Основоположник научного коммунизма Карл Маркс сформулировал следующее развернутое определение понятия машинного агрегата: «Всякое развитое машинное устройство состоит из трех существенно различных частей: машины-двигателя, передаточного механизма, наконец, машины-орудия или рабочей машины».
В сельскохозяйственном производстве в настоящее время применяются машины-орудия, имеющие различное назначение и разным образом сочетаемые в машинные агрегаты с тракторами (машинами-двигателями). Не составляют исключение в этом отношении и малогабаритные машинные агрегаты на базе передвижных средств малой механизации, основное назначение которых состоит в ликвидации малопроизводительного ручного труда в условиях, когда нет возможности использовать традиционную сельскохозяйственную или транспортную технику и в силу этого превалирует ручной труд. К этим условиям относятся:
- обработка мелкоконтурных земельных участков: личные подсобные хозяйства рабочих, служащих и крестьян; опытные участки научных и учебных сельскохозяйственных учреждений, сортовые и селекционно-семеноводческие участки, производственные участки защищенного грунта и т.д.;
- обработка «неудобных» земель, принадлежащих подсобным хозяйствам предприятий и учреждений, совхозам и колхозам, включая горные склоны, предгорные, лесные и лесохозяйственные участки. Повышение устойчивости агрегата достигается использованием строенных колес, а для удобства работы оператора штанга управления установлена под углом к продольной оси агрегата;
- загрузка и разгрузка бункеров, подъем, перемещение и транспортировка различных грузов (навоза, сена, почвы, удобрений, кормов и т. д.) в стесненных тепличных и животноводческих помещениях, на выгонах и скотных дворах;
- опрыскивание и опыливание посевов и посадок, внесение удобрений, уборка и расчистка дорог от снега;
- кошение травы и заготовка сена, уход за газонами и подрезка насаждений, уборка листьев. Повышение производительности мотокосилки достигается установкой двух фронтальных и двух боковых косилок при мощности четырехтактного карбюраторного двигателя 8,8 кВт; ее колесная формула 3x2, заднее колесо — управляемое;
- транспортировка на короткие расстояния различных грузов, включая движение по дорожной сети страны.
Необходимо отметить, что в отечественной практике терминология в области передвижных (мобильных) средств малой механизации (СММ) еще не установлена, поэтому в литературе бытуют различные термины, относящиеся к рассматриваемой группе самоходных малогабаритных машин: мини-тракторы, микротракторы, мотоагрикулы, мотороботы, мотоблоки, мотокультиваторы, тиллеры, мотоорудия и др. Многие из применяемых сейчас терминов являются чрезмерно громоздкими, например: «передвижные средства малой механизации», «малогабаритные тракторы», «пешеходные мини-тракторы», «малогабаритная техника», и поэтому они неудобны как в разговорной речи, так и в написании.
В связи с указанным мини-тракторами (миниатюрными тракторами), учитывая их схожее с обычными тракторами функциональное назначение, связанное с использованием их в составе передвижных машинно-тракторных агрегатов с тем или иным видом машин-орудий (рабочих органов), условимся называть самоходные малогабаритные колесные машины с двигателями мощностью до 12 кВт, предназначенные для работы в земледелии, животноводстве, на транспорте и в коммунальном хозяйстве. Мини-тракторы для выполнения указанных работ агрегатируются с различными прицепными или навесными машинами-орудиями и приспособлениями, что позволяет механизировать до нескольких десятков технологических операций. Всеми работами агрегатов на базе мини-трактора управляет один оператор.
Исходя из приведенного понимания термина «мини-тракторы» и перечисления условий, при которых решаются вопросы повышения производительности труда, классификация этого вида СММ должна базироваться прежде всего на следующих трех факторах:
- используемой схеме взаимодействия оператора с машиной и машины с объектом обработки или транспортировки;
- общей конструктивной схеме машины, связанной с ее назначением;
- приспособленности к выполнению тех или иных технологических операций в составе машинно-тракторного агрегата.
Принятая для четкости изложения классификация различных типов мини-тракторов приведена на рис. 1. Она тесно связана с терминологией, установившейся в этой области сельскохозяйственной и коммунальной техники в нашей стране и за рубежом.
Рисунок 1. Условная классификация мини-тракторов
Можно видеть, что по способу взаимодействия оператора с машиной мини-тракторы делятся на следующие:
- пешеходные, когда при работе оператор идет рядом с агрегатом — сзади по обрабатываемой почве или сбоку, управляя движением мини-трактора и направляя рабочий орган на выполнение соответствующей технологической операции (рис. 2, б и в);
- ездовые, когда оператор сидит на сидении, расположенном на мини-тракторе, и управляет движением агрегата и работой рабочих органов прицепных или навесных орудий;
- пешеходно-ездовые, когда оператор при разных комплектациях мини-трактора с орудиями либо идет рядом с агрегатом, либо сидит на находящемся на орудии сидении.
Рисунок 2. Схемы поворота мини-тракторов
По общей конструктивной схеме мини-тракторы в настоящей работе делят на мотоорудия (специализированные самоходные орудия), мотоблоки, микротракторы (малогабаритные тракторы) и микропогрузчики (отнесение последних к мини-тракторам условно).
Мотоорудия представляют собой специализированные (одноцелевые) самоходные орудия, управляемые (рис. 2, е) идущим рядом или сидящим на них оператором и предназначенные для выполнения только одной или нескольких технологически близких операций, хотя и существует тенденция расширить число этих операций. Эти специализированные мини-тракторы обладают ценными преимуществами (высоким качеством выполняемых технологических операций, малыми габаритными размерами и массой, высокой надежностью в работе, низкой стоимостью оборудования), которые обусловили их широкое распространение.
