AugustinConstantines.. - Universitatea Transilvania

Transcription

UNIVERSITATEA „TRANSILVANIA” DIN BRAŞOV
FACULTATEA DE ALIMENTAŢIE ŞI TURISM
Ing. Augustin CONSTANTINESCU
OPTIMIZAREA AGREGATELOR FORMATE DIN TRACTOARE DE
PUTERE MARE CU MAŞINI AGRICOLE PENTRU PREGĂTIREA
TERENULUI ÎN VEDEREA ÎNSĂMÂNŢĂRII
OPTIMISATION OF GREAT CAPACITY TRACTOR- AGRICULTURAL
MACHINE AGGREGATE FOR PREPARATION
OF SOIL FOR SOWING
Rezumatul tezei de doctorat
Summary of PhD Thesis
CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC
Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU
Braşov
2010
MINISTERUL EDUCAŢIEI CERCETĂRII ŞI INOVĂRII
BRAŞOV, B-DUL EROILOR NR.29, 500036, TEL. 0040-0268-413000
FAX. 0040-268-410525
RECTORAT
Către ……………………………………………………………….
Vă aducem la cunoştinţă că în ziua de vineri, 26.02.2010, ora 11, în sala RP 6
(Amfiteatru), Corpul R, de la Facultatea de Alimentaţie şi Turism, va avea loc
susţinerea publică a tezei de doctorat intitulată „Optimizarea agregatelor formate din
tractoare de putere mare cu maşini agricole pentru pregătirea terenului în vederea
însămânţării” elaborată de ing. Constantinescu T. Augustin, în vederea obţinerii
titlului ştiinţific de Doctor, în domeniul fundamental ŞTIINŢE INGINEREŞTI,
domeniul INGINERIE MECANICĂ.
Comisia de evaluare şi susţinere a tezei de doctorat, numită prin ordinul
Rectorului Universităţii „Transilvania” din Braşov, Nr. 3979/01.02.2010 are
următoarea componenţă:
PREŞEDINTE:
1. Prof. univ. dr. ing. Romulus GRUIA
Decan - Facultatea de Alimentaţie şi Turism
Universitatea „Transilvania” din Braşov
COND. ŞTIINŢIFIC:
2. Prof. univ. dr. ing. Simion POPESCU
REFERENŢI
3. Conf. univ. dr. ing. Ilie DUMITRU
Universitatea din Craiova
4. Cerc. şt. pr. I dr. ing. Emil VOICU
Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare
pentru Maşini şi Instalaţii Destinate Agriculturii
şi Industriei Alimentare-Bucureşti
5. Prof. univ. dr. ing. Gheorghe BRĂTUCU
În cazul în care doriţi să faceţi aprecieri sau observaţii asupra conţinutului lucrării, vă
rugăm să le transmiteţi pe adresa Departamentului de Doctorat al Universităţii sau
prin e-mail: [email protected] şi [email protected]
FACULTATEA DE ALIMENTAŢIE ŞI TURISM
OPTIMIZAREA AGREGATELOR FORMATE DIN TRACTOARE DE
PUTERE MARE CU MAŞINI AGRICOLE PENTRU PREGĂTIREA
OPTIMISATION OF GREAT CAPACITY TRACTOR- AGRICULTURAL
MACHINE AGGREGATE FOR PREPARATION
OF SOIL FOR SOWING
Rezumatul tezei de doctorat
Summary of PhD Thesis
CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC
Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU
Membru titular al Academiei de Ştiinţe Agricole şi Silvice
„Gheorghe Ionescu Siseşti”
Braşov
2010
CUPRINS
PREFAŢĂ ..................................................................................................
1. CONSIDERAŢII GENERALE PRIVIND PREGĂTIREA TERENULUI
ÎN VEDEREA ÎNSĂMÂNŢĂRII ..............................................................
1.1 Aspecte generale privind pregătirea terenului în vederea
însămânţării ..................................................................................
1.2 Cerinţe impuse lucrărilor de pregătire a patului germinativ pentru
diferite culturi ………………………………………………………….
1.3 Indici calitativi de lucru ai agregatelor pentru pregătirea patului
germinativ .....................................................................................
1.4 Verificarea şi aprecierea lucrărilor de pregătire a patului
germinativ ......................................................................................
1.5 Influenţa calităţii pregătirii patului germinativ asupra procesului
de răsărire a plantelor semănate ..................................................
2. STADIUL ACTUAL PRIVIND REALIZĂRILE DE MAŞINI ŞI
ECHIPAMENTE AGRICOLE UTILIZATE LA PREGĂTIREA
TERENULUI ÎN VEDEREA ÎNSĂMÂNŢĂRII …………………………….
2.1 Maşini şi echipamente pentru pregătirea terenului în vederea
însămânţării realizate în România …………………………………..
2.1.1 Grape cu discuri ……………………………………………......
2.1.2 Grape cu colţi …………………………………………………..
2.1.3 Grape elicoidale şi oscilante ……………………………….....
2.1.4 Tăvălugi ………………………………………………………....
2.1.5 Freze agricole ……………………………………………….....
2.1.6 Cultivatoare pentru prelucrare totală ....................................
2.1.7 Combinatoare şi agregate multiple ......................................
2.1.8 Agregate complexe pentru pregătirea patului germinativ ....
2.2 Maşini şi echipamente pentru pregătirea terenului în vederea
însămânţării realizate pe plan internaţional ………………………..
3. STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR TEORETICE ŞI
EXPERIMENTALE PRIVIND DINAMICA ŞI ENERGETICA
SISTEMELOR TRACTOR – MAŞINĂ AGRICOLĂ UTILIZATE LA
PREGĂTIREA TERENULUI ÎN VEDEREA ÎNSĂMÂNŢĂRII ………….
3.1 Stadiul actual al cercetărilor teoretice privind dinamica şi
energetica sistemelor tractor - maşină agricolă utilizate la
pregătirea terenului în vederea însămânţării ………………………
3.1.1 Cercetări teoretice privind procesele de lucru şi dinamica
maşinilor agricole utilizate la pregătirea terenului în
vederea însămânţării …………………………………………..
3.1.1.1 Cercetări teoretice privind procesul de lucru şi
dinamica frezelor agricole …………………………….
dinamica maşinilor pentru afânarea adâncă a
solului …………………………………………………...
dinamica tăvălugilor …………………………………...
5
7
7
7
7
8
8
9
9
9
10
10
10
10
10
10
11
11
15
15
15
15
16
17
3.1.2 Cercetări teoretice privind dinamica sistemelor tractormaşină agricolă utilizată la pregătirea terenului în vederea
însămânţării …………………………………………………….
3.1.2.1 Dinamica sistemului tractor – maşină purtată în
spate ……………………………………………………
3.1.2.2 Dinamica sistemului tractor–maşină tractată ………
3.1.2.3 Dinamica sistemului tractor-maşină semipurtată…...
3.1.2.4 Stabilitatea transversală a sistemului tractor –
maşină de lucru …………………………...................
3.1.3 Bilanţul de putere al tractorului……......................................
3.1.4 Bilanţul energetic al sistemului tractor-maşină agricolă ……
3.2 Stadiul actual al cercetărilor experimentale a dinamicii şi
energeticii sistemelor tractor-maşină agricolă ……………………..
3.2.1 Aspecte generale ………………………………………………
3.2.2 Aparatura pentru măsurarea vitezelor unghiulare ………….
3.2.3 Aparatura pentru măsurarea vitezelor de deplasare a
maşinilor ………………………………………………………
3.2.5 Aparatura pentru măsurarea forţelor şi momentelor de
torsiune ………………………………………………………….
3.2.6 Metode şi aparatură pentru determinarea forţelor de
rezistenţă la tracţiune ale maşinilor agricole ………………..
4. NECESITATEA ŞI OBIECTIVELE LUCRĂRII ......................................
4.1 Necesitatea abordării temei ..........................................................
4.2 Obiectivele lucrării ........................................................................
4.3 Metodica de cercetare ..................................................................
5. CERCETAREA TEORETICĂ ŞI MODELAREA DINAMICĂ ŞI
ENERGETICĂ A SISTEMELOR TRACTOR-MASINĂ DE PREGĂTIT
TERENUL ÎN VEDEREA ÎNSĂMÂNŢĂRII ……………………………....
5.1 Obiectivele cercetării teoretice privind dinamica sistemelor
tractor-maşină agricolă utilizate la pregătirea terenului în vederea
însămânţării …………………………………………………
5.2 Cercetări teoretice privind dinamica organelor de lucru ale
maşinii utilizate la pregătirea terenului în vederea însămânţării …
5.2.1 Cercetări teoretice privind dinamica cuţitele pentru afânarea
şi decompactarea solului …………………………..
5.2.2 Cercetări teoretice privind dinamica rotorului orizontal cu
cuţite pentru mărunţirea şi afânarea solului …………………
5.2.3 Cercetări teoretice privind dinamica tăvălugului cu pinteni ..
5.3 Cercetări teoretice privind dinamica agregatului pentru pregătit
patul germinativ ACPG-3 ………………………………………….....
5.4 Dinamica generală a sistemului tractor-agregat combinat pentru
pregătit patul germinativ ………………………………….................
5.4.1 Stabilitatea longitudinală a tractorului cu maşina în poziţie
de lucru pe teren orizontal ……………………………………
5.4.2 Stabilitatea longitudinală a tractorului la coborârea pe pantă
cu maşina în poziţie de lucru ………………………….
5.4.3 Stabilitatea longitudinală a tractorului la urcarea pe pantă
cu maşina în poziţie de lucru …………………………………
5.4.4 Stabilitatea longitudinală a tractorului cu maşina în poziţie
de transport ……………………………………………………..
18
18
20
21
22
22
23
23
23
23
23
25
27
27
27
27
29
29
30
30
31
33
34
36
36
37
38
5.5 Simularea pe calculator a dinamicii sistemului tractor- maşină
agricolă pentru pregătirea terenului pentru semănat………………
5.5.1 Aspecte generale ………………………………………………
5.5.2 Simularea dinamicii sistemului tractor maşină de pregătit
patul germinativ ………………………………………………
5.5.3 Interpretarea grafică a rezultatelor obţinute în urma simulării
dinamicii sistemului …………………………………
5.6 Analiza energetică a sistemului tractor- agregat combinat pentru
pregătit patul germinativ ………………………...............................
6. CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND DINAMICA ŞI
ENERGETICA SISTEMELOR TRACTOR - MAŞINĂ AGRICOLĂ
UTILIZATE LA PREGĂTIREA TERENULUI ÎN VEDEREA
ÎNSĂMÂNŢĂRII .....................................................................................
6.1 Sistemul supus cercetării experimentale ......................................
6.1.1 Tractorul utilizat la cercetările experimentale .......................
6.1.2 Maşina agricolă utilizată la cercetările experimentale...........
6.2 Obiectivele şi programul încercărilor experimentale ……………
6.3 Aparatura şi metodica de investigare utilizată ..............................
6.3.1 Amplasarea în sistem a echipamentelor pentru
investigaţia experimentală ...................................................
6.3.2 Metodica şi aparatura pentru măsurarea forţelor din cuplele
de legătură dintre tractor şi maşina agricolă purtată ………
6.3.3 Măsurarea momentelor de torsiune la arborii cardanici de la
puntea faţă şi spate a tractorului şi a turaţiei acestora ….
6.3.4 Măsurarea momentului de torsiune şi a turaţiei arborelui
prizei de putere …………………………………………………
6.3.5 Măsurarea turaţiei de la roata a 5-a ………………………….
6.4. Prelucrarea, analiza şi interpretarea rezultatelor experimentale..
6.4.1 Prelucrarea datelor experimentale …………………………...
6.4.2 Analiza şi interpretarea rezultatelor cercetării experimentale
referitoare la dinamica sistemului …………..
6.4.3 Analiza şi interpretarea energeticii sistemului utilizat la
pregătirea terenului pentru semănat …………………………
40
40
40
43
45
45
45
45
46
47
47
50
51
53
54
55
55
57
59
7. CONCLUZII ŞI CONTRIBUŢII PERSONALE ……………………………
7.1 Concluzii generale...................................... ……………………….
7.2 Concluzii rezultate din cercetările teoretice ……………………….
7.3 Concluzii rezultate din cercetările experimentale …………………
7.4 Contribuţii personale ale autorului ………………………………….
65
65
65
67
69
BIBLIOGRAFIE .........................................................................................
70
Notă: Subcapitolele scrise înclinat se regăsesc în teza de doctorat.
REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT
5
PREFAŢĂ
În sistema maşinilor pentru lucrările de pregătire a terenului în vederea
însămânţării, pe lângă maşinile simple formate din organe de lucru acţionate prin tractare
(grape, cultivatoare, combinatoare) sau din organe acţionate prin priza de putere ( freze,
maşini cu rotoare antrenate) au fost introduse în producţie din ce în ce mai mult
agregatele multiple formate din combinaţii de maşini cu organe active antrenate (rotoare
cu cuţite) şi maşini cu organe de lucru neantrenate (pasive). Dintre acestea, o largă
dezvoltare şi utilitate o au agregatele pentru pregătit patul germinativ formate din organe
de afânare adâncă, rotor cu cuţite pentru mărunţirea şi afânarea solului şi tăvălugi pentru
mărunţirea suplimentară şi nivelarea solului.
Prezenta teză se încadrează în preocupările care urmăresc găsirea de soluţii
optime în construcţia agregatelor multiple de pregătit patul germinativ, cu scopul de a
reduce necesarul de energie, a creşte productivitatea şi de a executa lucrări cu indici
calitativi superiori. În acest sens, prezintă interes agregatul combinat pentru pregătit
patul germinativ (ACPG-3), studiat sub aspect teoretic şi experimental. Pornind de la
aceste considerente, lucrarea de doctorat abordează studiul dinamic şi energetic pentru
fiecare tip de organ de lucru al maşinii, pentru agregat şi pentru sistemul tractor-maşină
în ansamblul, în vederea stabilirii regimurilor optime de lucru, prin elaborarea de modele
dinamice şi energetice şi simularea computaţională a comportării dinamice a acestuia.
Teza de doctorat elaborată este structurată pe 7 capitole, conţine 214 pagini şi o
listă bibliografică cu 156 titluri de lucrări reprezentative publicate în domeniu (inclusiv
cele publicate de autor).
În capitolul 1, intitulat „Consideraţii generale privind pregătirea terenului în
vederea însămânţării”, se prezintă cerinţele agrotehnice impuse lucrărilor de pregătire
a patului germinativ pentru diferite culturi, indicii calitativi ai agregatelor utilizate în acest
scop, se descriu tehnologiile de pregătire a patului germinativ şi se analizează influenţa
calităţii pregătirii acestuia asupra procesului de răsărire a plantelor semănate.
În capitolul 2, intitulat „Stadiul actual privind realizările de maşini şi
echipamente agricole utilizate la pregătirea terenului în vederea însămânţării”, se
prezintă principalele tipuri de maşini şi echipamente utilizate la pregătirea terenului în
vederea însămânţării realizate în România. De asemenea sunt prezentate realizări de
maşini utilizate la pregătirea terenului în vederea însămânţării pe plan mondial, cu
precădere agregate multiple (combinate) utilizate în acest scop.
În capitolul 3, intitulat „Stadiul actual al cercetărilor teoretice şi experimentale
privind dinamica şi energetica sistemelor tractor–maşină agricolă utilizate la
pregătirea terenului în vederea însămânţării”, se face analiza procesului de lucru şi
dinamicii unor maşini utilizate la pregătirea terenului în vederea însămânţării, a dinamicii
pentru diferite sisteme tractor-maşină de lucru şi energeticii acestora. În partea a doua a
capitolului se prezintă aparatura şi metodica de cercetare experimentală a dinamicii şi
energeticii sistemelor tehnice tractor-maşină de lucru.
În capitolul 4, intitulat „Necesitatea şi obiectivele lucrării”, se prezintă
argumentele care au stat la baza realizării lucrării, obiectivele tezei de doctorat precum şi
metodica de cercetare teoretică şi experimentală utilizată în scopul atingerii obiectivelor
propuse.
În capitolul 5, intitulat „Cercetarea teoretică şi modelarea dinamică şi
energetică a sistemelor tractor-maşină de pregătit terenul în vederea
însămânţării”, se face analiza dinamică a organelor de lucru şi se stabileşte modelul
dinamic echivalent al agregatului pentru pregătit patul germinativ ACPG-3, se analizează
dinamica generală a sistemului tractor-maşină considerat, în diverse situaţii de lucru, se
Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU
Conducător ştiinţific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU
6
realizează simularea dinamicii sistemului pe calculator cu ajutorul soft-ului MAPLE12.
Capitolul este completat în încheiere cu analiza energetică a sistemului tractor-agregat
combinat pentru pregătit patul germinativ.
În capitolul 6, intitulat „Cercetări experimentale privind dinamica şi energetica
sistemelor tractor-maşină agricolă utilizate la pregătirea terenului în vederea
însămânţării”, sunt prezentate obiectivele cercetărilor experimentale, obiectul supus
cercetării experimentale (tractorul A1800-AM în agregat cu ACPG-3), metodologia şi
aparatura de investigare experimentală utilizată la încercarea agregatului (rama
tensometrică pentru măsurarea forţelor de rezistenţă la tracţiune a maşinilor agricole
purtate cu dispozitive de cuplare categoria a III şi a IV-a, a fost concepută, proiectată şi
realizată de autor). Se prezintă metodologia de prelucrare a datelor experimentale, se
analizează şi se interpretează rezultatele cercetării experimentale referitoare la dinamica
şi energetica sistemului.
În capitolul 7, intitulat “Concluzii şi contribuţii personale”, se prezintă
concluziile generale ale lucrării referitoare la realizările actuale de maşini agricole
utilizate la pregătirea terenului în vederea însămânţării şi la stadiul actual al cercetărilor
teoretice şi experimentale al acestor sisteme. De asemenea, se prezintă concluziile
rezultate din cercetarea teoretică şi experimentală a sistemului analizat, contribuţiile
personale ale autorului, precum şi direcţiile viitoare de cercetare în vederea aprofundării
cercetărilor privind optimizarea dinamică şi energetică a sistemelor utilizate la pregătirea
terenului în vederea însămânţării.
Încredinţat că rigoarea, spiritul academic şi claritatea ştiinţifică permanentă a
conducătorului ştiinţific Prof. univ. dr. ing. Simion POPESCU, membru titular al
Academiei de Ştiinţe Agricole şi Silvice, au făcut posibilă conceperea şi elaborarea
prezentei lucrări de doctorat, autorul îşi exprimă sentimentele de gratitudine şi adâncă
consideraţie faţă de Domnia Sa, fiindu-i recunoscător pentru valoroasa îndrumare
ştiinţifică.
Mulţumesc stimaţilor referenţi pentru onoarea care mi-au făcut-o recenzându-mi
lucrarea.
Mediul intelectual al prestigiosului lăcaş de cultură şi ştiinţă care este
Universitatea Transilvania din Braşov a conferit o notă particulară acestui demers
ştiinţific. Pe această cale mulţumesc cadrelor didactice de la Catedra de Maşini pentru
Agricultură şi Industria Alimentară din cadrul Facultăţii de Alimentaţie şi Turism.
Cu profundă consideraţie autorul mulţumeşte, de asemenea, colectivelor de
specialişti ai Institutului Naţional pentru Maşini Agricole (INMA) din Bucureşti şi SC MAT
SA din Craiova, pentru sprijinul, disponibilitatea şi profesionalismul manifestate pe
perioada desfăşurării încercărilor experimentale.
Colegilor de la Departamentul Autovehicule Rutiere, Maşini şi Instalaţii Agricole
din cadrul Universităţii din Craiova, care mi-au fost alături pe parcursul elaborării tezei, le
adresez acum recunoscătoare gânduri şi sentimente de consideraţie.
Mulţumesc tuturor prietenilor mei, cei care în toţi aceşti ani au crezut în mine şi
mi-au fost alături atunci când am avut mai mare nevoie.
Mulţumesc familiei mele, fără de care nu puteam ajunge aici.
Mulţumesc lui Dumnezeu!
Craiova, 2010
7
CAPITOLUL 1
CONSIDERAŢII GENERALE PRIVIND PREGĂTIREA TERENULUI
ÎN VEDEREA ÎNSĂMÂNŢĂRII
1.1 ASPECTE GENERALE PRIVIND PREGĂTIREA TERENULUI ÎN VEDEREA
ÎNSĂMÂNŢĂRII
Dată fiind marea varietate a proprietăţilor fizice ale solurilor existente, a
condiţiilor climatice şi a cerinţelor diverselor specii de plante cultivate este firesc a
exista mai multe tehnologii de lucrare a solului, cuprinse în diferite sisteme
tehnologice de cultură (sau sisteme agricole) şi folosind maşini diferite [30, 31, 81, 92,
102, 127, 133]:
Sistemul clasic (cu arătură).
Sistemul de conservare a solului (fără arătură)
Sistemul fără prelucrarea solului (semănat direct)
Este necesar ca lucrarea de pregătire a terenului în vederea semănatului să
fie de bună calitatea, întrucât este ultima lucrare ce se execută înaintea semănatului
şi eventualele abateri de la calitate nu mai pot fi corectate prin alte lucrări.
Cerinţe agrotehnice specifice [24, 30, 31, 81, 127]:
Cerinţa faţă de gradul de mărunţire şi dimensiunea maximă a fragmentelor
depinde de mărimea seminţei şi este, în general, invers proporţională cu mărimea
seminţei.
Gradul de afânare al stratului de sol lucrat trebuie să fie de 10-15% pentru a
permite plantei să răsară, iar la plantele cu răsărire epigeică (cu scoaterea
cotiledoanelor în afara solului), cum ar fi fasolea, soia, năutul etc. de 15-25%.
Adâncimea de lucru trebuie să fie egală cu adâncimea de semănat, în
general, între 2 şi 10 cm.
Uniformitatea adâncimii trebuie să fie de peste 90% pentru a avea
simultaneitate a răsăririi culturii.
Denivelările maxime admise sunt în general de circa 20% din adâncimea de
semănat.
Gradul de distrugere al vegetaţiei nedorite trebuie să fie de cel puţin 90%.
Amestecarea stratului de sol lucrat este o cerinţă importantă în anumite situaţii
cum ar fi tratamentele cu pesticide sau erbicide.
1.2 CERINŢE IMPUSE LUCRĂRILOR DE PREGĂTIRE A PATULUI GERMINATIV
PENTRU DIFERITE CULTURI
1.2.1 Pregătirea patului germinativ pentru culturile de toamnă [ 30, 127, 133]:
1.2.2 Pregătirea patului germinativ pentru culturile de primăvară [ 30, 81, 133]:
1.3 INDICI CALITATIVI DE LUCRU AI AGREGATELOR PENTRU PREGĂTIREA
PATULUI GERMINATIV
La agregatele pentru pregătirea patului germinativ, indicii de lucru calitativi
sunt cei prezentaţi în literatura de specialitate [ 30, 81, 127, 133]:
- adâncimea medie a mobilizării solului, a patului germinativ, am
- abaterea standard faţă de adâncimea medie de mobilizare a solului, sa,
- abaterea accidentală maximă, ∆a;
- coeficientul de variaţie, Ca
- gradul de mărunţire a solului Gms, la pregătirea patului germinativ
8
- gradul de afânare a solului, Gas,
- gradul de nivelare a solului, Gns
- gradul de distrugere a buruienilor, Gdb,
1.4 VERIFICAREA SI APRECIEREA LUCRĂRILOR DE PREGĂTIRE A PATULUI
GERMINATIV
Aprecierea lucrărilor de pregătire a patului germinativ se referă la alegerea
perioadei optime de efectuare a lucrării şi la respectarea indicii calitativi specifici:
- respectarea momentului şi perioadei optime de execuţie;
- realizarea adâncimii şi respectarea acesteia;
- gradul de nivelare şi prezenţa bulgărilor;
- gradul de mărunţire a solului;
- gradul de distrugere a buruienilor;
- prezenţa greşurilor.
1.5 INFLUENŢA CALITĂŢII PREGĂTIRII PATULUI GERMINATIV ASUPRA
PROCESULUI DE RĂSĂRIRE A PLANTELOR SEMĂNATE
Prin tehnologiile de lucrare a solului se încearcă să se asigure condiţiile
optime de germinare, răsărire şi dezvoltare a plantelor cultivate.
Există numeroase variante tehnologice de aplicare a lucrărilor solului pentru
înfiinţarea unei culturi.
Practica agricolă actuală a consfinţit existenţa a trei tehnologii fundamentale
de lucrare a solului :
- tehnologia convenţională (cu plug) care include aratul şi grăpatul în vederea
pregătirii patului germinativ;
- tehnologia conservativă a solului (fără plug);
- semănatul direct în sol nelucrat.
Tehnologiile convenţionale şi cele conservative, care în prezent sunt
dominante, ele reprezentând împreună cca. 80% din totalul tehnologiilor de lucrare a
solului aplicare pe plan mondial, impun ca un pat germinativ bine pregătit (fig. 1.2) să
răspundă la următoarele cerinţe agrotehnice:
- seminţele trebuie să fie aşezate într-un strat de sol fin şi tasat pentru a
permite apei din apropiere să vină în jurul seminţelor;
- stratul de sol pe care se aşează seminţele trebuie să fie mai tare pentru a
favoriza creşterea imediată a plăntuţei pe verticală;
- suprafaţa solului trebuie să fie destul de grosieră pentru a se evita formarea
crustei care împiedică buna răsărire a plantelor şi favorizează pierderea apei din sol.
Fig.1.2 Structura unui pat germinativ ideal [81]:
1-strat de sol bulgăros; 2-strat de sol mărunţit fin (la nivelul seminţelor); 3-strat de sol tasat
formând baza patului germinativ; 4-start de sol arat; 5-baza arăturii (mult tasată)
9
CAPITOLUL 2
STADIUL ACTUAL PRIVIND REALIZĂRILE DE MAŞINI ŞI ECHIPAMENTE
AGRICOLE UTILIZATE LA PREGĂTIREA TERENULUI
2.1 MAŞINI ŞI ECHIPAMENTE PENTRU PREGĂTIREA TERENULUI ÎN VEDEREA
ÎNSĂMÂNŢĂRII REALIZATE ÎN ROMÂNIA
2.1.1 Grape cu discuri
În tabelul 2.1 sunt prezentate principalele tipuri constructive de grape cu
discuri folosite la pregătirea terenului pentru semănat fabricate în România.
Tabelul 2.1
Nr.
crt.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Grapa
Tipul
Destinaţia
1
Grapa cu
discuri grea
GDG-6,4
2
Tractată, cu rabaterea
în transport a bateriilor
laterale şi acţionare
hidraulică
Tractată, cu cărucior
de transport şi
acţionare hidraulică
Tractată, cu cărucior
de transport şi
acţionare hidraulică
Tractată, cu acţionare
hidraulică
3
Grăpatul arăturii şi
discuitul miriştii sau
porumbiştii pe soluri
uşoare, mijlocii şi grele
discuitul miriştii pe soluri
uşoare, mijlocii
grele
Grăpatul arăturii pe
toate tipurile de sol
Grapa cu
discuri
GD-6,4
Grapa cu
discuri grea
GDG-4,2
Grapa cu
discuri
GDU-3,4 şi
GDU-4,4
Grapa
cu
discuri
GD-4
(GD-3,2)
Grapa
cu
discuri
GDP-2,5
Grapa
cu
discuri GDPR1,8
Grapa
cu
discuri
GDU-2,2
Tractată, cu acţionare
hidraulică
Purtată
Purtată
Purtată
Tractorul cu
care
lucrează
4
A 1800 A
T 195 - 1U
Capacitatea
de lucru
(ha/sch)
5
25
A 1800 A
T 195 - 1U
25
A 1800 A
T 195 - 1U
20
Grăpatul
arăturii
şi
uşoare, mijlocii
U 650M
(651M)
SM 851 (853)
U 1010
(1010DT)
U 650 M
(651M)
U 800 (801)
Grăpatul arăturii pe sol
uşor, mijlociu
U 650 M
U 800
10
Grăpatul arăturii
terenuri în pantă
SM 445
U 445 DT
8
U 445
T 045-1U
8
pe
Grăpatul arăturii pe sol
uşor, mijlociu
15
20
16
(12)
Fig. 2.1 Grapa cu discuri grea – Superdisc-6,4 – SC MAT Craiova
10
2.1.2 Grape cu colţi
Grapele cu colţi se pot folosi la pregătirea terenului în vederea însămânţării
singure doar pe arături care se realizează în condiţii foarte bune, dar de cele mai
multe ori ele se folosesc în combinaţii cu alte organe de lucru.
.2.1.3 Grape elicoidale şi oscilante
Grapele elicoidale se folosesc în combinaţie cu alte utilaje cum ar fi grape cu
discuri, grape cu colţi, cultivatoare pentru cultivaţie totală etc., efectuând operaţia de
finisare a lucrării de pregătire a terenului în vederea semănatului.
2.1.4 Tăvălugi
Tăvălugii sunt destinaţi, în principal, pentru tasarea stratului superior al solului,
micşorând astfel gradul de afânare realizat prin lucrările anterioare, mărunţirea
bulgărilor şi spargerea crustei. Tăvălugii se pot realiza cu suprafaţă netedă denumiţi
„tăvălugi netezi” sau cu suprafaţă denivelată denumiţi „tăvălugi inelari”.
2.1.5 Freze agricole
Frezele utilizate la prelucrarea totală a solului în vederea însămânţării execută
această lucrare la o singură trecere, la adâncimi ce pot alunge până la 20 – 25 cm.
În figura 2.10 este prezentată freza fabricată la Mecanica „Ceahlăul” Piatra
Neamţ care se realizează în mai multe variante de lăţimi de lucru şi care are
caracteristicile tehnice prezentate în tabelul 2.7. Freza este de tip purtat.
Tabelul 2.7
Nr.
crt.
1
2
3
4
5
Tipul frezei
B-1300
B-1400
B-1500
B-1600
B-1800
Tractor
necesar
(CP)
45
45
65
65
65 - 80
Lăţimea
de lucru
(m)
1,3
1,4
1,5
1,6
1,8
Adâncimea
de lucru
(cm)
12
12
12
12
12
Nr. de
flanşe
portcuţit
7
7
8
8
10
Nr. total
de cuţite
Masa
netă (kg)
28
28
32
32
40
215
225
250
265
330
Fig. 2.10 Freză fabricată la Mecanica „Ceahlăul” Piatra Neamţ [145]
2.1.6 Cultivatoare pentru prelucrare totală
Sunt destinate pentru prelucrarea totală a solului în vederea semănatului.
Cultivatorul pentru prelucrarea totală este format din cultivatorul propriu-zis echipat
cu organe de lucru cu suport elastic, iar de partea posterioară a cadrului se
montează mai multe câmpuri de grape elicoidale.
2.1.7 Combinatoare şi agregate combinate
În figura 2.16 se prezintă combinatorul COMBIMAX C4,6 (C6), realizat la SC
MAT Craiova, care este destinat pentru pregătirea solului în vederea însămânţării.
Adâncimea maximă de lucru este de 18 cm. Lucrează în agregat cu tractoare de
peste 140 CP, pe terenuri plane sau cu panta de max. 100. Se pot echipa cu organe
de afânare adâncă şi organe de cultivaţie totală.
11
Fig. 2.16 Combinatorul COMBIMAX C4 (6), produs de SC MAT Craiova [154]
În fig. 2.17 este prezentat un combinator ACPG-3 fabricat în prezent la SC
Mat Craiova, care este un agregat combinat pentru pregătit patul germinativ cu
lăţimea de lucru de 3m si este destinat executării lucrărilor de pregătit patul
germinativ la o singură trecere pe teren arat sau pe mirişte.
Agregatul ACPG-3 lucrează cu tractoare pe roţi de 180-240 CP, asigurând o
încărcare raţională a acestora, pe teren şes sau cu panta de max. 60, pe toate tipurile
de sol. Viteza de deplasare a agregatului în lucru este de 3-8 km/h.
Cu agregatul combinat ACPG-3, se poate pregăti patul germinativ la o singură
trecere pe mirişte sau pe teren arat bolovănos, în condiţii superioare de calitate.
Agregatul este prevăzut cu posibilitatea de ataşare a unui echipament de
semănat cereale păioase concomitent cu pregătirea patului germinativ.
Fig. 2.17 Combinatorul ACPG-3 (Agregatul combinat pentru pregătit patul germinativ)
(produs de SC MAT Craiova)
2.1.8. Agregate complexe pentru pregătirea patului germinativ
În vederea reducerii consumului de carburanţi şi a numărului de treceri, în
condiţiile respectării indicilor calitativi de lucru, în concordanţă cu cerinţele
agrotehnice, se folosesc agregatele complexe formate dintr-un tractor şi mai multe
maşini agricole [126].
2.2 MAŞINI ŞI ECHIPAMENTE PENTRU PREGĂTIREA TERENULUI ÎN VEDEREA
ÎNSĂMÂNŢĂRII REALIZATE PE PLAN INTERNAŢIONAL
Marile firme constructoare de maşini agricole şi-au diversificat gama utilajelor
destinate pregătirii terenului pentru semănat. O parte dintre acestea se pot constitui
în agregate complexe care la o singură trecere realizează administrarea
îngrăşămintelor, erbicidarea, prelucrarea terenului pentru semănat şi semănatul.
12
În figura 2.21 este prezentată grapa cu discuri DXH produsă de firma
Kverneland din Norvegia, în poziţie de transport şi în lucru. Este o grapă cu discuri
grea, cu dispunerea bateriilor în “X” la care funcţionarea instalaţiei hidraulice este
asistată de sistemul electronic de comandă şi control din cabină.
Fig. 2.21 Grapă cu discuri DXH - firma Kverneland [152]
În figura 2.22 este prezentată o grapă oscilantă cu colţi în combinaţie cu un
tăvălug fabricată de firma Kuhn. Grapele firmei Kuhn se construiesc cu lăţimi de lucru
de 3m, respectiv 4 m.
Fig. 2.22 Grapă oscilantă cu colţi - firma KUHN [145]
În figura 2.23 este prezentată freza cu rotoare verticale în combinaţie cu un
tăvălug cu pinteni fabricată de firma Eberhardt din Germania, în poziţie de lucru şi în
transport. Freza se realizează cu lăţimi de lucru de 3 până la 6m. Freza se foloseşte
pentru pregătirea terenului în vederea însămânţării după arătură sau pe teren nearat
când în faţa acesteia se cuplează la tractor organe de lucru pentru afânare adâncă
(fig. 2.23, a).Adâncimea de lucru a frezei este de 5 – 25 (28 la unele modele) cm, iar
viteza de lucru este de 5 ...7 km/h.
a
b
Fig. 2.23 Freză cu rotoare verticale şi tăvălug cu pinteni - firma
Eberhardt din Germania [145]
În figura 2.25 este prezentată construcţia frezei cu rotor orizontal şi tăvălug cu
pinteni realizată de firma KUHN. Reglarea adâncimii se face ridicarea sau
coborârea tăvălugului cu pinteni. Se construiesc cu lăţimi de lucru de 2,5 ; 3 şi 4 m,
puterea necesară pentru acţionare fiind de 120 – 200 CP. Transmisia reductorului
este prevăzută cu o cutie de viteze pentru modificarea turaţiei rotorului cu cuţite.
13
Fig. 2.25 Freză cu rotor orizontal şi tăvălug cu pinteni - firma KUHN [145]
În figura 2.26 este prezentat agregatul combinat format din organe pentru
afânare adâncă, freza cu rotor orizontal cu cuţite şi un tăvălug cu pinteni, fabricat de
firma Kuhn. Se construieşte cu lăţimi de 3 şi 4 m. Agregatul permite realizarea
simultană a afânării solului, în teren nearat, până la adâncimea de 30 cm, amestecul
omogen al resturilor vegetale şi pregătirea terenului pentru semănat.
Fig. 2.26 Agregat combinat: organe de afânare, rotor cu cuţite,
tăvălug cu pinteni - firma KUHN [145]
În figura 2.27 este prezentat un combinator format din organe pentru cultivaţie
totală montate pe suport elastic, discuri pe suport rigid şi grapă elicoidală fixată pe
suport elastic, fabricat de firma Vogel & Noot. Organele pentru cultivaţie totală (1)
sunt formate din cuţit săgeată şi cuţit daltă reversibil montat în vârful acesteia.
Fig. 2.27 Combinator – firma Vogel & Noot [145]
În figura 2.28 este prezentat un combinator realizat de firma Gregoire Besson.
Combinatorul este format dintr-un cadru pe care sunt montate: grapa cu discuri
crenelate pe un rând în faţă, cuţite pentru afânare adâncă dispuse pe două rânduri,
încă un rând de grapă cu discuri alternante cu tăiş neted şi crenelate şi în spate
tăvălugul inelar profilat.
14
Fig. 2.28 Combinator – firma Gregoire Besson [145]
În figura 2.29 este prezentat combinatorul „Rubin” realizat de firma Lemken, în
lucru, în agregat cu un tractor pe roţi, care realizează pregătirea terenului pentru
semănat în teren nearat. Acest combinator se fabrică în mai multe variante: cu lăţimi
de lucru de la 3 la 12 m, cu cadru rigid sau rabatabil hidraulic pentru cele cu lăţimi
mai mari de 4 m, putând fi purtat sau semipurtat. Puterea necesară pentru acţionare
este 100 – 360 CP, în funcţie de lăţimea de lucru.
Fig. 2.29 Combinator „Rubin”– firma Lemken [153]
În figura 2.30 este prezentat combinatorul „Kompactor” realizat de firma
Lemken, în lucru, în agregat cu un tractor pe roţi, care realizează pregătirea terenului
pentru semănat. Puterea necesară pentru acţionare este 100 – 280 CP, în funcţie de
lăţimea de lucru [145, 153].
Fig. 2.30 Combinator „Kompactor”– firma Lemken [145]
În figura 2.31 este prezentat un combinator, în lucru, realizat de firma Kuhn.
Combinatorul are cadrul rabatabil hidraulic şi posibilitatea cuplării cu o semănătoare.
Fig. 2.31 Combinator „Performer”– firma Kuhn [145]
Pe cadru se pot monta, în ordinea aleasă de utilizator, diferite combinaţii de
cuţite săgeţi, grape şi tăvălugi. Combinatorul are cadrul rabatabil hidraulic şi
posibilitatea cuplării cu o semănătoare.
15
CAPITOLUL 3
STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR TEORETICE ŞI EXPERIMENTALE
PRIVIND DINAMICA ŞI ENERGETICA SISTEMELOR TRACTOR – MAŞINĂ
AGRICOLĂ UTILIZATE LA PREGĂTIREA TERENULUI
3.1 STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR TEORETICE PRIVIND DINAMICA ŞI
ENERGETICA SISTEMELOR TRACTOR - MAŞINĂ AGRICOLĂ UTILIZATE LA
PREGĂTIREA TERENULUI ÎN VEDEREA ÎNSĂMÂNŢĂRII
3.1.1 Cercetări teoretice privind procesele de lucru şi dinamica maşinilor
agricole utilizate la pregătirea terenului în vederea însămânţării
3.1.1.1 Cercetări teoretice privind procesul de lucru şi dinamica frezelor
agricole
În procesul de lucru, asupra cuţitelor frezei acţionează forţe de tăiere. Sub
acţiunea forţei de tăiere, apare, în acelaşi timp, o forţă rezistentă R din partea solului,
egală cu forţa de tăiere Fp şi de sens opus. Forţa de rezistenţă R se poate
descompune în componentele sale Rx şi Ry, ale căror valori se schimbă odată cu
schimbarea forţei R [24, 102, 107].



