Научная статья на тему 'АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ХОДОВЫХ СИСТЕМ ТРАКТОРА КЛАССА 5 С ШИНАМИ 33R-32 РАЗНОГО КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ'

АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ХОДОВЫХ СИСТЕМ ТРАКТОРА КЛАССА 5 С ШИНАМИ 33R-32 РАЗНОГО КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
40
9
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТРАКТОР / ДВИЖИТЕЛЬ / ШИНА / ПЛОЩАДЬ КОНТАКТА ШИНЫ / СРЕДНЕЕ И МАКСИМАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ В КОНТАКТЕ ШИНЫ / TRACTOR / PROPULSOR / TIRE / TIRE CONTACT AREA / AVERAGE AND MAXIMUM PRESSURE IN THE TIRE CONTACT

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Кравченко Владимир Алексеевич, Кравченко Людмила Владимировна, Меликов Иззет Мелукович, Кондра Богдан Анатольевич

Цель исследования: определение агротехнологических показателей ходовых систем колёсных тракторов класса 5, оснащённых шинами типоразмера 33-32 с разным внутренним строением. Метод исследования - экспериментальный с использованием измерительного комплекса «шинный тестер», который обеспечивает определение всех необходимых агротехнологических показателей движителей ходовых систем колёсных тракторов класса 5, оснащённых шинами 33-32 разного конструктивного исполнения. Исследования агротехнологических показателей движителей ходовых систем тракторов класса 5 проводились на серийных шинах 30,5R-32 и 33R-32, а также радиальных шинах 33R-32М (с оптимизированным армированием внутреннего строения) и экспериментальных шинах 33DP-32. Анализ проведённых экспериментальных исследований показал, что среднее давление в контакте шины 33R-32М и, в особенности 33DP-32, меньше, чем у серийных шин 33R-32 и 30,5R-32 на стерне озимой пшеницы на 5-10%, на поле, подготовленном под посев - на 5-9%, максимальное давление на почву шин 33R-32М и 33DP-32 меньше соответственно на 20-30% и 4-8% по сравнению с серийными шинами 30,5R-32 и 33R-32, лучшая равномерность давления на почву обеспечивается у шины 33R-32М при внутреннем давлении воздуха 0,09-0,11 МПа, у шины 33DP-32 - при 0,07-0,09 МПа, равномерность глубины колеи по ширине протектора шин 33R-32М и 33DP-32 достигается при меньшем давлении воздуха, чем у шин 30,5R-32 и 33R-32.Оценка эксплуатационных качеств сравниваемых вариантов шин показала эффективность конструктивных мероприятий в радиальной шине 33R-32М и целесообразность работ по шине 33DP-32 экспериментального типа исполнения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Кравченко Владимир Алексеевич, Кравченко Людмила Владимировна, Меликов Иззет Мелукович, Кондра Богдан Анатольевич

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

AGROTECHNOLOGICAL INDICATORS OF MOVEABLE SYSTEMS OF TRACTOR CLASS 5 WITH TIRES 33R-32 OF DIFFERENT DESIGN

The purpose of the studyis to determine the agrotechnological indices of the undercarriage systems of the wheeled class 5 tractors equipped with tires of the size 33-32 with different internal structures.The research method is experimental and with the use of the «tire tester» measuring complex, which provided the measurement of all the necessary agrotechnological indices of the undercarriage system propulsors for thewheeled class 5 tractors, equipped with 33-32 tires of different design.The study of agrotechnological indices of the undercarriage system propulsor for the wheeled class 5 tractors have been carried out on the 30,5R-32 and 33R-32 serial tires, aswell as on the 33R-32M radial tires (with optimized reinforcement of the internal structure) and 33DP-32 experimental tires.The analysis of the conducted experimental studies has showed that the average pressure in the contact of the 33R-32M and, in particular, 33DP-32 tire is less than that one in the serial tires of the size 33R-32 and 30,5R-32 by 5-10% on winter wheat stubble, by 5-9% on the field prepared for sowing, the maximum pressure on the soil of the 33R-32M and 33DP-32 tires is less, respectively, by 20-30% and 4-8% compared to the 30,5R-32 and 33R-32 serial tires, the best uniformity of pressure on the soil is provided for the 33R-32M tire at the internal air pressure of 0,09-0,11 MPa, for the 33DP-32 tire at 0,07-0,09 MPa, - uniformity of the track depth across the tread width of the 33R-32M and 33DP-32 tires is achieved at lower air pressure than for the 30,5R-32 and 33R-32 tires.Evaluation of the operating characteristics of the compared tire versions has showed the effectiveness of design measures in the 33R-32M radial tire, and the expediency of work on the 33DP-32 experimental type tire.