Мотоблоки — это одноосные универсальные мини-тракторы, предназначенные для работы со сменными и разнородными прицепными или навесными орудиями и направляемые с помощью штанги управления оператором, идущим рядом с агрегатом или сидящим на прицепном орудии. Мотоблоки оборудуются, как правило, валом (или валами) отбора мощности для привода активных органов, а комплект разнохарактерных прицепных и навесных орудий к ним может насчитывать несколько десятков наименований.
Микротракторы являются самыми малыми из ряда двухосных тракторов традиционной компоновки, которые для осуществления поворота могут иметь как шариирно сочлененную раму (рис. 2, ж), так и управление передними колесами (рис. 2, д). Естественным пределом масштаба уменьшения традиционных тракторов является необходимость размещения на микротракторе оператора, как правило на одиночном сидении (без кабины), высота которого не превышает 950 мм над грунтом. Микротрактор имеет большие, чем мотоблок, массу, производительность и стоимость, а следовательно, его использование оправдывается на более крупных земельных участках, таких, например, как подсобные хозяйства предприятий и организаций. Микротракторы так же, как и мотоблоки, комплектуются обширным набором навесных и прицепных орудий. Можно отметить, что используемая нами терминология — «мини-тракторы» (более широкое понятие) и «микротракторы» как одна из их разновидностей — в какой-то степени аналогична терминологии, широко принятой сейчас в электронной промышленности (мини-ЭВМ и микроЭВМ).
Микропогрузчики — это самые компактные по длине, высоте и ширине универсальные погрузчики, предназначенные для работы на ограниченных участках и внутри помещений, т. е. в зонах, недосягаемых для обычных машин. Мощность карбюраторного двигателя составляет 11,3 кВт. Он обычно снабжен гидрообъемной или электрической трансмиссией, обеспечивающей бесступенчатое регулирование скорости и плавную работу при выполнении технологических операций. Наличие независимого привода на все четыре колеса обеспечивает разворот микропогрузчика на 360° в любом направлении за счет вращения колес каждого борта в противоположные стороны (рис. 2, з). Грузоподъемность микропогрузчиков может составлять от 0,2 до 0,4 т. Универсальный комплект быстросменных навесных орудий, закрепляемых на погрузчике фронтально, состоит из ковша, обратной лопаты, вилочных подхватов для грузовых поддонов и для навоза, шнекового погрузчика, отвала бульдозера, дорожной щетки, сцепного устройства, челюстного захвата для бревен и валочно-пакетирующего механизма.
Дополнительными отличительными признаками мини-тракторов могут служить: общая масса и тяговое усилие на крюке (класс тяги), мощность и тип двигателя (бензиновые и дизели), колесная формула. Например, в последнем случае запись 4x2 обозначает, что микротрактор имеет четыре колеса, два из которых являются ведущими.
Характерными особенностями движения мини-тракторов являются следующие:
- все они выполняют технологический процесс преимущественно на низких скоростях (1,5 – 8 км/ч), преодолевая высокое сопротивление, оказываемое обрабатываемой средой, и лишь на транспортных работах скорости движения могут повышаться до 15 – 20 км/ч при движении с малой нагрузкой;
- наиболее многочисленная группа агрегатов (на базе мотоорудий и мотоблоков) имеет полную массу не больше 200 – 250 кг, но на транспортных работах их масса (с прицепной тележкой) может составлять до 500 – 600 кг (см. табл. 1.1 и 1.2);
- микротракторы и микропогрузчики могут иметь полную массу (с орудиями), достигающую 1000 кг, а микропогрузчики и микротракторы с прицепной тележкой — выше 1200 – 1400 кг (см. табл. 1.2 и 1.3).
Перечисленные особенности движения обусловили использование на мини-тракторах двух принципиально отличных типов управления поворотом: пешеходного и ездового (рис. 2). Первый из них (рис. 2, а – е) возможен только на одноосных (одноколесных) агрегатах, имеющих небольшие размеры и массу. Этот тип управления унаследован от конных и ручных садово-огородных орудий и имеет в основе штангу управления (рис. 2, г), закрепленную на мотоблоке (мотоорудии) и имеющую одну или две рукоятки, воздействуя на которые руками, оператор, идущий сзади или рядом, управляет агрегатом.
Соединение мотоблока и сменного орудия (рис. 2, а) осуществляется перемещением мотоблока к орудию и покачиванием его вокруг ведущей оси, в результате чего достигается совмещение элементов сцепки (навески) мотоблока и орудия.
При движении агрегата в прямолинейном направлении оператор, воздействуя на рукоятки руками, предотвращает возможные отклонения агрегата в сторону (рис. 2, б). Оператор при этом прикладывает к рукояткам управления усилия, которые пропорциональны величине различных сил реакций, действующих на рабочий орган со стороны обрабатываемой почвы. Например, при вспашке на мотоблок с плугом при движении одного колеса по дну борозды, а другого — по невспаханному полю воздействуют опрокидывающие силы, а также выглубляющие и заглубляющие моменты сил. При работе с легкими мотоблоками, имеющими малую сцепную массу, основные усилия оператора направлены на преодоление буксования колес.
Пешеходный тип управления в принципе допускает очень крутые (с радиусом R, рис. 2, е) повороты, когда центр поворота О находится в пятне контакта внутреннего колеса с почвой. Для одноколесного мотоблока, который представлен на рис. 6.4, радиус поворота равен нулю, когда центр поворота для него совпадает с пятном контакта единственной опоры (колеса).
|
