Способи та пристрої для регулювання глибини обробітку ґрунту
Для регулювання глибини обробітку ґрунту та поліпшення тягових властивостей трактора застосовують механічні й гідравлічні довантажувачі ведучих коліс, а також силові та позиційні регулятори. Ці пристрої забезпечують ефективніше використання зчіпної ваги трактора, підтримання заданої глибини обробітку та пристосування начіпних машин і знарядь до умов роботи.
Механічний довантажувач ведучих коліс
Механічний довантажувач ведучих коліс
а - схема дії; б - будова; 1 - центральна тяга механізму навішування; 2 - кронштейн; З - чека кріплення центральної тяги; Р - сила опору знаряддя; Рс - стискаюче зусилля в центральній тязі; Рв і Рг - вертикальна та горазонтальна складові стискаючого зусилля.
Під час роботи трактора з начіпним знаряддям тяговий опір створює в нижніх поздовжніх тягах розтягувальне зусилля, а в центральній тязі — стискальне. Якщо тяги начіпного механізму розташовані горизонтально, на ведучі колеса трактора діє його зчіпна вага, а вага знаряддя припадає на його опорне колесо та робочі органи.
Для збільшення навантаження на ведучі колеса передній кінець центральної тяги 1 закріплюють нижче. Унаслідок цього стискальне зусилля в тязі діє під кутом донизу. Його вертикальна складова Рв додатково притискає ведучі колеса трактора до ґрунту. Водночас навантаження на опорне колесо та робочі органи знаряддя зменшується.
Для регулювання положення центральної тяги на корпусі заднього моста трактора закріплюють кронштейн 2 із кількома отворами, розташованими один над одним. Передній кінець центральної тяги встановлюють в один із цих отворів. Чим більше буксують ведучі колеса, тим нижче потрібно закріплювати центральну тягу. Це збільшує вертикальну складову стискального зусилля та відповідно довантажує задні колеса.
Правильність регулювання механічного довантажувача тракторист визначає за слідом опорного колеса знаряддя: воно має залишати ледь помітну колію. Надмірне довантаження може призвести до того, що опорне колесо недостатньо притискатиметься до ґрунту.
Основний недолік механічного довантажувача полягає в тому, що зміна ступеня довантаження потребує зупинки агрегату та перестановлення центральної тяги в інший отвір кронштейна. Крім того, такий пристрій ефективний переважно під час роботи зі знаряддями, тяговий опір яких перевищує їхню власну вагу. Цих обмежень можна уникнути за допомогою гідравлічного довантажувача.
Гідравлічний довантажувач ведучих коліс
Гідравлічний довантажувач дає змогу регулювати навантаження на ведучі колеса трактора безпосередньо під час руху. Для цього в основному гідроциліндрі начіпної системи створюється невеликий тиск оливи, завдяки якому частина ваги начіпного знаряддя передається на задні ведучі колеса трактора. Одночасно дещо зменшується навантаження на передні колеса. У результаті збільшується зчіпна вага трактора та поліпшуються його тягові властивості.
Гідравлічний довантажувач складається з гідрозбільшувача зчіпної ваги (ГЗВ) та гідроакумулятора. Ці пристрої вмикають у гідравлічну схему начіпної системи між розподільником і основним гідроциліндром.
Гідрозбільшувач зчіпної ваги (ГЗВ)
Гідрозбільшувач зчіпної ваги трактора МТЗ-80
а - гідрозбільшувач зчіпної ваги; б-гідроакумулятор; 1 - корпус; 2 - повзун; 3 - золотник; 4 - плунжер; 5 - запобіжний клапан; 6 - пружина запобіжного клапана; 7 - зворотний клапан; 8 - пружина золотника; 9 - гайка; 10 - регулювальний гвинт; 11 - маховичок; 12 - зовнішній важіль; 13 - внутрішній важіль повзуна; 14 - кулька фіксації; 15 - обойма; 16 - штуцер оливопроводу від основного циліндра; 17 - запірний клапан; 18 - штовхач.
Гідрозбільшувач зчіпної ваги (ГЗВ) установлюють поруч із розподільником гідравлічної системи трактора. Він складається з корпуса 1, повзуна 2, золотника 3 та трьох клапанів: запірного 17, зворотного 7 і запобіжного 5.
У нижній частині корпуса розміщений повзун 2. На його передній частині виконані пази та проточки, а задня частина з'єднана з внутрішнім важелем 13. Через вісь цей важіль з'єднується із зовнішнім важелем 12, до якого приєднана рукоятка керування ГЗВ.
