Кравчук В.І., Демідов О.А.(ред.) Трактори, мобільні навантажувальні машини та причепи

Подождите немного. Документ загружается.

Трактори,

мобільні навантажувальні

машини та причепи

Міністерство аграрної політики України

Український науково-дослідний інститут

прогнозування та випробування техніки і технологій

для сільськогосподарського виробництва

імені Леоніда Погорілого (УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого)

Дослідницьке

2010

За редакцією В.І. Кравчука, О.А. Демидова

Допущено

Міністерством аграрної політики України

як посібник для підготовки фахівців із напряму

«Процеси, машини та обладнання агропромислового

виробництва» в аграрних вищих навчальних

закладах ІІ-ІV рівнів акредитації

УДК 631.36 Гриф надано

ББК 40.72 Міністерством аграрної політики України

(лист № 18-28-13/516 від 26.04.2010 р.)

ПОСІБНИК. ТРАКТОРИ, МОБІЛЬНІ НАВАНТАЖУВАЛЬНІ МАШИНИ

ТА ПРИЧЕПИ /

За ред. Кравчука В.І. Демидова О.А.– Дослідницьке:

УкрНДІПВТ ім. Л. По го рілого. – 2010. – 176 с.

ISBN 978-966-8035-74-6

КОЛЕКТИВ АВТОРІВ:

від Міністерства аграрної політики України: Присяжнюк М.В., Мельник С.І.,

Якубович І.В., Демидов О.А., Іщенко Т.Д., Синявська І.М., Щербина Г.В.;

від Українського науково-дослідного інституту прогнозування та

випро бування техніки і технологій для сільськогосподарського вироб -

ництва імені Леоніда Погорілого: Кравчук В.І., Бутенко П.М., Клапань В.В.,

Лазаренко П.П., Тихоненко О.В., Куніцький Р.І., Макущенко С.В., Погорілий В.В.,

Оситняжський М.В., Залужний В.І., Макаренко М.Г., Погоріла В.В., Тихоненко

О.В., Гусар І.О., Панько В.В., Горбатов В.В., Кремсал В.Г., Артем’єва В.Г.,

Єзерницький А.Й., Данилюк Т.В., Цема Т.В.. Афанасьєва С.Є., Кошеленко І.І.;

від Таврійського державного агротехнологічного університету: Кюрчев В.М.;

від НАК “Украгролізинг”: Шпак М.В., Ціп Є.І., Равлюк В.В.;

від Громадських організацій:

- Міжнародний інститут агропромислового інжинірингу: Тодоров П.П.,

Березовський Є.М., Чабан В.В., Яковега С.І.;

- Українська асоціація аграрних інженерів: Шпак В.Ф., Гуцол О.П.,

Кульгавий В.Ф.

В книзі наведені особливості конструкцій сучасних тракторів, навантажу валь -

них машин та причепів, класифікаці я і вимоги до них, визначені тенденції розвитку,

а також представлені оригінальні розробки, наведені результати випробувань.

Розраховано на фахівців сільськогосподарського виробництва, сільськогос -

подарського машинобудування, науковців, викладачів та студентів.

Рекомендовано до друку рішенням вченої ради

Українського науково-дослідного інституту

випробування та прогнозування техніки і технологій

для сільськогосподарського виробництва

імені Леоніда Погорілого,

протокол № 4 від 14.05.2010 р.

РЕЦЕНЗЕНТИ: Надитко В.Т., доктор технічних наук ТДАТУ

Шкарівський Г.В., кандидат технічних наук ННТІ НУБіП

ВЕРСТКА, ДИЗАЙН: Паніотова О.В., Данилюк Т.В.

Розповсюдження та тиражування без офіційного дозволу авторів і видавництва заборонено

ISBN 978-966-8035-74-6 ©Колектив авторів, 2010

ВСТУП

Розвиток технологій виробництва сільськогосподарської продукції і техніки в

Україні відбувається з урахуванням впливом досягнень науково-технічного прогресу

в провідних країнах світу, де індустріальні методи в сільському господарстві

поєднуються з високоефективними агрозоотехнологіями. Їх впровадження зумов -

лює оновлення парку машин і прискорює технічний прогрес в сільськогосподарсько-

му машинобудуванні.

