ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО С РАЗБРАСЫВАТЕЛЕМ

Техническое решение относится к транспортным средствам для транспортировки и размещения специальных грузов или объектов, и в частности, к их шасси, специально приспособленным для монтажа различного вида сельскохозяйственных рабочих органов и орудий. Такие транспортные средства предназначены для проведения химической прополки, внесения удобрений и средств защиты растений, не нанося повреждений посевам, а также химической обработки полос ЛЭП, железнодорожных путей, нефтегазопроводов и т.п., соответствующими средствами, в том числе на грунтах с малой несущей способностью.
Широко известны механизированные средства для обработки сельхоз культур удобрениями (см., SU 891003, 1554794 и RU 2137335, 2395188). Все они выполнены прицепными и требуют применения дополнительных тяговых средств для перемещения и функционирования. При этом их шины высокого давления имеют неоптимальные размеры и деформируют поверхность перемещения, что снижает их функциональные возможности.
Существуют самоходные транспортные средства и шасси, приспособленные для монтажа различного вида сельскохозяйственных рабочих органов и орудий.
Самоходное шасси Радиан - 3 с колесной формулой 6×4 изготавливает Минское предприятие ООО «Завод внедорожной техники» (см., сайт http://www.konrmuna.ru - Главные новости Воронежа и Воронежской области. Статья от 21.05.2009 Беларусь сегодня). Данный вездеход предназначен для размещения на его грузовой платформе сменного технологического оборудования, которое используется для проведения различных сельскохозяйственных работ на почвах с низкой несущей способностью без разрушения плодородного слоя. Машина комплектуется бензиновым мотором от ВА3-2106, механической ступенчатой трансмиссией, однорычажной подвеской с поперечными рессорами и гидроамортизаторами, гидравлическими дисковыми тормозами и стеклопластиковой кабиной. Снаряженная масса вездехода - 1350 кг, а грузоподъемность - 800 кг. Хотя он имеет достаточно малую массу, его колеса оснащены шинами-оболочками размерностью 1300×530, которые имеют низкую стойкость к проколам и повышенный износ.
Сельхозмашины "Туман-1" и «Туман-2» компании "Пегас-Агро" (см., сайт http://www.tuman-http://agro.ru) предназначены для широкого спектра работ по внесению удобрений. «Туманы» производятся в различных комплектациях: разбрасыватель минеральных удобрений, штанговый опрыскиватель, аэрозольный опрыскиватель и оснащаются шинами низкого давления (в частности 1200×600). Данные шины представляют собой бескамерные шины, усиленные кордом, с рабочим давлением от 0,2 атм. Они позволяют сельхозмашине меньше уплотнять почву, чем при использовании обычных тракторных шин (1500×210) высокого (более 2 атм.) давления и, как следствие, оказывают давление на почву около 0,1 кг/см. «Туман» содержит кабину, установленную на пространственной раме, привод на 4 колеса от двигателя ВАЗ 21083, поворотную переднюю и заднюю оси, а также независимую пневматическую подвеску колес с автоматической поддержкой постоянного агротехнического просвета, при этом специальный комплект может поднять клиренс до 950 мм, что позволяет не повреждать обрабатываемые культуры. Каждое ведущее колесо оснащено планетарным редуктором с передаточным числом 4.3, что, несомненно, снижает нагрузку на трансмиссию и увеличивает ее надежность, однако, приводит к значительному удорожанию конструкции. А всего две ведущие оси из трех не могут обеспечить достаточную проходимость в период распутицы. Две поворотные оси уменьшают радиус разворота, но усложняют конструкцию рулевого управления, что увеличивают массу сельхозмашины. И хотя расход топлива в 3-5 раз меньше чем у трактора, а для повышенной точности обработки используется система спутниковой навигации, сложная и малонадежная конструкция этого самоходного опрыскивателя делает проблематичным ремонт и обслуживание, как в мастерских, так и непосредственно в поле. К тому же комфортная работа на не выровненных полях возможна лишь на скорости не более 25 км/ч. Также для передвижения по дорогам общего пользования требуется установка тракторных колес. А для перегона на дальние расстояния «Туманам» и вовсе требуется перевозка грузовым автомобилем.
Компания «Икар Плюс» (см., сайт http://www.icar-plus.ru) выпускает сельхозмашины («Рубин-04», «РОСА-05», «Ботаник» и «Варяг») предназначенные для химической прополки, внесения удобрений и средств защиты растений, различными вариантами навесного оборудования. Все модели в качестве движителя используют колеса с шинами низкого давления (0,1-0,5 атм) и оснащены спутниковыми навигаторами.
