Wybrane zagadnienia z teorii ruchu oraz budowy pojazdów rolniczych.doc

1. CHARAKTERYSTYKA POJAZDÓW ROLNICZYCH

1.1 OGÓLNA BUDOWA

    Pojazdem rolniczym przyjęto nazywać maszyny rolnicze samobieżne, np.   kombajn zbożowy,   kombajn do zbioru poprzeczek,   jak również ma­szyny rolnicze ciągnione,  np.   rozrzutniki obornika,   przyczepy objęto­ściowe itp.   Maszyny rolnicze samobieżne mają wszystkie zespoły na­pędowe podobne do zespołów ciągnika rolniczego.

    Ciągnikiem nazywamy samobieżny pojazd kołowy lub gąsienicowy przeznaczony do wykonywania różnych prac polowych,  drogowych i transportowych za pomocą przyczepianych lub zawieszanych narzędzi i maszyn rolniczych,   jak również do ciągnięcia przyczep.

    Schemat  podstawowych układów,   z jakich zbudowa­ny jest ciągnik,      przedsta­wiono na rys. 1.1. Źródłem energii ciągnika jest silnik spalinowy,   prawie    wyłącz­nie z  zapłonem      samoczyn­nym.   Tuż za silnikiem znaj­duje  się sprzęgło. Następnie jest skrzynia przekładniowa. Za  skrzynią      przekładniową znajduje się tylny   most,     w którym mieści się   przekład­nia główna, mechanizm   róż­nicowy     oraz       przekładnie zwolnić. Na osiach napędza­nych kół zwolnić      osadzone są koła napędowe    ciągnika.

Przed zwolnicami na półosiach umieszczone są hamulce. Ciągniki dużej mocy posiadają napędzaną również przednią oś i wówczas mają przedni most napędowy. Do kierowania ciągnikiem przeznaczony jest mechanizm kierowniczy,  którego rozwiązanie zależne jest od budowy ciągnika.

    Ciągnik rolniczy jest ponadto wyposażony w urządzenia umożliwia­jące jak najlepsze jego wykorzystanie do prac w  gospodarstwie.   Zali­czyć do nich należy przede wszystkim:   podnośnik hydrauliczny narzę­dzi i maszyn zawieszanych,   wał odbioru mocy (WOM)   służący do na­pędu maszyn,  układ pneumatyczny do hamowania przyczep oraz zewnę­trzny układ hydrauliczny (służący do zasilania np.   ładowarek czoło­wych,   przyczep wywrotek itp.).W celu zapewnienia bezpiecznych i nie męczących warunków pracy traktorzysty nowoczesne ciągniki wyposażone są w mocne (nie ulegają­ce w zasadzie deformacji przy wywróceniu się ciągnika),   szczelne, całkowicie oszklone,  ogrzewane i wentylowane kabiny oraz wygodne fo­tele,  nie przenoszące na ciało człowieka szkodliwych drgań.

1.2. PODZIAŁ CIĄGNIKÓW

    Ciągniki znalazły zastosowanie w wielu dziedzinach gospodarki, spełniając różne funkcje.   Stąd podział ich może być różnorodny w za­leżności od przyjętych kryteriów.

    W zależności od rodzaju mechanizmów jezdnych ciągniki dzielimy na:

a)  kołowe,  w których przemieszczanie się ciągnika odbywa za po­mocą kół (najczęściej ogumionych);

b)  półgąsienicowe,  będące kombinacją kół i gąsienic (z przodu ciągnika są koła kierowane,   z tyłu -  stosunkowo krótkie napędzane gą­sienice) ;

c)  gąsienicowe oparte na gąsienicach metalowych lub -  sporadycz­nie - pneumatycznych.

    W zależności od przeznaczenia ciągniki dzielimy na:

a) rolnicze -  charakteryzujące się dużą rozpiętością uzyskiwanych prędkości (0,4t30 km/h),  kołowe i gąsienicowe;

b) transportowe - wyposażone w koła i osprzęt przystosowany do ruchu po drogach i szosach;

c) specjalne -  o konstrukcji umożliwiającej uprawę np.   herbaty,  tytoniu,   mogą być  również przystosowane do prac ziemnych, leśnych, itp.

