Разработки

ТРАКТОР-«АЛЬПИНИСТ»

20.03.2016
Рис. 1. Трактор крутосклонный Т-50К.Немногим более полувека назад, на заре Советской власти Владимир Ильич Ленин мечтал о том времени, когда мы сможем дать сельскому хозяйству 100 тысяч тракторов. Советские люди под руководством Коммунистической партии воплотили в жизнь мечту великого вождя, выполнили его завет. Сегодня не 100 тысяч — миллионы мощных современных тракторов работают на бескрайних просторах страны. И каждый год в колхозы и совхозы поступают новые, еще более производительные машины.
 
Без трактора невозможно ныне представить полевые работы в любом уголке, где есть пахотные земли. Добралась техника и туда, где веками преобладал ручной труд, — на горные склоны. Это устройчивые и высокопроизводительные машины, которым не страшны нм крутые уклоны, ни разреженный воздух, которым подвластны тяжелые почвы, отвоеванные человеком у гор. О таких машинах давно мечтали земледельцы. И вот они пришли на поля и вместе со своими равнинными собратьями стали на вахту завершающего года пятилетки.
 
В постановлении ЦК КПСС, Совета Министров СССР, ВЦСПС и ЦК ВЛКСМ «О Всесоюзном социалистическом соревновании работников сельского хозяйства за увеличение производства и заготовок продуктов земледелия и животноводства в 1975 году и успешное завершение девятой пятилетки» содержатся замечательные слова, обращенные к труженикам сельского хозяйства. Вот они: «Усилить работу по подготовке и переподготовке кадров массовых профессий, особенно механизаторов, шире развивать наставничество как одну из важных форм воспитания и повышения профессионального мастерства молодежи». К вам, будущие хозяева полей, будущие конструкторы техники Страны Советов, обращены и многие материалы кашей рубрики «Техника пятилетки». Мы надеемся, что публикуемая в этом номере статья о горных тракторах так же, как и другие материалы, посвященные сельскому хозяйству, которые печатает наш журнал, помогут вам быстрее овладеть сложными современными машинами, в ударном труде добиться высоких производственных показателей во Всесоюзном социалистическом соревновании.
 
Взгляните на карту: треть территории нашей страны занимают горные районы. Зелень среднерусской равнины окаймлена с юга коричневыми пучками сходящихся и расходящихся гребней, цепей и отрогов Главного Кавказского хребта с белыми крапинками ледников и снеговиков. Еще ниже по карте — Малый Кавказ, Южно-Грузинское нагорье. Украинские степи замыкаются снизу Крымскими горами, а слева, на западе, — прекрасными лесистыми Карпатами. А на севере европейской территории Союза—Хибины, на востоке — Урал. Дальше Великая Западно-Сибирская низменность — и она тоже представляет собой как бы чашу с высокими краями гор. За нею горная страна — Восточная Сибирь. На юге, правда, степи; зато после них начинаются такие горы, равных которым нет в мире: Тянь-Шань, Памир. Дальний Восток — тоже разветвленная система хребтов. Получается, что не так уж мало это для нашей обширнейшей территории — треть.
 
Рис. 2. Схема автоматического выравнивающего устройства
 
Рис. 2. Схема автоматического выравнивающего устройства:
 
1 — маятник, 2 — остов склонохода, 3 — парораспределитель, 4 — насос, 5 — поршень, 6 — соединительный рычаг.
 
Р и с. 3. Схема трактора с устройством, противодействующим оползанию на склоне (а — вид сбоку, в — вид сзади),
 
Рис. 3. Схема трактора с устройством, противодействующим оползанию на склоне (а — вид сбоку, в — вид сзади):
 
1, 2 — диски-зацепы, 3 — кронштейны зацепов, 4 — бортовой редуктор левый, 5 — ведущие колеса склонохода, 6 — кабина трактора, 7 — бортовой редуктор правый.
 
Некоторые наши союзные республики являются преимущественно горными: в Азербайджанской ССР горные массивы занимают 60% территории, в Армянской — 84, в Грузинской — 92, в Таджикской — 93, в Киргизской — 95%. Хребты, крутые и скалистые, пересекают эти республики во многих направлениях, образуя склоны, долины, ущелья, плоскогорья.
 
