李素艷

摘要：詳細介紹拖拉機的種類、特點及工作裝置，探討拖拉機的農(nóng)藝適應(yīng)性、使用經(jīng)濟性及與后懸掛農(nóng)具匹配性的計算方法，旨在為拖拉機的選購及使用提供借鑒。

關(guān)鍵詞：拖拉機；分類；農(nóng)藝適應(yīng)性；匹配性；經(jīng)濟性

中圖分類號：S219.02 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2016）09-0027-03

拖拉機是一種自走式動力機械，通過牽引、推動、驅(qū)動與操縱配套作業(yè)機械完成各項移動式作業(yè)，也可做為固定作業(yè)動力。拖拉機是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的主要動力，在農(nóng)田、林業(yè)、水利、運輸、園林及工程等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，其保有量是一個國家或地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的重要標志之一。

為滿足不同作業(yè)需求，拖拉機的功率范圍從1.5 W（小型手扶式拖拉機）到500 W，其主要結(jié)構(gòu)相似，由發(fā)動機和底盤（包括傳動系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、液壓懸掛系統(tǒng)、動力輸出系統(tǒng)、電器儀表系統(tǒng)、駕駛操縱系統(tǒng)及牽引等系統(tǒng)等）組成。

1 拖拉機的分類

1.1 按結(jié)構(gòu)特征分類

根據(jù)主要結(jié)構(gòu)特性，拖拉機可分為輪式拖拉機、履帶式拖拉機、手扶式拖拉機、船式拖拉機和自走底盤五大類。每大類中又可按其結(jié)構(gòu)特征分為若干小類。

輪式拖拉機根據(jù)驅(qū)動形式分為后輪驅(qū)動和四輪驅(qū)動兩種類型。后輪驅(qū)動的拖拉機前輪小、后輪大，前輪用于轉(zhuǎn)向，后輪用于驅(qū)動；四輪驅(qū)動的拖拉機，有的前后輪大小相同，有的前輪小、后輪大，有折腰轉(zhuǎn)向或斜行轉(zhuǎn)向等形式。

履帶式拖拉機可分為普通履帶式、寬履帶式、窄履帶式、高地隙式等。

手扶拖拉機有耕整機及獨輪式、兩輪式、履帶式和乘坐式等。

1.2 按用途分類

根據(jù)用途，拖拉機可分為農(nóng)業(yè)用、林業(yè)用和工業(yè)用三大類。

農(nóng)業(yè)用拖拉機大多用于耕地、整地、播種、收獲、田間管理、農(nóng)業(yè)基本建設(shè)及運輸?shù)龋瑸橐话阌猛就侠瓩C。其它少量農(nóng)業(yè)用拖拉機為特殊用途拖拉機，如中耕拖拉機，草坪園藝拖拉機，果園、葡萄園拖拉機，水田拖拉機及坡地拖拉機等。

林業(yè)用拖拉機主要用于林區(qū)集材、運輸和營林等作業(yè)。集材拖拉機多采用四輪驅(qū)動和履帶式結(jié)構(gòu)，具有良好的牽引性能及爬坡、越野能力。

工業(yè)用拖拉機主要用于推土、挖掘、鏟運、平地、開溝及鋪管等工程施工和土石方作業(yè)，以履帶式和四輪驅(qū)動式為主。

2 拖拉機的使用性能

2.1 農(nóng)藝適應(yīng)性

農(nóng)用拖拉機應(yīng)該在預(yù)定的土壤、地形、道路及氣候等條件下正常、安全、可靠地作業(yè)，且可以滿足農(nóng)業(yè)質(zhì)量要求。這主要表現(xiàn)在拖拉機的牽引附著性能、通過性、轉(zhuǎn)向操控性、穩(wěn)定性和制動性上。

2.1.1 通過性 農(nóng)用拖拉機在田間、無路和道路條件下的通過能力稱為通過性。衡量通過性的主要指標是最大越障高度、最大越溝寬度、最小離地間隙和農(nóng)藝地隙。

2.1.2 轉(zhuǎn)向操縱性 拖拉機的轉(zhuǎn)向操縱性是指拖拉機能按駕駛員期望的路徑行駛的性能，包括轉(zhuǎn)向機動性和行駛直線性。

2.1.3 穩(wěn)定性 拖拉機在坡道上不致翻傾和滑移的能力稱為穩(wěn)定性。

2.1.4 制動性 行車制動性能指拖拉機在行駛中操縱行車制動裝置減速或迅速停車的能力。停車制動性能是操縱停車制動裝置，拖拉機能在規(guī)定坡度上停住的能力。

2.2 使用經(jīng)濟性

2.2.1 生產(chǎn)率 單位時間拖拉機或機組完成的作業(yè)量稱為生產(chǎn)率。以實際生產(chǎn)率或純生產(chǎn)率（即實際工作小時或純工作小時完成的工作量）表示。

