Какие существуют способы улучшения тяговых свойств тракторов в процессе их эксплуатации
Низкие тягово-сцепные свойства колесных тракторов ограничивают рабочие скорости движения из-за буксования ведущих колес, снижают ширину захвата машинно-тракторных агрегатов и приводят к снижению их производительности. Поэтому для повышения эффективности использования тракторов нужно обеспечить необходимое сцепление движителей с опорной поверхностью.
Все способы повышения тягово-сцепных свойств колесных тракторов делят на две группы: способы, основанные на увеличении сцепления движителей с почвой, и способы, базирующиеся на увеличении сцепного веса трактора.
Увеличения сцепления движителей можно добиться с помощью рационального подбора типа шин. Это связано с тем, что универсальнопропашные тракторы, как правило, комплектуют набором шин ведущих колес, что объясняется различными условиями работы и необходимостью вписываться в междурядья пропашных культур.
Также на проходимость колесных тракторов оказывает влияние давление воздуха в шинах. Снижение внутреннего давления в шинах на переувлажненных почвах ведет к увеличению площади контакта шины с почвой и уменьшению удельного давления в контакте шины с почвой. Это способствует повышению тяговых качеств трактора. Так, например, при крюковом усилии 10 кН снижение давления воздуха с 0,14 до 0,10 МПа ведет к уменьшению буксования до 33%, а с 0,10 до 0,08 МПа — до 23%. При работе на плотных почвах, наоборот, для уменьшения потерь на качение целесообразно давление воздуха в шинах несколько увеличивать. Однако при снижении давления ускоряется износ шин и может произойти их проворачивание относительно обода.
Применение широкопрофильных и арочных шин также способствует повышению тягово-сцепных свойств тракторов, но при увеличении влажности почвы свыше 40% наблюдается полное буксование. Перестановка колес требует дополнительных затрат энергии, средств и времени.
Для повышения проходимости колесные тракторы тягового класса 1,4 могут комплектоваться полугусеничным ходом, предназначенным для работы на влажных и рыхлых почвах, а также в зимний период. На рыхлой, влажной почве таким образом можно увеличить тяговую мощность трактора класса 1,4 примерно на 50%, а тяговое усилие — на 60%. Однако при этом возрастает сопротивление повороту трактора и в процессе эксплуатации резинотканевые ленты вытягиваются. Полугусеничный ход используют только в те периоды, когда трактор имеет повышенное буксование, оставляет глубокую колею и не развивает необходимой силы тяги на крюке. В остальное время применять полугусеничный ход не рекомендуется, так как при этом снижаются технико-экономические показатели трактора. Также для повышения тягово-сцепных свойств возможно применение уширителей колес и специальных металлических почвозацепов.
Универсально-пропашной трактор с уширителями на рыхлой почве с влажностью 30% обладает более высокими тяговыми показателями, чем без них на почве с влажностью 15%. Существенный недостаток уширителей — их повреждаемость при переезде с одного поля на другое.
Специальные металлические почвозацепы, как правило, не снижают удельного давления на почву и не уменьшают глубину следа. Поэтому на полевых работах их применяют при крайней необходимости, а в основном используют при движении по влажным грунтовым и лесным дорогам. Они могут быть трех видов: накидные, выдвижные лопа- точковые, расположенные сбоку колеса. Испытания показали, что накидные почвозацепы эффективно могут быть использованы на зимней укатанной дороге, неплотной влажной почве и на влажной грунтовой дороге. На рыхлом влажном грунте почвозацепы почти не повышают тяговых качеств из-за их залипания влажной почвой. Также накидные почвозацепы ухудшают плавность хода трактора.
Выдвижные почвозацепы применяют в том случае, когда ширина колеса не ограничена размерами междурядий.
Сдваивание ведущих колес — очень энергоемкая операция, но позволяет увеличить мощность в зоне больших тяговых усилий и малых скоростей. В зоне малых тяговых усилий и больших скоростей движения, характерных для транспортных агрегатов, тяговая мощность на сдвоенных колесах меньше, чем на одинарных, из-за повышенного сопротивления качению. Увеличение силы сцепления и соответственно тягового усилия при этом происходит в основном за счет повышения сцепного веса (от комплекта приставных колес, проставок, шпилек и других деталей). Об этом свидетельствует тот факт, что значения коэффициента использования сцепного веса трактора со сдвоенными и одинарными колесами при одинаковом буксовании и прочих равных условиях находятся на одном уровне.
