Cap

PAGE 19

Capitolul 1. INTRODUCERE

1.1 Definiia tractoruluiTractorul este un autovehicul pe roi sau pe enile destinat s execute diferite operaii tehnologice cu ajutorul utilajelor i mainilor purtate, semipurtate sau remorcate. Poate servi ca surs de putere pentru antrenarea unor maini i utilaje staionare,utilizate n special n agricultur. Este, de asemenea, utilizat n construcii, amenajri funciare, exploatri forestiere i miniere, n transporturi.

Din francezul tracteur = tractor; TRACTUS - latin = tragere, trre

1.2 Scurt istoricDup 1830 primele tractoare pe roi, cu motor cu abur, utilizate n Frana i Anglia, n armat i transporturi;

Dup 1850 utilizarea tractoarelor n agricultur pentru: antrenarea batozelor, pregtirea solului, semnat, recoltat;

Sfritul sec. XIX utilizarea pe tractoare a motoarelor cu ardere intern (firma Hart Parr din SUA);

nceput sec. XX roi mari (( 2,5m), cu obad rigid, transmisii cu 2 3 rapoarte (de ex. transmisii cu lan);

1917 - Henry Ford introduce producia de mas la tractoare;

1930 introducerea roilor cu pneuri la tractoarele de transport; specializare pentru anumite operaiuni (elevatoare, sptoare de lannuri, corhnit etc.)

n Romnia:

26 decembrie 1946 primul tractor romnesc, IAR 22: 28 kW/1100 min.-1 1949 IAR 23 for de traciune mrit

1951 KD 35 tractor pe enile, 27 kW/1400 min.-1 1955 KDP 35 tractor pe enile pentru lucrri de prit

U2 tractor universal, roi cu pneuri, ridictor hidraulic, motor KD 35

1956 U 22 tractor universal, 33 kW/1500 min.-1, priz de putere semiindependent, instalaie hidraulic cu trei prize 1963 U 650 tractor universal, 65 CP

1965 S 650 tractor pe enile

1970 U445, 33 kW/2400 min.-1, 3 cilindri

n anii 80 peste 80 tipuri cu puteri nominale 19 ( 265 kW

Observaie: IAR- ntemeiat n 1925, 19 tipuri de avioane, 6 de concepie proprie.

1.3 Clasificarea tractoarelor

I. Dup destinaie: Agricolecu destinaie generaluniversalespecializateasiuri autopropulsate Industriale tractoare cu destinaie general tractoare specializate Rutiere (de transport)

II. Dup tipul sistemului de rulare si de propulsie: Pe roicu o punte (2 ( 2)

cu dou puni(3 ( 2)

(4 ( 2)

(4 ( 4)

cu trei puni(6 ( 2)

(6 ( 4)

(6 ( 6)

Cu semienile

Pe enile

III. Dup tipul transmisiei:

Cu transmisie mecanic

Cu transmisie hidromecanic

Cu transmisie hidrostatic

Cu transmisie electric

Cu transmisie electromecanic

IV. Dup nivelul forei de traciune nominale n kN:

2, 6, 9, 14, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100, 150, 250, 350.

Scheme de tractoare sunt prezentate n figurile 1.1 i 1.2

Fig.1.1. Scheme de motocultoare: a- fr scaun pentru tractorist; b- cu scaun pentru tractorist; c- cu semiremorc.

Fig.1.2. Scheme de tractoare: a- tractor pe roi 4x2 cu lumin mic; b- idem cu lumin mare; c- asiu autopropulsat, d- tractor pe roi 4x4 cu roi indgale; e- idem cu roi egale; f- tractor pe roi 4x4 cu asiu articulat; g i h- tractoare cu semienile; i- tractor agricul pe enile; j- tractor industrial pe enile.

1.4 Calitile de exploatare ale tractoarelor agricole i indicatorii lor

Caliti de exploatareIndicatori

12

Caliti agrotehnice

Capacitatea de trecere

- indicatori generaliPresiunea pe sol (medie i maxim); garda la sol; tipul i parametrii sistemului de rulare; gradul de tasare a solului.

- n zone muntoasePanta maxim pe care tractorul poate lucra; devierea n aval.