Трактор залишається основним енергетичним засобом, який забез-печує

механізоване вирощування сільськогосподарських культур. Це універсальний тяго-

во-приводний енергетичний засіб, оснащений агрофільними шинами й економічним

двигуном, стандартними заднім і переднім начіпними, швидкодіючими зчіпними

пристроями, багатодіапазонною коробкою передач з автоматичним перемиканням

їх без розриву потоку потужності.

Основним типом трактора на європейському та північноамериканському рин-

ках в найбільш розповсюдженому діапазоні потужностей залишається колісний

трактор традиційної компонувальної схеми, вдосконалюється який постійно з ураху-

ванням досягнень науки та техніки. В останні роки практично всі провідні фірми обно-

вили модельний ряд тракторів, розширивши діапазон потужностей їх двигунів і змі-

стивши, тим самим, межі використання тракторів з шарнірно-з'єднаною схемою в бік

більш високих тягових класів.

Поновлюються також трактори шарнірно-з'єднаної схеми з ведучими колесами

однакового розміру, причому деякі фірми-виробники експериментують з уста -

новленням гусеничних рушіїв трикутної схеми замість коліс. При цьому сфера вико-

ристання такої техніки в сільськогосподарському виробництві дещо звужується, а

вимоги до універсалізації підвищуються.

Трактори нетрадиційних компонувальних схем зберігають обмежене розпов -

сюдження, однак номенклатура їх розширяються.

Гусеничні трактори, що мають допоміжне значення всільськогосподарському

виробництві, використовуються переважно для спеціальних робіт в особливих

виробничих умовах.

В останні роки в умовах стабілізації ринку підвищились вимоги до якості і ком-

фортності тракторів, що знайшло відображення в оновлених і модернізованих кон-

струкціях. З метою вдосконалення фірми використовують нові технологічні процеси

й обладнання, часто не зупиняючись перед заміною ще працездатних технологіч-

них ліній.

Вимоги до вдосконалення екологічних показників тракторів стають все більш

жорсткими, а сама можливість виходу на ринок залежить від ступеня відповідності

його конструкції міжнародним та національним вимогам.

В числі першочергових законодавчих обмежень є нормування рівня шуму і

викидів шкідливих речовин з відпрацьованими газами, а також рівня коливань і сту-

пеня ущільнення ґрунту.

Інтенсифікація робіт з обмеження викидів шкідливих речовин з відпра -

цьованими газами обумовлюється вимог громадськості та появою відповідних зако-

нодавчих актів. Хоча це завдання стоїть не так гостро, як в автомобілебудуванні, деякі

фірми вже використовують окислювальні та каталітично-термічні фільтри для очи-

щення відпрацьованих газів.

Інший напрямок робіт – використання альтернативних палив рослинного

походження, зокрема, рапсової олії. З цією метою фірмами розробляються спе-

ціалізовані двигуни (біодизелі) для спалювання рапсової олії, зокрема, на основі

дуатермічного способу згоряння. У порівнянні з традиційними двигунами з вико-

www.agrotechnika-ukr.com.ua

ристанням біодизеля витрата палива знижується до 40%. Активно ведуться також

роботи з використання рослинних олив робочої рідини для гідросистем, а також

змащувального мастила.

У світовій практиці велика увага приділяється зниженню ущільнюючого впли-

ву колісних тракторів на грунт. Хоча рівень припустимого впливу досягнутий не у

всіх тьракторах, негативні наслідки цього впливу усуваються завдяки використан-

ню шин, меншої жорсткості, а також комплектації тракторів здвоєними, а в деяких

випадках - строєними колесами (останнє дозволяє зберегти структуру ґрунту за

рахунок флотації шин і зменшення формування колій на вологих ґрунтах). У вітчиз-

няній практиці здвоювання коліс часто лише декларується і, крім того, недооці-

нюється те, що здвоєні колеса виконують також функцію баласту.