В основе узлов трансмиссии, подвески и ходовой части самоходного опрыскивателя «Рубин-04 применены детали машин семейства ВАЗ. Простая конструкция рамы, рычагов и штанг химсистемы позволяют производить ремонт в поле на месте поломки. Но отсутствие кабины требует применения шлема для защиты органов дыхания оператора от воздействия ядохимикатов.
Самоходный опрыскиватель «РОСА-05» идентичен средству, представленному в патенте RU 72631 (см. ниже).
Самоходный разбрасыватель «Ботаник» оснащен кабиной от ВИС-2347 и двигателем ЗМЗ 406. Он имеет двухрычажную независимую подвеску каждого колеса, а амортизационная стойка выполнена с применением пневмобаллона и патрона передней стойки ВАЗ 2110, при этом давление в пневмобаллоне регулируется от 0,5 до 3 атм. в зависимости от загруженности машины. В трансмиссии применены бортовые редуктора с передаточным отношением 3,9. Хотя его колеса оснащены резино-кордовой оболочкой с облегченной покрышкой размером 1325×480R24, применение в них с камеры и невысокий протектор ухудшают характеристики данного движителя. А массивные сварные рычаги из стали толщиной 3 мм и рама из стальных труб (⌀133 мм) с пространственными шпангоутами толщиной 4 мм значительно увеличивают массу «Ботаника».
На самоходном разбрасывателе «Варяг» применены передние ведущие мосты трактора МТ3-82. Мост имеет «П» образную форму и обеспечивает большой дорожный просвет. Кожухи полуосей колесных редукторов соединены с рукавами моста телескопически и могут вместе с колесами перемещаться относительно рукавов моста при изменении колеи машины. Главная передача имеет самоблокирующийся дифференциал. Подвеска машины - зависимая, пружинная на продольных рычагах. Раздаточная коробка имеет понижающую передачу и принудительно подключаемый передний мост. На валу привода заднего моста установлен тормозной механизм колодочного типа, обеспечивающий удержание машины на уклоне. Движитель представляет собой колесный диск с установленными широкопрофильными шинами сверхнизкого давления с развитым грунтозацепами. Рисунок ее протектора обеспечивает высокую агрофильность и пратофильность (не разрушает почвенный и растительный покров). Тонкостенная резино-кордная оболочка шины 1300×700 мм выдерживает нагрузки до 1200 кг при давлении 0,4 атм, а при давлении 0,1-0,15 атм - 540 кг. Шина обеспечивает равномерное распределение нагрузки по пятну контакта. Однако все преимущества от применения такого движителя сводят к минимуму тяжелые ведущие мосты от трактора.

3
2
2
Универсальная транспортно-технологическая сельхозмашина по RU 21187 содержит двигатель и полноприводное четырехколесное шасси на пневматических шинах. Отношение массы каждой шины к ее условному объему, определяемому выражением V=3,14BH(d+H), составляет 30-80 кг/м, где V - условный объем шины, м, В - ширина профиля шины, м, H - высота профиля шины, м, d - посадочный диаметр шины, м, при внутреннем давление воздуха в ее бескамерных шинах равном 0,06-0,7 кгс/см. Это позволяет ей перемещаться, не повреждая посевы. Однако, оснащение ее устройством для крепления и привода навесных, полунавесных и прицепных сельхозорудий нецелесообразно из-за малого сцепного веса данной сельхозмашины. А размещение цистерны над задней осью при среднемоторной компоновке нерационально, т.к. приводит к неравномерному распределению нагрузки по осям, и, следовательно, снижает проходимость. В тоже время такая компоновка не позволяет оснастить эту сельхозмашину полноразмерным кузовом с откидывающимися бортами, что ухудшает ее функциональность.
Многоцелевое транспортное средство RU 72631 на шинах сверхнизкого давления, характеризуется кабиной, ходовой частью с шинами сверхнизкого давления большого диаметра, размещенными на раме. Безусловно, независимая рычажная подвеска колес, наличие у кабины двух дверей, открывающихся по ходу движения, большая площадь ее остекления, размещение за кабиной защитного кожуха двигателя, который визуально воспринимается как один из элементов кабины и размещение спереди кабины капота, повышает эргономику, однако размещение грязезащитных щитков только над передними колесами, сводит на нет все эти удобства, т.к. при движении происходит чрезмерное загрязнение кабины. К тому же двухосная ходовая часть и кабина в виде цельноформованного монокока, установленная на раме между осями не позволяют разместить дополнительное оборудование.