    W  gospodarstwach rolnych używa się różnych ciągników, zależnie od rodzaju prac oraz potrzebnej mocy i siły uciągu,   stąd powstaje kry­terium podziału użytkowego.

    Do ciężkich prac podstawowych,   jak:   orka,  kultywatorowanie,   talerzowanie itp.  używa się ciężkich ciągników o dużej mocy i sile ucią­gu. Szerokość robocza narzędzi współpracujących i prędkość wykonywa­nia prac,   a więc wydajność ciągnika,   zależne będą od ciężaru i mocy ciągnika.

    Innym wymaganiom muszą odpowiadać ciągniki przeznaczone do lek­kich prac uprawowych i pielęgnacyjnych.   Narzędzia używane do tych prac nie wymagają dużych sił uciągu,   a ze względu na dokładność obróbki (np.  przy wypielaniu międzyrzędzi)   nie mogą pracować z dużą szybkością.  Ciągniki o dużych mocach byłyby tu zatem mało użyteczne i nieekonomiczne,   a nawet szkodliwe ze względu na ugniatanie gleby w międzyrzędziach.

    Do prac w  gospodarstwach szkółkarskich,   sadowniczych i warzyw­niczych najbardziej nadają się ciągniki lekkie i zwrotne,   które nie muszą rozwijać dużej mocy,  a ich niewielkie wymiary umożliwiają pracą między krzakami, drzewkami lub pod koronami drzew.  Dlatego też ciąg­niki rolnicze dzielimy na następujące grupy:

A (bardzo lekkie)  spełniające pomocniczą rolą w gospodarstwie spe­cjalistycznym;  głównie przeznaczone są do prac w ogrodnictwie i produkcji zwierzęcej (np.  T25A,   T4K-14A);

B (lekkie)  przeznaczone do prac międzyrzędowych;  podstawowe w gospodarstwach rolników indywidualnych, masa ich dochodzi do 2000 kg,  wyposażone są w wąskie opony o szerokości do 9' (np. C-330, MF-235);

C (średnie) przeznaczone do podstawowych prac przy uprawie i zbio­rze np.  zielonek, ziemniaków i do ciężkich prac transportu rolnicze­ go (polowego); ich masa do 3600 kg,  opony mają szerokość od 12" do 14";  są to ciągniki kołowe (np. Zetor 4011, C-355,  MF-265);

D (specjalistyczne) przeznaczone do wykonywania ciężkich prac upra­wowych;  masa - do 5000 kg przy napędzie na jedną oś i do 6000 kg przy napędzie na dwie osie, opony o szerokości  do 16  .  Ciągniki tej grupy występują również jako gąsienicowe (C-385,  DT-75,  MF-275);

E (ciężkie)  przeznaczone do ciężkich prac polowych i melioracyjnych, użytkowane w gospodarstwach dużych, masa ciągnika do 10000 kg, występują jako gąsienicowe i kołowe.  W naszym kraju występują bar­dzo rzadko,  stanowią 1% w strukturze parku ciągnikowego (K-700A, T150K, DT-75).

    Oprócz przedstawionego podziału użytkowego na pięć grup, istnieją podziały w zależności od rozwijanej siły uciągu. Za podstawę klasyfikacji ciągników w krajach RWPG przyjęto nomi­nalną siłę uciągu ciągnika.  Podział ten polega na określeniu siły ucią­gu,   jaką rozwinie ciągnik na ściernisku,  w  zakresie optymalnych war­tości sprawności uciągu,  przy poślizgu wynoszącym   w przybliżeniu:

dla ciągników kołowych z dwoma kołami napędzanymi (4x2)   s – l8%;

dla ciągników kołowych z czterema kołami napędzanymi (4x4)  s - 16%;

dla ciągników gąsienicowych  s - 5%.   -

    W klasyfikacji RWPG przewiduje się osiem klas ciągników.   Siłę uciągu określa się przy prędkości jazdy 8-9 km/h i rozróżnia się kla­sy: 0,1 T, 0,2 T, 0,6 T, 0,9 T,  1,4 T, 3,0 T, 4,0 T, 6,0 T.

