Обычно в понятие «управление сложными самодвижущимися машинами», к каким относятся и агрегаты на базе мини-тракторов, вкладывается задание агрегату оператором курсового направления и скорости движения, а также режима работы рабочих органов в зависимости от технологических требований и окружающей обстановки. Для безопасности труда важнейшее значение имеет эффективное замедление агрегата, а если необходимо (в аварийных ситуациях), то и его полная остановка.
В то же время движение на поворотах и при маневрировании с изменением курсового направления для операторов тяжелых мотоблоков требует приложения больших усилий. Поэтому во время поворота мотоблока, два ве-дущих колеса которого жестко связаны между собой, оператор вынужден волочить скользящее колесо. Чтобы облегчить управление одноосными агрегатами, применяются следующие конструктивные мероприятия.
- Размещение центра тяжести по длине агрегата примерно над ведущей осью мотоблока. Это положение в процессе эксплуатации может корректироваться при помощи сменного балласта, размещаемого спереди или сзади агрегата.
- Установка на ведущих колесах механизма свободного хода, позволяющего наружному колесу увеличивать длину проходимого пути.
- Установка на привод ведущих колес специальных кулачковых или шариковых муфт, которые отключают при повороте колесо, движущееся по внутренней колее (мотоблоки «Кутаиси Супер-600», «Мепол-Терра», «Стоб РР2Х», «Стоб STX», «Мотостандарт Пума 500Л» и др.). В мотоблоке «Хонда F600» для осуществления поворота применяется механизм принудительного отключения отстающего колеса.При отключении шестерни z10 (см. рис. 2.9, б) или zio передача вращающего момента на соответствующее колесо прекращается. Такая конструкция позволяет располагать механизм отключения колес на валу ведущих звездочек цепного редуктора. Подобная конструкция используется и на мотоблоках «Кубота Т720».
- Включение в трансмиссию мотоблока дифферен-циала, который часто дополняется раздельно действующими тормозами, позволяет ускорить выполнение поворотов, особенно имеющих малый радиус; для повышения устойчивости прямолинейного движения используется блокировка дифференциала с ручным управлением. Перечисленные элементы управления имеют мотоблоки «Голь-дони» серий 500 и 700, а также «Хонда F50».
В качестве примера рассмотрим подробнее конструктивные особенности штанги управления некоторых мотоблоков, в частности МТЗ-05 (см. рис. 2.1). Штанга управления 10 крепится к верхней части корпуса трансмиссии посредством колонки 21. Сама штанга представляет собой изогнутую металлическую трубу, на верхнем конце которой посредством гайки 19 закреплена стойка с рычагами и 12.
Первым из них (рычагом) производится переключение режимов коробки передач, вторым (12) — переключение передач. На месте крепления штанги управления к трансмиссии находится рукоятка фиксации курсового направления штанги. К верхнему концу штанги 10 крепятся две рукоятки для рук опера-тора, которые могут поворачиваться вокруг оси гайки 19, фиксирующей их угловое положение. Возможность поворота колонки 21 вокруг своей вертикальной оси и рукояток вокруг оси гайки 19 дает возможность устанавливать штангу управления в положения, представленные на рис. 1.8, г.
Поворот штанги вокруг вертикальной оси, вплоть до полного разворота (на 180°), связан с технологическими особенностями^ выполнения различных операций имеющимся у мотоблока комплектом орудий, а подъем и опускание рукояток — с обеспечением удобства работы операторов различного роста. Управление работой отдельных систем мотоблока осуществляется дистанционным приводом от рычагов 12 (переключения передач), (переключения режимов коробки передач), IS (блокировки дифференциала), 15 (включения сцепления), 20 (управление дроссельной заслонкой, т. е. подачей топливной смеси в двигатель) и др.
Все эти рычаги и рукоятки помещены на штанге управления (или вблизи нее) и соединены с соответствующими системами тягами 5, 7, 9, 14 и т. д. Экспериментальное определение усилий, приклады-ваемых к штангам управления мотоблоков МТЗ-05 и М-5 при их работе с сельскохозяйственными орудиями и на транспорте, выполнялось в Одесском филиале НАТИ (Министерство сельхоз. и тракторн. машиностроения СССР) [16].
