Научная статья на тему 'Агрегатируемость гусеничного трактора с почвообрабатывающими машинами'

Агрегатируемость гусеничного трактора с почвообрабатывающими машинами Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
317
75
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Селиванов Н. И., Кузьмин Н. В.

Обоснованы рациональные диапазоны тяговых усилий гусеничного трактора ВТ-150 с разными массоэнергетическими параметрами на основных почвенных фонах и условия агрегатирования с навесными орудиями в транспортном положении.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Селиванов Н. И., Кузьмин Н. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Агрегатируемость гусеничного трактора с почвообрабатывающими машинами»

УДК 631.3(075.8) Н.И. Селиванов, Н.В. Кузьмин

АГРЕГАТИРУЕМОСТЬ ГУСЕНИЧНОГО ТРАКТОРА С ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИМИ МАШИНАМИ

Обоснованы рациональные диапазоны тяговых усилий гусеничного трактора ВТ-150 с разными массоэнергетическими параметрами на основных почвенных фонах и условия агрегатирования с навесными орудиями в транспортном положении.

Оценка агрегатируемости гусеничного трактора в составе почвообрабатывающих комплексов должна учитывать положение центра масс в режиме рабочего хода и в транспортном положении навесного орудия, которое определяется продольным смещением координаты центра давления трактора (агрегата) относительно середины опорной поверхности гусениц (СОПГ).

В соответствии с ГОСТ 26817-86 величина этого смещения назад от СОПГ в транспортном положении орудия (рис. 1) не должна превышать 0,2 длины опорной поверхности Ьоп гусеницы. То есть предельное

а /

значение коэффициента смещения у = дпр/ < 0,20 [1]. По условию передачи давления на почву всей

пр / Ь

оп

опорной поверхностью гусениц в режиме рабочего хода упр = ±(0,17 - 0,20).

Координата ад центра давления в режиме рабочего хода существенно влияет на эпюру распределения нормальных реакций почвы по длине опорной поверхности гусеницы. Результирующая нормальная реакция почвы проходит через центр масс трактора и его положение определяет форму эпюры.

При прямоугольной эпюре центр давления трактора совпадает с серединой опорной поверхности гусениц и ад = 0. В этом случае касательная сила тяги Бе тах, а сопротивление перекатыванию Р{ тп [2]. При смещении центра давления от СОПГ в обе стороны возрастает, в первую очередь, сопротивление перекатыванию Р{ из-за повышенного колееобразования и уменьшается касательная сила Рк.

Для условия равномерного движения трактора по горизонтальной поверхности с небольшой глубиной колеи и параллельным поверхности направлением силы тяги (см. рис. 1) гусеницы трактора не догружаются нормальной составляющей силы Рер , и силовое воздействие выражается лишь в смещении центра давления.

ер

При этом взаимосвязь продольной координаты ад с положением центра масс ао определится из выражения

Ре • к,

' ЄР ер ч /Ич

ай = р р - а,, (1)

У

или аа =ФёВ • кер - ао . (2)

Как следует из формулы (2), изменяя продольную координату центра масс ао , можно добиться оптимального положения центра давления ад = 0 при любом значении тяговой нагрузки. Для этого продольная координата ао должна изменяться по зависимости

Р • к /

ао = ер % . (3)

/ у

В таблице 1 приведены результаты расчета продольных координат ао и ад трактора ВТ-150 с разными массогеометрическими параметрами при работе на различных почвенных фонах в тяговом диапазоне^, = Рер так/Р =1,86, по которым получены зависимости ао, ад = / (Рер) (рис. 2). При тяговой на-

/ ер тіп

грузке Рер тп < Рер < Рер тах центр масс ао трактора, работающего в агрегате с прицепными машинами или технологическими комплексами, должен быть смещен вперед относительно СОПГ, пропорционально вели-

чине Pgp . Для достижения условия ад = 0 или в общем случае ад = idem необходимо непрерывно перемещать продольную ординату ао центра масс при изменении тяговой нагрузки, что не всегда целесообразно. Указанное заменяется смещением центра масс трактора вперед относительно СОПГ путем балластирования.

Применительно к трактору ВТ-150 штатной комплектации (m3 =7820 кг) ао =-0,022 м, а при балластировании (m3 =8600 кг) ао =-0,265 м [2].

Рис. 1. Эпюра нормальных реакций почвы на гусеничный движитель при различной координате центра давления: в тяговом режиме (а и б); в транспортном положении с навесным орудием (в)

Таблица 1

Влияние тяговых диапазонов

Р

на расположение центров

ер тій

Рис. 2. Зависимость смещения центров давления ад и масс ао трактора ВТ-150 от тяговой нагрузи:

1 - стерня; 2 - пар; 3 - поле, подготовленное под посев

При ао =-0,022 м наибольшее смещение центра давления от СОПГ назад на стерне в режиме Рертах =49,86 кН составляет 0,238 м (0,818 адпр ). На других фонах адтах =0,168-0,208 м (0,58-0,72)адпр из-за снижения величины максимально допустимой тяговой нагрузки. В режиме Рерт1п =20-27 кН на разных фонах смещение адтіп =0,08-0,118 м не превышает (0,28-0,41) адпр.