На современных тракторах используют автоматическую и принудительную блокировку дифференциала, которую рекомендуется применять как кратковременную меру для повышения проходимости в неблагоприятных условиях. Для обеспечения поворота колесного трактора ведущие колеса закрепляют на разрезном валу, состоящем из двух половин — полуосей, между которыми расположен специальный механизм, называемый дифференциалом. Облегчая поворот машины, дифференциал вреден в тех случаях, когда сцепление правого или левого колеса с почвой недостаточно для движения машины (происходит буксование одного колеса и остановка другого). Для устранения этого вводят механизм блокировки дифференциала. Для того чтобы заблокировать дифференциал, достаточно одну из полуосей жестко соединить с корпусом дифференциала или же полуоси соединить между собой. У некоторых тракторов блокировка дифференциала заднего моста производится автоматически.
Для полного использования сцепного веса и повышения проходимости в трудных условиях выпускаются тракторы с передними ведущими мостами. Наибольшее распространение получили универсальнопропашные тракторы с четырьмя ведущими колесами (4К4а и 4К46). При достижении номинального тягового усилия происходит выравнивание распределения массы по опорам трактора, и оба ведущих моста работают с одинаковым сцепным весом.
На малоэнергоемких полевых и транспортных работах для снижения сопротивления качению бывает экономически целесообразно применять только один ведущий мост. Поэтому в конструкции тракторов предусматривается автоматическое включение переднего моста при повышенном буксовании задних колес в труднопроходимых местах.
При использовании прицепов и полуприцепов с активными осями улучшаются тягово-сцепные свойства трактора за счет дополнительной тяги, создаваемой активной осью прицепа (полуприцепа) и приходящимся на нее сцепным весом прицепа. Подвод мощности к активной оси осуществляется через ВОМ трактора. Наибольшее применение агрегаты с активной осью находят на снежных и других труднопроходимых дорогах.
Наиболее простым вариантом увеличения сцепного веса трактора является балластирование. Для балластирования могут использоваться чугунные грузы, навешиваемые на ведущие колеса или остов трактора. Кроме того, возможно применение балластной жидкости, которой наполняются шины трактора.
Балластировка трактора имеет отрицательные стороны. При переходе с больших тяговых усилий на малые и с низких на высокие скорости движения балласт способствует росту потерь на качение и снижение КПД трактора. С увеличением сцепного веса трактора шина становится более жесткой, глубина следа и уплотнение почвы повышаются. Также считается неперспективным и применение балластных жидкостей, особенно на высоких скоростях движения и при низких температурах.
Для повышения тягово-сцепных свойств колесные тракторы оснащают специальными устройствами. Среди них гидроувеличитель сцепного веса (ГСВ), который поддерживает постоянным напор масла в основном силовом цилиндре, позволяя частично разгрузить опорные колеса навесных сельскохозяйственных орудий и тем самым увеличить нагрузку на ведущие колеса трактора, улучшая их сцепление с почвой.
Кроме того, на тракторах устанавливается механический увеличитель сцепного веса (механический догружатель ведущих колес), который при недостаточном сцеплении ведущих колес трактора с почвой обеспечивает перенос на них части веса навесного орудия, уменьшив нагрузку на его опорные колеса. Для этого нужно изменить угол наклона центральной тяги, т.е. сместить мгновенный центр вращения системы навесного орудия.
Помимо этого возможно применение различных вариантов автоматического регулирования положения рабочих органов навесных машин, с помощью которых можно регулировать сцепной вес трактора за счет переноса части агрегатируемой с трактором машины на задние ведущие колеса трактора (более подробно эти способы описаны в разделе 14).
Источник
При работе на мягких и влажных почвах наблюдается явление скольжения ведущего колеса трактора в сторону, противоположную направлению движения, которое называют буксованием. Колеса проскальзывают, что снижает скорость движения и приводит к увеличению затрат энергии на перекатывание трактора. При буксовании снижается производительность агрегата и увеличивается расход топлива. Одновременно движители уплотняют почву, что сказывается на развитии растений, а в конечном счете — на урожайности возделываемых культур. Буксование зависит от сцепных свойств движителей и от тяговой нагрузки на трактор.
