Размещено на http://www.allbest.ru/

17

1. Понятие о машинно-тракторных агрегатах

Машинно-тракторный агрегат -- это соединение источника энергии (трактора) с рабочими машинами. По способу соединения машин с трактором различают агрегаты прицепные, полунавесные, навесные и смешанные. По числу одновременно выполняемых технологических операций агрегаты могут быть однородные или комплексные, выполняющие две, три или несколько операций.

Машинно-тракторные агрегаты комплектуют из машин, входящих в машинно-тракторный парк (МТП) хозяйства, состоящий из тракторов различных моделей, прицепов, навесных, полунавесных и самоходных сельскохозяйственных машин. Состав МТП подбирают для каждого предприятия так, чтобы добиться получения плановых объемов продукции при наименьших затратах труда и материальных ресурсов.

Тракторы Т-150, Т-150К и К-701 входят главным образом в состав комплексных агрегатов, т. е. таких, в которых машины выполняют одновременно несколько операций (например, культивацию, посев, внесение удобрений, прикатывание).

Свойства тракторов характеризует система показателей, приведенных в приложении.

К основным показателям относят тип трактора, класс тяги, расчетные скорости движения вперед и назад при номинальной частоте вращения коленчатого вала и отсутствии буксования, расчетные тяговые усилия на различных передачах, колею (расстояние между серединами гусениц или колес), давление на почву, дорожный просвет, конструктивную массу трактора, тип двигателя, номинальную эксплуатационную мощность двигателя, номинальную частоту вращения коленчатого вала двигателя, удельный расход топлива при номинальной эксплуатационной мощности двигателя, размеры шин и давление воздуха в них.

При выполнении различных технологических операций только часть эффективной мощности дизеля (N_e) расходуется на полезную работу.

Если трактор движется равномерно, часть мощности (N_тр) дизеля используется на преодоление трения между движущимися поверхностями сборочных единиц трансмиссии, на перемешивание масла в них, на привод гидроусилителя рулевого, управления и других механизмов; часть мощности дизеля расходуется на самопередвижение (N_пер) трактора и на буксование (N_бук) его движителей. Когда трактор движется на подъем, часть мощности (N_под) расходуется на его преодоление, а при движении под уклон способствует уменьшению потерь на самопередвижение трактора. При движении часть мощности (N_в) идет на преодоление сопротивления воздуха, но до скорости 15 км/ч она незначительна и ее в расчетах не учитывают.

Когда трактор движется неравномерно, т. е. ускоренно или замедленно, возникают силы инерции, на преодоление которых при ускоренном движении расходуется мощность (N_п). При замедленном движении силы инерции способствуют уменьшению потерь мощности.

Оставшаяся часть эффективной мощности дизеля идет на тягу прицепных и навесных машин, входящих в агрегат, и привод их рабочих органов.

Тяговая мощность (N_KP) трактора при его неравномерном движении может быть определена из уравнения:

N_KP. = N_e (N_тp + N_пep + N_бук ± N_под± N_п). (1)

Если при работе агрегата используется сила тяги и ВОМ, то уравнение (1) принимает вид:

N_KP = N_e - (N_тр + N_пер+ N_бук ± N_под + N_п + N_BОM+ N_прив), (2)

где N_BOM--мощность, расходуемая BOM; N_прив-- мощность, расходуемая на трение в сборочных единицах привода ВОМ.

Использование эффективной мощности дизеля на полезную работу трактора оценивается его коэффициентом полезного действия (к. п. д.):

з_тpaк=(N_кp+N_BOM)N_e. (3)

Если трактор работает без применения ВОМ, то тяговый к. п. д. определяют:

з_тяг = N_кр/N_e (4)

При испытании тракторов (ГОСТ 7057--81) рекомендуют определять условный тяговый к. п. д. трактора по передачам:

з_ту = N_кр.mах/N_{e max}, (5)

где N_кр.mах --максимальная тяговая мощность на данной передаче; N_{e max} -- максимальная мощность двигателя, определяемая из регулярной характеристики через ВОМ.