То же относится и к многоцелевому транспортному средству на шинах сверхнизкого давления с опрыскивателем по RU 72632. Хотя оно более функционально из-за удлиненной рамы, состоящей из основной рамы и полурамы одноосного полуприцепа, которые образуют единую жесткую трехосную конструкцию, при этом средняя и задняя оси максимально приближены друг к другу и достаточно далеко удалены от передней оси. Размещение баков цилиндрической формы между средней и задней осями вдоль продольной оси, размещение слева и справа от баков по одной складывающейся штанге опрыскивателя, закрепление задней складывающейся штанги опрыскивателя на наклонных держателях и наличие системы тросов, которые дополнительно поддерживают в рабочем положении левую и правую штанги опрыскивателя позволяет равномернее распределить нагрузку и повысить функциональность.
Аналогично выполнено и многоцелевое транспортное средство на шинах сверхнизкого давления с разбрасывателем по RU 72633 размещенным между средней и задней осями.
По иному выполнена кабина трехосного самоходного транспортного средства специального назначения модульной конструкции (см., BY 3855). Оно содержит несущую раму, силовой агрегат, трансмиссию, ходовую часть с колесами на шинах-оболочках сверхнизкого давления, кабину и установленное на раме специальное оборудование. Его рама также выполнена составной и содержит модули несущей рамы и полурамы, которые связаны разъемным соединением или сцепным устройством в единую конструкцию. При этом, на несущей раме, установлены силовой агрегат, трансмиссия, кабина и две оси с колесами, а на полураме, установлено специальное оборудование (опрыскиватель штанговый, разбрасыватель центробежный, заправочная станция, аварийный источник питания, а также платформа или кузов и одна ось с колесами.
Для всех четырех вышеприведенных транспортных средств (RU 72631, 72632, 72633 и BY 3855) характерно выполнение шин сверхнизкого давления в форме замкнутого тора без протектора, с четко выраженным плоским пятном контакта с опорной поверхностью. Это ограничивает область их применения, снижает проходимость и устойчивость движителя к проколам.
На создание колесного транспортного средства с опрыскивателем большой длины, расположенным на значительной высоте для обработки различных растений, направлено решение по RU 77585. Оно содержит раму с расположенной на ней кабиной и бак для опрыскивающей жидкости. Сзади кабины установлена клетка, в которой размещен бак, на клетке установлены секции опрыскивателя со штангами, при этом упомянутая клетка соединена с рамой стремянками. Хотя это транспортное средство и оснащено трансформируемым опрыскивателем большой длины, отвечающим требованиям фермеров, его шины высокого давления неоптимальных размеров сильно деформируют поверхность перемещения, что снижает функциональные возможности.
2
Транспортно-технологическая машина по RU 108403 типа «пневмоход» содержит раму, установленную на шинах сверхнизкого давления, функционирующих, в том числе, при давлении от 0,05 до 0,2 кгс/см и двигатель внутреннего сгорания. Она снабжена гидросистемой, включающей гидронасос, кинематически соединенный с двигателем внутреннего сгорания, гидрораспределитель, гидробак и соединительные трубопроводы. Гидросистема может использоваться для привода, гидромолота, манипулятора, опрыскивателя, разбрасывателя или буровой установки.
Опрыскиватель, по RU 108920 содержащий несущую платформу, на которой смонтирована несущая штанга с подающими трубопроводами, на которых установлены форсунки, отличающийся тем, что штанга выполнена как минимум из двух частей, состыкованных предохранительным шарниром, причем ось предохранительного шарнира наклонена вперед по ходу движения платформы под углом 3-80° относительно перпендикуляра к плоскости движения платформы, части штанги подпружинены относительно друг друга для придания прямолинейности.
Из RU 120840 известен разбрасыватель гранулированных минеральных удобрений, установленный на раму транспортного средства. Он снабжен силовым кондуктором, охватывающим конический бункер и жестко закрепленным на раме транспортного средства и выполненным в виде пространственного опорного каркаса. Рассеивающий диск разбрасывателя выполнен в виде тарелки из нержавеющей стали, при этом вал привода тарелки и разрыхлителя минеральных удобрений выполнен гибким и размещен в защитном корпусе с возможностью вращения от вала отбора мощности транспортного средства.
Штанговый опрыскиватель для обработки полевых культур по RU 120852, установлен на ту же раму транспортного средства, что и в RU 120840. При этом привод ведущих колес транспортного средства выполнен по следующей схеме: передача крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания к ведущим колесам осуществлена через коробку передач, совмещенную с дифференциалом, и далее для привода левых и правых ведущих колес - на два промежуточных вала с закрепленными по концам каждого вала шарнирами равных угловых скоростей и неравных угловых скоростей, передающих вращение на бортовые цепные передачи, причем ведомые звездочки бортовых цепных передач закреплены на осях ведущих колес, которые подвешены на продольных рычагах, закрепленных на поперечных осях, а управляемые колеса навешены на поперечных рычагах со стойками Мак-Ферсона, при этом во всех опорных колесах установлены шины низкого давления. Такая схема привода усложняет конструкцию, т.к. цепная передача требует регулярного обслуживания и частой регулировки, что в итоге снижает эффективность применения данного опрыскивателя.
