Die grundsätzlichen Fragen bei der I(onstruktion der Anbau
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Die grundsätzlichen Fragen bei der I(onstruktion der Anbau
298 D. A . Tschudakow u . B . A. Ljub-imow: Konstmktion der Traktoren-Anbauvorrichtungen _ lIundorf;M "'/~rrl1JtlltifJf()11 - -- - HandorfJfll 1'I//6or/msc/Jl..'P[Itf Bild 22. Prozentualer Einsatzvergleich n\jsrheo "frase of und "Ga rtellsch leppe" E in serienmäß ig einzubauender Radheb e r und allge mein schlüssellose Montage wird der Ford erung nach "Einmann -Bedi enung" ge rec ht. Der Gartenschlepper "Faktotum" in d e r e rläuterten Ausführu ng ist mit folgenden Ge räte n b zw. W e rkz e ug e n bes t ückt im Ei nsatz: Agrarlechn ik 3. jg. Heft 10 Oktobe r J 953 \Yec hse lpflu g, e ill sc harig (Bild 11), Gr ubb e r, 1. :30 m br eit mit 5 Zinken und 280 mm br eite n Schar e n, FlOntmähball< e n (Bild 14 und 19), Frässchwan%, 80 cm (Bild 15), Einachsanh äng e r, 20 Ztr. Tragfä higkeit (Bild 1 i). Obstbau msprit ze (Bild 18) , Hackrahm en 2,5 m mi t Hack heb eln (Bild 21), Kartoffeh'i elfa c hgc rät, zwe irei hig. Pflanzens e tz ge rät, zweir eihig. Zusätzlich als Y!otorl<arre und Antriebsgerät (Rir.men sc heibe ntrieb) . über di e Erg e bn isse wir d nac h Absc hlu ß der Einsätze an dieser S telle la ufe nd ber ic hte t . .~ J373 Die grundsätzlichen Fragen bei der I(onstruktion der Anbauvorrichtungen für Traktoren Teil UI und IV Von D. A. TSCHUJ)AKOW und lug. B. A. LJUBHIOW, Nati 1) IIT. Die Regeluug tIer Bodenbearbeituugstiefe D ie hydrau li sche n Hub"orrichtungen, di e b ei d e n. ö rtlich e n Trakto ren aufges t el lt werden, gestatten ve rsc hied e ne Arte n de r R ege lung de r Bode nbearbeitungstiefe anzuw e nd e n. Di eses gibt die Möglic h l<eit beim I(onstruieren der An hängege räte, di e R egelung sart au sz uwä hle n , die den konstrul<ti ve n Eig e nh eite n d es Ge rätes und den an di ese zu s tellend e n agrotec hnisc he n F o rd e runge n al)1 bes t en e ntsp ri c ht . Z ur Ze it habe n si c h fo lge nd e R t'gelun gsarte n herausgebild et : 1. mitte ls auto matisc he m Kraftregler dt'r hydrauli sc he n Hu b vorri c ht u ng, 2. mitte ls S tütuäd e r am Gerät , 3. mittels Einstellung der Höhenlage des Gerä t era hm ens , 4 . Inittels Kombination der Wirkung des Kraftreg le rs d e r hydraulisch e n Hubvo rri cht ung und der Stützräde r am Gerä t . Das Prinzip lind die Arbeitsweise des automa tisc hen Kr'lftregle rs de r hydraulisc hen Hubvorrichtung ist aus B ild 11 zu e rse he n. Bild 11. De r l<raftr eg Jer de r hyclr<1u Ji sch(l) Hub\01richtung AbJaCka.n~i1e, 4 AntrieLsh ebe l, 5 Fvder · b o l;~c n) (; S treu e 1 Bedienungs he bel, 2 '·crtc jlungssc hiel'cr. 3 Bei de r Ei nfahrt in di e Fur c he stellt der Fahrer elen B edienungsh ebe Il de r hydraulisc hen Hubvorriehtung auf "sen ken" Hierdur c h öffn e t d e r Ve rteilungss chieber 2 die Ablaßkanäle 3 des Kraftzylind e rs , lind das Ge rät beginnt in den Boden einzudringen. De r Antri e bs he be l 4 des Verteilungsschiebers ist mi t dem I'ed e rbo lzc n .j des 'R egl e rs '·erbunden. Unter der Ein· wirkung d e r Kräfte. di e b eim Eindringen des Gerä tes au ftrete n, drü ckt di e obe re S treb e 6 di e F ede r dt's Reglers 7. usammen . I) l. und 11. T eil er:;chi t nen im Augus t. bz\\' . Se ple mueThe ft. Erscheint auch in "Konstrukli onsbl"lcher " , Band 6 W Hl De.log . E . F olt i ll; VEB V{' r1 ag Technik, Berlin. . DK 631.31 Hierbei bewrgt sich de r F ed e rbol ze n und bringt den Schieber in die neutrale Lage. Nac h di ese m hört das weitere Eindringen auf. J e tiefer der Bedienungsh e bel he runtergedrückt wird, um so s tärk er muß di e Fed e r d es R eg lers zusammengedr ückt werden , um den Sc h ieb e r in di e ne utrale Lage zu bringeil. 