Навісні системи тракторів

/ Механізація АПК / Середа, 28 березня 2012 13:27
Микола Макаренко, доц. кафедри «Трактори і автомобілі» Харківського національного технічного університету сільського господарства ім. П. Василенка, сільськогосподарський дорадник
Основна властивість трактора - створювати тягу для виконання в агрегаті з сільськогосподарською машиною заданої технологічної операції. 
І від того, яким чином вони з'єднані за допомогою навісного пристрою, значною мірою залежать показники машинно-тракторного агрегату в цілому, а відтак - ефективність виконання польових завдань.
 
Ідеал Генрі Форда
При агрегатуванні відбувається перерозподіл навантажень між ланками машинно-тракторного агрегату і змінюються тягові властивості трактора. Відома класична залежність: щоб реалізувати велику потужність двигуна в тягове зусилля трактора, необхідно його ведучі колеса сильніше притискати до ґрунту. Найпростіше це зробити збільшенням маси - баластуванням (збільшенням навантаження від ваги трактора та додаткових вантажів на ведучі колеса). І ось тут виникає протиріччя.
altПри недостатньому навантаженні на ведучі колеса та при значному тяговому опорі технологічної машини спостерігається пробуксовування коліс відносно ґрунту. При цьому реальна швидкість агрегату зменшується і відповідно падає його продуктивність, збільшується витрата палива, швидше зношуються протектори ведучих коліс, а грунт шкодиться. При збільшенні маси трактора підвищуються витрати на переміщення його по полю, а, відповідно, також зростає витрата палива. Крім того, переущільнюється грунт, що призводить знову ж таки до втрати родючості.
Ще у 1920-ті роки Генрі Форд висловив думку, що трактор повинен бути потужним, не надто важким, але чіплятись за грунт, як кішка. Тобто при раціональному агрегатуванні трактора слід перенести частину ваги технологічної машини на ведучі колеса трактора та забезпечити при цьому близький до оптимального розподіл навантажень між ведучими, керованими та опорними колесами агрегату.
Так, наприклад, сучасні трактори «Фендт» (Fendt 415 Vario) мають низьку питому вагу, яка досягає відмітки у 35 кг/к.с. А оскільки конструкція ходової частини трактора розрахована на високе осьове навантаження, то є можливість застосовувати достатньо важкі комбінації навішених робочих знарядь.

Вимоги до машинно-тракторного агрегату
Потрібно мати на увазі, що деякі характеристики пов'язані не з одним, а з декількома технологічними показниками. Так, наприклад, керованість трактора і оглядовість з місця водія впливають як на агротехнічні показники, так і на продуктивність агрегату. Від рівня автоматизації тракторів залежать всі основні технологічні показники машинно-тракторного агрегату.
Силова дія навісної машини залежить від місця її розташування на тракторі, способу зв'язку з ним і методу регулювання її положення. Зміна характеру навантаження, що діє на ходову частину трактора, може позначатися позитивно і негативно на основних показниках агрегату в забезпеченні якісного виконання робочого процесу: на стійкості руху, керованості, плавності ходу, тягово-зчіпних властивостях. Отже, створення машинно-тракторного агрегату повинно забезпечувати вимогам раціонального з'єднання та виконання робочого процесу при заданій продуктивності.
Для етапу «з'єднання» характерні задачі нормалізації і стандартизації місць і пристроїв приєднання частин (технологічних блоків агрегату) один до одного і розміщення зон вільного простору, що забезпечують доступ до цих місць і пристроїв. Для машинно-тракторного агрегату розв'язуються задачі механічного з'єднання однієї сільгоспмашини з тракторами різних типорозмірів і одного трактора з різними за призначенням і типорозмірами сільгоспмашинами.
Для наступного етапу «виконання робочого процесу при заданій продуктивності» число вимог значно зростає. Серед них:
  • відповідність енергетичних потреб агрегату можливостям його двигуна;
  • забезпечення кінематики агрегату, внаслідок чого його частини й робочі органи переміщаються, виконуючи технологічний процес, узгоджено;
  • дотримання стабільності виконання робочими органами агрегату технологічного процесу - як на довжині гону, так і в подовжній і поперечній площинах, демпфування внутрішніх вібрацій і збурень;
  • виконання вимог по мінімальному пошкодженню культурних рослин або іншого сільськогосподарського матеріалу;
  • забезпечення маневреності і прохідності агрегату при поворотах і холостих переїздах, задачі переводу агрегату з робочого положення у транспортне для руху по дорогах загального призначення.
Спосіб з'єднання машини з трактором має особливе значення у зв'язку з тим, що рух по нерівній поверхні провокуватиме до значних вертикальних прискорень і великих інерційних сил, які діють на машину і трактор. Наслідком цього є не тільки швидке зношення деталей агрегату і споживання більшої кількості енергії, але і порушення технології обробітку ґрунту, важкість управління.
Так, при випробуванні тракторів серії ХТЗ-160 плугами ПЛН-5-35, ПЛП-6-35 встановлено, що в результаті відмінності колії трактора і ширини захвату плуга подовжні сила тяги трактора і опору плуга не співпадають. Це позначається на виникненні моменту, який дестабілізує рух агрегату і знижує якість оранки.
Поліпшення агрегатування можна досягти шляхом правильної установки опорного колеса плуга. Для цього на плузі ПЛН-5-35 достатньо обладнати опорне колесо не зовні, а усередині рами, проти другого корпусу. Це дозволить зменшити зусилля у вертикальних розкосах, поліпшити якість оранки і зменшити нерівномірність завантаження коліс трактора.
Навісна система повинна забезпечувати якнайшвидше самозаглиблення робочих органів знаряддя, щоб не розширювати необроблену смугу.

