Механизация животноводческих ферм

---

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ИСПОЛНЕНИЯ НАКАЗАНИЙ

Федеральное казенное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Пермский институт

Федеральной службы исполнения наказаний

Кафедра кинологии

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

к практическим занятиям

по теме «Механизация животноводческих ферм»

направление подготовки 110400.62 – «Зоотехния»

Пермь 2012

Методическое пособие к практическим занятиям по теме «Механизация животноводческих ферм» / направление подготовки 110400.62 – Зоотехния / Пермский институт ФСИН России/ 2012 .-67 с.

Методическое пособие подготовлено: доцентом кафедры кинологии, кандидатом с.-х. наук Варушкиным С.М.

Методическое пособие рассмотрено и одобрено на заседании кафедры кинологии «___»__________201_ г. Протокол № _____

Рекомендуется для использования в учебном процессе

Пермский институт ФСИН России

614012, г. Пермь, ул. Карпинского,125

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение……………………………………………………………………………4

1. Тракторы и автомобили………………………………………………………..4

1.1. Классификация ………………………………………………………………4

1.2 Общее устройство тракторов и автомобилей………………………………12

Практическое занятие №1. Устройство тракторов и автомобилей …………24

2. Двигатели внутреннего сгорания ……………………………………………25

Практическое занятие №2. Устройство двигателей внутреннего сгорания..47

3. Теплоснабжение ферм…………………………………………………………48

Практическое занятие №3. Оборудование для теплоснабжения ферм……..53

4. Водоснабжение ферм …………………………………………………………54

Практическое занятие №4. Водоснабжение ферм………………………..…..66

Рекомендуемая литература………………………………………………………67

ВВЕДЕНИЕ

Животноводческие фермы — это специализированные сельско­хозяйственные предприятия, предназначенные для выращивания скота и производства продукции животноводства. Фермы могут быть племенными или товарными. Племенные предназначены для улучшения существующих и выведения новых пород скота и птицы. На товарных производят продукты -животноводства для народного потребления и нужд промышленности.

В зависимости от биологического вида животных различают фермы крупного рогатого скота, свиноводческие, овцеводческие, птицеводческие, звероводческие и др. Животноводческая ферма состоит из различных основ­ных и вспомогательных зданий и сооружений.

Механизация жизнеобеспечения животноводческих ферм предполагает использование для облегчения ручного труда различных машин и оборудования. В настоящем учебном пособии рассматриваются следующие вопросы: тракторы и автомобили, применяемые в сельском хозяйстве; теплоснабжение ферм; водоснабжение ферм.

1. ТРАКТОРЫ И АВТОМОБИЛИ

1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ

Трактор — это самоходная машина, используемая в качестве энергетического средства передвижения и приведения в действие различных сельскохозяйственных машин и орудий, прицепов и других рабочих машин (рис. 1.11, а и б).

Для экономичного и качественного выполнения всего много­образия механизированных работ создают разные типы тракторов. Совокупность всех тракторов, необходимых для комплексной ме­ханизации сельскохозяйственного производства, образует их ти­паж, состоящий из тяговых классов. Система машин для комплек­сной механизации сельскохозяйственного производства предус­матривает следующие тяговые

Рис. 1.11. Основные агрегаты и узлы трактора:

а —колесного; б— гусеничного; 1 и 11 —управляемое и управляющее колеса; 2 — передний мост; 3 — двигатель; «4—сцепление; 5 и 6— центральная и конечная передачи; 7—механизм навески; 8 и 12— ведущие колеса; 9—дифференциал; 10— коробка передач; 13— планетар­ный механизм поворота; 14—прицепное устройство; 15— промежуточное соединение; 16— гусеничная цепь

классы тракторов: 0,2; 0,6; 0,9; 1,4; 2; 3; 4; 5; 6 и 8. Тяговый класс — условная величина, определяемая номинальным тяговым усилием, которое трактор развивает на ра­бочей передаче при движении его по стерне на почвах нормальной влажности и плотности в зоне наивысшего тягового КПД. При этом буксование колесных тракторов не должно превышать 14— 16 %, а гусеничных — 3 %.

