Агрегатирование трактора и динамика МТА

Машинно-тракторные агрегаты по видам взаимосвязи с трактором классифицируют следующим образом.

 По характеру использования энергии МТА делят на тяговые, тягово-приводные и приводные (применяются редко из-за нерентабельности). Тяговые агрегаты используют тяговое усилие трактора для перемещения рабочей машины и работы ее органов. При буксировке транспортных прицепов тяговый агрегат называется транспортным. Тягово-приводной агрегат использует тяговое усилие трактора только для перемещения рабочей машины, ее рабочие органы получают энергию через ВОМ.

 По способу соединения с трактором различают прицепные (одинарные -и составные), навесные, полунавесные и монтируемые МТА.

 По расположению рабочих машин относительно продольной оси трактора МТА делят на симметричные и асимметричные.

При расчетной проверке агрегатируемости трактора составляют перечень типичных операций с несколькими вариантами рабочих машин и орудий; проверяют соответствие мест креплений монтируемых орудий и сопряжения точек отбора мощности (для сложных агрегатов вычерчивают схемы навески [ 10]); составляют энергетическую характеристику агрегатов; устанавливают оптимальные режимы работы; строят кинематическую характеристику агрегатов и определяют их маневренность; определяют основные эксплуатационные показатели.

КОМПОНОВКА ТРАКТОРА

Компоновка трактора, т. е. размещение на нем механизмов, определяется его назначением. При компоновке необходимо обеспечить следующее:

1) увязку ширины по внешним кромкам движителей:

для трактора общего назначения —с тяговым усилием для устранения нецентральной прицепки (навески) плуга, вызывающей увод трактора и необходимость частого выравнивания направления движения механизмом поворота; для этого рабочее тяговое усилие на 1 м габаритной ширины по движителям должно быть не менее 1500 кгс/м для колесных тракторов и 1800 кгс/м для гусеничных;

для пропашного трактора — с шириной типичных обрабатываемых междурядий; если обрабатывается несколько рядков растений, то необходимо увязывать с шириной междурядий колею трактора;

для транспортного трактора—с колеей агрегатируемых с трактором тележек-прицепов;

2) наилучшие тяговые качества при сохранении управляемости и устойчивости путем правильного распределения давления на опоры ходовой системы при работе (с учетом опрокидывающего момента от тягового усилия и от веса навешенного орудия);

3) хорошую поворотливость трактора, возможность маневрирования на узкой полосе и одновременно устойчивое сохранение заданного направления движения;

4) простоту и легкость управления, удобную посадку тракториста, хорошую обозреваемость пути и рабочего орудия;

5) легкость соединения трактора с рабочим машиной-орудием и возможность управления ими трактористом;

6) простоту технического обслуживания и минимальное время на его проведение, возможность механизации технического обслуживания;

7) легкость ремонта и одновременность его проведения по основным механизмам, возможность модернизации при ремонте.

ГУСЕНИЧНЫЙ ТРАКТОР

Во всех сельскохозяйственных гусеничных тракторах двигатель располагается спереди, а ведущие колеса сзади. Примером типичной компоновки трактора общего назначения с эластичной подвеской может служить трактор Т-74 (рис.). Он имеет отдельную раму, позволяющую легко разбирать трактор. Двигатель и силовая передача с рамой соединены шарнирно в трех точках для компенсации возможных перекосов, а между собой — карданным валом.

При компоновке нового трактора Т-150 (того же класса З тс, но имеющего двигатель в 2 раза большей мощностью предусматривалось уменьшение массы и максимальное смещение вперед центра тяжести для обеспечения равномерного распределения нормальных реакций почвы на гусеницу при работе под нагрузкой.

Третий вариант компоновки применен для экспериментального трактора ДТ-90 класса 3 тс с целью улучшения обзора. Кабина сдвинута вправо и сиденье размещается над гусеницей так, что водителю не нужно наклоняться, чтобы наблюдать за бороздой. Топливный бак расположен слева у кабины и водитель через широкое заднее окно хорошо видит орудие. Изменение массы топлива благодаря смещению бака вперед меньше влияет на изменение положения центра тяжести. Для лучшей увязки с четырехкорпусным плугом колея уменьшена до 1330 мм.