Розширення номенклатури шин і використання здвоєних коліс стимулюють і

другий важливий напрямок робіт – розширення агрегатування тракторів з більш

продуктивними машинами за рахунок підвищення вантажопідйомності навісних

систем. Одним з дієвих заходів спрямованих на зниження впливу ходових систем

на грунт, є перехід на трактори з гумострічковою гусеницею, що дозволяє значно

знизити середній тиск трактора на грунт. Поява таких гусениць альтернативи

колісним ходовим системам стимулювала до створення шин з низьким робочим

тиском, які характеризуються низьким ущільнюючим впливом на грунт. З їх вико-

ристанням більш висока сила тяги, зниження буксування і комфортні умови роботи

за рахунок збільшення площі опорної поверхні.

Використовувані технічні рішення з економії палива заслуговують на окре-

мий розгляд, але слід відзначити тенденцію до підвищення запасу крутного

моменту на тракторних дизелях і використання дизелів з полицею постійної

потужності та екстра-потужністю, що досягається завдяки використанню елек-

тронних засобів керування режимами роботи двигунів на тракторах, практично,

усіх класів.

Характерно, що використання дизелів з полицею постійної потужності в

останній час розглядається не лише з позицій покращення паливної економічно-

сті й росту продуктивності, але й зацікавленості споживачів це викликано полег-

шенням роботи за рахунок меншого маніпулювання перемиканням передач і в

ряді випадків – зниженням вартості за рахунок спрощення трансмісії. Тенденція

до підвищення запасу крутного моменту поступово поширюється і на трактори

середньої потужності, в яких починають з’являтися ознаки більш потужних тракто-

рів завдяки використанню гідро-трансмісій, встановленню кабін з комфортними

умовами праці, використанню електронно-гідравлічних навісних систем і систем

автоматизації.

З розвитком універсалізації тракторів все більшого значення набуває їх

реверсування. І хоча в більшості випадків (окрім тракторів інтегральної схеми)

укомплектування повним реверсом вважається додатковим обладнанням, вже на

етапі конструювання нових тракторів закладається реверсивна трансмісія і відпо-

відна кабіна, яка допускає реверсування поста керування.

В останні роки зарубіжні фірми-виробники намагаються задовольнити запи-

ти споживачів, збільшуючи пропоновані комплектації тракторів від простих та

дешевих – до більш досконалих та дорогих. Якщо раніше в якості штатної пропо-

нувалась найбільш складна комплектація, то зараз наголос робиться на відносно

простих конструкціях, доступних широкому колу споживачів. При цьому передба-

чається можливість вибору більш складних комплектацій за відповідну ціну з тим,

щоб пов'язати технічну і комерційну сторони ринку.

Серед номенклатури пропонованих тракторів, яка постійно розширюється,

слід відзначити трактори, оснащені агрегатами, які підвищують транспортну

швидкість до 60 км/год (а в деяких випадках – до 80 км/год) з одночасним гальму-

ванням усіх коліс, гідрооб'ємними безступінчастими коробками передач, додат-

ковою фронтальною навісною системою та багатошвидкісними ВВП, електронно-

гідравлічними регуляторами, локальними автоматичними системами з перехо-

дом до вбудованого обладнання.

Колектив авторів висловлює подяку керівникам та працівникам підприємств

і організацій, що сприяли підготовці та виданню посібника: ВАТ «Харківський

тракторний завод ім. С.Орджонікідзе», ТОВ «Торговий дім МТЗ-Беларус-

Україна», ВАТ «Уманьферммаш», ТОВ «Укравтозапчастина» тракторний завод,

ТОВ «Завод Кобзаренка», ТОВ «Украгрокомсільмаш», ТОВ «Слобожанська про-

мислова компанія», ДП ВО «Південний машинобудівний завод ім. О.М.Макарова»,

ВАТ «Рівнесільмаш», ВАТ «Борекс», ТОВ з ІІ «Цепелін-Україна», ПНД та КК фірма

КОНКОРД-ГЕЙ.

www.agrotechnika-ukr.com.ua

Розділ 1. Трактори сільськогосподарські

1.1 Класифікація сільськогосподарських тракторів

ТРАКТОР – (від лат. traho – тягнути) будь-який моторизований транспортний

засіб, обладнаний колесами або гусеницями і не менше ніж двома осями, голов-

ною функцією якого є створення тягового зусилля і який спеціально призначений

для того, щоб буксирувати, штовхати, нести або живити енергією певні знаряддя,

машини або причепи, призначені для сільськогосподарського або лісогоспо-

дарського використання. Трактор може бути пристосованим для перевезення

вантажів та обладнаний сидінням для пасажира.