Fig. 3.6 Variaţia forţei de rezistenţă a
cuţitului, R, în funcţie de unghiul de
rotaţie al rotorului


Fig. 3.5 Forţele care acţionează, în lucru,
asupra cuţitului de freză
În cazul valorilor cunoscute ale forţei circulare care se determină în funcţie de
momentul de rotaţie M al frezei, cu relaţia:
M
,
(3.9)
Fp 
R
iar forţa R se calculează cu relaţia:
Fp
R
,
(3.10)
R 0 
cos cos
unde  este unghiul dintre forţa R şi tangenta la cercul exterior al rotorului frezei.
În procesul de lucru al frezei, în cazul frezării de sus în jos (fig. 3.5), asupra
acesteia acţionează forţe şi momente conform figurii 3.7 [24, 102].
16
Fig. 3.7 Forţele şi momentele care acţionează asupra frezei, în lucru
Considerând că direcţia rezultantei Rr este determinată de unghiurile  şi ,
momentul M0 este dat de expresia:
M 0  Rr b  Rr R cos
(3.15)
3.1.1.2 Cercetări teoretice privind procesul de lucru şi dinamica maşinilor
pentru afânarea adâncă a solului
Având în vedere modul de acţiune a organelor active, maşinile pentru
afânarea adâncă a solului pot fi prevăzute cu: organe de lucru simple, neantrenate
(fig. 3.8, a); organe active complexe, având părţi acţionate prin diverse mecanisme
de la priza de putere a tractorului (fig. 3.8, b, c) [24, 81, 132].
Fig. 3.8 Principalele tipuri de maşini de afânat adânc [132]:
a - cu organe de lucru neantrenate; b, c - cu organe de lucru mobile (antrenate)
1 - organ activ; 2 – suport; 3 - cadru (bară suport)
Experimentările au demonstrat că forma şi poziţia (unghiul de atac) organelor
de lucru (fig. 3.12) exercită o puternică influenţă atât asupra gradului de prelucrare a
solului [81].)
Fig. 3.12 Principalele tipuri constructive
de organe active neantrenate pentru
afânarea adâncă a solului [81]
17
La deplasarea săgeţii în sol se opun rezistenţele elementare ale solului la
tăiere şi deformare, a căror rezultantă în plan vertical este R xz  R x  R z (fig. 3.15),
dispusă sub un unghi  faţă de orizontală ( = 15 - 28). Componenta orizontală
Rxcuţit este forţa de rezistenţă la tracţiune , dată de relaţia:
Rxcuţit = b ks
(3.18)
unde: b este lăţimea de lucru a săgeţii, în cm; Ks – rezistenţa specifică a solului pe
unitatea de lăţime de lucru;
Fig. 3.15 Schema forţelor care acţionează asupra cuţitului săgeată
de afânare, în timpul lucrului [107]
3.1.1.3 Cercetări teoretice privind procesul de lucru şi dinamica
tăvălugilor
Tăvălugii acţionează asupra solului, în timpul rulării, datorită greutăţii lor. Sub
acţiunea forţei de tracţiune Ft şi a greutăţii acestuia Gt, tăvălugul rulează pe suprafaţa
solului şi comprimă stratul superior al solului, pe o adâncime h (fig. 3.17).

Fig. 3.17 Schema procesului de lucru, forţele şi momentele
care acţionează asupra tăvălugului [24, 81]
Experimental s-a constatat că dimensiunile ridicăturii au valori minime pentru
unghiul de contact  = 15 – 20. Din figura 3.17 se observă că [24, 107]:
D
D
h  t  t cos 
(3.22)
2
2
unde: h este adâncimea de lucru a tăvălugului şi Dt – diametrul tăvălugului
Din relaţia de mai sus rezultă valoarea minimă a diametrului tăvălugului:
2h
(3.23)
Dt 
1  cos 
În decursul procesului de lucru, asupra tăvălugului acţionează următoarele
forţe şi momente (fig. 3.17): Gt – greutatea tăvălugului; Rs – reacţiunea solului
(rezultanta forţelor ce se opun la comprimarea solului); Mf – momentul de frecare ce
apare în lagărele axului tăvălugului; Ft – forţa de tracţiune.
Gt  l  M f
Ft 
(3.25)
r b
Dacă se consideră b = 0 şi se neglijează momentul de frecare Mf ,din ecuaţia
de momente faţă de punctul B rezultă valoarea forţei de tracţiune:
l
(3.26)
Ft  Gt  Gt f
r
18
3.1.2 Cercetări teoretice privind dinamica sistemelor tractor-maşină
agricolă utilizată la pregătirea terenului în vederea însămânţării
3.1.2.1 Dinamica sistemului tractor – maşină purtată în spate
3.1.2.1.1 Dinamica sistemului tractor–maşină purtată în spate cu roţi de
sprijin
Considerând că agregatul tractor-maşină de pregătit terenul pentru semănat
se deplasează în lucru urcând o pantă longitudinală înclinată sub un unghi , într-o
mişcare accelerată (vct.), forţele exterioare care acţionează în plan longitudinal
asupra sistemului tractor - maşină, sunt prezentate în figura 3.21.
Forţele care acţionează asupra tractorului în procesul deplasării în lucru, sunt
următoarele [83, 86, 131]: greutatea tractorului Gt; forţa de rezistenţă datorată pantei
Rp = Gtsin; forţa rezultantă datorită inerţiei Rit; forţa de rezistenţă la rulare Rrt;
momentele de rezistenţă la rulare la roţile punţilor din faţă Mr1 si spate Mr2; forţa
motoare (forţa tangenţială de tracţiune) la roţile motoare ale tractorului Fm; reacţiunile
normale ale solului Z1 şi Z2 la roţile punţilor din faţă şi, respectiv, spate.





Fig. 3.21 Schema forţelor exterioare care acţionează asupra sistemului tractor-maşină
purtată (CCT-4), cu roţi de sprijin (de copiere), pentru pregătirea patului germinativ, la
deplasarea în lucru pe pantă longitudinală
Forţa rezultantă datorată inerţiei Rit este:
2  J  
dv 
1 1
2
2
Rit  mt   1 
 2  J M  itr  tr   J x  i x   x  2  J m  2 1   (3.36)
dt  mt  r
r1  

Forţa de rezistenţă la rulare a tractorului Rrt se determină cu relaţia :
Rrt = f(Z1+Z2) = f  Zt = fGtcos
(3.40)
Momentul de rezistenţă global la rulare al roţilor punţilor tractorului Mr, este:


Mr = f r1Z1+ f r2 Z2  f r2(Z1+Z2) = f r2 Zt = r2  Rrt
Forţa motoare a tractorului Fm este dată de relaţia:
M  i 
Fm  e tr tr
r
(3.43)
(3.44)
19
Forţele care acţionează asupra maşinii agricole sunt: greutatea maşinii Gm;
forţa de inerţie a maşinii Rim; forţa de rezistentă la rulare a roţii de sprijin a maşinii
Rrm; momentul de rezistenţă la rulare a roţii de sprijin a maşinii Mrm; forţa rezultantă R
creată de organele de lucru ale maşinii; reacţiunea normală a solului asupra rotii de
sprijin Z3.
(3.46)
Forţa de rezistenţă la rulare a maşinii Rrm acţionează asupra roţii de sprijin a
maşinii şi se determină cu relaţia [83, 86, 131]:
Rrm = fsZ3,
(3.47)
Momentul de rezistentă la rulare a roţilor de sprijin ale maşinii Mr3 este dat de
relaţia:
Mr3 = fs Zs r3 = Rrm r3
(3.48)
Din ecuaţiile de echilibru al sistemului rezultă recţiunile normale ale solului la
punţile tractorului Z1 şi Z2 şi la roţile de sprijin ale maşinii Z3.
Din ecuaţia proiecţiilor forţelor după o direcţie paralelă cu suprafaţa terenului
se determină expresia forţei motoare:
Fm  Rrt  Rit  Gt sin   Rrm  Rim  Gm sin   R x
(3.53) care reprezintă bilanţul de tracţiune pentru tractor în agregat cu maşina
de lucru la urcare pe panta longitudinală.
3.1.2.1.2 Dinamica sistemului tractor – maşină purtată în spate fără roţi
de sprijin





Fig. 3.22 Schema forţelor exterioare care acţionează asupra sistemului tractormaşină purtată (GDV-2,2), fără roţi de sprijin, pentru pregătirea patului germinativ,
la deplasarea în lucru pe pantă longitudinală
punţile tractorului Z1 şi Z2.
Din ecuaţia proiecţiilor forţelor după o direcţie paralelă cu suprafaţa terenului
se determină expresia forţei motoare, Fm:
Fm  Rrt  Rit  Gt sin   Rrm  Rim  Gm sin   Rxf  Rxs
(3.71)
Stabilitatea longitudinală în mişcare (maniabilitatea) este asigurată dacă pe
rotile de direcţie (rotile punţii din fată) apasă o sarcină de cel puţin 20% din greutatea
statică a tractorului, adică dacă Z1  0,2Gt [83].
Stabilitatea longitudinală la răsturnare reprezintă capacitatea sistemului de a
nu se răsturna în plan longitudinal şi este asigurată dacă pe rotile de direcţie (rotile
punţii din fată) apasă o sarcină, adică dacă Z1  0 [83].
20
Stabilitatea longitudinală a tractorului trebuie verificată la urcarea pe pantă cu
viteză constantă cu maşini purtate în spate, aflate în poziţie de transport (fig. 3.23 ).
Din ecuaţiile de echilibru al sistemului rezultă recţiunile normale ale solului la punţile
tractorului Z1 şi Z2.