Учитывались усилия оператора для выдерживания заданного направления движения агрегата, подворотов на гоне, крутых (на 180°) поворотов в конце гона, на заглубление и выглубление орудия. Результирующие усилия на штангах определялись геометрическим суммированием измеренных усилий на обеих рукоятках в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.
Конструкция штанги управления 5 мотоблока «Хонда F600» (см. рис. 2.2) принципиально не отличается от описанной выше. Подъем и опускание рукояток 7 фиксируется рычагом 6, а поворот штанги 5 в горизонтальной плоскости — рычагом 4. Под рукоятками 7 находятся рычаги 8 раздельного отключения привода левого и правого колес мотоблока. Над левой рукояткой 7 расположен рычаг сцепления, а над правой — рычаг дроссельной за-слонки. Расположенный под штангой 5 рычаг 9 служит для переключения передач в трансмиссии.
Штанга управления 16 (см. рис. 2.7) мотоблока «Гольдони Супер-600» также может разворачиваться в горизон тальной плоскости на 180°. Этот поворот фиксируется рычагом 14. Положение рукояток управления в верти кальной плоскости также может регулироваться в соответствии с ростом оператора, путем поворота штанги 16 вокруг оси шарнира 13. На левой ручке штанги управления находятся рычаги 3 и 4 отключения привода колес и устройство 1 «мотор-стоп» (см. также рис. 3.31), а на правой ручке- рычаг управления 2 дроссельной заслонкой и рычаг сцепления. Рычаг 5, находящийся слева от штанги 16, служит для включения ВОМ, а рычаг 15, который расположен правее, — для переключения передач в трансмиссии.
В мотоблоках фирмы БЧС проявляется тенденция к использованию на штангах управления рукояток штур-вального типа, когда положение рук оператора фикси-руется не только на открытых концах (ручках) двух ру-кояток, а руки могут занимать любое промежуточное положение. Вид сверху на такую штангу управления (рис. 5.8) показывает, что штанга 2 соединяется рукоятками / и 4, которые, в свою очередь, связаны между собой изогнутой трубой 9. Рабочее положение рук оператора определено ручками 6 и 11. Рычаги 8 и 7 служат для раздельного торможения соответственно левого и правого колес мотоблока, а рычаг 3 — для блокирования привода
Выключение сцепления производится рычагом 10, а рычаг 5 служит для регулирования подачи топлива в двигатель. Наиболее простую конструкцию имеет штанга управления 6 мотоблока «Роби-151», которая также обеспечивает разворот на 180° рукояток 3 и регулирование их положения по высоте (см. рис. 2.4). Фиксирование выбранного положения по высоте обеспечивается при помощи рычага 5, а по курсовому направлению — рычагом 4.
Рукоятка управления дроссельной заслонкой находится на правой рукоятке, а рядом с ней — кнопка 2 выключения зажигания двигателя. На мотоблоке отсут-ствует рычаг включения сцепления, так как эта операция производится автоматически под действием центробежного механизма при работе двигателя с высокой частотой вращения.
На штанге управления мотоблока МБ-1 «Нева» (см. рис. 1.14) расположено ограниченное число органов управления: на правой рукоятке — рычаг 3 управления дроссельной заслонкой, на левой — два рычага включения, переднего (верхний рычаг 2) и заднего (нижний рычаг 15) хода. Для остановки двигателя рычаг дроссельной заслонки переводится в положение «стоп». Ручка 13 переключения передач находится снаружи верхней части цепного редуктора 14. На мотокультиваторе МК-1 «Крот» рычаг включения сцепления 18 (см. рис. 1.15) установлен на правой рукоятке штанги 17 управления, а рычаг 3 дроссельной заслонки — на левой рукоятке.
