CC BY
69
вание наблюдений [Текст]. - Введ. 01.07.84. - нии машинно-тракторного парка [Текст].- 2-е
М.: Изд-во станд., 1983. - 23 с. изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1982. - 319 с.
5. Киртбая Ю.К. Резервы в использова-
УДК 631.86
К СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ПАРАМЕТРОВ ДВИжИТЕЛя ТРАКТОРОВ
ТИПА РТ-М-160
Окунев Геннадий Андреевич, доктор технических наук, профессор кафедры «Эксплуатация машинно-тракторного парка»
Кузнецов Николай Александрович, кандидат технических наук Зеленин Александр Васильевич, инженер Юлсанов Марс Ахатович, аспирант
Челябинская государственная агроинженерная академия 454080, г.Челябинск, пр. Ленина, 75 Тел. 8 (351)266 65 78
Ключевые слова: трактор, колеса, тяговое усилие, работа, мощность, затраты, сила тяги; буксование; эксплуатация; давление на почву; механизированный процесс; технологическая операция; универсальность.
Рассмотрены методические подходы к управлению тяговыми показателями тракторов за счёт установки различных колесных движителей. Рекомендовано при выполнении работ общего назначения в весеннем полевом цикле устанавливать сдвоенные колёса с одинаковым диаметром колёс 1400 мм, которые состоят из колеса общего назначения и колеса, предназначенного для выполнения пропашных работ.
Необходимость проведения основных технологических операций в строго определённые 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 потребностью при выполнении полевых работ вызывает снижение её годовой загрузки. Исследования и опыт показывают, что увеличить годовую загрузку техники можно путём повышения универсальности машинных комплексов, т.е. расширением диапазона их использования на разных технологических операциях, а также путём маневрирования их энергетическими возможностями в соответствии с энергоемкостью
выполняемых механизированных процессов [1].
В эту концепцию вписывается колесный трактор типа РТ-М-160, выпускаемый в г. Нижний Тагил производственным объединением «Уралвагонзавод». Этот универсально-пропашной трактор предназначен для возделывания пропашных культур, выполнения транспортных работ и работ общего назначения. Он оборудован передней и задней гидравлическими навесными системами, передним и задним валами отбора мощности. Сзади за кабиной расположена площадка для установки емкостей под технологические материалы. Трактор оснащен различными движителями для выполнения работ общего назначения и работ, выполняемых пропашными тракторами. Ос-
Основные параметры колёсных движителей трактора РТ-М-160
Тип движителя Обозначение движителя Наружный диаметр D, м Статический радиус г, м Ширина профиля В, м Масса т, кг
Пропашной 13^38 1540 ±15 717 ± 7 335 153
Общего назначения 16^30 1462 ±15 662 ± 7 420 200
21^24 1400 ±15 640 ± 7 540 210
новные параметры движителем этого трактора 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, имеющей 16 передач переднего и 8 передач заднего хода.
Высокая мощность двигателя, установленного на трактор РТ-М-160, позволяет выполнять многие энергоёмкие операции, предназначенные для тракторов тягового класса 3. Однако тягово-сцепные качества трактора ограничены вследствие его комплектации шинами 16^30, которые создают высокое удельное давление на почву, что сдерживает реализацию потенциальных возможностей трактора и уменьшает область его использования.
одним из способов маневрирования возможностями трактора является установка сдвоенных колёс, которые позволяют за счёт 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 колёсного трактора, является касательная сила тяги, возникающая в результате взаимодействия колес с почвой.
Основываясь на работах Кацыгина В.В. [2], касательную силу тяги, Н, колёсного движителя, состоящего из п колёс, можно определить следующим образом:
-£
пр
-1
сії
чк>/
(1)
где - коэффициент трения скольжения; кт - коэффициент деформации, м; п
- количество колёс, расположенных в ряд, шт.; т , т - соответственно масса колеса и
7 к7 тр
трактора, кг; g - ускорение свободного падения, м/с2; d - величина буксования колеса, доля; L - длина площади контакта колёсного
V» ,
движителя с почвой, м; t - величина среза,
ср
Н/м; hг - высота грунтозацепа, м; t - шаг грун-тозацепа, м; ^р - приведённый коэффициент трения, зависящий от свойств движителя (ширина, диаметр); Fтр- сила трения, Н.
Для упрощения расчётов с некоторым допущением примем, что при определенном тяговом усилии нагрузка на переднюю и заднюю ось распределена равномерно (а. = 0,25).
Тяговое усилие колеса, Н, возникающее под воздействием крутящего момента двигателя при установившемся движении, равно разности касательной силы тяги и силы сопротивления качению:
где Ь - ширина колес, м.; к - коэффициент объемного смятия грунта, Н/м3; D0
- приведённый диаметр жёсткого колеса к эластичному, зависящий от нормальной нагрузки на колесо, м;Д(п)- коэффициент, характеризующий параметры колесного движителя.