Текст научной работы на тему «АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ХОДОВЫХ СИСТЕМ ТРАКТОРА КЛАССА 5 С ШИНАМИ 33R-32 РАЗНОГО КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ»

УДК 631.372

АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ХОДОВЫХ СИСТЕМ ТРАКТОРА КЛАССА 5 С ШИНАМИ 33R-32 РАЗНОГО КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ

© 2020 г. В.А. Кравченко, Л.В. Кравченко, ИМ. Меликов, Б.А. Кондра

Цель исследования: определение агротехнологических показателей ходовых систем колёсных тракторов класса 5, оснащённых шинами типоразмера 33-32 с разным внутренним строением. Метод исследования - экспериментальный с использованием измерительного комплекса «шинный тестер», который обеспечивает определение всех необходимых агротехнологических показателей движителей ходовых систем колёсных тракторов класса 5, оснащённых шинами 33-32 разного конструктивного исполнения. Исследования агротехнологических показателей движителей ходовых систем тракторов класса 5 проводились на серийных шинах 30,5R-32 и 33R-32, а также радиальных шинах 33R-32M (с оптимизированным армированием внутреннего строения) и экспериментальных шинах 33DP-32. Анализ проведённых экспериментальных исследований показал, что среднее давление в контакте шины 33R-32M и, в особенности 33DP-32, меньше, чем у серийных шин 33R-32 и 30,5R-32 на стерне озимой пшеницы на 5-10%, на поле, подготовленном под посев - на 5-9%, максимальное давление на почву шин 33R-32M и 33DP-32 меньше соответственно на 20-30% и 4-8% по сравнению с серийными шинами 30,5R-32 и 33R-32, лучшая равномерность давления на почву обеспечивается у шины 33R-32M при внутреннем давлении воздуха 0,09-0,11 МПа, у шины 33DP-32 - при 0,07-0,09 МПа, равномерность глубины колеи по ширине протектора шин 33R-32M и 33DP-32 достигается при меньшем давлении воздуха, чем у шин 30,5R-32 и 33R-32.Оценка эксплуатационных качеств сравниваемых вариантов шин показала эффективность конструктивных мероприятий в радиальной шине 33R-32M и целесообразность работ по шине 33DP-32 экспериментального типа исполнения.

Ключевые слова: трактор, движитель, шина, площадь контакта шины, среднее и максимальное давление в контакте шины.

AGROTECHNOLOGICAL INDICATORS OF MOVEABLE SYSTEMS OF TRACTOR CLASS 5 WITH TIRES 33R-32 OF DIFFERENT DESIGN

© 2020 г. V.A. Kravchenko, L.V. Kravchenko, I.M. Melikov, B.A. Kondra

The purpose of the studyis to determine the agrotechnological indices of the undercarriage systems of the wheeled class 5 tractors equipped with tires of the size 33-32 with different internal structures.The research method is experimental and with the use of the «tire tester» measuring complex, which provided the measurement of all the necessary agrotechnological indices of the undercarriage system propulsors for thewheeled class 5 tractors, equipped with 33-32 tires of different design.The study of agrotechnological indices of the undercarriage system propulsor for the wheeled class 5 tractors have been carried out on the 30,5R-32 and 33R-32 serial tires, aswell as on the 33R-32M radial tires (with optimized reinforcement of the internal structure) and 33DP-32 experimental tires.The analysis of the conducted experimental studies has showed that the average pressure in the contact of the 33R-32M and, in particular, 33DP-32 tire is less than that one in the serial tires of the size 33R-32 and 30,5R-32 by 5-10% on winter wheat stubble, by 5-9% on the field prepared for sowing, the maximum pressure on the soil of the 33R-32M and 33DP-32 tires is less, respectively, by 20-30% and 4-8% compared to the 30,5R-32 and 33R-32 serial tires, the best uniformity of pressure on the soil is provided for the 33R-32M tire at the internal air pressure of 0,09-0,11 MPa, for the 33DP-32 tire at 0,07-0,09 MPa, - uniformity of the track depth across the tread width of the 33R-32M and 33DP-32 tires is achieved at lower air pressure than for the 30,5R-32 and 33R-32 tires.Evaluation of the operating characteristics of the compared tire versions has showed the effectiveness of design measures in the 33R-32M radial tire, and the expediency of work on the 33DP-32 experimental type tire.

Keywords: tractor, propulsor, tire, tire contact area, average and maximum pressure in the tire contact.

Введение. Основной задачей, которая ставится перед агропромышленным комплексом, является достижение стабильного роста показателей сельскохозяйственного производства с целью обеспечения страны сырьём и продовольствием. Одним из важнейших факторов выполнения этой задачи является неуклонное повышение технического уровня качества и надёжности тракторов и других сельскохозяйственных машин.

Повышение технического уровня тракторного парка в сравнительно короткие сроки может быть достигнуто путём совершенствования выпускаемых моделей, их модернизацией, выпуском комплектаций, обеспечивающих существенное повышение их производительности, универсальности и других эксплуатационных качеств [1].

В связи с существующими нормами воздействия ходовых систем мобильных средств на почву следует искать эффективные пути со-

здания ходовых систем тракторов и других мобильных энергетических средств, обеспечивающих выполнение установленных норм. Выпуск тракторов и сельскохозяйственных машин с модернизированными ходовыми системами должен исключить недопустимое уплотнение почв, вызывающих деградацию и потерю урожая [2]. Кроме того, это позволит сэкономить топливно-энергетические ресурсы на обработку полей [3, 4, 5, 6, 7, 8].

Создание сельскохозяйственной шины является весьма трудной задачей в инженерно-техническом смысле, так как требует учёта сложных закономерностей взаимодействия шины с грунтовыми основаниями. Несмотря на значительный объём научно-технической информации по теории качения колёсного движителя, создание сельскохозяйственной шины, отвечающей всему комплексу агротехнических требований, с использованием расчётных методов встречает существенные трудности, которые определяются:

- разнообразием характеристик почвенных фонов в различных регионах страны, их непостоянством во времени и существенной неравномерностью показателей даже в пределах одного поля;

- разнообразием технических требований, предъявляемых к сельскохозяйственной шине, сложность и зачастую противоречивость их совместной увязки.

