CC BY
38
УДК 631.372:629.114.2 ГРНТИ 68.85
Щитов С.В., д-р техн. наук, профессор; Кузнецов Е.Е., канд. техн. наук, доцент; Худовец В.И., канд. техн. наук, доцент;
Дальневосточный государственный аграрный университет, г. Благовещенск РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ТРАКТОРА КЛАССА 1,4 С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ ВЕДУЩИМ МОСТОМ НА ТРАНСПОРТНЫХ РАБОТАХ
В статье рассматривается вопрос повышения производительности и эффективности использования колёсного трактора класса 1,4 при увеличении тягово-сцепных свойств за счёт установки дополнительного ведущего моста и применения в его ходовой системе устройства для перераспределения сцепного веса между мостами. Экспериментально установлено, что использование трактора с дополнительным ведущим мостом и дополнительным устройством на транспортных работах уменьшает величину буксования и повышает производительность тракторно-транспортного агрегата (ТТА). Полученные экспериментальные зависимости позволяют сократить затраты времени и материальных средств при конструировании, совершенствовании и доработке ходовой системы колесных тракторов класса 1,4 с дополнительным ведущим мостом. Научные результаты внедрены и использованы на ведущих предприятиях отрасли. Результаты по уточнению теории взаимодействия трактора класса 1,4, оснащённого дополнительным ведущим мостом и устройством для перераспределения сцепного веса, с грунтом используются в учебном процессе на кафедре «Тракторы и автомобили» ФГБОУ ВО «Дальневосточный ГАУ».
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: КОЛЁСНЫЙ ТРАКТОР КЛАССА 1,4, ТЯГОВО-СЦЕПНЫЕ СВОЙСТВА, ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ВЕДУЩИЙ МОСТ, ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ СЦЕПНОГО ВЕСА, ВЕРТИКАЛЬНАЯ НАГРУЗКА, ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
UDC 631.372:629.114.2
Shchitov S.V., Dr Tech. Sci., Professor;
Kuznetsov E.E., Cand. Tech. Sci., Associate Professor;
Hudovetsc V.I., Cand. Tech. Sci., Associate Professor;
FSBEI HE Far Eastern SAU, Blagoveshchensk
THE RESULTS OF EXPERIMENTAL STUDIES ON THE USE OF TRACTORS CLASS 1.4 WITH OPTIONAL LEADING BRIDGE TRANSPORT WORKS
The article deals with the question of improving productivity and efficiency in the use of wheeled tractors class 1.4 If you increase trailer coupling properties due to the installation of additional driving axle and the application in its undercarriage system device for coupling between the bridges weight redistribution. Experimentally determined that use of a tractor with an additional leading axle and additional device to transport the works reduces the amount of skidding and increases performance tractor and transport unit (TTA). The obtained experimental dependencies allow you to reduce the time and materiel in constructing, improving and refining the undercarriage system of wheeled tractors class 1.4 with an additional leading axle.
Scientific results are implemented and used on the leading enterprises of the branch. Results to refine the theory of interaction, which is 1.4 tractor class an additional leading axle and device for coupling redistribution of weight, with the soil used in educational process at the
Department "tractors and cars in the Far East State Agricultural University (DalGA U), Blagoveshchensk.
KEYWORDS: WHEELED TRACTORS CLASS 1.4, GRIP PROPERTIES, ADDITIONAL DRIVING AXLE, THE REDISTRIBUTION OF THE COUPLING WEIGHT, VERTICAL LOAD, EFFICIENCY OF USE
В последние годы в Российской Федерации наблюдается устойчивый рост сельскохозяйственного производства. В связи с увеличением объемов производства продукции растениеводства неуклонно растет и грузооборот.
Известно, что в сельском хозяйстве около 30% трудовых затрат и более 50% энергетических мощностей расходуется именно на транспортные работы. Наряду с использованием на этих работах автомобильного транспорта немаловажную роль в перевозке сельскохозяйственной и другой продукции отводится тракторным поездам. Использование энергонасыщенных колесных тракторов на транспортных работах позволяет повысить эффективность
их использования. Учитывая, что дорожные условия, особенно в зимний период, ухудшают сцепление ходовой системы трактора с опорным основанием, не позволяют развивать достаточных тягово-сцеп-ных свойств, влияют на безопасность движения, одним из эффективных решений является использование в схеме ходовой системы трактора класса 1,4 дополнительного ведущего моста и устройства, позволяющего перераспределить сцепной вес между его мостами, что позволит устранить выявленные недостатки, улучшит проходимость и сцепные свойства движителей, повысит скорость движения, производительность и эффективность использования тракторно-транспортного агрегата (рис. 1).
