Том 89, № 5 (2022)

85 лет назад, 11 июля 1937 г., на Сталинградском тракторном заводе было начато серийное производство известного и заслуженно популярного гусеничного с.-х. трактора СТЗ-НАТИ. Этот трактор был первым – полностью отечественной разработки. Работа над ним – пример эффективного сотрудничества конструкторов СТЗ и ученых Всесоюзного научно-исследовательского тракторного института (НАТИ). СТЗ-НАТИ по сравнению с предшественником – колесным трактором СТЗ-1 – больше подходил для почвенно-климатических и дорожных условий СССР, был на 73% мощнее, гораздо производительнее и экономичнее. В том же году выпуск трактора под маркой СХТЗ-НАТИ или ХТЗ-НАТИ был налажен и на Харьковском тракторном заводе, а во время Великой Отечественной войны, в 1942 г., и на только что созданном Алтайском тракторном заводе (АСХТЗ-НАТИ или АТЗ-НАТИ). На базе сельскохозяйственных СТЗ-НАТИ и ХТЗ-НАТИ были разработаны и выпускались на СТЗ транспортный трактор СТЗ-5 и болотоходный СТЗ-8; на ХТЗ газогенераторный ХТЗ-Т2Г и бронетрактор ХТЗ-16. Производство трактора АСХТЗ-НАТИ продолжалось на СТЗ и ХТЗ до 1949 г., а на АТЗ – до 1952 г., когда ему на смену пришел дизельный трактор ДТ-54. Всего тремя заводами было выпущено около 200 тысяч тракторов АСХТЗ-НАТИ. Заложенные в его конструкцию передовые и удачные технические решения долгое время использовались в тракторах СТЗ/ВгТЗ, ХТЗ, АТЗ и до сих пор используются в китайских YTO.

Обоснование. Степные районы Северного Кавказа, Поволжье и области Центрально-Черноземной – зоны недостаточного и неустойчивого увлажнения, подвержены действию сильных ветров, которые разрушают и выдувают почву, вызывают пыльные бури, повреждают посевы и нередко уничтожают их на больших площадях. Установлено, что основными очагами возникновения пыльных бурь были площади, вспаханные обыкновенными отвальными орудиями. В связи с этим приобрела большое значение широко применяемая в Северном Казахстане и Западной Сибири безотвальная (плоскорезная) обработка почвы с сохранением большей части пожнивных остатков на поверхности почвы. При этом обработка почвы чизельными культиваторами или плугами, а также рыхлителями-щелевателями со стрельчатыми рыхлящими лапами позволяет в 1,3-1,5 раза уменьшить общие энергозатраты, а также улучшает агрофизические свойства почвы и повышает урожайность культур.

Цель работы – разработка безотвальной почвозащитной технологии, способствующей накоплению влаги и повышению урожая.

Материалы и методы. Способ включает безотвальную обработку почвы совместно с нарезанием щелей и образованием полостей. Устройство состоит из навесной рамы с опорными колесами и рабочими органами. Безотвальные рабочие органы установлены в шахматном порядке и содержат выполненные С -образные стойки с закрепленными на конце долотами и по бокам плоскорезными трапецеидальными полулапами. Сзади стоек зафиксированы дренеры, трапецеидальные полулапы в передней части закреплены шарнирно на осях, жестко зафиксированных по бокам стоек, а в задней части имеют кинематическую связь с механизмом качающейся шайбы, связанной, в свою очередь, с валом отбора мощности энергетического средства.

Результаты. Рабочий процесс способа накопления влаги в почве осуществляют следующим образом: после уборки урожая предшествующей культуры производят лущение, а затем производят поделку борозд с одновременным безотвальным рыхлением, при этом на глубине 30–60 см создаются полости прямоугольного сечения, причем стенки полостей утрамбованы. Благодаря чему талая вода через борозды поступает и собирается в полостях большего объема и удерживается благодаря утрамбованным стенкам длительное время. Использование полостей большего объема позволит увеличить количество накопленной влаги, которая будет способствовать увеличению количества урожая.

Заключение. Предложен усовершенствованный способ. Новизна способа заключается в том, что образование полостей производят на глубине от 30 до 60 см за счет низкочастотных колебаний при частоте 1 ход в секунду плоскорезных трапецеидальных полулап с боков стойки, а уплотнение стенок полостей осуществляют путем воздействия высокочастотных колебаний с частотой 250 Гц при помощи роликовых элементов. Использование полостей большего объема позволит увеличить объём накопленной влаги, которая будет способствовать увеличению количества урожая.

Обоснование. При проектировании транспортных и специальных гусеничных машин к обеспечению высокой подвижности и низких затрат энергии при повороте предъявляются особые требования. Таким образом, повышение значений данных параметров, является актуальной задачей. Приведенные характеристики, в свою очередь, напрямую зависят от типа применяемой трансмиссии.

Цель работы – получение кинематических схем трансмиссий, позволяющих при относительной простоте обеспечить наилучшие возможности по обеспечению качества управления поворотом гусеничной машины.

Материалы и методы. Разработка схем трансмиссий и аналитическая оценка, предполагаемых характеристик трансмиссии, производилась на основе фундаментальных положений теории движения транспортных гусеничных машин.

