vestiagИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series1817-72041817-7239The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1817-7204-2022-60-2-243-256vestiag-639Research ArticleМЕХАНІЗАЦЫЯ І ЭНЕРГЕТЫКАMECHANIZATION AND POWER ENGINEERINGВыбор предварительного натяжения резиноармированной гусеницы сельскохозяйственного трактора с упругой подвескойSelecting pre-tensioning of rubber reinforced track on agricultural tractor with cushion suspensionhttps://orcid.org/0000-0002-3165-7625ЖдановичЧ. И.ZhdanovichC. I.

Жданович Чеслав Иосифович – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Тракторы»

пр. Независимости, 65, 220013, г. Минск

Cheslav I. Zhdanovich – Ph. D. (Engineering), Assosiate Professor

65, Nezavisimosti Ave., 220013, Minsk

chzhdanovich@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5869-2781ПлищВ. Н.PlishchV. N.

Плищ Владимир Николаевич – старший преподаватель

пр. Независимости, 65, 220013, г. Минск

Vladimir N. Plishch – Senior Lecturer

65, Nezavisimosti Ave., 220013, Minsk

v_plishch@mail.ruБелорусский национальный технический университетBelarusian National Technical University202204052022602243256Copyright © Жданович Ч.И., Плищ В.Н., 20222022Жданович Ч.И., Плищ В.Н.Zhdanovich C.I., Plishch V.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/639

Резиноармированные гусеницы и упругая подвеска получают все большее распространение на сельскохозяйственных тракторах. Их применение повышает экологичность, обеспечивает асфальтоходность и позволяет увеличить транспортную скорость гусеничных тракторов, улучшает условия труда тракториста. Гусеничные обводы таких движителей обладают повышенной податливостью, поэтому при работе с высокой тяговой нагрузкой может возникнуть проблема потери устойчивости резиноармированной гусеницы на ведущем колесе. Наиболее эффективной мерой, повышающей устойчивость работы обвода в движителе, является увеличение предварительного статического натяжения. Однако высокое натяжение гусеницы увеличивает потери в движителе и нагруженность обвода, что приводит к снижению ресурса ходовой системы и потери ее работоспособности. Получены аналитические зависимости для определения рационального предварительного статического натяжения обвода гусеничных тракторов с резиноармированной гусеницей, упругой и заблокированной подвесками в режимах трогания и движения. Определено необходимое предварительное статическое натяжение резиноармированных гусениц для тракторов Беларус 1802, 2102 и 2103. Установлено, что наибольшее необходимое предварительное статическое натяжение резиноармированных гусениц необходимо при максимальных усилиях на ведущих колесах трактора. Показано, что блокировка подвески при работе трактора с высокими тяговыми нагрузками на низкой скорости позволяет уменьшить необходимое предварительное статическое натяжение резиноармированных гусениц и, как следствие, их нагруженность. Результаты настоящих исследований могут быть использованы при создании и эксплуатации тракторов с резиноармированными гусеницами.

Rubber reinforced tracks and cushion suspension are becoming increasingly common on agricultural tractors. They increase environmental friendliness, provide asphalt driving ability and allow for higher transport speed of crawler tractors, improving working conditions for the tractor driver. The crawler tracks of these thrusters have a high degree of suppleness, so a loss of stability of the rubber reinforced track on the drive wheel can be a problem when operating under high traction loads. The most effective measure to increase the stability of the rim in the mover is to increase the pre-static tension. However, high track tension increases losses in the undercarriage and stresses the undercarriage, resulting in reduced undercarriage life and loss of performance. Analytical dependencies are derived to determine the rational pre-static tension of rubber reinforced crawler tractors with cushion and blocked suspensions during start of moving and moving modes. The required static pre-tensioning of rubber reinforced tracks for Belarus 1802, 2102 and 2103 tractors is determined. It has been found that the greatest necessary static pre-tensioning of the rubber reinforced tracks is required at the maximum forces on the driving wheels of the tractor. It is shown that locking the suspension when operating the tractor with high traction loads at low speed allows to reduce the required static pre-tensioning of rubber reinforced tracks and, as a consequence, their loading. The results of this research can be used in design and operation of tractors with rubber reinforced tracks.