Рис. 1. Трактор с дополнительным ведущим мостом и устройством для перераспределения
сцепного веса на транспортных работах
Исследованию перераспределения сцепного веса в ходовой системе колёсного трактора посвящён ряд работ авторов [1-4], однако процесс влияния устройства для перераспределения сцепного веса [5], изменяющего приходящую вертикальную нагрузку на дополнительный ведущий мост трактора, ещё до конца не исследован.
Сформированная научная гипотеза позволила провести теоретические исследования и выявить закономерности и зависимости, характеризующие процесс перераспределения сцепного веса в ходовой системе трактора, экспериментальное уточнение которых позволило обосновать эффективность использования тракторов класса 1,4 на транспортных работах.
Методика исследований. С использованием методов теоретической и прикладной механики, математического аппарата дифференциального и интегрального ис-
числения аналитически исследован процесс взаимодействия ходовой системы колесного трактора, оснащённого дополнительным ведущим мостом и устройством для перераспределения сцепного веса, с поверхностью движения. Экспериментальные исследования проведены в реальных условиях эксплуатации колесных тракторов класса 1.4, характерных для Амурской области. Измерялись следующие параметры: тяговое усилие, частота вращения ведущих колес, пройденный путь, время опыта, сцепной вес, приходящийся на движители. Опытные данные обработаны современными методами с использованием теории вероятности и математической статистики.
Результаты исследований показывают, что распределение вертикальной нагрузки при использовании устройства для перераспределения сцепного веса в ходовой системе трактора составило следующие величины (табл. 1).
Таблица 1
Распределение нагрузки по осям трактора
№ Ведущий мост трактора Дополнительный мост Управляемый мост примечание
кН % кН % кН %
1 22 61,1 - - 14 38,9 Дополнительный ведущий мост поднят в транспортное положение
2 20 55,5 3,6 10 12,4 34,5 Дополнительный ведущий мост опущен и на него передается часть веса трактора
3 17,4 48,3 12,4 34,4 6,2 17,3 Дополнительный ведущий мост опущен и на него передается часть веса с управляемого моста трактора
Анализ полученных данных позволяет сделать вывод, что перераспределение сцепного веса трактора позволило увеличить вертикальную нагрузку, приходящуюся на ведущие колеса трактора, при этом распределение составило: на задний ведущий мост - 48,3 %; на передний, управляемый мост - 17,3 %; на дополнительный ведущий мост -34,4 %.
При этом максимальные величины передаваемой вертикальной нагрузки были ограничены только нормативными дан-
ными по управляемости или возможностями нагрузки используемых тракторных шин.
Изменение сцепного веса в зависимости от действующей силы показано на рисунке 2. На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что перераспределение сцепного веса между мостами трактора позволит повысить тягово-сцепные свойства трактора за счет увеличения передаваемой вертикальной нагрузки на движители.
И1
0,6 р, кН
Рис. 2. Изменение распределения веса по мостам трактора: 1- управляемый мост, 2-допол-нительный ведущий мост, 3-задний ведущий мост
Увеличение тягово-сцепных
свойств трактора влечет за собой процентное изменение мощностного баланса трактора, которое в графической форме представлено на рисунке 3. Из рисунка 3 видно, что соотношение между отдельными его составляющими различно, что объясняется различными тягово-сцепными свойствами используемых тракторов, с различной компоновкой ходовой части. Мощность, затрачиваемая на буксование, выше у серийного трактора по сравнению с трактором, оснащённым дополнительным ведущим мостом и устройством для перераспределения сцепного веса, это говорит о том, что тягово-сцепные свойства экспериментального трактора выше по сравнению с серийным трактором.