Сила сопротивления качению движителя определяется количеством колёс, мас-
112
• • • •
сой колёс и трактора, геометрическими параметрами колёс, физико-механическими свойствами грунта и давлением воздуха в шинах.
Исследования трактора РТ-М-160 и РТ-М-160У с одинарными и сдвоенными колёсами, оснащёнными различными шинами базовой комплектации были проведены на полях ООО «Примерное» Аргаяшского района Челябинской области. Исследования показали, что при установке дополнительных колёс с шинами 16^30 и 13^38 можно увеличить тяговые возможности трактора практически в полтора раза при допустимом агротехническими требованиями буксовании движителей. Это позволяет задействовать его на работах общего назначения в весенний период с комплексом машин, предназначенных для тракторов класса тяги 3.
Зависимость величины буксования трактора типа РТ-М-160 от тягового усилия с учётом различного агрофона и типа движителя представлены на рисунке 1.
Использование различных колёс, поставляемых к трактору РТ-М-160 для выполнения работ общего назначения и работ, предназначенных для выполнения пропашным трактором, обуславливает значительные затраты, связанные с их изготовлением, установкой на трактор РТ-М-160, а также переустановкой.
Так, например, в комплекте трактора РТ-М 160 для выполнения работ общего назначения необходимо иметь 8 колёс с шинами 16^30 и 4 колеса с шинами 13^38 для пропашных работ при возделывании картофеля и кукурузы с междурядьем 70 см.
С целью снижения номенклатуры движителей, используемых на тракторе РТ-М-160, и трудоемкости монтажа при выполнении различных технологических операций рационально комплектовать трактор шинами 21^24 и такого же диаметра шинами с шириной профиля 345 мм для возделывания пропашных культур.
Зависимости величины буксования трактора РТ-М -160 от усилия на крюке на различных агрофонах с различными параметрами движителей представлены в та-
1 - 13.6«38 2 - 1б,9Р?30 3 -21 .ЗР24 4 - 13.6Р38
одинарные одинарные
5 - 16.9Я30 сдвоенные сдвоенные
Рис. 1 - Изменение величины буксования различных колёс от усилия на крюке:
а - поле, подготовленное под посев; б - стерневой фон
блице 2.
Полученные экспериментальным путём значения тяговых усилий превышают полученные расчётным путем значения на 3...5%. Поэтому из анализа расчётных данных, приведенных в таблице 2, следует, что при использовании движителей с шириной профиля Ь = 345 мм трактор можно агрега-тировать с 12-рядным комплексом машин на возделывании пропашных культур. Использование одинарных движителей с шинами 21^24 (Ь = 540 мм) на стерневом фоне позволяет трактору типа РТ-М-160 выполнять основную (зяблевую) обработку по-
а
б
Тяговые показатели трактора РТ-М-160
ш 0 ф 1 * -1 т Параметры движителя: Показатели трактора РТ-М-160
Агрофон - слежавшаяся пахота
Одинарные движители ширина В, м диаметр D, м Буксование 5,% 0 5 7 10 12 15 20
345 1400 Усилие на крюке Р , кН кр' 0 13,6 17,1 20,4 21,8 23,3 24,8
Агрофон - стерня зерновых (транспортные работы, основная обработка почвы)
Одинарные движители 540 1400 Усилие на крюке Р , кН кр' 0 20,33 22,45 25,43 27,26 29,84 33,3
Агрос юн - поле, подготовленное под посев (весенние полевые работы)
Сдвоенные движители основной Усилие на крюке Р , кн кр 0 16,84 21,44 25,84 27,74 29,84 33,4
0,54 1400
дополнительный
0,345 1400
чвы с пятикорпусным плугом.
С целью снижения удельного давления движителей на почву и повышения тягово-сцепных качеств трактора при выполнении работ общего назначения в весеннем полевом цикле трактор РТ-М-160 оборудуют сдвоенными движителями, состоящими из колёс, предназначенных для работ общего назначения (Ь = 0,54), и колёс, предназначенных для выполнения пропашных работ (Ь = 0,345).
таким образом, сдвоенные движители позволяют наиболее экономично использовать трактор Рт-м-160, увеличить производительность труда на работах общего назна-
чения и предназначенных для выполнения пропашным тракторам, существенно повысить годовую загрузку трактора в течение сезона полевых работ, сократить номенклатуру парка тракторов.
Библиографический список
1. Окунев, Г.А., Поточно-цикловая технология уборки зерновых культур / Окунев Г.А. - Челябинск, 1998. - 110 с.
2. Кацыгин, В.В. Рациональные параметры энергонасыщенных тракторов и машинно-тракторных агрегатов / Кацыгин В.В., Кринко М.С., Мельников Е.С., Аникин А.С., Львов А.А. - Минск: Ураджай, 1979. - 160 с.