Номинальные тяговые усилия тракторов разного класса приве­дены в таблице 1.6.

1.6. Тяговые классы сельскохозяйственных тракторов

В каждом тяговом классе имеются базовые модели (т. е. основные, наиболее широко распространенные тракторы) и модификации, на которых установлены унифицированные (единообразные) двигатели (применяемые и в базовых моделях), а также ряд составных частей. Каждый класс обычно содержит одну-две базовые модели и не­сколько модификаций, выполненных на ее основе. Поэтому мно­гие узлы (составные части) базовых моделей и модификаций можно унифицировать, что сокращает номенклатуру запасных частей, упрощает и удешевляет изготовление и эксплуатацию тракторов.

Помимо тяговых классов сельскохозяйственные тракторы клас­сифицируют:

по назначению:

общего назначения, используемые для вспашки, посева, сплош­ной культивации, уборки зерновых культур и т.д. (ДТ-75НД, Т-150К, К-701М и др.);

универсально-пропашные, предназначенные для междурядной обработки и уборки пропашных культур (МТЗ-80, «Беларусь-1025», ЛТЗ-55АВ и др.);

специализированные, спроектированные для выполнения каких-либо конкретных операций (свекловодческие, рисоводческие, низкоклиренсные и др.);

самоходные шасси — особый тип трактора с передней рамой для навески кузова и различных рабочих машин;

по типу ходовой системы:

колесные, подразделяемые по «колесной формуле» — 4К2а, 4К4а, 4К46, 6Кб. Первая цифра обозначает общее число колес, вторая — число ведущих, «К» — колесный трактор, «а» указывает, что диаметр передних колес меньше задних, «б» — все колеса име­ют одинаковый размер. Вместо буквы «К» иногда ставят знак «х» (см. рис. 1.11, а);

гусеничные (ДТ-75Н/Д, Т-150, ДТ-175М, Т-4М, Т-404 и др.);

по типу остова:

рамные, имеющие каркас — раму, на которой устанавливают все узлы и агрегаты трактора (Т-150К, ДТ-75Н/Д);

полурамные — соединенные между собой корпуса сборочных единиц трансмиссии и две приваренные к ним продольные балки образуют силовой каркас, на котором устанавливают двигатель, ка­бину и другие агрегаты трактора (МТЗ-80, ЛТЗ-60АВ и др.).

Гусеничные тракторы имеют меньшее удельное давление на почву. Весной они примерно на 5—10 сут раньше выходят в поле, чем колесный трактор, который имеет худшую проходимость на переувлажненных почвах, большое давление на почву может уп­лотнить ее и снизить плодородие почвы (см. рис. 1.11, б).

Краткие технические характеристики сельскохозяйственных тракторов приведены в таблице 1.7.

Автомобиль – это самоходное транспортное средство, предназначенное для перевозки грузов, людей или специального оборудования. Принципиальная схема расположения и назначение основных частей автомобиля такие же, как у колесного трактора. Одна из основных и специфических частей автомобиля это кузов. По типу шасси автомобили подразделяют на рамные и безрамные. Рамные автомобили имеют в качестве остова раму, к которой крепят составные части и механизмы. У безрамных автомобилей их крепят к кузову. В этом случае кузов называют несущим.

1.7. Краткие технические характеристики сельскохозяйственных тракторов

Автомобили по назначению разделяют на грузовые, пассажирские и специальные. К грузовому подвижному составу относят грузовые автомоби­ли, автомобили-тягачи, прицепы и полуприцепы, к пассажирско­му — автобусы, легковые автомобили, пассажирские прицепы и полуприцепы, к специальному — автомобили, прицепы и полу­прицепы, предназначенные для выполнения различных, в основ­ном не транспортных, работ.

Грузовые автомобили различают по грузоподъемности, а в зависимости от устройства кузовов и других конструктивных особенностей, определяющих их использование, — на подвиж­ной состав общего назначения и специализированный. Автомо­били общего назначения имеют неопрокидывающийся борто­вой кузов, и используют их для перевозки грузов всех видов. К специальному грузовому транспорту относятся самосвалы и ав­томобили, предназначенные для перевозки грузов определен­ных видов.