За допомогою рукоятки повзун можна встановити в одне з трьох робочих положень: «ГЗВ увімкнено», «ГЗВ вимкнено» та «Заперто». У кожному з цих положень повзун фіксується п'ятьма кульками 14, які одночасно контактують із повзуном та обоймою 15. Обойма притискається до кришки корпуса пружиною.
Крім основних положень, передбачене положення «Скидання тиску». Для його встановлення рукоятку ГЗВ переміщують донизу до упору. У цьому положенні повзун не фіксується механізмом і утримується лише рукою тракториста.
У верхній частині корпуса розміщений золотник 3, який під дією пружини 8 зміщується вперед (ліворуч на схемі). До його передньої частини підведений канал, яким від розподільника надходить олива під тиском. Коли тиск оливи перевищує зусилля пружини, золотник переміщується назад. Зусилля пружини регулюють вручну маховичком 11, установленим на сплощеній частині регулювального гвинта.
Усередині золотника розміщений запобіжний клапан 5 із власною пружиною. Її зусилля регулюється тим самим маховичком 11, що й зусилля пружини золотника. Пружину запобіжного клапана підібрано так, щоб її зусилля перевищувало зусилля пружини золотника на 0,8–1,5 МПа.
Поруч із золотником установлений зворотний клапан 7. Він пропускає потік оливи з нагнітальної порожнини ГЗВ до гідроакумулятора та перешкоджає її зворотному руху.
Гідроакумулятор
Гідроакумулятор трактора МТЗ-80
1 - штуцер приєднання оливопроводу від ГЗВ; 2 - шток; 3 - циліндр; 4 - кожух; 5 - поршень; 6 - пружина; 7 - пробка.
Гідроакумулятор установлюють на рукаві півосі лівого ведучого колеса трактора. Він складається з тонкостінного кожуха 4, усередині якого розміщені рухомий циліндр 3 і поршень 5, закріплений на штоку. Шток нерухомо з'єднаний із кришкою, а циліндр притискається до неї силовою пружиною 6. Для ущільнення поршня в циліндрі встановлені манжети.
Під час заряджання гідроакумулятора олива під тиском надходить у порожнину між циліндром і поршнем. Під дією тиску циліндр переміщується та стискає силову пружину. Таким чином у гідроакумуляторі накопичується енергія стиснутої пружини.
Під час роботи трактора з увімкненим ГЗВ гідроакумулятор з'єднаний з основним гідроциліндром начіпного механізму. Сила стиснутої пружини створює додатковий тиск оливи в гідроциліндрі. Завдяки цьому частина ваги начіпного знаряддя передається на ведучі колеса трактора.
У задній частині кожуха передбачений отвір для зливання оливи, що просочується всередину кожуха. Отвір закритий пробкою 7.
Схема роботи гідравлічного довантажувача
Схема роботи гідравлічного довантажувача трактора МТЗ-80
1 - рукоятка розподільника; 2 - корпус ГЗВ; 3 - пружина золотника; 4 - маховичок; 5 - рукоятка ГЗВ; 6 - запірний клапан; 7 - повзун; 8 - зворотний клапан; 9 - золотник; 10 - поршень гідроакумулятора; 11 - гідроакумулятор; A - нагнітальна порожнина; Б - зливна порожнина; В – порожнина гідроциліндра.
Положення «ГЗВ увімкнено»
Коли повзун установлений у положення «ГЗВ увімкнено», олива від розподільника під тиском надходить у нагнітальну порожнину А корпуса гідрозбільшувача. На початку роботи золотник 9 під дією пружини 3 перекриває вихід оливи до зливної порожнини Б. Оскільки шлях до зливу закритий, олива, яку подає насос, відкриває зворотний клапан 8 і надходить до гідроакумулятора, заряджаючи його.
Коли тиск у гідроакумуляторі перевищує зусилля пружини золотника, олива переміщує золотник назад. Унаслідок цього нагнітальна порожнина з'єднується зі зливною, і олива від насоса спрямовується через неї до бака. Тиск у нагнітальній порожнині знижується, тому зворотний клапан 8 закривається.
Олива, що перебуває під тиском у гідроакумуляторі, через відкритий запірний клапан 6 надходить до порожнини В основного гідроциліндра начіпного механізму та створює підпір під поршнем. Унаслідок цього збільшується навантаження на ведучі колеса трактора, а навантаження на опорне колесо знаряддя зменшується. Частина ваги знаряддя передається на трактор, завдяки чому поліпшується зчеплення ведучих коліс із ґрунтом.