Тяговый к. п. д. у гусеничных тракторов может изменяться в пределах от 40 до 80%, у колесных --от 30 до 75%. Существенное значение на его величину оказывают потери мощности на самопередвижение и буксование.

Потери мощности на самопередвижение трактора зависят от его веса, скорости, состояния и свойств почвы (особенно ее верхнего слоя), конструкции движителей и степени их износа.

Усилие, необходимое на самопередвижение трактора, -- это произведение веса трактора на коэффициент сопротивления его движению. Если первая величина для данной конструкции трактора почти не изменяется, то вторая в зависимости от условий движения, типа основания и состояния почвы, конструкции и износа движителей изменяется значительно. Например, этот коэффициент на поле, подготовленном под посев, у гусеничного трактора равен 0,08...0,10, а на грунтовой сухой дороге 0,05...0,07; у колесного трактора в первом случае он повышается на 18...20%, а во втором уменьшается на 25...40%.

Буксование трактора вызвано недостаточным сцеплением его движителей с почвой из-за проскальзывания их в сторону, противоположную направлению движения трактора, что снижает его поступательную скорость. Буксование не только вызывает потерю части эффективной мощности дизеля, но и ухудшает структуру почвы, снижая ее плодородие.

Уменьшение буксования, а следовательно, повышение проходимости по местности у тракторов Т-150К и К-701 достигается включением второго ведущего моста и увеличением сцепного веса заливкой в шины жидкости.

Тракторы всех моделей делят на классы тяги, которые определяют номинальным тяговым усилием, реализуемым на стерне (чернозем или суглинок) нормальной влажности и плотности при условии, что уровень буксования колесных движителей (4К2) не превышает 17...18%, а гусеничных --5%, когда дизель работает на режимах регуляторной ветви характеристики.

Так же как и тракторы, сельскохозяйственные машины должны обладать определенными эксплуатационными показателями. Главные из них следующие: качество работы и возможный диапазон регулировок должны обеспечивать выполнение агротребований; конструкция и надежность -- возможность использовать на допускаемых агротребованиями рабочих режимах и скоростях движения; быстрое проведение технологических регулировок и операций технического обслуживания простыми способами.

Поступательное движение МТА возможно, только если трактор преодолевает все сопротивления, возникающие при передвижении и работе машин, входящих в агрегат. При выполнении агрегатом технологических операций создается рабочее сопротивление, а когда он совершает повороты, заезды и переезды -- холостое сопротивление.

Рабочее сопротивление сельскохозяйственной машины состоит из сопротивления перемещению ее по полю, так называемого тягового сопротивления, и сопротивления рабочих органов машин, если она потребляет мощность дизеля через ВОМ.

Тяговое сопротивление машины -- это ее основное сопротивление. Оно зависит от выполняемой операции; типа и состояния почвы; скорости движения; соответствия конструкции машины задачам, поставленным агротехническими требованиями.

Тяговое сопротивление прицепных и навесных машин определяют из опытов (непосредственно или косвенно) различными приборами: динамографами, работомерами и др. Обычно в технических характеристиках машин и при расчетах используют значения удельных тяговых сопротивлений (к), полученных на горизонтальных участках в различных почвенных условиях при определенной скорости движения. Удельное тяговое сопротивление -- это рабочее сопротивление, приходящееся на единицу ширины захвата машины (^** Удельное сопротивление для плугов подсчитывают в МПа. ):

к = С_оп/ В_р, (6)

где С_оп-- среднее опытное сопротинление, кН; В_р -- рабочая ширима захвата, м.

При комплектовании агрегата следует добиваться получения заданных показателей по качеству проводимой технологической операции при наиболее полном использовании тяговых и скоростных возможностей трактора. Трактор в агрегате должен работать с нагрузкой 94...96% от номинальной.

Скорость движения агрегата устанавливают, исходя из агротехнических требований с учетом микро- и макрорельефа поля.