Перші машини подібні до тракторів з'явилися в другій половині ХІХ сторіч-

чя. Вони обладнувалися паровими двигунами. В 1850 році англійський винахідник

Уільям Говард використовував для оранки локомобіль, а в другій половині ХІХ сто-

ліття на полях Великобританії працювало близько двох тисяч таких машин.

Перший гусеничний трактор було виготовлено в Росії мешканцем села Нікольське

Вольського повіту Саратовської губернії Федором Абрамовичем Бліновим. В 1879

році він отримав патент («привілегію») на «вагон з нескінченними рейками для

перевезення вантажів по шосейних і грунтових дорогах». Цей пристрій приводив-

ся в дію паровою машиною потужністю 20 кінських сил.

У 1896 році американські інженери Харт і Парр створили перший трактор з

двигуном внутрішнього згорання. З 1901 року такі трактори надійшли в продаж.

В Україні першим широко використовуваним трактором був триколісний

трактор "Запорожець" (рис. 1.1), серійне виробництво якого було освоєне на ток-

макському заводі «Красний прогрес» в 1923 році і продовжувалось до кінця 1926

року. В цілому їх було виготовлено понад 500 шт. (за деякими даними — до 800

шт.) Трактор обладнувався 12-сильним двотактним одноциліндровим нафтовим

двигуном «Тріумф», який пізніше було доведено до 16 к.с., мав масу 2400 кг і

рухався з швидкістю 4,2 км/год. Запалювання горючої суміші в двигуні виконува-

лось від запалювальної головки, яку перед запуском двигуна хвилин 15-20 розігрі-

вали до розжарювання.

1 жовтня 1931 року з конвеєра Харківського тракторного заводу зійшов пер-

ший трактор СХТЗ-

15/30 (рис. 1.2), який

став найбільш масовим

трактором в Радянсь -

кому Союзі в 30-40-і

роки ХХ сторіччя.

Трактор створю-

вався як основний засіб

для механізації сільско-

го господарства в 30-і

роки. За прототип було

вибрано один з кращих в

світі тракторів – амери-

канський "Інтернешнл-

15/30". В процесі ство -

рення трактора СХТЗ

15/30 конструкцію прототипа було змінено лише з метою пристосуванням до віт-

чизняних умов, стандартів та матеріалів. Трактор СХТЗ 15/30 мав класичне ком-

понування з рамним остовом, задніми ведучими металевими колесами збільше-

Рис. 1.1. Трактор "Запорожець"

ного диаметра и передніми направляючими колесами зменшеного діаметра.

Керосиновий карбюраторний двигун потужністю 31,5 к.с. забезпечував роботу

трактора із знаряддям в диапазоні робочих швидкостей від 3,5 до 7,4 км/год та

привід стаціонарних машин за допомогою шківа відбору потужності.

Два останніх десятиріччя ознаменовані значними змінами в народному гос-

подарстві України, і зокрема в сільському господарстві. Основні причини таких

перетворень - зміна форм гос-

подарювання та великий нап -

лив зарубіжної техніки пе -

реважна більшість якої має

вищий технічний рівень ніж

техніка вітчизняного вироб-

ництва.

В зв'язку з цим переосна-

щеність сільськогосподарсь-

кого виробництва України

новітньою технікою та впро-

вадження сучасних технологій

має, без перебільшення, над-

звичайно важливе стратегічне

значення не лише для агро-

промислового комплексу, який

нині реформується в складних суспільно-економічних умовах, але й для держави

в цілому. Поступова заміна фізично та морально застарілої сільськогосподарської

техніки та впровадження в аграрному секторі економіки сучасних машин, облад-

нання та технологій є фундаментом для забезпечення продовольчої безпеки

України на найближчі роки і стимулом для розвитку цілої низки галузей промисло-

вості країни. Таке технічне та технологічне переоснащення сільськогосподарсько-

го виробництва повинне базуватись на науковому підґрунті, результатах аналізу

світових тенденцій розвитку техніки та технологій для сільськогосподарського

виробництва.