Тиск підпору в гідроциліндрі можна регулювати в межах 0,8–2,8 МПа за допомогою маховичка 4. Поворот маховичка проти годинникової стрілки зменшує затягування пружини 3, тому тиск підпору знижується. Зазвичай маховичок загвинчують до упору, встановлюючи максимальний тиск. Якщо опорне колесо знаряддя перестає копіювати рельєф ґрунту, тиск потрібно зменшити, повертаючи маховичок за годинниковою стрілкою.
Положення «ГЗВ вимкнено»
У положенні «ГЗВ вимкнено» паз повзуна 7 з'єднує розподільник безпосередньо з основним гідроциліндром начіпного механізму. При цьому повзун перекриває вхідний отвір до корпуса ГЗВ, тому потік оливи не проходить через гідрозбільшувач. У такому режимі ГЗВ не використовується, а гідравлічна начіпна система працює за звичайною схемою.
Положення «ГЗВ вимкнено» тракторист використовує для піднімання знаряддя наприкінці гону. Після піднімання знаряддя золотник розподільника автоматично повертається в нейтральне положення.
Положення «Закрито»
Під час тривалого транспортування знаряддя рукоятку ГЗВ установлюють у положення «Запкрито». У цьому режимі основний гідроциліндр від'єднується від гідравлічної системи. Запірний клапан 6 перекриває вихід оливи з гідроциліндра, оскільки штовхач 12 переміщується вгору та входить у проточку повзуна.
Завдяки цьому запобігається витіканню оливи з гідроциліндра через зазори між золотниками розподільника та ГЗВ, що забезпечує надійне утримання начіпного знаряддя в транспортному положенні.
У цьому положенні повзуна олива з гідроакумулятора поступово перетікає до зливної порожнини ГЗВ, унаслідок чого гідроакумулятор саморозряджається.
Положення «Скидання тиску»
У положенні «Скидання тиску» повзун стискає пружину, а фіксувальні кульки розташовуються на його гладкій поверхні та не утримують його в цьому положенні. При цьому порожнина В основного гідроциліндра з'єднується зі зливною порожниною розподільника.
Це положення використовують для опускання піднятого знаряддя під дією власної ваги. Наприклад, на початку гону під час оранки тракторист переводить рукоятку ГЗВ у положення «Скидання тиску» та утримує її протягом 2–3 секунд, доки робочі органи плуга повністю не заглибляться в ґрунт. Одночасно рукоятка розподільника переміщується в положення «Піднімання».
Після того як тракторист відпускає рукоятку керування ГЗВ, повзун під дією пружини автоматично повертається в положення «ГЗВ увімкнено».
Способи регулювання глибини обробітку ґрунту
Під час роботи агрегату з плаваючим положенням золотника розподільника або з використанням ГЗВ глибину обробітку ґрунту регулюють зміною положення опорних коліс знаряддя. Такий спосіб називають висотним регулюванням.
На універсально-просапних тракторах, крім висотного, застосовують силовий і позиційний способи регулювання глибини обробітку ґрунту.
Силове регулювання
Силове регулювання забезпечує автоматичне підтримання заданої глибини обробітку за допомогою контролю зусилля в центральній тязі начіпного механізму. Це зусилля змінюється залежно від тягового опору знаряддя, тому система автоматично коригує його положення.
Позиційне регулювання
Позиційне регулювання автоматично підтримує знаряддя в заданому положенні відносно остова трактора незалежно від зміни тягового опору.
Гідравлічні системи деяких універсально-просапних тракторів обладнані спеціальними пристроями, які, крім висотного, забезпечують силове, позиційне та комбіноване регулювання. Комбінований спосіб поєднує висотне регулювання із силовим або позиційним.
Перевагою силового та позиційного способів є можливість працювати без опорних коліс знаряддя. При цьому вага начіпного знаряддя частково передається на задні ведучі колеса трактора, збільшуючи його зчіпну вагу та поліпшуючи тягові властивості. Це дає змогу підвищити продуктивність машинно-тракторного агрегату та зменшити витрату палива приблизно на 10 %.
Силовий (позиційний) регулятор
Силовий (позиційний) регулятор складається з регулятора, механізму керування і датчиків.
Регулятор
Силовий (позиційний) регулятор трактора МТЗ-80
1 - гайка гвинта гільзи; 2 — валик керування регулятором; 3 - гвинт переміщення гільзи; 4 - гільза; 5 - корпус; 6 - розпірна пружина; 7 - золотник; 8 - гайка гвинта золотника; 9 - гвинт переміщення золотника; 10 - важіль позиційного регулювання; 11 - важіль силового регулювання; 12 - фіксатор перемикання; 13 - ручка перемикача (встановлена в положенні позиційного регулювання) 14 - ручка регулюючого крана швидкості корекції; 15 та 16 - клапани.
