CC BY
29
333^*^ Аграрный вестник Урала №4 (83), 2011
Инженерия
К СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖИТЕЛЯ ТРАКТОРОВ ТИПА РТ-М-160
в. в. волынкин,
кандидат технических наук, доцент, Уральская ГСХА,
Н. А. КУЗНЕЦОВ,
кандидат технических наук, доцент, Челябинская Государственная агроинженернаяакадемия,
А. в. ЗЕлЕНиН,
директор, Школа агробизнеса Челябинской государственной агроинженерной академии,
М. А. ЮЛСАНОВ,
аспирант, Челябинская государственная агроинженерная академия
620075, г. Екатеринбург, ул. К. Либкнехта, д. 42
456404, Челябинская область, Чебаркульский район, п. Тимирязевский, ул. Чайковского, д.19, кв. 2; тел. 8351(68)71675; e-mail: apk@chel.surnet.ru
Ключевые слова: буксование, движитель, усилие, трактор, шина, агрофон, техника, исследование, опыт, одинарные, сдвоенные, загрузка, давление, мощность, затраты, почва, культура.
Keywords: trailing, propelling, effort, tractor, tire, agricultural background, equipment, investigation, experiment, single, double, loading, pressure, power, expenditure, ground, culture.
Необходимость проведения основных технологических операций в строго определенные периоды времени обуславливает сезонность сельскохозяйственного производства. Это приводит к неравномерной загрузке техники и механизаторов в период полевых работ. Применение техники в соответствии с энергетической и технологической их потребностью при выполнении полевых работ приводит к снижению их годовой загрузки. Исследования и опыт показывают, что увеличить годовую загрузку техники можно путем повышения универсальности машинных комплексов, т. е. расширением диапазона их использования на разных технологических операциях путем маневрирования их энергетической возможностью в соответствии с технологической энергоемкостью выполняемых механизированных процессов [1].
В эту концепцию вписывается колесный трактор типа РТ-М-160, выпускаемый в г. Нижний Тагил на ПО «Уралвагонзавод». Это универсально-пропашной трактор, предназначенный для возделывания пропашных культур, выполнения транспортных и работ общего назначения. Он оборудован передней и задней гидравлическими навесными системами, передним и задним валами отбора мощности. Сзади за кабиной расположена площадка для монтирования емкостей под технологические материалы. Трактор оснащен различными движителями для выполнения работ общего назначения и работ, предназначенных для пропашных тракторов. Основные параметры движителей приведены в таблице 1.
Трактор относится к тяговому классу 2, оснащен двигателем Ярославского моторного завода ЯМЗ-236Д-2 мощностью 118 кВт (160 л/с), оборудован гидромеханической коробкой передач, переключаемой на ходу внутри диапазонов без разрыва потока мощности и имеющей 16 передач переднего и 8 передач заднего хода, при этом возможен реверс трактора.
Высокая мощность двигателя, установленная на трактор типа РТ-М-160,
Таблица 1
Основные параметры колесных движителей трактора РТ-М-160
Тип движителя Обозначение движителя Наружный диаметр, м (D) Статический радиус, м (г) Ширина профиля, м (В) Масса m, кг
Пропашной 13,6R38 1540±15 717 ± 7 345 150
Общего назначения 16,9R30 1462±15 662 ± 7 420 200
21,3R24 1400±15 640 ± 7 540 250
позволяет выполнять многие энергоемкие операции, предназначенные для тракторов тягового класса 3, но сдерживается тягово-сцепными качествами трактора и высоким удельным давлением движителей на почву с шинами основной комплектации 16^30, что сдерживает реализацию потенциальных возможностей трактора и уменьшают ареал его использования.
Одним из способов маневрирования возможностями тракторов является установка сдвоенных колес, которые позволяют за счет увеличения пятна контакта движителя с почвой не только повысить тягово-сцепные качества трактора, но и снизить удельное давление на почву.
Основным параметром, характеризующим тяговые показатели колесного трактора, является касательная сила тяги, возникающая под действием крутящего момента двигателя в результате взаимодействия колесного движителя с почвой.
Основываясь на работах В. В. Кацыгина [2], касательную силу тяги колесного движителя, состоящего из п колес, можно определить следующим образом:
5 — величина буксования колеса, доля; hг — высота грунтозацепа, м; h — глубина колеи, м; ^р — приведенный коэффициент трения, зависящий от свойств движителя (ширина, диаметр)
Для упрощения расчетов, с некоторым допущением, примем, что при определенном тяговом усилии нагрузка на переднюю и заднюю оси распределяется равномерно (а1=0,25).
Тяговое усилие колеса, возникающее под воздействием крутящего момента двигателя при установившемся движении, равно разности касательной силы тяги и силы сопротивления качению:
Ркр к = Рк - Р = Рк - 2'
(шп ^ + ОД^тр g)4 к ,^2
_ f„к ,(n mKg+°,25^:і
‘ , Н (1),
где п — количество колес, расположенных в ряд, шт; L — длина площади контакта колесного движителя с почвой м; тк, ттр — масса колеса и трактора, кг д — ускорение свободного падения, м/с2 — коэффициент трения скольжения;^ — коэффициент деформации, м; £ср — величина среза, Н/м; t — шаг грунтозацепа, м;
___ Н (3),
Д(п) 1Ш"0
где п — количество колес, шт; к— коэффициент объемного смятия грунта, Н/м3; Д(п) — коэффициент, характеризующий параметры колесного движителя; D0 — приведенный диаметр жесткого колеса к эластичному, зависящий от нормальной нагрузки на колесо, м.