Для получения комплекса выходных характеристик сельхозмашин и оценки их эксплуатационных качеств весь цикл испытаний укруп-нённо можно представить следующим образом:

- параметрические испытания одиночного колеса в целях определения выходных характеристик шины и её потенциальных свойств;

- функциональное испытание шин на тракторе в целях определения влияния параметров шины и нагрузочного режима на оценочные показатели эксплуатационных качеств трактора и МТА;

- ускоренные ресурсные испытания шин на треках;

- эксплуатационные испытания в составе МТА в целях определения эффективности шин в различных зонах, а также их эксплуатационной надёжности и срока службы.

Для конструктора шины наибольшее значение имеет комплекс выходных характеристик одиночной шины, так как по ним однозначно

можно делать выводы об улучшении потенциальных свойств шины при изменении её конструкции.

В последнее время большое распространение получили методы экспериментального исследования выходных характеристик шин одиночного колеса на специальных дорожно-полевых установках «шинный тестер» [3, 9, 10, 11]. К основным достоинствам таких установок можно отнести хорошие маневренные качества и мобильность, позволяющие проведение испытания шин в сжатые сроки на различных почвенных основаниях. Наличие одного испытываемого колеса даёт возможность замера необходимого количества параметров при его различных режимах качения.

Ускорение работ по совершенствованию существующих конструкций сельскохозяйственных шин требует решения ряда задач. Отечественный и зарубежный опыт свидетельствует о том, что сроки этих работ, начиная с проектирования шины и кончая её промышленным выпуском, находятся в обратной зависимости от объёма и разнообразия теоретических и экспериментальных исследований и испытаний. Причём каждому этапу создания (разработка идеи, конструкции, изготовление макетного и опытных образцов, доводка их до промышленного выпуска) соответствует определённый вид исследований.

С этой точки зрения испытания единичных колёс позволяют с высоким уровнем достоверности характеризовать основные технико-экономические показатели трактора в целом.

На основании вышеизложенного в данной работе целью исследований является определение показателей воздействия ходовых систем колёсных мобильных средств, оснащённых шинами с разным внутренним строением оболочки шины на опорные основания.

Объект исследования - процесс взаимодействия почвенного основания и движителей сельскохозяйственных мобильных энергетических средств.

Методы исследований. Нами принят экспериментальный метод исследования с применением измерительного комплекса «шинный тестер», который обеспечивал измерение всех необходимых параметров показателей воздействия сельскохозяйственных мобильных средств на почву [3, 9, 11].

В процессе исследований были проведены испытания серийных шин 33R-32 и 30^32 (эталон для сравнения), а также шин 33R-32М с оптимизированным внутренним строением [3, 12, 13]. Второй вариант для сравнения - шина 33DP-32 экспериментального конструктивного исполнения [14].

Техническая характеристика этих шин приведена в таблице 1, характеристика почвенных фонов (стерни озимой пшеницы и поля, подготовленного под посев) - в таблице 2.

Вертикальная нагрузка на шины типоразмера 33-32 при испытаниях устанавливалась за счёт сменных грузов в размере 40,8 кН, а для шины 30Ж32 - 40 кН.

Таблица 1 - Техническая характеристика испытываемых шин

Параметры Шина

33Р-32 33Р-32М 30,5Р-32 33DP-32

Диаметр шины наружный, мм 1924 1930 1820 1930

Ширина профиля шины, мм 829 830 768 830

Шаг грунтозацепов протектора, мм 288 290 274 290

Высота грунтозацепов протектора, мм 54 54 52 54

Коэффициент насыщенности рисунка протектора 0,30 0,30 0,31 0,30

Параметры армирования оболочки шины: число слоёв: - каркаса - брекера угол наклона нитей корда к меридиану - в каркасе - в брекере 4 4 5,0 65 6 4 5,0 65 6 6 5,0 65

Таблица 2 - Характеристика почвенных фонов

Показатели Почвенный фон

стерня озимой пшеницы поле, подготовленное под посев

Плотность сложения почвы по слоям, г/см3 0 - 10 см 10 - 20 см 20 - 30 см средняя 1,08 1,168 1,135 1,128 0,876 1,186 1,263 1,108

Влажность почвы в слоях, % 0 - 10 см 10 - 20 см 20 - 30 см 16,93 19,47 21,00 9,39 19,85 20,89

Высота стерни, см 15,0 -

Внутреннее давление во всех вариантах шин было равно: при испытаниях на бетоне -0,07; 0,09; 0,11; 0,13; при испытаниях на стерне озимой пшеницы - 0,09; 0,11; 0,13 МПа; при испытаниях на поле, подготовленном под посев -0,07; 0,09; 0,11 МПа.

На участках проведения испытаний отсутствовали следы, оставленные ходовыми системами сельскохозяйственных машинно-тракторных агрегатов в процессе выполнения предыдущей технологической операции, а показатели,

характеризующие состояние почвенных фонов, находились в пределах равновесных значений для данной зоны. Выбранные участки для испытаний располагались далее 50 м от краёв поля. Условия испытаний в целом соответствовали требованиям ГОСТ 7057-2001. Следует отметить, что такая низкая влажность верхнего слоя стерни (0-10 см) является обычным явлением для летне-осеннего периода на Северном Кавказе, относящимся к острозасушливым зонам страны.