Трактори є основою механізації сільського господарства. Вони забезпечують

виконання технологічного процесу в агрегаті з усіма причіпними, напівпричіпними

та навісними машинами і знаряддями в рослинництві та тваринництві, а також

виконання транспортних робіт в агрегаті з причепами та напівпричепами в

польових умовах. Крім цього, трактори використовуються для приведення в дію

стаціонарних машин в умовах, де складно використати електропривід.

За останні роки тракторний парк сільськогосподарських підприємств

України в значній мірі фізично і морально застарів. Його основою до цього часу є

трактори, сконструйовані 30-40 років тому, і трактори, створені шляхом їх

модернізації. Трактори ж виробництва передових зарубіжних тракторобудівних

фірм оновлюються з регулярною періодичністю.

На значимість тракторів в порівнянні з іншими сільськогосподарськими

машинами та знаряддями вказує те, що значна більшість коштів в сільсь -

когосподарському виробництві припадає на закупівлю тракторів, і ця тенденція

утримується протягом не одного десятиріччя. На трактори затрачається коштів у

два рази більше, ніж на зернозбиральні комбайни, та у 4-5 разів більше, ніж на

окремо взяту посівну, ґрунтообробну чи коренезбиральну техніку (рис. 1.3).

Сільськогосподарські трактори поділяються за тяговим зусиллям, призна-

ченням та типом остова і ходової системи.

Вітчизняна класифікація тракторів, яка залишилася в спадок від СРСР, відріз-

няється від поділу тракторів на категорії згідно з директивою Європейського пар-

www.agrotechnika-ukr.com.ua

Рис. 1.2. Трактор СХТЗ 15/30

www.agrotechnika-ukr.com.ua

ламенту та Ради Європи

2003/37/ЕС.

Згідно з цією дирек ти -

вою трактори поділяються на

категорії Т і С.

Категорія Т – колісні

трактори:

категорія Т1 – колісні

трактори з максимальною про -

ек тною швидкістю не більше

ніж 40 км/год, з мінімальною

шириною колії не менше ніж

1150 мм, з масою без вантажу

в робочому стані понад 600 кг

та з дорожнім просвітом не

більше ніж 1000 мм;

категорія Т2 – колісні

трактори з максимальною проектною швидкістю не більше ніж 40 км/год, з міні-

мальною шириною колії менше ніж 1150 мм, з масою без вантажу в робочому стані

понад 600 кг та з дорожнім просвітом не більше ніж 600 мм.

категорія Т3 – колісні трактори з максимальною проектною швидкістю не

більше ніж 40 км/год, з масою без вантажу в робочому стані не більше ніж 600 кг;

категорія Т4 – колісні трактори спеціального призначення з максимальною

проектною швидкістю не більше ніж 40 кілометрів на годину:

категорія Т 4.1 – трактори з високим дорожнім просвітом, призначені для

роботи з високорослими культурами, (такими, як виноград). Вони відзначаються

піднятим шасі або частиною шасі. У робочому положенні дорожній просвіт тракто-

ра перевищує 1000 міліметрів, а максимальна проектна швидкість не повинна

перевищувати 30 кілометрів на годину;

категорія Т 4.2 – надширокі трактори які характеризуються великими розмі-

рами і призначені, переважно, для обробітку великих площ сільськогосподарсь-

ких угідь;

категорія T 4.3 – трактори з низьким дорожнім просвітом, чотирма привод-

ними колесами, технічно допустимою масою не більше ніж 10 тон і висотою цент-

ра ваги менше ніж 850 міліметрів;

категорія Т5 – колісні трактори з максимальною проектною швидкістю

понад 40 кілометрів на годину.

Категорія С – гусеничні трактори – трактори, рух та керування якими здій-

снюють через безкінечні гусениці і категорії яких від С1 до С5 визначають за ана-

логією до категорій від Т1 до Т5.