Fig. 3.23 Schema forţele exterioare care acţionează asupra sistemului tractor-maşină
purtată în spate, în poziţie de transport, la urcare pe panta longitudinală
Stabilitatea longitudinală în mişcare (maniabilitatea) se determină din condiţia
Z1  0,2Gt [83].
Stabilitatea dinamică la răsturnare longitudinală se determină punând condiţia
Z1 = 0, în baza căreia se obţine expresia de calcul a unghiului critic al stabilităţii  cr :
  f Gt  Gm r2
G a  Gm l m
tg cr  t c
(3.81)

Gt h  Gm hm
3.1.2.2 Dinamica sistemului tractor - maşină tractată
Schema forţelor exterioare care acţionează asupra sistemului tractor - maşina
tractată la urcare, în lucru pe panta longitudinală este dată in figura 3.24.





Fig. 3.24 Schema forţelor exterioare care acţionează asupra sistemului tractor - maşina
tractată pentru pregătirea patului germinativ (GDU-3,3),
la urcare, în lucru pe panta longitudinală
21
Rezistenţa la rulare a tractorului are expresia Rrm = fsZ3.
Rezistenţa la tracţiune a maşinii Rm, egală cu forţa de tracţiune a tractorului Ft,
se obţine din ecuaţia proiecţiilor forţelor pe direcţia de deplasare a maşinii, din care
se obţine:
  f s Z3 
Ft  Rm  G m sin   R xf  R xs  Rrm  Rim  G m sin   R xf  R xs
G m dv
(3.87)
g dt
care reprezintă ecuaţia bilanţului de tracţiune a maşinii.
Z1  0,2Gt [83] iar stabilitatea dinamică la răsturnare longitudinală se determină
punând condiţia Z1 = 0, în baza căreia se obţine expresia de calcul a unghiului critic
al stabilităţii  cr .
3.1.2.3 Dinamica sistemului tractor-maşină semipurtată
Schema forţelor care acţionează asupra tractorului în agregat cu o grapă cu
discuri semipurtată, în poziţie de transport pe un teren înclinat rezultă din figura 3.28.
Forţa de tracţiune Ft şi forţa de apăsare Fz se determină cu relaţiile:
Ft  Gm sin   Rrm  Gm sin   f s Z 3
(3.103)
în care Z3 este reacţiunea normală a solului asupra roţilor maşinii şi se determină din
ecuaţia de momente faţă de punctul de cuplare C (fig. 3.28).
  ht sin   Rim hm
  ht   Rrm ht  M r 3
  cos   Gm hm
G l   a m
(3.105)
Z3  m m

lm





Fig. 3.28 Schema forţelor exterioare care acţionează asupra sistemului tractor –
maşină de pregătit terenul pentru semănat (GDU-3,3), semipurtată,
în poziţie de transport, la urcare pe panta longitudinală
Z1  0,2Gt [83] iar stabilitatea dinamică la răsturnare longitudinală se determină
punând condiţia Z1 = 0, în baza căreia se obţine expresia de calcul a unghiului critic
al stabilităţii  cr .
22
3.1.3. Bilanţul de putere al tractorului
Ecuaţia bilanţului de putere al tractorului are forma [83, 86]:
Pe  Pt  Ppp  Ptr  Pr  P  PP  Pi  Pa [W],
(3.131)
Pt  Ft  v [W],
(3.132)
Ppp'  M p   p  M p n p / 30 [W],
(3.133)
Această putere redusă la arborele cotit al motorului va fi:
Ppp  Ppp' /  p [W],
(3.134)
Ptr  (1   tr ) Pe [W],
(3.135)
Randamentul transmisiei se defineşte ca raport între puterea Pm transmisă
roţilor motoare, şi puterea efectivă Pe , a motorului:
 tr  Pm / Pe  M m m /( M e e )  M m /( M e itr )
Pr  Rr v  fGv cos  [W],
(3.136)
P  (1    ) Pm   tr Pe [W],
(3.137)
Pp  Gv sin  [W],
(3.139)
Pi   rot mvdv / dt [W],
Pa  Ra v [W],
(3.140)
(3.141)
3.1.4 Bilanţul energetic al sistemului tractor-maşină agricolă
Structurarea agregatului mobil format din tractor şi maşină agricolă pentru
pregătirea terenului în vederea însămânţării, având ca organ activ rotorul cu cuţite,
iar ca organe pasive neantrenate, cuţite de afânare, grape sau tăvălugi cu pinteni,
poate fi realizată pe două modele şi anume:
În funcţie de ceea ce se urmăreşte, se pot elabora patru modele de calcul al
bilanţului energetic (după locul în care se urmăreşte consumul de energie) şi anume
(fig. 3.36) [109]: la roţile motoare ale tractorului, 1; în punctele de cuplare ale maşinii
din agregat, 2; la arborele cotit al motorului, 3; la intrarea în motor, 4.
Bilanţul energetic al agregatului, prin prisma modelului energetic prezentat,
este dat de relaţia:
Ec = Em + Et + Ema
(3.145)
care exprimă egalitatea între energia cedată prin arderea combustibilului în motor Ec
şi suma energiilor consumate de motor Em, de tractor Et şi de maşina agricolă Ema.
PRIZA DE PUTERE
A
Q
MOTOR
DC
TRANSM.
SIST. DE PROPULSIE
MAŞ. AGR.
Fig. 3.36 Schema pentru calculul bilanţului energetic
A-ambreiaj; DC- dispozitiv cuplare
23
Bilanţul energetic al agregatului tractor-maşină agricolă pentru pregătirea
terenului în vederea însămânţării, având ca organ activ rotorul orizontal cu cuţite
conform modelului energetic propus, se determină pe baza valorilor măsurate şi
înregistrate în condiţii reale de lucru la încercările experimentale.
3.2 STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR EXPERIMENTALE A DINAMICII ŞI
ENERGETICII SISTEMELOR TRACTOR-MAŞINĂ AGRICOLĂ
3.2.1 Aspecte generale
Cercetarea experimentală a sistemului tractor-maşină de lucru are ca scop
investigarea experimentală a sistemului, determinând prin măsurători parametrii şi
mărimile care caracterizează comportarea dinamică şi energetică a sistemului
tractor-maşină în diferite condiţii de lucru ale maşinii.
3.2.2 Aparatura pentru măsurarea vitezelor unghiulare
Traductoarelor pentru măsurarea vitezelor unghiulare (de turaţie) folosesc
tehnica generării impulsurilor prin contact şi fără contact .
Acestea pot fi:
a) Traductoare de turaţii cu senzori de impulsuri cu contact
b) Traductoare de turaţii cu senzori de impulsuri cu reluctanţă variabilă
c) Traductoare de turaţii cu senzori de impulsuri prin proximitate
d) Traductoare de turaţii prin impulsuri electrice
3.2.3 Aparatura pentru măsurarea vitezelor de deplasare a maşinilor
Măsurarea vitezelor reale de deplasare a maşinilor mobile (mijloace de
transport şi maşini de lucru) se poate realiza prin convertirea vitezei unghiulare ω a
unei roţi de direcţie, de sprijin sau auxiliare, care rulează fără alunecare cu viteza
liniară v .Schema de principiu [ 4, 10, 20, 63, 76,109] privind măsurarea vitezei liniare
cu ajutorul unei roţi auxiliare este prezentată în figura 3.42.
Fig. 3.42 Schema de principiu a unui traductor cu impulsuri pentru
măsurarea vitezelor de deplasare a maşinilor mobile:
1- corpul maşinii; 2- suport; 3- roată; 4- disc; 5- traductor de turaţie; 6- bară; 7- arc de apăsare.
3.2.5 Aparatura pentru măsurarea forţelor şi momentelor de torsiune
3.2.5.1 Aparatura pentru măsurarea forţelor [4, 5, 20, 28, 46, 50, 60, 63,
118].
Măsurarea forţelor de întindere sau compresiune se realizează în general cu
tensorezistivi (denumiţi mărci tensometrice) se utilizează prin lipirea lor cu adezivi
speciali pe piesa supusă la întindere sau compresiune. Deformaţia piesei se va
transmite senzorului tensorezistiv a cărui rezistenţă se va modifica. Măsurând prin
24
mijloace electrice variaţia rezistenţei electrice a senzorului se poate determina, pe
baza unei etalonări, mărimea tensiunii şi, respectiv, forţa care acţionează asupra
piesei respective. Senzorii ataşaţi piesei se leagă în configuraţia unei punţi
Wheatstone motiv pentru care instalaţia în ansamblu mai poartă denumirea şi de
punte tensometrică.
Variaţiile relativ mici ale rezistenţei senzorilor tensorezitivi atunci când sunt
supuşi la deformaţii impun utilizarea unor instalaţii speciale (fig. 3.45), unde există
mai multe blocuri distincte. Senzorii ataşaţi piesei a cărei deformaţie se măsoară,
printr-un dispozitiv de conectare se leagă în configuraţia unei punţi Wheatstone motiv
pentru care instalaţia în ansamblu mai poartă denumirea şi de punte tensometrice.
Ieşirea punţii Wheatstone se conectează la un circuit de prelucrare (amplificare,
modulare şi filtrare), semnalul obţinut fiind afişat cu un dispozitiv analogic sau digital
şi eventual înregistrat.
Fig. 3.45 Schema bloc a instalaţiei de măsură cu traductoare tensometrice.
Măsurarea forţelor de tracţiune [5, 20, 28, 46, 50, 60, 63, 118] se realizează
folosind în general traductoare cu elemente elastice cu senzori tensorezistivi,
construite din bare de tracţiune (fig.3.47), inele elastice (fig.3.48) sau bare supuse la
încovoiere (fig. 3.49).
Fig. 3.47 Traductor tensometric pentru măsurarea forţelor de tracţiune:
a - schema de amplasare a mărcilor ; b - montarea mărcilor în punte de măsurare.
Fig. 3.48 Traductoare de forţă tensometrice cu inele elastice:
a - pentru tracţiune, b şi c - pentru compresiune,
d - schema de montare a mărcilor în puntea de măsurare.
25
3.2.5.2 Aparatura pentru măsurarea momentelor de torsiune
Pentru măsurarea momentului de torsiune se utilizează metoda bazată pe
tensometria electrică rezistivă (TER). În vederea realizării dispozitivului [5, 20, 28,
46, 50, 60, 63, 98] de măsurare bazat pe această metodă, pe arborele de măsurare
(fig. 3.60) se aplică patru traductoare tensometrice TER (denumite mărci
tensometrice), R1, R2, R3 şi R4: două traductoare sunt înclinate la 45° într-un sens
(R1, R3), şi celelalte două (R2, R4), înclinate la 45° în celălalt sens (perpendicular pe
primele), (fig. 3.51, a).
Fig. 3.51 Schema de măsurare a momentelor de torsiune prin metoda tensometriei
electrorezistive:
a - amplasarea traductoarelor tensometrice (mărcilor) pe arbore; b - legarea mărcilor
tensometrice la aparatura de alimentare şi măsurare.
Legătura electrică între mărcile aplicate pe arborele în rotaţie şi instalaţiile de
alimentare şi de măsurare se realizează cu ajutorul unui colector cu contacte
alunecătoare format din periile a, b, c, d şi inelele colectoare A, B, C, D.
3.2.6 Metode şi aparatură pentru determinarea forţelor de rezistenţă la
tracţiune ale maşinilor agricole
3.2.6.1 Determinarea experimentală a forţelor de rezistentă la tracţiune ale
maşinilor agricole remorcate şi semipurtate
În cazul maşinilor remorcate şi semipurtate (fig. 3.53), forţa de rezistenţă la
tracţiune Ft se determină cu ajutorul unul dinamometru D montat între tractor şi
maşina agricolă [28, 46, 50, 60, 63, 98, 118].
Fig. 3.53 Determinarea forţei de rezistenţă la tracţiune a maşinilor agricole semipurtate
26
Forţa de rezistenţă la tracţiune Ft care acţionează la corpul tractorului este
dată de relaţia:
Ft  R x  R fm ,
(3.168)
în care: Rx este componenta paralelă cu suprafaţa terenului a forţei de interacţiune
dintre organele de lucru ale maşinii şi mediul supus prelucrării; Rfm – rezistenţa la
rulare a roţilor de sprijin ale maşinii.
3.2.6.2 Determinarea experimentală a forţelor de rezistentă la tracţiune
ale maşinilor agricole purtate
Determinarea forţei de rezistenţă la tracţiune a maşinilor agricole purtate
prezintă unele dificultăţi. Metoda cea mai precisă pentru determinarea forţei de
rezistenţă la tracţiune [10, 29, 60, 64, 75, 97] constă în măsurarea directă a forţelor
care apar în bolţurile de cuplare. În acest scop, în punctele de articulaţie a tiranţilor la
maşină se montează bolţurile tensometrice 1, 2 şi 3 (fig. 3.57, a), care măsoară
componentele Fx, paralele cu direcţia de deplasare a maşinii şi Fz, perpendiculare la
această direcţie (fig. 3.57, b).
Fig. 3.57 Schema pentru determinarea forţelor de rezistenţă la tracţiune
a maşinilor agricole purtate, prin măsurarea forţelor de legătură din bolţurile
de cuplare la tiranţii mecanismului de suspendare:
a - schema de amplasare a traductoarelor de forţă; b - schema forţelor care acţionează în bolţuri
1, 2, 3- bolţuri tensometrice
Forţa Ft de rezistenţă la tracţiune a maşinii reprezintă suma algebrică a
componentelor Fx paralele cu direcţia de deplasare:
Ft= Rx= F1x+ F2x – F3x.
(3.169)
Bolţurile sunt solicitate la încovoiere, putând fi fixate în consolă sau pe două
reazeme. Pentru măsurarea forţelor pe cele două direcţii se montează corespunzător
mărci tensometrice.
27
CAPITOLUL 4
NECESITATEA ABORDĂRII TEMEI. OBIECTIVELE LUCRĂRII
4.1 Necesitatea abordării temei
Cercetările teoretice şi experimentale referitoare la dinamica şi energetica
sistemelor tractor-maşină pentru pregătirea terenului în vederea însămânţării au fost
abordate sporadic şi sumar pe plan naţional şi internaţional [10, 11, 50, 61, 75, 76,
84, 98, 104, 109]. De aceea, a apărut ca o necesitate abordarea şi aprofundarea
cercetărilor teoretice şi experimentale privind dinamica şi energetica acestor sisteme
tehnice, care să conducă, în final, la optimizarea constructivă şi funcţională a
maşinilor pentru pregătirea terenului în vederea însămânţării, precum şi la corelarea
corectă a parametrilor tractorului, ca sursă de energie, cu cei ai maşinii de lucru, în
vederea folosirii raţionale a puterii motoarelor şi a calităţilor de tracţiune ale
tractoarelor şi realizarea unor lucrări cu productivitatea maximă şi indici calitativi
corespunzători.
4.2 Obiectivele lucrării de doctorat
Lucrarea îşi propune realizarea următoarelor obiective:
analiza sistemelor actuale de maşini folosite pentru pregătirea terenului în
vederea însămânţării pe plan naţional şi internaţional;
analiza organelor de lucru şi proceselor de lucru ale maşinilor utilizate la
pregătirea terenului în vederea însămânţării;
studiul teoretic al dinamicii şi energeticii sistemului tractor maşină pentru
pregătirea terenului în vederea însămânţării;
cercetarea experimentală a dinamicii şi energeticii sistemului tractor – maşină
de pregătirea terenului pentru semănat în vederea analizei influenţei parametrilor
constructivi şi funcţionali ai maşinii asupra dinamicii şi energeticii tractorului;
compararea rezultatelor cercetărilor experimentale cu cele teoretice în
vederea definitivării modelelor dinamice şi energetice;
elaborarea de concluzii referitoare la metodele de optimizare constructivă şi
funcţională a maşinii în vederea optimizării parametrilor dinamici şi energetici
ai sistemului.
Obiectivul final al cercetărilor îl reprezintă elaborarea unor modele
dinamice şi matematice finale, pe baza completării sau corelării modelelor dinamice
iniţiale şi, implicit a modelelor matematice care descriu comportarea dinamică a
sistemelor. Ca urmare, modelele matematice finale vor permite simularea pe
calculator a comportării dinamice a sistemelor reale tractor-maşină, pentru diferite
variante de alcătuire, de deplasare şi de lucru. În acest fel, cercetarea teoretică
realizată prin simulare pe calculator completează sau înlocuieşte, în mare parte,
cercetarea experimentală complicată şi costisitoare..
4.3 Metodica de cercetare
În cadrul lucrării vor fi abordate atât latura teoretică (modelare şi simulare
computaţională), cât şi cea experimentală, conform schemei dedicate [figura 4.1].
Cercetarea teoretică a sistemului tractor-maşină are la bază modelarea
dinamică a sistemului fizic real, pe baza căreia se stabilesc modelele dinamice
28
echivalente şi se elaborează modelele matematice, care reprezintă ansamblul
ecuaţiilor ce exprimă legăturile dintre parametrii dinamici ai componentelor sistemului
tractor maşină. Modelele matematice elaborate permit studierea teoretică a
comportării dinamice şi energetice a sistemului tractor-maşină pentru pregătirea
terenului în vederea însămânţării, în diferite condiţii de lucru, prin cercetarea
(simularea) pe calculator.
Cercetarea experimentală a sistemului tractor-maşină pentru pregătirea
terenului în vederea însămânţării are ca scop investigarea experimentală a
sistemului prin determinarea, prin măsurători, direct sau indirect a parametrilor şi a
mărimilor care caracterizează comportarea dinamică şi energetică a sistemului în
diferite condiţii de lucru.
SISTEM TRACTOR-
MODEL DINAMIC INIŢIAL
MAŞINĂ DE LUCRU
MODELE MATEMATICE
CERCETĂRI
EXPERIMENTALE
SIMULARE PE CALCULATOR
NU
COMPARARE
REZULTATE
DA
ELABORARE MODEL DINAMIC FINAL
Fig. 4.1 Schema metodei de cercetare pentru sistemul tractor-maşină
pentru pregătirea terenului în vederea însămânţării
29
CAPITOLUL 5
CERCETAREA TEORETICĂ ŞI MODELAREA DINAMICĂ ŞI ENERGETICĂ
A SISTEMELOR TRACTOR-MASINĂ DE PREGĂTIT TERENUL
5.1 OBIECTIVELE CERCETĂRII TEORETICE PRIVIND DINAMICA SISTEMELOR
TRACTOR-MASINĂ AGRICOLĂ UTILIZATE LA PREGĂTIREA TERENULUI ÎN
VEDEREA ÎNSĂMÂNŢĂRII
Pentru cercetările teoretice privind dinamica sistemelor tractor-maşină agricolă
utilizate la pregătirea terenului în vederea însămânţării s-au propus realizarea
următoarelor obiective de bază:
1. Analiza proceselor de lucru şi a forţelor exterioare (modelare dinamică) care
acţionează din partea solului asupra organelor de bază ale maşinii de pregătit
patul germinativ ACPG-3: cuţitele pentru afânarea şi decompactarea solului
nearat, rotorul orizontal cu cuţite pentru tăierea şi mărunţirea solului şi
tăvălugul cu pinteni folosit pentru mărunţirea suplimentară şi tasarea solului;
2. Elaborarea modelului dinamic echivalent al ansamblului maşinii de pregătit
patul germinativ ACPG3, formată din 4 cuţite pentru afânarea solului (tip
săgeată mare) sau 4 cuţite pentru decompactarea solului (tip săgeată mică)
montate rigid pe acelaşi suport de cadrul maşinii), rotorul orizontal cu cuţite
care este antrenat de la priza de putere a tractorului şi tăvălugul cu pinteni
fixate prin lagăre cu rostogolire de cadrul maşinii şi bolţurile de cuplare
(prindere) a maşinii la mecanismul de suspendare în 3 puncte al tractorului;
3. Elaborarea modelului matematic pentru determinarea reacţiunilor în
articulaţiile (boţurile) de cuplare (prindere) a maşinii la mecanismul de
suspendare în 3 puncte al tractorului, a reacţiunii rezultate pe patinele de
sprijin ale rotorului cu cuţite şi stabilirea rezistenţei la tracţiune a maşinii de
pregătit patul germinativ (bilanţul de tracţiune al maşinii) şi a momentului de
torsiune necesar pentru antrenarea rotorului cu cuţite prin simulare
computaţională;
4. Elaborarea modelului dinamic echivalent al sistemului tractor-maşină de
pregătit patul germinativ, la deplasarea în lucru cu viteză constantă, pe teren
orizontal şi pe teren înclinat (urcare), determinarea reacţiunilor pe roţile
tractorului (elaborarea modelului matematic al sistemului tractor-maşină de
pregătit patul germinativ) şi stabilirea bilanţului de tracţiune al tractorului.
5. Studiul stabilităţii longitudinale a sistemului tractor-maşină de pregătit patul
germinativ pe teren înclinat (la urcare) la deplasarea cu maşina în poziţie de
lucru şi transport, prin elaborarea modelelor dinamice şi matematice
corespunzătoare;
6. Analiza energetică a sistemului tractor agregat combinat pentru pregătit patul
germinativ, ACPG-3, pe baza modelelor energetice echivalente, care iau în
considerare atât parametrii cinematici şi dinamici cât şi condiţiile concrete de
lucru (cerinţe tehnologice, regimul de lucru, parametrii componentelor
sistemului) şi stabilirea bilanţului energetic al sistemului.
30
5.2 CERCETĂRI TEORETICE PRIVIND DINAMICA ORGANELOR DE LUCRU ALE
MAŞINII UTILIZATE LA PREGĂTIREA TERENULUI ÎN VEDEREA ÎNSĂMÂNŢĂRII
5.2.1 Cercetări teoretice privind dinamica cuţitele pentru afânarea şi
decompactarea solului
Cuţitele pentru afânarea solului (poz.1, fig. 5.1, a) utilizate sunt de tip săgeată
mare, iar cuţitele pentru decompactare sunt de tip săgeată mică.
Agregatul combinat pentru pregătit patul germinativ ACPG3 are patru astfel de
organe de afânare, dispuse pe toată lăţimea de lucru şi se pot fixa fiecare cu câte un
bolţ în mai multe poziţii pe verticală pentru reglarea adâncimii de lucru.
Fig.5.1. Dinamica interacţiunii dintre cuţitul de afânare şi sol:
a – schema cuţitului cu suport şi forţele care
acţionează asupra cuţitului şi suportului său;
b – schema forţelor după direcţiile orizontală şi verticală.
În procesul interacţiunii cuţitului de afânare cu solul asupra suprafeţei acestuia
acţionează forţele prezentate în figura 5.1 care au următoarea semnificaţie [9, 24, 33,
35, 95,107, 132] : Rcs – forţa de rezistenţă a solului (se descompune după cele două
axe în componentele orizontală Rxcs şi verticală Rzcs); Fncs – forţa normală pe
suprafaţa cuţitului care acţionează din partea solului în procesul de lucru;Ffcs – forţa
de frecare dintre suprafaţa cuţitului şi sol, definită prin relaţia: F fcs    Fncs (unde μ
este coeficientul de frecare dintre sol şi suprafaţa cuţitului). Rxsc- forţa de rezistenţă a
solului asupra suportului cuţitului la tăierea şi despicarea solului în plan vertical;
Rezultanta analitică a acţiunii solului asupra suprafeţei cuţitului Rcs este dată
de relaţia:
2
2
2
2
Rcs  Fncs
 F fcs
 R xcs
 R zcs
(5.2)
Pentru studiul dinamicii cuţitului săgeată se înlocuieşte acţiunea forţelor care
acţionează asupra cuţitului Rcs şi asupra suportului acestuia Rxsc cu rezultanta RC a
cuţitului (fig. 5.2) care se descompune în componentele orizontală Rxc şi verticală
RzC. Schema echivalentă a forţelor din figura 5.2 reprezintă modelul dinamic
echivalent al cuţitului de afânare.
31
Fig.5.2. Schema dinamică echivalentă a cuţitul de afânare
Din ecuaţiile de echilibru al ansamblului cuţitului din modelul dinamic
echivalent prezentat în schema din figura 5.2 se obţin relaţiile:
Ftc  R xc
(5.3)
în care Ftc este forţa de tracţiune exercitată de tractor asupra cuţitului aplicată în
punctul de cuplare al suportului cuţitului la cadrul maşinii (punctul A).
Reacţiunea verticală Fzc a cuţitului asupra cadrului maşinii:
Fzc  R zc
(5.4)
5.2.2 Cercetări teoretice privind dinamica frezei cu rotor orizontal cu
cuţite pentru mărunţirea şi afânarea solului
În procesul de lucru, datorită forţei de tracţiune exercitate de tractor, a
momentului de torsiune transmis prin priza de putere şi a greutăţii ce revine pe rotor,
asupra rotorului cu cuţite acţionează forţe şi momente [9, 23, 24, 33, 36, 95,107, 132]
evidenţiate conform schemei din figura 5.4
Fig.5.4 Dinamica interacţiunii dintre rotorul cu cuţite, patină, oblon şi sol
în procesul de lucru:
a – schema sarcinilor care acţionează asupra rotorului cu cuţite, patinei,
oblonului de nivelare şi în punctele de cuplare a maşinii la tractor
b – schema forţelor după direcţiile orizontală şi verticală
În figura 5.4 s-au făcut următoarele notaţii: Gr – forţa de greutate ce
acţionează pe rotor; Rr – rezultanta rezistenţelor opuse la tăierea şi desprinderea
feliilor de sol (cu cele două componente ale sale Rxr şi Rzr); Mr – momentul la rotorul
frezei transmis prin priza de putere a tractorului; Mo – momentul rezistent datorită
32
rezistenţelor opuse la tăierea şi azvârlirea feliilor de sol desprinse de cuţite; F1xr, F1zr,
F23xr, F23zr – sunt reacţiunile orizontale, respectiv verticale ale rotorului asupra
tractorului în punctele de cuplare superior şi inferioare; r – raza exterioară a rotorului
cu cuţite; a, ar – adâncimea de lucru a rotorului cu cuţite înainte şi după trecerea
acestuia; ω – viteza unghiulară a rotorului cu cuţite.
Momentul la rotorul frezei transmis prin priza de putere a tractorului, Mr, se
calculează cu relaţia [24, 107, 132]:
(5.6)
M r  R p  r  Rr  r  cos
Asupra patinelor, în procesul de lucru, acţionează forţele: Zp – reacţiunea
rezultantă în punctele de contact ale patinelor cu solul, Zp=Zs+Zd, unde Zs, Zd sunt
reacţiunile solului pe patina stânga şi dreapta; Xp – forţa de frecare dintre suprafaţa
patinelor şi sol, definită prin relaţia: X p   p  Z p (unde  p este coeficientul de frecare
dintre sol şi suprafaţa patinei)
În procesul de lucru asupra oblonului de nivelare acţionează forţele: Fno – forţa
normală pe suprafaţa oblonului care acţionează din partea solului în procesul de
lucru; Ffo – forţa de frecare dintre suprafaţa oblonului şi sol, definită prin
relaţia: F fo   o  Fno (unde  o este coeficientul de frecare dintre sol şi suprafaţa
oblonului. Rezultanta Ro a celor două forţe Fno şi Ffo este (fig. 5.4, a) se descompune
in două componente Rxo, resp. Rzo (fig. 5.4, b).
Fig. 5.5 Schema dinamică echivalentă a frezei cu rotor orizontal
Schema echivalentă a forţelor din figura 5.4,b este dată în modelul dinamic
echivalent din figura 5.5 în care forţa de rezistenţă, Ro, opusă de sol oblonului de
nivelare este redusă în raport cu punctul C de contact al patinei cu solul, iar Rr –
rezultanta rezistenţelor opuse la tăierea şi desprinderea feliilor de sol este redusă în
raport cu centrul rotorului cu cuţite. Prin reducerea forţei de rezistenţă, Ro, în raport
cu punctul C de contact al patinei cu solul, se creează în jurul acestui punct
momentul Mo, iar reacţiunile totale ale rotorului în acest punct vor fi: Z r  Z p  R zo şi
X r  X p  R xo Momentul Mo este dat de relaţia:
M ro  R xo  ho  R zo  s o
(5.9)
Prin reducerea forţei de rezistenţă Rr în raport cu centrul rotorului cu cuţite se
creează în jurul acestui punct momentul MRr care este egal cu momentul Mr dar de
sens contrar, cele două momente anulându-se reciproc. Practic în centrul rotorului cu
cuţite va acţiona forţa Rr, prin cele două componente ale sale: Rxr care va avea un
33
efect de împingere a tractorului şi Rzr care va micşora reacţiunea solului asupra
patinei, Zr.
Din ecuaţiile de echilibru dinamic ale rotorului cu cuţite şi cadru, în baza figurii
5.5 rezultă relaţiile:
Ftr  F23 xr  F1xr  X r  R xr
(5.10)
Fzr  F1zr  F23 zr  Gr  Zr  R zr
(5.11)
în care: Ftr este forţa de tracţiune exercitată de tractor asupra rotorului iar Fzr –
reacţiunea verticală a rotorului asupra tractorului.
5.2.3 Cercetări teoretice privind dinamica tăvălugului cu pinteni
În procesul deplasării în lucru sub acţiunea greutăţii (sarcinii) Gtv care apasă
asupra tăvălugului (fig. 5.6) şi datorită mişcării de translaţie a maşinii tăvălugul
rulează pe sol, pintenii intră în sol la o adâncime ap, iar mantaua tasează solul până
la adâncimea am [ 24, 33, 35, 95, 107, 132].
Fig.5.6 Dinamica interacţiunii dintre tăvălugul cu pinteni şi sol în procesul de lucru:
a – schema forţelor care acţionează asupra tăvălugului;
b –schema concentrată a forţelor care acţionează asupra tăvălugului;
În figura 5.6 s-au făcut următoarele notaţii: Ftt – forţa de tracţiune la axul
tăvălugului; Gtv – sarcina care apasă asupra tăvălugului; Rtm – rezistenţa la mărunţire
şi apăsare opusă de sol mantalei tăvălugului, care se descompune în componentele
orizontală Rxtm şi verticală Rztm; Rtp – rezultanta rezistenţelor la apăsare opusă de sol
pintenilor, care se descompune în componentele orizontală Rxtp şi verticală Rztp; Mf –
momentul de frecare din lagărele tăvălugului (pentru lagăre cu rostogolire are valori
mici şi în calculele ulterioare se neglijează); rm – raza mantalei tăvălugului; rr – raza
exterioară de dispunere a pintenilor;
Pentru studiul dinamicii tăvălugului cu pinteni se înlocuieşte acţiunea forţelor
care acţionează asupra mantalei Rtm şi asupra pintenilor Rtp cu rezultanta Rtv a
tăvălugului (fig. 5.6, b) care se descompune în componentele orizontală Rxt (plasată
la distanţa htv faţă de suprafaţa solului) şi verticală Rzt (plasată la distanţa stv faţă de
axa verticală a tăvălugului).
În figura 5.7 se prezintă modelul dinamic echivalent al tăvălugului cu pinteni, în
care M rtv  R zt  s tv este momentul rezistent rezultant dintre momentul rezistent la
rostogolirea mantalei ( M rm  R ztm  s m ) şi a pintenilor ( M rp  R ztp  s p ), adică
M rtv  M rm  M rp .
34
Fig.5.7 Schema dinamică echivalentă a tăvălugului cu pinteni
Conform figurii 5.6 b şi neglijând momentul de frecare din lagăre se poate
scrie relaţia:
R zt  stv  R xt  (rm  a m  htv )  R xt  rm
(5.15)
Valoarea forţei de rezistenţă totală la rularea tăvălugului pentru mărunţirea şi
tasarea solului este dată de relaţia [24, 132]:
s
R xt  tv  f tv  R zt
(5.16)
rm
Forţa de tracţiune aplicată la axul tăvălugului cu pinteni este dată de relaţia:
Ftt  R xt  f tv  R zt
(5.17)
5.3 CERCETĂRI TEORETICE PRIVIND DINAMICA AGREGATULUI PENTRU
PREGĂTIT PATUL GERMINATIV ACPG-3
Schema de principiu a forţelor exterioare care acţionează asupra agregatului
pentru pregătit patul germinativ ACPG-3 în procesul de lucru, la deplasarea pe teren
orizontal cu viteză constantă, este reprezentată în figura 5.8, unde sunt figurate şi
reacţiunile din legăturile (cuplele) cilindrice ale barelor (tiranţilor) mecanismului de
suspendare al tractorului.
În figura 5.8 s-au făcut următoarele notaţii: Gm – forţa de greutate a maşinii în
ansamblu; Rxce şi Rzce – forţele echivalente a interacţiunii cu solul a celor 4 cuţite de
afânare sau decompactare, aplicate în punctul A de coordonate lc faţă de linia de
referinţă şi hc faţă de nivelul solului.(Rxce = 4Rxc şi Rzce = 4Rzc); Rxr şi Rzr – forţele
rezultante de rezistenţă opuse la tăierea şi desprinderea părţilor de sol, creată
datorită celor za cuţite de pe rotor ce acţionează la un moment dat în sol (aplicate în
punctul B de coordonate lr faţă de linia de referinţă şi hr faţă de nivelul solului); Xr şi
Zr – reacţiunile echivalente a interacţiunii cu solul a patinelor de limitare a adâncimii
rotorului şi a oblonului de nivelare; Mr – momentul de torsiune transmis de priza de
putere a tractorului rotorului cu cuţite, care prin echivalare este anulat de momentul
rezistent al rotorului MRr;
Asupra rotorului cu cuţite, în punctul C de contact dintre patină şi sol
acţionează şi momentul Mro creat de rezistenţa opusă de oblon la nivelarea solului.
Asupra tăvălugului acţionează şi momentul de rezistenţă la rulare Mrtv
Rxt şi Rzt sunt forţele echivalente a interacţiunii cu solul a tăvălugului cu
pinteni, aplicate în punctul D de coordonate lt faţă de linia de referinţă şi ht faţă de
nivelul solului.; F1x şi F1z - forţele din cupla de legătura (cupla cilindrică) a barei
superioare (tirantului central) al mecanismului de suspendare al tractorului;F23x şi
35
F23z- reacţiunile însumate din legăturile (cuplele) cilindrice ale barelor inferioare ale
mecanismului de suspendare al tractorului.
Fig.5.8 Modelul dinamic echivalent al agregatului pentru pregătit patul germinativ,
ACPG-3 la deplasarea în lucru, pe teren orizontal, cu viteză constantă
Din ecuaţiile de echilibru ale maşinii de pregătit terenul în vederea
însămânţării în baza modelului dinamic din figura 5.8 se determină următoarele forţe:
sarcina verticală transmisă prin articulaţiile barelor mecanismului de suspendare al
tractorului: Fz  F1z  F23 z ; forţa de tracţiune (de rezistenţă) la deplasarea în lucru a
maşinii, adică se determină bilanţul de tracţiune al maşinii, adică: Ft  F23 x  F1x .
Forţele de tracţiune din punctele de cuplare a maşinii la tractor F1x, respectiv
F23x, se determină din ecuaţii de momente scrise în raport cu punctul inferior,
respectiv superior, de cuplare, rezultând relaţiile:
F1x  [ R xce (hc  hi )  R zce lc  R xr (hi  hr )  ( R zr  Z r )l r  X r hi 
(5.20)
 R xt (hi  ht )  R zt lt  Gm l m  M tv  M ro ] / h
F23 x  [ R xce (hc  hi  h)  R zce l c  R xr (hi  hr  h)  ( R zr  Z r )l r 
(5.21)
 X r (hi  h)  R xt (hi  ht  h)  R zt lt  Gm l m  M tv  M ro ] / h
Forţa de apăsare, Fz, exercitată de agregat asupra tractorului este:
Fz  F1z  F23 z  Gm  R zce  R zr  Zr  R zt
(5.22)
Bilanţul de tracţiune al agregatului la deplasarea în lucru pe teren orizontal cu
viteză constantă, este:
Ft  F23 x  F1x  R xce  R xr  X r  R xt
(5.23)
Relaţiile analitice de mai sus reprezintă modelele matematice ale dinamicii şi
tracţiunii agregatului de pregătit patul germinativ la deplasarea în lucru, cu viteză
constantă, pe teren orizontal. Cu aceste modele matematice se poate simula pe
calculator comportarea dinamică şi la tracţiune a maşinii.
36
5.4 DINAMICA GENERALĂ A SISTEMULUI TRACTOR-AGREGAT
COMBINAT PENTRU PREGĂTIT PATUL GERMINATIV
5.4.1 Stabilitatea longitudinală a tractorului cu maşina în poziţie de lucru
pe teren orizontal
Schema forţelor exterioare care acţionează asupra sistemului tractor - maşină
agricolă pentru pregătirea terenului în vederea însămânţării (ACPG-3), purtată în
spate, în poziţie de lucru, pe teren orizontal, este reprezentată în figura 5.9.
Semnificaţia forţelor care acţionează asupra maşinii şi a distanţelor
menţionate în schemă (v. subcap. 5.3 şi fig. 5.8) este următoarea: Gm - forţa de
greutate a maşinii în ansamblu; Rxce şi Rzce – forţele echivalente a interacţiunii cu
solul a celor 4 cuţite de afânare sau decompactare; Rxr şi Rzr – forţele rezultante de
rezistenţă opuse la tăierea şi desprinderea părţilor de sol; Xr şi Zr – reacţiunile
echivalente a interacţiunii cu solul a patinelor de limitare a adâncimii rotorului şi a
oblonului de nivelare; Mr – momentul de torsiune transmis de priza de putere a
tractorului rotorului cu cuţite¸Rxt şi Rzt - forţele echivalente a interacţiunii cu solul a
tăvălugului cu pinteni,. Asupra tăvălugului cu pinteni acţionează şi momentul de
rezistenţă la rulare Mrtv;
Fig.5.9 Schema dinamicii sistemului tractor (4x4)- agregat combinat pentru
pregătit patul germinativ (ACPG-3), în lucru pe teren orizontal
Semnificaţia forţelor exterioare care acţionează asupra tractorului este
următoarea [83, 86, 95, 99,131]: Gt - greutatea tractorului; Fm1 şi Fm2 - forţele
tangenţiale de tracţiune dezvoltate de tractor prin aderenţa roţilor cu solul ; Z1 şi Z2 sarcinile normale pe puntea din faţă şi spate; Rr1 şi Rr2 - rezistenţele la rulare pe sol
ale roţilor punţilor tractorului; Mr1 şi Mr2 – momentele de rezistenţă la rulare ale roţilor
Valorile sarcinii normale pe punţile din faţă şi spate ale tractorului, Z1 şi Z2 :
G  a G  L  R  L  R  h  (Zr  Rzr)  Lr  Rxr  hr  Rzt  Lt
Z1  t c m m zce c xce ca

