Файл: Поляк, А. Я. Трактор будущего.pdf

и понятно, когда речь идет о транспорте или о космиче­ ском корабле. Ну а в промышленности, строительстве?

Возьмем простой пример. Предположим, что за одну плавку доменная печь может дать 300 тонн чугуна, а нам надо вдвое больше. Решение напрашивается само собой — построить вторую домну. Но для этого нужно немало денег и материалов. Кроме того, для обслужи­ вания второй домны потребуется дополнительный штат рабочих и инженеров. А если повысить скорость плав­ ки в два раза, за то же время вместо одной плавки сделать две? Тогда с одной печи мы сможем получать в два раза больше чугуна, вдвое увеличится выработка каждого рабочего, дешевле станет металл.

Подобные примеры можно было бы привести при­ менительно к металлорежущему станку, прокатному стану, заводу или химическому комбинату. И вывод был бы тот же: с увеличением скорости растет производи­ тельность труда, улучшается использование оборудова­ ния, снижается стоимость продукции. Вот почему часто говорят, что повышение скорости — это основа техни­ ческого прогресса, вот почему скорость занимает такое важное место в нашей жизни.

Конечно, повышение скорости — не простая задача. Каждый новый рубеж завоевывается упорным твор­ ческим трудом ученых, конструкторов, рабочих. Зачас­ тую мало бывает открыть техническую возможность повышения скорости, нужно еще доказать практиче­ скую целесообразность этого, экономическую выгоду.

Совсем недавно скорости 100—200 километров в час были уделом только гоночных автомобилей. Люди зна­ ли, как построить автомобиль, способный двигаться с такой скоростью. Но как заставить его работать долго и надежно, как обеспечить безопасность движения, как наконец, сделать, чтобы цена такого автомобиля была

доступна массовому покупателю? Решение этих вопросов заняло годы. Немало творческого труда пришлось затратить конструкторам; от металлургов потребова­ лось создать новые прочные сплавы; химики разработа­ ли более долговечные покрышки; технологи улучшили и упростили обработку деталей. Так совместные усилия многих специалистов позволили сделать скорости авто­ гонщиков обычными для современных автомобилей.

До сих пор мы говорили о значении скорости в промышленности и на транспорте. Роль скорости в сель­ ском хозяйстве не менее велика, хотя, на первый взгляд, здесь приходится иметь дело с цифрами куда менее впечатляющими.

Приняв эстафету от лошади и быка, трактор не спе­ шил повышать скорость. Правда, диапазон скоростей постепенно расширялся, но это относилось главным об­ разом к перевозкам грузов, малоэнергоемким опера­ циям. На основных работах — пахоте, посеве, бороно­ вании, культивации — скорости оставались примерно такими же, как и во времена безраздельного господ­ ства «живого двигателя». 3—5 километров -в час — на эти скорости рассчитывались тракторы, примени­ тельно к ним создавались сельскохозяйственные маши­ ны и орудия.

Инженеры, конечно, понимали, что повышение ско­ ростей сулит большие выгоды. Основоположник земле­ дельческой механики академик Василий Прохорович Горячкин еще на заре развития механизации нашего сельского хозяйства писал:

«...Представляется заманчивым для механических построений пользоваться малыми массами и большими скоростями.

При больших скоростях можно ожидать: 1. Увеличения производительности.

66

2.Улучшения качества работы.

3.Легкости конструкции вследствие более значи­ тельного насыщения энергией.

4.Равномерности движения, так как изменить бы­

строе движение всегда труднее, чем медленное».

В тридцатых годах по инициативе передовых трак­ тористов развернулось широкое движение за работу на повышенных скоростях. «Работать на третьей переда­ че!» — призывали передовики. Это движение научило механизаторов правильно маневрировать скоростями, лучше использовать тракторы, в первую очередь на тех операциях, где они не загружены.

Однако на основных работах скорости оставались почти на прежнем уровне. Их повышению мешали трудно преодолимые в то время технические препят­ ствия. Какие? Чтобы ответить на этот вопрос, приведем пример.

Предположим, мы пашем на тракторе «Беларусь» МТЗ-5 (его мощность 45 лошадиных сил) трехкорпусным плугом. Включена пятая передача (пониженный диапа­ зон), скорость — около 5 километров в час. Мы хотим повысить скорость и для этого решаем включить шес­ тую передачу: тогда трактор сможет двигаться со скоростью около 6.5 километра в час. Включаем пере­ дачу, трогаемся, но... трактор останавливается: глох­ нет двигатель. В чем дело? Оказывается, для работы на такой скорости мощность двигателя недостаточна.