Известно несколько способов составления агрегатов для полевых и транспортных работ, но наиболее широкое распространение получил способ, при котором, используя заводские и справочные рекомендации, а также накопленный опыт работы, подбирают машины и сцепку для них, составляют МТА и проверяют его в работе.

Комплектуют, регулируют и технологически настраивают агрегат трактористы-машинисты совместно со слесарями производственной базы отделения (бригады) или машинного двора под контролем специалиста на регулировочной площадке.

В тракторах Т-150, Т-150К и К-701 на щитке приборов имеется тахоспидометр, по показаниям которого определяют степень нагрузки дизеля. Если при полной подаче топлива и бездымном выпуске отработавших газов у тракторов Т-150, Т-150К и К-701 стрелка тахоспидометра расположена у делений шкалы, указывающей номинальные обороты в минуту коленчатого вала, то нагрузка нормальная. Если частота вращения коленчатого вала понизилась более чем на 180...200 об/мин, нужно переходить на низшую передачу. Для повышения степени нагрузки дизеля увеличивают ширину захвата или скорость движения агрегата, не нарушая агротехнических требований.

2. Устройство ведущих мостов тракторов К-700А и К-701

трактор трансмиссия буксование тяговой

Ведущий мост представляет собой двухопорную балку, образованную стыковкой пяти частей: главной передачи с дифференциалом, собранных в общем картере, и симметрично расположенных относительно картера двух кожухов и двух конечных передач. Передаточное число моста 17,5.

Мосты тракторов К-700А и К-701 унифицированы и взаимозаменяемы как при установке с трактора одной марки на трактор другой марки, так и с передней на заднюю полурамы трактора.

Мосты отличаются от установленных на тракторах К-700. Увеличена общая длина кожуха на 50 мм, увеличено расстояние между отверстиями на площадке кожуха со 162 до 177 мм и диаметр отверстий с 27 до 30 мм, увеличен диаметр трубчатой части кожуха со 175 до 180 мм, в верхней площадке кожуха просверлено отверстие диаметром 30 мм под штифт установочного кронштейна, на кожухе нет прилива, предназначенного для установки рессоры на тракторе К-700. Увеличен диаметр фланца главной передачи с 210 до 250 мм и просверлено дополнительно десять отверстий М12 для крепления барабана стояночного тормоза. На горловине картера главной передачи просверлено одиннадцать отверстий М12 для крепления кронштейнов стояночного тормоза. Изменена крышка главной передачи в связи с заменой самоподжимного уплотнения Л К БСК 120 х 146 = 12/14 уплотнением ЛК БСК 110 х 135= 12/14.

Введены проставочные кронштейны, при помощи которых мосты устанавливают под углом 10 ° к раме трактора. В 1978 г. прекращено производство главной передачи трактора К-700 и в запасные части поставляют единый унифицированный картер главной передачи трактора К-700А.

Главная передача --коническая, одинарная. Зацепление ведущей 21 (рис. 1) и ведомой 33 конических шестерен по длине зуба регулируют прокладками 25, установленными между стаканом 19 и картером 18 главной передачи, а по высоте зуба -- двумя круглыми гайками 30.

Дифференциал -- механизм свободного хода, обеспечивающий вращение колёс трактора с равными угловыми скоростями при прямолинейном движении и с разными угловыми скоростями при повороте. Забегающее колесо автоматически отключается, и весь подводимый к мосту крутящий момент передается к отстающему колесу.

Рис. 1. Ведущий мост:

1 -- контрольная пробка; 2 и 25 -- регулировочные прокладки; 3 -- солнечная шестерня; 4 и 22 -- крышки; 5, 12 и J5 -- шарикоподшипники; 6 -- сателлит; 7 --водило; 8 -- венечная шестерня; 9 и 17 -- роликоподшипники; 10 -- ступица; И -- тормозная колодка; 13 -- левый разжимной кулак; 14 -- суппорт колесного тормоза; 15 -- труба; 16 -- полуось; 18 -- картер главной передачи; 19 -- стакан; 20 -- прокладка; 21 -- ведущая коническая шестерня; 23 -- фланец; 24 и 37 -- уплотнительные прокладки; 26 -- двухрядный конический роликоподшипник; 27 -- болт; 28 -- стакан; 29 -- вставка; 30 -- гайки; 31 -- стопорная планка; 32 -- штифт; 33 -- ведомая коническая шестерня; 34 -- корпус дифференциала; 36 -- кожух полуоси; 38 -- тормозной барабан; 39 -- ось тормозной колодки; 40 -- пробка сливного отверстия.

