Тема: Робоче обладнання тракторів і автомобілів
1. Робоче і допоміжне обладнання тракторів та автомобілів.
2. Напрямки розвитку мобільних енергетичних засобів.
1. Робоче і допоміжне обладнання тракторів та автомобілів. Для з’єднання начіпної машини з трактором і керування її роботою служить начіпна система. Трактор, начіпна система і сільськогосподарська машина утворюють начіпний агрегат. Начіпні агрегати мають ряд переваг перед причіпними: хороша маневреність, у них більш висока продуктивність, менша витрата палива на одиницю виконаної роботи, відносно мала металомісткість, для обслуговування необхідно менша кількість персоналу.
Можливі різні варіанти розміщення начіпних машин і їх навіски в тракторному агрегаті: задня, передня, фронтальна, бокова, ешелонова, шеренгова, комбінована (наприклад, фронтальна і задня).
Навісна система складається з двох основних частин: начіпного пристрою і гідравлічної системи.
Начіпний пристрій служить для приєднання до трактора начіпних сільськогосподарських машин і являє собою важільну систему, розміщену позаду трактора. Основне призначення гідравлічної начіпної системи ─ управління начіпними машинами (їх підйом і опускання, фіксація в певному положенні, регулювання глибини обробітку ґрунту, висоти розміщення маніпулятора та інше).
У найпростішому вигляді гідравлічна система включає в себе насос, розподільник, силовий циліндр, трубопроводи з арматурою.
Процес управління гідравлічних машин повинен займати певний, обмежений час. Тому, насос гідросистеми повинен подати в силовий циліндр, в одиницю часу, певну кількість робочої рідини під тиском. В гідравлічних системах тракторів застосовують насоси шестеренного типу постійної продуктивності.
Насос складається з корпуса із розміщеними в ньому ведучої і веденої шестерень. В маркуванні насосів перші дві букви означають, що насос шестерінчатий, а число після них, теоретичну подачу робочої рідини за один оберт вала (см³). Якщо марка насоса НШ-32-2, який встановлюється на тракторах типу МТЗ 80/82, то його продуктивність 45 л/хв., при обертах n=2200 об/хв.
Розподільник виконує наступні основні функції: розподіляє потік робочої рідини, яку нагнітає насос, між виконавчими механізмами, силовими циліндрами і іншими споживачами; автоматично переключає гідравлічну систему на холостий хід – перепускає робочу рідину в бак, коли всі виконавчі механізми вимкненні; обмежує тиск у гідравлічній системі.
На тракторах використовують розподільники клапанно-золотникового типу, де основними робочими елементами, які керують рухом рідини в гідросистемі, є перепускний клапан і золотники.
Силовий циліндр являє собою гідравлічний двигун, який перетворює енергію потоку рідини в механічну енергію поршня, що здійснює зворотно-поступальний рух.
Циліндри ділять на виносні й основні. Основні встановлюються на начіпних пристроях, виносні безпосередньо на напівначіпні і причіпні гідравлічні машини.
За напрямком примусового руху поршня розрізняють циліндри двосторонньої і односторонньої дії.
Бак гідросистеми з’єднують із гідронасосом за допомогою всмоктувального трубопроводу, а з розподільником – зливною трубкою. Об’єм бака, як правило, складає не менше половини теоретичної продуктивності насоса. На магістралі встановлюють фільтри, а також для перепуску масла в бак, при забрудненні масла передбачено кульковий запобіжний клапан, який відкривається, коли тиск масла в корпусі фільтра досягає 0,35 Мпа.
Для з’єднання агрегатів гідросистем застосовують трубопроводи, які являють собою сталеві трубки або гумові шланги. До арматури також відносять запірні клапани та розривні муфти.
Начіпні пристрої – це система важелів (рис. 39). Бувають двохточкові, трьохточкові та універсальні.
Начіпні пристрої тракторів класів 0,6; 0,9; 1,4; 2 належать до трьохточкових (рис. 39), оскільки тяги начіпного пристрою — дві нижні й верхня — кріпляться до трактора у трьох точках. Основою механізму є кронштейн, прикріплений до корпуса моста, та несучий вал 10, вільно встановлений у втулках кронштейна. На несучому валу закріплено ведучий поворотний важіль 8, з'єднаний із штоком циліндра. Підйомні важелі 11 з'єднані розкосами 12 з нижніми тягами 4. Передні кінці нижніх тяг з'єднані кульковими шарнірами з віссю. Потрібне положення рами знаряддя регулюють зміною довжини верхньої тяги 13 й правого розкосу. Довжина лівого розкосу завжди має становити 515 мм. Якщо ширина захвату знаряддя становить більше як 2 м, тяги з розкосами з'єднують через пази вилок, завдяки чому широкозахватне знаряддя може пристосовуватися до нерівностей поля. При цьому, обидва розкоси повинні мати довжину 515 мм.