2
Опрыскиватель по UA 60936 содержит раму, рабочее оборудование и ходовую часть. Он оснащен силовым агрегатом, кабиной и ходовой частью с шинами сверхнизкого давления с рабочим давлением равным 0,001-1,0 кг/см. При этом рабочее оборудование имеет возможность отсоединения от ходовой части, а силовой агрегат размещен за кабиной, расположенной в передней части опрыскивателя. Хотя его кабина имеет большую площадь остекления, отсутствие щитков над колесами приводит к быстрому ее загрязнению, что ухудшает эргономику и снижает производительность.
Несмотря на многочисленные приведенные технические решения, нет простого и надежного специального транспортного средства с расширенными функциональными возможностями различного его дополнительного оборудования.
Известна машина для разбрасывания гранулированных удобрений (см. RU 120320). Она содержит шасси, кузов и центробежный разбрасыватель. При этом для сохранения от повреждения колесным движителем почвенно-растительного покрова обрабатываемых полей в весенне-осенний период ее шасси снабжено колесами с бескамерными шинами сверхнизкого давления. Однако само по себе оснащение машины таким движителем, без учета массовых ее параметров не может обеспечить приемлемое (малое) давление на грунт, а это снижает ее функциональные возможности. К тому же использование кузова от легкового автомобиля повышенной проходимости, в котором под площадку для установки центробежного разбрасывателя переоборудованы задние пассажирские места, нецелесообразно, т.к. кузов в данном случае не является силовым несущим элементом данной машины, а, следовательно, в нем нет силовых элементов, к которым можно надежно прикрепить вышеуказанный разбрасыватель.
Задача - создать простое и надежное транспортное средство с разбрасывателем и расширить его функциональные возможности.
Создание простого и надежного транспортного средства с разбрасывателем и расширение его функциональных возможностей обеспечено его рациональной компоновкой и надежным креплением разбрасывателя, а также оптимальными параметрами его движителя.
Для этого в транспортном средстве с разбрасывателем, содержащем рамное шасси с двигателем, трансмиссией, подвеской колес с шинами сверхнизкого давления, установленный на шасси кузов и разбрасыватель удобрений, кузов оснащен отсеком с размещенным в нем подрамником, на котором закреплен разбрасыватель удобрений, при этом опоры подрамника через отверстия в основании отсека соединены с рамой шасси, шины которого имеют рабочее внутреннее давление 3÷90 кПа.
Оснащение кузова отсеком с размещенным в нем подрамником, на котором закреплен разбрасыватель удобрений, при том, что опоры подрамника через отверстия в основании отсека соединены с рамой шасси, шины которого имеют рабочее внутреннее давление 3÷90 кПа, позволило достичь технического результата, а именно снизить удельное давление на грунт, повысить проходимость, увеличить скорость обработки посевов и уменьшить расход горюче-смазочных материалов, поскольку, оснащение кузова отсеком с размещенным в нем подрамником, на котором закреплен разбрасыватель удобрений, и соединение опор подрамника через отверстия в основании отсека с рамой шасси, шины которого имеют рабочее внутреннее давление 3÷90 кПа соответствует условиям его эксплуатации.
Тому же способствует то, что отсек отделен от помещения водителя перегородкой с окном, а раздаточная коробка муфтой соединена с валом отбора мощности, опоры которого закреплены на раме шасси.
Установка на валу отбора мощности шкив ременной передачи, соединенного со шкивом вала разбрасывателя, упрощает его привод, а оснащение подвески шасси дополнительными упругими элементами позволяет поддерживать постоянный дорожный просвет.
Оснащение ременной передачи натяжным роликом обеспечивает отключение разбрасывателя от трансмиссии, а установка колес с шинами, ширина профиля которых значительно меньше ширины профиля шин сверхнизкого давления, позволяет передвигаться по различному междурядью, например: 450 мм - свекла, 700 мм - подсолнечник, кукуруза, 750 мм - картофель.
Оснащение шасси дополнительной задней осью при том, что эта ось соединена с раздаточной коробкой трансмиссии или выполнена ведомой, позволяет повысить грузоподъемность транспортного средства.