Конечная передача -- планетарная, однорядная с прямозубыми цилиндрическими шестернями. Для получения зазора 2...3 мм между торцами полуоси 16 и шарикоподшипником 5 размещают регулировочные прокладки 2. Крутящий момент от фланца главной передачи к установленному на водиле 7 колесу трактора передается через конические шестерни 21 и 33, корпус 34 дифференциала, ведущую и ведомую полумуфты дифференциала к полуоси 16 и затем к солнечной шестерне 3, сателлиту 6 и водилу 7, В конечных передачах установлены колесные тормоза колодочного типа, сухие, с пневматическим приводом. При подаче воздуха в тормозную камеру поворачивается рычаг с разжимным кулаком 13, который раздвигает колодки и прижимает их к тормозному барабану 38. Прилегание колодок регулируют разворотом эксцентриковых осей 39.

На входном валу переднего ведущего моста установлен ленточный стояночный тормоз плавающего типа. Барабан тормоза смонтирован на фланце входного вала, а кронштейны с оттяжными пружинами и винтами-упорами установлены на картере главной передачи. Зазор между барабаном и лентой регулируют изменением. расстояния между концами ленты, а его распределение на длине окружности -- винтами-упорами или изменением положения кронштейнов относительно картера главной передачи. Зазор между лентой и барабаном должен быть достаточным, чтобы затягивать тормоза за 1,5...2 полных хода рычага стояночного тормоза, и должен быть не менее 0,3 мм в расторможенном состоянии.

3. Гидравлическая система управления поворотом трактора

На тракторах «Кировец» установлена раздельно-агрегатная гидравлическая система управления поворотом трактора, в которой гидронасос является источником энергии, гидрораспределитель и регулятор расхода -- регулирующим устройством, обеспечивающим распределение и регулирование потока рабочей жидкости, а силовые гидроцилиндры двустороннего действия -- исполнительным механизмом, преобразующим гидравлическую энергию рабочей жидкости в механическую работу. Схема гидросистемы управления поворотом тракторов К-700А, К-701 и К-702 отличается от гидросистемы управления поворотом трактора К-700 следующими конструктивными изменениями.

Увеличен диаметр поршней силовых гидроцилиндров со 100 до 125 мм. Установлен более мощный гидронасос: вместо гидронасоса НШ-46У с подачей 1,2 л/с (72 л/мин) при номинальной частоте вращения 28,2 с^-1 (1700 об/мин) установлен гидронасос НШ-100Л-2 с подачей 2,67 л/с (160 л/мин) при номинальной частоте вращения 28,2 с^-1 (1700 об/мин) двигателя ЯМЗ-238НБ или с подачей 2,92 л/с (175 л/мин) при номинальной частоте 31,6 с^-1 (1900 об/мин) двигателя ЯМЗ-240Б. Изменена вместимость гидробака с 40 л до 114 л. Введены новые узлы: регулятор расхода, создающий постоянство скорости поворота, и масляный радиатор, благодаря которому поддерживается необходимый температурный режим масла в системе. Изменено количество и место установки коробок запорных гидроклапанов: вместо двух коробок, закрепленных на гидроцилиндрах, установлена одна в корпусе гидрораспределителя. Для снижения общего количества масла в гидросистемах управления поворотом трактора и навесного устройства с 1980 г. на тракторах «Кировец» устанавливают единый гидробак вместимостью 140 л.

Рулевая колонка 7 (рис. 2) состоит из трубчатой колонки, приводного вала, крышки со сферическим двухрядным шарикоподшипником и рулевого колеса. Нижний фланец рулевой колонки служит для крепления к картеру червячного редуктора и верхний -- для крепления крышки. Рулевое колесо установлено на шлицах приводного вала и закреплено гайкой.