Допустимым для трактора с колесной формулой 4К2 считается буксование до 16%. Для его снижения используют различные приемы и устройства.
Применение шин различного профиля и сдвоенных шин.Для снижения буксования ведущих колес (особенно на почвах с малой несущей способностью) на тракторы устанавливают шины с увеличенным профилем. Однако работа с ними на обработке междурядий ограничена. На тракторах МТЗ-80 и МТЗ-100 применяют сдвоенные шины. Второе колесо устанавливают с помощью специальной проставки, обеспечивающей зазор между боковинами шин.
Изменение давления воздуха в шинах.С уменьшением этого давления увеличивается площадь контакта колеса с почвой, улучшается их сцепление. На влажных и рыхлых почвах, как правило, работают при пониженном давлении воздуха в шинах.
Замена шин при износепочвозацепов. С увеличением износа шин, т. е. снижением высоты почвозацепов, буксование ведущих колес увеличивается. При износе почвозацепов более чем на 80 % производительность агрегата резко снижается. В этом случае шины ведущих колес заменяют на новые.
Установка полугусеничного хода.На тракторы МТЗ-80 и МТЗ-100 устанавливают полугусеничный ход, который значительно улучшает тягово-сцепные свойства трактора, особенно в зимних условиях.
Увеличение сцепного веса.Сцепной вес трактора увеличивают, применяя балласт и догружатели ведущих колес.
В качестве балласта используют чугунные грузы. Для тракторов МТЗ-80 и МТЗ-100 масса одного груза составляет 20 кг. Спереди трактора размещают 9… 18 грузов на специальный кронштейн, который крепят к переднему брусу трактора. В задней части их устанавливают на диски задних колес. На каждом колесе в зависимости от требуемой загрузки можно расположить попарно 4 груза.
Также используют балластную жидкость. Обычно это вода, а при температуре ниже 5°С — раствор, состоящий из 25 частей хлористого кальция и 75 частей воды. Температура застывания раствора —32 °С. Камеру заполняют жидкостью до 3/4 объема, что позволяет увеличить массу колеса с размером шин 12-38 на 170 кг. После заполнения жидкостью в камеру подкачивают воздух до нормы.
Однако применение балласта имеет и отрицательные стороны. При переходе на высокие скорости он обусловливает увеличение потерь на качение и снижение КПД трактора. С увеличением массы шина становится жесткой. Глубина колеи и уплотнение почвы повышаются.
Чтобы повысить сцепной вес трактора, используют догружатели ведущих колес.
НАСТРОЙКА ХОДОВОЙ ЧАСТИ
Дорожный и агротехнический просветы тракторов МТЗ-80, МТЗ-82, МТЗ-100 и МТЗ-102 не регулируют.
Колею трактора МТЗ-80можно изменять от 1350 до 1850 мм по направляющим и от 1400 до 1600 и от 1800 до 2100 мм по ведущим колесам, что позволяет работать на всех стандартных междурядьях пропашных культур. Для передних направляющих колес этот параметр регулируют с интервалом 100мм при симметричном и 50мм при несимметричном расположении колес.
Для установки требуемой колеи направляющих колес переднюю часть трактора поднимают домкратом до отрыва от почвы. Ослабляют болты 7 (см. рис. 64) и вынимают пальцы 6 крепления выдвижных кулаков 8 в трубчатой балке 9 передней оси. Затем поочередно передвигают выдвижные кулаки, одновременно изменяя длину рулевых тяг вращением труб в наконечниках, и закрепляют их в балке 9. При установке колеи более 1400 мм рулевые тяги 4 необходимо заменить на удлиненные. Затем трактор опускают, проверяют и при необходимости регулируют схождение колес.
Колею трактора МТЗ-100можно изменять по передним колесам от 1250 до 1850 мм и по задним — от 1400 до 2100 мм для шин 15.5R38 и от 1350 до 2100 мм для шин 11,2-42. Колею передних колес трактора МТЗ-100 регулируют ступенчато от 1250 до 1750мм с интервалами 100мм. Колея 1850мм обеспечивается перестановкой колес, т. е. их установкой на ступицах противоположными опорными поверхностями дисков.