- la lucrrile ntre rnduriGarda la sol agrotehnic; ecartamentul; limea de gabarit; configuraia exterioar a tractorului; numrul relativ al plantelor vtmate i caracterul vtmrilor.

- n pomiculturnlimea de gabarit.

Maniabilitatea

- stabilitatea micrii rectiliniiAbaterea de la direcia necesar.

- manevrabilitateaRaza minim de viraj; coeficientul de utilizare a timpului de deplasare.

12

Mersul linititAbaterea medie ptratic a adncimii de lucru; valorile maxime ale frecvenei i amplitudinii oscilaiilor liniare i unghiulare; acceleraiile oscilaiilor liniare i unghiulare; viteza de variaie a acceleraiilor liniare i unghiulare.

Caliti tehnico - economice

ProductivitateaSuprafaa prelucrat n unitatea de timp

Caliti de traciunePuterea nominal de traciune; fora nominal de traciune; coeficientul de adaptabilitate al motorului; randamentul maxim de traciune; caliti de aderen (patinarea); fora de traciune specific raportat la limea de gabarit a tractorului.

Uurina formrii agregatelorConstrucia general a tractorului; gama vitezelor; numrul i structura treptelor; tipul cuplrii tractorului cu mainile i uneltele i comanda acestora; tipul mecanismului de suspendare; parametrii instalaiei hidraulice; tipul prizei de putere.

Economicitatea

- consumul de combustibil

Consumul specific minim de combustibil al motorului; consumul specific minim (curent) de combustibil raportat la puterea de traciune; consumul specific de exploatare.

- cheltuieli de amortizareCostul tractorului; durata de amortizare.

- fiabilitateaMedia timpului de bun funcionare - MTBF; media timpului total de utilizare - MTTU; abaterea medie ptratic a MTBF i MTTU; media timpului total de reparare - MTTR; abaterea medie ptratic a MTTR; rata cderilor n perioada vieii utile; evoluia funciei de fiabilitate n timp.

MentenabilitateaAccesibilitatea elementelor la care trebuie s se intervin; costul i masa pieselor de schimb utilizate ntr-un an; frecvena i volumul operaiunilor de mentenan preventiv raportate la unitatea de timp.

DisponibilitateaMrimea coeficientului de disponibilitate.

Caliti tehnice generale

Caliti ergonomice i de igien a muncii pentru tractorist

- protecia personalului de deservire

Tipul cabinei; numrul locurilor n cabin; protecia mpotriva zgomotului, prafului, gazelor de evacuare; existena ventilaiei, nclzirii i aerului condiionat; nivelul zgomotului.

- condiii de lucru confortabileConfortabilitatea scaunului; nomenclatura i caracteristicile aparatelor de bord; dimensiunile i configuraia zonelor lipsite de vizibilitate; numrul i plasarea organelor de comand; frecvena de acionare a acestora; fora necesar acionrii comenzilor; lucrul mecanic consumat pentru acionarea comenzilor.

- iluminareaPuterea generatorului de curent; numrul i intensitatea luminoas a becurilor; calitile optice i plasarea surselor de lumin (faruri, lmpi de gabarit, semnalizatoare etc.).

- autonomie n funcionareDurata de funcionare ntre dou alimentri consecutive cu combustibil.

Uurina pregtirii pentru lucruDurata pregtirii pentru lucru i a pornirii motorului.

Securitatea muncii

- stabilitatea pe panteUnghiurile limit i critice pentru stabilitatea longitudinal i transversal; existena clinometrului i a avertizorului pentru unghiul limit.

12

- eficacitatea frnriiSpaiul de frnare al agregatului de transport de la vitezele iniiale de 20 i 30 km/h; deceleraia maxim; unghiul pantei pe care tractorul poate staiona.

- securitatea cuplriiExistena i tipul cuplelor automate.

- tehnica securitiiExistena i construcia aprtorilor n dreptul organelor aflate n micare; existena i caracteristica claxonului.

- protecia contra incendiilorExistena extinctoarelor i a stingtoarelor de scntei.