0.30 -I-1-1-1-I-1

0.05 0.07 0.09 0.11 0.13 Р„,МПа а

0.40

0.35 -I-1-1-1-1

0.05 0.07 0.09 0.11 Ры, МПа

Испытания шин были проведены с использованием инструментального комплекса «шинный тестер» в соответствии с рекомендуемой для такого вида исследовательских работ отраслевой методикой.

Результаты исследований. Для оценки контакта шин с опорным основанием были приняты следующие показатели [3, 15]:

- длина и площадь контакта;

- средние и максимальные давления;

- глубина колеи на почвенных фонах.

На жёстком опорном основании (бетоне)

0.07 0.09 0.11 0.13 Р„,МП(1 б

• - 33Р-32; о - 33Р-32М; А - 30,5^-32; □ - 33ОР-32

Рисунок 1 - Зависимость площади контакта шин на бетоне (а), стерне озимой пшеницы (б), поле, подготовленном под посев (в)

в

показатели определены по методике ГОСТ 7057-2001, на почвенных фонах - по специальной методике АЧИМСХ - Сев.-Кав. МИС [3]. Результаты испытаний приведены на рисунках 1-5, а обобщающие показатели - в таблице 3.

Как и ожидалось, основной показатель -площадь контакта шин существенно зависит от величины внутреннего давления воздуха (рисунок 1). Её увеличение при снижении давления происходит по близкому к гиперболическому закону.

б

в

г

х - р„ = 0,13 МПа; о - р„ = 0,11 МПа; д - р„ = 0,09 МПа Рисунок 2 - Форма половины площади контакта шин 30,5Р-32 (а), 33Р-32 (б), 33Р-32М (в), 33ОР-32 (г) при качении на стерне озимой пшеницы

/л, м - 0 4

- 0 3 1 —

- 0 9

- 0 1

/„ , м - Г) л

о Л о -- .....

— о -0.3 ----- о —

■ и./ -0.1

- - -

0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.1 0.2 0.3 В, м 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.1 0.2 0.3 В, м

а

б

/,, м - П А

1

----

т/У - 0.3 о - П 9

- - П 1 -

1, м Ю.4=з

&--- О-

- 0.3

-0.2

-0.1 -

-

0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.1 0.2 0.3 В, м 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.1 0.2 0.3 Я,

м

в

г

х - р„ = 0,07 МПа; о - р„ = 0,11 МПа; д - р„ = 0,09 МПа Рисунок 3 - Форма половины площади контакта шин 30,5Р-32 (а), 33Р-32 (б), 33Р-32М (в), 330Р-32 (г) при качении на поле, подготовленном под посев

а

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

-400>^ 1а д

д \ о^-- -- ------о ___— 1

-9ПП

-100

Ц, к Па

X ■ эии. "400

■ зии "200

■ юи

0.4 0.3 0.2 0.1

0.1 0.2 0.3 В, М 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.1 0.2 0.3 В, м

б

0 0.1 0.2 0.3 в, м 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.1 0.2 0.3 В, м в г

х - р„ = 0,13 МПа; о - р„ = 0,11 МПа; А - = 0,09 МПа Рисунок 4 - Распределение максимального давления по ширине протектора шин 30,5Р-32 (а), 33Р-32 (б), 33Р-32М (в),

330Р-32 (г) на стерне озимой пшеницы

0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.1 0.2 0.3 В, м 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.1 0.2 0.3В, м

в г

х - р„= 0,07 МПа; о - р„= 0,11 МПа; А - рш= 0,09 МПа Рисунок 5 - Распределение максимального давления по ширине протектора шин 30,5Р-32 (а), 33Р-32 (б), 33Р-32М (в),

