ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 23

Государственный междисциплинарный экзамен для специальности 110301 – Механизация сельского хозяйства

1. Устойчивость трактора. Понятие о предельных статических углах устойчивости, их определение. Способы повышения продольной и поперечной устойчивости трактора.

Один из важных эксплуатационных показателей проходимости трактора — устойчивость, которая характеризует его способность работать на продольных и поперечных уклонах без опрокидывания. Различают продольную и поперечную устойчивость трактора. Устойчивость оценивают статическими углами продольного и поперечного уклонов, на которых может стоять, не опрокидываясь, заторможенный трактор без прицепа и навесной машины. Оценка устойчивости трактора в агрегате с машиной в динамике представляет большие трудности ввиду большого числа взаимодействующих факторов, влияющих на устойчивость движения системы трактор-машина.

Продольная устойчивость. Опрокидывание наступает при подъеме, когда передние колеса трактора и автомобиля полностью разгружаются. Весь вес машины воспринимается задними колесами. В этом случае опрокидывание определяется координатами центра тяжести машины.

При движении под уклон опрокидывание наступает при полностью разгруженных задних колесах. В этом случае опрокидывание определяется координатами центра тяжести и расстоянием между осями колес.

Опрокидывание наступает, когда передние колеса трактора полностью разгружаются и действующая на них нормальная реакция дороги Уп = 0. Вся весовая нагрузка воспринимается задними колесами, поэтому на них действует нормальная реакция дороги Ук=Gcosa_n. Под влиянием составляющей веса G sin a_n трактор стремится скатиться вниз. Для предотвращения этого к его задним колесам приложена тормозная сила Рт. Скатыванию трактора препятствует также момент сопротивления качению задних колес М_fк, действующий, как показано на схеме, по ходу часовой стрелки. Влияние его невелико, поэтому при расчетах им можно пренебречь.

Из условия равновесия трактора относительно возможной оси опрокидывания O₂ имеем

где а и h_ц.т — соответственно продольная и вертикальная координаты центра тяжести трактора.

Отсюда

Если не учитывать момент сопротивления качению задних колес М_fк, то при предельном статическом угле подъема вектор силы тяжести должен проходить через ось O₂.

Введем аналогичное понятие о предельном статическом угле уклона и обозначим его (рис. 98,6). При стоянке на предельном уклоне полностью разгружаются задние колеса и реакция Ук=0. Нормальная реакция дороги на передние колеса . Моментом сопротивления качению М_fa передних колес ввиду малости пренебрегаем. Условно принимаем, что от скатывания вниз трактор удерживается тормозной силой Рт, приложенной к его передним нагруженным колесам. Уравнение равновесия трактора относительно возможной в данном случае оси опрокидывания O₁ имеет вид

откуда

При предельном статическом угле уклона вектор силы тяжести G проходит через ось 0₁.

Критерием продольной устойчивости гусеничного трактора может быть также положение центра давления. При полужесткой системе подвески остова предельный угол подъема, на котором заторможенный трактор без прицепа и навесных машин может стоять, не опрокидываясь (см. рис. 98,в), характеризуется смещением центра давления D к задней кромке опорной поверхности гусениц, а предельный угол уклона (см. рис. 98, г)—смещением центра давления к передней кромке гусениц. Используя схемы сил на указанных рисунках, составим уравнения равновесия относительно центров давления

где a_o — продольное расстояние от центра тяжести трактора до середины опорных поверхностей гусениц; ао>0, если центр тяжести расположен впереди середины опорных поверхностей гусениц, и Оо<0, если центр тяжести расположен сзади.

Отсюда

Если статические углы подъема и уклона больше значений, определяемых формулами , то аварийного опрокидывания трактора еще не произойдет. Повернувшись вокруг наружных кромок опорных поверхностей гусениц, трактор удержится на наклонных ветвях гусениц.

Продольная устойчивость тракторов с двухопорной балан-сирной подвеской нарушается при смещении центра давления от середины опорных поверхностей гусениц на расстояние, равное половине продольной базы опорных кареток. Это выражается в опрокидывании остова трактора вокруг оси соответствующей каретки. Поэтому для нахождения предельных статических углов продольной устойчивости тракторов с такой подвеской в формулах следует заменять длину Lryc опорной поверхности гусениц продольной базой L_K балансирных кареток.

