CC BY
76
УДК 631.3.06.001.66 В.С. Красовских,
Н.Н. Бережнов, Ю.В. Рыкова ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ ПОСЕВНЫХ АГРЕГАТОВ ЗА СЧЕТ ОПТИМИЗАЦИИ ИХ КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ
Ключевые слова: трактор, посевной
комплекс, бункер, сцепной вес, ходовая система, тяговое сопротивление, производительность, компоновочная схема, буксование, урожайность.
Введение
В новых условиях хозяйствования применение современных адаптивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур выдвигает особые требования к уровню материально-технического обеспечения аграрных предприятий и, в частности, к технической оснащенности машинно-тракторного парка. Преобладающий в настоящее время подход к повышению производительности посевных машинно-тракторных агрегатов (МТА), основанный на увеличении ширины захвата, увеличении объема технологических емкостей и, как следствие, росте единичной мощности трактора, противоречит основным принципам энерго- и ресурсосбережения. Увеличение массы агрегатов ведет к повышению техногенной нагрузки на почву деградации земельных угодий и снижению их эффективного плодородия. Кроме того, повышенное буксование движителей тракторов и сопротивление перемещению машин обуславливает снижение эксплуатационных и технико-экономических показателей агрегатов [1, 2].
Цель и задачи
К трактору как к основной энергетической единице ужесточаются требования в области повышения его технологической универсальности и расширения функциональных возможностей, касающихся не
только режима выполнения операций, но и агротехнического их качества. В соответствии с современной концепцией трактор, в составе машинно-тракторного агрегата, рассматривается в качестве универсального тягово-транспортного энергетического
средства [1]. Одной из основных задач реализации такого подхода становится изыскание способов, наряду с высокой тяговой загрузкой, максимально реализовать его потенциал по несущей способности ходовой системы. Это позволит использовать в составе такого тягово-транспортного агрегата технологические емкости большого объема и широкозахватные навесные и полунавес-ные машины и орудия.
Одним из эффективных путей решения указанных выше проблем является обоснование рационального компоновочного решения агрегата, определяющего расположение масс основных элементов с.-х. машины, агрегатируемой с трактором, с учетом его собственного распределения веса в условиях эксплуатации и особенностей компоновки [3].
Объекты и методы
Использованию тягово-транспортных
средств в составе МТА в разное время было уделено значительное внимание [4]. Однако существующие на практике решения предполагают либо создание специализированного энергосредства (рис. а, б), либо использование штатных средств, требующих для этого определенной конструкторской доработки узлов и агрегатов ходовой части или моторно-трансмиссионной установки (рис. в, г, д) [5, 6].
е
Рис. Тягово-транспортные посевные агрегаты: а — Holmer Terra Variant + VTU 19 («Holmer», Германия); б — Claas Xerion-3300 Saddle Trac + Solitair 10 Lemken («Claas», Германия); в — «Агромастер-9800 Авто» КаМАЗ-43118+ПК-9,8 (ООО «Агромастер», пос. Муслюмово, Респ. Татарстан); г — УШ-521-М1+ППК-12,4 (ОАО «РМЗ», г. Рубцовск, Алтайский край); д — МТ-5+ППК-12,4 (эскизный проект) (ОАО «РМЗ», г. Рубцовск, Алтайский край, Алтайский ГАУ, г. Барнаул); е — К-744Р2+ПК-10 «Томь» (ООО «Агро», г. Кемерово, Алтайский ГАУ, г. Барнаул)
Результаты и их обсуждение
Несмотря на очевидные преимущества гусеничных машин (рис. г, д), их низкая универсальность, ограниченные возможности передвижения по дорогам с улучшенным покрытием, а также сложность конструкции ходовой части и трансмиссии делают более привлекательной перспективу использования в качестве тягово-несущего энергосредства мощных колесных тракторов с колесной формулой 4К4б (рис. д), компоновка и грузоподъемность ходовой системы которых позволяет размещать на их шасси технологические емкости большой вместимости [1, 3].
В условиях эксплуатации машинно-тракторный агрегат подвергается воздействию множества внешних и внутренних факторов, многие из которых имеют случайный характер. Поэтому для описания процесса функционирования и определения выходных показателей агрегата целесообразно использовать методы математического моделирования, основанные на применении теории вероятностей [1, 7, 8].
Современные широкозахватные посевные комплексы оснащаются емкостями больших объемов, и изменение их веса, связанное с расходом технологического материала в процессе работы агрегата, оказывает значительное влияние на его выходные показатели. Таким образом, при расчете тягово-транспортного посевного агрегата необходимо учитывать не только закономерность изменения тягового сопротивления посевного орудия, но также и веса бункера, влияющего на вес трактора и определяющего его тягово-сцепные свойства [1, 8].
При определении рационального состава, параметров и режимов работы посевного тягово-транспортного агрегата необходимо учитывать следующие ограничения [1, 2, 8]:
- диапазон допустимых рабочих скоростей агрегата и предельную величину буксования движителей трактора в соответствии с агротехническими требованиями;
- диапазон загрузки трактора по тяговому усилию, определяемый мощностью силовой установки и его тяговым классом;
- максимальную грузоподъемность ходовой системы трактора с учетом допустимого уровня удельного давления на почву движителей трактора и перераспределения его веса между мостами.