Тракторы с полужесткой подвеской, обеспечивающей лучшие тяговые качества на рыхлой почве, имеют в большинстве полурамную конструкцию (Т-54В; Т-54С; Т-4; Т-130). У трактора Т-4 (рис.) полурама крепится к корпусу заднего моста. Подвеска трехточечная с осью качания гусеничных тележек, совмещенной с осью ведущих колес.

Помимо сельскохозяйственных тракторов общего назначения имеются конструкции гусеничных специализированных тракторов. Пропашные свекловичные тракторы имеют увеличенный дорожный просвет (450—640 мм), для получения которого применяют двухпарные бортовые передачи и выносные кронштейны подвески. Узкогабаритные виноградниковые и хмельниковые тракторы должны иметь габаритную ширину не более 1 м и предусматривать установку обтекателей, обеспечивающих проходимость в узких междурядьях. Ширину уменьшают применением узких (шириной 200 мм) гусениц (рис.), сокращением ширины корпуса до 500—550 мм и уменьшением зазоров между корпусом и гусеницами, что ухудшает проходимость тракторов по грязи. Болотоходные тракторы отличаются пониженным до 0,2—0,25 кгс/см² давлением на почву и наличием ходоуменьшителя для получения широкой гаммы замедленных технологических скоростей.

КОЛЕСНЫЙ ТРАКТОР

При компоновке колесных тракторов необходимо обеспечить достаточные тягово-сцепные свойства на слабосвязанных почвах; устойчивость трактора при навешивании машин-орудий; возможность привода рабочих элементов машины (для универсального колесного трактора необходимо иметь не менее двух независимых валов отбора мощности с выводом назад и вбок или вперед и один синхронный вал отбора мощности);

нормальную работу на транспорте, для чего трактор должен быть оборудован надежными тормозами, легким рулевым управлением, средствами сигнализации, гидравлическим крюком.

Большинство колесных тракторов выпускается универсальными, т. е. с увеличенным дорожным просветом и переменной колеей, что позволяет наряду с работами общего назначения обрабатывать междурядье.

Рис. Трактор МТЗ-80:

1 — глушитель; 2 — аккумулятор; 3 — воздухоочиститель; 4 — кабина; 5 — люк кабины; 6 — блок отопления и охлаждения воздуха в кабине; 7 — задний фонарь; 8 — механизм переключения ВОМ на 1000 и 540 об/мин; 9 — муфта сцепления; 10 — картер двигателя

Типичной конструкцией универсального колесного трактора может служить трактор МТЗ-80 класса 1,4 тс.

Колесные тракторы агрегатируются преимущественно с навесными и полунавесными орудиями и с полунавесными тележками. Навешивание тяжелых машин сзади вызывает нарушение продольной устойчивости трактора и перегрузку задних колес. Для устранения этого некоторые зарубежные фирмы выпускают тракторы с удлиненной базой и увеличенным просветом в средней части, предусматривая навешивание машин-орудий между передними и задними колесами. В этом случае затрудняется навеска и ухудшается поворотливость трактора. Повысить устойчивость при тяжелых навесных машинах можно работая трактором на реверсе. Конструкция колесного реверсируемого трактора (ХТЗ-7) впервые была создана в Советском Союзе. Опыт применения реверсируемых тракторов показал, что, работая на реверсе с волокушей, погрузчиком, фронтальной уборочной машиной (косилка, жатка, льнотеребилка), можно значительно повысить производительность, а также качество выполненной работы.

Универсальный реверсивный трактор Т-25А класса 0,6 тс имеет спереди полураму из двух трубчатых балок, к которой эластично крепится передняя опора двигателя. Коробка передач с поперечными валами позволяет применить простой конический реверс. Установка вынесенных к колесам конечных (бортовых) передач дает возможность путем поворота их переставлять трактор в высокую (с дорожным просветом 500 мм) модификацию, основную и низкую, а также изменять длину базы.