Это по большей части места незаселенные и неосваиваемые. Тот, кому довелось бывать в Киргизии и Южном Казахстане, очевидно, помнит, что дорога от Джамбула до Фрунзе, например, как одна сплошная улица: бесконечный ряд домов, магазинов, автозаправочных станций и т. д. Это долина реки Чу. Но едва только свернешь в сторону, как попадаешь в царство красноватых каменистых осыпей, крутых склонов, изрезанных складками, дух захватывающей высоты — и почти полного безлюдья. Лишь стада овец белеют на зеленых холмах.
 
Однако сегодня горам придается все большее значение в хозяйственном развитии страны. Это места, где полезные ископаемые наиболее близко подходят к земной поверхности. Горы — это рудники, шахты, обогатительные комбинаты; стало быть, предприятия горнорудной, металлургической, химической и других отраслей промышленности. Горные районы — важнейший резерв индустриального развития страны. Не случайно Байкало-Амурская магистраль, которая пересечет горные районы Восточной Сибири, будет нести не только транспортную нагрузку, но и явится, образно говоря, своеобразной нитью кристаллизации: вокруг нее вырастут новые заводы и шахты, рудники и города.
 
В горах Карпат есть леса, древесина которых имеет ценное хозяйственное, значение. Во многих горных районах бьют источники термальных и минеральных вод. «Горный воздух» — понятие, ставшее почти нарицательным, определяющее атмосферу, не засоренную выхлопными газами и промышленными отходами. Горы — идеальное место для санаториев и курортов.
 
И в сельском хозяйстве роль горных районов значительна. Здесь прекрасно растут культуры, которые в других местах не выживают: чай, виноград, цитрусовые. Пахотные участки в горах занимают 9 млн. га земли, 63 млн. га — пастбища и сенокосы. А современное сельское хозяйство, в том числе и горное земледелие, без технической базы немыслимо. Однако тут возникают определенные трудности.
 
Мощность тракторов снижается с подъемом в горные районы из-за разреженности воздуха. На высоте в 2 тысячи метров мощность карбюраторных двигателей уменьшается, например, на 22%, а дизельных — на 19. Но это еще не самое главное препятствие для работы тракторов в горах. Главное — это крутизна склонов. И здесь существует определенная классификация. Равнина — место, где уклоны не превышают 1—2°. Такими величинами можно пренебречь и пускать здесь в работу обычные машины и орудия. На пологих склонах величина уклонов составляет 2—9°. Сельскохозяйственные машины и орудия общего назначения здесь могут быть применены, если соблюдать определенные условия или поставить соответствующие вспомогательные приспособления. У склонов крутизна 9—20°. Здесь могут работать только специальные тракторы, сельскохозяйственные машины и орудия. И наконец, крутые склоны, где крутизна выше 20°. В этих условиях можно работать только в исключительных случаях или после террасирования — нарезания на склонах горизонтальных террас. Чаще же крутые склоны используются как пастбища.
 
С увеличением крутизны склона устойчивость машины резко снижается. Трактор обычного типа может опрокинуться даже на склоне в 12 или 15°: перераспределяется вес, приходящийся на отдельные элементы ходовой части. Чем круче склон, тем больше нагружены задние балансиры гусеничного трактора, а у колесного задние колеса. Почва от этого деформируется; сопротивление движению увеличивается. Если рельеф внезапно меняется — склон становится еще круче — или быстро повышается скорость, передние колеса трактора, особенно когда он снабжен навесными орудиями, отрываются от земли, и он может опрокинуться. Неслучайно специальная сессия Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук имени Ленина (ВАСХНИЛ) несколько лет назад рекомендовала: «Все основные виды обработки почвы, посев и уход за сельскохозяйственными культурами на выровненных и односторонних горных склонах производить только поперек склонов...»
 
Но при работе поперек склонов трактор кренится набок, трактористу в такой позе находиться неудобно и трудно: машина норовит свернуть, особенно колесный трактор.
 
Сельскохозяйственные машины общего назначения необходимыми свойствами для горного земледелия не обладают. Обычные тракторы и самоходные шасси могут работать на склонах до 8—10°. Но любой поворот резко ухудшает тягу и затрудняет управление. И чем больше угол склона, тем выше расход топлива, тем труднее управлять машиной.
 
А ведь именно на склонах, крутизна которых превышает 8°, расположено от 20 до 80% обрабатываемой земли Средней Азии, Грузии, Армении, Краснодарского края.
 