Величина силы сопротивления качению движителя определяется количеством колес, массой колеса и трактора, геометрическими параметрами колеса и физико-механическими свойствами грунта.
Тяговые испытания трактора РТ-М-160 и РТ-М-160У с одинарными и сдвоенными колесами, оснащенными различными шинами базовой комплектации, были проведены на полях ООО «Примерное» Аргаяшского района Челябинской области; они показали, что установка
-1
www.m-avu. narod. ru
51
Аграрный вестник Урала №4 (83), 2011 г.~<^^^
дополнительных колес с шинами 16,9R30, 13,6R38 позволяет увеличить тяговые возможности трактора типа РТ-М-160 практически в полтора раза при допустимом агротехническими требованиями буксовании движителей, при этом спаренные колеса с шинами 16,9R30 и 13,6R38 позволяют задействовать его на работах общего назначения в весенний период с комплексом машин для тракторов класса тяги 3.
Зависимость величины буксования трактора типа РТ-М-160 от тягового усилия с учетом различного агрофона и типа движителя представлены в таблице 2.
Использование различного набора колес, поставляемых трактору РТ-М-160 для выполнения работ общего назначения и работ, предназначенных пропашным тракторам, обуславливает значительные затраты, связанные с их изготовлением и монтажом на трактор РТ-М-160.
Так, например, в комплекте трактора РТ-М-160 для выполнения работ общего назначения необходимо иметь 8 колес с шинами 16,9R30 и 4 колеса с шинами13,6R38 для работ пропашного назначения при возделывании картофеля и кукурузы с междурядьем 70 см.
С целью снижения номенклатуры движителей используемых на тракторе РТ-М-160, рационально комплектовать трактор шинами 21,3R24 и такого же диаметра шину с шириной профиля 345 мм использовать для возделывания пропашных культур.
Зависимости величины буксования трактора РТ-М -160 от усилия на крюке на различных агрофонах с различными параметрами движителей представлены в таблице 3.
Учитовая то, что полученные экспериментальным путем значения тяговых усилий превышают расчетные значения (табл. 2) на 10-12 %, ввиду ряда неучтенных особенностей взаимодействия колесного движителя с грунтом, из расчетных данных (табл. 3) видно, что при использование движителей (В = 345 мм) трактор РТ-М -160 может агрегатироваться с 12-ти рядным комплексом машин на возделова-нии пропашных культур. Использование одинарных движителей с шинами 21,3R24 (В = 540 мм) на стерневом фоне позволяет трактору типа РТ-М-160 выполнять основную (зяблевую) обработку почвы с пятикорпусным плугом.
С целью снижения удельного давления движителей на почву и повышения тягово-сцепных качеств трактора, при
Инженерия
Таблица 2
Зависимость буксования трактора типа РТ-М-160 от усилия на крюке при одинарных и
сдвоенных колесах с шинами 16,9R30
Вид движителей Агрофон - поле, подготовленное под посев
8 % 0 5 7 10 12 15 20
Одинарные Ркр, кН расчетные 0 12,5 16,1 19,5 21 22,5 24
опытные 0 14,6 17,8 21,25 23,04 25,02 27,52
Сдвоенные Ркр, кН расчетные 0 14,8 19,3 23,7 25,5 27,5 29,5
опытные 0 17,4 22,18 26,06 28,08 30,31 33,12
Вид движителей Агрофон — стерня колосовых
8 % 0 5 7 10 12 15 20
Одинарные Ркр, кН расчетные 0 16,2 20,1 23,7 25,2 26,7 28,2
опытные 0 15,42 19,2 23,55 25,79 28,48 31,87
Сдвоенные Ркр, кН расчетные 0 19,1 24,4 29,3 31,3 33,5 35,6
опытные 0 19,51 23,76 28,66 31,18 34,2 38,02
Таблица 3
Тяговые показатели трактора РТ-М -160
Число движителей Параметры движителя Ширина (В), м Диаметр ^), мм Показатели трактора РТ-М-160 Агрофон - слежавшиеся пахота
Одинарные движители В D Буксование 8,% 0 5 7 10 12 15 20
345 1400 Усилие на крюке, Ркр, кН 0 11 14,5 17,8 19,2 20,7 22,2
Агрофон — стерня зерновых (транспорт, основная обработка почвы)
Одинарные движители 540 1400 Усилие на крюке, Ркр, кН 0 15,5 19,8 23,8 25,5 27,2 28,9
Агрофон —поле подготовленное под посев (весенние полевые работы)
Сдвоенные движители Основной Усилие на крюке, Ркр, кН 0 14,2 18,8 23,2 25,1 27,2 29,2
выполнении работ общего назначения в весеннем полевом цикле трактор РТ-М -160 оборудуется сдвоенными движителями, состоящими из колес, предназначенных для работ общего назначения (В =
0,54) и колес, предназначенных для пропашных работ (В = 0,345).
Таким образом, использование рассмотренного комплекта движителей
позволяет наиболее экономично маневрировать трактором РТ-М-160, увеличить производительность труда на работах общего назначения и предназначенных пропашным тракторам, существенно повысить годовую загрузку трактора в течение сезона полевых работ, сократить номенклатуру парка тракторов.
Литература
1. Окунев Г А. Поточно-цикловая технология уборки зерновых культур. Челябинск, 1998. 110 с.
2. Кацыгин В. В., Кринко М. С., Мельников Е. С., Аникин А. С., Львов А. А. Рациональные параметры энергонасыщенных тракторов и машинно-тракторных агрегатов. Минск : Ураджай, 1979. 160 с.
52
№№№. m-avu. narod. т