330Р-32 (г) на поле, подготовленном под посев

а

Таблица 3 - Параметры контакта шин с опорным основанием

Агрофон Шина Давление воздуха, МПа Параметры контакта

площадь, длина, м максимальное среднее давление,

м2 давление, кПа кПа

0,07 0,4780 85,4

33Р-32 0,09 0,4600 88,7

0,11 0,4400 92,7

0,13 0,425 96,0

0,07 0,5520 73,9

33Р-32М 0,09 0,4880 83,6

0,11 0,4280 95,3

Бетон 0,13 0,4150 98,3

0,07 0,4700 85,1

30Ж32 0,09 0,4070 98,2

0,11 0,3760 106,4

0,13 0,3600 111,1

0,07 0,5250 77,7

330Р-32 0,09 0,4630 88,1

0,11 0,4440 91,9

0,13 0,4420 92,3

0,09 0,4850 0,79 490 84,1

33Р-32 0,11 0,4700 0,72 535 86,8

0,13 0,4585 0,65 550 89,0

0,09 0,5060 0,77 350 80,6

Стерня озимой пшеницы 33Р-32М 0,11 0,4660 0,73 380 87,6

0,13 0,4269 0,67 475 95,6

0,09 0,4740 0,75 405 84,4

30Ж32 0,11 0,4157 0,59 390 96,2

0,13 0,3781 0,54 445 105,8

0,09 0,5340 0,79 350 76,4

330Р-32 0,11 0,4790 0,72 375 85,2

0,13 0,4690 0,66 385 87,0

0,07 0,5325 0,78 265 76,6

33Р-32 0,09 0,4910 0,73 345 83,1

0,11 0,4725 0,65 385 86,3

0,07 0,5611 0,76 335 72,7

Поле, подготовленное под посев 33Р-32М 0,09 0,5075 0,77 335 80,4

0,11 0,4697 0,65 370 86,9

0,07 0,5253 0,80 315 76,2

30Ж32 0,09 0,4720 0,77 375 84,8

0,11 0,4228 0,70 415 94,6

0,07 0,5750 0,82 290 71,0

330Р-32 0,09 0,5440 0,80 345 75,0

0,11 0,4650 0,67 370 87,7

Из сравниваемых вариантов шин предпочтение следует отдать двум моделям: 33К-32М и 33РР-32. При давлении рш = 0,11 МПа площадь контакта этих шин на бетоне и почвенных фонах больше, а среднее давление в контакте соответственно меньше на 4,5-17,0%, чем у шин 33К-32 и 30,5Р-32.

Это подтверждает как целесообразность конструктивных изменений в шине 33К-32М, так и перспективность опытно-конструкторской разработки шины 33РР-32. Характерно также, что у

этих шин наиболее равномерное распределение контактных давлений по ширине протектора. Причём здесь наблюдается соответствующая этому величина внутреннего давления воздуха рш. Для шины 33К-32М она равна 0,090,11 МПа, для шины 33РР-32 - 0,09 МПа на стерне и 0,07 МПа на поле, подготовленном под посев. Подобные значения рш, у шин 33К-32 и 30,5Р-32 несколько выше и составляют 0,110,13 МПа.

Таблица 4 - Глубина колеи шин на почвенных фонах

со "ел

143

о

143

о

Почвенный фон Шина Давление воздуха в шине, МПа Глубина копен, мм Усреднённая Максимальная

под выступами грунтозацепов под впадинами между грунтоэацепами среднестатистическая

I II III I II III I II III

Стерня озимой пшеницы 33^32 0,09 36,4 20,6 20,2 4,3 1,3 1,3 13,0 7,3 3,9 9,7 36,4

0,11 26,3 24,3 22,4 2,3 6,3 10,2 9,2 11,7 15,0 12,0 26,3

0,13 24,4 23,9 26,4 6,5 3,0 10,9 11,2 9,1 17,0 12,5 26,4

ЗЗК-Э2М 0,09 20,6 22,9 26,3 1,2 2,0 3,8 6,2 7,3 12,3 8,3 26,8

0,11 32,3 29,3 29,0 4,1 3,6 3,6 11,6 11,2 13,5 12,1 32,3

0,13 44,9 41,1 36,2 5,4 3,2 2,3 15,7 14,2 15,9 15,3 44,9

30,5К-32 0,09 25,0 33,2 25,6 1,2 5,0 5,4 3,4 12,3 13,3 11,3 33,2

0,11 29,0 32,1 35,2 1,3 2,4 7,0 3,6 11,0 13,0 12,5 35,2

0,13 34,3 33,3 34,4 4,6 3,9 13,3 12,3 12,6 21,5 15,5 34,4

330Р-32 0,09 33,4 23,3 27,3 1,5 1,3 2,4 9,0 9,6 12,2 10,3 30,4

0,11 35,3 32,0 29,3 2,0 2,0 2,4 10,3 10,7 13,1 11,5 35,3

0,13 35,2 30,7 27,4 3,2 1,2 1,1 11,5 16,9 11,4 13,3 35,2

Попе под посев 33^32 0,07 59,4 52,4 56,4 0,9 1,5 23,6 16,1 16,3 36,3 23,0 56,4

0,09 54,2 53,0 53,1 6,6 5,7 32,3 19,0 20,3 42,7 27,5 53,1

0,11 74,0 32,3 74,0 26,4 35,2 53,6 33,7 43,3 59,3 49,1 32,3

33й-32м 0,07 53,1 46,6 47,4 13,4 3,0 10,6 27,4 15,6 25,0 22,6 53,1

0,09 61,7 65,3 61,3 13,6 16,6 27,2 26,1 31,0 43,7 32,6 66,3

0,11 65,3 70,4 64,5 25,4 17,7 33,6 35,9 33,0 45,6 33,2 70,4

33,51^-32 0,07 64,9 63,3 69,5 11,5 13,2 33,4 25,4 32,7 53,5 36,2 69,5

0,09 71,0 69,6 63,2 19,2 19,2 39,1 32,6 33,3 53,5 39,0 71,0

0,11 73,4 31,5 34,7 23,6 31,9 53,4 37,3 46,3 65,6 49,9 34,7

330Р-32 0,07 54,2 43,1 43,0 1,3 1,0 13,2 15,1 14,0 23,6 17,6 54,2

0,09 53,9 47,3 46,1 6,3 4,3 16,5 13,3 17,3 23,0 21,2 50,9

0,11 61,2 50,1 43,0 8,3 7,5 13,8 22,5 19,3 23,3 23,5 61,2

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

со

X X

о ь о

о

со о

-I го

ш

ш.

со

X

ш

со

ш

со

—I

со

л со

о ^

о со о

СП

о

о го ш

со

Следствием вышеотмеченного является величина максимального давления в контакте шин с почвенными фонами дм. Его значение у шин перспективной конструкции 33К-32М и 33РР-32 в целом меньше на 8-30%.