Регулятор установлений на кронштейні гідроциліндра та являє собою гідравлічний розподільник спеціальної конструкції. Усередині його корпуса розміщена рухома гільза 4, у якій установлений золотник 7.
Пружина 6 притискає золотник і гільзу в протилежних напрямках до відповідних регулювальних гайок 8 і 1. Гайки нагвинчені на гвинти 9 і 3 відповідно. Під час обертання гвинтів гайки переміщуються в горизонтальному напрямку разом із золотником або гільзою, змінюючи їхнє взаємне положення.
Гвинт 9, який керує положенням золотника, за допомогою рукоятки перемикача 13 можна з'єднати з одним із двох важелів — 10 або 11. Через систему тяг ці важелі з'єднані відповідно з датчиками позиційного та силового регулювання. Завдяки цьому регулятор може працювати в одному з двох режимів — позиційному або силовому.
Механізм керування регулятором
Механізм керування регулятором трактора МТЗ-80
1 і 2 - штуцери приєднання шлангів гідроциліндра (порожнини опускання та підтема); 3 - обмежувач ходу рукоятки; 4 - фіксуючий пристрій рукоятки у вимкненому положенні; 5 - сектор; 6 - рукоятка; 7 - валик; 8 - кришка зворотного клапана; 9 - корпус регулятора; 10 - ручка крана швидкості корекції; 11 - важіль позиційного регулювання; 12 - важіль силового регулювання.
Гвинт гільзи регулятора через валик з'єднаний із рукояткою 6 механізму керування, розташованого в кабіні трактора. На секторі керування 5 виділена зона регулювання (позначена блакитним кольором). Під час роботи тракторист установлює рукоятку в межах цієї зони залежно від заданої глибини обробітку ґрунту. Переміщення рукоятки вперед збільшує глибину ходу знаряддя.
Для обмеження переміщення рукоятки та встановлення максимальної глибини обробітку використовують обмежувач 3. Його положення налаштовують відповідно до потрібної глибини роботи знаряддя.
У регуляторі також передбачений регулювальний кран, за допомогою якого рукояткою 10 змінюють положення перепускного клапана розподільника гідравлічної системи під час автоматичного коригування положення знаряддя на піднімання. Від положення крана залежить швидкість такого коригування: чим більше він закритий, тим більша кількість оливи під час коригування спрямовується через розподільник на злив, а швидкість переміщення знаряддя зменшується.
Датчики силового та позиційного регулювання
Датчики регулятора трактора МТЗ-80
1 - датчик силового регулювання; 2 і 3 – тяги силового та позиційного регулювання; 4 – шток гідроциліндра; 5 – датчик позиційного регулювання (поворотний важіль); 6 – повідець; 7 – центральна тяга; 8 – вухо; 9 – пластинчаста пружина; 10 – циліндрична пружина.
Датчик силового регулювання 1 розміщений у кронштейні центральної тяги 7 начіпного механізму. Зусилля стискання сприймається пластинчастою пружиною 9, а зусилля розтягування — чотирма циліндричними пружинами 10.
Деформація пружин передається на золотник регулятора через поводок 6 і тягу силового регулювання 3. Таким чином, регулятор реагує на зміну тягового опору знаряддя.
Датчиком позиційного регулювання є поворотний важіль 5 верхнього вала начіпного механізму. Під час переміщення важеля його рух передається через тягу 2 безпосередньо на золотник регулятора.
Принцип роботи силового (позиційного) регулятора
Схема роботи силового (позиційного) регулятора
1 - рукоятка перемикача способів регулювання; 2 - рукоятка управління регулятором; 3 - гвинт переміщення гільзи; 4 - розпірна пружина 5 - гільза; 6 - золотник; 7 - гайка золотника; 8 - гвинт переміщення золотника; 9 і 10 - важелі позиційного та силового регулювання; 11 - порожнина опускання циліндра; 12 і 13 - тяги силового та позиційного регулювання; 14 - основний гідроциліндр; 15 - датчик позиційного регулювання (поворотний важіль); 16 - центральна тяга 17 - вухо; 18 - датчик силового регулювання; І - регулятор; II - основний гідроциліндр; ІІІ - розподільник; IV - масляний насос; V - бак; VI - гідроакумулятор; VII - ГЗВ; А, Б, В, Г, Д, Е та Ж - трубопроводи.
Регулятор 1 з'єднаний металевими трубопроводами В, Г, Д і Ж з розподільником, гідрозбільшувачем зчіпної ваги (ГЗВ) та нагнітальною порожниною насоса. З основним гідроциліндром регулятор з'єднується шлангами високого тиску А і Б.
