленными и разнообразными факторами. Нормированные корреляционные функции (x(?) и спектральные плотности (x(() ведущего момента представлены на рисунке 12. Характер изменения корреляционной функции свидетельствует о том, что трактор на сдвоенных колесах более плавно воспринимает изменение крюковой нагрузки, а это способствует стабилизации нагрузочного режима. В то же время, с ростом ? корреляционная связь между ординатами процесса ослабевает и при ?=0,67с для одинарных и ?=0,918с для сдвоенных колес, кривые пересекают ось абсцисс, и далее наблюдается их затухание относительно этой оси. Это свидетельствует о том, что в процессе помимо случайной части имеются и периодические колебания.

Анализ спектральных плотностей показывает, что для трактора на одинарных колесах максимум находится в пределах от 6 до 18с, а у трактора на сдвоенных колесах- от 3 до 10с. Из этого следует, что наименьшие колебания ведущего момента имеет трактор, работающий на сдвоенных колесах. Колебания степени неравномерности ведущего момента трактора оказывают влияние на равномерность частоты вращения коленчатого вала двигателя. Так, с увеличением скорости движения от 1,14 до 2,4 м/с амплитуда колебания частоты вращения коленчатого вала двигателя возросла в 2,47 раза для трактора с одинарными колесами и в 2,1 раза для трактора со сдвоенными колесами.

Рис. 12. Нормированные корреляционные функции ?(?) и

спектральные функции ?х(?) ведущего момента


загрузка...