Некоторое увеличение дм шины 33К-32М в сравнении с 33К-32 на поле, подготовленном под посев, при рш= 0,07 МПа можно объяснить особенностями образования колеи. При меньшей её глубине под шиной 33К-32М основное давление в контакте приходится на края протектора этой шины в отличие от модели 33К-32, где наибольшая глубина по центру протектора.

Глубина колеи подтверждает и другие закономерности развития контакта шин на почвенных фонах.

Предварительно следует рассмотреть вопрос о способах определения её величины. При оценке уплотняющего воздействия шины на почву могут быть приняты два подхода.

Первый заключается в измерении максимальной глубины колеи, которая, естественно, будет под грунтозацепами.

Второй - в определении среднестатистической глубины с учётом весовой доли участия в контакте с почвой и выступов грунтозацепов, и впадин между ними. В последнем случае целесообразно воспользоваться зависимостью

h_ =

h„,„m ■ F„ ,„„, + h„„ ■ F„,

выст выст

вп вп

F„„„ + F„.

(1)

где Лсд Л выст, Лвп, - глубина колеи среднестатистическая, под грунтозацепами и между ними;

Рвыст, Рвп - площадь выступов грунтозацепов и впадин.

Так как Рвыст = Р ■ к, Рвп = F • (1 -к), где Р - общая площадь протектора шины, контактирующая с почвой, а к - коэффициент насыщенности рисунка, то

Н = Н -+Н -(\ - к) (2)

'1кол выст вп V )' \ '

или с учётом повторности измерений

У h У h

/ а выст / а вв

ккол

_ 1

■ к + •

h

УсР

m

(1 - к), (3)

(4)

где п - число измерений по длине колеи; т - число измерений по ширине колеи. Результаты измерений с 25-кратной по-вторностью (п) на почвенных участках длиной

50 м и расчётов по формулам (3) и (4) представлены в таблице 4, где цифрами I, II, III (m) обозначена глубина колеи соответственно по краю следа, на середине между краем и центром, по центру следа.

Коэффициент этих зон составлял 0,26; 0,29 и 0,39.

Сопоставление данных в таблицах 3, 4 и на рисунках 1-5 показывает их коррелируе-мость. Наибольшая глубина колеи по ширине следа шины именно в тех зонах, где и максимальная величина давления на протекторе.

При этом не имеет существенного значения метод её оценки: по максимуму или среднестатистическому показателю.

Усреднённая в большей и максимальная глубина колеи в меньшей степени зависит от площади контакта и, значит, среднего давления шины на почву и её конструктивного исполнения.

Шина 30,5R-32 с наименьшей площадью контакта при всех рассматриваемых значениях внутреннего давления воздуха создаёт наибольшую глубину колеи.

И наоборот, шины с лучшей деформируемостью оболочки 33R-32M и, особенно, 33DP-32 образуют меньшую из сравниваемых вариантов глубину колеи. Её уменьшение составляет 9-40%.

Если учесть, что конструктивное совершенство шины определяется ещё и её способностью увеличивать площадь контакта на почвенных фонах за счёт возрастания его длины, то по этому показателю более выигрышна также модель 33DP-32.

Очевидно, что те закономерности деформирования оболочки, от которых зависит величина контактной площади и которые были выявлены для шины 33R-32M, получают лучшее развитие у диагонально-параллельной шины.

Выводы. Сравнение параметров контакта шин показывает:

- площадь контакта шины 33R-32M и, в особенности 33DP-32, больше, а среднее давление в контакте меньше, чем у шин 33R-32 и 30,5R-32 на стерне озимой пшеницы на 5-10%, на поле, подготовленном под посев, на 5-9%;

- максимальное давление на почву шин 33R-32M и 33DP-32 меньше соответственно на 20-30% и 4-8% по сравнению с эталоном 30,5R-32 и шиной 33R-32;

n

n

- равномерность давления на почву обеспечивается у шины 33R-32M при внутреннем давлении воздуха 0,09-0,11 МПа, у шины 33DP-32 - при 0,07-0,09 МПа;

- равномерность глубины колеи по ширине протектора шин 33R-32M и 33DP-32 достигается при меньшем давлении воздуха, чем у шин 30,5R-32 и 33R-32.

Оценка эксплуатационных качеств сравниваемых вариантов шин показала эффективность конструктивных мероприятий в радиальной шине 33R-32M и целесообразность работ по экспериментальной диагонально-параллельной шине 33D-32.

Литература

1. Остранина, Т.К. Требования к машинно-тракторному парку для увеличения прибыли зернового производства / Т.К. Остранина // Материалы LV международной научно-технической конференции «Достижения науки - агропромышленному производству» / ЮжноУральский государственный аграрный университет. -Челябинск, 2016. - С. 155-160.

2. Карапетян, М.А. Воздействие ходовых систем машинно-тракторных агрегатов на плодородие почв: монография / М.А. Карапетян, Н.А. Мочунова. - Москва: Мегаполюс, 2017. - 137 с.

3. Кравченко, В.А. Повышение эксплуатационных показателей движителей сельскохозяйственных колёсных тракторов: монография / В.А. Кравченко, В.А. Оберемок,

B.Г. Яровой. - Зерноград: Азово-Черноморский инженерный институт ФГБОУ ВО Донской ГАУ, 2015. - 213 с.