Capitolul 2. PARTICULARITI ALE RULRII ROILOR DE TRACTOR

2.1. PROPRIETILE FIZICO - MECANICE ALE SOLULUI

Sub aciunea organelor sistemului de rulare al tractorului, solul se deformeaz. Valoarea i caracterul deformaiilor sunt determinate de aciunea forelor exterioare sau interioare care provoac modificarea poziiei relative a particulelor solului i a distanei medii dintre acestea. Dac, dup ncetarea aciunii exterioare, particulele revin la poziia iniial, deformaia este considerat elastic; dac, ns, poziia particulelor dup nlturarea sarcinii difer de poziia lor iniial, nseamn c au loc deformaii remanente. Dac deformaia remanent este egal cu deformaia total, se spune c a avut loc o deformaie plastic. Experiena arat c solurile reale nu sunt perfect elastice sau perfect plastice.

La sarcini mici, deformaia este direct proporional cu valoarea forei, adic, n acest caz, solul se comport ca un corp elastic. Dac sarcina crete n continuare, deformaia crete ntr-o msur mai mare i, prin aceasta, solul se apropie de un mediu elasto - plastic. La o anumit sarcin limit, creterea deformaiei are loc fr o cretere sensibil a tensiunii.

Deformaia solurilor aflate n condiii naturale are uncaracter aparte n condiiile n care forele ce acioneaz asupra particulelor solului sunt apropiate de forele de coeziune. n aceast situaie, chiar n cazul dependenei liniare dintre tensiune i deformaie (la sarcini mici), dup ncetarea aplicrii sarcinii rmn deformaii remanente mari.

Prin interaciunea sistemului de rulare cu solul, acesta din urm este supus strivirii i forfecrii pe diferite direcii; ca rezultat, n el apar cmpuri ale tensiunilor normale i tangeniale care se transmit n adncime. De capacitatea solului de a suporta tensiunile menionate depinde att adncimea fgaului format de roi sau enile ct i fora de aderen. De aceea, rezistena solurilor la solicitrile de compresiune i forfecare reprezint parametrul principal care influeneaz calitile de traciune i aderen ale tractorului.

Tensiunea la comprimare a solului depinde de deformaia lui. Totodat, trebuie menionat c, la aceeai deformaie z a solului, tensiunea la comprimare are valori diferite n funcie de tipul solului. Pentru definirea corelaiei dintre tensiunea la comprimare i deformarea solului au fost definite mai multe expresii analitice, una dintre cele mai simple fiind:

,

(2.1)

n care: c este coeficientul deformrii volumice; z - deformaia solului; n - exponent care depinde de felul solului i de condiiile ncrcrii (caracterizeaz rapiditatea creterii deformaiei).

O alt lege de coresponden ntre cele dou mrimi este:

,

(2.2)

unde este capacitatea portant limit (tensiunea maxim la compresiune) a solului, la care deformaia solului crete fr a mri sarcina exterioar aplicat; c - coeficientul deformrii volumice a solului, numeric egal cu tangenta la curba f(z) n originea axelor de coordonate (fig. 2.1).

Fig. 2.1 Variaia tensiunilor normale n funcie de deformaia solului

n mod convenional, graficul poate fi mprit n trei zone care pun n eviden particularitile interaciunii dintre sarcinile exterioare i rezistena la comprimare a solului. Pe poriunea I curba este apropiat de o dreapt; pe aceast poriune se produce, n principal, compactarea solului. Pe poriunea II deformaia solului crete mai repede dect sarcina exterioar i, prin urmare, solul nu numai c se taseaz, dar n el apar i focare de forfecare local. Pe msur ce sarcina exterioar crete, tensiunea de forfecare devine n unele locuri mai mare dect frecarea intern i coeziunea dintre particulele solului, din care cauz deformaia devine din ce n ce mai intens. Pe poriunea III se produce curgerea plastic a solului; n ntreaga mas deformat apar forfecri, tasarea solului nceteaz i el este mpins lateral de sub suprafaa de sprijin. Cnd deformaia solului z este suficient de mare, tensiunea din sol atinge valoarea limit a capacitii portante .

n tabelul 2.1 sunt date valorile constantelor i c pentru mai multe tipuri de sol.