Колею передних ведущих колес трактора МТЗ-100изменяют бесступенчато винтовым механизмом, расположенным на рукавах переднего моста, в интервалах 1335…1605, 1427…1697 и 1541…1811 мм. Для этого переднюю часть трактора поддомкрачивают, обеспечивая просвет между колесами и почвой. Для установки колес на ширину 1427…1697 мм (рис. 67, б) вместо 1335…1605 мм (рис. 67, а) снимают и переворачивают обод колеса так, чтобы его кронштейны прошли через прорези в диске. После этого обод закрепляют. Чтобы колея находилась в пределах 1541…1811 мм (рис. 67, в), необходимо снять колеса с дисков и поменять местами. Нужно следить, чтобы рисунок протектора соответствовал направлению вращения колес (согласно стреле, указанной на боковине шины). При монтаже колес также изменяют положение крыльев. Для этого в кронштейнах и опорах крыльев имеются дополнительные отверстия. Чтобы получить требуемую колею, следует снять крышку с червячного механизма, освободить клинья для свободного перемещения рукавов и установить ограничивающий штифт в положение, соответствующее выбранной колее (табл. 22).
Рис. 67. Схема установки передних колес трактора МТЗ-102 на различную ширину полей:
а…в — варианты
Если необходимо переставить штифт из положения I в положение II или наоборот, то его расшплинтовывают и, заворачивая болт с помощью стакана, выдвигают штифт. Вращением регулировочного винта с помощью ключа передвигают в рукавах переднего моста корпуса бортовых редукторов с колесами. При вращении винтов изменяют длину рулевых тяг.
22. Рекомендуемая установка колеи трактора МТЗ-102
| Колея, мм | Положение диска и обода (рис. 67) | Расстояние от края рукава до края выдвижного корпуса, мм | Положение штифта |
| а | I | ||
| а | I | ||
| а | II | ||
| б | II | ||
| в | II |
В зависимости от выбранной колеи размещают обод в одно из необходимых положений. После регулировки колеи затягивают гайки клиньев, устанавливают шплинты и крепят на место крышки червячных механизмов.
Ширину колеи задних колес тракторов МТЗ-80, МТЗ-82, МТЗ-100 и МТЗ-102регулируют следующим образом. Поднимают домкратом заднюю часть трактора до отрыва колес от почвы. Ослабляют болты, соединяющие половину ступицы, к которой крепится диск колеса, и, вращая червяк механизма плавного изменения колеи гаечным ключом, перемещают колесо до полуоси.
Источник
При работе колесных тракторов на переувлажненных и рыхлых почвах, при движении их по бездорожью из-за значительного снижения сцепления с почвой и дорогой резко возрастает буксование, увеличиваются потери на самопередвижение и использование машины становится неэффективным или вообще невозможным. Для предотвращения указанных отрицательных явлений используют различные устройства и приемы.
Существуют следующие методы повышения тягово-сцепных свойств колесных тракторов:
Изменение давления воздуха в шинах;
Установка сдвоенных колес и шин с широким профилем;
Полугусеничный ход;
Догрузка ведущих колес;
Применение гидроувеличителя сцепного веса;
Применение силовых и позиционных регуляторов.
Установка переднего ведущего моста.
Рассмотрим перечисленные методы.
Изменение давления воздуха в шинах тракторов.
При понижении давления увеличивается деформация шин, возрастают площадь контакта колес с почвой и их сцепление. Однако пользоваться этим способом необходимо осторожно, не понижать давление ниже пределов, указанных в паспорте шин. При переходе на твердый грунт давление нужно сразу же увеличить.
Установка сдвоенных колес и шин с широким профилем.
Для работы на переувлажненных почвах и мелиорированных торфяниках на ведущие колеса тракторов можно устанавливать спаренные колеса или шины широкого профиля. Второй комплект колес крепят к первому с помощью специальных переходников. При этом буксование уменьшается в 2 раза и более, заметно возрастает тяговое усилие трактора.
Полугусеничный ход.
Наиболее рационально использовать на переувлажненных почвах, по бездорожью и при глубоком снежном покрове. Он состоит из двух комплектов резинометаллических гусениц и натяжных устройств.