 

гусеничный тракторрезиноармированная гусеницаупругая подвескапредварительное натяжение гусеницыустойчивость гусеницыблокировка подвескирежимы движенияcrawler tractorrubber reinforced trackcushion suspensiontrack pre-tensioningtrack stabilitysuspension lockingdriving modesРабота выполнена в рамках ГПНИ «Механика, металлургия, диагностика в машиностроении» на 2016–2020 годы, подпрограмма «Механика»The research was carried out in the framework of the SPSR “Mechanics, Metallurgy and Diagnostics in Mechanical Engineering” for 2016–2020, subprogramme “Mechanics”ReferencesTurner, R. J. Comparison of two and four track machines to rubber tire tractors in prairie soil conditions / R. J. Turner // Belt and tire traction in agricultural vehicles / Soc. of Automotive Engineers. – Warrendale, 1997. – P. 31–43.Turner R.J. Comparison of two and four track machines to rubber tire tractors in prairie soil conditions. Belt and tire traction in agricultural vehicles. Warrendale, 1997, pp. 31-43.Zoz, F. M. Beld and tire tractive performance / F. M. Zoz // Belt and tire traction in agricultural vehicles / Soc. of Automotive Engineers. – Warrendale, 1997. – P. 87–94.Zoz F.M. Beld and tire tractive performance. Belt and tire traction in agricultural vehicles. Warrendale, 1997, pp. 87-94.Boikov, V. Design development of elastic wheel – track and traction systems of tractors and agricultural machines / V. Boikov, Ch. Zhdanovich, S. Sizova // Belt and tire traction in agricultural vehicles / Soc. of Automotive Engineers. – Warrendale, 1997. – P. 95–100.Boikov V., Zhdanovich Ch., Sizova S. Design development of elastic wheel – track and traction systems of tractors and agricultural machines. Belt and tire traction in agricultural vehicles. Warrendale, 1997, pp. 95-100.Коробкин, В. А. Гусеничный трактор общего назначения «Беларус 1802» / В. А. Коробкин // Междунар. аграр. журн. – 2001. – № 9. – С. 46–48.Korobkin V.A. General purpose crawler tractor “Belarus 1802”. Mezhdunarodnyi agrarnyi zhurnal [International Agricultural Journal], 2001, no. 9, pp. 46-48 (in Russian).Бойков, В. П. Опыт создания гусеничного трактора «Беларус 1802» / В. П. Бойков, Ч. И. Жданович, В. А. Коробкин // Автотракторный факультет на грани столетий : сб. докл. / под ред. Н. М. Капустина. – Минск, 2002. – С. 9.Boikov V.P., Zhdanovich Ch.I., Korobkin V.A. Experience of building a crawler tractor “Belarus 1802”. Avtotraktornyi fakul’tet na grani stoletii: sbornik dokladov [The Faculty of Motor Vehicles on the verge of a century: a collection of papers]. Minsk, 2002, p. 9 (in Russian).Коробкин, В. А. Становление и развитие научно-конструкторской школы проектирования специальных машин на Минском тракторном заводе / В. А. Коробкин // Механика машин, механизмов и материалов. – 2012. – № 3–4. – С. 203–207.Korobkin V.A. The formation and development of research and design school for designing special vehicles on Minsk tractor works. Mekhanika mashin, mekhanizmov i materialov = Mechanics of Machines, Mechanisms and Materials, 2012, no. 3-4, pp. 203-207 (in Russian).Панасюк, А. Н. Создание тракторов и комбайнов с резиноармированным гусеничным ходом / А. Н. Панасюк // Техника и оборудование для села. – 2009. – № 6. – С. 14–15.Panasyuk A.N. Development of agricultural machinery, tractors and combines equipped with the reinforced rubber tracks running gear. Tekhnika i oborudovanie dlya sela = Machinery and Equipment for Rural Area, 2009, no. 6, pp. 14-15 (in Russian).Экспериментальное исследование сравнительных показателей гусеничных движителей сельскохозяйственных тракторов / Д. Г. Купрюнин [и др.] // Изв. МГТУ «МАМИ» – 2016. – № 3 (29). – С. 16–24.Kupryunin D.G., Shchelnitsyn N.A., Beyinenson V.D., Fedotkin R.S., Belyi I.F., Revenko V.Y. Experimental study of comparative indicators of agricultural tractors caterpillar drive. Izvestiya MGTU “MAMI”, 2016, no. 3 (29), pp. 16-24 (in Russian).