14

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кубанский государственный аграрный университет

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ НАВЕСНЫХ УСТРОЙСТВ ТРАКТОРОВ

(Навесные агрегаты. Классификация и увеличение прочности навесных устройств)

Рыжих Н.Е. - к. т. н., доцент

1. НАВЕСНЫЕ АГРЕГАТЫ

Создание навесных агрегатов явилось прогрессом в сельскохозяйственном производстве. Впервые навесные машины в Советском Союзе стали применяться в 1931 году. Для их управления применялся ручной привод, который впоследствии был заменен механическим подъемником, работающим от вала отбора мощности. Рабочие органы первых навесных машин были плохо приспособлены к рельефу поля, так как навесная машина реагировала на перекосы и крены трактора при прохождении агрегата через препятствия. Кроме того, каждая машина могла работать только с трактором, для которого была предназначена.

Вследствие этих недостатков навесные машины в довоенные годы не получили широкого распространения. Начиная с 1950 года, комплекс навесных машин расширился. Этому способствовало создание более удобного, компактного, единоагрегатного гидроподъемника.

Менее жесткая одноточечная связь прицепных машин с тракторами уменьшает взаимовоздействие частей агрегатов, но и не создает положительных эффектов, присущих навесным агрегатам, таких, как управление рабочей машиной из трактора, незатруднительное транспортирование и другие.

Способ соединения машины с трактором имеет особое значение в связи с тем, что движение по неровностям поля приводит к значительным вертикальным ускорениям и большим инерционным силам, действующим на машину и трактор. Следствием этого является не только быстрый износ агрегата и потребление значительной энергии, но и нарушение технологии обработки почвы, затруднительное управление.

В конце 1957 г. наша промышленность освоила производство новой унифицированной раздельно-агрегатной гидросистемы.

Применение навесных машин и гидравлического управления открыло широкие возможности для значительного повышения рабочих скоростей, автоматизации процессов управления агрегатами и контроля над работой механизмов и рабочих органов, за тяговым сопротивлением навесных машин.

В настоящее время известно, что навесные машины имеют ряд бесспорных преимуществ перед прицепными: значительное уменьшение металлоемкости, повышение маневренности, внедрение дистанционного управления, а также отсутствие прицепщиков.

Однако отдельные навесные машины уступают прицепным по экономическим показателям. Поэтому при разработке навесных или прицепных машин необходим тщательный анализ целесообразности изготовления того или иного типа машин. Если навесная машина имеет худшие показатели, чем прицепная, нужно изготавливать прицепную машину или искать способы улучшения конструкции навесной машины или присоединительного устройства. Наиболее энергоемкую работу в сельскохозяйственном производстве выполняют пахотные агрегаты, при этом в навесных пахотных агрегатах наблюдается значительная вертикальная нагрузка на переднюю часть трактора (она обусловлена противодействием смещению агрегата от прямолинейного движения), повышающая его сопротивление перекатыванию. Вертикальная нагрузка на опорное колесо плуга при нормальной заглубляемости значительно больше необходимой [8]. Уменьшение этих нагрузок за счет их перераспределения на заднюю часть трактора автоматически, с помощью силы тяги и пропорционально ее изменению, а также подсоединение плуга к трактору менее жестко, чем серийной навеской, позволило бы более полно использовать мощность трактора на обработку почвы, снижая внутренние потери в агрегате, буксование и сопротивление перекатыванию передней части трактора и опорного колеса плуга.

Факторами силового воздействия прицепного орудия на трактор, изменяющими его сцепной вес, являются: величина, направление и точка приложения тягового усилия.

Силовое воздействие навесной машины на трактор более сложно и качественно разнообразно: на трактор частично или полностью передается сила тяжести навесной машины и реактивное сопротивление почвы, действующее на рабочие органы. При прочих равных условиях силовое воздействие навесной машины зависит от места ее расположения на тракторе, способа связи с трактором и метода регулирования ее работы. Изменение характера нагрузки на ходовую часть трактора может сказываться как положительно, так и отрицательно на основных показателях агрегата: устойчивости движения, управляемости, плавности хода, тягово-сцепных свойствах, и, таким образом, определять в целом ее эффективность.

Анализируя иностранные источники, мы приходим к выводу, что за рубежом прицепные машины находят ограниченное применение, и имеется тенденция расширения комплекса навесных и полунавесных машин [2].

2. КЛАССИФИКАЦИЯ НАВЕСНЫХ УСТРОЙСТВ ПО СПОСОБУ ВЕРТИКАЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ МАШИН В ПОЧВЕ

В условиях энергетического кризиса особое значение приобретает уровень энергозатрат на вспашку. Это связано с изучением силового взаимовоздействия плуга и трактора (при различных схемах навески), влияющих на работу трактора, плуга и всего агрегата. Важнейшими показателями пахотных агрегатов являются: качество работы, обеспечение устойчивости и равномерности хода плуга по глубине и ширине захвата, выполнение других агротехнических требований по обработке почвы с применением методов оценки почвообрабатывающих машин с использованием существующих ГОСТов.

Равномерность глубины хода плуга связана с конструкцией навесного устройства и находится в прямой зависимости от вертикальных перемещений рабочих органов в почве, значений заглубляющего момента и других факторов.

Назначение опорного колеса плуга - ограничивать заглубление рабочих органов в вертикальной плоскости и поддерживать постоянство глубины их хода при изменчивости сил, действующих на плуг.

Наличие же на плуге дополнительных упоров в виде скользящих опорных поверхностей лезвия лемеха и полевой доски усложняет возможность поддержания постоянства глубины пахоты, поскольку необходимо иметь вертикальную нагрузку на плуге не только на опорном колесе, но и на этих опорных поверхностях. Опорная поверхность лезвия невелика, поэтому она мало влияет на заглубляемость, а пятка полевой доски, как указывает академик В.П. Горячкин [4], уменьшает возможность перемещения плуга, особенно когда невелик так называемый "затылочный" угол е между нижней плоскостью корпуса и дном борозды (рис. 1).

Рисунок 1 - Перемещение плуга в вертикальной плоскости при различных навесках: а - параллелограммной, б - серийной, в - маятниковой

Поэтому для устойчивого движения плуга по глубине без увеличения его вредного сопротивления от дополнительной вертикальной нагрузки следует иметь опору на колесе, исключив давление полевой доски за счет затылочного угла [7].

С учетом этих требований, проведенного анализа исследований [2-8] и создания навесных устройств на факультете механизации сельского хозяйства Кубанского госуниверситета предлагается классификация навесных устройств по способу перемещения рабочих органов машин в почве в вертикальной плоскости с оценкой их способности обеспечивать движение радиальное, почти параллельно поверхности и параллельное (рис. 2).

На навесных агрегатах с параллелограммной навеской (рис. 1а) затылочный угол плуга равен нулю. Одинаковое и параллельное заглубление всех рабочих органов достигается наличием на них положительных затылочных углов е. Подъем в транспортное положение многокорпусного плуга при такой навеске необходимо осуществлять на значительную высоту, поскольку при горизонтальном положении поднятого невысоко плуга и появлении продольных колебаний агрегата на неровностях корпус будет ударяться о землю.