Однако есть выход. Вспомним закон физики — про­ играешь в силе, выиграешь в скорости. В нашем при­ мере сила — это по существу тяговое сопротивление плуга, которое нужно преодолеть трактору, чтобы дви­ гаться по полю. Значит, достаточно снять один плуж- -ный корпус из трех, и мы сможем снизить тяговое соп­ ротивление, уменьшить силу, увеличить скорость. Но

поле — это не трек для гонок, скорость нужна нам не ради того, чтобы быстрее доехать до конца поля. Она необходима, чтобы поднять производительность. Одна­ ко, сняв один корпус, мы этого не добьемся: скорость увеличится, но зато обрабатываемая плугом полоса почвы — ширина захвата — уменьшится. Невольно вспо­ минается восточная поговорка о том, что из кувшина можно вылить только то, что в нем было.

Произведение силы на скорость представляет собой мощность, то есть работу, выполняемую в единицу вре­ мени. Мощность двигателя — вот то богатство, которое есть в нашем «кувшине», оно и определяет возможную производительность. Увеличив мощность двигателя, мы можем повысить скорость, не уменьшая силу тяги, и тогда повысится производительность. Однако сделать это не просто.

Разбирая вопрос о требованиях сельского хозяйства к трактору, мы уже выяснили, на что теряется мощность двигателя, пока она не превратится в полезную работу, и установили, что величина этих потерь зависит от правильного соотношения скорости и тягового усилия. Уподобив характеристику коэффициента полезного действия трактора холму, мы нашли, что как с увели­ чением скорости от определенной, наиболее выгодной величины (меньше тяга, но больше потери на самопе­ редвижение), так и с увеличением тяги (меньше ско­ рость, но больше потери на буксование) к.п.д. падает. Мы нашли путь, который позволяет работать с высоким к.п.д. при различном сочетании скорости и тяговой загрузки: для этого нужно изменять вес трактора. При увеличении скорости приходилось уменьшать вес, что­ бы снизить потери на самопередвижение агрегата.

Во всех этих рассуждениях мы считали мощность двигателя неизменной. А что произойдет, если, увеличив

68

Тяговый я п д. т ракт ора

Чем больше энергонасыщенность трактора, тем больше ско­ рость его работы.

скорость, соответственно увеличить и мощность двига­ теля, но не менять вес трактора? Оказывается, в этом случае вершина «холма», характеризующего тяговый к.п.д. трактора, переместится к большим скоростям. Де­ ло в том, что нам теперь есть, где взять мощность, и для того, чтобы быстрее катить трактор, и для выполнения полезной работы. Ведь сохранив вес трактора и увели­ чив мощность, мы в каждую тонну его веса «запрягли» больше лошадиных сил, как говорят инженеры, повыси­ ли энергонасыщенность трактора.

Ну а как Обстоит теперь дело с тягой? Тяговые воз­ можности трактора определяются его весом, а вес мы не меняли. Значит, и ширина захвата орудий останется прежней.

Исследования показали, что увеличение мощности двигателя при сохранении веса трактора, то есть увели­ чение его энергонасыщенности, позволяет повысить ра­ бочую скорость тракторного агрегата при той же ширине

захвата, иначе говоря, поднять производительность.

Вес трактора определяет его тяговые возможности, а величина энергонасыщенности— рабочие скорости дви­ жения.

Забегая немного вперед, скажем, что для трактора класса 3 тонны (вес около 6000 килограммов) мощ­ ность 54 лошадиных силы (трактор ДТ-54) соответству­ ет энергонасыщенности 10 лошадиных сил на тонну веса и позволяет работать со скоростью 3,6—7 кило­ метров в час. Увеличив мощность двигателя до 75 ло­ шадиных сил, мы довели энергонасыщенность трактора (Т-74) -до 12,5 лошадиной силы на тонну и повысили его, скорость. до 5—9 километров в час. Трактор мощ­ ностью 150 лошадиных сил будет иметь энергошк ыщенность 24 лошадиных силы на тонну и развивать ско­ рость 9—15 километров в час.