Категорія С4.1 – гусеничний трактор з високим дорожнім просвітом, визна-

чається аналогічно до категорії Т 4.1 [1].

За ГОСТ 27021 в залежності від номінального тягового зусилля трактори

поділяються на тягові класи (табл. 1.1).

Тяговий клас трактора, вказаний в таблиці, встановлюють по значенню номі-

нального тягового зусилля, яке визначають розрахунковим методом або по фак-

тичному тяговому зусиллю визначеному експериментально.

Розрахунковим методом номінальне тягове зусилля визначають за

формулою:

де А – коефіцієнт, встановлений в залежності

від виду трактора;

Рис. 1.3. Витрати коштів на світовому ринку на

закупівлю техніки

– експлуатаційна маса трактора ( кг).

Коефіцієнт А приймають рівним:

3,24·10

-3

– для тракторів з екс-

плуатаційною масою до 2600 кг;

3,73·10

-3

– для чотири- і триколісних

тракторів з двома ведучими колесами

(4К2 і 3К2) з експлуатаційною масою

більше 2600 кг;

3,93·10

-3

– для чотириколісних

тракторів з чотирма ведучими колеса-

ми (4К4) з експлуатаційною масою

більше 2600 кг;

4,9·10

-3

– для гусеничних тракто-

рів.

За відсутності даних для визна-

чення експлуатаційної маси її приймають рівною:

1,15 – значення конструкційної маси для колісних тракторів;

1,08 – значення конструкційної маси для гусеничних тракторів.

Експериментально тягове зусилля сільськогосподарського трактора визна-

чається на незлущеній стерні озимих колосових. [2]

За призначенням розрізняють:

– трактор загального призначення – трактор для виконання робіт в

рослинництві і кормовиробництві, виключаючи обробіток просапних культур;

– універсальний трактор – трактор загального призначення,

пристосований також для обробітку просапних культур;

– просапний трактор – трактор для виконання робіт з обробітку просапних

культур;

– універсально-просапний трактор – просапний трактор, пристосований

також для виконання робіт, які виконує трактор загального призначення;

– спеціальні трактори – трактори, створені, як правило, на основі

конструкцій існуючих тракторів і пристосовані для роботи в специфічних умовах

(болотиста або гірська місцевість), а також для виконання спеціальних робіт;

– бавовнярський – сільськогосподарський спеціалізований трактор для

виконання робіт з вирощування та збирання бавовника;

– виноградарський – сільськогосподарський спеціалізований трактор для

виконання робіт з вирощування та збирання винограду;

– овочівницький – сільськогосподарський спеціалізований трактор для

виконання робіт з вирощування та збирання овочів;

– рисівницький – сільськогосподарський спеціалізований трактор для

виконання робіт з вирощування та збирання рису в чеках;

– садівницький – сільськогосподарський спеціалізований трактор для

виконання робіт з вирощування та збирання садових культур;

– буряківницький – сільськогосподарський спеціалізований трактор для

виконання робіт з вирощування та збирання буряків;

– насінницький – сільськогосподарський спеціалізований трактор для

виконання робіт з вирощування та збирання селекційних культур на дослідних

ділянках;

– хмелярський – сільськогосподарський спеціалізований трактор для вико

нання робіт з вирощування та збирання хмелю;

– тепличний – сільськогосподарський спеціалізований трактор для вико-

нання робіт з вирощування та збирання переважно овочевих культур в закритому

ґрунті;

www.agrotechnika-ukr.com.ua

Таблиця 1.1 Тягові класи тракторів та їх номі-

нальне тягове зусилля

Тяговий клас Номінальне тягове зусилля, кН

0,2 Від 1,8 до 5,4

0,6 Більше 5,4 до 8,1

0,9 -"- 8,1 -"- 12,6

1,4 -"- 12,6 -"- 18,0

2 -"- 18,0 -"- 27,0

3 -"- 27,0 -"- 36,0

4 -"- 36,0 -"- 45,0

5 -"- 45,0 -"- 54,0

6 -"- 54,0 -"- 72,0

8 -"- 72,0 -"- 108,0