    W Polsce klasyfikację ciągników podaje Polska Norma (PN-65/R--36100),  która dzieli ciągniki na 6 klas.   Siłę uciągu określa się przy prędkości jazdy 6 km/h i rozróżnia się klasy:  poniżej 0,6 T, 0,6 T, 0,9 T,  1,4 T,  2,0 T, 3,0 T i powyżej.

    W Polsce obowiązuje również Krajowy System Maszyn Rolniczych i Leśnych, który przewiduje podział ciągników w oparciu o nominalną siłę uciągu i moc zastosowanego silnika.   Siłę uciągu określa się wg parametrów zalecanych w klasyfikacji RWPG.  Według Krajowego Syste­mu Maszyn ciągniki podzielone zostały na 10 klas:

klasa 0 - siła uciągu do 1 kN (0,1 T);

klasa 1  -  siła uciągu 2 kN (0,2 T);

klasa 2 - siła uciągu 6 kN (0,6 T);

klasa 3 - siła uciągu  9 kN (0,9 T);

klasa 4 - siła uciągu 14 kN (1,4 T);

klasa 5 - siła uciągu 20 kN (2,0 T);

klasa 6 - siła uciągu 30 kN (3,0 T);

klasa 7 - siła uciągu 40 kN  '4,0 T);

klasa 8 - siła uciągu 50 kN (5,0 T);

klasa 9 - siła uciągu 60 kN (6,0 T).

    W poszczególnych klasach możliwe są różne modyfikacje budowy ciągnika, w zależności od głównego jego przeznaczenia. Ciągniki ogólnego przeznaczenia są używane do podstawowych prac polowych, do uciągu i napędu maszyn rolniczych oraz do transportu. W klasach 2,3,4 i 5 są to ciągniki czterokołowe z napędem na tylne koła.  Do tej podstawowej grupy ciągników należą:  Ursus C-330, C-360, C-365,   1201 oraz ciągniki licencyjne Massey-Ferguson MF-235,  MF--565,  MF-590. W tej grupie istnieją także modyfikacje ciągników klas 4 i 5,   z dodatkowym napędem kół przednich,   jak np.  Ursus 1204.   W klasie 6 i 8 ciągnikami ogólnego przeznaczenia są czterokołowe ciągni­ki z napędem na cztery koła:  Ursus 1604,  ciągniki produkcji ZSRR T150K i Kirowiec K-700A lub ciągniki gąsienicowe np.   DT-75. Ciągniki do upraw międzyrzędowych,  uwzględnione w klasach 2 i 3, różnią się od analogicznych ciągników ogólnego przeznaczenia głównie większym prześwitem i mniejszą szerokością opon.   Do grupy tej należy np.   nośnik narzędzi RS-09,   którego charakterystyczną cechą jest moż­liwość zawieszenia narzędzi na belce między osiami ciągnika.

     Ciągniki do prac w ogrodach,   sadach,   chmielnikach,   a więc o ma­łych wymiarach gabarytowych,   przewidziane są w klasie 0 jako jedno­kołowe (np.   Mepol-Terra)   lub czterokołowe z napędem na dwa lub cztery koła (np.   T4K-14A) . Ciągniki do prac melioracyjnych uwzględnione są w klasach 6, 7 i 8 jako ciągniki gąsienicowe o stosunkowo szerokich gąsienicach. Ciągniki do pracy w rejonach podgórskich przewidziane są w kla­sach 3 i 4 jako ciągniki czterokołowe z napędem na cztery koła o pod­wyższonej  stateczności.  System maszyn rolniczych uwzględnia także w klasach 3,4,5 i 6 ciągniki przystosowane do prac w leśnictwie.   Są to ciągniki czteroko­łowe z napędem na cztery koła ze specjalnym wyposażeniem do prac leśnych.   Do wyposażenia specjalnego tych ciągników należy między in­nymi wciągarka linowa oraz osłony zabezpieczające miskę olejową sil­nika i reflektory przed uszkodzeniem.