Рис. 3. Сравнительный мощностной баланс серийного и экспериментального тракторов
С целью определения влияния изменяющейся вертикальной нагрузки на дополнительный мост, величину буксования и тяговое усилие были проведены испытания в реальных условиях эксплуатации в зимний период на дорогах с низким коэффициентом сцепления. Полученные результаты исследований представлены на рисунке 4. Анализ полученных данных показывает, что с повышением тягового усилия величина буксования увеличивается как у серийного трактора, так и у экспериментального трактора с дополнительным ведущим мостом. Так, при увеличении нагрузки на крюке от 5 до 14кН величина буксования у серийного трактора возросла с 8 до 27,5%, у трактора с дополнительным
ведущим мостом с 4,5 до 15,0%. Как видно из графиков, установка дополнительного ведущего моста и перераспределение сцепного веса позволяет снизить величину буксования. При дальнейшем увеличении нагрузки до 15 кН, у серийного трактора величина буксования резко возрастает, а у трактора с дополнительным ведущим мостом характер возрастания величины буксования остается линейным. Это говорит о недостаточности тягово-сцепных свойств серийного трактора. Для трактора же с дополнительным ведущим мостом линейный характер изменения величины буксования оставался до 20 кН. Если сравнивать тяговые усилия тракторов при одинаковой величине буксования, то можно отметить
следующее: при величине буксования 10 % тяговое усилие у серийного трактора составило 6 кН, а у трактора с дополнительным ведущим мостом - 10 кН. При величине буксования 20% увеличение тягового
усилия составило 17-18%. Дальнейшее увеличение величины буксования повлекло снижение поступательной скорости движения.
V, м/с
и
2,0 1,5 1,0 0,5
ШЗ с по :>дллкчен ■ньм мос том
/ о1 ........
МТЗс опклкю истом
/
3 %
40 30 20 10
250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 Рк_, кг
5
Н
Рис. 4. Зависимость величины буксования и скорости движения от тягового усилия
Для определения эффективности использования трактора класса 1,4 с дополнительным ведущим мостом и устройством для перераспределения сцепного веса и прицепа 2ПТС-4 на транспортных работах в условиях недостаточных тягово-сцепных свойств были проведены сравнительные хозяйственные испытания в реальных условиях эксплуатации. Для сравнения брался серийный трактор класса 1,4 колёсной формулой 4к2 и прицеп 2ПТС-4. Сравнение было выполнено методом хро-нометражных наблюдений за работой тракторно-транспортных агрегатов. Полученные результаты показали, что использование экспериментального трактора позволяет повысить производительность в час времени движения на 30,5 %, и в час чистого рабочего времени на 20,1% по сравнению с серийным трактором.
Заключение. Таким образом, в ходе теоретических и экспериментальных исследований установлено, что перераспределение сцепного веса и использование дополнительного ведущего моста в ходовой
системе трактора позволяет повысить тя-гово-сцепные свойства тракторно-транс-портного агрегата. Величина буксования при номинальном тяговом усилии у трактора с дополнительным ведущим мостом и устройством для перераспределения сцепного веса снизилась с 25 до 15%, тяговое усилие возросло на 35-40 % , а сцепной вес возрос на 35,6 % в сравнении с серийным трактором. Использование на транспортных работах колесного трактора с формулой 4к2 с дополнительным ведущим мостом и установленным устройством для перераспределения сцепного веса и прицепа 2ПТС-4 в составе ТТА позволяет повысить рабочую скорость движения на 2530%, производительность на 27-29% по сравнению с серийным транспортным агрегатом. Использование колесного трактора класса 1,4 с дополнительным ведущим мостом позволяет получить экономию 20,35 МДж/т.км по сравнению с серийным вариантом на транспортных работах. В рублевом эквиваленте снижение себестоимости составит 4,6 руб. на один
т.км.
Список литературы
1. Кузнецов, Е.Е. Использование многоосных энергетических средств класса 1,4: монография/Е.Е.Кузнецов [и др.] // ДальГАУ- Благовещенск, 2013. -153 с.
2. Рябченко, В.Н. Пути совершенствования проходимости гусеничных ходовых систем уборочно-транс-портных машин /В.Н.Рябченко// Дальневосточный аграрный вестник. Научно-практический журнал. -2011. -№ 2(18).- С.23-27.
3. Спириданчук, Н.В. Повышение эффективности использования колёсных тракторов класса 1,4 на транспортных работах/Н.В. Спириданчук//Дальневосточный аграрный вестник. Научно-практический журнал. -2011. - № 1(17).-С.39-45.