Рис.2.1 Полугусеничный ход
Принципиальное отличие гусеничного движителя от колесного – то, что колеса катятся непосредственно по почве, преодолевая неровности и сминая его (образуя колею), а опорные катки гусеничного движителя перекатываются по гладкому, относительно ровному искусственному пути, образуемому выстилающемуся на почве звеньями бесконечной гусеничной цепи. На наружной стороне звеньев для лучшего сцепления гусеницы с почвой делаются выступы – почвозацепы. Зубья ведущих колес трактора, зацепляясь за гусеницы, стремятся выдернуть их из-под опорных катков трактора. Однако гусеницы прижаты к почве весом трактора, а почвозацепы создают дополнительный упор в почву; поэтому перекатить трактор по гусеницам легче, чем выдернуть гусеницы из-под опорных катков. В результате ведущие колеса, отталкиваясь от лежащих на почве участков гусениц, обеспечивают передвижение трактора вперед. Одновременно ведущие колеса передают освобождающиеся звенья гусениц вперед, а направляющие колеса укладывают их перед передними опорными катками.
При одинаковых тяговых усилиях буксование гусеничного движителя меньше. Масса гусеничного трактора распределяется по значительно большей опорной поверхности, чем у колесного. Благодаря этому достигается малое удельное давление на почву, из-за чего гусеничные тракторы обладают повышенной проходимостью по рыхлым и влажным грунтам и оказывают меньшее уплотняющее воздействие на почву. Кроме того, на рыхлых и слабых почвах уменьшаются затраты мощности на перекатывание трактора.
К недостаткам гусеничного движителя в сравнении с колесным относятся: повышенная металлоемкость, сложность конструкции, более высокая стоимость, большие потери на передвижение по твердым почвам, меньшие транспортные скорости из-за больших инерционных нагрузок. В эксплуатации требуются большие затраты при техническом обслуживании и ремонте.
Догрузка ведущих колес.
Позволяет получить большую силу тяги по сцеплению на грунтах с малым коэффициентом сцепления. Применяют несколько способов догрузки ведущих колес.
1. Установка дополнительных грузов на диск заднего колеса и передний брус полурамы. (рис2.2 и рис2.3).
В зависимости от требуемой догрузки задних колес можно устанавливать на каждое колесо попарно любое число грузов (от 2 до 12). Первую пару грузов крепят к диску болтами и гайкой. Каждую следующую крепят к предыдущей болтами, которые заворачивают в резьбовое отверстие уже установленных грузов.
Рис 2.2 Установка дополнительных грузов на диск колеса.
Рис 2.3 Установка дополнительных грузов на диск полурамы.
Неодинаковое число грузов на правое и левое колеса устанавливают обычно при пахоте, когда правое колесо трактора идет по дну борозды (трактор наклоняется вправо) и на него действует большая часть сцепного веса трактора. В этом случае менее нагруженное левое колесо догружается установкой дополнительных грузов.
Спереди трактора грузы устанавливают на специальный кронштейн, который располагают на переднем брусе трактора. Грузы стягивают струной с помощью гайки.
2. Заполнение жидкостью камер шин ведущих колес, имеющих большой внутренний объем, позволяет ощутимо увеличить сцепной вес. Камеры заполняют водой на ѕ их объема, а во время заморозков заливают 25% – ный раствор хлористого кальция (CaCl2), не замерзающий до температуры – 30 єС. После заполнения камер водой или раствором колесо накачивают воздухом до нормального давления. При транспортных работах жидкость необходимо слить.
Применение гидроувеличителя сцепного веса.
При догрузке ведущих колес трактора увеличивается его сцепная (приходящаяся на ведущие колеса) масса и уменьшается буксование ведущих колес, рабочий процесс выполняется с меньшими потерями скорости движения, а следовательно с более высокой производительностью.
Догрузка трактора при заданных условиях зависит от нагрузки, передаваемой опорными колесами навесной машины. Уменьшение ее на опорных колесах увеличивает общую догрузку трактора, повышает его сцепную массу и снижает тяговое сопротивление навесной машины. Но при чрезмерном уменьшении ход навесной машины становится неустойчивым, равномерность глубины обработки нарушается, может происходить выглубление рабочих органов. В связи с этим возникает необходимость в корректировании нагрузок на опорные колеса навесного агрегата в соответствии условиями работы.