'Ne nn d ie Kraft, die a uf die F ed e r d es R egle rs wirk t , wä hre nd d er Arbe it sic h ändert , so ve rsc hi e bt sic h e nts prec he nd d e r Sc hi ebe r aus der ne lltra le n Ste llun g auf di e Seite zum I-l eben ode r Senk e n. A ls Ergebnis di eses s tellt s ic h das Ge rät au f ein e neue Tiefe ein, be i d e r die Kraft der F"d e r wsantm e ndrü c kung den anfänglic hen \Ve rt erreicht. Auf diese \Veise ersch eint im be trac hte t e n autom atischen Regu liers ys tem als hennzeichen di e Kraft d e r Federzusammendrück ung des Regulator s P t"s ' Si e l<ann durch folgende G leic hung ausgedrücl<t we rd e n: [R " Y-(Gf.i ,- R II )Xl ' j' PI " = . b ( 14) Hi e rin sind y, x und b die Hebelarme. d e r Kräfte, wi e in Bild 11 gezeigt, u,': p die übertragungszahl, die das Ve rhältnis zwis c hen de r Belastung, die auf di e o be re S tr e bt wirkt und di e Kraft de r Federpressu ng P tes ' e ha ra k te ri sie rt. Aus d e r angefü hrt en G leic hun g ist zu e rsehe n, daß p t e• " o n zwei Größe n abhä ngig ist - v om Zugwid e rs tand R x und \' 011 d e n se nl<rec hten Kräften GI-' und R v . Da di e AbhängigJ<e it d e r H egu lie rfähigkeit vo n zwe i ve rsc hied e ne n Größ e n di e Eige nschaf te n d es Rege h'organgcs "ersc hl ee h te rt, so OlUß man beim K o nstruieren \'on An bau geräten, di e e in e hydr a ulisc he Hub vo rrichtung mit Kraftregler ' ·erwenden, bestre bt sein, de n Einfluß der senkrechren Kräfte auf P ee , zu ,·er ring e rn. Zu di ese m Zw ec ke muß man den Schwerp unkt des Ge rätes so nah eals m ögli c h an die Anbauaehse he ranrü c ke n. \\! enn das ::vfom e n t der se nkrec hten Kräfte während d e r Arb eit grö ße r we rd e n kan n a ls das Moment der waagf'r ec hten Kräf te, dann ist de r I<raftreglc r dcr hydraulischen Hubvorrichtung anwe ndbar. Die Abhängigl_ eit der Reguliereigensehaften des be tr achte te n ;\Iec hanismus von dem Zugwiderstand des Ge rätes gestatte t di e Anw e ndung dieses Mechanismus zur Rege lung d e r B ode n bearbeitungs tiefe bei sok l' en Arbei t en, bei d e nen zwisch e n de r Tide und d e m Zugwidtrs tand ein e m e hr od er wen ige r ko ns tante B ez ie hung besteht. Di e Vo rric ht ung zur Hegej un g d er Arbeitstide an d e n S tützräd e rn " e rden a Il1 Ge rät angebracht, wie Bild 10 ze igt. Bei diesPf Art der R ege lung des Gerätes hat dieses wä hre nd de r A rb e it ke inen Kraftsc hluß mit d e r hydraulischen Hub vo rri e h - .