L
(5.24)
 Rxt  ht  Mro  Mrtv

L
37
G  (L  ac)  Gm  (Lm  L)  Rzce (Lc  L)  Rxce hca  (Zr  Rzr)  (Lr  L)

Z2  t
L
(5.25)
 Rxr  hr  Rzt  (Lt  L)  Rxt  ht  Mro  Mrtv

L
Reacţiunea normală totală Zt:
Z t  Z1  Z 2  Gt  Gm  R zce  Z r  R zr  R zt
(5.26)
Din ecuaţiile de echilibru ale forţelor care acţionează asupra tractorului şi
maşinii pe direcţia de deplasare se obţine bilanţul de tracţiune al tractorului, exprimat
prin relaţia:
Fm  Fm1  Fm 2  Rr1  Rr 2  R xce  R xt  X r  R xr
(5.32)
La deplasarea în lucru pe teren orizontal nu apar probleme privind stabilitatea
longitudinală, deoarece chiar dacă roţile din faţă ale tractorului se desprind de sol,
tractorul se va sprijini mai departe pe roţile punţii din spate şi pe organele de lucru
ale maşinii de pregătit patul germinativ.
5.4.3 Stabilitatea longitudinală a tractorului la urcarea pe pantă cu
maşina în poziţie de lucru
Fig.5.11 Schema forţelor exterioare care acţionează asupra sistemului tractor-maşină, în
poziţie de lucru, la urcare cu viteză constantă pe panta longitudinală
Ecuaţia bilanţului de tracţiune a agregatului la urcare, cu viteză constantă, pe
panta longitudinală, care are următoarea formă generală:
Fm  Fm1  Fm 2  Rr1  Rr 2  R xce  R xt  X r  R xr  (Gt  Gm )  sin 
(5.37)
Cunoscând că:
Rr1  f1  Z1 ; Rr 2  f 2  Z 2 ; Rrt  Rr1  Rr 2  f t ( Z1  Z 2 ) ;
R xt  f tv  R zt ; X r   p  Z r
Reacţiunea totală asupra punţilor tractorului, Zt , este:
Z t  Z1  Z 2  (Gt  Gm ) cos   R zce  Z r  R zr  R zt
(5.38)
(5.39)
38
Relaţia (5.32) devine:
Fm  Fm1  Fm2  f t [(Gt  Gm ) cos   R zce  Z r  R zr  R zt ] 
(5.40)
 R xce  f tv  R zt   p  Z r  R xr  (Gt  G m )  sin 
care reprezintă ecuaţia bilanţului de tracţiune al tractorului în agregat cu
maşina de pregătit patul germinativ ACPG-3, la urcarea pe panta longitudinală, cu
viteză constantă, în lucru .
Având în vedere că momentele de rezistenţă la rularea tractorului M r1 şi M r 2
se neglijează, reacţiunile normale Z1 şi Z2 la punţile tractorului sunt date de relaţiile:
G cos  ac Gt sin  hc Gm cos  Lm Gm sin  hm  Rzce Lc  Rxce hca

Z1  t
L
(5.41)
(Zr  Rzr)  Lr  Rxr  hr  Rzt  Lt  Rxt  ht  Mro  Mrtv

L
Gt cos  (L  ac)  Gt sin  hc  Gm cos  (Lm  L)  Gm sin  hm 

Z2 
L
(5.42)
Rzce (Lc  L)  Rxce hca  (Zr  Rzr)  (Lr  L)  Rxr  hr  Rzt  (Lt  L)  Rxt  ht  Mro  Mrtv

L
Din analiza expresiilor celor două reacţiuni, Z1 şi Z2, se observă că o parte din
componentele rezistenţelor opuse de sol organelor de lucru ale maşinii şi greutăţii
acesteia contribuie la scăderea sarcinii pe puntea faţă şi la creşterea
corespunzătoare a sarcinii pe puntea spate, existând şi componente care încarcă
puntea faţă şi descarcă puntea spate.
Reacţiunea normală totală Zt asupra punţilor tractorului se determină cu
relaţia:
Z t  Z1  Z 2  Gt cos   Gm cos   R zce  Z r  R zr  R zt
(5.43)
Variaţia sarcinii dinamice totale Z t pe punţile tractorului se determină cu
relaţia:
Z t  Z t  Gt cos   Gm cos   R zce  Z r  R zr  R zt
(5.44)
Rezultă, astfel, că în timpul deplasării forţele exterioare ce acţionează asupra
maşinii purtate contribuie la creşterea sarcinii aderente a tractorului, cu tracţiune pe
ambele punţi, cu valoarea Zt.
punţii din fată) apasă o sarcină, adică dacă Z1  0 [83]. Trebuie menţionat că la
deplasarea în lucru în urcare pe panta longitudinală, nu apar probleme privind
stabilitatea longitudinală la răsturnare, deoarece chiar dacă roţile din faţă ale
tractorului se desprind de sol, tractorul se va sprijini mai departe pe roţile punţii din
spate şi pe organele de lucru ale maşinii de pregătit patul germinativ [83, 86, 131].
5.4.4 Stabilitatea longitudinală a tractorului cu maşina în poziţie de
transport
5.4.4.2 Stabilitatea longitudinală a tractorului la urcarea pe pantă cu
maşina în poziţie de transport
Stabilitatea longitudinală a tractorului trebuie verificată la urcarea pe pantă cu
maşini purtate în spate, aflate în poziţie de transport.
39
Fig. 5.13 Schema forţelor exterioare care acţionează asupra sistemului tractor maşină
purtată în spate, în poziţie de transport, la urcare pe panta longitudinală
Reacţiunile Z1 şi Z2 pe punţile faţă respectiv spate ale tractorului exprimate
prin relaţiile:
  Gm sin   hm
  M r1  M r 2
G cos   ac  Gt sin   hc  Gm cos   Lm
Z1  t
(5.48)
L
Z2 
  M r1  M r 2
 )  Gm sin   hm
Gt cos  ( L  ac )  Gt sin   hc  Gm cos  ( L  Lm
(5.49)
L
punţii din fată) apasă o sarcină, adică dacă Z1  0 [83]. Înlocuind expresia
momentului
total
de
rezistenţă
la
rulare
la
urcarea
pantei
M r1  M r 2  M rt  f t  (Gt  Gm ) cos   r , în care r este raza roţilor motoare egale ale
celor două punţi rezultă unghiul critic  cr , la urcarea pantei:
  f t  (Gt  Gm )  r
G  a  G m Lm
tg cr  t c
(5.52)
'
Gt  hc  Gm  hm
Ecuaţia bilanţului de tracţiune al tractorului în transport, cu maşina purtată în
spate, la urcare cu viteză constantă, are următoarea formă:
Fm  Fm1  Fm 2  Rr1  Rr 2  (Gt  Gm )  sin 
(5.54)
Cunoscând că: Rrt  Rr1  Rr 2  f t ( Z1  Z 2 )  f t (Gt  Gm ) cos  , rezultă:
Fm  Fm1  Fm 2  f t (Gt  Gm )  cos   (Gt  Gm )  sin 
(5.55)
40
5.5 SIMULAREA PE CALCULATOR A DINAMICII SISTEMULUI TRACTORMAŞINĂ PENTRU PREGĂTIREA TERENULUI PENTRU SEMĂNAT
5.5.1 Aspecte generale
Comportarea dinamică a diferitelor tipuri de sisteme tractor-maşină agricolă
pentru pregătirea terenului pentru semănat este descrisă de modele matematice,
rezultate din ecuaţiile de mişcare şi de echilibru ale sistemelor. Simularea dinamicii
sistemului s-a realizat pentru varianta deplasării sistemului pe teren orizontal, cu
viteză constantă. În lucrare se simulează pe calculator variaţia forţele de tracţiune
(F1x, F2x, F3x) şi apăsare (F2z, F3z) care apar în tiranţii mecanismului de suspendare al
tractorului, a forţei totale de rezistentă la tracţiune (Ft) opusă de maşina agricolă, a
reacţiunilor normale ale solului (Zr) asupra sistemelor de limitare a pătrunderii în sol a
maşinii, toate în funcţie de variaţia adâncimii de lucru.
5.5.2 Simularea dinamicii sistemului tractor maşină de pregătit patul
germinativ
În cele ce urmează se prezintă modelul dinamic pentru sistemul format din
tractorul de mare putere A1800-AM şi maşina de pregătit patul germinativ, ACPG-3.
Schema solicitărilor care apar în procesul de lucru al sistemului, necesară pentru
realizarea modelului dinamic, este prezentată în figura 5.14.
Pentru asigurarea similitudinii modelului dinamic cu modelul folosit la
investigarea experimentală între tractor şi maşina de lucru se reprezintă rama
tensometrică (RT) folosită la încercări pentru măsurarea forţelor de rezistenţă la
tracţiune opuse de maşină în lucru. Deoarece maşina ACPG-3 este construită
simetric faţă de axa longitudinală, pentru simplificarea modelului s-a considerat că
solicitările care apar în lucru asupra maşinii sunt distribuite simetric faţă de axă.
Deoarece variaţia adâncimii de lucru pentru rotorul cu cuţite este de doar 80
mm, iar poziţia tiranţilor tractorului este definită de această adâncime, se poate
consideră ca invariabilă poziţia tiranţilor în timpul lucrului, cu suficientă precizie.
Fig. 5.14 Schema solicitărilor maşinii ACGP-3 în timpul procesului de lucru (model dinamic)
Forţele de tracţiune (F1x, F2x, F3x) şi apăsare (F2z, F3z), forţa totală de rezistentă
la tracţiune (Ft) opusă de maşina agricolă, reacţiunea normală a solului (Zr) asupra
patinei maşini, se determină prin rezolvarea sistemului de ecuaţii:
41
R xt  R xc  X r  R xr  F1x  F23 x  0
Gm  R zc  R zt  Z r  R zr  F1z  F23 z  0
F1x  h  R xc  z rc  R zc  x rc  ( R zr  Z r )  x zr  R xr  z rr  X r  z xr  Gm  x gm 
 R xt  z rt  R zt  x rt
F1z  F1x  tg 1
F23 x  F2 x  F3 x
F23 z  F2 z  F3 z
F23 z  F23 x  tg 2
X r   ps  Z r
(5.58)
Valorile parametrilor constanţi (date de intrare) ai sistemului de deplasare pe un
teren orizontal şi cu viteză constantă sunt prezentate în tabelul 5.1:
Tabelul 5.1
Nr.
crt.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Parametrul
Valoare
Gm – greutatea maşinii, inclusiv a ramei tensometrice
xgm – coordonata orizontală a Gm faţă de punctul inferior de cuplare
zgm – coordonata verticală a Gm faţă de punctul inferior de cuplare
xrc – coordonata orizontală a Rc faţă de punctul inferior de cuplare
zrc – coordonata verticală a Rc faţă de punctul inferior de cuplare (ac – adâncimea
de lucru a cuţitelor de afânare)
xrt – coordonata orizontală a Rtv faţă de punctul inferior de cuplare
zrt – coordonata verticală a Rtv faţă de punctul inferior de cuplare (ac – adâncimea
de lucru a cuţitelor de afânare)
xzr – coordonata orizontală a Zr şi Rr faţă de punctul inferior de cuplare
zxr – coordonata verticală a Xr faţă de punctul inferior de cuplare
zrr – coordonata verticală a Zr faţă de punctul inferior de cuplare
h – distanţa pe verticala între punctele inferior şi superior de cuplare
Gm=26500 N
xgm=1181 mm
zgm=224 mm
xrc=148 mm
 1 - unghiul tirantului central cu orizontala
 2 - unghiul tiranţilor laterali cu orizontala
 1 =4,860
 2 =3,540
 ps - coeficientul de frecare dintre patină şi sol
zrc=520 mm + ac
xrt=1731 mm
zrt=466 mm
xzr=780 mm
zxr=502 mm
zrr=325 mm
h = 685 mm
 ps =0,2
S-au considerat ca variabili următorii parametri:
- forţa rezultantă Rc creată de cuţitele pentru afânare în lucru , prin cele
două componente Rxc şi Rzc;
- zrc – coordonata verticală a Rc faţă de punctul inferior de cuplare
(ac – adâncimea de lucru a cuţitelor de afânare), zrc=520 mm + ac;
Considerând dependenţa liniară componentelor forţei de rezistenţă opusă de
cuţite faţă de adâncimea de lucru a cuţitelor, ac se poate scrie relaţia:
R xc  k ac  a c  96000  a c , [N]
(5.61)
unde kac=Rzcmax/acmax=96000 N/m
Componenta Rzc va fi dată de relaţia:
R zc  k ac  a c  tg  34944  ac , [N]
(5.62)
în care ac=0,1…0,25 m.
- forţa rezultantă Rr creată de rezistenţele opuse la mărunţirea şi afânarea
solului de către rotorul cu cuţite, prin componentele Rxr şi Rzr. Pentru a putea
exprima dependenţa dintre forţa rezultantă Rr datorată rezistenţelor opuse la
mărunţirea şi afânarea solului de către rotorul cu cuţite şi adâncimea de lucru
a cuţitelor, ac, se porneşte de la puterea maximă consumată pentru mărunţire
şi afânare corespunzătoare adâncimii maxime.
42
Se poate considera ca o valoare maximă a puterii consumate prin frezare
pentru o adâncime de 12 cm , valoarea de 30 kW/m lăţime de lucru [24, 94]. Pentru
agregatul analizat la care lăţimea de lucru este de 3 m rezultă puterea maximă
pentru frezare, Pfrmax, este: Pfrmax= 90 kW
Asupra rotorului cu cuţite acţionează forţele şi momentele prezentate în fig.5.5
Rr = Rxr + Rzr
(5.63)
în care Rxr = 0,67 Fp şi Rzr = 0,45 Fp la frezarea în soluri tari şi Rxr = 0,88 Fp şi Rzr =
0,60 Fp la frezarea în soluri uşoare. Fp este forţa periferică dată de relaţia:
Fp=Mr/r, [N]
(5.66)
unde r este raza exterioară a rotorului cu cuţite, r=0,25m.
Valoarea maximă a forţei periferice Fp este cea corespunzătoare momentului
maxim dat de relaţia:
30 Pmax
M r max 