Автомобиль-тягач в сцепе с прицепом (полуприцепом) называ­ют автопоездом.

К специальному подвижному составу относятся пожарные ав­томобили, автолавки, автокраны и т. п.

Как и тракторы, все автомобили по общему числу колес и чис­лу ведущих колес условно обозначаются формулой. При этом каж­дое из сдвоенных ведущих колес считают за одно колесо.

Для современных автомобилей принята следующая численная система обозначений — первые две цифры обозначают класс авто­мобиля по рабочему объему двигателя для легковых автомобилей и по полной массе для грузовых автомобилей (табл. 1.8). Вторые две цифры — модель.

1.8. Система обозначений грузовых автомобилей

Модификации моделей имеют дополнитель­ную пятую или шестую цифры, обозначающие порядковый номер модификации. Перед цифровым индексом ставят буквенные обо­значения завода-изготовителя.

Краткие сведения о грузовых и специальных автомобилях при­ведены в таблицах 1.9 и 1.10.

1.9. Краткая характеристика грузовых автомобилей

1.10. Краткая характеристика специальных автомобилей

1.2 ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Все они состоят из определенного набора систем, механиз­мов, сборочных единиц и отдельных деталей, которые принято подразделять на следующие основные группы (см. рис. 1.11, а и б), включающие двигатель, трансмиссию, ходовую часть, механизм управления, рабочее, вспомогательное и электрооборудова­ние, кузов.

Рабочее и вспомогательное оборудование имеется на специаль­ных автомобилях: лебедки, подъемные механизмы кузова, холо­дильные агрегаты, сцепные устройства.

Основные механизмы. Для преобразования химической энер­гии топлива в механическую на коленчатом валу предназначен двигатель, который можно располагать спереди, сбоку или сзади оператора.

Трансмиссия (рис. 1.12) предназначена для изменения значе­ния, направления и передачи вращающего момента от коленчато­го вала на ведущие колеса, а также для отключения колес от двига­теля и привода вспомогательных устройств [например, вала отбо­ра мощности (ВОМ)].

В тракторах и автомобилях применяют механические (вра­щающий момент передается с помощью валов, шестерен и раз­личных муфт), гидравлические и электрические трансмиссии (см. рис. 1.12).

Ведущие шестерни в механизмах трансмиссии меньше ведо­мых. Поэтому при передаче вращающего момента частота враще­ния уменьшается, а вращающий момент соответственно увеличи­вается, что позволяет получить большую силу тяги на ведущих ко­лесах (звездочках). Число, показывающее, во сколько раз умень­шилась частота вращения ведущих колес по сравнению с частотой вращения коленчатого вала двигателя, называют общим переда­точным числом трансмиссии.

По способу изменения вращающего момента трансмиссии раз­деляют на ступенчатые и бесступенчатые. Трансмиссию называют ступенчатой, если ее передаточное число, а следовательно, часто­та вращения ведущих колес и подводимый к ним вращающий мо­мент могут изменяться лишь через

Рис. 1.12. Схемы трансмиссий колесных тракторов:

а —с задними ведущими колесами; б— с передними и задними ведущими колесами; 1 — дви­гатель; 2—сцепление; 3— коробка передач; 4, 11— конические шестерни; 5, 12— дифферен­циалы; б—коническая передача; 7, 14— ведущие колеса; 8— карданный вал; 9— раздаточная коробка; 10— карданная передача; 13 — диск колеса

определенные интервалы (сту­пени). Если трансмиссия обеспечивает изменение частоты враще­ния ведущих колес и подводимого к ним вращающего момента плавно, то такую трансмиссию называют бесступенчатой. Бессту­пенчатыми могут быть гидродинамические, гидрообъемные и электромеханические передачи.