Сравнение тяговых показателей и долговечности гусеничных движителей сельскохозяйственных тракторов / Н. А. Щельцын [и др.] // Изв. МГТУ «МАМИ». – 2017. – № 4 (34). – С. 76–82.Shchel’tsyn N.A., Beynenson V.D., Fedotkin R.S., Kryuchkov V.A., Belyy I.F., Revenko V.Yu. Comparison of traction and longevity of caterpillar driving machines of agricultural tractors. Izvestiya MGTU “MAMI”, 2017, no. 4 (34), pp. 76-82 (in Russian).Федоткин, Р. С. Расчетно-экспериментальные методы оценки нагруженности и долговечности резиноармированных гусениц сельскохозяйственных тракторов : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.05.03 / Р. С. Федоткин. – М., 2015. – 24 с.Fedotkin R.S. Calculation and experimental methods for assessing the load and durability of rubber reinforced crawler tracks on agricultural tractors. Abstract of Ph.D. diss. Moscow, 2015. 24 p. (in Russian).Жданович, Ч. И. Определение характеристик подвески гусеничного трактора / Ч. И. Жданович, В. Н. Плищ // Вестн. Белорус. нац. техн. ун-та. – 2008. – № 4. – С. 60–64.Zhdanovich Ch.I., Plishch V.N. Determination of caterpillar suspension characteristics. Vestnik Belorusskogo natsional’nogo tekhnicheskogo universiteta [Bulletin of the Belarusian National Technical University], 2008, no. 4, pp. 60-64 (in Russian).Жданович, Ч. Экспериментальные исследования деформируемости секции резиноармированной гусеницы / Ч. Жданович, В. Плищ, В. Равино // Zeszyty Nauk. Mechanika. – 2002. – Z. 53 (241). – S. 333–339.Zhdanovich Ch., Plishch V., Ravino V. Experimental studies of the deformability of a rubber-reinforced track section. Zeszyty Naukowe. Mechanika, 2002, no. 53 (241), pp. 333-339 (in Russian).Жданович, Ч. И. Продольная жесткость резиноармированной гусеницы / Ч. И. Жданович, В. Н. Плищ // Наука – образованию, производству, экономике : материалы Шестой междунар. науч.-техн. конф. : в 3 т. / Белорус. нац. техн. ун-т ; редкол.: Б. М. Хрусталев, Ф. А. Романюк, А. С. Калиниченко. – Минск, 2008. – Т. 1. – С. 273.Zhdanovich Ch.I., Plishch V.N. Longitudinal stiffness of the rubber reinforced track. Nauka – obrazovaniyu, proizvodstvu, ekonomike: materialy Shestoi mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii [Science for education, production, economics: proceedings of the 6th International scientific and technical conference]. Minsk, 2008, vol. 1, p. 273 (in Russian).Платонов, В. Ф. Динамика и надежность гусеничного движителя / В. Ф. Платонов. – М. : Машиностроение, 1973. – 232 с.Platonov V.F. Crawler dynamics and reliability. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1973. 232 p. (in Russian).Теория и конструкция танка : в 10 т. / редкол.: П. П. Исаков (гл. ред.) [и др.]. – М. : Машиностроение, 1982–1990. – Т. 6 : Вопросы проектирования ходовой части военных гусеничных машин / Б. А. Абрамов [и др.]. – 1985. – 244 с.Isakov P.P. (ed.) (et al.). Theory and design of a tank. Vol. 6. Issues of designing the undercarriage of military tracked vehicles. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1985. 244 p. (in Russian).Русанов, В. А. Влияние тягово-скоростных режимов и схемы гусеничного движителя на нагруженность гусеничного обвода быстроходного трактора / В. А. Русанов // Труды / Всесоюз. науч.-исслед. ин-т механизации сел. хоз-ва (ВИМ). – М., 1974. – Т. 66 : Перспективная сельскохозяйственная энергетика и высокопроизводительные машинно-тракторные агрегаты. – С. 98–107.Rusanov V.A. Influence of traction and speed modes and crawler scheme on the load of the crawler outline of a highspeed tractor. Proceedings of the All-Union Research Institute of Agricultural Mechanization (VIM). Vol. 66. Moscow, 1974, pp. 98-107 (in Russian).Гусеничные транспортеры-тягачи / В. Ф. Платонов [и др.] ; под ред. В. Ф. Платонова. – М. : Машиностроение, 1978. – 351 с.Platonov V.F., Belousov A.F., Oleinikov N.G., Kartsev G.I. Tracked transporter-tractors. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1978. 351 p. (in Russian).Платонов, В. Ф. Гусеничные и колесные транспортно-тяговые машины / В. Ф. Платонов, Г. Р. Леиашвили. – М. : Машиностроение, 1986. – 296 с.Platonov V.F., Leiashvili G.R. Tracked and wheeled transport and pulling machines. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1986. 296 p. (in Russian).