Кинематика движения агрегатов

Кинематика — раздел науки о формах и способах движения агрегата.

Способом движения агрегата называется порядок циклично повторяющихся элементов движения в процессе выполнения рабочей операции.

Часть своего пути агрегат проходит с включенными рабочими органами, выполняя полезную работу, а часть с выключенными.

Движение агрегата с включенными рабочими органами при выполнении технологической операции называется рабочим ходом, а с выключенными — холостым ходом.

Различают холостые ходы агрегата, непосредственно связанные с рабочим процессом (холостые заезды и повороты), и вспомогательные холостые ходы, не связанные непосредственно с работой (переезды с поля на поле, к местам заправки агрегатов и др.).

Холостые ходы, при которых агрегатом не совершается полезная работа, должны быть сведены до минимума, так как они уменьшают производительность.

Траектория движения агрегата состоит из прямолинейных отрезков и поворотов.

Поворот агрегата — сложное движение по кривой, при этом отдельные точки агрегата описывают свои траектории, а скорости движения этих точек изменяются в зависимости от расстояния до центра поворота. Схематически движение агрегата по прямой и на поворотах показано на рисунке 2. Точка «О», находящаяся на середине ведущей оси трактора, называется центром агрегата. У агрегата с прицепными машинами центр расположен перед рабочими органами сельхозмашин на расстоянии е.

Расстояние е от центра агрегата до линии расположения рабочих органов машины называется длиной выезда агрегата. Длина выезда агрегата характеризует величину, на которую необходимо переместить центр агрегата, чтобы вывести его рабочие органы на линию начала работы. Радиус окружности, которую описывает центр агрегата, называется радиусом поворота.

а — на повороте; б — прямолинейное.

Поворот агрегата считается правильным, если все его колеса катятся без боковых сдвигов. Для устранения боковых сдвигов применяют самоустанавливающиеся колеса.

Чтобы избежать деформации колес, изгиба осей и поломок, агрегат должен поворачивать с наименьшим допустимым радиусом поворота.

Наименьшим допустимым радиусом поворота называется наименьший радиус окружности, движение по которой при данных условиях допускается конструктивными особенностями агрегата и происходит без повреждения машины или сцепки.

Наименьший допустимый радиус поворота зависит от наименьшего радиуса поворота трактора (его ходового и поворотного аппаратов), конструкции сельхозмашины и сцепки, габаритных размеров агрегата (длины и ширины), скорости движения, рельефа местности и квалификации тракториста-машиниста.

Увеличение скорости движения и влажности почвы приводит к увеличению радиуса поворота.

Наиболее просто определить наименьший допустимый радиус поворота опытным путем — замером в натуре действительной траектории поворота.

Для широкозахватных агрегатов (посевных, бороно-вальных, культиваторных и других) радиус поворота ориентировочно может быть принят равным конструктивной ширине захвата.

Для агрегатов с навесными машинами наименьший допустимый радиус поворота примерно равен радиусу поворота трактора.

По углу изменения направления движения различают повороты на 90°, повороты на 180° и др.

Повороты на 90° производятся агрегатом во время рабочего хода при круговом способе движения и во время холостого хода с выключенными рабочими органами.

Повороты на 180° производятся главным образом во время холостых ходов при работе в загоне.

Длина пути агрегата при повороте зависит от радиуса поворота. При повороте на 90° и установившемся движении агрегат проходит путь, примерно равный четверти окружности.

По направлению движения повороты делятся на правые и левые.

По способу выполнения повороты делятся на петлевые, бес петлевые и с задним ходом.

Применение петлевого или беспетлевого поворота зависит от расстояния между рабочими ходами агрегата. Если расстояние между ними меньше двух радиусов, приходится делать петлевые повороты. Длина этого вида поворота больше длины беспетлевого (увеличивается длина холостого пути).

Иногда при обработке одного участка применяют петлевые и беспетлевые повороты. Так, при вспашке загона всвал вначале делгют петлевые повороты, а потом, когда расстояние между рабочими ходами становится больше двух радиусов, переходят на беспетлевые. Когда ширина обрабатываемой полосы еще больше увеличится, поворот будет состоять уже из двух поворотов на 90° и прямолинейного участка.