Чтобы обычные машины могли использоваться в горах, приходится придумывать различные приспособления. Чтобы двигатель на высоте не «задыхался», его снабжают механизмами наддува. Уменьшают подачу топливного насоса дизелей, чтобы коэффициент воздуха в смеси имел оптимальную величину. Для снижения центра тяжести в полые колеса наливают воду. Чтобы повысить устойчивость машин, увеличивают ширину колес, добавляя съемные уширители: металлические ободья, которые по ширине больше колес, а по диаметру меньше. Площадь сцепления с почвой увеличивается, а пробуксовка уменьшается. В технической литературе есть данные о том, что трактор с уширителями работал на склоне крутизной в 26°.
 
Но все это либо единичные опыты, либо полумеры. Выход из положения в создании полностью специализированных машин. Эта задача была возложена на организованный несколько лет назад в Тбилиси Всесоюзный научно-исследовательский институт по машинам для горного земледелия и возделывания субтропических культур. Институт возник частично на базе конструкторского бюро, накопившего большой опыт в исследованиях особенностей горных машин. Другой организацией — «прародительницей» института явилась лаборатория по механизации возделывания чая Грузинского научно-исследовательского института механизации и электрификации сельского хозяйства.
 
Новый институт перенял как эстафету задачу исключительной важности: создать горный трактор, успешно и надежно работающий на склонах крутизной до 20—25°. И такой трактор — крутосклонный Т-50К (рис. 1) был создан на основе трактора «Беларусь МТЗ-50».
 
Очень коротко — что такое МТЗ-50? Это широко распространенный трактор общего назначения с двигателем мощностью 50 л. с., 9-скоростной коробкой передач, гидроусилителем, гидрофицированным прицепным крюком, закрытой кабиной, гидростатической системой, с помощью которой тяжесть навесных орудий усиливает сцепные качества трактора. Одним словом, прогрессивная современная машина. Ее-то и надо было оснастить устройствами для работы в горах.
 
Прежде всего трактор не должен крениться на склоне: его корпус обязан постоянно находиться в вертикальном положении. Для этой цели было разработано автоматическое выравнивающее устройство, схема которого показана на рисунке 2. Маятник 1 шарнирно соединен с остовом 2 склонохода. При поперечном крене маятник, отклоняясь сам, смещает плунжер гидрораспределителя 3. При этом насос 4 включается и подает рабочую жидкость. Поршень 5 перемещается и поворачивает соединительный рычаг 6. Остов склонохода занимает вертикальное положение. Чувствительность этого маятникового автомата-стабилизатора 1—2°.
 
Ясно, что в такой машине и передняя ось, и привод задних, ведущих колес, и механизмы рулевого управления должны быть не жесткими, сплошными, а иметь какие-то элементы гибкости. И вот посмотрите еще раз на рисунок 1. Для сохранения вертикального положения передних колес при работе поперек склона передняя ось сделана телескопической, качающейся на угол в 40°, снабжена параллелограммным устройством. Таким образом, каждое из передних колес может принимать независимое от другого положение. Остов же, связанный с автоматом-стабилизатором, всегда вертикален.
 
Рассмотрим теперь задние колеса. Крутящий момент передается через бортовые редукторы. Но и они не закреплены неподвижно, а сделаны качающимися. Когда автоматическая система выравнивания остова срабатывает, бортовые редукторы поворачиваются в разные стороны. Что этим достигается? Задние колеса могут находиться на склоне большей или меньшей крутизны, а редукторы занимают положение, не нарушающее передачу крутящего момента.
 
Другое важное конструктивное новшество — создание специальных механизмов, не дающих трактору сползать со склона (рис. 3). Опыты показали, что стабилизация остова машины — это еще не все. Может сдвинуться почва, скользить ходовая система, сползать навешенные на трактор агрегаты. Значит, нужны специальные устройства, чтобы трактор не сползал. Почвозацепы, цепи и т. п. здесь неприемлемы: им не удержать машину.
 
Рис. 4 Передняя шарнирная подвеска трактора МТЗ-82К.
 
Рис. 4 Передняя шарнирная подвеска трактора МТЗ-82К.
 
Рис. 5. Горно-равнинное самоходное шасси СШ-0611.
 
Рис. 5. Горно-равнинное самоходное шасси СШ-0611.
 
