Основные элементы кинематики агрегатов, виды поворотов

При выполнении технологической операции машинно-тракторный агрегат совершает циклически повторяющиеся движения. Определѐнный порядок циклически повторяющихся движений принято называть способом движения агрегата.

Необходимо отметить, что для выполнения одной и той же технологической операции может быть принято несколько способов движения агрегата. Но на практике необходимо выбрать такой способ движения, который в данных условиях может дать наибольший экономический эффект.

При выполнении технологической операции путь (траектория), проделываемый агрегатом состоит:

1) из прямолинейных отрезков, на которых выполняется полезная работа, такое движение является главным, его ещѐ называют «рабочим ходом»;

2) поворотов вокруг некоторых точек – это более сложные элементы движения, на них полезная работа не производится.

В сельскохозяйственном производстве при выполнении технологических операций на участке поля приняты следующие способы движения:

1) гоновый – агрегат во время работы движется вдоль одной из сторон загона (участка);

2) диагональный – агрегат во время работы передвигается под некоторым углом к стороне загона (участка);

3) круговой – агрегат при своѐм движении копирует контуры участка.

При выполнении работы, совершая циклически повторяющиеся ходы, агрегат на концах загона выполняет повороты.

На рис. 1 приведена таблица, в которой показаны виды поворотов, наиболее часто встречающихся при работе агрегатов.

Кинематические характеристики агрегата (рис. 2, 3): кинематический центр агрегата (ц. а.), центр О и радиус R поворота, кинематические длина l к и ширина d к, длина выезда агрегата е, продольная база L, – ширина захвата агрегата Вр.

Рис. 2. Основные кинематические характеристики агрегата

Центр поворота агрегата — это точка, относительно которой в данный момент совершается поворот центра агрегата.

Рис. 4.

Рис. 3. Основные кинематические характеристики агрегата

Центр агрегата (принят условно) – это точка агрегата, относительно траектории и которой рассматривают кинематику всех других его точек. 

Положение точки центра агрегата (ц. а.) на кинематических схемах различных тракторов показано на рисунке 4.

 

Рис. 4. Положение центра агрегата:

а – колесный трактор с одной ведущей осью; б – гусеничный трактор; в – колесный трактор с двумя ведущими осями; г – колесный трактор с шарнирным остовом

Кинематический центр агрегата: у тракторов Т-25А, Т-40АМ, ЮМЗ-6Л, МТЗ-80/82 – в точке пересечения продольной оси симметрии трактора с вертикальной плоскостью, проходящей через ось задних ведущих колѐс;

у тракторов К-701, Т-150К – в центре шарнира полурам трактора;

у гусеничных тракторов – в точке пересечения продольной оси симметрии трактора с вертикальной плоскостью, проходящей через середину гусениц.

Радиус поворота агрегата – это расстояние между центрами агрегата и поворота:

R = rk r,

где r – радиус поворота при скорости 5 км/ч; k r – коэффициент изменения радиуса поворота в зависимости от скорости движения агрегата на повороте.

 

 

 

а - петлевой; б – беспетлевой

Рис. 5. Схема поворота

 

Кинематическая длина агрегата представляет собой проекцию расстояния между центром агрегата и линией расположения наиболее уда ленного рабочего органа при прямолинейном движении. Эту длину можно определить по формуле (см. рис. 5)

lк = lr + lc+ lм

где lr, lc, lм – кинематическая длина соответственно трактора, сцепки и рабочей машины. Значения lr, lc, lм выбирают по справочникам.

Кинематическая ширина dK – это проекция расстояния между продольной осью агрегата, проходящей через его центр, и наиболее удаленной от этой оси точкой агрегата. Различают dк вправо и влево от продольной оси:

dк = 0,5bn0 + 0,5,

где b – конструктивная ширина основной машины, м;

n0 – число основных машин;

0,5 – запас ширины, м.

Длина выезда агрегата е — расстояние, на которое нужно продвинуть агрегат от контрольной линии на поворотной полосе до начала или конца поворота, чтобы избежать огрехов или травмирования растений.

Для прицепных машин длина выезда агрегата

e = (0.25…0.75)lк;

для навесных машин

e = (0…0.1)lк;

для агрегатов с передней фронтальной навеской

e = -lк.

Продольная база L – это расстояние (горизонтальная проекция) между осями ведущих и ведомых колес трактора для колесных агрегатов или между осями катков, ограничивающих опорную поверхность, для гусеничных.

Важнейшие кинематические характеристики всех поворотов: длина L п; радиус R; требуемое значение ширины поворотной полосы Е.

Длина L п зависит от вида и радиуса поворота и длины выезда агрегата (табл. 1). Минимальное значение ширины поворотной полосы Етin зависит от вида и радиуса поворота, длины выезда и кинематической ширины агрегата. Однако поворотную полосу следует обрабатывать, поэтому ее ширина должна быть кратна рабочей ширине захвата агрегата.

 

 Зависимости для определения длины пути агрегата

при повороте и минимальной ширины поворотной полосы

Таблица 1

 

Вид поворота	L п	Е min
Круговой	(3,2...4,0)R+2е	1,1 R + dK + e
С прямоугольным участком	(1,4...2,0)R + Xп + 2е	1,1 R + dK + e
Угловой	(1,6....1,8)R+ 2е	1,1 R + dK + e
Закрытая петля	(5.0...6,5)R + 2е	2 R+dK + e
Грушевидный	(6,6...8,0)R+ 2е	2,3 R + dK + e
Односторонний	(6,0...7,5)R + 2е	2,6 R+dK + e
Грибовидный с открытой петлѐй	(4,1...5,0)R + 2е	1.1R + dK + e
Грибовидный с закрытой петлѐй	(5,0...5,5)R+ 2е	1.1R + dK + e

 

 

По значению E min определяют фактическую ширину поворотной полосы. Вначале вычисляют число проходов агрегата, необходимое для обработки поворотной полосы минимальной ширины,

n = Emin/Bр

где Вр — рабочая ширина захвата агрегата.

Полученное значение округляют в большую сторону до целого числа п0. Тогда фактическая ширина поворотной полосы

E=n0Bр.

К ширине поворотной полосы предъявляют следующие требования: достаточность для поворота одного и всех последующих агрегатов; кратность рабочей ширине захвата агрегата, который ее будет обрабатывать; достаточность для размещения на ней промежуточных складов.

Маневровые свойства агрегатов характеризуются поворачиваемостью, устойчивостью движения, управляемостью и проходимостью. Первые три маневровых свойства агрегата взаимосвязаны и дополняют одно другое.

Поворачиваемость – это возможность агрегата переходить с пря-молинейного движения на криволинейное и обратно.

Устойчивость движения – это способность агрегата сохранять ус-тановившееся направление движения.

Управляемость – способность агрегата изменять установившееся направление движения на другое, заданное управляющим воздействием.

Проходимость — это способность агрегата без внешних вспомогательных средств преодолевать препятствия, встречающиеся на пути.