(5.67)
 nr min
unde nr este turaţia rotorului cu cuţite (nrmin=355 rot/min, pentru efectuarea lucrului pe
terenuri nearate).
Considerând dependenţa liniară a forţei periferice Fp de adâncimea de lucru a
rotorului cu cuţite, ar, pornind de la valoarea maximă a celor două, se poate scrie
relaţia:
F p  k ar  a r  95500  a r , [N]
(5.68)
unde kar=Fpmax/armax=80698,3 N/m, ar =0,04…0,12 m
Pentru determinarea forţelor Rrxmax şi Rrzmax se folosesc relaţiile de la frezarea
în soluri uşoare deoarece în cazul nostru în faţa rotorului cu cuţite avem cuţitele de
afânare.
(5.69)
R xr  0,88 F p  0,88  80693,3  a r  71014,5  a r
R zr  0,6 F p  0,6  a r  48418  a r
(5.70)
- forţa rezultantă Rtv datorată rezistenţelor opuse de sol la deplasarea
tăvălugului, prin componentele Rxt şi Rzt; Forţa de rezistenţă opusă în lucru de
tăvălug va fi invers proporţională cu adâncimea ac a rotorului cu cuţite. De aici
rezultă că componenta verticală Rzt va avea valoarea maximă când
adâncimea ac este minimă, deci se poate scrie relaţia:
k
920
R zt  atv 
, [N]
(5.71)
ar
ar
unde k atv  R zt max  a min  23000  0,04  920 Nm.
S-a considerat valoarea maximă Rzmax=Gma=23000 N cea corespunzătoare
preluării întregii greutăţi a agregatului( fără rama tensometrică) de către tăvălug.
Pentru determinarea componentei orizontale Rxt se foloseşte schema din
figura 5.7 şi relaţia:
l
R xt  Ft  Gt  Gt  f  R zt  f
(5.72)
r
care reprezintă formula simplificată a rezistenţei la rulare.
Pentru modelul considerat coeficientul f=0,6 cu variaţii mici cu adâncimea ar.
Rezultă dependenţa dintre Rxt şi adâncimea ar se exprimă prin relaţia:
k
920
552
R xt  atv  f 
 0,6 
, [N]
(5.73)
ar
ar
ar
- adâncimea de lucru a cuţitelor de afânare, ac = 10…25 cm;
43
- adâncimea de lucru a rotorului orizontal cu cuţite, ar = 4…12 cm;
Simularea dinamicii pentru modelul considerat s-a efectuat cu ajutorul
programului Maple 12.
5.5.3 Interpretarea grafică a rezultatelor obţinute în urma simulării
dinamicii sistemului (fig. 5.15...5.21)
.
Fig. 5.15 Variaţia forţei din tirantul central al
tractorului în funcţie de adâncimea de lucru ac
a cuţitelor de afânare şi de adâncimea de lucru
ar [m] a rotorului cu cuţite
Fig. 5.16 Variaţia forţei rezultante din tiranţii
laterali ai tractorului în funcţie de adâncimea
de lucru ac a cuţitelor de afânare şi de
adâncimea de lucru ar a rotorului cu cuţite
Fig. 5.17 Variaţia forţei rezultante din tiranţii
laterali ai tractorului în funcţie de adâncimea
de lucru a cuţitelor de afânare şi de adâncimea
de lucru a rotorului cu cuţite
Fig. 5.18 Variaţia forţei rezultante de apăsare
Fz în punctele de cuplare ale maşinii la tractor
în funcţie de adâncimea de lucru a cuţitelor de
afânare şi a rotorului cu cuţite
Din analiza graficelor din fig. 5.15, 5.16, 5.17 se constată că forţa de
compresiune din tirantul central, forţele de tracţiune din tiranţii laterali, precum şi forţa
de tracţiune rezultantă, existente datorită rezistenţelor opuse în lucru de maşină,
cresc cu creşterea adâncimii de lucru a cuţitelor de afânare şi cu scăderea adâncimii
de lucru a rotorului cu cuţite.
44
Din analiza graficului din fig. 5.18 se constată că forţa rezultantă de apăsare
Fz exercitată de maşină asupra tractorului în timpul lucrului, creşte cu creşterea
adâncimii de lucru a cuţitelor de afânare şi cu scăderea adâncimii de lucru a rotorului
cu cuţite.
Fig. 5.19 Variaţia forţei de rezistenţă Zr opusă
de sol asupra patinelor de limitare a pătrunderii
în sol a rotorului cu cuţite în funcţie de
adâncimea de lucru
a cuţitelor de afânare şi a rotorului cu cuţite
Fig. 5.20 Variaţia forţei de rezistenţă la
alunecare Xr opusă de sol asupra patinei,
în funcţie de adâncimea de lucru a cuţitelor de
afânare şi a rotorului cu cuţite
Din analiza graficului din fig. 5.19 se constată că forţa de reacţiune Zr a solului
asupra patinei de limitare a pătrunderii în sol a rotorului cu cuţite creşte cu creşterea
adâncimii de lucru a rotorului cu cuţite. De asemenea, se poate observa şi o creştere
sensibilă a aceleiaşi forţe cu creşterea adâncimii de lucru a cuţitelor de afânare.
Fig. 5.21 Variaţia momentul de torsiune la rotorul cu cuţite, Mr, în funcţie de adâncimea de
lucru a rotorului cu cuţite şi de adâncimea de lucru a cuţitelor de afânare
Din grafic ( fig. 5.21) se observă creşterea liniară a momentului Mr la rotorul cu
cuţite cu creşterea adâncimii de lucru a rotorului.
Variaţia momentului de torsiune de la rotorul cu cuţite este nesemnificativă în
raport cu adâncimea de lucru a cuţitelor de afânare.
45
CAPITOLUL 6
CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND DINAMICA ŞI ENERGETICA
SISTEMELOR TRACTOR MAŞINĂ AGRICOLĂ UTILIZATE LA PREGĂTIREA
6.1 SISTEMUL SUPUS CERCETĂRII EXPERIMENTALE
6.1.1 Tractorul utilizat la cercetările experimentale
Pentru executarea încercărilor s-a folosit tractorul de mare putere din clasa de
putere A1800 AM (fig.6.1), fabricat la S.C. MAT S.A. Craiova, existent în dotarea
INMA Bucureşti. Principalele caracteristici tehnice ale tractorului sunt [140, 145, 154]:
 dimensiuni de gabarit (lungime x lăţime x înălţime): 6340x2500x3800 mm;
 masa tractorului: constructivă: 8860 kg; de exploatarea max.: 10675 kg;
alimentat, în stare de exploatare, nelestat: 9715 kg (pe puntea din faţă: 5440
kg;pe puntea din spate: 4275 kg ) ampatamentul: 3000 mm;
 ecartamentul: la puntea faţă şi spate: 1900 mm;
 puterea motorului: 132,4 kW.
Fig. 6.1 Tractorul A1800 AM folosit la încercări,
6.1.2 Maşina agricolă utilizată la cercetările experimentale
Maşina agricolă care face obiectul cercetării este agregatul combinat pentru
pregătit patul germinativ ACPG-3 cu lăţimea de lucru de 3 m. (fig. 6.2). [139, 145,
154].
Fig. 6.2 Agregatul combinat pentru pregătit patul germinativ ACPG-3,
46
folosit pentru încercările experimentale
Agregatul combinat ACPG-3 este destinat pentru executarea lucrărilor de
pregătire a patului germinativ la o singură trecere pe teren arat bolovănos sau pe
mirişte. Agregatul lucrează cu tractoare pe roţi de 180-240 CP, prevăzute cu
ridicătoare hidraulice din categoria a III-a STAS 11022 şi este prevăzut cu
posibilitatea de ataşare a unui echipament de semănat cereale păioase concomitent
cu pregătirea patului germinativ.
Încercările au fost efectuate în condiţii de umiditate scăzută în sol (mirişte), pe
terenurile Institutului Naţional pentru Maşini Agricole (INMA) Bucureşti în perioada
octombrie-noiembrie 2008, pe agregatul prezentat anterior. Solurile pe care s-au
făcut încercările prezintă caracteristicile solurilor din partea de sud a României.
6.2 OBIECTIVELE ŞI PROGRAMUL ÎNCERCĂRILOR EXPERIMENTALE
Cercetările experimentale referitoare la dinamica şi energetica sistemului
tractor-maşină de pregătit patul germinativ (A1800-AM+ACPG3) s-au desfăşurat
conform programului din figura 6.5 şi au ca obiective principale următoarele:
 determinarea forţelor care acţionează în punctele de cuplare a maşinii la
tractor (forţe de tracţiune şi forţe de apăsare);
 determinarea momentului de torsiune transmis la maşină prin arborele prizei
de putere a tractorului;
 determinarea momentelor la roţile motoare prin măsurarea momentelor de
torsiune la arborii cardanici de antrenare a punţilor tractorului;
 determinarea vitezelor unghiulare ale roţilor motoare şi arborelui prizei de
putere prin măsurarea turaţiilor la arborii cardanici de antrenare a punţilor tractorului
şi la arborele prizei de putere;
 determinarea vitezei reale de deplasare a sistemului folosind roata a 5-a
 analiza factorilor constructivi, funcţionali şi de lucru ai maşinii asupra
parametrilor dinamici şi energetici ai sistemului tractor-maşină;
 verificarea modelelor dinamice şi matematice elaborate în cercetarea teoretică
(la simularea pe calculator) în vederea validării şi completării acestora.
Pentru realizarea obiectivelor principale menţionate este necesară
parcurgerea următoarelor etape:
 elaborarea unei metode şi a unui sistem de investigare experimentală, care să
permită determinarea, prelucrarea şi analiza parametrilor şi mărimilor care
caracterizează comportarea dinamică şi energetică a sistemului studiat;
 alegerea aparaturii şi echipamentelor de investigaţie experimentală în
concordanţă cu obiectivele stabilite prin programul de investigare
experimentală;
 achiziţionarea, prelucrarea şi interpretarea rezultatelor experimentale şi
elaborarea de concluzii referitoare la comportarea dinamică şi energetică a
sistemului tractor-maşină de lucru analizat.
Pentru realizarea obiectivelor cercetărilor experimentale este necesară
determinarea, directă sau indirectă a următorilor parametri:
 forţele din cuplele de legătură (de apăsare şi de tracţiune) dintre tractor şi
maşină;
 momentul de torsiune transmis maşinii prin arborele prizei de putere;
 momentele de torsiune la roţile punţilor motoare;
 vitezelor unghiulare ale roţilor punţilor tractorului şi ale arborelui prizei de
putere;
47
 viteza reală de deplasare a sistemului folosind roata a 5-a
VARIANTE DE ÎNCERCARE
TRACTOR A1800-AM+ACPG3
În lucru pe teren şes, nearat,
la trei turaţii ale rotorului cu cuţite
În transport
Pe drum de
beton
Pe teren
nearat
MtacPF, MtacPS , nac , Mpg , npg ,nr5
n1t=355
rot/min
v1=4,1
km/h
n2t=390
rot/min
v2=4,85
km/h
n3t=450
rot/min
v3=6,41
km/h
Ft c ,Ftd , Fts , Fzd ,Fzs ,MtacPF, MtacPS , nac , Mp , np ,nr5
Fig. 6.5 Programul încercărilor experimentale
6.3 APARATURA ŞI METODICA DE INVESTIGARE UTILIZATĂ
6.3.1 Amplasarea în sistem a echipamentelor pentru investigaţia
experimentală
Alegerea aparaturii de măsurare şi a metodelor de măsurare trebuie să se
facă în concordanţă cu scopul şi importanţa măsurătorilor, în funcţie de locul de
amplasare a aparaturii, de variaţia mărimilor măsurate, de precizia de măsurare
impusă sau dorită de experimentare.
În procesul de măsurare, principalele etape care se parcurg sunt:
 obţinerea informaţiei primare despre mărimea de măsurat, de forma unui
semnal electric;
 prelucrarea informaţiei obţinute;
 valorificarea informaţiilor (rezultatelor) obţinute sub forma unor înregistrări şi
utilizarea lor în calcule complexe.
Pentru măsurarea parametrilor menţionaţi s-a utilizat un echipament modern
de tensometrie cu sistem de achiziţie tip DAP 1200 MICROSTAR LABORATORIES,
cu 10 intrări analogice, 10 ieşiri digitale şi frecvenţa de eşantionare120 kHz şi pentru
înregistrarea datelor direct pe un computer Laptop 486. Modulul de amplificare este
de tip Analog Device 3B18/ 3B20 (fig. 6.6). Sursa de alimentare a fost o baterie de
acumulatori cu plumb, cu tensiunea de 12 V.
48
Software-ul existent pe placa de achiziţie permite filtrarea semnalelor primite
de la traductoare şi determinarea valorilor minime, maxime şi medii ale acestora.
SISTEM DE
SENZOR
(TRADUCTOR)
Mărci
tensometrice
AMPLIFICATOR
COMPUTER
ACHIZIŢIE DE
(LAPTOP)
DATE
3B18/3B20
Analog Devices
DAP 1200
(Microstar Laboratories)
486
(Intel)
Fig. 6.6 Schema lanţului de măsurare
În figura 6.7 este prezentată schema de amplasare a traductoarelor şi a
circuitelor de măsurare pentru efectuarea determinărilor experimentale pentru
sistemul format dintr-un tractor 4x4, cu roti egale, şi maşina de lucru purtată
acţionată prin priza de putere, iar în figura 6.8 schema bloc pentru sistemul de
preluare, achiziţie şi prelucrarea datelor.
(- )
P la c a d e
c h iz it ie
DAP1200
ra
ig it a le
12V
(+ )
L a p to p
86DX
M A S IN A
DE LUCRU
6 ,7
10
8
9
11
6
7
8
9
10
11
R A M A T E N S O M E T R IC A
-tra d u c to r p e n tru m a s u ra re a fo rte i d e tra c tiu n e in tira n tu l c e n tra l
-tra d u c to r p e n tru m a s u ra re a fo rte i d e tra c tiu n e in tira n tu l la te ra l s tg .
-tra d u c to r p e n tru m a s u ra re a fo rte i d e tra c tiu n e in tira n tu l la te ra l d r.
-tra d u c to r p e n tru m a s u ra re a fo rte i d e a p a s a re in tira n tu l la te ra l s tg .
-tra d u c to r p e n tru m a s u ra re a fo rte i d e a p a s a re in tira n tu l la te ra l d r.
-tra d u c to r p e n tru m a s u ra re a m o m e n tu lu i a rb o re lu i p riz e i d e p u te re
-tra d u c to r p e n tru m a s u ra re a tu ra tie i a rb o re lu i p riz e i d e p u te re
-tra d u c to r p e n tru m a s u ra re a m o m e n tu lu i a rb o re lu i c a rd a n ic p u n te fa ta
-tra d u c to r p e n tru m a s u ra re a m o m e n tu lu i a rb o re lu i c a rd a n ic p u n te s p a te
-tra d u c to r p e n tru m a s u ra re a tu ra tie i a rb o rilo r c a rd a n ic i p u n te fa ta s i s p a te
-tra d u c to r p e n tru m a s u ra re a tu ra tie i ro tii a 5 -a
Fig. 6.7 Schema de amplasare a traductoarelor şi a circuitelor de măsurare pentru
efectuarea determinărilor experimentale
Fig. 6.8 Schema bloc pentru sistemul de
prelucrare, achiziţie şi prelucrarea datelor
49
Fig. 6.9 Amplasarea pe tractor a aparaturii de
achiziţie şi prelucrare
a datelor măsurate experimental
Instalaţia de achiziţie şi prelucrare a datelor experimentale a fost montată
grupat pe o platformă (placă) amplasată pe aripa din stânga a tractorului (fig. 6.9).
Aparatura de măsurare şi modul de amplasare a acesteia pe tractorul
laborator se prezintă schematizat în figura 6.10.
Fig. 6.10 Schema de amplasare a aparaturii de măsurare pe agregatul tractor-maşină:
1, 2, 3 – traductoare pentru măsurarea forţelor tracţiune în punctele de cuplare a maşinii la tractor;
4, 5 - traductoare pentru măsurarea forţelor de apăsare în punctele de cuplare a maşinii la tractor;
6, 7 – traductoare pentru măsurarea momentului de torsiune şi turaţiei la arborele prizei de putere;
8, 9 – traductoare pentru măsurarea momentului de torsiune la arborele cardanic de antrenare a punţii
motoare faţă, respectiv spate; 10 – traductor pentru măsurarea turaţiei arborilor cardanici de antrenare
a celor două punţi motoare; 11 – traductor pentru măsurarea turaţiei roţii a 5-a; 12 – sistemul de
achiziţie şi prelucrare a datelor RT – Ramă Tensometrică pentru măsurarea forţelor de tracţiune şi de
apăsare în punctele de cuplare a maşinii la tractor;
Rama tensometrică RM (fig. 6.10) a fost echipată cu traductoare
electrotensometrice pentru măsurarea forţelor de tracţiune (1, 2, 3) şi apăsare (4, 5)
în punctele de cuplare a maşinii la tractor. Pentru determinarea momentelor de
torsiune a u fost utilizate traductoare electrotensometrice pentru măsurarea
momentului de torsiune la arborele prizei de putere (6), a momentului de torsiune la
arborele cardanic de antrenare a punţii motoare faţă (8), respectiv spate (9). Pentru
50
determinarea turaţiilor arborilor s-au utilizat traductoare electrice cu impulsuri pentru
arborele prizei de putere (7), arborii cardanici de antrenare a celor două punţi
motoare (10) şi axul roţii a 5-a (11):.
În cadrul cercetărilor experimentale s-au măsurat următorii parametri: forţele
de tracţiune şi apăsare în fiecare din cele trei puncte de cuplare ale maşinii agricole
la tractor (Ftc, Fts, Ftd, resp. Fzs,Fzd); momentul rezistent la priza de putere a
tractorului (Mp); momentul rezistent la arborii cardanici de antrenare a punţilor
motoare faţă şi spate ale tractorului (MtacPF,MtacPS); turaţia arborelui prizei de putere
(np); turaţia arborilor cardanici de antrenare a punţilor motoare (nacPF=nacPS=nac);
turaţia roţii a 5-a (nr5).
6.3.2 Metodica şi aparatura pentru măsurarea forţelor din cuplele de
legătură dintre tractor şi maşina agricolă purtată
6.3.2.2 Măsurarea forţelor din cuplele de legătură dintre tractor şi maşina
agricolă purtată cu rama tensometrică
Pentru a se putea măsura cu precizie şi cu uşurinţă forţele de rezistenţă la
tracţiune pentru orice tip de maşină agricolă purtată cu dispozitiv de cuplare
categoria a III-a sau a IV-a spate, s-a realizat rama tensometrică modulată, de
legătură, plasată între mecanismul de suspendare al tractorului şi maşina agricolă
purtată (fig. 6.11) [39].
Folosind programul de proiectare şi modelare 3D, SOLIDWORKS s-a construit
modelul 3D pentru rama tensometrică prezentat în figura 6.11, a) şi b).
Fig. 6.11 Modelul 3D al ramei intermediare pentru măsurarea
forţei de rezistenţă la tracţiune a maşinilor agricole purtate
Rama tensometrică [39] este constituită din trei cadre (central 1 şi două
laterale 2, 3) şi cinci suporturi tensometrice care se pot asambla prin organe de
asamblare în trei poziţii, făcând astfel posibilă cuplarea acesteia atât la mecanismele
de suspendare categoria a III-a şi a IV-a (IV-L şi IV-H) a tractoarelor cât şi la
dispozitivele de cuplare ale maşinilor agricole din categoriile respective.
Prototipul ramei tensometrice s-a realizat la întreprinderea de maşini agricole
şi tractoare SC MAT SA din CRAIOVA.
51
În figura 6.13 este prezentată rama intermediară cu inele tensometrice cuplată
la tractor ( A1800-AM) şi la maşina agricolă (ACPG-3) echipată pentru efectuarea
încercărilor experimentale.
Fig. 6.13 Rama cu inele tensometrice
cuplată la tractor şi la maşina
agricolă echipată pentru efectuarea
încercărilor experimentale.
Fig. 6.14
a- Amplasarea mărcilor tensometrice pe inelele elastice
b- schema de montare a mărcilor în puntea de măsurare
Rama tensometrică (fig. 6.13) pentru înregistrarea eforturilor orizontale şi
verticale din punctele de cuplare cuprinde cinci inele tensometrice care măsoară
eforturile. Deoarece suporturile tensometrice laterale precum şi cel central se
reglează paralel cu terenul putem să măsurăm, prin mărcile tensometrice montate pe
inele elastice ale acestor suporţi, chiar forţele de rezistenţă la tracţiune ale maşinii
agricole paralele cu direcţia de deplasare a agregatului, respectiv F2x, F3x la
suporturile laterale şi F1x la suportul central. Suporturile tensometrice verticale se
fixează perpendiculari pe suporturile tensometrice laterale, iar cu mărcile
tensometrice montate pe inele elastice ale acestor suporţi, se vor măsura forţele
perpendiculare pe direcţia de deplasare, F2z şi F3z, care reprezintă forţele de apăsare
exercitate de maşina agricolă asupra tractorului.
Modul de amplasare a mărcilor tensometrice pe inelele elastice ale
suporturilor tensometrice laterale, central şi verticali, precum şi schema de montare a
mărcilor în puntea de măsurare sunt prezentate în fig. 6.14 [39].
După montarea mărcilor tensometrice pe inelele elastice s-a efectuat
etalonarea pentru fiecare din cele 5 suporturi tensometrice folosind maşina de
încercat la tracţiune, iar mărimile rezultate în urma etalonării au fost înregistrate.
6.3.3 Măsurarea momentelor de torsiune la arborii cardanici de la puntea
faţă şi spate a tractorului şi a turaţiei acestora
6.3.3.1 Măsurarea momentului de torsiune la arborele cardanic de
antrenare a punţii motoare faţă
Măsurarea momentelor de torsiune s-a realizat folosind mărci tensometrice,
utilizând ca element elastic de deformare arbori cardanici pe care s-au montat
mărcile tensometrice şi colectorul cu contacte alunecătoare. Modul de amplasare a
traductoarelor şi a colectorului cu contacte alunecătoare pe arborele cardanic de
antrenare a punţii motoare faţă este prezentat schematic în figura 6.22.
52
Fig. 6.18 Schema de amplasare a traductoarelor şi a colectorului
cu contacte alunecătoare pe arborele cardanic
Legătura electrică între mărcile aplicate pe arborele cardanic în rotaţie şi
instalaţiile de alimentare şi de măsurare se realizează cu ajutorul unui colector cu
contacte alunecătoare (fig. 6.18), format din periile a, b, c, d şi inelele colectoare A,
B, C, D. În figura 6.20 se prezintă arborele cardanic, echipat cu traductoarele de
moment, montat în transmisia punţii motoare faţă a tractorului.
Fig. 6.20 Arborele cardanic cu traductoare de moment montat în
transmisia punţii motoare faţă a tractorului
6.3.3.2 Măsurarea momentului de torsiune la arborele cardanic de
antrenare a punţii motoare spate
Pentru măsurarea momentului de torsiune la arborele cardanic de antrenare a
punţii din spate s-a realizat o bucşă cu două flanşe la capete, pe care s-au montat
mărcile tensometrice şi colectorul cu contacte (figura 6. 21).
Fig. 6.21 Bucşă cu flanşe cu traductoare de moment pentru
transmisia punţii motoare spate
53
Pentru montarea bucşei respective în transmisia punţii spate s-a folosit un
arbore cardanic mai scurt. Modul de montare a bucşei tensometrice cu arborele
cardanic în transmisia punţii spate a tractorului este prezentată în figura 6.22.
Fig. 6.22 Modul de asamblare a bucşei cu traductoarele de
moment în transmisia punţii motoare spate
6.3.3.3 Măsurarea turaţiei arborilor cardanici de la punţile tractorului
Arborii cardanici de antrenare a celor două punţi motoare primesc mişcarea de
acelaşi arbore de ieşire din cutia de viteze, ca urmare vor avea aceeaşi turaţie.
Pentru măsurarea turaţiei celor doi arbori cardanici se va folosi un singur
traductor de turaţie cu impulsuri montat pe un arbore cardanic intermediar dintre
arborele de ieşire din cutia de viteze şi arborele punţii spate, montajul făcându-se ca
în figura 6. 23.
1
2
Fig. 6.23 Montajul traductorului de turaţie în zona arborelui de ieşire din cutia de viteze
1- traductor de turaţie cu impulsuri electrice
2- arbore cardanic intermediar
6.3.4 Măsurarea momentului de torsiune şi a turaţiei arborelui prizei de
putere
Pentru măsurarea momentului de torsiune la arborele prizei de putere s-a
folosit un traductor tip T4A produs de firma HBM (Hottinger Baldwin Messtechnik)
aflat în dotarea INMA Bucureşti. Traductorul are domeniul de măsurare de la 0 la 1
KNm şi este prevăzut la capete cu profil pătrat interior şi exterior de 1”,momentul de
torsiune se poate măsura în ambele sensuri, iar transmiterea semnalului se face cu
inele colectoare. Traductorul s-a montat între arborele prizei de putere şi arborele
cardanic de antrenare a maşinii agricole prin intermediul unor piese intermediare (fig.
6. 24) [150].
54
2
3
1
4
Fig. 6.24 Montajul traductorului de moment şi a traductorului de turaţie pe arborele
prizei de putere a tractorului
1- traductorul de moment tip T4A produs HBM
2- traductorul de turaţie pentru arborele prizei de putere
3, 4- piese intermediare de legătură
6.3.5 Măsurarea vitezei reale v de deplasare a tractorului
Măsurarea vitezei reale v de deplasare a tractorului s-a realizat cu dispozitiv
cu traductor cu impulsuri inductive, de tip „roata a cincia” (fig. 6.25). Schema de
principiu a traductorului pentru măsurarea vitezei liniare cu ajutorul unei roţi auxiliare
este prezentată în figura 3.42 (v. Cap. 3).
1
2
Fig. 6.25 Dispozitivul tip „roata a cincia” şi modul de amplasare la tractor
1 – cadru suport roata 5; 2 - traductor de viteză de deplasare (roata a 5-a).
55
6.4. PRELUCRAREA, ANALIZA ŞI INTERPRETAREA REZULTATELOR
EXPERIMENTALE
6.4.1 Prelucrarea datelor experimentale
Cercetările experimentale în diverse condiţii (în lucru şi transport) s-au făcut în
conformitate cu programul prezentat în figura 6.5, efectuându-se un număr de 24
probe, câte două probe pentru fiecare din cele 9 variante de lucru şi câte trei probe
pentru cele 2 variante în transport.
În cazul agregatului studiat, mărimile care au fost urmărite în timpul
cercetărilor experimentale au fost:
 forţele de tracţiune şi apăsare în fiecare din cele trei puncte de cuplare ale
maşinii agricole la tractor (Ftc, Fts, Ftd, resp. Fzs,Fzs);
 momentul rezistent la arborele prizei de putere a tractorului (Mp);
 momentul rezistent la arborii cardanici de antrenare a punţilor motoare faţă şi
spate ale tractorului (MtacPF,MtacPS);
 turaţia arborelui prizei de putere (np);
 turaţia arborilor cardanici de antrenare a punţilor motoare (nacPF=nacPS=nac);
 turaţia roţii a 5-a (nr5).
Toate aceste mărimi au fost determinate pentru adâncimi maxime de lucru ale
cuţitelor de afânare de 25 cm, adâncimea de lucru maximă a rotorului cu cuţite de
12cm, trei turaţii diferite ale rotorului cu cuţite şi trei viteze de deplasare diferite.
Semnalele înregistrate şi salvate în memoria calculatorului, în fişiere tip ASCII,
au fost prelucrate şi redate de sistemul de achiziţie de date sub forma unor grafice în
funcţie de timp (oscilograme). Aceste oscilograme au fost prelucrate, eliminându-se
regimurile tranzitorii de lucru (la începerea si terminarea probelor) şi separându-se
variaţia fiecărei mărimi măsurate.
În graficele următoare sunt date, pentru exemplificare, înregistrări obţinute
pentru variaţia în timp a următorilor parametrii măsuraţi direct: forţa de tracţiune în
articulaţiile din dreapta (fig. 6.26), respectiv stânga (fig. 6.26), forţa de tracţiune din
tirantul central (fig. 6.26), forţa totală de tracţiune (fig. 6.27) obţinută prin însumarea
componentelor de mai sus; forţa de apăsare în articulaţiile din dreapta (fig. 6.28),
respectiv stânga (fig. 6.28) şi forţa de apăsare totală (fig. 6.29) obţinută prin
însumarea componentelor dinainte; momentul rezistent la arborii cardanici de
antrenare a punţilor motoare faţă (fig. 6.30), respectiv spate (fig. 6.31) ale tractorului;
momentul la arborele prizei de putere (fig. 6.32),
Forţa totală de rezistenţă la tracţiune a maşinii agricole, în lucru
Forţa de tracţiune [N]
Forţele de tracţiune [N]
Forţele de rezistenţă la tracţiune din punctele de cuplare ale maşinii la tractor măsurate
cu rama tensometrică
60000
40000
20000
50000
40000
30000
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20000
-20000
10000
-40000
0
0
-60000
2
4
6
8
10
12
14
16
18
-10000
Timp [s]
-80000
Timp [s]
Ftc
Ftd
Ft
Fts
Fig. 6.26 Variaţia forţele de tracţiune din
tirantul central Ftc, tirantul lateral dreapta Ftd
şi tirantul stânga Fts, în timp
Fig. 6.27 Variaţia forţei totală de rezistenţă la
tracţiune, Ft, a maşinii, în timp
Forţa de apăsare totală exercitată de maşina agricolă asupra tractorului, în timpul lucrului
Forţele de apăsare exercitate de maşina agricolă asupra tractorului, măsurate în punctele de cuplare
6000
4000
Forţa de apăsare [N]
F o rţe d e a p ă sa re [N ]
56
4000
2000
2000
0
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
-2000
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
-2000
-4000
-4000
-6000
-6000
-8000
-8000
-10000
-10000
-12000
-12000
Timp [s]
Fz
Timp [s]
Fzd
Fzs
Fig. 6.28 Variaţia forţele de apăsare din tirantul
lateral dreapta Fzd, respectiv stânga Fzs
Fig. 6.29 Variaţia forţei totale de apăsare, Fz,
exercitată de maşina agricolă asupra tractorului, în
timpul lucrului
Momentul de torsiune la arborele cardanic de antrenare a punţii motoare faţă
Momentul de torsiune la arborele cardanic de antrenare a punţii motoare spate
1600
1400
1200
1200
1000
1000
800
Moment torsiune [Nm]
1400
800
600
400
600
400
200
0
-200
200
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
-400
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Timp [s]
-600
Timp [s]
Macpf
Fig. 6.30 Variaţia momentului de torsiune la
arborele cardanic de antrenare a punţii
motoare faţă, în funcţie de timp
Macps
Fig. 6.31 Variaţia momentului de torsiune la arborele
cardanic de antrenare a punţii motoare spate, în
funcţie de timp
Momentul de torsiune la arborele prizei de putere
500
400
300
200
100
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
-100
-200
Timp [s]
Mapp
Fig. 6.32 Variaţia momentului de torsiune la arborele prizei de putere, în timp
57
6.4.2 Analiza şi interpretarea rezultatelor cercetării experimentale
referitoare la dinamica sistemului
În baza rezultatelor obţinute experimental, prezentate sintetizat în tabelul 6.4
prin valorile medii ale mărimilor înregistrate la încercările sistemului format din
tractorul A1800-AM şi ACPG-3 utilizat la pregătirea terenului nearat în vederea
însămânţării, se pot analiza influenţele diferiţilor parametri constructivi, funcţionali şi
de lucru asupra dinamicii sistemului.
Rezultatul prelucrării pentru sistemul de pregătit patul germinativ A1800-AM + ACPG-3
Tabelul 6.4
Viteza teoretică de deplasare
Vt1=4,1 km/h =1,139 m/s
Parametrul măsurat
Vt2=4,85 km/h =1,347 m/s
Vt3=5,41 km/h =1,503 m/s
Turaţia rotorului cu cuţite [rot/min]
Forţa medie de tracţiune
Ft [N]
Forţa medie de apăsare
Fz [N]
Momentul mediu la priza
Mp [Nm]
Momentul mediu la
puntea faţă MtacPF [Nm]
Momentul mediu la
puntea spate MtacPS [Nm]
Turaţia arborelui prizei
de putere np [rot/min]
Turaţia arborilor
cardanici ai punţilor
nacp [rot/min]
Viteza reală deplasare,
V [m/s]
n1t=355
n2t=390
n3t=450
n1t=355
n2t=390
n3t=450
n1t=355
n2t=390
n3t=450
29578
29598
29625
29190
29214
29245
28900
28926
28962
10622
10636
10654
10358
10374
10395
10160
10178
10202
214
233
265
253
275
314
282
307
350
651
651
651
647
648
648
645
645
646
796
797
798
784
785
786
776
776
778
960
950
997
937
979
989
990
990
950
333
331
328
394
391
387
440
436
432
1,04
1,045
1,044
1,24
1,245
1,247
1,4
1,39
1,4
Forţa de tracţiune, Ft [N]
Influenţa vitezei de lucru (reală de deplasare) v asupra forţei de tracţiune Ft
pentru trei turaţii diferite ale rotorului cu cuţite este prezentată în figura 6.33.
29800
29600
29400
29200
29000
28800
28600
28400
28200
28000
27800
27600
nr=450 rot/min
nr=390 rot/min
nr=355 rot/min
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
Viteza de lucru, v[m/s]
Fig. 6.33 Variaţia forţei de tracţiune Ft funcţie de viteza de deplasare a sistemului
pentru trei turaţii ale rotorului cu cuţite
Din analiza graficului se observă că forţa de tracţiune Ft scade cu creşterea
vitezei de lucru pentru toate cele trei turaţii ale rotorului cu cuţite. Creşterea forţei de
împingere conduce, în final, la scăderea forţei de tracţiune Ft, cu creşterea vitezei.
Influenţa vitezei de lucru, v asupra forţei de apăsare Fz pentru trei turaţii
diferite ale rotorului cu cuţite este prezentată prin graficele din figura 6.34.
Forţade
deapăsare,
apăsare,Fz
Fz[m/s]
[m/s]
Forţa
58
10800
10800
10600
10600
10400
10400
10200
10200
10000
10000
9800
9800
9600
9600
9400
9400
nr=450
nr=450rot/min
rot/min
nr=390
nr=390rot/min
rot/min
nr=355
nr=355rot/min
rot/min
11
1,2
1,2
1,4
1,4
1,6
1,6
1,8
1,8
22
Viteza
Vitezade
delucru,
lucru,vv[m/s]
[m/s]
Fig. 6.34 Variaţia forţei de apăsare Fz funcţie de viteza de deplasare a sistemului
Din analiza graficului se observă că forţa de apăsare Fz scade cu creşterea
vitezei de lucru pentru toate cele trei turaţii ale rotorului cu cuţite.
Variaţia momentului la arborele prizei de putere, Mp, pentru trei turaţii diferite
ale rotorului cu cuţite în funcţie de vitezei de lucru, v, a sistemului este prezentată
prin graficele din figura 6.35.
Momentul la priza de putere, Mp [Nm]
600
500
400
nr=450 rot/min
nr=390 rot/min
300
nr=355 rot/min
200
100
0
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
Vite za de lucru, v [m /s ]
Fig. 6.35 Variaţia momentului la priză Mp funcţie de viteza de deplasare a sistemului
Din analiza graficului se observă că momentul la arborele prizei de putere, Mp,
creşte cu creşterea vitezei de lucru pentru toate cele trei turaţii ale rotorului cu cuţite.
De exemplu la o creştere a turaţiei rotorului de la 355 la 450 rot/min (creştere
de 26,7%) pentru viteza de lucru de 1,04 m/s se produce o creştere a momentului de
la 214 la 265 Nm, de aprox. 23,8%.
În figura 6.36 se prezintă variaţia momentului de la arborii cardanici de
antrenare a punţilor motoare faţă şi spate MacPF, MacPS funcţie de viteza de deplasare
a sistemului, la turaţia rotorului cu cuţite de 450 rot/min.
Momente de torsiune arbori cardanici
punţi [Nm]
900
800
700
600
500
Macps[Nm]
400
Macpf[Nm]
300
200
100
0
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2
Viteza de deplasare, v [m/s]
Fig. 6.36 Variaţia momentului de la arborii cardanici de antrenare a punţilor motoare faţă şi
spate MacPF, MacPS funcţie de viteza de deplasare a sistemului
59
R e a ţiu n ile p u n ţ ilo r t ra c t o ru lu i
[N ]
Din tabelul 6.4 se observă că variaţiile celor două momente de la arborii
cardanici ai punţilor motoare faţă şi spate, în funcţie de turaţia rotorului cu cuţite sunt
nesemnificative.
În figura 6.37 se prezintă variaţia reacţiunilor verticale la punţile faţă şi spate
ale tractorului, ZPF şi ZPS în funcţie de viteza de deplasare a sistemului, la turaţia
rotorului cu cuţite de 450 rot/min.
60000
58000
56000
54000
52000
50000
48000
46000
44000
42000
40000
Zps[N]
Zpf[N]
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2
Viteza de deplasare [m/s]
Fig. 6.37 Variaţia reacţiunilor verticale la punţile faţă şi spate ale tractorului,
ZPF şi ZPS, în funcţie de viteza de deplasare a sistemului
Din analiza graficului se observă o scădere uşoară a reacţiunii verticale, la
puntea spate a tractorului, ZPS, şi o creştere a reacţiunii la puntea faţă, ZPF, odată cu
creşterea vitezei de deplasare a sistemului.
6.4.3 Analiza şi interpretarea energeticii sistemului utilizat la pregătirea
terenului pentru semănat
Analiza experimentală a bilanţului de tracţiune al sistemului A1800-AM +
ACPG-3 utilizat la pregătirea terenului pentru semănat presupune determinarea
puterii transmisă de tractor pentru tractarea maşinii (puterea de tracţiune Pt) şi a
puterii transmisă pentru antrenarea maşinii prin arborele prizei de putere a tractorului
(puterea la priză Pp).
Puterea de tracţiune Pt transmisă de tractor pentru tractarea maşinii se
determină cu ajutorul relaţiei [83, 86, 131]:
Pt  Ft  v  10 3 [kW],
(6.4)
în care: Ft este forţa de rezistenţă la tracţiune a maşinii, în N; v – viteza reală a
sistemului tractor-maşină de lucru, în m/s (determinată cu ajutorul roţii a cincia din
fig.6.25).
Puterea Pp transmisă de tractor pentru antrenarea maşinii prin arborele prizei
de putere se determină cu relaţia [83, 86, 131]:
Pp  M p   p  10 3 [kW],
(6.5)
în care: Mp este momentul de torsiune transmis de arborele prizei de putere,
în Nm;  p    n p / 30 - viteza unghiulară a arborelui prizei de putere, în rad/s; np–
turaţia arborelui prizei de putere, în rot/min. Momentul de torsiune la arborele prizei
de putere Mp şi turaţia acestuia np s-au determinat experimental cu ajutorul
dispozitivului prezentat în fig. 6.24.
Puterea totală Pc (puterea utilă) consumată de maşină în procesul de lucru
este dată de suma celor două puteri Pt şi Pp şi se determină cu relaţia:
Pc  Pt  Pp  ( Ft  v  M p   p )  10 3 [kW],
(6.6)
60
Puterea efectivă transmisă de motorul tractorului pentru tracţiune Pet se
determină cu relaţia:
P F v
Pet  t  t  10 3 [kW],
(6.7)
t
t
În care: Pt este puterea consumată la tracţiunea maşinii,  t - este randamentul
la tracţiune al tractorului, cuprins între limitele  t  0,55  0,65 .
Dacă se cunosc, din măsurători, valoarea momentului de torsiune şi turaţia
pentru arborii cardanici de antrenare a celor două punţi motoare, puterea efectivă
transmisă de motorul tractorului pentru tracţiune Pet se determină cu relaţia [83, 86]:
P
P
 PacPS M tacPF  M tacPS   nac 3
Pet  ac  acPF