Вместо них применены свободно вращающиеся диски с телескопическими подпружиненными распорками. Они укреплены на передней и задней частях корпусов левых и правых бортовых редукторов — на кронштейнах, установленных под определенным углом к продольной оси трактора. Диски в нужный момент вдавливаются в почву и не дают трактору сползать. И чем больше крутизна склона и угол поворота бортовых редукторов, тем глубже в почву входят диски.
 
Механизм действия этой системы сравнительно несложен. Когда автомат выравнивания остова срабатывает и бортовые редукторы поворачиваются в разные стороны, передний диск-зацеп — верхний по склону — и задний диск-зацеп — нижний по склону — углубляются в почву. Но вот угол склона горы уменьшился — соответственно уменьшается и угол наклона бортовых редукторов. Диски-зацепы выходят из почвы.
 
Таковы основные конструктивные особенности, отличающие горный трактор от базовой модели. Т-50К класса 1,4 т используется для механизации в горном земледелии и агрегатируется с плугом, культиватором и другими почвообрабатывающими орудиями, комплексом сеноуборочных машин, разбрасывателями минеральных и органических удобрений, столбоставом для устройства шпалер на виноградниках. Максимальный угол склона горы, при котором остов трактора сохраняет вертикальное положение, — 29—30°.
 
Известно, что на смену трактору МТЗ-50 идет более мощный — МТЗ-80, с двигателем мощностью 80 л. с. Замена существующих машин новыми позволит в 1,3—1,5 раза повысить производительность работ. Вполне естественно, что должна появиться и горная модификация этой новой машины. Она уже разработана: МТЗ-82К (рис. 4). У трактора четыре колеса ведущие. Так же как и Т-50К, МТЗ-82К снабжен автоматом-стабилизатором, который сохраняет вертикальное положение трактора на склоне до 20°.
 
А на рисунке 5 изображено горно-равнинное самоходное шасси СШ-0611. Эта колесная крутосклонная, высококлиренсная машина класса 0,6 т. В комплексе с навесными орудиями она охватывает все виды технологических процессов, связанных с обработкой и сбором чайного листа. Но машина предназначена не только для чая. С ее помощью можно механизировать работу по уходу за высокостебельными культурами, например кукурузой.
 
Двигатель у шасси — автомобильный, марки МЗМА-407, отрегулированный на мощность 20 л. с. Он передает крутящий момент на два задних ведущих колеса. Передние два — управляемые.
 
Шасси СШ-0611, так же как и горные тракторы, снабжено специальным автоматом-стабилизатором, который без вмешательства тракториста приводит остов машины в вертикальное положение.
 
Этими тремя машинами, конечно, далеко не исчерпывается перечень конструкций, предназначенных для работ на горных склонах. Все они имеют одну общую отличительную особенность — автомат-стабилизатор, обеспечивающий выравнивание остова по вертикали при работе на склоне.
 
Техника шагает в горы; сельскохозяйственны« машины становятся «альпинистами».




Рекомендуем почитать
  • ШКОЛЬНОЕ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСТВО: ОТ ЗАМЫСЛА К РЕАЛЬНОСТИ
    ШКОЛЬНОЕ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСТВО: ОТ ЗАМЫСЛА К РЕАЛЬНОСТИО творческих находках юных техников, об успешном решении ими оригинальных конструкторских задач наш журнал рассказывал неоднократно. Примеров поисковой, исследовательской рационализаторской деятельности школьников сегодня можно привести немало. Однако для того, чтобы движение юных новаторов стало еще более массовым и эффективным, им нужно грамотно и умело управлять. Об этом часто пишут к нам в редакцию руководители кружков, клубов, станций юных техников, энтузиасты-общественники — непосредственные организаторы технического творчества детей и подростков.
     
    Методическая литература на данную тему крайне малочисленна, а та, которая есть, зачастую не отвечает требованиям сегодняшнего дня. Пытаясь в какой-то мере восполнить этот пробел, журнал предлагает читателям материалы, дающие некоторое представление о логике и структуре процесса технического творчества школьников, подготовленные кандидатом педагогических наук Ю. С. Столяровым. Редакция надеется, что содержащиеся в них советы и рекомендации помогут организаторам и руководителям технического творчества детей и подростков более рационально, «по науке» строить поисково-конструкторскую работу своих питомцев.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.