27 марта 2016г.
Современные высокоэнергонасыщенные колёсные тракторы полурамного типа класса 5,0 и выше, отечественного и иностранного производства, в силу своих высоких тяговых характеристик, простоты и надёжности конструкции, универсальности агрегатирования со всевозможными орудиями и машинами, занимают достойную позицию в транспортном сегменте технологии возделывания сельскохозяйственной продукции.
В Российской Федерации эта категория тракторов представлена в основном продукцией ЗАО «Петербургский тракторный завод» и транснациональных корпораций Case, New Holland, John Deere, Buhler Versatile. Учитывая перспективность этого вида техники, а также необходимость проведения импортозамещения в целях достижения полной продовольственной безопасности, производителями сельскохозяйственной техники РФ разрабатываются новые марки и модели тракторов полурамного типа. Так ЗАО «Петербургский тракторный завод» разработал и успешно продвигает на сельскохозяйственном рынке страны высокоэнергонасыщенные сельскохозяйственные колесные тракторы «Кировец» моделей К-704, К-744 и серии К-9000.
Однако тракторы полурамного типа имеют и свои конструктивные недостатки. В частности большая эксплуатационная масса трактора (более 13,5 тонн), наличие высокого центра масс трактора и нерациональное распределение эксплуатационной массы по осям накладывает ограничения на агротехнические скорости и вызывает эффект почвенного уплотнения, а многократность прохода движителей трактора при соблюдении параметров всех используемых технологий возделывания сельскохозяйственной продукции вызывает чрезмерную деформацию и переуплотнение плодородного слоя, что приводит к снижению пористости почвогрунта, ухудшению водно-физических свойств почвы, уменьшению влагообеспеченности корневой системы произрастающих сельскохозяйственных культур и ведёт к снижению урожайности на 15-30%, а на глинистых и суглинистых почвах достигает и более высоких значений до 55%.
Степень уплотнения почвы зависит от ряда наиболее важных факторов, к которым относятся: исходное состояние - плотность и влажность во время прохода техники, величина контактного давления на грунт, время и кратность воздействия ходовых систем трактора. При чём степень переуплотнения по следу движения трактора зависит не только от нагрузки, приходящей на движитель трактора, но и от времени года: исследованиями установлено, что в зимнее время плотность почвы под колесами трактора увеличивается незначительно, а значит использование тяжёлой техники относительно безопасно в этот период. Рассматривая почву как трехфазную систему, этот факт можно объяснить тем, что жидкая фаза - вода, которая, будучи в жидком состоянии, обволакивает поверхность твердых частиц грунта наподобие смазки, снижает трение частиц грунта между собой, при приложении нагрузки способствует уплотнению. Превратившись в лёд, вода уже не снижает силу трения, а оказывает дополнительное сопротивление. Переуплотнение почвы наиболее опасно осенью и весной, когда почва бывает сильно насыщена водой. Летом же степень переуплотнения зависит от выпавшего количества осадков (засушливое или дождливое лето). [2,4]
Конструктивно-предусмотренное распределение массы по осям трактора полурамного типа, в частности «К-701» составляет: передняя ось-7700 кг., задняя ось-4300 кг.[1] Соответственно степень уплотнения грунтов движителями передней оси этого трактора выше, чем задней оси. Следовательно, одним из способов снижения уплотнения почвогрунта по следу движения трактора является рациональное распределение массы трактора по его осям.
Использование устройств, перераспределяющих сцепной вес, в ходовой системе полурамного трактора типа «Кировец» предприятием–изготовителем не предусмотрено, вследствие чего эффективным решением задачи снижения техногенного воздействия ходовой системы колёсных тракторов может служить конструкторская разработка и установка в ходовую систему трактора технически простых и надёжных устройств, способных перераспределить собственную массу трактора полурамного типа по его осям в зависимости от дорожных и почвенных условий при эксплуатации энергетического средства. [3, 5]
Предлагаемое техническое решение, а именно пружинное устройство- корректор сцепного веса колёсного трактора полурамного типа [6] (Рисунок 1),
состоящее из гидро-прижимного механизма 1, включающего полуэллиптическую плоскую пружину рессорного типа 2, силовой гидроцилиндр 3, установленный на косыночном упоре 4 в
тыльной части передней полурамы трактора и упирающийся
рабочей частью штока в окончание полуэллиптической плоской пружины
рессорного типа 2, кронштейн с шарниром 5, также установленный на передней полураме, в котором
закреплена полуэллиптическая плоская пружина рессорного типа 2, прижимной
депфер
6 и работающее
следующим образом:
При въезде на поле через рычаг включения
гидронасоса и гидрораспределитель, расположенные в кабине трактора, эластичные гидрошланги подачи гидрожидкости, оператором
подаётся давление на силовой гидроцилиндр 3, рабочая
часть штока которого при выходе давит
на окончание полуэллиптической плоской пружины рессорного типа 2, разворачивая гидро-прижимной рамочный механизм
1 в кронштейне с шарниром 5, создавая двуплечий рычаг, который другим своим окончанием с прижимным
демпфером 6 опирается на упорную площадку,
имеющую вид грузонесущей плиты и установленную на верхней
части задней полурамы трактора, что позволяет при относительно небольшом
ходе штока силового гидроцилиндра 3 значительно перераспределить собственную нагрузку между мостами
и полурамами трактора, а следовательно, увеличить его тягово-сцепные свойства,
повысить безопасность эксплуатации и скорости движения,
снизить техногенное воздействие движителей на обрабатываемые почвы.
Математические и аналитические исследования показали, что данное
устройство, обладающее высокой надёжностью, низкой себестоимостью, удобством в обслуживании и эксплуатации, при достаточно простой конструкции и простоте
изготовления, разработанное и запатентованное в установленном порядке, при внедрении в ходовую систему
колёсного трактора позволит
увеличить его тягово-сцепные свойства, проходимость по грунтам
с низкой несущей
способностью, повысить безопасность эксплуатации и рабочие скорости движения, снизить
техногенное воздействие ходовой
системы на грунт, а, следовательно, повысить производительность, эффективность машинно-тракторного агрегата
и урожайность плодородного почвенного слоя.
Список литературы
1.
Безверхний Л.И., Островский А.И. Тракторы «Кировец», Учебник. М- Агропромиздат, 1986. -334 с.
2. Кашпура Б.И., Захарова Е.Б., Немыкин А.А. Почвозащитные элементы технологии в растениеводстве // Дальневосточный аграрный
вестн. - 2008. - Вып.2.-С.25-30.
3. Кузнецов Е.Е. Использование многоосных энергетических средств класса 1,4: монография/Е.Е.Кузнецов [и др.] // ДальГАУ-Благовещенск, 2013. -153 с.
4. Ногтиков А.А. Уплотнение почвы ходовыми системами машинно-тракторных агрегатов
// Достижения науки и техники. - 2004. - №3. - С.34-36.
5. 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.
6.
Корректор сцепного
веса колёсного трактора
полурамного типа / С.В. Щитов, Е.Е. Кузнецов//Патент на изобретение № 2563306, заявитель и патентообладатель Дальневосточный гос. агр. университет. заявка № 2014132016 заявл. 01.08.2014, зарегистрирована ФИПС 01.08.2014., опубл. 20.09.2015, Бюл. № 26.