10 [kW],
(6.8)
30
 cv
 cv
 cv
Puterea efectivă Pep transmisă de motorul tractorului pentru antrenarea
maşinii prin arborele prizei de putere se determină cu relaţia [83, 86, 131]:
Pp M p   p

 10 3 [kW],
(6.9)
Pep 
p
p
În care Pp este puterea transmisă de tractor pentru antrenarea maşinii prin
arborele prizei de putere;  p - este randamentul mecanic al transmisiei prizei de
putere, cuprins între limitele  p  0,92  0,95 .
Puterea efectivă totală Pem transmisă de motorul tractorului pentru tractarea şi
acţionarea prin priza de putere a agregatului de pregătit patul germinativ:
F  v M p p
)  10 3 [kW],
(6.10)
Pem  Pet  Pep  ( t 
t
p
sau
M tacPF  M tacPS   nac M p   p


)  10 3 [kW],
(6.11)
p
 cv
30
care reprezintă ecuaţia bilanţului de putere al sistemului la deplasarea în lucru pe
teren orizontal cu viteză constantă.
Pe baza datelor rezultate din tabelul 6.4 şi în concordanţă cu relaţiile stabilite
mai sus, s-au determinat, prin calcul, componentele bilanţului de putere al sistemului
experimental format din tractorul A1800-AM şi maşina ACPG3, redate în tabelul 6.5.
În figura 6.39 este prezentat graficul din care rezultă modul de variaţie a puterii
medii necesare pentru tractarea maşinii în funcţie de viteza de lucru. Din grafic se
observă creşterea puterii consumate de maşină pentru tractare în procesul de lucru
odată cu creşterea vitezei de deplasare.
Pem  Pet  Pep  (
Puterea cosumată de maşină pentru
tracţiune [kW]
60
50
40
30
20
10
0
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2
Viteza de lucru [m/s]
Fig. 6.39 Variaţia puterii consumate pentru tracţiune Pt funcţie de viteza
de deplasare a sistemului
61
Bilanţul energetic al tractorului A1800-AM în agregat cu ACPG-3 (Agregat combinat de
pregătit patul germinativ)
Tabelul 6.5
Starea
sistemului
Turaţie
rotor cu
cuţite
[rot/min]
Treapta
de
viteză
n3t=450
Deplasarea
în lucru
n2t=390
n1t=355
Viteza
reală,
v
[m/s]
Puteri consumate de
maşina de lucru [kW]
Repartizarea
puterilor [%]
Puteri efective medii
dezvoltate de motor
[kW]
Pp
Pt
Pc
Pp
Pt
Pep
Pet
Pem
Repartizarea
puterilor
efective pe
fluxuri [%]
Pep
Pet
I
1,04
27,70
30,81
58,51
47,34
52,66
29,62
52,30
81,92
36,16
63,84
II
1,24
32,50
36,26
68,76
47,26
52,74
34,75
61,24
96,00
36,20
63,80
III
1,40
34,82
40,55
75,37
46,20
53,80
37,24
67,80
105,04
35,46
64,54
I
1,05
23,17
30,93
54,10
42,83
57,17
24,78
52,77
77,55
31,95
68,05
II
1,25
28,24
36,37
64,61
43,71
56,29
30,20
61,79
91,99
32,83
67,17
III
1,39
31,84
40,21
72,05
44,19
55,81
34,06
68,39
102,45
33,24
66,76
I
1,04
21,51
30,88
52,39
41,06
58,94
23,01
53,13
76,13
30,22
69,78
II
1,25
24,85
36,40
61,25
40,57
59,43
26,58
62,20
88,77
29,94
70,06
III
1,40
29,26
40,46
69,72
41,97
58,03
31,29
68,84
100,13
31,25
68,75
Pentru a avea o imagine mai clară asupra modului de repartizare a puterii utile
Pc pe cele două fluxuri distincte de putere în tabelul 6.5 s-a calculat şi ponderea
procentuală a acestor puteri în cazul sistemului considerat.
Din tabelul 6.5 se observă că puterea consumată de maşină pentru tractare în
procesul de lucru are variaţii nesemnificative cu modificarea turaţiei rotorului cu
cuţite.
Puterea cosumată de maşină pentru
tracţiune [kW]
60
50
40
30
20
10
0
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2
Fig. 6.39 Variaţia puterii consumate pentru tracţiune Pt funcţie de viteza
de deplasare a sistemului
În figura 6.40 este prezentat graficul din care rezultă modul de variaţie a puterii
medii necesare pentru acţionarea maşinii prin priza de putere în funcţie de viteza de
lucru, la trei turaţii diferite ale rotorului cu cuţite. Din grafic se observă creşterea
puterii consumate de maşină pentru acţionarea de la priză, în procesul de lucru,
odată cu creşterea vitezei de deplasare si cu creşterea turaţiei rotorului cu cuţite
Puterea consumată de maşină la priza
de putere [Nm]
62
50
45
40
35
30
nr=450 rot/min
25
nr=390 rot/min
20
nr=355 rot/min
15
10
5
0
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2
Fig. 6.40 Variaţia puterii consumate de maşină pentru acţionarea prin priza
de putere, Pp în funcţie de viteza de deplasare a sistemului,
pentru trei rotaţii ale rotorului cu cuţite
Influenţa vitezei de lucru asupra ponderii puterilor de tracţiune Pt şi la
acţionarea prin priză Pp pentru sistemul tractor maşină ACPG3 este prezentată în
figura 6.41. În figurile 6.42 şi 6.43 sunt prezentate variaţiile ponderii puterilor
consumate la tracţiune, Pt şi la acţionarea prin priză, Pp, în funcţie de viteza de lucru
a sistemului, la turaţia rotorului cu cuţite de 390 rot/min, respectiv 355 rot/min.
56
53,80
Pondere puteri [%]
54
52,74
52,66
53,36
52,20
52
50
47,34
48
47,80
47,26
46,64
46,20
46
44
42
1,04
1,24
1,4
1,93 Viteza de lucru [m/s]
1,67
Puterea consumată pentru tracţiunea maşinii
Puterea consumată la antrenare prin priza de putere
Fig. 6.41 Variaţia ponderii puterilor consumate la tracţiune, Pt şi la acţionarea prin priză, Pp,
în funcţie de viteza de lucru a sistemului, la turaţia rotorului cu cuţite de 450 rot/min
70
Pondere puteri [%]
60
50
57,17
56,29
42,83
43,71
55,81
44,19
56,60
56,85
43,40
43,15
40
30
20
10
0
1,04
1,24
1,4
1,67
1,93 Viteza de lucru [m /s]
Pondere puteri [%]
70
60
50
59,43
58,94
41,06
58,03
58,82
41,97
40,57
63
58,37
41,63
41,18
40
30
20
10
0
1,04
1,24
1,4
1,67
1,93
Din analiza celor trei grafice se observă că variaţia ponderilor puterilor
consumate de maşină în timpul lucrului este nesemnificativă cu modificarea vitezei
de lucru a sistemului.
Se observă o creştere a ponderii puterii consumate pentru tracţiune şi o
scădere corespunzătoare a puterii consumate prin priză cu scăderea turaţiei rotorului
cu cuţite, mai pronunţate la vitezele inferioare de lucru. Puterea medie efectivă
globală Pem dezvoltată de motor pentru a fi transmisă la tracţiune (Pet) şi antrenare
prin priza de putere (Pep) calculate cu relaţiile 6.8, 6.9 şi 6.11 pentru randamente
medii ale transmisiilor prizelor de putere  p şi randamente medii ale cutiei de viteze
 cv , depinde, de viteza de lucru, aşa cum rezultă din graficele din figura 6.44.
Puteri transmise de motor [kW]
160
140
120
Pep[kW]
100
Pet[kW]
80
Pem[kW]
60
40
20
0
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
Fig. 6.44 Variaţia puterilor efective transmise de motor în funcţie de viteza de lucru a
sistemului, la turaţia rotorului cu cuţite de 450 rot/min
Din analiza graficului din fig. 6.44 se observă că puterea efectivă globală
precum şi puterile transmisă pentru tracţiune şi pentru antrenarea prizei de putere,
cresc odată cu creşterea vitezei de lucru a sistemului. De asemenea, se observă că
motorul tractorului A1800-AM (puterea nominală 132,2 kW) are o încărcare de
aproape 79,7% (Pem=105,4 kW) la deplasarea cu o viteză de lucru de 1,4 m/s (5,04
km/h) în agregat cu ACPG3 la care turaţia rotorului cu cuţite şi adâncimea de lucru
sunt maxime, 450 rot/min, resp., 12 cm, iar adâncimea de lucru a cuţitelor de afânare
este tot maximă, adică 25 cm.
Variaţia puterilor efective transmise de motor în funcţie de viteza de lucru a
sistemului, la turaţia rotorului cu cuţite de 390, respectiv 355 rot/min, este prezentată
prin graficele din fig. 6.45 şi 6.46.
64
160
140
120
Pep[kW]
100
Pet[kW]
80
Pem[kW]
60
40
20
0
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
140
120
100
Pep[kW]
80
Pet[kW]
Pem[kW]
60
40
20
0
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
Din analiza ultimelor trei grafice se observă că puterea efectivă globală
precum şi puterile transmisă pentru tracţiune şi pentru antrenarea prizei de putere,
descresc odată cu scăderea turaţiei rotorului cu cuţite. Astfel, încărcarea motorului de
79,7% corespunzătoare turaţiei rotorului de 450 rot/min şi vitezei de lucru de 1,4 m/s
(5,04 km/h) scade la 75,7 % (Pem=100,13 kW) pentru turaţia rotorului de 355 rot/min
la aceeaşi viteză de lucru de 1,4 m/s.
65
CAPITOLUL 7
CONCLUZII ŞI CONTRIBUŢII PERSONALE
7.1 CONCLUZII GENERALE
Tehnologiile actuale de pregătire a terenului în vederea însămânţării presupun
realizarea lucrării atât pe terenuri prelucrate ulterior (arate) cât şi pe terenuri neprelucrate
(fără arătură), cu o mare diversitate de maşini, majoritatea având în componenţă grape de
diferite tipuri, tăvălugi, cultivatoare, freze, sau maşini combinate: combinatoare şi agregate
multiple.
Agregatele multiple pentru pregătirea patului germinativ s-au extins în ultimii ani
datorită avantajelor economice (capacitate mare de lucru şi consum mai redus de
combustibil la hectar) cât şi datorită realizării unei lucrări de bună calitate la o singură
trecere, evitându-se astfel tasarea excesivă a solului.
În ultimul timp în România s-a extins construcţia de maşini combinate de pregătit
patul germinativ formate din organe de lucru active (antrenate de la priza de putere) şi
organe pasive, un exemplu constituindu-l agregatul combinat pentru pregătit patul germinativ
ACPG-3, fabricat la SC MAT Craiova. Agregatului ACPG-3 i se poate ataşa o semănătoare
de cereale păioase, realizându-se, astfel, pregătirea patului germinativ concomitent cu
semănatul.
Pe plan mondial se constată tendinţa pregătirii terenului pentru semănat atât în
sistem clasic (cu arătură) cât şi în sistemul de conservare a solului (prelucrare sol fără
răsturnarea brazdei) folosind agregate formate din tractoare de mare putere şi maşini
agricole combinate de mare capacitate, care la o singură trecere realizează pregătirea în
condiţii foarte bune a terenului în vederea însămânţării şi chiar semănatul.
În vederea corelării parametrilor dinamici şi energetici ai tractorului (sursa energetică)
cu cei ai maşinii de pregătit patul germinativ (consumator de energie) este necesară
aprofundarea cercetărilor teoretice şi experimentale privind dinamica şi energetica acestor
agregate, în vederea optimizării dinamice şi energetice a acestor sisteme complexe, pentru
realizarea unor lucrări cu capacitate de lucru cât mai ridicată, cu indici calitativi
corespunzători şi cu consum redus de energie.
Cercetările teoretice şi experimentale realizate pe plan mondial referitoare la
dinamica şi energetica sistemelor tractor-maşină pentru pregătirea terenului în vederea
însămânţării au fost abordate sporadic şi sumar pe plan naţional şi internaţional şi s-au
concentrat mai ales asupra studiului şi analizei proceselor executate de organele de lucru ale
acestor maşini, în vederea stabilirii parametrilor optimi constructivi şi funcţionali.
7.2 CONCLUZII REZULTATE DIN CERCETĂRILE TEORETICE
Metodologia de cercetare teoretică abordată în lucrare are la bază metoda modelării
dinamice şi matematice pentru fiecare componentă (organe de lucru – cuţite de afânare sau
decompactare, rotor cu cuţite, tăvălug cu pinteni) a maşinii, dar şi pentru maşina agricolă în
ansamblu, stabilindu-se pentru acestea modele dinamice echivalente modelelor fizice reale.
Din analiza modelului dinamic echivalent al sistemelor tractor-maşină pentru
pregătirea terenului în vederea însămânţării, cu aplicare la agregatul combinat pentru
pregătit patul germinativ ACPG-3, a modelului matematic aferent şi a bilanţului de tracţiune
al sistemului la deplasarea în lucru, cu viteză constantă, pe teren orizontal, se constată că
forţa totală de rezistenţă opusă de organele de lucru ale maşinii, combinate este diminuată
cu valoarea forţei de împingere creată de rotorul cu cuţite al frezei.
66
Din analiza dinamicii longitudinale a sistemului la deplasarea în lucru, pe teren
orizontal sau pe pantă, se constată că maşina de lucru cuplată la mecanismul de
suspendare al tractorului încarcă suplimentar puntea spate a tractorului, descărcând
corespunzător puntea faţă. Pentru a nu se pierde maniabilitatea tractorului se impune ca pe
puntea din faţă (de direcţie) trebuie să se menţină o sarcină egală cu cel puţin 20% din
greutatea tractorului. Problema stabilităţii la răsturnare a tractorului nu u se pune în mod
efectiv, deoarece chiar dacă roţile din faţă ale tractorului se desprind de sol, tractorul se va
sprijini mai departe pe roţile punţii din spate şi pe organele de lucru ale maşinii cuplate la
tractor.
Stabilitatea longitudinală a tractorului la deplasare în urcare pe pantă cu maşina în
poziţie de transport este condiţionată atât din punct de vedere al maniabilităţii cât şi al
răsturnării, fiind influenţate de unghiul pantei, greutatea maşinii şi poziţia centrului de
greutate al acesteia în raport cu axa punţii spate a tractorului,
Din analiza rezultatelor obţinute în urma simulării pe calculator a comportării dinamice
a agregatului de pregătit patul germinativ ACPG-3 se constată următoarele:
 forţa de tracţiunea a maşinii pentru efectuarea procesului de lucru, transmisă
tractorului prin mecanismul de suspendare, creşte cu creşterea adâncimii de lucru a
cuţitelor de afânare şi cu scăderea adâncimii de lucru a rotorului cu cuţite;
- la adâncimea minimă a rotorului cu cuţite (ar= 0,04m), forţa de tracţiune
totală creşte de la valoarea de 19900N, corespunzătoare adâncimii minime de lucru a
cuţitelor de afânare (ac= 0,10m), la valoarea de cca. 34600 N pentru adâncimea
maximă a cuţitelor de afânare (ac= 0,25 m).
- la adâncimea maximă a rotorului cu cuţite (ar= 0,12 m) forţa de tracţiune
totală creşte de la valoarea de 6900N, corespunzătoare adâncimii minime de lucru a
cuţitelor de afânare, la valoarea de aprox. 21700N pentru adâncimea maximă a
cuţitelor de afânare.
 forţa de apăsare exercitată de maşină în procesul de lucru în punctele de
cuplare la mecanismul de suspendare al tractorului, creşte cu mărirea adâncimii de
lucru a cuţitelor de afânare şi cu scăderea adâncimii de lucru a rotorului cu cuţite al
frezei;
- la adâncimea minimă a rotorului cu cuţite (ar= 0,04m), forţa rezultantă de
apăsare creşte de la valoarea de 5550N, corespunzătoare adâncimii minime de lucru
a cuţitelor de afânare (ac= 0,10m), la valoarea de cca. 9250N pentru adâncimea
maximă a cuţitelor de afânare (ac= 0,25m).
- la adâncimea maximă a rotorului cu cuţite (ar= 0,12 m), forţa rezultantă de
apăsare creşte de la valoarea de 1300N, corespunzătoare adâncimii minime de lucru
a cuţitelor de afânare, la valoarea de aprox. 5000N pentru adâncimea maximă a
cuţitelor de afânare.
 forţele de reacţiune a solului asupra patinei de sprijin a frezei cresc cu
creşterea adâncimii de lucru a rotorului cu cuţite. De asemenea, se poate observa şi o
creştere sensibilă a acestor forţe cu creşterea adâncimii de lucru a cuţitelor de afânare;
- la adâncimea maximă a cuţitelor de afânare (ac=0,25m), forţa de apăsare a
patinelor pe sol creşte de la valoarea de cca. 690N corespunzătoare adâncimii
minime a rotorului cu cuţite (ar= 0,04m) până la valoarea de cca. 15700N, pentru
adâncimea maximă a rotorului (ar= 0,12m).
- la adâncimea maximă a cuţitelor de afânare (ac=0,25m), forţa de rezistenţă
la alunecare a patinei creşte de la valoarea de cca. 138N corespunzătoare adâncimii
minime a rotorului cu cuţite până la valoarea de cca. 3130N, pentru adâncimea
maximă a rotorului.
 momentul de torsiune la rotorul cu cuţite al frezei creşte cu creşterea
adâncimii de lucru a rotorului, de la valoarea de aprox. 807Nm corespunzătoare
adâncimii minime (ar= 0,04m) la valoarea de cca. 2420Nm, pentru adâncimea maximă
(ar= 0,12m). Variaţia momentului de torsiune este nesemnificativă în raport cu
adâncimea de lucru a cuţitelor de afânare.
67
Analiza energetică a sistemelor tractor maşină agricolă de pregătire a terenului în
vederea însămânţării se poate face pe baza modelelor energetice echivalente, care iau în
considerare atât parametrii cinematici şi dinamici cât şi condiţiile concrete de lucru (cerinţe
tehnologice, condiţii de mediu, regimul de lucru, parametrii componentelor sistemului).
7.3 CONCLUZII REZULTATE DIN CERCETĂRILE EXPERIMENTALE
Cercetarea experimentală a dinamicii şi energeticii sistemului tractor-maşină de
pregătit terenul în vederea însămânţării a fost efectuată pe sistemul format din tractorul pe
roţi articulat A 1800-AM (fabricat la SC MAT SA Craiova) şi agregatul combinat pentru
pregătit patul germinativ ACPG-3 (realizat la INMA Bucureşti) la lucru pe mirişte, pe
terenurile Institutului Naţional pentru Maşini Agricole (INMA) Bucureşti.
Pentru cercetarea experimentală a comportării dinamice a sistemului a fost necesară
măsurarea şi înregistrarea simultană a următorilor parametri dinamici: forţele de tracţiune şi
apăsare care acţionează în punctele de cuplare a maşinii la tractor; momentul de torsiune
transmis la maşină prin arborele prizei de putere a tractorului, pentru antrenarea rotorului cu
cuţite; momentele de torsiune la arborii cardanici de antrenare a punţilor tractorului; Pentru
măsurarea forţelor (de tracţiune şi de apăsare) din punctele de cuplare a maşinii la tractor sa proiectat şi realizat de către autor un dispozitiv cu inele tensometrice (ramă tensometrică).
Pentru cercetarea experimentală a comportării energetice a sistemului a fost
necesară măsurarea şi înregistrarea simultană a următorilor parametri cinematici: turaţia
arborelui prizei de putere a tractorului; turaţia arborilor cardanici de antrenare a punţilor
tractorului; viteza reală de deplasare a sistemului;
Pentru măsurarea, înregistrarea şi achiziţionarea parametrilor dinamici şi cinematici
menţionaţi a fost utilizat un sistem de traductoare de măsurare a forţelor, momentelor,
vitezelor şi turaţiilor, care au fost amplasate pe tractor şi maşină în punctele corespunzătoare
de măsură, utilizând un sistem de achiziţie şi prelucrare a datelor tip DAP 1200 MICROSTAR
LABORATORIES aflat în dotarea Laboratorului de Încercări al INMA-Bucureşti.
În urma prelucrării datelor şi analizării rezultatelor obţinute prin cercetarea
experimentală rezultă următoarele concluzii:
 forţa de tracţiunea a maşinii transmisă tractorului prin mecanismul de
suspendare scade cu creşterea vitezei de lucru pentru toate cele trei turaţii ale
rotorului cu cuţite. Astfel de la valoarea maximă de aproximativ 29600 N,
corespunzătoarea vitezei de lucru de aprox. 1,04 m/s, forţa de tracţiune Ft scade la
valoarea de 28900 N la o viteză de lucru de 1,503 m/s, pentru turaţia rotorului cu cuţite
de 355 rot/min. Se observă că pentru o creştere a vitezei de lucru de la 1,04 la 1,503
m/s (aprox. 45%) forţa de rezistenţă la tracţiune opusă de maşină scade de la 29600 la
28900 N, reprezentând o scădere de aprox. 2,4%. Forţa de tracţiune a maşinii are o
scădere sensibilă cu scăderea turaţiei rotorului cu cuţite.
 forţa de apăsare a maşinii transmisă tractorului prin mecanismul de
suspendare scade cu creşterea vitezei de lucru pentru toate cele trei turaţii ale
rotorului cu cuţite. Astfel de la valoarea maximă de aproximativ 10600 N,
corespunzătoarea vitezei de lucru de aprox. 1,04 m/s, forţa apăsare Fz scade la
valoarea de 10200 N la o viteză de lucru de 1,503 m/s, pentru turaţia rotorului cu cuţite
de 355 rot/min. Se observă că pentru o creştere a vitezei de lucru de la 1,04 la 1,503
m/s (aprox. 45%) forţa de apăsare exercitată de maşină asupra tractorului scade de la
10600 la 10200 N, reprezentând o scădere de aprox. 3,8%. De asemenea, din grafice
se poate observa o scădere sensibilă a forţei de apăsare cu scăderea turaţiei rotorului
cu cuţite.
 momentul de torsiune transmis la arborele prizei de putere creşte cu creşterea
vitezei de lucru pentru toate cele trei turaţii ale rotorului cu cuţite. Astfel de la valoarea
minimă de aproximativ 214 Nm, corespunzătoarea vitezei de lucru de aprox. 1,04 m/s,
68
momentul la priză creşte la valoarea de 282 Nm la o viteză de lucru de 1,503 m/s,
pentru turaţia rotorului cu cuţite de 355 rot/min. Se observă că pentru o creştere a
vitezei de lucru de la 1,04 la 1,503 m/s (aprox. 45%) momentul la priză creşte de la
214 la 282 Nm, reprezentând o creştere de aprox. 31,7%.
 momentul de torsiune transmis la arborele prizei de putere creşte cu creşterea
turaţiei rotorului cu cuţite. La o creştere a turaţiei rotorului de la 355 la 450 rot/min
(creştere de 26,7%) pentru viteza de lucru de 1,04 m/s se produce o creştere a
momentului la priză de la 214 la 265 Nm, de aprox. 23,8%.
 momentele de torsiune transmise la cei doi arbori cardanici de antrenare a
punţilor motoare au o scădere uşoară cu creşterea vitezei de deplasare, scăderea fiind
mai mare pentru momentul de la arborele cardanic al punţii spate, de la 796 la 776
Nm, corespunzătoarea unei creşteri de viteză de deplasare de la 1,04 m/s la 1,503
m/s. Variaţiile celor două momente de la arborii cardanici ai punţilor motoare faţă şi
spate, în funcţie de turaţia rotorului cu cuţite sunt nesemnificative.
 patinarea tractorului se încadrează în limite normale cu valori de la aprox. 6 la
9 % având o scădere uşoară cu creşterea vitezei de deplasare a sistemului şi cu
scăderea turaţiei rotorului cu cuţite.
 puterea consumată de maşină pentru tracţiune în procesul de lucru creşte
odată cu creşterea vitezei de deplasare. Astfel prin creşterea vitezei de la 1,04 la 1,4
m/s (creştere de 1,35 ori) puterea medie consumată la tracţiune creşte de 1,31 ori de
la 30,8 la 40,5 kW. Puterea consumată de maşină pentru tractare în procesul de lucru
are variaţii nesemnificative cu modificarea turaţiei rotorului cu cuţite.
 puterea consumată de maşină în procesul de lucru pentru acţionarea de la
priza de putere a tractorului, creşte odată cu creşterea vitezei de depalsare. Astfel prin
creşterea vitezei de lucru de la 1,04 la 1,4 m/s (creştere de 1,35 ori) puterea medie
consumată la priză creşte de 1,25 ori de la 27,7 la 34,8 kW, pentru turaţia rotorului cu
cuţite de 450 rot/min, iar la rotaţia de 355 rot/min pentru aceeaşi viteză de lucru,
puterea consumată la priză creşte de 1,36 ori de la 21,5 la 29,2 kW. Rezultă, deci, că
la aceeaşi creştere a vitezei de lucru, puterea consumată de maşină pentru acţionarea
prin priză creşte mai repede la turaţia mai mică a rotorului cu cuţite faţă de turaţia
superioară a rotorului. Puterea consumată de maşină prin priza de putere creşte cu
creşterea turaţiei rotorului cu cuţite.
 ponderea puterii consumate de maşină pentru tracţiune creşte faţă de
ponderea puterii consumate prin priză cu scăderea turaţiei rotorului cu cuţite, mai
pronunţate la vitezele inferioare de lucru. Astfel la turaţia rotorului cu cuţite de 450
rot/min ponderea puterii consumate la tracţiune este 52...53%, iar la turaţia de 355
rot/min valorile ponderilor cresc la 58…59%. În acelaşi timp ponderea puterii
consumate la priză scade de la 47...48%, pentru o turaţie a rotorului cu cuţite de 450
rot/min, la 41…42% la turaţia de 355 rot/min a rotorului. Variaţia ponderilor puterilor