Типи навішування
На сільськогосподарських тракторах використовуються навісні системи, які за способом з’єднання із трактором можуть бути наступними.
Одноточковими, коли машина з'єднується із трактором в одній шарнірній точці, що може переміщуватись по висоті за допомогою гідроциліндра. Таке з’єднання є найпростішим і використовується в основному для з'єднання із причепами і напівпричепами. При вдосконаленні таких систем встановлюються автоматичні пристрої, які переміщують точку зчеплення вгору при розгоні машинно-тракторного агрегату або вниз при гальмуванні.
Двоточковими - з горизонтальною і вертикальною осями коливання. Двоточкову систему з горизонтальною віссю використовують на гусеничних тракторах, у яких точки кріплення механізму навішування (гідравлічнокерованого бруса) розміщені перед ведучою зірочкою, що забезпечує зменшення кута тяги і стійкий хід машини з доброю пристосовністю до рельєфу. Двоточкову систему з вертикальною віссю застосовують також на гусеничних тракторах для виключення надмірного занесення корпусу і поламки габаритного знаряддя при крутому повороті трактора.
Триточковим є механізм, горизонтальні ланки якого утворюють дві нижні подовжні і одну верхню центральну тяги, а вертикальні - верхню точку стояка і вісь підвісу знаряддя.
Чотириточковими, які мають, на відміну від триточкових, дві верхні подовжні тяги, що забезпечує високу стійкість руху.
Найбільше розповсюдження на тракторах отримали триточкові навісні системи.