Непосредственно к двигателю присоединено сцепление 8 (рис. 1.13), служащее для кратковременного разъединения двига­теля и трансмиссии, а также плавного их соединения. Кроме того, оно предохраняет детали трансмиссии от поломки при резком из­менении нагрузки.

На тракторах и автомобилях применяют фрикционные диско­вые сцепления, т. е. такие, которые передают вращающий момент посредством

Рис. 1.13. Сцепление колесных тракторов:

1 и 3— ведущий и ведомый диски; 2— пружина; 4— маховик; 5— отжимной рычажок; 6— выжим­ной подшипник; 7— педаль; 8 — вал сцепления; 9— кожух

сил трения между сжатыми дисками.

В зависимости от передаваемого вращающего момента необхо­димо применять разное число трущихся элементов, поэтому сцеп­ление может быть однодисковым, двухдисковым и многодиско­вым (см. рис. 1.13).

По конструкции механизма привода сцепления бывают с меха­ническим, пневматическим и электрическим приводом. Управле­ние приводом может быть автоматическим или ручным.

Для привода независимого ВОМ, т. е. такого, хвостовик кото­рого может вращаться при остановленном тракторе, на современ­ных тракторах применяют двухпоточное сцепление— сочетание двух однодисковых сцеплений, имеющих ведомые и ведущие диски. Оба сцепления имеют от­дельные валы (один распо­ложен внутри другого) и отдельные независимо действующие механизмы вклю­чения.

Коробка передач (КП) (рис. 1.14) служит для из­менения силы тяги и ско­рости движения трактора или автомобиля в зависимости от условий работы. С по­мощью коробки передач можно изменить направление движения на задний ход и отключить рабо­тающий двигатель от трансмис­сии при остановке.

Действие КП основано на том, что вращение от коленчатого вала двигателя передается на ходовую часть через шестерни с опреде­ленным передаточным числом на каждой передаче.

При работе по возможности выбирают более высокую переда­чу, так как это обеспечивает эко­номичность работы двигателя и более высокую производитель­ность. Чем больше передач в ко­робке, тем полнее используется мощность двигателя при пере­менной нагрузке.

Основные передачи тракторов соответствуют рабочим операци­ям в полевых условиях, при агре­гатировании трактора с сельско­хозяйственными машинами. У тракторов этим передачам соответствуют скорости 5—15 км/ч.

Транспортные передачи тракторов включают при перевозке грузов тракторными поездами и при переездах машинно-трактор­ных агрегатов. У колесных тракторов таким передачам соответ­ствуют скорости 15—30 км/ч, а у гусеничных — около 15 км/ч.

Замедленные передачи тракторов необходимы для выполнения некоторых технологических процессов (работы с рассадопосадоч­ными, корнеклубнеуборочными, мелиоративными и другими ма­шинами), которые выполняются на скоростях 0,6—1,5 км/ч.

Коробки передач автомобилей имеют меньшее число пере­дач, так как назначение автомобиля по сравнению с трактором узкоцелевое.

Низкие передачи автомобиля служат для трогания с места, раз­гона и преодоления тяжелых участков дороги, а высокие — для движения в хороших дорожных условиях. Автомобили имеют одну передачу заднего хода, необходимую для маневрирования.

Число передач на современных тракторах обычно составляет 9—16, на

Рис. 1.14. Схема коробки передач:

1 — двойная шестерня заднего хода; 2 и 3 — ведомый и ведущий валы; 4— корпус; 5—вилки; 6—кулиса; 7—рычаг пере­ключения передач; 8—фиксатор; 9 — ползуны

автомобилях — 4—5.

Для передачи момента от КП к ведущим мостам тракторов или автомобилей повышенной проходимости предназначена раздаточная коробка. Она может также выполнять функции дополни­тельной КП, увеличивая общее число передач.

Ведущие мосты передают мощность от КП и раздаточной ко­робки на ведущие колеса трактора или автомобиля. Они состоят из корпуса, главной и конечной передач и дифференциала (рис. 1.15).

