УНИВЕРСАЛЬНЫЙ КОЛЕСНЫЙ ТРАКТОР

Полезная модель относится к области сельскохозяйственного машиностроения, преимущественно тракторостроения.
Известны различные способы снижения уплотняющего воздействия на почву и увеличения тягового усилия на крюке колесных тракторов за счет повышения их тягово-сцепных свойств. Наиболее распространенными способами являются сдваивание колес, установка шин низкого давления, установка на задний мост гусеничного хода. Однако все эти способы не снижают уплотняющего воздействия переднего моста колесных тракторов на почву. Эти недостатки устраняются в трех-четырехосных вариантах компоновки трактора, когда нагрузка на переднюю ось трактора перераспределяется на остальные оси трактора, что ведет к увеличению производительности трактора.
Известен вариант увеличения тягово-сцепных свойств и снижения удельного давления на грунт трактора высокого класса тяги Т-860 фирмы «ДТИ» компоновкой его на четырех мостах с управляемыми двумя передними мостами. Мощность двигателя трактора составляет 600 л.с., масса трактора 20 т., длина 18 м, ширина 2,55-3,0 м, нагрузка на колесах выравнивается, тяговый КПД увеличивается до 0,80-0,85, тяговое усилие на крюке доходит до 10-15 т.
Трактор может быть использован на полевых работах с большим тяговым сопротивлением. [URL: https://www.agrobase.ru/catalog/machinery/machinery_6b8fb4c4-f6e1-4fe0-8a75-64b349b8d44f].
Недостатками данного трактора являются низкая маневренность и универсальность, предназначен только для выполнения энергоемких полевых работ по основной обработке почвы.
Прототипом предлагаемой полезной модели является универсальный трактор РТ-М-160 производства «Уралвагонзавод». Универсальный трактор РТ-М-160 класса тяги 2 с мощностью двигателя 160 л.с. предназначен для возделывания и уборки сахарной свеклы, овощей, картофеля и высокостебельных пропашных культур в составе широкозахватных, однооперационных и комбинированных агрегатов, навешанных сзади и спереди, выполнения пахоты навесными плугами на глубину до 30 см, сплошной культивации посевов и уборки зерновых и других культур, а также погрузочно-разгрузочных работ, транспортировки и других работ общего назначения. [URL: https://tractorreview.ru/traktory/uvz/traktor-rtm-160-tehnicheskie-harakteristiki.html].
Трактор РТМ-160 содержит жесткую раму, силовую установку, коробку передач с раздаточной коробкой с рабочей скоростью от 0,09 до 16,0 км/ч и транспортной скоростью до 35 км/ч, передний и задний мосты с управляемыми ведущими сменными колесами одинакового типоразмера для выполнения различных видов работ, кабину с системами жизнеобеспечения и органами управления, с передним и задним механизмом навески, колея регулируется в пределах от 1460 до 2060 мм, радиус поворота 4,5 м, длина трактора 5,1 м, масса трактора 5575 кг, имеет задний и боковой валы отбора мощности, ходоуменыпитель.
Недостатком трактора является отсутствие возможности полного использования мощности двигателя трактора на энергоемких полевых работах (пахота, культивация, посев) из-за малой массы трактора (5575 кг), что ведет к большему буксованию трактора и уплотнению почвы, что снижает его производительность и увеличивает расход топлива.
Задачей предлагаемой полезной модели является увеличение производительности трактора за счет повышения тягово-сцепных свойств трактора, уменьшения уплотняющего воздействия на почву ходовых колес трактора и его буксования присоединением шарнирно в продольно-вертикальной плоскости к заднему мосту трактора рамы с дополнительным ведущим мостом.
Поставленная задача выполняется тем, что на универсальный колесный трактор, содержащий жесткую раму, силовую установку, коробку передач с раздаточной коробкой, передний и задний мосты с управляемыми ведущими сменными колесами для выполнения различных видов работ, кабину с системами жизнеобеспечения и органами управления, с передним и задним механизмом навески, в отличие от прототипа для увеличения производительности трактора за счет повышения его тягово-сцепных свойств, снижения уплотняющего воздействия ходовых колес трактора и буксования на корпусе заднего моста трактора выполнены кронштейны для присоединения дополнительной рамы поперечным горизонтальным шарниром, на которой установлен дополнительный ведущий мост с колесами одинакового типоразмера, связанный с раздаточной коробкой ведущих мостов трактора через карданный вал, обеспечивающий синхронное вращение колес и передачу постоянного крутящего момента, причем дополнительный ведущий мост выполнен с возможностью отключения передачи крутящего момента при работе трактора с малым тяговым сопротивлением, а дополнительная рама снабжена механизмом навески, прицепным устройством, валом отбора мощности, связанным с валом отбора мощности трактора через карданный вал, и площадкой для размещения технологических емкостей для семян, минеральных и жидких удобрений или кузова для перевозки различных типов грузов.
Для обеспечения возможности выполнения трактором междурядной обработки и уборки технических культур дополнительная рама с дополнительным ведущим мостом выполнена съемной, что обеспечивает возможность переустановки механизма навески и прицепного устройства на трактор и установки шин узкого профиля для выполнения различных видов работ по возделыванию пропашных культур.
Техническим результатом использования полезной модели является увеличение производительности трактора за счет повышения его тягово-сцепных свойств установкой сзади трактора третьего ведущего моста и увеличения массы трактора установкой на дополнительную раму различных технологических грузов, что позволяет при выполнении обработок почвы и посева сельскохозяйственных культур увеличить ширину захвата и скорость движения трактора. Это способствует полному использованию мощности двигателя трактора, уменьшению расхода топлива на единицу обрабатываемой площади, а также снижению буксования и уплотняющего воздействия колес на грунт из-за перераспределения нагрузок по трем мостам трактора.