Tabelul 2.1

Capacitatea portant a solurilor i coeficientul deformrii volumice c

Denumirea soluluiUmiditatea, %Pac, MN/m3

Nisipo - lutos:

- elin;

- mirite dup cereale;

- artur aezat.14 16

11 13

12 141,29 1.43

0,81 0,90

0,45 0,6683 110

68 82

41 65

Argilo - nisipos uor:

- elin;

- mirite dup cereale;

- artur aezat.13 14

12 13

12 132,42 2,58

1,43 2,09

0,96 1,1673 97

111 199

107 174

Argilo - nisipos mediu

- elin;

- mirite dup cereale;

- artur aezat.10 11

12 14

16 172,74 3,10

1,68 2,27

0,68 1,09111 199

107 174

61 108

Argilo - nisipos greu:- elin;

- mirite dup cereale;

- artur aezat.19 20

13 16

12 142,49 2,85

1,88 2,47

0,95 1,28116 182

98 174

73 106

Argilos- elin;

- artur aezat.12 15

10 133,23 4 62

1,29 1,91127 207

83 147

Fora de rezisten la fofecare este dat de legea lui Coulomb:

,

(2.3)

n care: T0 reprezint fora de aderen molecular i capilar; N - sarcina normal la sol; i - coeficientul de frecare interioar a solului.

Fora tangenial maxim este

Tmax = N,

(2.4)

unde este coeficientul static de frecare.

La aplicarea unei fore mai mari se produce retezarea solului, iar fora tangenial efectiv devine n acest caz:

Ta = aN,

(2.5)

unde a reprezint coeficientul de frecare la alunecare.

La limit, relaia (2.3) devine deci:

N = To + i N,

(2.6)

sau, ntr-o alt form:

,

(2.7)

n care p este presiunea specific pe suprafaa solului; 0 - fora unitar de aderen molecular i capilar.Dup cum rezult din (2.7), coeficientul de frecare scade la creterea presiunii specifice, ceea ce se confirm experimental, aa cum arat graficele din figura 2.2

Fig. 2.2 Variaia coeficientului static de frecare i a celui de alunecare n funcie de presiunea specific: 1 - argil nisipoas, umiditate (14(16%); 2 - mlatin de turb, mirite, umiditate (70(76%)

Fig. 2.3 Relaia dintre tensiunile de forfecare i deformaii: 1 - sol compact; 2 - sol plastic

Determinrile experimentale au artat c tensiunea de forfecare este o funcie de deformarea la forfecare . Dependena are forme diferite, n funcie de felul solului (fig. 2.3). Se observ c, pentru un sol compact (argil nisipoas, sol nisipos - lutos), tensiunea la forfecare creste pn la o valoare maxim, dup care ncepe s scad asimptotic pn la valoarea al, astfel incat la deformatii suficient de mari, tensiunea la forfecare poate fi considerata constanta. Pentru solul plastic, deci cu umiditate ridicat, tensiunea crete asimptotic la mrirea deformaiei, tensiunile maxime avand loc la valori mari ale deformatiei.

2.2. ADERENA I PATINAREA ROILOR MOTOARE

n funcie de condiiile de funcionare, roile motoare ale tractorului pot avea o rostogolire ideal, cu vitez nul n pata de contact, se pot rostogoli cu patinare sau cu alunecare.

Coeficientul patinrii se definete ca raport ntre viteza real i cea teoretic ale tractorului:

, unde este patinarea rotilor (2.8)

Interaciunea pe direcie longitudinal a roii motoare cu solul poate fi privit ca aciune simultan a trei categorii de fore:

1. de frecare ntre suprafaa de sprijin a anvelopei i sol;

2. de forfecare a solului n plan orizontal de ctre pintenii afundai n sol;

3. de forfecare a solului n plan vertical de ctre flancurile laterale ale acelorai pinteni.

Pe drumurile cu suprafa tare rolul principal l au forele de frecare. Pe solurile deformabile crete considerabil rolul forelor de forfecare i, n multe cazuri, acestea dein rolul predominant.