Кнопка 2 выключения зажигания (остановки двигателя) находится в верхней части соединительного щитка рулевых рукояток 1 и 4. Рычаг сцепления имеет блокирующее устройство, позволяющее при длительной работе не придерживать его рукой. В этом случае для выключения сцепления следует дополнительно нажать рычаг 18 (при этом блокировка отключается), а затем отпустить его. Как на мотоблоке МБ-1, так и на мотокультиваторе МК-1 предусмотрена регулировка высоты рукояток штанги управления по росту оператора.
Для рассмотрения управления поворотом микротракторов и микропогрузчиков обратимся опять к рис. 1.8. На схемах рис. 1.8, д и ж показаны два принципиально отличных типа поворота двухосных машин, первый из которых осуществляется изменением направления движения передних управляемых колес, а второй — изменением направления движения передней секции, шар-нирно сочлененной с задней секцией. Поворот агрегата путем изменения направления движения заднего управ-ляемого колеса (см. рис. 1.8, е) применяется на мото-косилках «Торо Супер Профессионал-6» и имеет сравнительно простую конструкцию, что оправдывает ее использование на мотоорудиях, имеющих низкие рабочие скорости.
Центр поворота О лежит на пересечении продолжений передней оси и оси повернутого на угол ос заднего управляемого колеса. Для осуществления поворота по трем рассмотренным схемам (см. рис. 1.8, д, е и ж), на микротракторах и мотоорудии применяется рулевое управление, которое состоит из рулевого механизма и рулевого привода. Рулевой механизм передает усилие от рук оператора рулевому приводу и увеличивает его, облегчая поворот рулевого колеса. Рулевой привод включает детали, соединяющие рулевой механизм с поворотными цапфами управляемых колес или с поворотными рычагами шарнирной полурамы.
Механический тип рулевого механизма, применяемый обычно на микротракторах, включает в себя ролик и глобоидальный червяк или червяк и червячное колесо, которые составляют червячную пару с большим передаточным числом. Рулевой привод конструктивно выполнен таким об-разом, чтобы при повороте колеса двигались без бокового скольжения, что обеспечивает легкость управления и минимальный износ шин. Для этого необходимо, чтобы все колеса имели один общий центр поворота О (см. рис. 1.8, д).
В этом случае во время поворота внутреннее управляемое колесо проходит меньший путь, т. е. оно должно быть повернуто на больший угол р чем наружное управляемое колесо (угол а). Для выполнения этого условия в составе рулевого привода применяют рулевую трапецию, которая состоит из передней балки, поворотных рычагов и поперечной рулевой тяги. Кроме того, в рулевой привод обычно входят сошка и продольная тяга. Усилия, обеспечивающие поворот трактора, не должны превышать определенного уровня.
При увеличении угла поворота усилие на рулевое колесо должно воз-растать, что позволяет оператору определять положение, занимаемое управляемыми колесами. Микротракторы «Малыш», «Раба-15» и TZ-4K-14 имеют одинаковые по диаметру колеса, и их поворот совершается путем складывания двух полурам относительно друг друга на угол ос (см. рис. 1.8, ж). Такая конструкция имеет ряд преимуществ перед обычными.
Шарнирная рама позволяет в значительной мере снизить нагрузки на элементы несущих конструкций и обеспечить высокую проходимость и маневренность микротрактора. Центр поворота О здесь также находится на пересечении продолжения осей колес передней и задней полурам. Рулевой механизм микротрактора TZ-4K-14 (рис. 5.9) состоит из рулевого колеса, рулевого вала 2, пары конических шестерен 3, червяка 8, червячного колеса 4 с поворотным валом 5, картера рулевого механизма (на рисунке не показан). Рулевой механизм двухступенчатый: первую ступень составляет пара конических шестерен, вторую — пара червяк- червячное колесо.
