Кінематика агрегатів

Механізовані роботи у лісовому господарстві пов'язані з пе­реміщенням машинно-тракторних агрегатів, що на більшості видів робіт здійснюють циклічне повторення рухів.

Порядок елементів руху, що повторюються, — робочих і хо­лостих ходів (виїздів у кінці гонів, поворотів та заїздів), зветься способом руху.

Кінематика машинно-тракторних агрегатів — це вчення про способи руху їх при виконанні лісогосподарських робіт.

В умовах лісового господарства машинно-тракторні агрегати рухаються по траєкторії, близькій до прямолінійної або криволі­нійної, та здійснюють повороти. Рух, близький до прямоліній­ного, здійснюють агрегати під час робочих ходів при виконанні різних операцій на розчищених площах. При роботі на нероз- корчованих зрубах, на яружно-балкових і гірських схилах аг­регати рухаються, як правило, криволінійно.

Розрізняють такі способи руху агрегатів; гонові, діагональні та кругові.Пригонових способах руху(рис. 15.1,'/) напрям робочих ходів паралельний до однієї зі сторін ділянки. На­прям робочих ходів вибирають паралельно більшій стороні ділянки, якщо це задовольнятиме агротехнічним вимогам.

При діагональному способі руху(рис. 15.1,II)робочі хо­ди направляють під кутом до сторони ділянки. Прикругових способах руху(рис. 15.1,III)робочі ходи агрегату паралельні до сторін ділянки, що обробляють.

Найчастіше агрегати здійснюють повороти в кінці гонів вхо­лосту під кутом 180* та 90*. Іноді агрегати розвертаються і під час робочого руху (рис. 15.2, І).

Повороти на 180^ебувають петельними (рис. 15.2, /), без- петельними (рис. 15.2,II)та голчастими (реверсивними) (рис. 15.2,III).

Петельні повороти роблять тоді, коли відстань між середи­нами двох суміжних проходів агрегату менша за подвійний ра­діус його повороту.

Радіус повороту агрегату Я_а(рис. 15.3) визначається як відстань між центром повороту О_пі центром агрегатуО_а.Кіне­матичним центром агрегату, або центром агрегату Од, назива­ють точку, що умовно визначає рух усього агрегату. Центр аг­регату для тракторів і самохідних шасі з однією ведучою віссю розміщується посередині осі (рис. 15.3, а):

ос		о	о
\і	к.	X	З

Рис. 15.1. Схеми руху машинно-тракторних агрегатів:

І — тоновий: а — човниковий з грушоподібним поворотом; б — човнико­вий з грибоподібним поворотом; в — з безпетєльними поворотами; г — з петельним поворотом; д — урозвал (Е_п - ширит поворотної смуги; С — ширина загону); II — діагональні: а — однослідні; б — двослідно- перехресне при ширит поля від 0,75 до 0,55 його довжини; в — те саме, при ширині поля від 0,55 до 0,30 його довжини; III — кругові: а — рух від периферії до центру; б — від центру до периферії; в — рух від периферії до центру при збиральних роботах; г — рух від центру до периферії при снігозатриманні: 1 — заїзд; 2 — виїзд; 3 — передостан­ній гін; 4 — останній гін (Ьд ~ довжина поля; С — ширина паля;

5 — ширина ділянки у ирнтрі поля; а — відстань ділянки до границі поля;

В — ширина захвату агрегату)

Рис. 15.2. Повороти агрегатів:

І — петельний на 180": а — грушоподібний; 6 — вісімкоподібний; в — грушоподібний з виїздом вбік при малій ширині поворотної смуги; г — грушоподібний при роботі на схилі; д — грибоподібний поворот агрегату з начіпною машиною та подовженим рухом заднім ходом;

е — грибоподібний поворот агрегату з начіпною машиною та вкороченим рухом заднім ходом; II — безпетельні на 180°: а — по напівколу; б — по дузі радіуса Яа з перебігом вздовж поворотної смуги; III — голчастий (реверсивний): е — довжина виїзду і в'їзду агрегату; X — відстань поміж серединами двох суміжних проходів агрегату; В_а — ширина агрегату; а — кут нахилу поверхні, де виконується робота; І — довжина гону

а) для тракторів з двома ведучими осями — посередині між ними на поздовжній осі трактора (рис. 15.3, б);

б) для тракторів із шарнірним кістяком та двома ведучими осями — у центрі шарніра (рис. 15.3, в);

в) для гусеничних тракторів— у точці перетину поздовж­ньої осі трактора та поперечної лінії, проведеної через центри тиску гусениць (рис. 15.3, г).

Проводячи розрахунки для агрегатів з причіпними борона­ми, радіус повороту з достатнім ступенем точності беруть рівним ширині захвату агрегату; з культиваторами та сівалками і однією причіпною машиною — 1,7; двома - 1,2; трьома — 0,9; чотирма і п'ятьма — 0,8 ширини захвату агрегату. Най­менший радіус повороту для тракторів з начіпними та напів- начіпними машинами без коліс або з колесами, що самовста- новлюються, дорівнює найменшому конструктивному радіусу повороту трактора.