Prin rostogolirea roii motoare, pintenii si deplaseaz i foarfec solul n sens opus deplasrii ei. Sprijinul pintenilor pe sol, forfecarea i deplasarea poriunilor de sol comprimat ntre pinteni sunt posibile dac sunt folosite pe deplin forele de frecare, adic n cazul patinrii roii.Deci, transmiterea cuplului motor este nsoit ntotdeauna de o patinare a roilor motoare. Patinarea poate lipsi numai n cazul n care solul nu este deformat orizontal, iar pneurile nu sunt deformate tangenial, ceea ce ar fi posibil numai n condiiile deplasrii cu o for tangenial de traciune nul (fora motoare Fm = 0). n realitate, funcionarea tractorului n asemenea condiii este imposibil ntruct chiar la deplasarea n gol acioneaz o anumit for tangenial de traciune, necesar nvingerii cel puin a rezistenei la rulare.

Aadar, esena fenomenului fizic al patinrii roilor motoare pe soluri deformabile se explic, n primul rnd, prin apariia deformaiilor remanente ale solului, care constau n tasarea sa orizontal de ctre pintenii pneurilor n sens opus deplasrii tractorului. Acest fenomen este echivalent cu deplasarea napoi a axei roii motoare, ceea ce nseamn o reducere corespunztoare a vitezei de translaie a tractorului. n al doilea rnd, din cauza elasticitii tangeniale a pneurilor, axa roilor se apropie de suprafaa drumului sub aciunea momentului de rsucire aplicat roii. Din aceast cauz, drumul parcurs de roata motoare n timpul unei rotaii se micoreaz, adic are loc, n mod suplimentar cazului anterior, o reducere a vitezei de translaie a tractorului. Reducerea vitezei tractorului, datorat aciunii cumulate a celor dou tipuri de fenomene, se apreciaz cu ajutorul patinarii relative .

n figura 2.4 este prezentat ntr-o form intuitiv fenomenul aderenei i patinrii roii motoare care se rostogolete pe un sol deformabil. n cazul deplasrii roii cu o vitez constant, forfecarea i tasarea solului dintre pintenii roii se produc, ndeosebi, n momentul ieirii ultimului pinten al suprafeei de sprijin a roii din sol. n acest moment, sarcina de la pintenul care a prsit solul se redistribuie ntre ceilali pinteni care se afl n contact (n angrenare) cu solul. Fiecare pinten taseaz solul cu o valoare Astfel, tasarea la primul pinten va fi la al doilea = 2 (fa de tasarea anterioar , se taseaz n continuare tot cu valoarea la al treilea 2 + = 3.a.m.d. ntruct primul pinten parcurge toate stadiile angrenrii de la intrarea n sol i pn la ieirea din el, rezult c tasarea, la ieirea din sol, va fi max = n unde neste numrulpintenilor aflai la un anumit moment dat n contact cu solul.

Fig. 2.4 Schema interaciunii roii motoare cu solul

a - epura deformaiei solului i a presiunii pe sol; b - tensiunile produse de forfecarea solului de ctre pinteni

Pe de alt parte, tasarea maxim a solului poate fi exprimat ca produs ntre patinarea i lungimea suprafeei de sprijin a roii l, adic max = l.

Cercetrile efectuate asupra roilor motoare au condus la concluzia c deformarea solului are loc dup o lege liniar, avnd ca epur un triunghi (fig. 2.4, a): la intrarea unui pinten n sol deformaia = 0, la ieirea aceluiai pinten din sol deformaia atinge valoarea n = l; la distana x deformaia are valoarea x = x.

Aa cum s-a mai artat, fora tangenial de traciune a unei roi motoare cu pneu, prevzut cu pinteni, este egal cu suma forelor de frecare i a reaciunilor de forfecare ale fiecrui pinten.

Fora tangenial de traciune a roii, dezvoltat ca urmare a forfecrii n planul orizontal de ctre muchiile de vrf ale pintenilor, este dat de relaia:

,

(2.9)

n care: dA = b dx este aria suprafeei elementare de forfecare; b = 2 lp sin - limea roii, lp fiind lungimea muchiei pintenului, iar - unghiul ce caracterizeaz plasarea pintenului pe roat (fig. 2.5); dx - lungimea suprafeei elementare.