У трактора с балластом (тб тах =780 кг, ао =-0,265 м) смещение центра давления в режиме Рертах от СОПГ вперед составляет 0,005-0,075 м, или (0,017-0,258) адпр, что практически обеспечивает наивысшие

показатели использования. Однако в режиме минимальных тяговых нагрузок смещение ад =(0,43-0,56) адпр

весьма неблагоприятно отражается на сопротивлении перекатыванию.

В таблице 2 приведены рациональные диапазоны тяговых усилий трактора ВТ-150 с разными массоэнергетическими параметрами. По результатам теоретического анализа и экспериментов установлено, что балластирование следует использовать для обеспечения наивысших тягово-сцепных свойств и показателей трактора в режиме максимальных тяговых нагрузок, соответствующих диапазону

^VKp, = (^p max -Pkp min)Opt Фи Пт > 0,99Пт max . В этом тяГОв°м диапазоне ад max =(0,25-0,35) ад np

обеспечивает функционирование трактора с максимальной реализацией потенциальных возможностей и наименьшими энергетическими затратами.

При тяговых нагрузках Dsg < \рёдmn • (G, + Gd )]ppt агрегатировать трактор с прицепными почвообрабатывающими комплексами целесообразно без балластных грузов. Это обеспечивает его использование в диапазоне пт max с минимальными энергозатратами, поскольку при ад max =(0,54-0,65) adnp сохраняется возможность реализации наивысших тяговых показателей (см. рис. 2).

При работе трактора в составе навесного агрегата увеличение реакции почвы под опорным колесом навешенной машины перемещает центр давления вперед. Это выравнивает форму эпюры нормальных реакций почвы на опорную поверхность гусеницы при высокой тяговой нагрузке и приближает ее у трактора без балласта к прямоугольной.

Для обеспечения рациональной формы эпюры элементарных реакций почвы на гусеницу балластированного трактора следует максимально уменьшить реакцию почвы под опорным колесом навешенной машины (см. рис. 1).

Таблица 2

Рациональные диапазоны тяговых усилий трактора ВТ-150 с разными массоэнергетическими параметрами

Фон тэ=7820 кг т, =8600 кг

(Р ї ^ max (ад ї д max ад i (Р ї ^ max (ад ї д max ад i

Р opt, у ^ min J кН opt, а у д min J м адщ % Р opt, у ^ min J кН opt, а у д min J м адщ %

Стерня 40,5 26,8 0,189 0,118 65,0 40,5 54,8 40,5 - 0,005 - 0,073 1,7 25,1

Пар 38,0 23,8 0,176 0,102 60,5 35,1 48,5 38,0 - 0,035 - 0,085 12,0 29,2

Поле под посев 34,2 19,6 0,156 0,080 53,7 27,5 40.1 34.2 - 0,075 - 0,103 25,8 35,4

Для наглядной оценки возможности агрегатирования трактора с различными навесными машинами в транспортном положении можно использовать сопоставление опрокидывающего и уравновешивающего моментов относительно координаты допустимого смещения центра давления адпр. Опрокидывающий момент создается навешенной на трактор машиной, а уравновешивающий - массой трактора относительно точки

адпр (см. рис. 1).

Исходя из равенства моментов, для расчета используется формула

О (X -0,2Ь +1 )= О (а + 0,2Ь ). (4)

ор \ оп ’ оп ор I э\ о ’ оп / ' '

Это выражение представляет уравнение равносторонней гиперболы с началом координат в точке ашд = 0,2Ьп , связывающей между собой возможную массу навесного орудия о ш = Ош / g и ее положение относительно точки допустимого смещения центра давления адпр = (хоп - 0,2Ьоп + 1ор).

4500

т ор,

кг

3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0

0 0,5 1 1,5 2 М 3

l ор _______________

Рис. 3. Оценка возможности агрегатирования трактора ВТ-150 с различными навесными орудиями

Если на графике (рис. 3) через ось подвеса провести дополнительную ось ординат и нанести в этой новой системе в принятых при построении гиперболы масштабах точки, соответствующие массе агрегати-руемых навесных машин, и ее расстояния от оси подвеса, то по их расположению относительно гиперболы можно судить о возможности агрегатирования трактора с той или иной машиной в транспортном положении. Расположение точек под гиперболой или на ней характеризуют возможность агрегатирования трактора с указанной машиной. Расположение точек выше гиперболы свидетельствует о невозможности агрегатирования навесной машины в соответствии с ГОСТ 26817-86.

Выводы

По результатам оценки величины продольных координат центра давления установлены рациональные по энергозатратам диапазоны тяговых усилий трактора ВТ-150 с разными массоэнергетическими параметрами на основных почвенных фонах.

Исходя из установленных предельных смещений центра давления, определены условия агрегатирования гусеничного трактора ВТ-150 с различными навесными орудиями в транспортном положении.

Литература

Лысов, А.М. Оценка агрегатируемости гусеничного трактора с навесными орудиями по его навесоспо-собности / А.М. Лысов, Р.А. Каюмов // Тракторы и с.-х. машины. - 2006. - № 5. - С. 42-43.

Основы теории и расчета трактора и автомобиля / В.А.Скотников [и др.]. - М.: Агропромиздат, 1986. -383 с.

-----------♦'-------------

т э =8600 кг

тэ =7820 кг

/ / БДМ-СВТ-4*2

ч ч АПК-3,9 j к А Б ДТ-3 ПЛН -6-35 ▲

" ^ - ПБО-4 ' А—

А ПЧ-2 ,5 ““ —А ПЛН-5-35

Вариа пы: 3,4

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.