В верхней части устанавливается рулевое колесо посредством шпоночного соединения. Кончается верхняя часть рулевого вала резьбой, на которую наворачивается гайка крепления рулевого колеса и шплинтуется. Сверху вал закрывается пробкой, которая ввинчивается в отверстие рулевого колеса. Рулевое колесо / представляет собой металлический круг (каркас) диаметром 425 мм с двумя спицами. Металлический каркас колеса облицован пластмассой. В центральной части рулевого колеса находится пробка, закрывающая крепление рулевого вала и колеса.
В зацеплении с ведущей конической шестерней находится ведомая коническая шестерня. Эта пара шестерен выполняет два назначения: повышает передаваемое от рулевого колеса усилие и изменяет направление передаваемого вращения из вертикальной плоскости в горизонтальную. Ведомая коническая шестерня напрессована на втулку, совместно с которой изготовлен червяк. Втулка полая — внутри нее проходит червячный вал.
С одной стороны червячный вал установлен в подшипник, с другой- в бронзовую втулку в корпусе картера рулевого механизма. Со стороны бронзовой втулки червячный вал имеет выступ 6, который вместе с сектором-держателем 7 составляет механизм регулировки зазора в зацеплении червяка с червячным колесом 4, которое изготовлено заодно с поворотным валом 5. Червяк установлен в корпусе эксцентрично; для регулировки зацепления необходимо ослабить предохранительный болт и, вращая выступ 6, отрегулировать люфт.
Поворотный вал расположен в картере вертикально. В нижней части поворотного вала нарезаны треугольные шлицы, посредством которых он соединяется с верхней частью переднего подвеса. Средняя часть вала при выходе из картера рулевого управления уплотняется сальником и закрывается крышкой, которая крепится к картеру четырьмя болтами. Для плотного контакта в соединении поворотный вал — передняя площадка место стыка на последнем делается разрезным и после соединения затягивается болтом, что по мере изнашивания шлицев дает возможность устранить зазор.
Нижнее соединение передней и задней площадок фиксируется соединительным пальцем, который снизу имеет масленку для смазывания. Для сообщения внутренней полости картера рулевого механизма с атмосферой имеется сапун.
При вращении рулевого колеса вращается рулевой вал с ведущей конической шестерней. Далее вращается ведомая коническая шестерня с червяком, а от него-червячное колесо с поворотным валом. Так как поворотный вал посредством шлицев соединен с передним подвесом микротрактора, то вращение далее передается на передний подвес, который поворачивает моторную секцию относительно задней полурамы, на которой закреплен картер рулевого механизма. Поворот может осуществляться в пределах 0-45° в обе стороны от прямого направления и ограничен упором.
Поворот передней полурамы относительно задней в горизонтальной плоскости осуществляется шарнирным (поворотным) соединением двух вилок вокруг вертикального шкворня, передняя из которых закреплена на передней полураме, задняя — на задней.
Подобным образом устроены рулевые механизмы на микротракторах, поворот которых осуществляется изменением направления движения передних управляемых колес. Принципиальное отличие обычно состоит в том, что приводной вал оканчивается сошкой, конец которой совершает поступательно-возвратные перемещения параллельно продольной оси микротрактора. К сошке присоединяется продольная тяга, которая далее передает движение рулевой трапеции. Такой рулевой привод обеспечивает трансформацию поступательно-возвратного перемещения продольной рулевой тяги в поворот передних колес налево и направо.
Близкую к микротракторам с шарнирной рамой схему поворота имеют транспортные агрегаты на базе мотоблоков с прицепными тележками, опрыскивателями, опыливателями. Принципиальное отличие состоит только в том, что находящийся на сидении прицепной машины оператор свои усилия прикладывает не к ободу рулевого колеса, а к рукояткам штанги управления, перемещая их в сторону от продольной оси агрегата.
В то же время мотоблоки БЧС-755 (см. рис. 1.6), «Гольдони» серии 500 и другие, имеющие сравнительно большую массу, используются в качестве энергетического модуля для транспортного агрегата или четырехколесного микротрактора. Дооборудование мотоблока / в этом случае ограничивается установкой на него рулевого меха-низма 2, который через сошку 6 и продольную рулевую тягу 5 передает к дышлу 4 прицепной тележки усилие от рулевого колеса 3.
