Внешние силы, реакции и моменты, действующие на колёсный трактор. Касательная сила тяги по двигателю и по сцеплению.

Рассмотрим общий случаи движения трактора с колесной формулой 4К2 в агрегате с прнпепной или навесной машиной При неустановившемся лзюсенип на трактор действуют следующие внешние силы: сила тяжести трактора и навесной машины G. сила инерции агрегата Р_j тяговое сопротивление агрегатируемой машины Ркр. сопротивление воздуха Р_в и реззлтии грунта на двтадггель X₁.Y₁ и Х₂. Y₂ (рис. 5л).

Для упрощения чертежа колеса на схеме изображены окруэгостямп радиусы которых равны динамическим радиусам. Будем предполагать, что трактор движется ускоренно на подъем под углом а к горизонтальной плоскости.

Рассмотрим силы, действующие на трактор.

Сила тяжести агрегата G включает собственно эксплуатационный вес трактора и вес агрегатируемон машины В том случае, когда навесная или припепная машина имеет опорные колесз. вес агрегатируемон машины воспринимается ими. а на трактор действует равнодействующая G, равная его эксплуатационному весу G, и приложенная в его центре масс.

Равнодействующую силу G разложим на две составляющие: нормальную сил}^- Gcosa и скатывающую силу Gcina. параллельную поверхности пути. Нормальная сила прижимает колеса трактора к опорной поверхности грунтз. обеспечивая тем самым их спепление с грунтом. Скапываются сила при движении трактора на спуске относится к классу актизных. движущих сил. а при движении на подъем она являяетсл силой сопротнвлеия движению.

Ведущий крутящий момент Мвед, подводимый от двигателя, установленного на машине, к оси ведущих колес.

Сила инериии Р возникает при неустановившемся движении трактора где v - скорость трактора. Точка приложения инерционной силы - пентр тяжести агрегата. При замедленном движении трактора сита инерции направлена по ходу движения трактора, относясь по существу к классу движущих сит. а при ускоренном движении эта сита направлена против хода трактора, являясь силон сопротивления движению.

Тяговое сопротивление агрегатнруемой машины в общем случае может быть представлено равнодействующей Р*. расположенной в продольной плоскости под углом •( к поверхности пути.

Для упрощения анализа динамик: колесного трактора перенесем тяговое сопротивление агрегатнруемой машины в точку ее пересечения с плоскостью, нормальной к поверхности пути проведенной через геометрическую ось задних ведуттптх колес и разложим ее на составляющие: P_qi. параллельную поверхности пути и P,,,-tgv нормальную к ней.

В теории трактора составляющую Р.. общего тягового сопротивления Рг называют силой тяги на урюке (или просто - "крюковая сила"). Отметим, что сила Р,,, язляяется силой тяги по отношению к агрегатируеммой машине, по отношению же к трактору эта сила является силой сопротивления.

Сопротивление воздуха Р_м складывается из лобового сопротивления потоку воздуха, сжимаемого движущимся агрегатом, сопротивления, создаваемого завихрением воздуха вокруг движущегося агрегата, и сопротивления граничному трению воздуха о поверхность агрегата

Сопротивление воздуха оценивается по формуле где к, - приведенный коэффициент сопротивления воздуха. Н с"м⁴;

S„ -площадь лобовой поверхности агрегата, м"; v - скорость движения, м /с.

Значение приведенного коэффициента сопротивления воздуха принимают разным к, = (0,5.. .O.S) H-cV.

При скоростях движения до 15 км ч сопротивление воздуха незначительно, и им мозно пренебречь. Однако при транспортных работах, когда скорость движения по твердым дорогам у современных колесных тракторов достигает до 35 км ч. это сопротивление почти равно тяговому сопротивлению прицепов, и его следует учитывать.

Площадь лобового сопротивления трактора в первом приближении можно определять по формуле

где В - ширина колеи трактора; Н - высота трактора.