~grarlechni H ell 10 k 3. Jg. Oktober 1953 D. A. Tschudakow u . B. A.Lju,b'irnow: Konstruktion vvn Tl'aklOTen-Anbauvorrichlungen tung. Die Ablaufkanäle des Zylind e rs sind geöiinet und das 01 be hind ert ni cllt das frei e Senl<en des Gerätes. Die Eindringtiefe de r Arbeitsorgane in den Bode n wird durch die Räder 1 begrenzt, die auf der nötig en Höhe übe r der Stü t zflä che der Arbeitsorgane eingestellt werden. Be im Arbeitsgang gehen die Räder über das unbearbeitete Feld lind l{Qpieren zusa mm en mit den Arbeitsorganen das Bbdenp rofil. Die Einste llung d er Höh enlage der Räder wird mittels der Schraube 2 bew irkt. Die Berechnung de r Belastung de r Stützräder wird nach den zug eführt en Fo rmeln (12) und (13) ausgef ührt. D e r spezifisc he Druck der Räder auf den B ode n darf nur gering sein , damit die geforderte Bearbeitungstiefe nicht durch Eindringen de r Räder in den Boden verfä lsc ht wird. Beim Vorhandensein VOll Stützrädern am Gerät dient di e hydraulische H ebevorrichtung nur zum H eben des Gerätes und H oc hhalten in d e r TransportsteIlung. Zur Regelung der Bodenbear beitungstiefe kann auch die :Yl ög lichk eit , mit Hilfe der hydrauli sc hen Hub vo rri chtun g dem Rahmen des Gerätes verschiedene Höhe nlag en z u geben , verwende t werden. Ei ne solche Mögli chkei t e rreic ht m an durch Verbindung der Ste uerung der hydra ulisch en Hubvorrichtung 299 D ie Beze ichnu ngen sin d in di ese r Glei c hun g di eselbe n wi e in de r vorh e rgehenden . Das Zeichen ' deu tet di e Ä nderun g der zahlen mäß ig e n Werte von R, P lind 'I' an, die durch di e Verstellung des Rahmen s e ntstan d en sind. E s ist ang enom men , d aß die Kraft R lI ihren frühe ren W e rt bei be ha lten hat. S tellt man in die Gleichung (\ b) den Wert für Go + Ru a llS der Gleichung (15), so erhält man nach ents prec henden U m for mungen: Hierin bedeutet LI P da s Maß der V e rminderung des Fede.rdru c kes durch Höherste llllng des Rahmens. Bil1 13. Scherna d('s Anbaues des Ku ltivalo rs !\rbeitsorgane, 2 Rahm en, 3 Ge lenkpafallelogramnt , 4 Feder Das Verhä ltnis tg'l':tg'l/ in Gleichung (17) ist ldein er als ein s, da ja durch Anheben des Rahm ens der Neigungswinkel des Parallelog ramm s gegen den Hori zon t sich ve rgrößert. Sleuerhebe l, 2 Hebel, 3 Kurbe l Auf diese W eise bewirkt ein Anheben d es Rahmens ein e Ve rringerung des Zugwid erstandes d es Kultivators, d. h. ein e Yerring erung d er Gangtiefe seiner Arbeitsorgane. Die Regelung der Arbeitstiefe durch Einstellung der Lage d es K ultivat orrahm ens ist einfacher als die Regelung durch Anderung d er Fede rspan nung und kann auch währ end der Arbeit des T raktors vorgeno mmen werden. Das betrac htete Verfahren der R ege lung d e r Arbeitstiefe kann auch verwendet we rden bei gelenkig a ng ehä ngten Sektione n mit Stützrädern. In diesem Falle wird de r Rahmen angehoben, um die Belastuug der Stü tzräd e r zu vermind e rn, Bild 12. Antrieb zur Eins tellung der Hö henlage des Rah mens der Anbauge räte mit Hebeln, wie in Bild 12 zu sehen ist . Jeder Stellung des Steue rhebel s 1 entspric h t eine Stellung der H ebel 2, bestimmt durch die Zwischenglieder, di e den S teu erhebe Il den H e bel 2 und die Kurbel 3 (bewirkt die Verschiebung des Verteilungssc hi e bers) verbind en. Das Heben und Senken des Rahm ens d es Gerätes erfolgt ungefähr p roporti onal der Dre hung des Steuerhebels. Die Regelung der Bearbeitungstiefe durch Einstellun g d er H öhen lage d es Gerät era hmen s findet am meisten Anwendung bei ge lenkige r Aufhängung d er Arbeitsorg ane. Betrachten wir das Schema eines I(ulti vators (Bild 13). bei dem di e Arbeitsorgane 1 an den Rahmen 2 mittels G elenkparallelogrammen .3 angeh äng t si nd . Die R egelung der Arbeitstiefe wird