То, что оно оснащено системой регулирования давления в шинах расширяет его функциональные возможности, а оснащение спутниковой системой параллельного вождения на базе GPS или GLONASS навигации повышает эффективность его использования и производительность труда.
Соединение с автономным двигателем или электродвигателем или гидромотором разбрасывателя удобрений обеспечивает универсальность его привода, что расширяет функциональные возможности транспортного средства.
Изображено на:
Фиг. 1 - Транспортное средство с разбрасывателем (вид спереди);
Фиг. 2 - Транспортное средство с разбрасывателем (вид сбоку);
Фиг. 3 - Транспортное средство с разбрасывателем (вид сбоку);
Фиг. 4 - Фрагмент задней части транспортного средства;
Фиг. 5 - Фрагмент средней части транспортного средства. Привод разбрасывателя;
Фиг. 6 - Транспортное средство с разбрасывателем (вид сзади);
Фиг. 7 - Транспортное средство с разбрасывателем (вид сбоку);
Фиг. 8 - Система регулирования давления в шинах транспортного средства с разбрасывателем;
Транспортное средство с разбрасывателем удобрений, содержит рамное шасси 1 (Фиг. 1) с двигателем 2 (Фиг. 2), трансмиссией 3, подвеской 4 колес 5 с шинами 6 сверхнизкого давления, установленный на шасси кузов 7 и разбрасыватель 8 (Фиг. 3) удобрений. Кузов 7 оснащен отсеком 9 с размещенным в нем подрамником 10, на котором закреплен разбрасыватель 8 удобрений, при этом опоры 11 (Фиг. 4) подрамника 10 через отверстия 12 в основании отсека 9 соединены с рамой 13 (Фиг. 5) шасси 1, шины 6 которого имеют рабочее внутреннее давление 3÷90 кПа. Отсек 9 отделен от помещения 14 водителя перегородкой 15 (Фиг. 6) с окном 16, а раздаточная коробка 17 муфтой 18 соединена с валом 19 отбора мощности, опоры 20 которого закреплены на раме 13 шасси 1. На валу 19 отбора мощности установлен шкив 21 ременной передачи 22, соединенный со шкивом 23 вала 24 разбрасывателя 8, а подвеска 4 шасси 1 оснащена дополнительными упругими элементами 25. Ременная передача 22 оснащена натяжным роликом 26. Шасси 1 допускает установку колес 27 с шинами 28, ширина 29 профиля которых значительно меньше ширины 30 профиля шин 6 сверхнизкого давления. Шасси 1 оснащено дополнительной задней осью 31 (Фиг. 7), причем эта ось соединена с раздаточной коробкой 17 трансмиссии 3 или выполнена ведомой. Транспортное средство с разбрасывателем оснащено системой 32 (Фиг. 8) регулирования давления в шинах 6, а также спутниковой системой 33 параллельного вождения на базе GPS или GLONASS навигации. В качестве варианта привода, разбрасыватель 8 удобрений может быть соединен с автономным двигателем или электродвигателем или гидромотором (см. поз. 34), в зависимости от модели и конструкции устанавливаемого разбрасывателя 8 удобрений, а также требований потребителя.
Транспортное средство с разбрасывателем функционирует так.
Управление транспортным средством с разбрасывателем осуществляет механик-водитель, воздействуя на колеса 5 с шинами 6 сверхнизкого давления шасси 1. Механик-водитель размещается в кузове 7, который оснащен отсеком 9 с размещенным в нем подрамником 10, на котором закреплен разбрасыватель 8 удобрений. В соответствии с требованиями эргономики и охраны труда отсек 9 отделен от помещения 14 водителя перегородкой 15 с окном 16. Разбрасыватель приводится валом 19 отбора мощности, опоры 20 которого закреплены на раме 13 шасси 1. Натяжным роликом 26 выполняется отключение разбрасывателя от трансмиссии. Дополнительные упругие элементы 25 подвески 4 увеличивают грузоподъемность и поддерживают постоянный дорожный просвет. Дополнительная задняя ось 31 значительно увеличивает грузоподъемность, а система 32 регулирования давления в шинах 5 позволяет снизить давление на грунт. Передвижение по междурядью обеспечено колесами 27 с шинами 28, ширина 29 профиля которых значительно меньше ширины 30 профиля шин 6 сверхнизкого давления. Спутниковая система 33 параллельного вождения на базе GPS или GLONASS навигации повышает эффективность использования транспортного средства с разбрасывателем и производительность труда. В зависимости от модели и конструкции устанавливаемого разбрасывателя 8 удобрений, а также требований потребителя, его привод может быть выполнен от автономного двигателя или электродвигателя или гидромотора, (см. поз. 34).