Наиболее простой и доступный способ – использование для этих целей гидроподъемников трактора. При подаче масла в гидроцилиндр механизма навески в подъемных тягах навесного устройства возникает сила, стремящаяся выглубить машину. Нагрузка на опорные колеса уменьшается, догрузка ведущих колес увеличивается. По такому принципу действует ГСВ тракторов МТЗ-80 и МТЗ-82.
Использование ГСВ увеличивает нагрузку на задние колеса трактора на 11…37%. Это повышает тяговое усилие на 1…4 кН, что для трактора тягового класса 1,4 соответствует увеличению тяги на 7…28%. Иначе говоря, повышение давления масла в гидроцилиндре механизма навески на 0.1 МПа уменьшает тяговое сопротивление сельскохозяйственных машин на 25%. Значительно снижается буксование трактора, уменьшается износ шин, снижается расход топлива и увеличивается производительность машинно-тракторного агрегата.
Применение силовых и позиционных регуляторов.
Универсальные системы автоматического регулирования глубины хода сельскохозяйственных машин обеспечивают поддержание заданного режима работы орудий, облегчая управление ими, повышают производительность и экономичность машинно-тракторного агрегата благодаря улучшению тягово-сцепных свойств тракторов, снижению тяговых сопротивлений орудий, уменьшению динамических нагрузок и экономии топлива.
Универсальная система автоматического регулирования глубины хода обеспечивает работу с сельскохозяйственными машинами на следующих режимах:
Силовое регулирование – для навесных машин с применением опорных колес или без них в зависимости от условий работы;
Позиционное регулирование – для тех же орудий и условий, что и позиционное регулирование;
Высотное регулирование – для навесных, полунавесных и прицепных машин с применением опорных колес;
Смешанное (позиционно – силовое) регулирование – для навесных машин с применением опорных колес или без них с бесступенчатым выбором силового и позиционного регулирования, что улучшает агротехнические показатели на почвах с переменной твердостью.
Работа гидронавесной системы при использовании силового регулирования основана на том, что тяговое сопротивление навесного орудия в определенных пределах поддерживается постоянным. А так как тяговое сопротивление в достаточной степени пропорционально глубине обработки почвы при постоянной ширине захвата, то система силового регулирования обеспечивает и заданную глубину хода рабочих органов навесного орудия.
При использовании позиционного регулирования навешенное орудие удерживается в заданном положении относительно остова трактора. При пахоте система автоматического регулирования применяется, как правило, только с полунавесными плугами. Навесные плуги, имеющие при работе с позиционным регулированием жесткую связь с трактором, выдерживают агротехнические требования по глубине пахоты только на очень ровных полях. При использовании силового и позиционного регулирования вес рабочего орудия передается на трактор.
Высотное регулирование заключается в установке специального опорного колеса орудия на различную высоту относительно рабочих органов. Опорное колесо копирует рельеф поля и сохраняет заданную глубину обработки почвы. Гидравлическая навесная система выполняет роль подъемника.
Высотное регулирование с догрузкой ведущих колес основано на том же принципе, что и предыдущий вид регулирования. Однако благодаря использованию догружателя ведущих колес часть нагрузки с опорного колеса орудия снимается и передается на ведущие колеса трактора.
Смешанное (позиционно-силовое) регулирование с изменяемой пропорцией смешения сигналов от силового до позиционного обеспечивает равномерность глубины обработки почвы на полях с плавным переходом неровностей рельефа и переменными физико-механическими свойствами.
Установка переднего ведущего моста.
Наиболее совершенным способом повышения тягово-сцепных качеств колесного трактора является установка привода к передним ведущим колесам трактора.
Наличие четырех ведущих колес позволяет реализовать для сцепления с почвой почти весь вес трактора, в то время как при двух ведущих колесах для этой цели может быть использована только часть веса, что при таких работах как вспашка, культивация, боронование наиболее эффективно.
Трактора с передним ведущим мостом имеют лучшие тягово-сцепные качества, экономические показатели и устойчивость (особенно при работе на склонах). Сравнение тяговых усилий тракторов с колесными формулами 4К4 и 4К2 показывает, что увеличение тягового усилия у тракторов колесной формулы 4К4 составляет около 35%.
Привод на передние ведущие колеса не требует переналадок и трудоемких операций для использования в различных условиях и режимах эксплуатации, он всегда готов к использованию.
Источник