consumate de maşină pentru tracţiune şi la priză în timpul lucrului este nesemnificativă
cu modificarea vitezei de lucru a sistemului.
 motorul tractorului A1800-AM (cu puterea nominală 132,2 kW) are o încărcare
de aproape 79,7% la deplasarea cu o viteză de lucru de 1,4 m/s (5,04 km/h) cu
agregatul combinat pentru pregătit patul germinativ ACPG-3 la care turaţia rotorului cu
cuţite al frezei şi adâncimea de lucru sunt maxime (450 rot/min şi, respectiv, 12 cm) în
situaţia în care adâncimea de lucru a cuţitelor de afânare este maximă (25 cm).
 puterea efectivă globală a motorului tractorului precum şi puterile efective
transmise pentru tracţiune şi pentru antrenarea prizei de putere, scad odată cu
scăderea turaţiei rotorului cu cuţite al frezei. Astfel, încărcarea motorului de 79,7%
corespunzătoare turaţiei rotorului de 450 rot/min şi vitezei de lucru de 1,4 m/s (5,04
km/h) scade la 75,7 % pentru turaţia rotorului de 355 rot/min la aceeaşi viteză de 1,4
m/s şi în aceleaşi condiţii de lucru.
69
7.4 CONTRIBUŢII PERSONALE ALE AUTORULUI
La elaborarea lucrării de doctorat autorul a adus o serie de contribuţii personale la
cercetarea teoretică şi experimentală, cele mai importante fiind următoarele:
Analiza teoretică a proceselor de lucru şi a dinamicii unor maşini echipate cu organe
de lucru (cuţite de afânare, freze cu rotor orizontal, tăvălugi) care se folosesc frecvent la
maşinile combinate de pregătit patul germinativ.
Analiza teoretică a dinamicii generale şi energeticii sistemelor tractor-maşină utilizată
la pregătirea terenului în vederea însămânţării pentru diverse situaţii de cuplare (purtate,
tractate, semipurtate) şi diferite situaţii de lucru şi deplasare.
Elaborare unor modele dinamice şi matematice ale sistemului tractor–agregat
combinat pentru pregătit patul germinativ, care a permis studiul teoretic, prin simularea pe
calculator, a comportării dinamice a sistemului în procesul de lucru, în diferite condiţii de
lucru şi de deplasare (pe teren în pantă transversală şi pe teren orizontal).
Conceperea, proiectarea, realizarea şi testarea de către autor a unui dispozitiv cu
inele tensometrice (ramă tensometrică) pentru măsurarea forţelor din punctele de cuplare a
maşinilor purtate la tractor. Rama tensometrică a fost modelată cu ajutorul calculatorului
(programul SOLID WORKS) şi s-a realizat în construcţie modulată putându-se cupla la
tractoare de mare putere echipate cu mecanisme de suspendare spate din categoria a III-a
şi a IV (L sau H).
Rama tensometrică realizată echipată cu traductoare şi etalonată permite
determinarea, prin măsurători, a forţelor de rezistenţă la tracţiune atât pentru maşini de lucru
purtate cât pentru maşini tractate sau semipurtate (cuplate la o bară transversală de
tracţiune montată în punctele inferioare ale ramei).
Elaborarea şi utilizarea unei instalaţii şi metodologii moderne de investigare
experimentală, care a permis achiziţia, stocarea şi prelucrarea datelor prelevate pentru
parametrii urmăriţi în cadrul cercetărilor experimentale.
Prelucrarea şi analiza datelor obţinute experimental, prin măsurători, şi elaborarea de
concluzii referitoare la parametri dinamici şi a necesarului de energie la pregătirea terenului
în vederea însămânţării cu sistemul format din tractorul A1800–AM şi agregatul de pregătit
patul germinativ ACPG-3, pentru diverse condiţii de lucru.
70
BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ
1
Al-Janobi, A.,
3
4
5
Areny, R.P.,
Webser, J. G.,
Asch, G.,
Avernhammer, H.,
10
Băţagă, N.,
13
14
Bejan, M.,
Bernacki, H. ,
15
Bernacki, H. ,
18
Bernacki, H.,
21
23
Bernstein, H.,
Boruz, S.P.,
24
26
Căproiu, Şt.
ş.a.
Ciascai, I.,
28
Ciolacu, F.
29
Ciolacu, F.
şi colaboratorii,
Ciulu, Gh.
30
31
32
Ciulu, Gh., Bârcă,
Gh.
Cojocaru, I.,
şi col
33
Constantinescu
Augustin
35
Constantinescu
Augustin, Popescu
Simion
36
Constantinescu
Augustin, Popescu
Simion
37
Constantinescu
Augustin, Popa
Gheorghe,
Dumitru Ilie
A data-acquisition system to monitor performance of a fully mounted
implement. J. Agric. Engn. Res., pp.167-175, 2000;
Sensors and Signal Conditioning, John Wilez and Sons Inc., New
York, 1991;
Les capteurs en instrumentation industrielle, Dunod Paris, 1999;
Elektronik in Traktoren und Maschinen, Einsatzgebiete Funktion,
Entwicklungstendenzen,
BLV
verlagsesellschaft
mbH,
München,1998;
Încercarea şi experimentarea tractoarelor şi maşinilor agricole,
Institutul Politehnic Cluj-Napoca, 1982;
Unităţi de măsură, Editura Cărţii de Ştiinţă, Cluj-Napoca, 1997;
Investigation of energy requirement for tilage by active and by
combined active passive machines, Report USDFA, 1972;
Rotary tillage machines combined with passive tools, Report USDA,
1969;
Agricultural machines theory and construction (vol I), Warsaw,
Published for US Department of Agriculture and the National
Science Foundation, Washington DC, 1981;
Sensoren und Messelektomik. Pflaum-Verlag, Műnchen, 1998;
„Cercetări privind dinamica şi energetica agregatelor cu freze cu ax
vertical utilizate la prelucrarea solului pe rânduri de pomi”, Teza de
doctorat, Universitatea Transilvania din Braşov , Braşov, 2005;
Maşini agricole de lucrat solul, semănat şi întreţinerea culturilor,
E.D.P., Bucureşti, 1982;
Sisteme de achiziţie de date pentru calculatoare personale, Editura
Albatros, Cluj-Napoca, 1998;
Traductoare şi aparate de măsură, Reprografia Universităţii din
Craiova, 1999;
Principii şi metode de măsurare, Editura Universitaria, Craiova,
2002;
„Optimizarea exploatării agregatelor agricole” – partea I,
Reprografia Universităţii din Craiova, 2000;
„Optimizarea exploatării agregatelor agricole” – partea a II-a,
Tipografia Universităţii din Craiova, 2002;
Cercetări privind tehnologia de lucrare a solului fără răsturnarea
brazdei cu cizelul, la înfiinţarea culturilor de cereale păioase,
SMAT2001, Craiova, 2001 ;
“The dynamic study of some tractor system-agriculture machines
hold in back, without wheels, used to the preparation of the land for
sowing” Simpozionul cu Participare Internaţională „Agricultura
Durabilă - Agricultura Viitorului”, Ediţia I, Universitatea din Craiova,
9 – 10 dec. 2005.
“Studiul dinamic al unor sisteme tractor-maşină agricolă tractată
utilizate la pregătirea terenului pentru semănat”
INMATEH-2006-II Lucrări ştiinţifice cu tema: „Cercetarea de
excelenţă în agricultură şi industria alimentară din România”, INMA
Bucureşti, iunie 2006.
“Same aspect regarding the dynamics of the tractor-disk harrow
system used for the seedbed preparation”,
47th International conference of departments of design of machine
elements and mechanisms, Prague,
Czech Republic, 13.0915.09.2006,
“The energetic analyse of the system tractor-agriculture machine
used for the preparation of the soil for sowing”,
The 1st International Conference on Motor Vehicle and
Transportation MVT 2006, november 15-17th, Timisoara, Romania,
2006;
38
Constantinescu
Augustin, Popescu
Simion
39
Constantinescu
Augustin, Popescu
Simion
40
Constantinescu
Augustin, Popescu
Simion
43
Dobrescu, C.,
44
Dobrescu, C.,
45
53
Drocaş, I., Naghiu,
A.
Dumitru I.,
Pisoschi Al.-Gr.,
Popa Gh.,
Vînătoru A. C,
Fichtel, H.,
Ismail, S.M.,
Gaultney, L.,
Harlow, S.
Ooms, W.,
Gevatter, H.-I.
58
Havelec, S. ,
59
60
Hoffman, J.,
Hoffman, K.,
63
64
Ionescu, G.
şi col.,
Ionescu, G.,
65
Juk, I. M. ,
68
Krasnicenko, V. A.
71
72
Letoşnev, M. N.,
Lisunov, E. A. ,
75
Mertins, K. H.,
76
Mertins, K. H.,
Gerhards, A.,
Micu, C. şi colab.
47
50
52
77
80
Naghiu, Al.,
Naghiu, L.,
71
“Theoretic determination of the necessary power for the driven of
the combined seedbed preparation devices ACPG-3”
The scientific conference with international participation „Durable
Agriculture-agriculture of the future”, Ediţia a III-a, Universitatea din
Craiova, Facultatea de Agricultură, Craiova, 22-23 noiembrie 2007.
“The measure equipment of the resistance forces to the traction of
the carried agriculture machine on tractor rear mounted three point
linkage by the 3rd and the 4th category”
International Congress Automotive, Safety and Environment Second edition, SMAT 2008, Universitatea din Craiova, 23-25
octombrie, 2008.
Equipment and methodology for experimental research of the
dynamic and energetic of the high power agricultural tractors of in
aggregate with tillage machine systems, The 3rd International
Conference “Computational Mechanics And Virtual Engineering And
Applications In Automotive Engineering”, COMEC 2009,
Universitatea Transilvania din Braşov, 2009
Consumul energetic la lucrările cu agregate mobile, mecanizarea
agriculturii, Nr. 4, Bucuresti, 1981;
„Studiul sistemic al agregatelor agricole” Editura de Propagandă
Tehnică Agricolă, Bucureşti, 1985;
„Baza energetică pentru agricultură”, Editura Risoprint, Cluj Napoca,
1999;
Consideraţii privind operaţiile de măsurare întâlnite la cercetarea
sistemelor tehnice de tipul tractor-maşină de lucru, Analele
Universităţii din Craiova, vol XXXI, pp. 355-360, Editura
Universitaria, Craiova, 2001;
Untersuchung zur Messung der Arbeitsgeschwindigkeit von
Landmaschenen. Grundl. Landtechnik, Nr.4, pp.136–140, 1982;
An expert system for troubleshooting tractor hydraulic systems,
Computer and electronics in agriculture, vol. 3, No.3, pp. 177-187;
Automatisierungstechnik. Mess-und Sensorentechnik. Springer
Verlag, Berlin, 2000;
Influenţa formei organului activ al frezelor asupra consumului de
energie, Zemedelska Technika, 12 – 1966;
Taschenbuch der Messtechnik. Fachbuchverlag-Leipzig, 1998;
Eine
Einfűhrung
in
die
Technik
des
Messens
mit
Dehnungsmessstreifen. HBM-Messtechnik, Darmstadt, 1987;
Traductoare pentru automatizări industriale, Editura Tehnică,
Bucureşti, 1985;
Măsurări şi traductoare, vol. I, Editura Didactică şi Pedagogică,
Bucureşti, 1985;
Determinarea forţelor care acţionează asupra organului de lucru al
rotorului frezei, Mehanizaţia i electificaţia s. – h., 4 – 1969;
„Manualul constructorului de maşini agricole” (traducere din limba
rusă), vol. I şi II, Editura Tehnică, Bucureşti, 1963 şi 1964;
Maşini agricole, Editura Agrosilvică, Bucureşti, 1969;
Capacitatea energetică a frezării solului, Mehanizaţia i electificaţia s.
– h., 10 – 1968;
Theoretische
und
apparative
Veraussetzung
zur
Traktoreinsalzoptimierung
mit
Hilfe
von
Fahrerinformationssystemen, Fortschr-Ber., VDI – Reibe 14, nr. 25,
VDI-Verlag, Düsseldorf, 1984;
Betraschtungen zur Elektronik-Anwendung bei Traktoren, Grundl.
Landtechnik Bd. 36, Nr. 5,1986;
Aparate şi sisteme de măsurare în construcţii de maşini, Ed.
Tehnică, Bucureşti, 1980.
Baza energetică pentru horticultură, Editura Risoprint, Cluj-Napoca,
2000;
81
Naghiu, A., ş.a.
83
Năstăsoiu, S.,
Popesu, S. ş.a.,
Negruş, E. şi
colab.
Niţescu, Gh.,
Năstăsoiu, Şt.,
Popescu‚ S.,
Oppenheim A.,
Schafer, R.,
Pisoschi, Al.-Gr.,
s.a
84
86
87
89
92
Popescu, S.,
93
Popescu, S.,
şi col.
Popescu, S.,
şi col.
Popescu, S.,
şi col.,
94
95
96
97
98
99
102
103
104
106
107
108
Popescu, S.,
Bădescu, M.,
Popescu, S.,
Ghinea, T.,
Popescu, S.,
Ormenişan, N.,
Popescu, O.
Popescu S., Ene
T. A.,
Constantinescu A.
Roş, V.,
Roş, V.,
ş.a
Rus, F.,
Popescu, S.
Schilling, G. ,
Scripnic, V.,
Babiciu, P.,
Scripnic, V.,
Cristea, I.
109
Scripnic, V.,
Cristea, I.,
Begheş, H.,
112
Sohne, W.,
Thiel, R. ,
Sohne, W.,
Eggenmuler, A. ,
Stanomir, D.,
Starodinschi, D. Z.
,
Stetten, H.,
114
115
117
118
72
„Maşini şi instalaţii agricole”, vol.I, Editura Risoprint, Cluj Napoca,
2004;
Tractoare, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1983;
Încercarea autovehiculelor, Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti,
1982.
Discrete – time Signal Processing, Ed. Prentice-Hall, Englewood
Cliffs, N.J., 1989;
Calculul şi construcţia maşinilor agricole pentru lucrările solului,
semănat şi întreţinerea culturilor. Lucrări de laborator. Îndrumar,
Reprografia Universitaţii din Craiova, Craiova, 2000;
Tehnologia exploatării tractoarelor şi maşinilor agricole,
Universitatea din Braşov, 1974;
Automatizarea maşinilor şi instalaţiilor agricole. Îndrumar de lucrări
practice, Universitatea din Braşov, 1984;
Exploatarea utilajelor agricole, Îndrumar de lucrări practice,
Universitatea din Braşov, 1985;
„Studiul teoretic şi experimental al dinamicii agregatului tractormaşină agricolă cu considerarea caracteristicilor aleatoare ale
solului “, Braşov, 1991;
Diagnosticarea şi întreţinerea tehnică a tractoarelor, Editura Ceres,
Bucureşti, 1992;
Automatizarea maşinilor şi instalaţiilor folosite în agricultură, Editura
Scrisul Românesc, Craiova, 1986;
Sisteme informaţionale de bord pentru controlul şi supravegherea
funcţionării tractoarelor, Mecanizarea agriculturii, nr.2, p.11-14,
1993;
“Cercetări teoretice şi experimentale privind influenţa parametrilor
pneurilor maşinilor asupra proceselor de tasare şi compactare a
solului”, INMATEH-2006-II, Lucrări ştiinţifice cu tema: „Cercetarea
de excelenţă în agricultură şi industria alimentară din România”,
INMA Bucureşti, iunie 2006;
Maşini agricole pentru lucrările solului, I.P. Cluj – Napoca, 1974;
Model matematic pentru analiza energetică a procesului de
prelucrare a solului, TRANSAGRATECH, Cluj –Napoca, 1998;
Aparat pentru măsurarea directă a patinării tractoarelor, Comunicări
ştiinţifice “Realizări şi perspective în domeniul maşinilor şi
instalaţiilor agricole”, I.P. Cluj-Napoca, p. 210-213, 1977;
Landmachinen, vol. II, Ed. II, Koln, 1962;
Maşini agricole, Editura Ceres, Bucureşti, 1979;
Cercetări privind energetica agregatelor mobile, Lucrări ştiinţifice din
domeniul mecanizării agriculturii, 1991-1994, ASAS, Bucureşti,
1995.
Metoda şi aparatura pentru determinarea indicilor energetici ai
maşinilor agricole, Conferinţa cu participare internaţională „Prezent
şi viitor în domeniul maşinilor şi instalaţiilor destinate agriculturii şi
industriei alimentare”, vol. II, Bucureşti, 1997;
Technical problems with rotary cultivators, Grundlagen der
landtechnik, 9 – 1969;
Fast running rotary cultivators and slow running diggers,
Grundlagen der landtechnik, 11 – 1959;
Semnale analogice şi transformatele lor, Editura Athena, 1992;
Căile de reducere a consumului de energie la lucrul frezelor de sol,
Traktorî i selhozmaşin, 5 – 1967
Messtechnik an Meschinen und Anlagen. B.G.Teubner-Stuttgart,
1992.Sttugart,1990;
119
Stoicescu, Gh.
ş. a. ,
122
Stoicescu, Gh. ,
124
125
Suchia, M. ,
Szekely, I., Szabo,
W., Munteanu, R.
Şandru, A.,
şi col.,
Şandru, A.,
Popescu, S., ş.a.
Tămăşanu, D-tru ,
126
127
129
131
132
Tecuşan, N.,
şi. Col.
Toma, D.,
133
Toma, D., Sin, Gh.
135
Vînătoru, M.,
Iancu, E.,
137
138
139
140
142
143
145
*****
*****
*****
*****
*****
*****
*****
146
*****
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
*****
*****
*****
*****
*****
*****
*****
*****
*****
*****
73
Studiul interdependenţei dintre parametrii constructivi şi cinematici
ai cuţitelor frezelor, Studii şi cercetări de mecanică agricolă, 3 –
1970;
Studiul regimului de lucru al frezelor agricole, Studii şi cercetări
pentru mecanizarea agriculturii, 1971;
Studies on power tiller în Japan, Yamagata University, 1965;
Sisteme pentru achiziţie şi prelucrarea datelor, Ed. Mediamira, ClujNapoca, 1997.
Reducerea consumului de energie prin folosirea raţională a
agregatelor agricole, Editura Scrisul Românesc, Craiova, 1982;
Exploatarea utilajelor agricole, Editura Didactică şi Pedagogică,
Bucureşti, 1983;
Maşini cu organe rotative pentru prelucrarea solului, Ed. Ceres,
Bucureşti, 1971;
Tractoare şi maşini agricole, partea a II-a „Maşini agricole” EDP,
Bucureşti, 1981;
„Calitatea lucrărilor agricole executate mecanizat pentru culturile de
câmp”, Editura Ceres, Bucureşti, 1987.
Fault tolerant control for actuator failures, 10th International
Conference un Control System and Computer Science, Bucharest,
vol. III, pp 244-249, 1995;
ANSYS. Manual de utilizare;
AUTOCAD 2000. Manual de utilizare;
Carte tehnică agregat ACPG-3, 2003, S.C. MAT Craiova
Carte tehnică tractor A1800-AM, 1998, S.C. MAT Craiova
MAPLE. Manual de utilizare;
MATHCAD 6.0 PLUS. Manual de utilizare;
Prospecte ale firmelor SC MAT SA Craiova, Tractorul UTB Braşov,
Mecanica Ceahlăul Piatra Neamţ, SUMA Băileşti, Kverneland,
Lemken, Kuhn, Nardi, Amazone, Vogel &Noot, Eberhardt; Case,
Deutz Fahr, Fendt, FiatAgri, Ford, John Deere, Massez Ferguson,
New Holland, Renault, Same.
SR ISO 730-1+C1:2000; SR ISO 789-1:1998; SR ISO
2332:1997.
www.amazone.de
www.deere.com/agriculture
www.grupponardi.it
www.hbm.com/en/menu/products/
www.kuhn.com
www.kvernelandgroup.com
www.lemken.com
www.matcraiova.ro
www.mecanicaceahlau.ro
www.vogel-noot.info
74
LUCRĂRI PUBLICATE DE AUTOR
în domeniul tezei de doctorat
Nr.
crt.
1
2
3
4
5
6
12
7
Autor(i)
Denumire articol
Manifestarea / organizator
Pisoschi Al.-Gr.,
Ilincioiu Dan, Popa
Gh.,Constantinescu
Augustin
Pisoschi Al.-Gr.,
Popa Gh.,
Constantinescu
Augustin
Ilincioiu Dan,
Pisoschi Al.-Gr.,
Popa Gh.,
Constantinescu
Augustin
Verificarea statică de rezistenţă a
cadrului cultivatorului CPP-6 în plan
orizontal,
Ungureanu C.-A.,
Dumitru Ilie, Popa
Gh.,
Constantinescu
Augustin
Popa Gh., Dumitru
I., Constantinescu
Augustin
Constantinescu
Augustin
Considerations regarding analysis
and the prognosis with statistical
methods of the environment
pollution level due to the urbane
vehicles traffic
Theoretical studies regarding the
tractive efforts for vehicles using the
hydrostatic transmission
The dynamic study of some tractor
system-agriculture machines hold in
back, without wheels, used to the
preparation of the land for sowing
The Dynamic Study of SelfPropelled Agricultural Combines as
Technical System
INMATEH-2004 Lucrări ştiinţifice cu tema: „Tehnologii
de mecanizare şi echipamente tehnice pentru
agricultura ecologică”, INMA Bucureşti, ISSN 15831019, pag. 141-148;
INMATEH-2004 Lucrări ştiinţifice cu tema: „Tehnologii
de mecanizare şi echipamente tehnice pentru
agricultura ecologică”,
INMA Bucureşti, ISSN 15831019, pag. 157-164;
INMATEH- 2004-IV Lucrări ştiinţifice cu tema: „Soluţii şi
oportunităţi în transferul tehnologic al rezultatelor
cercetării ştiinţifice în domeniul tehnologiilor de
mecanizare şi al echipamentelor tehnice pentru
agricultură şi industria alimentară”, INMA Bucureşti,
2004, ISSN 1583-1019, pag. 47 – 54;
th
CONAT 2004 The 10 International Congress, Braşov,
20-22 octombrie, ISBN 973-635-394-X;
Pisoschi Al.-Gr.,
Popa Gh.,
Constantinescu
Augustin,
Constantinescu
Augustin, Pisoschi
Al.-Gr., Popa Gh
9
Constantinescu
Augustin, Popescu
Simion
10
Popescu Simion,
Ene Tudor Adrian,
Constantinescu
Augustin,
Constantinescu
Augustin, Popescu
Simion
11
12
13
Constantinescu
Augustin, Popa
Gheorghe, Dumitru
Ilie
Constantinescu
Augustin, Popescu
Simion
14
Constantinescu
Augustin, Popescu
Simion
15
Constantinescu
Augustin, Popescu
Simion
Analiza încărcărilor şi tensiunilor din
suportul bârsei plugului PP-4(3-30)
Calculul dinamic al rezistenţei
cadrului cultivatorului CPP-4
The General Dynamics of SelfPropelled Combines Equipped with
Bunkers
Studiul dinamic al unor sisteme
tractor-maşină
agricolă
tractată
utilizate la pregătirea terenului
pentru semănat
Cercetări teoretice şi experimentale
privind influenţa parametrilor pneurilor
maşinilor asupra proceselor de tasare
şi compactare a solului
Same
aspect
regarding
the
dynamics of the tractor-disk harrow
system used for the seedbed
preparation
The energetic analyse of the system
tractor-agriculture machine used for
the preparation of the soil for
sowing,
Theoretic determination of the
necessary power for the driven of
the combined seedbed preparation
devices acpg-3
The measure equipment of the
resistance forces to the traction of
the carried agriculture machine on
tractor rear mounted three point
rd
th
linkage by the 3 and the 4
category
Equipment and methodology for
experimental
research
of
the
dynamic and energetic of the high
power agricultural tractors of in
aggregate with tillage machine
systems
International Multidisciplinary Conference, Ediţia a 6a,Volumul 2, Baia Mare, ISSN-1224-3264, ISBN 97387237-1-x, pag. 593 - 598;
Simpozionul cu Participare Internaţională „Agricultura
Durabilă - Agricultura Viitorului”, Ediţia I, Universitatea
din Craiova, Facultatea de Agricultură, Craiova, 9 – 10
dec. 2005, ISSN – 1582 – 9391;
dec. 2005, ISSN – 1582 – 9391;
dec. 2005, ISSN – 1582 – 9391;
INMATEH-2006-II
Lucrări
ştiinţifice
cu
tema:
„Cercetarea de excelenţă în agricultură şi industria
alimentară din România”, INMA Bucureşti, iunie 2006,
ISSN 1583-1019, pag. 177-184
INMATEH-2006-II
Lucrări
ştiinţifice
cu
tema:
„Cercetarea de excelenţă în agricultură şi industria
alimentară din România”, INMA Bucureşti, iunie 2006,
ISSN 1583-1019, pag. 133-140;
th
47 International conference of departments of design of
machine elements and mechanisms, Prague, Czech
Republic, 13.09-15.09.2006, ISBN 80-213-1523-7;
st
The 1 International Conference on Motor Vehicle and
Transportation MVT 2006, ISBN-10: 973 – 638 –284-0,
th
november 15-17 , pp. 45-49, Timisoara, Romania,
2006;
The scientific conference with international participation
„Durable Agriculture-agriculture of the future”, Ediţia a
III-a, Universitatea din Craiova, Facultatea de
Agricultură, Craiova, 22-23 nov.2007,ISSN –1841-8317;
International Congress Automotive, Safety and
Environment - Second edition, SMAT 2008, ISBN 978606-510-253-8, 978-606-510-245-3, vol. I, pag. 379382, Universitatea din Craiova, 23-25 octombrie, 2008
The 3rd International Conference “Computational
Mechanics And Virtual Engineering And Applications In
Automotive Engineering”, COMEC 2009, Universitatea
Transilvania din Braşov, 2009
CURRICULUM VITAE
DATE PERSONALE:
Numele şi prenumele: CONSTANTINESCU Augustin
Data şi locul naşterii : 27.08.1972, Jud. GORJ, Loc. Tg. Logreşti
Starea civilă: căsătorit
Domiciliu: Str. Amaradia, nr. 30, bl. 57, sc. 1, ap. 16, Craiova
Telefon: 0746018406
E-mail: [email protected]
STUDII:
 sept. 1986 – iun. 1990 Liceul Industrial Nr. 5, Tg. Jiu.
 oct. 1990 – iun. 1995 Universitatea din Craiova – Facultatea de Mecanică,
specializarea Maşini şi Instalaţii Agricole
 oct. 2003 – prezent - doctorand - Universitatea Transilvania din Braşov,
Facultatea de Alimentaţie şi Turism
ACTIVITATEA PROFESIONALĂ:
 1996-2003 – inginer, S.C. MAT S.A. Craiova
 2003-2006 – asistent universitar, Facultatea de Mecanică din Craiova
 2006-prezent – şef lucrări universitar, Facultatea de Mecanică din Craiova
ACTIVITATEA ŞTIINŢIFICĂ:
 Cercetare-proiectare, S.C. MAT S.A. Craiova
 2 cărţi coautor
 Articole publicate: 23
 Contracte de cercetare: 5 - membru în colectiv.
LIMBI STRĂINE:



engleză – mediu;
franceză – mediu;
rusă - începător
CURRICULUM VITAE
PERSONAL INFORMATION:
Name and surname: CONSTANTINESCU Augustin
Date and place of birth: 27.08.1972, GORJ district, Tg. Logreşti
Marital status: married
Address: Amaradia Street, no. 30, bl. 57, sc. 1, ap. 16, Craiova
Phone: 074618406
E-mail: [email protected]
STUDIES:
 Sept. 1986 – Jun. 1990 Industrial High-School No. 5, Tg. Jiu.
 Oct. 1990 – Jun. 1995 University of Craiova – Faculty of Mechanics,
specialization Farming Machine and Installations.
 oct. 2003 – present – Ph D student - Transilvania University, Braşov – Faculty
of Food and Tourism
PROFESSIONAL ACTIVITY:
 1996-2003 – engineer, S.C. MAT S.A. Craiova
 2003-2006 – assistant , Faculty of Mechanics of Craiova
 2006-prezent – lecturer, Faculty of Mechanics of Craiova
SCIENTIFIC ACTIVITY:
 Researches and design, S.C. MAT S.A. Craiova
 2 published volumes
 Articles published: 23
 Research contracts: 5 - member team
FOREIGN LANGUAGES:
 English – medium
 French – medium
 Russian -beginner

AugustinConstantines.. - Universitatea Transilvania

Transcription

Similar documents

Primarul Dorel Coica mizează pe proiectele europene

REFERAT PRIVIND LUCRĂRILE DE CONSOLIDARE

Tutorial acoperisuri

Poesis - Literatura şi Arta