Приводной вал соединен с червяком при помощи шлицевой муфты. Он разделен на две части, соединенные карданным шарниром Н051.01.030. Рулевое колесо может от соосного с приводным валом положения откидываться к передней стенке кабины на угол 25° для облегчения входа и выхода из кабины и в сторону тракториста -- на угол 15° (три фиксированных положения через 5°) для улучшения условий труда при управлении трактором.

Рис. 2. Схема гидравлической системы управления поворотом трактора:

1 -- гидрораспределитель с редуктором; 2 -- предохранительный клапан; 3 -- масляный радиатор; 4 -- регулятор расхода рабочей жидкости; 5 -- гидробак; 6 -- гидронасос; 7 -- рулевая колонка; 8 -- следящее устройство; 9 -- гидроцилиндры; 10 -- полурамы трактора; 11 -- толкатель коробки запорных гидроклапанов; 12 -- запорный гидроклапан коробки запорных гидроклапанов; 13 -- корпус коробки запорных гидроклапанов; 14 -- пружина коробки запорных гидроклапанов; А, Б, В, Г, Д, Е и Ж -- полости.

Гидронасос 6 -- шестеренный, высокой точности, состоит из корпуса, качающего узла, крышки и уплотнений. Качающий узел гидронасоса НШ-46У включает в себя две шестерни и четыре втулки. Втулки по мере износа автоматически поджимаются к шестерням, предотвращая утечку рабочей жидкости через зазоры. При этом сохраняется смазочная пленка. В гидронасосах НШ-67К, НШ-98К и ныне устанавливаемых НШ100Л-2 вместо четырех втулок ставят подшипниковый блок (одна половина) в качестве опоры шестерен и уплотняющий блок (другая половина) для радиального уплотнения зубьев шестерен. В центральной части блока расположены два сегмента, охватывающие вокруг каждой шестерни дугу (1,5 шага зубьев), ограничивающую зону высокого давления. Для торцевого уплотнения в пазах уплотняющего блока по обе стороны шестерен установлены поджимные пластины с резиновыми прокладками. Такие конструктивные особенности гидронасосов позволили создать надежное уплотнение, предотвратить перекос шестерен, повысить максимальное давление до 16 МПа (160 кгс/см²) и увеличить ресурс в два раза по сравнению с гидронасосами НШ-46У,

Гидрораепределитель -- однозолотниковый. Состоит из прецизионной пары корпус -- золотник, центрирующего пружинно-плунжерного устройства, коробки предохранительного гидроклапана, коробки запорных гидроклапанов (кроме трактора К-700). Предохранительный гидроклапан регулируют на давление срабатывания 10 МПа (100 кгс/см²).

Редуктор -- одноступенчатый, червячный. Состоит из картера 14 (рис. 3), червяка 13, вращающегося на двух игольчатых подшипниках 12 и 15, и вала-сектора 20, установленного на двух конических роликоподшипниках 19 и 21. Червячную пару и осевой зазор вала-сектора регулируют прокладками, установленными между корпусом и боковыми крышками. На длинном конце червяка закреплен концевой гайкой золотник б гидрораспределителя. Корпус 7 золотника и передняя крышка 1 гидрораспределителя установлены на шпильках, ввернутых в картер редуктора, и затянуты гайками. Поворот рулевого колеса на некоторый угол вызывает осевое смещение золотника и сжатие пружин центрирующего устройства 28. При этом открываются полости, соединяющие гидрораспределитель через коробку запорных гидроклапанов с силовыми гидроцилиндрами, и полурамы трактора разворачиваются одна относительно другой. Одновременно вал-сектор через следящее устройство (рис. 4) разворачивается в сторону, противоположную смещению золотника, и золотник под действием сжатых пружин центрирующего устройства возвращается в нейтральное положение -- поворот прекращается. Для дальнейшего поворота трактора необходимо продолжать вращать рулевое колесо.