    Oprócz tych zasadniczych kryteriów podziału spotyka się jeszcze podział ciągników ze względu na sposób powiązania poszczególnych zespołów w jedną całość.   Według tego podziału ciągniki są:

z  ramą,

z  ramą szczątkową,

bezramowe.

    W  pierwszym przypadku wszystkie zespoły ciągnika mocowane są dogramy wykonanej zazwyczaj  (jako spawana lub rzadziej  -  nitowana) z tłoczonych podłużnie i poprzeczek.   Zaletą tego rodzaju rozwiązania jest możliwość  szybkiej wymiany uszkodzonego zespołu.

    Ciągniki z ramą szczątkową są to ciągniki,  w przedniej części których występują dwie podłużnice.   Podłużnice te w  tylnej części moco­wane są do obudowy tylnego mostu,   a w przedniej połączone są po­przeczką.   Do ramy szczątkowej mocowane są zespoły znajdujące się zwykle w przedniej części ciągnika.

    Ciągniki bezramowe    są to ciągniki,  w których obudowy silnika, skrzynki biegów i tylnego mostu zostały odpowiednio rozbudowane i po­łączone w  jedną całość.   Do nich dopiero mocuje się pozostałe zespoły i mechanizmy.             

Za kryterium podziału ciągników można też przyjąć miejsce zamo­cowania narzędzia roboczego.   Ze względu na to kryterium ciągniki moż­na podzielić na takie,  które przeznaczone są do prac z narzędziami wleczonymi względnie zawieszanymi z tyłu ciągnika,  na nośniki narzę­dzi,  w których narzędzia można mocować zarówno z przodu,   z tyłu jak i między osiami ciągnika,  i półnośniki narzędzi,  umożliwiające mocowa­nie narzędzi między osiami i z tyłu ciągnika.

Dane techniczne wybranych ciągników rolniczych przedstawiono w tab.1.1.

13. WYMAGANIA AGROMECHANICZNE STAWIANE CIĄGNIKOM ROLNICZYM

    Ciągnik rolniczy jako mobilne źródło energii w rolnictwie znajduje zastosowanie w wielu,   pod każdym względem zmiennych,  warunkach agrotechnicznych.  W zależności od określonych,   często bardzo specy­ficznych warunków pracy,   stawia się konstruktorom ciągników wiele różnorodnych,   a nawet kontrowersyjnych wymagań,   jakim powinien od­powiadać ciągnik rolniczy.  Konstruktor musi przeto głęboko wniknąć w te bardzo między sobą zróżnicowane zagadnienia i musi umieć wy­brać na podstawie opinii agrotechnika,  ekonomisty i mechanizatora rol­nictwa najbardziej optymalne rozwiązanie,  współpracując ściśle z kon­struktorem maszyn rolniczych,  fabrycznym technologiem i technologiem napraw.

    Najważniejsze wymagania agrotechniczne,   jakim powinien odpowia­dać ciągnik rolniczy, można podzielić na wymagania dotyczące:

charakterystyki technicznej ciągnika,

charakterystyki eksploatacyjnej,

technologii obsługi technicznej i napraw,

aspektu ekonomicznego i planowania parku maszynowego.

    Wymagania dotyczące charakterystyki technicznej obejmują racjonal­ny dobór parametrów konstrukcyjnych ciągników,  a następnie wskaźni­ków energetycznych i trakcyjnych. Dobór tych wielkości powinien być tak przeprowadzony,  aby zapew­niał prawidłowe wykorzystanie mocy silnika,  przy zachowaniu określonej

Tabela    1.1,

Charakterystyki techniczne ciągników