durch Anspann en der Feder 4 bewirkt. Das Gleichgewicht einer Sektion d es Kulti va tors nach obigem Sche ma hängt vo n der Größe der in e in e r Se ktion wirkenden Kräfte ab und wird durch folgende Glei ch ung au sge drückt: (15) Hierin bedeut et : Go das Gewicht der Sekti on mit den a nhängend e n Arbei tsorg anen, P de n Federdruck, R", 1I. R y di e e nt sprec hend en horizon talen und ve rt ikalen" Komponenten der re akti ven Widerstände d es Bodens, die auf di e Sektion wirken, 'I' den Neigungswinkel der Glieder des P arallelogramms. Veränd ern wir die Höh e des Rahm ens um den Betrag LI H, dann nimmt di e Gleichgewichtsbedingung für die Sek tion des Kultivators bei der neuen Lage di e F orm an: (16) Bei einzeln en Geräten kann statt d e r Handrege lung der Rahm enstellung auch eine aut om atisch e Regelung Anwendung find en, indem man fi] r diesen d en Kraftreg ler d er hydra ulisc hen Hebevorrichtung benutzt. Bei so lch einern Schema, wie in B ild 14 dargestellt, wird di e Bearbeitungstiele durch Zusammen wirken der Stützrä der 1 lind d es I\raftr eg lers bewirkt. D as kombini er te Regelverlahren ve rl äuf t folg endermaß en: Die St ü tzräder am Gerät werden gegen über der Stü t zfläche der Arbeitso rgan e nach d e r erfo rderlichen Arbeitstiefe eingestellt. D e r S teu e rhebel der hydraulischen Heb evorricl,l tung wird in ein e solche Stellung gebracht, bei der di e St ützräd er des Gerätes liber das F eld gehen, ohne eine merl<bare Spu r zu hinterl assen. We nn nun während der Arbeit die Stützrä der tiefer in den Boden einsinken, so wächst entsprechend d er Zugwid ers tand des Gerätes. Da rauf reagiert der Kraftregler und ö ffn e t di e A nsauge l<an ä le der Pum pe der hy draulischen H ebevo rrichtung, und dadurc h wird der Rahm en des G erätes gehoben, bis sich die Eindringtiefe der Räd er auf d en ursprü ng lichen Zustand verringe rt hat. Die hy draulisch en Hebevorrichtungen, die z. Z. für die Traktoren XT 3-7 un d Uni ve rsa l gebaut werden, gestatten die be liebige Anwendung eines der betrac hteten Regelverfahrens, ausgen omm en di e Regelung durch Einstellung der H öhenlage des Geräterahmens, da dieses Verfahren n och kein en Eingang gefund en hat. Bild 14. Schema Kombiniertes der auto ma- ti sc hen Regelung der Be arbei tungs tiefe 1 Stützrdder ... "i , .. . r q katern> , 50 ..... . .- ,. ,.~ ,. JO . 20 10 1"-k r 50 .z r-...r-J r-- I U ~ / ~ / J ~ kann die Berechnung der Kraftverhältnisse eines Mechanismus auf die Untersuchung des Gleichgewichtes eines starren Trägers zurückgeführt werden. Dieser stellt an sich den Geschwindigkeitsplan des betrachteten Mechanismus, bezogen auf den Pol des Planes, dar. In die Gleichung (18) ist der größte Wert der übersetzungszahl i, der beim Heben des G'erätes auftritt, einzusetzen. Nach Beendigung des Hebens, beim Transport des Gerätes und während des Senkens sinkt der Druck in der hydraulischen Hebevorrichtung bis zum Wert: ~ 'I - JO 20 10 I() 5 50 50 20 b q 80 .Bild 15, Diagramme der Drücke im l{raltzylinder beim Heben des GerätES beim Heben des Pfluges, b) beim Heben des Kultivator-Auflockerers; 1 Heben mit Abreißen der Erdschiebt bei stehendem Traktor; 2 Heben mit Abreißen der Ercschicht bei fahrendem Traktor; 3 freies Heben des Gerätes bei stehendem Traktor a) IV, Die ßelastung der hydraulischen