Fig.2.5 Plasarea pintenilor pe banda de rulare a anvelopei

n cazul cel mai general x depinde de urmtorii factori: presiunea normal la sol px , deformaia solului, proprietile fizico-mecanice ale acestuia, parametrii constructivi ai roii. Dintre acetia, mrimi variabile sunt presiunea normal la sol i deformarea la forfecare, adic x = f (px , x).

Experienele au pus n eviden faptul c forma curbelor tensiunii la forfecare nu este identic pentru diferite soluri. Aa, de exemplu, pentru soluri compacte de tipul argilo-nisipoase sau nisipo-lutoase (v. curba 1 din fig. 2.3), tensiunea la forfecare, crete, la nceput, aproximativ proporional cu valoarea deformaiei solului, apoi proporionalitatea este deteriorat i, la o anumit valoare a deformaiei, atinge valoarea maxim:

max = frep p,

(2.10)

unde: frep este coeficientul de frecare pentru corpurile n repaos (n unele lucrri este denumit coeficient de aderen); p - presiunea normal la sol.

Dac deformaia crete n continuare, tensiunea la forfecare se micoreaz treptat, apropiindu-se asimptotic de o valoare constant:

al = fal p,

(2.11)

unde: fal este coeficientul de frecare la alunecare.

Prin urmare, la deformaii suficient de mari, tensiunea la forfecare poate fi considerat constant, nedepinznd de deformaie. Pentru mirite se poate considera fal ( 0,7( 0,8, valorile medii depinznd de sol i corespunznd unor presiuni p = (0,2( 0,5)( 105Pa.

Pentru soluri plastice, adic pentru soluri mbibate cu ap, tensiunile maxime la forfecare au loc pentru valori foarte mari ale deformaiei (v. curba 2 din fig. 2.3), iar curba nu are un punct de maxim.

Stabilirea unor expresii analitice pentru curbele tensiunilor la forfecare are o importan mare pentru studiul interaciunii sistemului de rulare cu solul. ntr-o prim aproximaie, se consider c presiunea pe sol se repartizeaz uniform, adic:

.

(2.12)

Forfecarea verticala a solului de ctre muchiile laterale verticale ale pintenilor aflai n sol determina a doua component a forei tangeniale de traciune, care se determin cu relaia:

,

(2.13)

n care: n este numrul pintenilor aflai n sol; x - rezistena specific la forfecare; hp - nlimea pintenilor; bp - grosimea pintenilor; t - pasul pintenilor (fig. 2.5). Valorile mrimii xdepind de natura i starea solului. Astfel, pentru mirite pe sol argilo-nisipos mediu, x = (1,26 ( 2,6) ( 103 N/m, iar pentru sol nisipos-lutos, x = (1,5 ( 2,6) ( 103 N/m.

Fora tangenial total va fi:

Fm = Fm + Fmx .

(2.14)

Fig.2.6 Dependena de patinare a forei motoare n cazul pneului 12-38 (pa = 0,8( (105Pa), la deplasarea pe sol argilo-nisipos uor:

1- Qm = 5kN; 2- Qm = 10kN; 3- Qm = =15kN; 4- Qm = 25kN; 5- Qm = 35kN;

Fig. 2.7 Dependena calitilor de traciune ale pneului 12 - 38 (pa = 0,8(105Pa) de sarcina verticaln figura 2.6 este reprezentat variaia forei motoare Fm n funcie de patinarea pentru pneul 12 - 38. Forma curbelor este identic cu cea a tensiunii la forfecare (fig. 2.3). Valoarea patinrii corespunztoare forei motoare maxime se afl n limitele 22 - 24%. Se observ c, odat cu creterea sarcinii verticale Qm, fora motoare atinge valoarea maxim la o patinare mai mic. Prin urmare, pentru obinerea unor caliti maxime de traciune, n cazul tractoarelor grele, trebuie admis o patinare mai mic dect n cazul tractoarelor uoare.