Для тракторов с полужесткой подвеской предельные статические углы продольной устойчивости находятся в пределах 35... 45°, для тракторов с двухопорной балансирной подвеской — в пределах 30... 35°.

Благодаря высоким сцепным качествам гусеничных тракторов их продольная устойчивость против сползания в большинстве случаев не ниже, чем против опрокидывания. Торможение гусеничных тракторов осуществляется тормозами, применяемыми для поворота; суммарный тормозной момент, который может быть создан обоими тормозами поворота, обычно вполне достаточен для удержания трактора на предельных подъемах и спусках.

Поперечная устойчивость. При стоянке трактора или автомобиля на поперечном уклоне одна из сторон их разгружается. При полной разгрузке одной из сторон наступает опрокидывание, которое определятся шириной колеи и вертикальной координатой центра тяжести. В связи с этим при работе на уклонах у колесных тракторов увеличивают колею.

Принято считать, что тракторы, не оборудованные специальными приспособлениями для предупреждения опрокидывания, могут работать на склонах крутизной не более 12° (гусеничные) и 8° (колесные).

Большие площади плодородных земель нашей страны расположены в горной местности, что обусловило необходимость создания для горного земледелия специальных тракторов повышенной устойчивости, которые называют также крутосклонными.

Угол поперечного уклона, на котором машина начинает опрокидываться, обозначим . На рисунке изображена схема внешних сил и реакций, действующих на колесный трактор, стоящий на предельном поперечном уклоне.

Угол можно определить из условия, что опрокидывание начнется, когда нормальная реакция почвы У" на колеса, расположенные в верхней части уклона, снизится до нуля. Уравнение моментов относительно возможной оси О' опрокидывания имеет вид откуда где В — ширина колеи трактора.

При выводе этой формулы было принято, что центр тяжести трактора находится в продольной плоскости симметрии его колес.

Дополнительное влияние на поперечную устойчивость колесных тракторов оказывает применение у них качающейся передней оси, которая может поворачиваться в вертикально-поперечной плоскости на некоторый ограниченный угол относительно остова трактора. Вследствие этого при боковом крене трактора остов его сначала поворачивается вокруг шарнира передней оси, и только после упора в ограничители качания опрокидывание продолжается по схеме, принятой в первоначальном расчете.

При повороте центр тяжести остова несколько смещается вбок — в сторону опрокидывания, что снижает поперечную устойчивость трактора. Если учесть также разный прогиб шин у колес, расположенных на противоположных сторонах трактора, то, согласно опытным данным, оба фактора в совокупности будут снижать предельные статические углы поперечной устойчивости колесных тракторов на 6... 10° по сравнению с расчетными значениями, полученными по формуле.

При достаточной твердости почвы опрокидывание гусеничных тракторов происходит вокруг оси, образуемой наружными боковыми кромками звеньев гусеницы. В этом случае где b — ширина гусениц.

Колесные тракторы имеют, как правило, регулируемую ширину колеи. В зависимости от ширины колеи изменяются значения предельных статических углов поперечного уклона. При расстановке колес на основной размер колеи для тракторов с колесной формулой 4К2 и 4К4 значения этих углов находятся в пределах 40... 50°. Приблизительно в этих же пределах находятся соответствующие углы для гусеничных тракторов. Для тракторов с колесной формулой ЗК2 =30... 35°. В легковых автомобилях вертикальная координата центра тяжести hц.т<0,5В, поэтому для них >45°. В грузовых автомобилях при полной нагрузке, равномерно распределенной по платформе, hц.т=~0,75В, чему соответствует «35°. При перевозках легковес-пых сельскохозяйственных грузов, таких как сено, солома и т. п., которые укладывают значительно выше бортов платформы автомобиля, высота центра тяжести увеличивается, в результате чего боковая устойчивость автомобиля снижается.

Определим статический угол (5ф поперечного уклона, на котором возможно сползание машины. Для этого используем схему сил, изображенную на рисунке 100, заменив угол рп на . Составив уравнение проекций всех сил, действующих в поперечной плоскости, на ось, параллельную поверхности пути, получим

где Z', Z" и Y\ Y"—соответственно боковые и нормальные реакции дороги на ходовые органы, расположенные в нижней и верхней частях уклона; ф_z — коэффициент сцепления движителя с дорогой в боковом направлении.

Из этого уравнения следует, что .