Как уже упоминалось выше, управление поворотом микропогрузчиков «Бобкет» производится по схеме рис. 1.8, з, т. е. созданием разности вращающих момен-тов на ведущих колесах одного и другого борта. Опера-тор управляет поворотом, перемещая правый и левый рычаги 30 (см. рис. 1.21) от нейтрального положения вперед и назад. Разность вращающих моментов, а следовательно, и интенсивность поворота зависят от относительного угла между одним и другим рычагами.
Наиболее интенсивный поворот происходит при вра-щении колес двух бортов в разные стороны, когда микропогрузчик разворачивается практически на одном месте. Тормозная система предназначена для снижения ско-рости движения, остановки и удержания в неподвижном состоянии мини-тракторов. Тормозная система состоит из тормозных механизмов и их привода. Тормозной механизм служит для создания искусственного сопротивления движению.
Наибольшее распространение получили фрикционные тормоза, которые осуществляют торможение за счет сил трения между деталями, одни из которых неподвижны, а другие вращаются. Колесные тормозные механизмы классифицируют по форме невращающихся трущихся элементов. На микротракторах они бывают ко-лодочными или ленточными. Большое распространение получили колодочные тормозные механизмы. Эффективность торможения и легкость управления агрегатами зависят, как правило, от эффективности тормозной системы.
Колодочный тормоз состоит из вращающегося тормозного барабана и неподвижного щита (на схеме не показаны) с установленными на нем тормозными колодками (рис. 5.10) с фрикционными накладками. При нажатии на педаль 5 или перемещении рычага 2 разжимной кулак 8, вращаясь вокруг оси рычага 12, давит на верхние концы колодок, поворачивая их вокруг оси 9.
При этом тормозные колодки расходятся в разные стороны и давят на внутреннюю поверхность вращающегося тормозного барабана. Возникает тормозной момент, в результате чего барабан затормаживается. Если отпустить педаль тормоза, то пружины 10 возвратят педаль 5 и колодки // в исходное положение. При стоянке тормозной механизм фиксируется в заторможенном состоянии с помощью пружинного стопора 3, защелка которого удерживается на зубчатом секторе 4. Для растормаживания механизма оператор нажимает на рычаг стопора, и рычаг 2 ручного тормоза перемещается вперед.
По мере эксплуатации микротрактора происходит изнашивание фрикционных накладок, в результате чего увеличивается зазор между колодками и тормозными барабанами. В этом случае увеличивается и свободный ход (люфт) тормозной педали, а эффективность торможения падает. Регулировка колодочных тормозов осуществляется изменением длины тяги (троса) 6. Для этого надо отсоединить трос от педали 5 тормоза. На другом конце троса имеется зажим 7 с болтовым соединением. Отворачивая стопорный болт, уменьшают длину троса, что способствует повороту разжимного кулака 8, который при этом
В мотоблоках и мотоорудиях, имеющих малую массу, специальные тормозные системы, как правило, не применяются, а используются разные системы аварийной остановки, которые, совмещая свои основные функции, при малых рабочих скоростях способствуют достаточно эффективному обеспечению безопасности движения. Сюда относятся аварийные системы остановки двигателя: «мотор-стоп» («Кутаиси Супер-600», «Гольдони») и кнопки выключения зажигания («Роби-151», МК-1 «Крот»). Эффект самоторможения главной червячной передачи исполь-зуется на мотоблоках «Риони-2», «Гольдони» и «Грей-вели» различных серий.
В том случае, когда при транспортных работах рабочие скорости могут быть сравнительно высоки, для мотоблоков используются прицепные тележки с тормозами (см. рис. 5.10). Мотоблоки, имеющие значительную массу, оснащаются тормозами. На мотоблоках применяются в основном открытые ленточные тормоза, устанавливаемые на полуосях ведущих колес или на выходном валу трансмиссии. Управление тормозами левого и правого колес раздельное, поэтому такие тормоза широко используют для облегчения управления мотоблоком на повороте.