Многоцелевые гусеничные шасси / В. Ф. Платонов [и др.] ; под ред. В. Ф. Платонова. – М. : Машиностроение, 1998. – 342 с.Platonov V.F., Korobkin V.A., Kozhevnikov V.S., Platonov S.V. Multi-purpose tracked chassis. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1998. 342 p. (in Russian).Платонов, В. Ф. Динамическая нагруженность гусеничного обвода трактора / В. Ф. Платонов // Тракторы и с.-х. машины. – 1970. – № 10. – С. 19–21.Platonov V.F. Dynamic loading of the tractor crawler outline. Traktory i sel’skokhozyaistvennye mashiny [Tractors and Agricultural Machinery], 1970, no. 10, pp. 19-21 (in Russian).Платонов, В. Ф. О динамической нагруженности гусеничного обвода трактора / В. Ф. Платонов // Тракторы и с.-х. машины. – 1973. – № 2. – С. 6–9.Platonov V.F. About the dynamic loading of the tractor crawler outline. Traktory i sel’skokhozyaistvennye mashiny [Tractors and Agricultural Machinery], 1973, no. 2, pp. 6-9 (in Russian).Бажуков, А. Е. Влияние силы предварительного натяжения гусениц на статическое положение корпуса гусеничной машины / А. Е. Бажуков, В. Е. Ролле // Науч.-техн. ведомости С.-Петерб. гос. политехн. ун-та. – 2014. – № 4 (207). – С. 233–238.Bazhukov A.E., Rolle V.E. The effect of pretension force on the static position of the tracked vehicle hull. Nauchnotekhnicheskie vedomosti Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo politekhnicheskogo universiteta = St. Petersburg Polytechnic University Journal of Engineering Sciences and Technology, 2014, no. 4 (207), pp. 233-238 (in Russian).Бажуков, А. Е. Расчет параметров гусеничной машины / А. Е. Бажуков, С. И. Худорожков // Науч.-техн. ведомости С.-Петерб. гос. политехн. ун-та. – 2015. – № 4 (231). – С. 189–195. https://doi.org/10.5862/JEST.231.20Bazhukov A.E., Hoodorozhkov S.I. Calculating the undercarriage parameters of a tracked vehicles. Nauchnotekhnicheskie vedomosti Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo politekhnicheskogo universiteta = St. Petersburg Polytechnic University Journal of Engineering Sciences and Technology, 2015, no. 4 (231), pp. 189-195 (in Russian). https://doi.org/10.5862/JEST.231.20Шарипов, В. М. Экспериментальная оценка нагрузок, действующих на резиновые элементы гусеничной цепи с резинометаллическими шарнирами / В. М. Шарипов, Ю. Н. Барсуков, С. А. Коростелев // Изв. МГТУ «МАМИ». – 2016. – № 4 (30). – С. 97–106.Sharipov V.M., Barsukov Y.N., Korostylev S.A. Experimental evaluation of the loads influencing the rubber parts of track chain with rubber and metallic hinges. Izvestiya MGTU “MAMI”, 2016, no. 4 (30), pp. 97-106 (in Russian).Жданович, Ч. Выбор схемы ходовой системы трактора с резиногусеничным движителем / Ч. Жданович // Ekologiczne aspekty mechanizacji nawożenia, ochrony roślin, uprawy gleby i zbioru roślin uprawnych : VII Międzynar. symp., 18–19 wrześ. 2000 r. / Inst. Budownictwa, Mechanizacji i Elektryfikacji Rolnictwa. – Warszawa, 2000. – S. 271–278.Zhdanovich Ch. Choice of tractor running gear scheme with rubber-tracked mover. Ekologiczne aspekty mechanizacji nawożenia, ochrony roślin, uprawy gleby i zbioru roślin uprawnych: VII Międzynarodowe Sympozjum, 18–19 wrześniа 2000 r. [Ecological aspects of mechanization of fertilization, plant protection, soil cultivation and harvesting of crops: VII International symposium, September 18-19, 2000]. Warszawa, 2000, pp. 271-278 (in Russian).Жданович, Ч. И. Определение усилий в ветвях обвода трактора с резиноармированной гусеницей и упругой подвеской / Ч. И. Жданович, В. Н. Плищ // Агропанорама. – 2021. – № 6. – С. 2–7.Zhdanovich Ch.I., Plishch V.N. Determination of the forces in the branches of the tractor with rubber reinforced track and elastic suspension. Agropanorama, 2021, no. 6, pp. 2-7 (in Russian).Жданович, Ч. Влияние типа движителя на тягово-сцепные свойства трактора / Ч. Жданович, В. Бойков, Ю. Атаманов // Zeszyty Nauk. Mechanika. – 2000. – Z. 47 (228). – S. 247–255.Zhdanovich Ch., Boikov V., Atamanov Yu. Influence of the mover type on the towing and traction properties of the tractor. Zeszyty Naukowe. Mechanika, 2000, no. 47 (228), pp. 247-255 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.