Influence of structural and process parameters of coupling weight corrector-distributor on boron unit load distribution

Sergey V. Shchitov; Щитов Сергей Васильевич; Zoya F. Krivutsa; Кривуца Зоя Фёдоровна; Sergey N. Voyakin; Воякин Сергей Николаевич; Elena S. Polikutina; Поликутина Елена Сергеевна; Vladimir V. Leonov; Леонов Владимир Викторович

doi:10.55170/1997-3225-2025-10-1-34-39

Influence of structural and process parameters of coupling weight corrector-distributor on boron unit load distribution

Authors: Shchitov S.V.¹, Krivutsa Z.F.¹, Voyakin S.N.¹, Polikutina E.S.¹, Leonov V.V.¹
Affiliations:
1. Far Eastern State Agrarian University
Issue: Vol 10, No 1 (2025)
Pages: 34-39
Section: TECHNOLOGY, MEANS OF MECHANIZATION AND POWER EQUIPMENT IN AGRICULTURE
URL: https://bulletin.ssaa.ru/1997-3225/article/view/683520
DOI: https://doi.org/10.55170/1997-3225-2025-10-1-34-39
ID: 683520

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

The purpose of the research is to increase the efficiency of using tractors with an articulated frame for harrowing by regulating the load inside the machine tractor unit (MTA). The article describes an experimental verification of the operability of the proposed device "Coupling weight distributor" in farms engaged in crop cultivation. To date, one of the urgent tasks facing agricultural producers in the Amur region is to meet the agrotechnological deadlines for sowing operations. In this regard, it is necessary to take into account the climatic features and natural production conditions of the region. This is due to the fact that the preparation of the soil for sowing must be carried out simultaneously with the sowing of early grain crops due to the inability to carry out this work in the autumn due to the late end of harvesting soybeans. Late harvesting of soybeans (with the onset of the first frost), freezing of the soil horizon to a depth of more than 2.5 m, the presence of snow cover, a sharp temperature drop in spring, increased humidity of the upper soil layer (melting of snow and permafrost, precipitation), the lack of cultivated areas prepared since autumn strongly affects the timing of spring work. In connection with the above, farms use a non-fallow method of preparing the soil for sowing using heavy disc harrows. The presence of areas of the field that have not thawed reduces the quality of soil preparation due to the inability to maintain the depth of processing on them and affects the coupling qualities of the energy source, which requires an appropriate technical solution (installation of an additional device) that ensures a short-term redistribution of the load. The results obtained as a result of the conducted production studies proved the operability of the proposed device capable of redistributing the load inside the harrowing unit.

Keywords

disc harrow, load, driving axle, tractor, power tool, processing depth

Full Text

В сельскохозяйственном производстве Амурской области соя является основной возделываемой культурой. Это объясняется тем, что в области благоприятные условия для её выращивания, а также имеются производственные мощности для её переработки и реализации, в том числе и зарубежным партнёрам (КНР). Вместе с тем, поздние сроки её уборки (с наступлением первых заморозков) не позволяют осенью подготовить почву под весенние посевные работы. Кроме того, из-за низких температур в зимний период времени почвенный горизонт промерзает на глубину 2,6…2,8 м. Наличие снежного покрова, резкие перепады температуры весной, выпадение осадков в виде дождя со снегом и наличие мерзлотного основания накладывают свои отпечатки на проведение ранневесенних полевых работ. Основным требованием в получении высокого урожая является выдерживание агротехнологических сроков проведения весенних работ. В связи с этим подготовку почвы под посевные работы проводят, как правило, безотвальным способом [1, 2, 3]. В то же время при подготовке почвы данным способом под посевные работы возникает ряд трудностей: наличие не оттаявших участков поля снижает качество обработки почвы из-за нарушения глубины обработки, а наличие участков поля с повышенной влажностью снижает тягово-сцепные свойства колёсных энергетических средств. В связи с этим вопрос повышения эффективности использования тракторов с шарнирно-сочленённой на бороновании в этих условиях возможно за счёт повышения его тягово-сцепных свойств путем перераспределения нагрузки между рабочими органами бороны и движителями энергетического средства. Решить обозначенные выше проблемы возможно путём установки, на трактор специально разработанных для этих условий устройств, способных регулировать нагрузку внутри агрегата по мере необходимости [4, 5].

Цель исследований – повышение эффективности использования тракторов с шарнирно-сочленённой рамой на бороновании за счёт регулирования нагрузки внутри машинно-тракторного агрегата (МТА).

Задачи исследований – провести экспериментальную проверку работоспособности предложенного устройства «Корректор-распределитель сцепного веса» в хозяйствах, занимающихся возделыванием сельскохозяйственных культур; определить влияние конструктивно-технологических параметров корректора-распределителя сцепного веса на распределение нагрузки внутри МТА.