На боковую устойчивость могут также влиять динамические явления, возникающие при внезапном падении элементов ходовых органов в канаву или расположенную ниже террасу, при быстром наезде движителей на какой-либо выступ или при совместном действии обоих факторов. По имеющимся данным боковое опрокидывание трактора часто возникает из-за микронеровностей поверхности пути. Опрокидыванию подвержены главным образом колесные тракторы.

Угол бокового уклона трактора, на котором возможно его опрокидывание при наличии динамических воздействий от микронеровностей пути, назовем динамическим углом боковой устойчивости и обозначим его По данным иследований,

где Bст — угол, определяющий статическую боковую устойчивость трактора на данной дороге.

Чем выше скорость движения, тем интенсивней проявляется дейсттвие динамических факторов и тем соответственно меньше отношение углов |р\шн/Рст. Дополнительная усадка шин при ударе о дно выемки или подбрасывание колеса при наезде на выступ увеличивают крен трактора и, в свою очередь, снижают его динамическую боковую устойчивость.

Для увеличения боковой устойчивости колесных тракторов заводскими инструкциями предусматривается расстановка колес на возможно более широкую колею при выполнении транспортных работ и при движении на склонах. В этих условиях требуется особая осторожность и аккуратность в вождении трактора.

Обычные тракторы, не оборудованные специальными приспособлениями для предупреждения опрокидывания, могут работать на склонах крутизной не более 12° (гусеничные) и 8 (колесные). Для работы на более крутых поперечных склонах (до 20°) созданы крутосклонные модификации тракторов. Устойчивое движение по поперечному склону крутосклонного колесного трактора обеспечивается механизмом выравнивания, выполненным в виде поворотных конечных передач и параллелограммной подвески переднего моста.

Способы повышения устойчивости. При наиболее простом способе повышения продольной устойчивости в передней части трактора на раме 2 размещают специальные балластные грузы 1. Такой способ используют для повышения продольной устойчивости колесного трактора при агрегатировании с тяжелыми, навешиваемыми сзади машинами, поскольку при разгрузке передних колес управляемость трактора нарушается, а грузы способствуют восстановлению ее.

Один из эффективных способов повышения устойчивости трактора как в продольном, так и в поперечном направлении — понижение его центра тяжести в результате уменьшения дорожного просвета. Этот способ применен на модифицированной модели трактора ЛТЗ-55АМН.

Трактор ЛТЗ-55АМН предназначен для работ общего назначения и транспортировки грузов на склонах крутизной до 16° и равнинной местности. Он может также работать на склонах крутизной до 20°, на участках с ровным микрорельефом и при ограниченной скорости движения. Высота трактора уменьшена в сравнении с базовой моделью на 0,34 м, а агротехнический просвет — на 0,32 м.

Из соображений безопасности в кабине применен жесткий каркас, защищающий тракториста в случае опрокидывания трактора. В кабине под щитком приборов установлена панель сигнализации креномера, предупреждающего тракториста о предельном крене трактора.

Трактор, находящийся в неподвижном состоянии на склоне, опрокидывается под действием силы G sina, где G — его вес. Опрокидывание трактора произойдет при некотором угле аmах, когда направление действия силы G будет проходить левее точки опоры. Опасность опрокидывания уменьшится, если правую и левую части трактора соединить шарнирным механизмом, позволяющим трактору сохранять вертикальное положение в некотором диапазоне значений угла склона a. Этот принцип реализован в конструкциях некоторых колесных крутосклонных тракторов.

Устойчивое движение такого трактора по склону обеспечивается механизмом выравнивания, выполненным в виде поворотных конечных передач и свободной подвески переднего моста на механизме шарнирного параллелограмма.

Гусеничные тракторы более приспособлены для работы на горных склонах, так как центр их тяжести расположен относительно низко, динамическая устойчивость лучше и они менее подвержены сползанию со склона. Эти тракторы используют для наиболее энергоемких работ на горных, овражных и балочных склонах крутизной до 20°, расположенных на высоте до 2 км над уровнем моря.

Для лучшей безопасности гусеничные тракторы оборудуют специальной опорой, которая при помощи рычажной системы и гидравлического цилиндра устанавливается в сторону крена и препятствует опрокидыванию. Колея и продольная база этих тракторов увеличены.

Способы и технологии уборки льна-долгунца. Классификация и обзор конструкций машин для уборки льна-долгунца. Комплексы применяемых машин. Методические основы проектно-технологических расчётов рациональных комплексов уборочных машин.