Регулятор 4 (см. рис. 2) расхода рабочей. жидкости закреплен на гидронасосе со стороны полости нагнетания. В нем выполнены две расточки, одна из которых предназначена для размещения плунжера и отвода избыточного количества рабочей жидкости в гидробак, а другая -- для размещения дросселя и регулировочного винта и направления основного потока рабочей жидкости в гидрораспределитель. Сечение дроссельного отверстия при помощи регулировочного винта устанавливают таким, чтобы при изменении подачи, гидронасоса в диапазоне рабочей частоты вращения коленчатого вала двигателя в гидрораспределитель поступало постоянное количество рабочей жидкости (2 л/с, или 120 л/мин).

Рис. 3. Гидрораспределитель с редуктором:

а - разрез по активным плунжерам центрирующего устройства; б --разрез по реактивным плунжерам центрирующего устройства; /, 17 и 23 -- крышки; 2, 3 и 25 -- гайки; 4 и 11 -- упорные шарикоподшипники; 5 -- шпилька; б --золотник; 7 -- корпус золотника; 8 и 27 -- пружины; 9 -- плунжер; 10 -- опорная шайба; 12 и 15 -- игольчатые подшипники; 13 -- червяк; 14 -- картер редуктора; 16 -- втулка; 18 и 22 -- регулировочные прокладки; 19 и 21-- роликоподшипники; 20 -- вал-сектор; 24 -- сошка; 26 и 29 -- резиновые уплотнения; 28 -- центрирующее устройство; А -- риски.

Рис. 4. Следящее устройство:

1 -- гайка; 2 -- резиновое кольцо; 3 -- втулка; 4 -- рычаг; 5 и 15 -- шаровые пальцы; 6 -- продольная тяга; 7 -- стяжка; 8 -- поперечная тяга; 9 -- хомут; 10 -- направляющая; 11 -- пружина; 12 -- сухарь; 13 -- пробка; 14 -- чехол.

4. Основные величины, характеризующие физические свойства почв. Гранулометрический состав

Уплотнение почв зависит от многих факторов: гранулометрического состава, объемной массы, пористости, тепловых свойств почвы и т. п. В свою очередь, чрезмерно уплотненные почвы имеют повышенное удельное сопротивление при обработке, и, как уже отмечалось выше, плохо пропускают воду, в них затруднена аэрация, медленно развиваются микроорганизмы. В силу сказанного представляется необходимым остановиться вкратце на физико-механических характеристиках почв, которые в той или иной мере изменяются при воздействии ходовых систем сельскохозяйственной техники на почву. Почвы классифицируются по гранулометрическому составу. Наиболее распространена двухчленная классификация, которая создана с учетом соотношений двух фракций -- физической глины и физического песка. Если учитываются три группы фракций -- песчаная, пылеватая и иловатая, то классификация называется трехчленной. В таблице 1 приведена классификация почв, предложенная Н.А. Качинским. Почвы классифицируются не только по гранулометрическому, но и по генетическому составу. Эта последняя классификация отражает происхождение и основные стадии развития почв. Приведем здесь классификацию, предложенную основоположником науки о почвах В. В. Докучаевым. Нормальные типы почв: 1 -- светло-серые северные (подзолистые), 2 -- серые лесные, 3 -- черноземные, 4 -- каштановые, 5 -- бурые солонцеватые. Каждый из этих пяти типов подразделяется на группы: песчаные, супесчаные, легкосуглинистые, сред несу глинистые, тяжелосуглинистые и глинистые. Все известные почвы подвержены уплотнению, однако это явление наблюдается в наибольшей степени на пылевато-иловых суглинках в период обработки и поливов полей. Выращивание таких культур, как хлопок, свекла, кукуруза и другие, на этих почвах приводит к образованию уплотненного подпахотного горизонта - плужной «подошвы». Плужная «подошва» нарушает все процессы, происходящие в почве во время роста растений. Мало уплотняются пески и черноземы.

Таблица 1. Классификация почв пo Н.А. Качинскому

Список литературы