Материал и методы исследований. Для достижения поставленной цели и задачи исследования за основу взяты методики ГОСТ 7057-2001 «Тракторы сельскохозяйственные. Методы испытаний»; ГОСТ 30745-2001 (ИСО 789-9-90) «Тракторы сельскохозяйственные. Определение тяговых показателей», ГОСТ 30750-2001 «Тракторы сельскохозяйственные. Определение положения центра тяжести», ГОСТ 7057-2001. «Тракторы сельскохозяйственные. Методы испытаний», ГОСТ Р 54784-2011 «Испытания сельскохозяйственной техники. Методы оценки технических параметров», ГОСТ 26244-84 «Обработка почвы предпосевная. Требования к качеству и методы определения» [6, 7, 8, 9, 10, 11]. В качестве объекта исследований был взят МТА (К-700А + БДТ-7 + корректор-распределитель сцепного веса), представленный на рисунке 1.

Рис. 1. Полевые исследования

При исследованиях измеряли следующие величины: усилие в гибкой тросовой части с помощью крановых весов ВК-5000; при определении нагрузки, приходящейся на рабочие органы бороны и опорные поверхности (ведущие мосты) трактора использовали весы платформенные электронные МВСК (В); угол наклона навески измеряли инклинометром Absoiute Digital Protractor; длину выхода штока гидроцилиндра определяли с помощью измерительной линейки. Перераспределение нагрузки осуществлялось за счёт тросовой связи, соединенной посредством установочных кронштейнов, балки с опорными и двойными блок-роликами, установленными на раме бороны и тракторе. Более подробно устройство и принцип действия корректора-распределителя описаны в работах [12, 13].

Результаты исследований. Предлагаемый корректор-распределитель сцепного веса [14] может регулировать изменение нагрузки за счёт её перераспределения на рабочие органы бороны или на ведущие мосты трактора. Передача нагрузки осуществляется за счёт изменения нагрузки в гибкой тросовой части двумя способами: изменением длины выхода штока гидроцилиндра и увеличением угла наклона навески трактора. Рассмотрим более подробно изменение нагрузки, приходящейся на рабочие органы и ведущие мосты от длины выхода штока гидроцилиндра. Результаты исследований при передаче нагрузки с трактора на рабочие органы бороны проведены в статическом режиме и представлены в таблице.

Таблица

Распределение нагрузки внутри МТА при ее передаче с трактора на борону от изменения длины выхода штока гидроцилиндра

Измеряемые величины	Положение навески
Измеряемые величины	промежуточное положение (устройство выключено)	рабочее положение	промежуточное положение	мах загружена
Длина выхода штока гидроцилиндра навески, м	0,24	0,33	0,38	0,43
Нагрузка на переднюю ось трактора, Н	78901	77163	76896	76415
Нагрузка на заднюю ось трактора, Н	40703	40227	39954	39704
Нагрузка на борону, Н	30502	32081	32802	33545
Нагрузка в гибкой связи устройства, Н	201	1235	1620	2015

Проанализировав данные, приведённые в таблице 1, можно отметить, что при изменении длины выхода штока от 0,33 м до 0,43 м нагрузка на рабочие органы бороны возросла с 32081 Н до 33545 Н, при этом нагрузка на ведущие мосты энергетического средства снизилась.

Результаты исследований при передаче нагрузки с бороны на ведущие мосты трактора представлены на рисунках 2 и 3.

Рис. 2. Зависимость нагрузки на передний мост трактора от выхода штока гидроцилиндра навески (при передаче нагрузки с бороны на трактор)

Рис. 3. Зависимость нагрузки на задний мост трактора от выхода штока гидроцилиндра (при передаче нагрузки с бороны на трактор)

На основании проведенных исследований (рис. 2) установлено, что при изменении длины штока гидроцилиндра меняется и нагрузка на передний мост трактора. Так, при длине штока 0,24 м нагрузка на передний мост трактора составила 78901 Н. По мере уменьшения длины выхода штока гидроцилиндра (втягивание) до 0,16 м нагрузка на передний мост трактора возросла до 80216 Н за счёт передачи частичной нагрузки с бороны.

Анализируя данные, приведенные на рисунке 3, необходимо отметить, что при изменении длины штока гидроцилиндра нагрузка на задний ведущий мост также увеличивается с 40703 Н при длине штока 0,24 ми до 41102 Н при уменьшении длины штока до 0,16 м.

Заключение. На основании проведенных исследований по определению влияния угла наклона навески на перераспределение нагрузки в МТА установлено:

– при изменении угла наклона навески от -10 градусов до 30,8 градусов нагрузка на рабочие органы бороны увеличилась соответственно с от 30498 Н до 32764 Н (произошла передача нагрузки с ведущих мостов трактора на борону);

– при изменении угла наклона навески от -10 градусов до -40 градусов нагрузка на передний мост увеличивается с 79012 Н до 80336 Н за счет передачи нагрузки с бороны на трактор;

– при изменении угла наклона навески от -10 градусов до -40 градусов нагрузка на задний ведущий мост трактора увеличивается от 40651 Н до 41198 Н (происходит передача нагрузки с бороны на трактор). На основании полученных данных установлено, что увеличение сцепного веса (передача частичной нагрузки с бороны) повышает его тягово-сцепные свойства, производительность МТА и как следствие эффективность использования.

About the authors