n figura 2.7 este reprezentat graficul de variaie a forei motoare maxime n funcie de sarcina vertical, pentru acelai pneu i pentru aceleai condiii de sol. La nceput, valoarea forei Fm crete rapid, direct proporional cu sarcina, apoi creterea ei devine mai puin intens. De aceea este raional ca sarcina vertical s creasc pn la o anumit limit, cnd nc se menine proporionalitatea ntre mrimile Fm i Qm. Pentru pneul menionat, aceast limit este Qm = 12 ( 15 kN. Reducerea intensitii de cretere a forei motoare n funcie de sarcina vertical se explic prin aceea c tensiunile la forfecare din sol nu cresc direct proporional cu sarcina sau cu presiunea pe sol. n aceeai figur este dat dependena forei motoare specifice m = Fm/ Qm n funcie de sarcina vertical Qm.

n baza celor de mai sus se desprind urmtoarele concluzii:

rostogolirea roii motoare pe un teren deformabil este nsoit de patinare, adic de micorarea vitezei de translaie a tractorului i, prin urmare, de un consum suplimentar de putere;

reaciunea tangenial care ia natere n procesul interaciunii roii motoare cu solul are ntotdeauna direcia i sensul deplasrii roii;

calitile de traciune ale roii motoare, caracterizate prin valorile forei tangeniale de traciune (forei motoare) i ale momentului de rezisten la rulare, depind de sarcina vertical, de parametrii constructivi ai roii, de proprietile fizico-mecanice ale solului i de patinare;

valoarea maxim a forei tangeniale de traciune se dezvolt la o valoare a patinrii de 22 ( 24%.

Fig. 2.8 Calitile de traciune, de aderen i economice ale pneului 12 - 38 (pa = 0,8(105Pa) pe mirite

Curbele din figura 2.8 pun n eviden calitile de traciune, de aderen i economice ale unui pneu 12 - 38 la deplasarea pe mirite pe un sol argilo-nisipos.

n cazul deplasrii tractorului ntr-un regim stabilizat, pe un teren orizontal, Ft = Fm - Rrm. Din graficul menionat rezult c fora de traciune crete pn la o anumit limit, dup care ncepe s scad. Aceasta se explic prin creterea rapid a forei de rezisten la rulare n cazul sarcinilor normale la sol mari. Curba Ft = f (Qm) se numete caracteristic de traciune a roii. Ea arat calitile de traciune posibile n funcie de sarcina normal la sol.

Curba m = f (Qm) se numete caracteristic potenial de traciune. Ea indic sarcinile normale la sol optime, la care randamentul este maxim. Din grafic rezult c funcionarea economic a roii are loc la valori mai mici ale forei de traciune dect cea maxim.

Prin urmare, pentru orice roat motoare care funcioneaz pe diferite soluri, fora de traciune maxim i randamentul maxim al roii se obin la diferite sarcini normale corespunztoare fiecrui tip de sol n parte. La proiectarea tractorului trebuie s se optimizeze dimensiunile roilor n funcie de proprietile fizico-mecanice ale solului i de patinare, n aa fel nct roata s aib o eficien maxim pentru lucrarea principal pe care tractorul urmeaz s o execute.

Pentru determinarea analitic a patinrii tractoarelor pe roi, s-au propus foarte multe expresii. Gsirea unui argument n funcie de care s fie exprimat patinarea este o problem dificil pentru c, aa cum s-a vzut, fenomenul interaciunii sistemului de rulare cu solul este deosebit de complex. De aceea, o mare importan n studierea aderenei i patinrii o au cercetrile experimentale.

Mrimea care caracterizeaz cel mai complet patinarea roilor tractorului este fora motoare specific (coeficientul de utilizare a greutii aderente), definit prin raportul dintre fora motoare Fm a roii (respectiv a punii motoare) i reaciunea normal la sol Zm a roii (punii) motoare:

.

(2.15)

Aceast mrime variaz de la m = 0, cnd Fm = 0, pn la m max = , valoare corespunztoare patinrii totale ( = 1).