Техническая сущность предлагаемой полезной модели поясняются рисунками.
Фиг. 1. Универсальный колесный трактор с дополнительным ведущим мостом (вид сбоку).
Фиг. 2. Универсальный колесный трактор с дополнительным ведущим мостом (вид сверху).
Универсальный колесный трактор (фиг. 1 и 2) состоит из рамы 1, силовой установки 2, коробки передач 3 с раздаточной коробкой 4, переднего 5 и заднего 6 мостов с управляемыми ведущими колесами 7, кабины 8 с системой жизнеобеспечения и органами управления, с передним 9 и задним механизмами навески.
Для увеличения производительности трактора за счет повышения его тягово-сцепных свойств, полного использования мощности двигателя трактора и снижения уплотняющего воздействия и буксования ходовых колес трактора на корпусе заднего моста трактора 10 выполнены кронштейны 11 для присоединения дополнительной рамы 12 с горизонтальным шарниром 13, на которой установлен ведущий мост 14 с колесами 21 одинакового типоразмера, связанный с раздаточной коробкой 4 через карданный вал 15, обеспечивающий синхронное вращение колес.
Дополнительная рама 12 имеет механизм навески 16, прицепное устройство 17, вал отбора мощности (ВОМ)18, связанный с ВОМ трактора через карданную передачу, площадку для размещения технологических емкостей 19 или кузова 20 для перевозки различных типов грузов.
Для выполнения трактором междурядной обработки и уборки технических культур дополнительная рама 12 с ведущим мостом 14 выполнена съемной.
Универсальный колесный трактор с дополнительным ведущим мостом выполняет работы на основной, дополнительной и предпосевной обработках почвы и посеве сельскохозяйственных культур с навесными, полунавесными и прицепными машинами.
Для выполнения таких работ предварительно снимают с трактора механизм навески и прицепное устройство и к кронштейнам 11, выполненным на корпусе заднего моста трактора 10, присоединяют дополнительную раму 12 поперечным горизонтальным шарниром 13 с установленным на ней дополнительным ведущим мостом 14 с колесами 21 одинакового типоразмера. Затем ведущий мост 14 связывают с раздаточной коробкой 4 ведущих мостов трактора через карданный вал 15, обеспечивающий синхронное вращение колес и передачу постоянного крутящего момента, при этом дополнительный ведущий мост выполнен с возможностью отключения передачи крутящего момента при работе трактора с малым тяговым сопротивлением. Сзади дополнительной рамы предусмотрены места для присоединения механизма навески 16, прицепного устройства 17 и вала отбора мощности 18, который связан с валом отбора мощности трактора через карданный вал. На дополнительной раме предусмотрены места для размещения технологических емкостей 19 для семян, минеральных и жидких удобрений или кузова для перевозки различных типов грузов.
Положительный эффект от использования предлагаемой конструкции трактора заключается в следующем.
n
n
Известно, что при работе колесных тракторов на передний мост приходится около 2/3 массы трактора. При установке дополнительного третьего моста на трактор сзади заднего моста действует сила G, которая создает момент, разгружающий передний мост трактора. Если в двухмостном варианте реакция почвы на передние колеса R определяется как (фиг. 1)
то при присоединении дополнительного моста
n
где R - реакция почвы на переднее колесо, кН;
t
G - сила тяжести трактора, кН;
n
G - сила давления на задний мост трактора со стороны дополнительной рамы, кН;
а, b, с - плечи действия сил, м.
n
g
В свою очередь, сила G зависит от силы тяжести дополнительной рамы G, кН, с грузом и определяется в виде:
где е, d - плечи действия сил, м.
T
T
T
кр
e
Таким образом, при установке дополнительного моста происходит выравнивание нагрузок на колеса, что уменьшает уплотнение почвы и буксование колес трактора, а также увеличивает тяговое КПД η трактора. Если в двухосном варианте он составляет η=0,6, то в трехосном варианте η=0,8, что увеличивает тяговое усилие на крюке трактора Р, кН, при постоянной мощности двигателя трактора, N, кВт, то есть:
a
где V - скорость движения трактора, м/с.
T
Увеличение тягового усилия на крюке трактора при η=0,8 на 33%, соответственно, увеличивает производительность трактора на ту же величину. Кроме того, при установке технологических емкостей при посеве, внесении минеральных и жидких удобрений на раму дополнительного моста снижается сила тяжести этих машин и снижается их тяговое сопротивление, что дополнительно дает возможность увеличения ширины захвата и производительности тракторов.
Для возделывания пропашных культур дополнительная рама с ведущим мостом легко отсоединяется от трактора, и затем механизм навески и прицепная серьга устанавливаются на трактор. Для проведения междурядной обработки на трактор устанавливаются шины узкого профиля, соответствующие ширине междурядья возделываемой культуры.
Таким образом, предлагаемая полезная модель расширяет технологические возможности существующего универсального трактора за счет увеличения тягового усилия на крюке трактора, которая при выполнении работ общего назначения переводит его в следующий тяговой класс, увеличивая его производительность.
При возделывании пропашных культур трактор переводится в исходное положение и выполняет все технологические операции по возделыванию пропашных культур в обычном режиме. Это способствует увеличению производительности трактора, снижению расхода топлива на единицу площади и ускоряет выполнение полевых работ.