4. Bulinski, J. Effect of wheel passage number and type inflation pressure on soil compaction in the wheel track / J. Bulinski, L. Sergiel // Annals of Warsaw Agr. Univ. Agriculture. - Warsaw, 2013. - № 62. - Р. 5-15.

5. Results from Recent Traffic Systems Pesearch and the Implications for Future Work / Godwin R., Misiewicz P., White D. and others // Acta technol. agr. - 2015. - Vol.18. -№ 3. - Р. 57-63.

6. Charge maximale admissibie a la roue - une variable carachteristique utile pour la pratique / A. Chervet, W.G. Sturny, S. Gut et autres // Recherche Agronomique Suisse. - 2016. - № 7-8. - Р. 330-337.

7. Field evaluation of controlled traffic in Central Europe using commercially available machinery / J. Galam-bosova, M. Macak, V. Rataj and others // Amer. Soc. of agriculture and boil. engineering. - St. Joseph (Mich.), 2017. -Vol. 60. - № 3. - Р. 657-669.

8. Гедроить, Г.И. Развитие конструкций ходовых систем тракторов «Беларус» мощностью 300...450 л.с. / Г.И. Гедроить, Н.И. Зезетко, А.В. Медведь // Агропанора-ма. - 2017. - № 4. - С. 5-9.

9. Пархоменко, С.Г. Экспериментальное исследование характеристик тракторных пневматических шин /

C.Г. Пархоменко, Г.Г. Пархоменко // Тракторы и сельхозмашины. - 2017. - № 11. - С. 40-48.

10. Горин, Г.С. Анализ результатов сравнительных испытаний тягово-сцепных свойств колёс с шинами низкого и сверхнизкого давления / Г.С. Горин, А.А. Янчук,

A.В. Ващула // Тракторы и сельхозмашины. - 2013. - № 4. - С. 14-18.

11. Сергеев, Н.В. Мобильная установка «шинный тестер» для проведения экспериментальных исследований пневматических шин / Н.В. Сергеев // Евразийское Научное Объединение. - 2015. - Т. 1. - № 2 (24). - С. 33-37.

12. Кравченко, В.А. Оптимизация параметров армирования шин движителей колёсных тракторов /

B.А. Кравченко, В.А. Оберемок, И.М. Меликов // Проблемы развития АПК региона. - 2017. - Т. 32. - № 4 (32). -

C. 126-132.

13. Сергеев, Н.В. Оптимизация внутреннего строения шин ведущих колёс мобильного транспортного средства / Н.В. Сергеев, В.А. Оберемок // Евразийское Научное Объединение. - 2018. - № 11-1 (45). - С. 83-85.

14. Пат. 2677817 РФ, C1 МПК В60 С 9/07. Пневматическая шина для мобильного энергетического средства / Яровой В.Г., Кравченко В.А., Меликов И.М., Магомедов Ф.М.; патентообладатель ФГОУ ВО Дагестанский ГАУ. - № 2017135896; заявл. 09.10.2017; опубл. 21.01.2019, Бюл. № 3.

15. Орда, А.И. Результаты экспериментальных исследований по определению нормальных напряжений в почве под колесом методом физического моделирования / А.И. Орда, В.А. Шкляревич, А.С. Воробей // Механизация и электрификация сельского хозяйства / Науч.-практ. Центр Нац. акад. наук Беларуси по механизации сел. хоз-ва. - Минск, 2013. - Вып. 47. - Т. 1. - С. 29-37.

References

1. Ostranina T.K. Trebovaniya k mashinno-traktornomu parku dlya uvelicheniya pribyli zernovogo pro-izvodstva [Requirements for the machine and tractor fleet to increase the profit of grain production], Materialy LV mezhdu-narodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «Dostizheniya nauki - agropromyshlennomu proizvodstvu», Yuzhno-Ural'skiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet, Chelyabinsk, 2016. pp. 155-160.

2. Karapetyan M.A., Mochunova N.A. Vozdeystvie khodovykh system mashinno-traktornykh agregatov na plodorodie pochv: monografiya [The impact of running systems of tractors and machines on soil fertility: monograph], Moskva: Megapolyus, 2017, 137 p.

3. Kravchenko V.A., Oberemok V.A., Yarovoy V.G. Povyshenie ekspluatatsionnykh pokazateley dvizhiteley selskokhozyaystvennykh kolesnykh traktorov [Improving the performance of movers of agricultural wheeled tractors: monograph], Zernograd: Azovo-Chernomorskiy inzhenernyy institut FGBOU VO Donskoy GAU, 2015, 213 p.

4. Bulinski J., Sergiel L. Effect of wheel passage number and type inflation pressure on soil compaction in the wheel track, Annals of Warsaw Agr. Univ. Agriculture, Warsaw, 2013, No 62, pp. 5-15.

5. Godwin R., Misiewicz P., White D. and others. Results from Recent Traffic Systems Pesearch and the Implications for Future Work, Acta technol. agr. 2015, Vol.18, Nо 3, pp. 57-63.

6. Chervet A., Sturny W.G., Gut S. et autres. Charge maximalead missibie a la proue - une variable carachteris-tique utile pour la pratique, Recherche Agronomique Suisse, 2016, Nо 7-8, pp. 330-337.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

7. Galambosova J., Macak M., Rataj V. and others. Field evaluation of controlled traffic in Central Europe using commercially available machinery, Amer. Soc. of agriculture and boil. engineering, St. Joseph (Mich.), 2017, Vol. 60, No 3, pp. 657-669.