Реакция грунта на движитель трактора. В дальнейшем все силовые и кинематические параметры, относящиеся к колесам переднего моста трактора.будем помечать вместо индекса «п» индексом «1». а соответствующие параметры колес заднего моста - вместо индекса «х» индексом «2». Реакция грунта на направляющие колеса Y„ = Yi направлена по нормали к поверхности пути на расстоянии а: от осн. проведенной через пентр колеса нормально к указанной поверхности. Сила сопротивления качению ведомых колес направлена параллельно поверхности пути и приложена на расстоянии r_д1 от центра колеса и равна

игде f, - коэффициент сопротивления качению ведомого колеса: Р_п - сила сопротивления качению ведомого колеса.

Толкаютая сила ведущего колеса Л; направлена параллельно поверхности пути и приложена на расстоянии т_лг от пентра колеса по нормали к поверхности пути, а нормальная реакция Y_; приложена на расстоянии а_: от оси. проведенной через пентр колеса нормально к поверхности пути.

Тягобыи баланс. Пренебрегая сопротивлением воздуха, составим уравнение проекции всех сил на ось. параллельную поверхности пути: или

Согласно этому уравнению сила тяги на ведущих колесах трактора в случае неравномерного движения с прицепом на подъеме равна сумме следующих сил:

1)силы сопротивления качению зедомых колес

2)силы тяги на крюке Ркр;

3) составляющей эксплуатационного веса трактора, параллельной поверхности пути и равной Gsina:

4)силы инерции всего трактора Рi.

При равномерном движении трактора в уравнении следует положить силу инерции Рi = 0.

Если учесть, что X₁ = Р_i1. а касательная сила тяги трактора Рк равна то равенство можно представить в таком виде где P_f - общая сила сопротивления качению трактора, определяемая соотношением

Таким образом. согласно тяговому балансу, выражаемого уравнением(5.3).касательная сила тяги трактора Р. в рассматриваемом случае неустановившегося движения трактора на подъеме (спуске) представляет собой суммарную силу, состоящую из следующих сил:

5) сопротивления качению трактора вследствие деформации грунта и шин:

6) тягового сопротивления - силы тяги на крюке:

7) составляющей силы тяжести трактора, действующей параллельно поверхности пути;

8) силы инерции трактора.

При движении трактора на горизонтальном участке с постоянной скоростью уравнение тягового баланса приобретает следующий вид:

Согласно приведенной формуле касательная сила тяги трактора определяется значением обшей силы сопротивления движению трактора, определяемой суммой сил P_f и Р_кр.

Чтобы определить силу сопротивления качению трактора, надо учесть, что

Из анализа этой формулы следует, что для определения Рf надо знать нормальные реагаии на колеса Y1 и Y2.

Касательная сила тяги Ркч> ведущих колес машины — равнодействующая реакций почвы (дороги), приложенных к ведущим колесам по всем их поверхностям соприкосновения с почвой (дорогой), параллельных заданному вектору скорости движения машины и направленных в сторону этого движения. При движении машины по горизонтальной поверхности касательная сила тяги представляет собой равнодействующую горизонтальных составляющих реакций почвы (дороги), возникающих в пятне контакта с ведущими колесами. Таким образом, касательная сила тяги создается в пятне контакта с почвой (дорогой) каждого ведущего колеса на расстоянии гк от его оси как реакция на часть силы Рок, приложенной на радиусе гох. С этой силой ведущее колесо воздействует на почву (дорогу), образуя ведущий момент Мввд=ЛжГок= (ЛсФ—PfK)rK+ YKaK.

Номинальная касательная сила тягиР_кн=

где N_ен в кВт; n_н в об/мин (см.задание№1);

ί_т – общее передаточное число трансмиссии;

η_мг – механический к.п.д. трансмиссии и гусеницы (для колесных тракторов

0,91-0,92, для гусеничных – 0,86-0,88);

r_к – радиус качения ведущего колеса (звездочки), м;

Для колесных тракторов на пневматических шинах r_к=r₀+λh,

где r₀ – радиус обода колеса, м; h – высота пневматической шины (равная ее ширине), м; λ – коэффициент усадки шины (для пневматических шин низкого давления 0,75-0,80);

Для гусеничных тракторов r_к=r_нo=0,355,

где r_нo – радиус начальной окружности ведущей звездочки, м.