Fcndu-se o sintez a mai multor lucrri teoretice i experimentale, se propune ca, la determinarea analitic a patinrii tractorului, s se plece de la urmtoarele premise:

n intervalul 0 ( m ( 0,5, funcia = f (m) are un pronunat caracter liniar (fig.2.14), avnd ecuaia de forma = m m (m fiind coeficientul unghiular al dreptei);

n intervalul 0,5 ( m ( funcia = f (m) are un pronunat caracter hiperbolic, avnd ecuaia de forma (m) = const. (unde este punctul de pe abscis n dreptul cruia funcia crete asimptotic). n general, eroarea nu depete 2 ( 4% dac se consider (

Fig. 2.9 Curba patinrii tractoarelor pe roi definit prin relaii analitice

Cu o precizie suficient pentru practic, se obine o singur funcie = f (m), valabil pe tot domeniul de variaie a argumentului m . Aceast funcie este de forma:

,

(2.16)

unde:

A = 0,75 m m; C = = 25m

Coeficienii A, B, C au fost obinui punnd condiia ca funcia cutat s satisfac coordonatele punctelor M1 i M2.

Prin urmare, pentru exprimarea analitic a patinrii este suficient s se cunoasc coeficientul unghiular m al dreptei i coeficientul de aderen adic argumentul m corespunztor patinrii totale.

Trebuie menionat totodat c mrimea nu depinde numai de fora motoare specific m , ci i de ali factori, ca de exemplu: valoarea presiunii pe sol, mrimea pneurilor, rigiditatea acestora etc. Mrimea meste, ns, principalul factor, pe cnd ceilali sunt secundari.

n tabelul 2.2 sunt dai, pentru exemplificare, coeficienii A, B i C ai funciei (2.16) pentru pneurile tractorului U 651, iar n figura 2.10 este fcut reprezentarea grafic a acestei funcii, corespunztoare diferitelor tipuri de teren.

Tabelul 2.2Coeficienii expresiei analitice a curbei patinrii

Coeficieni

Felul MrimeaDeterminai experimentalDeterminai analitic

terenuluipneurilormABC

Beton14,00 - 380,111,000,0830,0551,028

7,5 - 200,100,850,0640,0600,868

Mirite14,00 - 380,180,850,1150,0900,883

7,5 - 200,210,800,1260,1050,834

Ogor14,00 - 380,260,750,1470,1300,787

7,5 - 200,300,650,1470,1500,682

a bFig. 2.10 Variaia patinrii roilor motoare ale tractorului U 651 n funcie de fora motoare specific:

a - pneuri 14,00 - 38; b - pneuri 7,5 - 20; 1 - beton; 2 - mirite; 3 - ogor

Rularea rotii de tractor pe soluri deformabile este caracterizata de coeficientii cunoscuti de la rularea rotii de automobil, respectiv coeficientul de rezistenta la rulare f si coeficientul de aderenta , ale caror valori sunt date in tabelul 2.3.Tabelul 2.3

Coeficienii de rezisten la rulare f i de aderen pentru tractoare pe roi

pentru suprafa

Felul drumului sau soluluifuscatumed

Drum:

asfaltat0,020,7 0,90,5 0,7

betonat0,020,8 1,00,5 0,8

pavat0,02 0,040,6 0,70,3 0,4

de pmnt pe sol argilos0,040,7 0,80,3 0,4

de pmnt pe sol nisipos0,050 6 0,70,3 0,45

de zpad bttorit0,03 0,050,2 0,4-

Fnea:

cosit0 07 0,090,7 0,80,5 0,6

necosit0 08 0,100,6 0,70,4 0,5

Mirite dup cereale pioase0,08 0,100,6 0,850,5

Artur aezat0,12 0,140,4 0,6-

Cmp:

arat proaspt0,18 0,220,3 0,5-

prelucrat cu cultivatorul0,16 0,200,4 0,6-

Nisip:

umed0,10 0,15-0,4 0,6

uscat0,16 0,220,2 0,3-

Mlatin nierbat0,20 0,25-0,2 0,25

Strat gros de zpad (0,4 m)0,18 0,20-0,2 0,25

Valorile coeficientului de rezistenta la rulare pentru tractoare pe roti sunt mai mari fata de automobil.

Valoarea coeficientului de aderen al roilor motoare cu pneuri variaz n limite foarte largi n funcie de natura solului (drumului), iar in anumite conditii se apropie de valoarea 1.

_918126824.unknown

_918210442.unknown

_1227044733.dwg

_1227046030.wmf

_1285090489.unknown

_918228189.unknown

_918229522.unknown

_918207297.unknown

_918210205.unknown

_918201148.unknown

_918123604.unknown

_918125661.unknown

_918123264.unknown