Размерная схема реверсивного трактора Т-25А

1 — двигатель; 2 — капот; 3 — воздухоочиститель; 4 — аккумулятор; 5 — распределитель гидросистемы; 6 — рычаг удвоителя и реверса; 7 — рычаг переключения передач; 8 — рычаг тормоза прицепа; 9 — рулевое управление; 10 — зеркало заднего вида; 11 — кабина; 12 вентилятор кабины; 13 — передний мост; 14 — топливный бак; 15 —полурама; 16 — муфта сцепления; 17 — главная передача; 18 — рукав с тормозом; 19 — бортовая передача; 20 — корпус гидромеханизма; 21 — вал отбора мощности; 22 — силовой цилиндр гидросистемы

Тракторы с четырьмя ведущими колесами применяют для увеличения тягового усилия на рыхлой почве без увеличения массы. Классифицируют их по размеру колес и по способу поворота. По размеру колес различают тракторы двух типов: А — со всеми колесами одинакового размера и одной грузоподъемности; Б — с двумя основными большего диаметра и двумя направляющими с диаметром, равным 0,55—0,65 диаметра основных колес. По способу поворота различают тракторы: для типа А — с отклонением одной пары колес; с отклонением передней и задней пар колес; с относительным отклонением секции шарнирной рамы; с выключением и торможением одной стороны; для типа Б — с отклонением направляющих колес.

Основным при конструировании трактора с четырьмя ведущими колесами одинакового размера является выбор способа поворота. Для поворота с малым радиусом отклонением одной пары колес необходимо делать большой просвет между колесом и остовом трактора, чрезмерно расширяя колею. Для уменьшения просвета и колеи применяют отклонение передней и задней пары колес, что позволяет вдвое уменьшить угол отклонения при сохранении минимального радиуса поворота. При этом на повороте задняя пара колес движется по следам передней, что улучшает проходимость. Применение шарнирной рамы позволяет, сохраняя преимущества предыдущего способа, упростить конструкцию рулевого управления, исключить применение карданных приводов к колесам и еще более приблизить колеса к остову. К ее недостаткам относятся ухудшение поперечной устойчивости при повороте и затруднение при навешивании рабочих орудий на раму.

На некоторых тракторах типа А применяют поворот выключением и притормаживанием одной стороны аналогично повороту гусеничных тракторов. Это позволяет унифицировать механизмы колесного и гусеничного тракторов, уменьшить до минимума колею, отказаться от применения карданных приводов к колесам, обеспечить устойчивое движение по прямой и малый радиус поворота. Heдостатки этого способа: нагребание земли при повороте на рыхлой почве; большой износ шин и невозможность отключить один ведущий мост, когда он не нужен для работы; неустойчивое движение (занос) при повороте, особенно на дороге с пониженными сцепными качествами, последний не позволяет применить его для тракторов, двигающихся со скоростью более 15 км/ч.

Для сельскохозяйственных универсальных колесных тракторов класса до 2 тс применяют передний ведущий мост с направляющими колесами меньшего диаметра, а значит, требующими меньший просвет для их отклонения без задевания остова. Такие тракторы имеют высокую степень унификации с базовой моделью 4Х2. К недостаткам их относятся меньшая эффективность по сравнению с тракторами, имеющими четыре колеса одинакового размера.

Для мощных тракторов общего назначения применяют колеса одинакового диаметра. Примером типичной конструкции мощного колесного трактора общего назначения может служить трактор Т-150К. Он имеет шарнирную раму, части которой могут поворачиваться вокруг вертикального шарнира на 30° (для поворота трактора) и вокруг горизонтального шарнира на 18° (для переезда препятствий). Колею трактора можно изменять перестановкой колес.

Самоходные шасси (самоходные рамы) применяют для работы с громоздкими и тяжелыми навесными машинами (уборочными; для борьбы с вредителями; для внесения удобрений; посевными и посадочными; погрузчиками). При конструировании самоходного шасси следует предусмотреть минимальное загромождение шасси узлами собственно трактора (двигателем, трансмиссией, рулевым механизмом), оставляя возможно больше места для размещения навешиваемой машины; удобное и легкое навешивание и снятие различных машин, возможность легкого отбора мощности для их привода от двигателя шасси; возможность использования шасси на транспортных работах при установке соответствующего кузова; хорошую видимость пути и наблюдение за работой рабочих органов навешенной машины; хорошую устойчивость как с навешенными машинами, так и без них; удобное управление шасси и навешенной машиной.

Конструирование и расчет сельскохозяйственных тракторов
В.Я.Анилович, Ю.Т.Водолажченко, И.Ш.Чернявский