Heb!'Vorrichtung wird durch die Größe des Druckes.in der Druckleitung charakterisiert. Die Größe des Druckes q, der beim Heben des Gerätes entsteht, kann nach folgender Formel berechnet werden: I ·~ Gf.' i ,- \ es bedeu tet : die Obersetzungszahl , die das Verhältnis zwischen der Hubhöhe des Schwerpunktes des Gerätes und dem Kolbenhub des Kraftzylinders ausdrückt; YJm den mechanischen Wirkungsgrad der Hebevorrichtung und des Anbaumechanismus, F f.' Querschnittsfläche des Kraftzylinders 1 . " (18) q = YJm.Ff' .. '-":. Agrartechruk • '. 8~ jg, Heft 10 Oktober 1968 V.etl~f,maschiflen erleichtern dil Arbeit I ~ I l • 300 ' ;:.\i .i ~.:; Nach Versuchen ist YJm ~ 0,85, Der Anfangsdruck im Zylinder, der vor dem Anbau des Gerätes herrscht, kann wegen seiner Geringfügigkeit vernachlässigt werden. Die Größe der übersetzungszahl i in der Gleichung (18) wird am bequemsten auf grapho-analytischem Wege nach dem bekannten Theorem von Schukowsky bestimmt. Auf Grund dieses i' I· I . ' ') "Wissenschaft und Leben" Moskau (1953) Nr. 2, S.36. GI' i YJm 2 =~=qYJm' (19) Die Druckverminderung erfolgt auf Kosten der Reibungskräfte, die das Sinken des Gerätes verhindern. Beim Heben und Senken des Gerätes sind die Reibungskräfte nach entgegengesetzten Seiten gerichtet. Während der Arbeit des Aggregates ist der Druck in der hydraulischen Hebevorrichtung in manchen Fällen größer als beim Leerfahren. Besonders findet Druckanstieg statt beim Ausheben des Gerätes_ In Bild 15 sind Kurven dargestellt, die den Druck in der Hebevorrichtung zeigen, beim Heben des Pfluges und Kultivator-Auflockerers, die auf Grund von Versuchsergebnissen konstruiert wurden. Auf der Abszissenachse der Diagramme sind die Kolbenhübe des Kraftzylinders für die Zeit vom Anhub des Gerätes bis zur Erreichung des Transportzustandes abgetragen und auf. der Ordinatenachse die entsprechenden Werte von g kg(cm 2 . Wie aus den Diagrammen zu ersehen, sind die Drücke beim Ausheben des Pfluges und Abreißen der Erdschicht etwa 1,5- bis 2 mal größer als die Drücke, die beim Heben des freien Pfluges auftreten . Beim Ausheben des Kultivator-Auflockerers aus der Furche ist das Anwachsen der Drücke weniger schroff. Die Sicherheitsventile der hydraulischen Hebevorrichtungen der Traktoren "Universal 2" und XT 3-7 werden auf einen Druck in den Grenzen 25 bis 95 kg(cm 2 eingestellt. Wenn man den Druckanstieg beim Ausheben und andere Möglichkeiten des Druckanstieges während der Arbeit in Betracht zieht, so muß man beim Projektieren der Anbaugeräte von cinem zu· lässigen Wert q = 50 bis 60 kg(cm 2 nach Gleichung (18) ausgehen. AU 1205 Verlademaschinen erleichtern die Arbeitl) Das Laden und Entladen von Güterlasten gehört zu den schwers ten körperlichen Arbeitw. In der Sowjetunion widmet man daher der Mechanisierung von Ladearbei ten besondere Beachtung. Im Laufe der Stalinschen Fünfjahrpläne wurden in der Sowjetunion Dutzende ver· schiedenartiger Maschinen konstruiert, die 'diese anstrengende Arbeit übernehmen . Zu ihnen ' gehören Kräne, Bagger, Getreideverlade· maschinen, Traktoren mi t Verladevorrichtungen, Schaufelmaschinen, Stapelmaschinen für Massengüter, Autokipper, Autoverlader und viele andere. Einen besonderen Platz unter diesen Maschinen nehmen die Autoverlader ein. Sie stellen eine Kombination von Kraftwagen und Hebe· vorrichtung