Рис. 1.15. Схема ведущего моста:

1, 11 — тормоза; 2, 12— полуоси; 3 — муфта бло­кировки; 4 — корпус; 5, 8— полуосевые шестерни; 6—ось сателлита; 7, 13— сателлиты; 9 и 10— ведомяя и ведущая конические шестерни

Задние мосты во всех тракторах и большинстве автомобилей ведущие (колесная формула 4К2). Для улучшения тягово-сцепных свойств колесных тракторов и уменьшения буксования мощность подводят не только к задним колесам трактора, но и к передним. У таких тракторов все колеса ведущие (колесная формула 4К4).

Главная передача расположена за КП и служит для уменьше­ния передаваемой частоты вращения и увеличения вращающего момента.

На поворотах и при движении по неровной поверхности пра­вые и левые ведущие колеса проходят различный путь. При вра­щении с одинаковой частотой колеса будут проскальзывать, а шины и трущиеся детали трансмиссии быстрее изнашиваться. Ко­леса должны иметь возможность вращаться с различной частотой и в тех случаях, когда их радиусы качения оказываются различны­ми (вследствие неравномерной нагрузки, неодинакового давле­ния в шинах и т. п.). Поэтому в ведущих мостах автомобилей и колесных тракторов предусмотрен механизм, называемый диф­ференциалом, который позволяет передавать ведущим колесам вращение с различной частотой и распределять вращающий мо­мент между ними.

Наиболее распространены дифференциалы с коническими ше­стернями (см. рис. 1.15).

Конечные передачи трактора завершают увеличение вращаю­щего момента, передавае­мого от двигателя к веду­щим колесам, а также слу­жат для получения необхо­димого дорожного просвета. Они представляют собой од­ноступенчатые, реже двух­ступенчатые, а иногда пла­нетарные (К-701 и Т-150К) редукторы.

Ходовая часть трактора предназначена для преоб­разования вращающего мо­мента в тяговое усилие. Она объединяет все агрега­ты трактора в единое целое, обеспечивает передви­жение трактора или авто­мобиля, смягчает толчки и удары. Ходовая часть авто­мобиля должна обеспечи­вать надежное сцепление колес с дорогой, создавать возможно меньшие потери при качении колес во вре­мя движения автомобиля, смягчать удары от неров­ностей дороги и обеспечи­вать достаточную плав­ность хода.

Ходовая часть состоит из несущей системы (остова), движителя (колес или гусениц) и под­вески (рис. 1.16).

Рис. 1.16. Ходовая часть автомобиля:

1 — задний ведущий мост; 2— поперечные брусья; 3 — продольные балки; 4—рессоры; 5—колеса

Несущая часть — остов, на котором расположены все агрегаты машины. Он также воспринимает действующие на нее усилия. Остов тракторов может быть рамным (Т-150К, К-701, ДТ-75Д, Т-150), полурамным (Т-25А, ЛТЗ-55А, Т-4М, МТЗ-80, МТЗ-82, «Беларусь-1025») и безрамным.

Рамный остов (рама) состоит из продольных балок 3 (см. рис. 1.16) и поперечных брусьев 2, приваренных или прикреплен­ных к балкам. Так устроен остов грузовых автомобилей и гусенич­ных тракторов общего назначения.

Полурамный остов образован корпусом трансмиссии и жестко присоединенной к нему полурамы под двигатель (универсальные пропашные тракторы).

Безрамный остов образуют соединенные между собой картеры двигателя, сцепления, КП, заднего моста.

Остов тракторов T-150K и К-701 состоит из двух шарнирно со­члененных секций. Двойной шарнир трактора Т-150К позволяет поворачивать секции рамы одну относительно другой в горизон­тальной плоскости на 30°, в вертикальной — на 15°, для К-701 со­ответственно на 35 и 16°.

Движитель — это устройство, преобразующее работу двигателя в работу по перемещению машины. Движителем на тракторах и автомобилях служат колеса или гусеницы. Колеса катятся непо­средственно по почве (грунту), преодолевая и по возможности сми­ная неровности пути, а опорные катки гусеничного движителя пе­рекатываются по гладкому рельсу, состоящему из стальных звень­ев замкнутой гусеничной цепи.