Соблюдение установленных ограничений позволяет приблизить тягово-сцепные свойства колесных тракторов и их агротехническую проходимость к машинам на гусеничном ходу [4]. Жесткие ограничения по уровню допустимого уплотняющего воздействия на почву движителей трактора дикту-
ют необходимость, среди прочего, обоснования рациональных параметров его ходовой системы с точки зрения снижения техногенного влияния на свойства, структуру почвы и уровень энергозатрат.
Реализация технических решений, основанных на использовании тягово-транспортных средств, являясь перспективной в плане повышения технико-эксплуатационных показателей МТА, тем не менее требует комплексной экспериментально подтвержденной научной оценки, направленной на обоснование и выбор рациональных параметров и режимов работы агрегата для конкретных условий его эксплуатации.
Выводы
В связи с вышеизложенным в качестве основных задач, решаемых в ходе проведения исследования, необходимо рассматривать следующие:
1. Разработать аналитическую модель, с высокой степенью адекватности описывающую процесс функционирования посевного агрегата как системы «почва-орудие-ходовая система», учитывающую вероятностный характер изменения тягового сопротивления орудия, веса технологических емкостей и его влияния на тягово-сцепные и агротехнические показатели энергосредства.
2. На основании теоретического моделирования, подтвержденного результатами экспериментальных исследований, обосновать рациональные параметры, определить состав и режимы работы как посевного агрегата в целом, так и энергосредства в его составе, с учетом основных требований энерго- и ресурсосбережения.
3. Определить основные техникоэкономические показатели энергосредства и агрегата с учетом влияния их параметров и режимов работы на агротехническую проходимость и урожайность сельскохозяйственных культур.
Решение поставленных задач позволит повысить эффективность использования комбинированных посевных агрегатов при возделывании с.-х. культур за счет повышения их производительности, сокращения потерь урожая, непроизводительных затрат ресурсов и энергии, и как следствие, снижения конечной себестоимости единицы производимой продукции.
Библиографический список
1. Бережнов Н.Н. Обоснование рациональной компоновки и режимов работы энергонасыщенных почвообрабатывающих посевных комплексов: дис. канд. техн. наук: 05.20.01. — Барнаул, 2007. — 179 с.
2. Бережнов Н.Н. К вопросу влияния компоновки на агротехническую проходимость почвообрабатывающего посевного МТА // Современные тенденции развития АПК в России: матер. V Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых Сибирского федерального округа. — Ч. 2 / КрасГАУ; сост. Ю.В. Платонова. — Красноярск, 2007.
— С. 23-28.
3. Красовских В.С., Бережнов Н.Н., Щербинин В.В., Красовских Е.В. Посевной комбайн как средство повышения эффективности посева зерновых культур // Вестник АГАУ. — 2012. — № 7(93). — С. 74-79.
4. Бережнов Н.Н. Использование тяговотранспортных энергосредств в составе комбинированных посевных агрегатов // Тенденции сельскохозяйственного производства в современной России: матер. X Междунар. науч.-практ. конф. — Кемерово: Кузбасская выставочная компания «Экспо-Сибирь», 2011. — С. 177-179.
5. Добродомова Т.В. Обоснование параметров и режимов работы почвообрабаты-
вающего посевного комплекса на базе МТ-5 ОАО «Алттрак»: автореф. дис ... канд. техн. наук. — Барнаул, 2007. — 22 с.
6. Прокопович А.И., Писак Ю.Х., Комаров А.А. и др. О создании почвообрабатывающего посевного комплекса ППК со штатным энергетическим средством // Вестник АГАУ. — 2002. — № 2. — С. 12-16.
7. Красовских В.С. Обоснование рационального почвообрабатывающего агрегата // Обоснование рациональных параметров сельскохозяйственных тракторов и режимов работы машинно-тракторных агрегатов в условиях Западной Сибири: сб. науч. тр. / Алт. с.-х. ин-т. — Новосибирск, 1982. — С. 3-22.
8. Красовских В.С., Бережнов Н.Н. Повышение эффективности работы почвообрабатывающего посевного комплекса за счет выбора рациональной компоновки, параметров и режимов работы // Вестник АГАУ. — 2006. — № 2 (22). — С. 55-58.
УДК 621.77.04 С.К. Федоров,
А.В. Морозов ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПОВЕРХНОСТНАЯ ЗАКАЛКА ВТУЛОК ТРАКА БУЛЬДОЗЕРА КОМАТSU
Ключевые слова: втулки, износ, электромеханическая поверхностная закалка, микротвердость, глубина упрочнения.
Значительная доля специальной техники, используемой для проведения строительных и ремонтных работ, имеет гусеничный ход. Как показывает статистика, на ремонт элементов и деталей гусеничного хода приходится большая часть всего объема ремонтных работ, производимых за весь срок эксплуатации той или иной гусеничной машины.
Звенья гусениц — наиболее массовые детали в тракторах. На ремонт и замену указанных деталей затрачиваются существенные денежные средства. Поэтому повышение износостойкости рассматриваемых деталей является очень важной задачей ремонтного производства.
В последнее время все большее предпочтение, в том числе и в строительной сфере, отдается технике зарубежного производства. Большое распространение среди техники строительного назначения получили бульдозеры KOMATSU.
Экономическая эффективность использования такой техники требует максимальной ее загрузки. В процессе эксплуатации изнашиваются наиболее нагруженные детали ходовой части, работающие непосредственно с грунтом: звенья, пальцы, втулки.
Рис. 1. Виды износа деталей сопряжения «втулка-палец» трака бульдозера KOMATSU