8. Gedroit G.I., Zezetko N.I., Medved A.V. Razvitie konstrukcij khodovykh system traktorov «Belarus» moshhnostyu 300...450 l.s. [Development of designs of running systems for tractors «Belarus» with a power of 300-450 hp], Agropanorama, 2017, No 4, pp. 5-9.

9. Parkhomenko S.G., Parkhomenko G.G. Eksperi-mentalnoe issledovanie kharakteristik traktornykh pnevmaticheskikh shin [An experimental study of the performance of tractor pneumatic tires], Traktory i selkhozmashiny, 2017, No 11, pp. 40-48.

10. Gorin G.S., Yanchuk A.A., Vashchula A.V. Analiz rezul'tatov sravnitel'nykh ispytaniy tyagovo-sctsepnykh svoystv koles s shinami nizkogo i sverkhnizkogo davleniya [Analysis of the results of comparative tests of traction properties of wheels with low and ultra-low pressure tires], Traktory i se'khozmashiny, 2013, No 4, pp. 14-18.

11. Sergeev N.V. Mobilnaya ustanovka «shinnyy tester» dlya provedeniya eksperimentalnykh issledovaniy pnevmaticheskikh shin [Mobile installation «tire tester» for experimental research of pneumatic tires], Evrazijskoe Nauchnoe Ob"edinenie, 2015, T. 1, No 2 (24), pp. 33-37.

12. Kravchenko V.A., Oberemok V.A., Melikov I.M. Optimizatsiya parametrov armirovaniya shin dvizhiteley kole-snykh traktorov [Optimization of tire reinforcement parameters for wheel tractor engines], Problemy razvitiya APK regiona, 2017, T. 32, No 4 (32), pp. 126-132.

13. Sergeev N.V., Oberemok V.A. Optimizatsiya vnu-trennego stroeniya shin vedushchikh koles mobil'nogo transportnogo sredstva [Optimization of the internal structure of the tires of the driving wheels of a mobile vehicle], Evrazijskoe Nauchnoe Ob"edinenie, 2018, No 11-1 (45), pp. 83-85.

14. Yarovoy V.G., Kravchenko V.A., Melikov I.M., Magomedov F.M. Pnevmaticheskaya shina dlya mobil'nogo energeticheskogo sredstva [Pneumatic tire for mobile power equipment], pat. 2677817 RF, C1 MPK V60 S 9/07, paten-toobladatel' FGOU VO Dagestanskiy GAU, No 2017135896, zayavl. 09.10.2017, opubl. 21.01.2019, Byul. No 3.

15. Orda A.I., Shklyarevich V.A., Vorobey A.S. Rezu-l'taty eksperimental'nykh issledovaniy po opredeleniyu nor-mal'nykh napryazheniy v pochve pod kolesom metodom fizi-cheskogo modelirovaniya [The results of the experimental studies to determine the normal stresses in the soil under the wheel by the method of physical modeling], Mekhanizaciya i elektrifikaciya selskogo khozyajstva. Nauch.-prakt. Centr Nacz. akad. Nauk Belarusi po mekhanizatsii sel. khoz-va, Minsk, 2013, vyp. 47, T. 1, pp. 29-37.

Сведения об авторах

Кравченко Владимир Алексеевич - доктор технических наук, профессор кафедры «Проектирование и технический сервис транспортно-технологических систем», ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет» (г. Ростов-на-Дону, Российская Федерация). Тел.: +7-928-195-79-47. E-mail: [email protected].

Кравченко Людмила Владимировна - доктор технических наук, профессор кафедры «Проектирование и технический сервис транспортно-технологических систем», ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет» (г. Ростов-на-Дону, Российская Федерация). Тел.: +7-928-162-88-76. E-mail: [email protected].

Меликов Иззет Мелукович - кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный аграрный университет» (г. Махачкала, Российская Федерация). Тел.: +7-906-447-54-41. E-mail: [email protected].

Кондра Богдан Анатольевич - магистрант ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет» (г. Ростов-на-Дону, Российская Федерация). Тел.: +7-951-522-68-10. E-mail: [email protected].

Information about the authors

Kravchenko Vladimir Alekseevich - Doctor of Technical Sciences, professor of the Design and technical service of transport and technological systems department, FSBEI HE «Don State Technical University» (Rostov-on-Don, Russian Federation). Phone: +7-928-195-79-47. E-mail: [email protected].

Kravchenko Lyudmila Vladimirovna - Doctor of Technical Sciences, professor of the Design and technical service of transport and technological systems department, FSBEI HE «Don State Technical University» (Rostov-on-Don, Russian Federation). Phone: +7-928-162-88-76. E-mail: [email protected].

Melikov Izzet Melukovich - Candidate of Technical Sciences, associate professor, FSBEI HE «Dagestan State Agrarian University» (Makhachkala, Russian Federation). Phone: +7-906-447-54-41. E-mail: [email protected].

Kondra Bogdan Anatolyevich - master's student, FSBEI HE «Don State Technical University» (Rostov-on-Don, Russian Federation). Phone: +7-951-522-68-10. E-mail: [email protected].

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.