Длина беспетлевого поворота может быть определена по формуле:

где х — расстояние между рабочими ходами; г — радиус поворота.

Повороты с задним ходом применяются только при работе навесных агрегатов, которые могут двигаться с поднятыми в транспортное положение орудиями, и в том случае, когда по условиям работы необходимо минимально сократить поворотную полосу.

По форме выполнения беспетлевые повороты делятся на повороты по окружности и с прямолинейным участком, а петлевые — на грушевидные повороты и повороты восьмеркой. Если это не диктуется условиями выполнения операции, поворотов восьмеркой следует избегать, так как они увеличивают время, длину поворота и ширину поворотной полосы по сравнению с грушевидным способом.

Длина грушевидного поворота равна примерно 6 г, восьмеркой — 8,5 г.

Ширина поворотной полосы и длина петлевых поворотов с задним ходом меньше, чем при грушевидных петлевых поворотах, но время, затрачиваемое на эту операцию, в первом случае больше, чем во втором. Поэтому на коротких гонах, если поворотная полоса находится внутри поля, следует работать с поворотами задним ходом, а на длинных гонах или если поворотная полоса находится вне поля, необходимо применять беспетлевые повороты. Если это невозможно, при выполнении операций как с прицепными, так и с навесными агрегатами работают с петлевыми грушевидными поворотами.

На рисунке 5 дана классификация приведенных выше поворотов по С. А. Иофинову.

Рис. 5. Классификация поворотов.

Повороты агрегатов, как правило, производят с выключенными рабочими органами.

Скорость движения на поворотах зависит от условий работы агрегата. Обычно скорость на повороте равна или несколько меньше рабочей.

Способ движения агрегата должен обеспечивать выполнение агротехнических требований и позволять получить максимальную производительность.

При выполнении сельскохозяйственных операций применяются различные способы движения.

По направлению рабочих ходов способы движения разделяются на гоновые, диагональные и круговые.

При гоновом способе движения рабочие ходы проводятся агрегатом вдоль одной (или двух параллельных) стороны загона, а холостые — в конце загона, на специально отведенной поворотной полосе.

Поворотная полоса отделяется от загона контрольной бороздой, у которой производится включение и выключение рабочих органов агрегата.

При гоновом способе движение агрегата может выполняться вевал, вразвал, челночным, перекрестным способами.

Способ обработки всвал правоповоротный, загон обрабатывается от середины к боковым сторонам.

Способ обработки вразвал левоповоротный, загон обрабатывается от боковых сторон к середине.

При челночном способе загон обрабатывается последовательными (рядом расположенными) ходами с правыми и левыми петлевыми грушевидными поворотами параллельно сторонам загона. Для челночного способа работы участок на загоны не разбивается.

При " перекрестном способе обработка загона ведется в двух взаимно перпендикулярных направлениях, параллельных сторонам участка. Участок на загоны не разбивается.

При диагональном способе движения рабочие ходы выполняются под углом к стороне загона.

Диагональный способ характеризуется движением агрегата челноком и перекрестным способом. В этом случае агрегат движется так же, как и при гоновом способе, но только под углом к сторонам загонов.

Круговым способом движения называется способ, при котором рабочие ходы агрегата производятся как вдоль, так и поперек участка во время движения его вкруговую. Для работы этим способом поворотная полоса не отбивается.

Круговой способ движения может выполняться от периферии к центру или от центра к периферии.

Гоновый способ движения применяется на пахоте, культивации, посеве. Этот способ обеспечивает высокое качество работы.

Круговым способом работают при уборке зерновых, льна, трав и др.

Диагональный способ движения применяется преимущественно на дисковании, бороновании и на перекрестном севе.

По схеме обработки поля (рабочего участка) способы движения можно разделить на однозагонные и двух-, трехи многозагонные.

Однозагонный — такой способ, при котором агрегат работает на одном загоне до полной его обработки.

Двух-, трехили многозагонный — такие способы, при которых часть каждого загона обрабатывается совместными проходами с одним, двумя или многими другими загонами.