Правильне положення знаряддя регулюють зміною довжини верхньої тяги та правого й лівого розкосів. Конструкцією розкосів передбачено їх вільне з'єднання (виймають штифт розкоса), коли агрегат складений з широкозахватних знарядь.
|
|
|
|
Рис. 39. Схема начіпного механізму: 1 – начіпна машина; 2 – вісь підвішування; 3 – кулькові шарніри нижніх тяг; 4 – ліва нижня тяга; 5 – лівий розкіс; 6 – лівий підйомний важіль; 7 – корпус трактора; 8 – ведучий важіль привода; 9 – силовий циліндр; 10 – вал підйомних важелів; 11 – правий підйомний важіль; 12 – правий розкіс; 13 – верхня тяга; 14 – кульковий шарнір верхньої тяги; 15 – права нижня тяга; 16 – стояк начіпного знаряддя
Регулятори глибини обробітку ґрунту. Розрізняють висотне, силове, позиційне і комбіноване регулювання глибини обробітку ґрунту. Силове, позиційне і комбіноване регулювання глибини обробітку ґрунту здійснюється спеціальними регуляторами, які вмонтовані у гідравлічну начіпну систему.
Одним з ефективних методів підвищення тягових якостей тракторів, шляхом збільшення зчіпної ваги, є застосування довантажувачів ведучих коліс. Довантажувачі ведучих коліс бувають механічного і гідравлічного типів.
Їх принцип дії полягає у перенесенні частини маси знаряддя на ведучі колеса трактора. Принцип дії аналогічний принципу дії основних гідроциліндрів начіпних машин, але зусилля для розміщення робочих органів у необхідне положення недостатнє, тому машина знаходиться тільки під навантаженням “підйому“.
До робочого обладнання трактора відносять, в основному, причіпні пристрої і гаки, ВВП, але інколи й гідравлічну систему.
Причіпний пристрій служить для транспортування причіпних машин і встановлюється, як правило, на начіпному пристрої трактора.
Для роботи з одновісними причепами, трактори обладнуються причіпними гідрофікованими крюками.
Приводні шківи можуть встановлюватись у колісних універсально-просапних тракторах на ВВП.
ВВП призначений для приводу робочих органів стаціонарних або будь-яких інших сільськогосподарських машин. Відносно розміщення на тракторі ВВП може бути заднім, боковим і переднім. Найбільш поширені задні (крім Т-16М – у нього передній ВВП). Відповідно до швидкісного режиму ВВП розрізняють з постійною і змінною частотою обертання (синхронні).
Постійна частота обертання є стандартизованою n=540±15 об/хв і 1000 об/хв (К-400, К-701) при номінальній частоті обертання двигуна. Передачу обертання до ВВП і управління його роботою виконує привод, який об’єднує вали, підшипники, шестерні, муфти, редуктори та інші пристрої.
Приводи ВВП поділяють на залежні, незалежні і частково залежні. Якщо ВВП приводиться від одного з валів трансмісії, які передають рух до ведучих коліс, то робота ВВП залежить від дії зчеплення. Такий привод називається залежним. Якщо ВВП приводиться в рух безпосередньо від колінчастого вала, тобто має свою трансмісію, незалежну від коробки передач, то його називають незалежним.
Частково незалежні ВВП відрізняються від незалежних тим, що можуть вмикатися і вимикатися при зупиненому тракторі, але не допускають перемикання на ходу.
До допоміжного обладнання автомобілів відносять опорнозчіпний пристрій, трособлочну систему, засоби підвищення прохідності та інше. До допоміжного обладнання тракторів та автомобілів також відносять кабіни. Вони повинні бути просторими, зручними, шумоізольованими. Сидіння водія мати амортизатори і добре поглинати вібрації, місце водія забезпечувати хороший огляд, бути обладнаним сонцезахисним козирком, дзеркалом заднього виду, аптечкою, термосом, вогнегасником та склоочисниками переднього і заднього скла.
2. Напрямки розвитку мобільних енергетичних засобів. Подальший розвиток сільськогосподарського виробництва неможливий без його забезпечення високоякісними енергетичними засобами, до яких відносяться трактори і автомобілі.
У загальному продуктивність мобільних машинних агрегатів повинна зрости на 50...60%, передбачається також зниження металоємності основних с/г машин на 18...20%.
Структура занятості трактора визначається багатьма факторами, найважливішими з яких є природно-виробничі умови, технологія механізованих лісогосподарських робіт, структура і склад МТП.