4. Щитов, С.В. Пути повышения агротехнической проходимости колёсных тракторов в технологии возделывания сельскохозяйственных культур Дальнего Востока: дис. докт. техн. наук: 05.20.01: защищена 20.05.09/Щитов Сергей Васильевич; ДальГАУ/ -Благовещенск, 2009. - 325 с.
5.Устройство-цилиндро-прижимной механизм для распределения собственной нагрузки с передней оси колесного трактора на дополнительно установленный движитель /С.В.Щитов, Е.Е.Кузнецов//Патент на изобретение № 2480343, заявитель и патентообладатель Дальневосточный гос. агр. университет. заявка № 2011144332 от 01.11.2011, зарегистрирована 27.04.2013, опубл. 27.04.2013, Бюл. № 12. - 8 с.
References
1. Kuznetsov, E.E. Ispol'zovanie mnogoosnykh energeticheskikh sredstv klassa 1,4: monografiya (Application of Multiaxle Machinery, Class 1,4: monograph),
E.E. Kuznetsov [i dr.], Dal'GAU, Blagoveshchensk, 2013, 153 p.
2. Ryabchenko, V.N. Puti sovershenstvovaniya prokhodimosti gusenichnykh khodovykh sistem uborochno-transportnykh mashin (Ways of Improvement of Flotation Ability of Harvesters' Track-Type Running Gears), Dal'nevostochnyi agrarnyi vestnik. Nauchno-prakticheskii zhurnal, 2011, No 2(18), PP. 23-27.
3. Spiridanchuk, N.V. Povyshenie effektivnosti ispol'zovaniya kolesnykh traktorov klassa 1,4 na transportnykh rabotakh (Efficiency Enhancement of Wheel Tractors of Class 1,4 during Transportation), Dal'nevostochnyi agrarnyi vestnik. Nauchno-prakticheskii zhurnal, 2011, No 1(17), PP. 39-45.
4. Shchitov, S.V. Puti povysheniya agrotekhnicheskoi prokhodimosti kolesnykh traktorov v tekhnologii vozdelyvaniya sel'skokhozyaistvennykh kul'tur Dal'nego Vostoka: dis. dokt. tekhn. nauk: 05.20.01: zashchishchena 20.05.09 (Ways of Improvement of Wheel Tractors' Agrotechnical Flotation Ability in the Process of Cultivation of the Far Eastern Crops: dissertation of the Doctor of Technical Sciences: 05/20/01: presented 20/05/09), Shchitov Sergei Vasil'evich, Dal'GAU, Blagoveshchensk, 2009, 325 p.
5.Ustroistvo-tsilindro-prizhimnoi mekhanizm dlya raspredeleniya sobstvennoi nagruzki s perednei osi kolesnogo traktora na dopolnitel'no ustanovlennyi dvizhitel'(Device - Clamping Cylinder Unit for Allocation of its Own Load from the Front Axle of the Wheel Tractor to the Additionally Installed Propelling Agent), Shchitov S.V., Kuznetsov E.E., Patent na izobretenie № 2480343, zayavitel' i patentoobladatel' Dal'nevostochnyi gos. agr. universitet. zayavka № 2011144332 ot 01.11.2011, zaregistrirovana 27.04.2013, opubl. 27.04.2013, Byul. No 12, 8 p.
УДК 631.365+633.1 ГРНТИ 68.85; 68.35.29
Щитов С.В., д-р техн. наук, профессор; Тихончук П.В., д-р с.-х. наук,профессор; Кривуца З.Ф., д-р техн. наук, доцент; Козлов А.В., ст. преподаватель; Дальневосточный ГАУ, г. Благовещенск, E-mail: uoup_dalgau@mail.ru;tikhonchukp@rambler.ru; zfk20091@rambler.ru; kozlovv_av@mail.ru
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ОПТИМИЗАЦИЮ ПРОЦЕССА СУШКИ ЗЕРНА
Первоочередной задачей при совершенствовании существующих технологий сушки и конструкций зерносушилок является снижение энергетических затрат на сушку зерна, и прежде всего топлива. В связи с этим актуальным является проведение исследований, направленных на повышение эффективности использования действующих камерных сушилок напольного типа на основе совершенствования конструкции, режимов работы отдельных узлов, а также технологии сушки, направленных на даль-
