Сравнительная оценка треугольного обвода ходовой системы гусеничного трактора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сравнительная оценка треугольного обвода ходовой системы гусеничного трактора

А.Н. Бухаровская - аспирантка;

М.А. Карапетян - канд. техн. наук, доцент;

В.Н. Пряхин - д-р техн. наук, профессор

Аннотация

В статье рассмотрены вопросы сравнительной оценки конструкционных особенностей различных типов гусеничного обвода. Установлена целесообразность применения треугольного обвода на тракторах класса 5 т.

Abstract

In article questions of a comparative estimation of constructional features of various types of caterpillar contour are considered. The expediency of application of triangular contour on tractors of a class of 5 tons is established.

Сравнительный анализ и сопоставление колесных и гусеничных машин при эксплуатации их в тяжелых дорожных, а особенно во внедорожных, условиях показывает преимущество последних по таким важнейшим показателям, как проходимость, производительность, манёвренность, тягово-сцепные качества, удобство и надежность работы. При этом сложность и громоздкость активного привода к колесам ликвидирует такое важное достоинство колесной тракторной техники, как простота конструкций.

Следовательно, необходимость в разработке новых и модификации старых конструкций тягово-транспортных средств с приводом от гусеничного движителя была и остаётся высокой. По-прежнему, эффективная работа целых отраслей народного хозяйства зависит от прогресса в разработках конструкторов гусеничных машин.

Машины с гусеничным приводом очень разнообразны по конструкции и назначению. Гусеничный движитель является одним из важнейших механизмов, определяющих тяговые качества, производительность, экономичность и надежность всех этих машин. Поэтому совершенствование конструкции движителя, выбор оптимальных параметров, рациональное сочетание характеристик отдельных его элементов, разработка более совершенной схемы привода и формы обвода гусениц представляют ответственный этап при создании или модернизации гусеничных машин.

На основе исследования отечественных и зарубежных фирм в ОАО «НАТИ» создан опытный образец трактора серии НАТИ-4 класса 5 тонн с треугольной компоновкой гусеничного обвода, оснащенный асфальтоходной резиноармированной гусеницей. При разработке конструкции перспективного трактора НАТИ-4 ставились задачи повышения его тягово-сцепных свойств и снижения уплотняющего воздействия на почву, обеспечения лучшей навесоспособности, высокой надежности и технологичности конструкции, снижение трудоемкости ТО [1].

Компоновочная схема и конструкция трактора разработаны в соответствии с концепцией и техническим заданием на новый трактор. По сравнению с Т-250 изменениям подверглись: ходовая система (независимая торсионная подвеска опорных колес и поднятое над поверхностью грунта переднее направляющее колесо, обеспечивающее регулировку натяжения гусениц), увеличенная в объеме кабина с дополнительным сиденьем вспомогательного рабочего, размещение топливных баков, расположение всасывающей и выхлопной труб вдоль передних боковых стоек кабины, общее художественно - конструкторское решение верхнего строения.

Кроме того на тракторе был установлен рядный шестицилиндровый двигатель Алтайского моторного завода вместо V- образных восьмицилиндрового двигателя ЯМЗ.

Трансмиссия заимствована с Т-250, что несколько уменьшило объем изготовления.

Тягово-сцепные свойства гусеничных тракторов в полевых условиях, в том числе и при повышенной влажности почвы, вполне достаточны, чтобы реализовать мощность двигателя, переданную к ведущей звездочке движителя. Однако на несвязанных (слабых) почвах возрастает буксование, которое, помимо снижения скорости и тяговой мощности, приводит к сильному разрушению почвенного покрова, что вызывает эрозию.

По данным ученых, с учетом этих обстоятельств, предельно допустимое буксование для гусеничного трактора составляет 5 %. При работе же в особо трудных (или специфических) условиях (на болотах, на льду, на асфальте, на сыпучем песке) обычные гусеничные движители не обеспечивают нормальной проходимости (либо разрушают опорную поверхность), и в этих случаях на трактор устанавливают движители специальной конструкции.