і

Рис. /5.5. Елементи кінематичних параметрів агрегату:

Ла — радіус повороту агрегату; В_а — ширина агрегату; Ід — кінематична довжина агрегату; О_а — розміщення умовного центру агрегату; Ом ~ найвіддаленіша точка машини від центру агрегату: а — у колісних тракторів з однією ведучою віссю; 6-у тракторів з двома ведучими осями і керованими колесами на кожній осі; в — у колісних тракторів з двома ведучими осями та шарнірним кістяком; г — у гусеничних тракторів

Вивчаючи повороти, треба знати: кінематичну довжину агре­гату /.д - відстань між центром агрегату О_аі найбільш віддале­нішою точкоюО_тпри повороті (рис. 15.3); кінематичну шири­ну агрегатуВ_а— найбільшу ширину його під час прямолінійно­го руху (рис. 15.3); довжину виїзду та в’їздуе(рис. 15.2), тоб­то відстань, що має пройти центр агрегату від внутрішньої межі поворотної смуги загону до початку повороту або після нього (рис. 15.2). Для агрегатів, розміщених позаду машини, а також для агрегатів з великим радіусом поворотуЯ_аберетьсяе = 0,\Ь_а. Для агрегатів з причіпними машинами визначають £=0,5 —0,75Ь_а.

Залежно від основних кінематичних даних агрегату та спо­собу його руху визначають середню довжину шляху 5_Хпри по­вороті і найменшу ширину поворотної смугиЕ_п(рис. 15.2, табл. 15.1).

Таблиця 15.1.Величина середнього шляху повороту агрегату і ширини поворотної смуги

Вид повороту |	Середня І довжина шляху | Sx при повороті	Найменша ширина поворотної смуги, Е ц
Петельний грушоподібний	бЛ„+2е	2,8Ka+0,5 Ва
Те саме вісімкою	8,4 Ra +2е	ЗЛ„+0,5
Те саме з грушоподібним виїздом у бік	12,42 й0+2е	2Я„+0,5 В.
Грибоподібний з подовженим рухом агрегату з начіпними машинами	6,14 Ra +2е	і j 1,1 Ra + 0,5 Ва
Те саме з укороченим рухом агрегату з начіпною машиною заднім ходом	4,14Д„+2е	1,1 R„ +0,5 В а
Голчастий (реверсивний)	1 3,4 +2е	2Я„ +0,5 В„
Безпетельний по нашвколу на 180°	1 | 3,14Д„+2Є	І иЛ„+о,їв.
Те саме з прямолінійною ділянкою	1 З.м^+ге+і	j 1ДЛ„ +0,5в„
На кут 90°	і • • — ; 1.6 Ra +2е	I UR. + 0.5B,, . . 1

Економічність руху агрегату оцінюють за коефіцієнтом ро­бочих ходів:

(15.1)

де £5^ — сумарна довжина робочих ходів, м;

(15.2)

де ^ — площа ділянки, що обробляється, га; В_р— робоча ши­рина захвату, м; — сумарна довжина холостих ходів, м;

(15.3)

де Б_хі —довжина холостого ходу при г-му повороті, м;Щ—кількість г-х поворотів.

Середнє значення коефіцієнта робочих ходів — 0,70-0,75. За правильної організації робіт цей коефіцієнт вищий.

Великі обсяги культур створюють на нерозкорчованих зру­бах. За таких умов ґрунт готують борознами або смугами, які розміщують між пнями, дотримуючись при цьому загального напряму руху вздовж вибраного боку ділянки. Цей спосіб ру­ху агрегату на зрубах звуть умовно-човниковим. Агрегати пе­реміщуються по траєкторії, що складається з прямолінійних і криволінійних ділянок з різною кривизною. Співвідношення між довжиною залежить для одного й того самого агрегату від кількості пнів на 1 га. За даними Воронезького лісотехнічного інституту при наявності понад 500 пнів на 1 га тільки 10 % 5-метрових борозен нарізуються прямолінійними, 20 % боро­зен — по кривих радіусом 5-10 м; 50 % — радіусом 10-50 м, з них 25 % — по кривих з радіусом менше ніж 25 м, що приз­водить до значних порушень агротехнічних вимог.

При порівняно невеликій кількості пнів (до 400 шт. на 1 га) борозни прокладаються по кривих з радіусом 20-50 м і при цьому можна запобігти потраплянню агрегату на пні. На зру­бах з кількістю пнів 700 шт. і більше на 1 га агрегат шириною близько 2 м рухається в основному по кривих радіусом 5-6 м і при цьому в середньому через 25 м він потрапляє на пні.

Із збільшенням кількості пнів на 1 га прохідність агрегату утруднюється і нарешті вона стає неможливою, якщо:

В_а>1~(й_сер+2АсІ)-АЬ _? (15.4)

де В_а —ширина агрегату, м; / — середня відстань поміж пня­ми на зрубі, м;(І_сер— середній діаметр пнів, м;Ай— збіг стовбура або кореневої шийки з одного боку пня на рівні по­верхні, що обробляється, для соснових пнів — 0,07-0,20 м, для пнів порослевого дуба і берези — 0,10-0,30 м, для ялинових пнів — 0,10-0,35 м;ЛЬ— відстань поміж пнями і ходовою частиною трактора, що береться 0,06-0,20 м.

При виконанні робіт із залісення яружно-балкових і гірських схилів агрегати рухаються по складних траєкторіях, бо при робо­чих ходах вони повинні переміщуватися по горизонталях, де пря­молінійні ділянки чергуються з криволінійними, а в кінці гонів здійснювати грушоподібні повороти (див. рис. 15.2, //) агрегатів із звичайними тракторами або голчасті (див. рис. 15.2, III)для агрегатів з човниковими тракторами.