Максимальная сила сцепленияF_{с max} = μG_c ,кН,

где G_с – сцепной вес трактора, кН; μ – коэффициент сцепления движителя с почвой

Для гусеничного трактора или трактора с четырьмя ведущими колесами:G_c=G cos α,

где G – эксплуатационный вес трактора, кН; α – уклон поля, град

Движущую силу Р_д определяют из условия:

-если Р_кн > F_{c max}, то Р_д = Fc max;

-если Р_кн ≤ F_{c max}, то Р_д = Р_кн;

Сопротивление качению трактора: Р_f = G*f _f,где f – коэффициент сопротивления качению трактора

Сопротивление движению трактора на подъем:Р_α = G sin α G , где ί – уклон поля, % (sin α tg α = ).

Сила тяги трактораР_кр = Р_д – (Р_f + Р_α)

Уравнение тягового баланса трактора (без вала отбора мощности, движение установившееся, на подъем; сопротивлением воздуха пренебрегли)

Ркн=Рf+Рα+Рнсц+Ркр, кН

Уравнение тягового баланса в общем случае движения гусеничного трактора по аналогии с уравнением для колесных машин может быть записана в виде:

Технологии междурядной обработки почвы, типы применяемых рабочих органов. Кинематическая схема секции пропашного культиватора. Правила настройки культиваторов на заданный технологический процесс междурядной обработки посевов и посадок пропашных культур.

Междурядная обработка почвы —рыхление поверхностного слоя почвы и подрезание сорняков в междурядьях пропашных культур (свёкла , картофель, кукуруза, хлопчатник, овощные и др.), а также плодово-ягодных и др. насаждений. М. о. п. в период вегетации р-ний проводят для уничтожения сорняков, накопления и сохранения почвенной влаги, улучшеия воздушного режима почвы и питат. режима р-ний, активизации жизнедеятельности полезных почвенных микроорганизмов. М. о. п. — один из элементов интенсивной технологии возделывания с.-х. культур. Одновременно с М. о. п. можно проводить подкормку р-ний, нарезку поливных борозд (в орошаемом земледелии), внесение пестицидов, а при возделывании картофеля в увлажнённых р-нах и его окучивание. При уходе за виноградниками и др. плантациями М. о. п. применяют для закрывания (осенью) и открывания (весной кустов. М. о. п. обычно проводят культиваторами. В ленточных (однострочных, двустрочных и более) посевах проса, гречихи, моркови междурядья обрабатывают в продольном, в квадратных и квадратно-гнездовых посевах — в продольном и поперечном направлениях оставляя с двух сторон рядка защитные полосы, обычно шыр. 5 — 15 см. При возделывании свёклы и нек-рых овощных культур М. о. п. сочетают с нарезкой букетов. Для поддержания почвы в рыхлом и чистом от сорняков состоянии за вегетацию проводят неск. обработок междурядий. Число и глубина М. о. п. зависят от засорённости посевов, биол. особенностей возделываемых культур, степени уплотнения почвы, метеорол. и др. условий. В орошаемом земледелии время и глубина обработок определяются также сроками полива: первая, как правило, — при появлении всходов и неск. глубже, последующие — мельче. На хорошо окультуренных почвах с рыхлым сложением и чистых от сорняков можно сократить число М. о. п., на засорённых полях механич. обработку сочетают с применением гербицидов. Качеств, показатели М. о. п. — своевременность выполнения работы, соблюдение глубины рыхления и её равномерности, степень крошения, отсутствие повреждённых и засыпанных р-ний в рядках, полнота подрезания сорняков и прямолинейность рядков.

При выборе машин для междурядной обработки почвы необходимо учитывать расположение рядов и размещение в них растений, ширину междурядий и степень прямолинейности рядов культур, высоту культур, вид и состояние почвы. При междурядной обработке почвы применяют прицепные или навесные пропашные и универсальные культиваторы с лаповыми, дисковыми или фрезерными рабочими органами.