Під час силового та позиційного регулювання основним гідроциліндром керують за допомогою рукоятки 2 регулятора. Для цього рукоятку розподільника встановлюють у нейтральне положення, а рукоятку ГЗВ — у положення «ГЗВ вимкнено» або «Заперто». Перемикачем 1 вибирають потрібний режим регулювання, після чого рукоятку керування 2 переміщують у зону регулювання.
Для висотного регулювання рукоятку керування регулятором установлюють на фіксатор у положення «Вимкнено». У цьому режимі регулятор не впливає на роботу гідравлічної начіпної системи, а керування здійснюється за допомогою розподільника та ГЗВ.
Силове регулювання
Силове регулювання. Якщо фактична глибина обробітку відхиляється від заданої, змінюється тяговий опір знаряддя, а разом із ним — деформація пружин датчика силового регулювання 18. Отриманий сигнал через систему тяг, важелів, гвинт і гайку 7 передається на золотник 6 регулятора. Золотник переміщується в той чи інший бік від нейтрального положення, змінюючи напрямок потоку оливи.
В одному випадку золотник з'єднує порожнину піднімання гідроциліндра зі зливом, унаслідок чого відбувається коригування положення знаряддя на опускання. В іншому — з'єднує цю порожнину з нагнітальним каналом Е, забезпечуючи коригування на піднімання. В обох випадках поршень гідроциліндра 14 автоматично переміщується в напрямку, необхідному для відновлення заданої глибини обробітку.
Силове регулювання застосовують під час роботи зі знаряддями, що мають значний тяговий опір, наприклад плугами, на полях з однорідною твердістю ґрунту.
Позиційне регулювання
Позиційне регулювання. Якщо положення знаряддя відхиляється від заданого, переміщується поворотний важіль 15. Через систему тяг сигнал передається на золотник регулятора, який переміщується в напрямку, що забезпечує повернення знаряддя до встановленого положення.
Коли знаряддя займає потрібне положення, золотник за допомогою тяг повертається в нейтральне положення. При цьому перепускний клапан розподільника гідравлічної системи повністю відкривається, і потік оливи від насоса через розподільник спрямовується на злив у бак. Порожнина піднімання гідроциліндра перекривається золотником регулятора, тому знаряддя залишається в заданому положенні.
Позиційне регулювання доцільно використовувати на рівних полях під час роботи з машинами, що мають невеликий тяговий опір, наприклад розкидачами добрив.
Для примусового піднімання знаряддя наприкінці гону рукоятку 2 регулятора переводять у положення «Піднімання». У цьому разі гільза перекриває канал Д, через який здійснюється керування перепускним клапаном. Олива від насоса спрямовується до порожнини піднімання гідроциліндра за таким маршрутом: IV — В — I — Г — III — Е — VII — Ж — А — II. Із порожнини опускання гідроциліндра олива через корпус регулятора 7 та розподільник III надходить на злив у бак.
Після завершення піднімання рукоятку керування відпускають. Під дією пружини 4 вона автоматично повертається в положення «Вимкнено». Це відбувається завдяки багатозахідній різьбі гайок і гвинтів золотника та гільзи, яка є незамкненою (зворотною): вона дає змогу механізму повертатися під дією пружини.
Інтерактивний тест для самоперевірки
Перевірте, наскільки добре ви засвоїли будову та принцип роботи гідравлічного регулятора, а також особливості силового, позиційного й висотного способів регулювання глибини обробітку ґрунту.Реєстрація користувача
1. Як механічний довантажувач збільшує навантаження на ведучі колеса трактора?
2. Яке призначення гідравлічного довантажувача ведучих коліс?
3. Яку функцію виконує гідроакумулятор у складі ГЗВ?
4. Що відбувається з потоком оливи в ГЗВ, коли тиск у гідроакумуляторі перевищує зусилля пружини золотника?
5. Для чого рукоятку ГЗВ установлюють у положення «Заперто»?
6. Який спосіб регулювання глибини обробітку ґрунту ґрунтується на контролі зусилля в центральній тязі?
7. Який елемент є датчиком позиційного регулювання?
8. Від чого залежить автоматичне коригування положення знаряддя під час позиційного регулювання?
9. Яке положення рукоятки регулятора використовують для висотного регулювання?
10. У чому полягає основна перевага силового та позиційного регулювання порівняно з висотним?
Студент: —
Заклад: —
Група: —
Результати тестування
Тема. Рульове керування колісних тракторів з механічним підсилюваннямІ
Правильних відповідей: 0 з 10