dar. Nachdem sie die Ladung aufgenommen haben, beför· dern sie diese zum Bestimmungsort und stellen sie dort in der ver· langten Ordnung auf. Der Autoverlader ist äußerst wendig und gelangt an Stellen, die anderen Hebemaschinen unzugänglich sind. Ein besonders interessanter Typ von Lademaschinen ist der Fünf· Tonnen-Autoverlader, Modell 4001, ein Lastkraftwagen geringer Bau· läng~ , der mit einer besonderen Lastenhebevorrichtung versehen ist. Ein Verbrennungsmotor dient sowohl zum Antrieb' des Fahrzeuges . als auc h der Hebevorrichtung. Am Arbeitsplatz wird der Motor nicht abgestellt , sondern zum Antrieb der hydraulischen Hebevorrichtung benutzt. Das Heben der Lasten führl der Autoverlader ebenfalls sehr schnell aus , die Hubgeschwindigkeit beträgt bis zu 17 m / min. Der Autoverlader 4001 ist eine Universalmaschine : lIlan kann ihn für die verschiedensten Belade- und EntIadearbeiten verwenden. An seinem- Hebewerk braucht nur eine dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßte Vorrichtung angebracht zu werden. Für das Verladen von Schüttgut, z. B. Schlacke, wird die Hebevorrichtung des Autoverladers mit einem Schürfkübel ausgestaltet, der hydraulisch betrieben wird. In acht Stunden Arbeitszeit belädt der Autoverlader 100 Lastkraftwagen mit Schlacke oder anderem Schüttgut. , IDK 629.114.4 Gegenwärtig verwendet man in der Sowje tunion zum Transport von Massengütern , die stapelfähig sind (z. B. Ziegel) sehr häufig besondere Behälter, in denen die Güter am Versandort chargenweise verladen werden. Der Selbstverlader 4001 hat eine besondere Vorrichtung - einen rollenlosen Ausleger - , der es gestattet, fünf solcher Behälter, mit einem GesamtgewiCht bis zu ungefähr fünf Tonnen , gleichzeitig anzuheben und auf einem Lastkraftwagen oder einem Güterwagen abzustellen. Für den Einsatz auf Baustellen wird der Autoverlader mit einem Kranausleger versehen, mit dem er Lasten aus tiefen Gruben erfaßt und Behälter mit Ziegeln von Lastkraftwagen oder Güterwagen herunternimmt. Die Lasten vermag er bis zu ein!:;r Höhe von 8 m emporzureichen . Mit einem Spezialtragzapfen versehen , kann der Autoverlader KabeItrommeln, Rohrteile und schwere Maschinenteile verladen. Er reiht derartige Güter mit den Zapfen des Hebewerkes auf und hebt sie auf die verlangte Höhe. Für das Verladen von Kisten ist er mit einem gabelartigen Greifer ausgerüste t, mi t dem er gleichzei tig mehrere Kisten auf einen Lastkraftwagen' laden kann. Mit einer anderen Greiferausrüstung ist der Autoverlader zum Laden von Nutzholz zu verwenden. Hierzu fährt er dicht all den Güterwagen heran; das hydrauli sche Triebwerk preßt die offenen Greiferbacken mit großer Kraft zusam'men, so daß Balken mit einem . Gesamtvolumen von fast 2,5 m3 auf einmal bewegt werden können. Zum Austausch der verschiedellartigen Greif- und Hebevorrichtungen sind nicht mehr als 15 min erforderlich. Dies ist deshalb besonders wichtig, weil häufig verschiedenartige Lasten zu fördern sind . Vor allem in der Landwirtschaft findet der Autoverlader infolge seiner Universalität vielfältige Verwendung. Der Autoverlader 4001 hat sich in der Praxis erfolgreich bewährt. Er befreit viele Ladearbeiter von schwerer Arbeit und setzt den Stillstand beim Transport auf einen Bruchteil der sonst benötigten Zeit herab. AUK 1293 I. Stepanow