Проведенные испытания показали, что эпюры давлений вдоль опорной поверхности пневматической гусеницы так же, как и в движителе с металлической гусеницей, являются неравномерными, но величина давления и неравномерность намного ниже (рис. 1) [3].

В тоже время испытания трактора НАТИ-4 показывают, что давление на почву движетелем с треугольным обводом выдает нам идеальную эпюр распределения давления на почву рис. 2 [4].

Рис. 1. Распределение давлений: а - в пневматической гусенице; б - в металлической гусенице транспортера

Рис.2. Эпюра нагрузок на опорную поверхность трактора НАТИ-4 (нормальная сила тяги на крюке)

Важнейшим преимуществом трактора с треугольным обводом ходовой системой является его агрегатирование со всеми сельскохозяйственными и транспортными орудиями и машинами, созданными для колесных тракторов типа «Кировец». Такая компоновочная схема позволила снизить массу трактора, повысить навесоспособность, а также, в случае применения асфальтоходных резиноармированных гусениц, расширить сферу его использования на транспортных работах

Следует также учитывать, что в результате воздействия ходовых систем тракторов, в почве образуются уплотненные зоны, вызывая неравномерное распределение влаги и отрицательно влияющие на урожайности по всей ширине воздействия. Исследования влияния уплотнения почвы тяжелыми мобильными агрегатами на урожай сельскохозяйственных культур, проведённые в нашей стране, а также в США, Швеции, Японии показали, что урожай снижается на 20…35%. При этом большое влияние на уплотнение почвы оказывает среднее и максимальное удельные давления. Согласно данным [2] для большинства почв допустимое давление составляет 39…49 кПа, предельное - 98…147 кПа, а фактически же, оказываемое мобильными агрегатами давление достигает 294…420 кПа.

Стремление сократить до минимума все механические потери в движителе, иными словами обеспечить максимальный кпд, увеличить экономичность машины, повысить почвосбережение еще в большей степени усугубляет трудности решения этой задачи, так как неизбежным следствием повышения энергоемкости транспортного средства, уменьшения его массы является увеличение динамической нагруженности гусеничного движителя и уменьшение его надежности.

Существенное усовершенствование гусеничного движителя возможно только на базе серьезных теоретических и экспериментальных исследований. Теория гусеничного дви-жителя была в основном разработана профессорами А.С. Антоновым, Е.Д. Львовым, М.К. Кристи, Л.В. Сергеевым, А.О. Никитиным, В. Ф. Платоновым и др. Она в достаточном объеме освещает вопросы кинематики нерастяжимого обвода, качения опорного катка по ровному основанию, потери мощности в движителе и взаимодействия опорной ветви с грунтом. трактор гусеничный внедорожный эксплуатация

В последующие годы в связи с тенденцией расширения ширины захвата сельскохозяйственных орудий, расширением практики использования комбинированных агрегатов для выполнения за один проход нескольких операций, возросли мощности и массы сельскохозяйственных тракторов и, соответственно, массы машинно-тракторных агрегатов. Как следствие - острота проблемы переуплотнения почвы существенно возросла. Применяемое в ряде случаев сдваивание и даже страивание колес трактора проблему снижения уплотнения почвы в полной мере не решает и приносит ряд дополнительных негативных последствий - затруднение переезда по дорогам, увеличение стоимости агрегата и т.д.

Исходя из вышесказанного считаем, что целесообразно при создании гусеничных тракторов нового поколения использовать треугольный обвод.

Библиографический список

1. Бухаровская А.Н., Карапетян М.А., Пряхин В.Н. Экспериментальная оценка основных параметров гусеничных движетелей МТА и его уплотняющего воздействия на почву. - М.: ФГОУ ВПО МГУП, 2007.

2. Мезенцев М.С. Мировые достижения по пахотным гусеничным тракторам и основные направления. Методические указания. - Волгоград: ВолгПИ, 1988.- 40 с.

3. Скуратович А. «ТРИЗ-профи: Эффективные решения в сельском хозяйстве». - М.: Кушнир, 2006.

4. Разработка высокопроизводительного экологически без-опасного сельскохозяйственного трактора с резиноармированными гусеницами. Отчет НАТИ, 2004.

Размещено на Allbest.ru