Найбільш універсальними є трактори класів 1,4 і 2, з допомогою яких можна виконувати основну долю с/г операцій. Тобто, головним резервом підвищеної енергонасиченості і продуктивності слід вважати, як вдосконалення енергозасобів, так і способів агрегатування їх із машинами, які використовуються у народному господарстві, створення ММА, які добре пристосовуються до різних умов використання. Позитивний результат може дати також, розвиток комбінованих агрегатів та більш широке застосування машин із активними робочими органами, з можливістю зміни ширини захвату.
Істотним фактором підвищення техніко-експлуатаційних характеристик ММА, є також застосування на важких операціях із змінним навантаженням двигунів з високим запасом крутного моменту (в тому числі двигунів постійної потужності), гідротехнічних трансмісій, засобів автоматизації режимів роботи ММА і ін.
Ефективність використання потужності трактора може бути підвищена за рахунок використання приводу не тільки робочих органів, але й ходового агрегату причіпних робочих машин, таких як, коліс-моторів типу фірми “ПАРТЕК”. При масі 85 кг вони мають невеликі габаритні розміри 312´345 мм, розвивають номінальний крутний момент 5,985 кНм. При потужності 50 кВт, з діаметром коліс 1,0...1,2 м забезпечує робочі швидкості пересування ММА 1...2,5 м/с. Складається: аксіально-поршневий насос, масляний бак, розподільник, два гідромотори.
Передбачено використання інтегральних тракторів. Найпростіше рішення може бути реалізовано у вигляді традиційного самохідного шасі із заднім розміщенням двигуна. Такий тип легко реалізується технічно і перспективний для вирощування лісових саджанців, просапних овочевих культур із знаряддями відносно невеликої ширини захвату (3,6..8 м), де, в першу чергу, вимагається застосування швидкозмінних комбінованих агрегатів, точне водіння і виконання інших операцій.
Фірма “Дойц” (ФРН) створила модель інтегрального трактора “Интрак-6.030“, “Интрак-6.60” з двигуном потужністю відповідно 73,84 і 110 кВт.
Фірма “Даймлер-Бенц” (ФРН) створила покращену конструкцію інтегрального трактора “МБ-Трак” різних моделей потужністю 92 і 110 кВт. Їх особливістю є розміщення розподілу маси: 60% на передню і 40% на задню осі.
Привод на чотири колеса однакового розміру підвищена навантажуваність задньої і передньої навісних систем, можливість створювати агрегати типу “тягни-штовхай”.
Рис. 40. Схема енергетичного модуля: 1 – передній міст (можливо приводний); 3 – П- подібний брус; 4 – привідні колеса; 5 – енергетичний модуль; 6,7,8 – робочі машини і технологічні ємкості
Наступним напрямом раціональної побудови універсально-просапних тракторів є встановлення їх енергетичної частини на ходову частину портального типу (тип РКС-6; ККС-4; СПС-4,2; КС-65; КСК-100А; КСКЦ-6 зернозбиральні комбайни).
Згідно середньостатистичних даних, більш раціональна розробка конструктивно-компонованих схем самохідних машин дозволяє збільшити енергонасиченість агрегатів з 10 до 30кВт/т, зменшити металоємкість з 87-94 до 73 кг/кВт, питому вагу енергетичної частини з 70 до 50...60% по масі і з 80 до 43...47% вартості у порівнянні з традиційними МТА.
Перспективним напрямом створення МЕС являється використання одного енергетичного модуля, який може включати в себе двохвісний короткий базовий енергозасіб і, власне, робочий агрегат в цілому, а також його одновісну систему із технологічним колесом, яке ховається. Принцип енергетичних модулів закладений в “Штойер-860 “(Австрія).
Щоб якісно використовувати такі модулі необхідно створювати ряд комбінованих агрегатів (машин, робочих агрегатів, які виконують декілька операцій за один прохід); використання полегшених тракторів високої енергонасиченості із знаряддями, які мають активні робочі органи і активні приводи ходових систем; створення агрегатів з можливістю зміни їх маси, виходячи із вимог забезпечення необхідного тягового зусилля і приводного моменту.
Одним із альтернативних напрямків розвитку ММА, є також створення автоматизованих мостових агросистем.
При розробці гусеничних тракторів, необхідно звернути увагу на рушії. Так фірма “Катерпиллер “(CША), створила модель трактора сільськогосподарського призначення – Челенджер-65, у якому вперше використані гумові армовані гусениці шириною 622 мм. Їх довговічність у 1,5 – 2 рази вища, ніж у звичайних (є значні переваги і у інших показниках). Аналогічні гусеничні рушії проходять випробування також на Харківському тракторному заводі.