Результаты. Предложена кинематическая схема двухпоточного механизма передачи и поворота для транспортной машины с двумя двигателями. Предложенная схема применима для гусеничных шасси, колесных машин, использующих бортовой способ управления поворотом. Предложенный принцип построения трансмиссии может быть адаптирован для судна с гибридной силовой установкой. Представлены режимы работы предлагаемого механизма, приведены его основные кинематические и силовые особенности. Проведена оценка необходимой мощности тягового электрического двигателя в составе гибридной силовой установки транспортной гусеничной машины массой 45–50 тонн. Отдельное внимание уделено вопросу возможности изготовления гибридной силовой установки с предлагаемой трансмиссией на основе компонентов, производство которых освоено в Российской Федерации.

Заключение. Предложенная схема трансмиссии может быть применима при разработке новых и модернизации существующих машин. Основные достоинства предлагаемой схемы – простота, компактность, наличие дублирования функций двигателей; применительно к транспортной машине с бортовым способом поворота – обеспечение возможности рекуперации механической энергии при торможении и при повороте, обеспечение поворота вокруг центра тяжести.

Обоснование. В сельской местности Республики Саха (Якутия) основным потребителем жидкого топлива нефтяного происхождения является сельскохозяйственная техника. Даже частичный перевод этой техники на биогаз позволил бы снизить потребление жидких нефтяных топлив, в связи с этим, для заправки сельскохозяйственной техники биогазовым топливом в первую очередь необходимо определить коэффициент сжимаемости биогазового топлива. Для определения коэффициента сжимаемости биогаза разного состава требуется проводить ряд экспериментальных работ.

Цель работы – определение коэффициента сжимаемости биогазового топлива разного состава, используемого при заправке сельскохозяйственной техники компрессором.

Материалы и методы. Экспериментальное определение коэффициента сжимаемости биогазового топлива проведено на установке типа УГК-3. Математическое моделирование на основе полученных экспериментальных работ выполнено в программе CurveExpert и Excel – для линейной аппроксимации массива данных.

Результаты. На основе уравнения Менделеева-Клапейрона для идеального газа получена формула для теоретического расчета коэффициента сжимаемости биогаза для разного химического состава. Для получения экспериментальных данных было проведено ряд экспериментов на установке типа УГК-3 с доработками для учета коэффициента сжимаемости биогазового топлива для разных условий. Согласно, результатам линейной аппроксимации, показатель коэффициента сжимаемости биогазового топлива с увеличением объемного содержания метана стремится к значению коэффициента сжимаемости чистого метана по ГОСТу 30319.2-96.

Заключение. Практическая ценность исследования заключается в возможности использования предложенного метода расчета коэффициента сжимаемости при заправке автотракторной техники биогазовым топливом для безопасной и эффективной заправки.

Введение. В данной статье рассматривается опыт применения аддитивной технологий на предприятиях сельскохозяйственного машиностроения для изготовления новых образцов оборудования. Представлен сравнительный анализ прочностных свойств материалов, которые применяются для 3D печати. Приведен расчет экономической эффективности использования аддитивной технологии.

Обоснование. В настоящее время активно внедряются аддитивные технологии в производство и, в частности, при изготовлении деталей на предприятиях сельскохозяйственного машиностроения. В связи с этим актуальной темой исследования является применение 3D печати для создания деталей.

Цель работы – внедрение новых методов создания деталей и их прототипов, с целью импортозамещения деталей и совершенствования собственного производства на предприятиях сельскохозяйственного машиностроения.

Материалы и методы. В процессе исследования проведен анализ материалов. При этом отмечено, что пластик ABC хорошо поддается механической обработке и имеет наибольшее значение прочности на изгиб. Пластик Flex обладает высокими упругими свойствами. Пластик PLA более прочный на разрыв по сравнению с ABC, но он более жесткий, что ограничивает его применение в соединительных элементах. В результате для дальнейшей работы по применению аддитивной технологии был выбран ABC-пластик. Изготовленные рабочие образцы деталей были установлены на сеялку и проведены экспериментальные посевы.

Результаты. В результате анализа отмечены положительные стороны применения указанной технологии. Приведены характеристики методов 3D печати. Был проведен анализ материалов, из которых могут быть изготовлены детали. Представлены прочностные свойства пластиков и дана сравнительная характеристика с материалами применяемые при традиционных технологиях изготовления деталей. С целью внедрения аддитивной технологии для изготовления деталей для одного из предприятий г. Омска были изготовлены образцы. По чертежам предприятия изготовлены детали: втулка соединяющая семяпровод и сошник в сеялки. Для этого создавались 3D модели в программе КОМПАС-3D и с помощью 3D-принтера печатались элементы высевающего аппарата: заглушка, мелкосеменная и крупносеменная катушки. Распечатанные детали были установлены на сеялку СС–11.

Заключение. Применение аддитивной технологии на предприятиях сельскохозяйственного назначения может быть обусловлено следующими факторами: деталь является ненагруженной или малонагруженной, достаточный запас фонда времени до сдачи изделия заказчику, полученный прототип соответствует всем техническим требованиям, прототип выдержал испытания на прочность. В результате экспериментов установлено, что отклонение от нормы высева изготовленной катушки при помощи 3D-печати от оригинальной не превышает допустимых пределов ±5% и составила 10–20 гр. Проведенные эксперименты и экономическое обоснование показывают, что аддитивная технология может быть использована для изготовления опытных образцов деталей.