70

их вершины соответствовали или желаемой тяге, или желаемой скорости. Принципиально можно создать

при том же весе, нужно усовершенствовать его конст­ рукцию, применить новые, более легкие и прочные ма­ териалы, улучшить технологию изготовления тракторов на заводах. Развитие техники в тридцатые годы еще не позволяло решить эту задачу. Только через двадцать с лишним лет, в 1957—1960 годах, в результате об­ ширных комплексных исследований были впервые соз­ даны тракторы повышенной энергонасыщенности, спо­ собные работать на скоростях 5—9 километров в час. Вскоре началось массовое производство этих машин

(Т-75, Т-74, ДТ-75, МТЗ-50, Т-40, Т-4, К-700 и др.). При правильной организации использования техники, раци­ ональном агрегатировании, механизации вспомогатель­ ных работ (заправка тракторов топливом, засыпка се­ мян в ящики сеялок и т. д.) новые тракторы могут ра­ ботать на 20—30% производительнее тракторов тех же классов, но старых марок.

Так был сделан первый шаг на пути повышения рабо­ чих скоростей машинно-тракторных агрегатов. Он об­ легчался тем, что на скоростях 5—9 километров в час могут успешно работать обычные сельскохозяйственные машины и орудия, обеспечивая соблюдение всех тре­ бований агротехники.

Сделать следующий шаг — повышение скорости до 9—15 километров — значительно труднее. Дело не толь­ ко в усложнении конструкции самого трактора. Как по­ казали опыты, с увеличением скорости более 7,5—8 ки­

71

лометров в час качество пахоты обычными плугами ухудшается, резко растет тяговое сопротивление, уве­ личивается распыление почвы, а при скорости более 10 километров в час почва начинает фонтаном отбра­ сываться в сторону. На высоких скоростях ухудшается качество работы стандартных лап культиваторов, выглубляются сошники сеялок.

Казалось, дальше повышать скорости нельзя. Одна­ ко выход был найден. Подобно тому, как изменялась форма самолета по мере увеличения его скорости, ста­ ли изменять и форму рабочих органов сельскохозяй­ ственных машин. Уменьшили угол наклона корпуса плуга к борозде и сделали более пологой поверхность отвала. Это позволило снизить тяговое сопротивление и получить хорошее качество пахоты при скоростях 9—13 километров в час. Аналогичные изменения были внесе­ ны и в конструкции рабочих органов других машин и орудий.

С повышением скорости возросли требования к на­ дежности и прочности машин. Изучение напряжений в деталях, причин их износов и поломок при работе на повышенных скоростях помогло правильно решить и эту проблему— увеличить надежность машин, не уве­ личивая их веса.

С переходом на повышенные скорости остро встал вопрос об условиях труда механизаторов: ведь с уве­ личением скорости растет тряска, вибрация, запылен­ ность воздуха. Чем выше скорость, тем большее внима­ ние требуется от тракториста, тем быстрее должен он манипулировать рычагами управления. Как обеспечить трактористу необходимый комфорт на его рабочем ме­ сте, как защитить его от повышенной утомляемости и профессиональных заболеваний? Конструкторы поза­ ботились и об этом. Созданы специальные подрессорен­

72

ные сиденья, удобные кабины, удалось облегчить и упростить управление трактором.

В экспериментальных цехах Минского и Волгоград­ ского тракторных заводов были изготовлены тракторымакеты класса 1,4 тонны (колесный) и 3 тонны (гусе­ ничный). Это позволило проверить расчеты практикой, посмотреть, на что способны скоростные тракторы.

В колхозе им. В. И. Ленина Новокубанского района Краснодарского края был поставлен интересный опыт. В одном из отделений все полевые работы выполнялись тракторами-макетами, которые работали со скоростными орудиями и машинами. Замена обычной техники пер­ спективной скоростной позволила уменьшить количест­

Соответственно уменьшилось число механизаторов и обслуживающего персонала. Машинный парк отделе­ ния, весивший раньше 188 тысяч килограммов, «поху­ дел» на 50 тонн. Вот какую экономию дало применение скоростных машин только в одном отделении колхоза! Производительность машинно-тракторных агрегатов на основных работах повысилась на 72—98%. Затраты труда на возделывании пшеницы снизились на 23%, ку­ курузы— на 33%- Прямые издержки на производство одного центнера пшеницы снизились на 17%, а кукуру­ зы — на 49%.

Всесторонняя проверка скоростных агрегатов на па­ хоте, посеве, культивации, бороновании, междурядной обработке, уборке кукурузы и сахарной свеклы и дру­ гих работах проводилась во многих хозяйствах. Произ­ водительность труда на основных работах возросла в 1,5—2 раза и примерно в 1,5 раза по всему комплексу работ в среднем, значительно снизились затраты на про­ изводство продукции.

73