Як регулюється глибина обробітку
При використанні навісної системи необхідно забезпечити можливість копіювання агрегатованими машинами і знаряддями рельєфу ґрунту та оптимально перерозподілити навантаження від технологічної машини на ведучі колеса трактора. Це досягається висотним, силовим та позиційним способами регулювання глибини обробітку.
Висотний спосіб регулювання заснований на установці опорного колеса, що обмежує заглиблення знаряддя. Глибина обробітку регулюється переміщенням опорного колеса гвинтовим пристроєм. Гідропідйомник при цьому знаходиться у плаваючому положенні.
Дослідженнями встановлено, що вертикальне навантаження на опорне колесо плуга при нормальній заглиблюваності більше ніж необхідно. Зменшення цього навантаження за рахунок перерозподілу його на задню частину трактора автоматично, за допомогою сили тяги і пропорційно її зміні, а також під'єднання плуга до трактора менш жорстко, ніж при серійному навішуванню, дозволяє повніше використовувати потужність трактора, підвищити силу тяги при обробітку ґрунту, знижуючи внутрішні втрати в агрегаті, буксування. Найпростіше цього ефекту досягають за допомогою механічного довантажувача ведучих коліс трактора.
Заводи-виробники на корпусі заднього моста розміщують кронштейн із низкою розташованих по вертикалі отворів, в яких встановлюють передній кінець центральної тяги механізму навішування. Чим більше буксує трактор, тим нижче слід встановлювати центральну тягу в кронштейні. Для тракториста правильним орієнтиром налаштування довантажувача є ледь помітна колія, яку за собою повинно залишати опорне колесо. Недолік механічного довантажувача полягає у тому, що при його використанні регулювання положення сільськогосподарського знаряддя або машини пов'язано із зупинкою агрегату і перестановкою центральної тяги в інший отвір, на що витрачається чимало часу.
Цього недоліку позбавлений гідравлічний довантажувач, який забезпечує регульований водієм тиск у гідроциліндрі механізму навішування з метою перерозподілу навантажень з опорних коліс сільськогосподарської машини на ведучі колеса трактора.
Силовий спосіб регулювання заснований на забезпеченні постійного заданого зусилля у верхній або нижній тязі механізму навішування. Для цього жорстку опору тяги замінюють пружним елементом, сполученим тягою з гідравлічним приводом навісної системи. Під дією сили, що передається тягою, пружина деформується, переміщуючи регулюючий орган гідравлічного розподільника. Відбувається корекція положення навісного механізму. Силове регулювання зменшує тяговий опір знаряддя і покращує зчеплення ведучих коліс із ґрунтом, але вимагає стабільних ґрунтових умов. Тому його застосовують переважно при оранці.
Позиційний спосіб регулювання забезпечується введенням слідкуючого елемента, що повертає регулюючий орган для забезпечення утримання навісної системи. А відповідно, і сільськогосподарської машини в певному положенні щодо остову трактора.
За потреби можна комбінувати два способи регулювання глибини обробітку: висотний і силовий або позиційний і силовий.

Рівномірний розподіл навантажень
Навісна система повинна забезпечувати також подовжню стійкість трактора зі знаряддям у транспортному положенні. Для підвищення такої стійкості виліт знаряддя слід робити по можливості меншим, наближаючи площину кріплення навісної системи на тракторі до задньої осі.
altНайбільша вага ешелоновано навішених машин і знарядь, що агрегатуються з трактором, повинна бути такою, щоб тиск рушіїв на грунт не перевищував гранично допустимих значень, що визначаються ГОСТ 26955-86. Крім того, для колісних тракторів необхідно враховувати граничну вантажопідйомність шин.
Важкі широкозахватні або комбіновані сільськогосподарські машини, які навішуються на задню навісну систему, призводять до перевантаження шин задніх коліс і зниження навантаження на керовані колеса до критичних меж, аж до втрати агрегатом керованості. Розосередження навантаження по осях трактора при комбінованому (передньому, задньому і міжосьовому) навішуванню машин дозволяє забезпечити оптимальне навантаження на колеса трактора, поєднати кілька операцій за один прохід машинно-тракторного агрегату.
Навіть виконання дуже важких робіт пройде легко завдяки високому тяговому зусиллю трактора і зручному управлінню гідравлічною системою із сучасним навісним обладнанням. Так, при масі трактора «Вальтра» (Valtra S-серії), що становить 10,3 т, задня навісна система має вантажопідйомність 8 т або 9,6 т, а вантажопідйомність передньої - 5 т.