Уборка льна-долгунца считается сложным и трудоемким процессом, от качественного и своевременного проведения ее зависит окончательный результат.

В зависимости от конкретных условий она может проводиться комбайновым, раздельным или сноповым способами. Комбайновый способ уборки считается основным, так как осуществляется специальными льноуборочными машинами с расстилочными устройствами и со сноповязальными аппаратами. Они оборудованы очесывающими приспособлениями и агрегатируются с тракторами МТЗ. Этот способ включает следующие технологические операции: теребление растений, очес семенных коробочек, вязка соломы в снопы или расстил ее лентой на льнище, сбор вороха (коробочки, семена, примеси) в транспортные средства. Волокнистая продукция может реализовываться в виде соломы или тресты, при этом применяется два варианта уборки.

Комплекты машин для механизации уборочных работ и послеуборочной обработки льнопродукции состоят из льнотеребилки ТЛН-1,5А или НТЛ–1,75; льномолотилки МЛ-2,8П; комбайна ЛК- 4А; подборщика-очесывателя ПОО-1, ПОЛ-1,5; оборачивателей лент ОД-1, ОЛН-1, ОЛ-1; вспушивателей типа ВПН-1 или ВЛК-3; выравнивателя льнотресты ВК-1; подборщика тресты ПТН-1; пресс-подборщика рулонного ПРФ-110Л, ПРЛ-150 или ПР-1,5 с приспособлением ПРЛ-1; погрузчика ПФ-0,5 и транспортировщика рулонов ТРФ-5; а также пунктов сушки и переработки льновороха.

При первом из них осуществляется теребление комбайном с вязальным аппаратом. В этом случае очесанная и связанная в снопы солома устанавливается для естественной сушки в бабки и через 6-10 дней отправляется на льнозавод. Для подбора и погрузки снопов можно использовать подборщик-погрузчик ППС-3. При втором варианте эта же операция выполняется комбайном с расстил очным устройством. Разостланная лентой солома после 4-6-дневной просушки вяжется в снопы подборщиком ПТН-1 с вязальным аппаратом или прессуется в рулоны переоборудованным рулонным пресс-подборщиком ПРП-1,6. Для погрузки рулонов в транспортные средства можно использовать фронтальный погрузчик ПФ-0,5 со специальным приспособлением.

Если требуется получить тресту, то лен после теребления и расстилки лентами должен вылежаться. Для улучшения условий этого процесса и повышения качества тресты весной под покров льна высеваются многолетние травы (овсяница луговая, райграс пастбищный, клевер ползучий и др.) в чистом виде или в смеси. При этом лен расстилается на травяной покров. Чтобы ускорить вылежку, получить выровненный цвет стеблей и не допустить зарастания ленты травой, ее приходится несколько раз оборачивать (через 3-4 и 10-20 дней после расстила), а также перед подъемом. Эта операция выполняется специальным оборачивателем ОСН-1, который навешивается на трактор Т-25А.

При влажности не более 20% сухая треста поднимается, вяжется в снопы или формируется в рулоны. Чтобы не допустить ухудшения качества при повышенной ее влажности в ненастную дождливую погоду, используется специальный подборщик ПНП-3. Эта машина собирает тресту в небольшие порции, которые вяжутся вручную в снопы, а затем устанавливаются для естественной досушки в конусы или шатры. При уборке комбайнами следует помнить, что чистота теребления и очеса должна быть высокой (98-99%), а потери семян допускаются не более 4%, для чего обязательно проводится их герметизация. Влажность полученного после очеса головок льновороха бывает высокой (от35 до 60%). Чтобы не допустить самосогревания и порчи семян, сразу же проводится сушка на специальных сушильных пунктах подогретым или атмосферным воздухом. После этого делается очистка семян с помощью различных машин. При этом приходится добиваться, чтобы влажность семян не превышала 8-12%, если они предназначены для длительного хранения.

Если из стеблей масличного льна не выделяется волокно, то уборку следует проводить в начале полной спелости комбайнами на низком срезе. При его двустороннем использовании (на семена и волокно) вначале проводится теребление в фазе желтой спелости. Затем семена дозревают в снопах и обмолачиваются на льномолотилках. После очистки на специальных машинах и льняных триерах с последующей досушкой семена должны храниться при влажности не более 10-11%.