Контролюється електронікою
Одним із чинників, що характеризують експлуатацію трактора, є економія допоміжного часу. Їй сприяють застосування автоматичних зчіпних пристроїв навісних систем, саморегульованих вузлів, поліпшення систем управління.
Аналіз конструкцій навісних систем закордонних тракторів вказує на тенденцію все ширшого упровадження електроніки для керування ними на тракторах не лише великої, а й середньої і навіть малої потужності.
Для полегшення праці механізатора і підвищення ефективності роботи трактора використовуються спеціальні програми. Так, наприклад, на тракторі «Арес 630» фірми «Рено» (Renault Ares 630)встановлюється електронно-гідравлічний пристрій ТСЕ-30, що управляє входом і виходом із борозни напівнавісного плуга.
Регулювання положення навісних пристроїв за допомогою електроніки стало вже цілком звичним. Тут варто відзначити, що багато фірм обладнують трактори системами, які виробляє німецька фірма «Бош» (Bosch). Вони здатні виконувати такі функції, як гасіння коливань піднятого знаряддя при переїзді, корекція налаштувань при надмірному буксуванні.
В нових розробках, приміром, компанії «Джон Дір» (John Deere) різні управляючі функції - заглиблення і виїмка плуга, ввімкнення механізму блокування диференціалу, включення передач переднього або заднього ходу - можуть бути запрограмовані і виконані шляхом разового натиснення на кнопку. Деякі фірми здійснюють програмування за принципом «самонавчання»: виконаний вручну один цикл дій запам'ятовується і потім повторюється системою управління автоматично.
У сучасних тракторах навісне обладнання регулюється (встановлюється у відповідне положення) електронікою з поста керування, тобто найчастіше з кабіни. Перемикачі навісного механізму входять до складу системи, яка на основі інформації від датчиків, залежно від режиму роботи, контролює стан електрогідравлічних клапанів і керує ними.
Результати досліджень і світовий досвід показують, що застосування сучасних систем управління дозволяє істотно підвищити продуктивність, економічність, екологічність і деякі інші показники роботи трактора.

svidome

 29 червня 2022
За оцінками аналітиків Oil World, Україна за останні декілька тижнів активізувала експорт соняшнику та інших сільгоспкультур, перевищивши очікування аналітиків.
За оцінками аналітиків Oil World, Україна за останні декілька тижнів активізувала експорт соняшнику та інших сільгоспкультур, перевищивши очікування аналітиків.
29 червня 2022
 29 червня 2022
Згідно з оперативними даними Державної митної служби, станом на 29 червня з початку 2021/22 МР (1 липня), Україна експортувала 70,7 тис. тонн борошна, з яких 1,8 тис. тонн було відвантажено в червні.
Згідно з оперативними даними Державної митної служби, станом на 29 червня з початку 2021/22 МР (1 липня), Україна експортувала 70,7 тис. тонн борошна, з яких 1,8 тис. тонн було відвантажено в червні.
29 червня 2022
 29 червня 2022
Міністерство інфраструктури підтримало пропозицію залізничників провести індексацію тарифів, підвищивши їх на 70% на всі групи вантажів.
Міністерство інфраструктури підтримало пропозицію залізничників провести індексацію тарифів, підвищивши їх на 70% на всі групи вантажів.
29 червня 2022
 29 червня 2022
Через тимчасову окупацію деяких міст, блокування українських портів, порушення логістики та брак фінансових ресурсів посівна кампанія під урожай 2023 року може відбутися тільки на 60% від запланованих площ.
Через тимчасову окупацію деяких міст, блокування українських портів, порушення логістики та брак фінансових ресурсів посівна кампанія під урожай 2023 року може відбутися тільки на 60% від запланованих площ.
29 червня 2022
 28 червня 2022
російські окупанти обстріляли ракетами Миколаїв та розбомбили термінал зернотрейдингової корпорації Viterra.
російські окупанти обстріляли ракетами Миколаїв та розбомбили термінал зернотрейдингової корпорації Viterra.
28 червня 2022
 28 червня 2022
З початку повномасштабного вторгнення росії по червень 2022 року ціни на свинину в Україні зросли в середньому на 25%. Так, якщо у лютому ціна складала 40-47 грн/кг свинини, то у червні 59-60 грн/кг.
З початку повномасштабного вторгнення росії по червень 2022 року ціни на свинину в Україні зросли в середньому на 25%. Так, якщо у лютому ціна складала 40-47 грн/кг свинини, то у червні 59-60 грн/кг.
28 червня 2022

Please publish modules in offcanvas position.