2.2.2 油耗 油耗包括燃油和機油的消耗，常用單位功率小時的燃油、機油消耗量表示，即燃油或機油的消耗率。

2.2.3 可靠性 拖拉機在規(guī)定時間和條件下，無故障地完成規(guī)定功能的概率稱之為可靠性，表明主要零部件的可靠耐用程度和使用壽命。拖拉機的可靠性常用無故障性、維修經(jīng)濟性和耐久性表示。

2.2.4 機組配套性能 機組配套性能用拖拉機和配套機具能進行的作業(yè)項目多少及是否能充分利用拖拉機的牽引功率為評價指標。主要因素有拖拉機排檔數(shù)目和傳動比變化范圍、拖拉機單位寬度功率和工作裝置性能等。

為保證機組作業(yè)質(zhì)量和安全，充分發(fā)揮拖拉機的功率，拖拉機與機具的布置必須合理，配套必須協(xié)調(diào)。1） 連接尺寸協(xié)調(diào)。拖拉機的工作裝置與配套機具的連接尺寸和技術(shù)規(guī)格應(yīng)協(xié)調(diào)一致，以保證連接協(xié)調(diào)和良好的工作能力。2） 拖拉機的牽引力、輸出動力、工作速度與機具協(xié)調(diào)。拖拉機應(yīng)在合適的機具作業(yè)速度范圍內(nèi)發(fā)揮牽引力、牽引功率或動力輸出軸功率，以克服配套機具的工作阻力和動力消耗，并留有一定的動力儲備，以適應(yīng)機具短期阻力增大。3） 拖拉機轉(zhuǎn)向操縱性、輪胎承載能力和懸掛提升能力與配套機具協(xié)調(diào)。4） 拖拉機輪（軌）距、輪胎寬度與機具配套協(xié)調(diào)，不致發(fā)生偏牽引。

2.3 與后懸掛農(nóng)具匹配性

輪式拖拉機與后懸掛農(nóng)具的匹配應(yīng)符合GB/T 10911-2003的規(guī)定。該標準規(guī)定了由前軸載荷、后輪胎的承載能力及液壓懸掛系統(tǒng)最大提升力等因素確定拖拉機與后懸掛農(nóng)具合理匹配的方法。拖拉機與后懸掛農(nóng)具在質(zhì)量上的匹配，需要進行計算來確定（見圖1）。

1）保證拖拉機行駛安全的前軸載荷所確定的農(nóng)具最大質(zhì)量計算公式為：

MFmax= （1）

式中：MFmax為保證拖拉機行駛安全的前軸載荷所確定的農(nóng)具最大質(zhì)量，kg；Ftf為允許從拖拉機前軸轉(zhuǎn)移的最大載荷值，N；L為拖拉機輪距，m；x為下拉桿水平時，下懸掛點到后輪中心線之間的水平距離，m；y為下拉桿水平時，農(nóng)機具質(zhì)心到下懸掛點之間的水平距離，m；g為重力加速度，m/s2。

其中，F(xiàn)tf=Ff-0.2MSming （2）

式中：Ff為拖拉機前軸靜載荷，N；MSming為拖拉機最小使用質(zhì)量，kg。

2） 為避免后輪胎超載的農(nóng)具最大質(zhì)量計算公式為：

MRmax= （3）

式中：MRmax為避免后輪胎超載的農(nóng)具最大質(zhì)量，kg；Rtf為后輪胎最大承載量與后輪胎靜態(tài)垂直載荷之差，N。

3） 由液壓懸掛系統(tǒng)最大提升力確定的能夠全行程提升的最大農(nóng)機具質(zhì)量按下式計算：

MLmax= （4）

式中：D為液壓提升器缸筒直徑，mm；PH為液壓系統(tǒng)工作壓力，MPa ；ηm為系統(tǒng)及懸掛機構(gòu)機械效率；imax懸掛機構(gòu)某一點的最大速比。

根據(jù)農(nóng)機具的質(zhì)心位置、質(zhì)量和使用說明書中提供的相關(guān)參數(shù)，按上述公式進行分析計算。若機具質(zhì)量小于某種狀態(tài)下的最大質(zhì)量，即可以匹配，反之則不適合匹配。

2.4 牽引附著性

拖拉機與農(nóng)機具進行配套設(shè)計時，需正確計算拖拉機可利用的牽引功率，輪式拖拉機可應(yīng)用下列經(jīng)驗公式估算各種土壤條件下拖拉機的牽引功率。

A為發(fā)動機最大功率；B為最大動力輸出軸功率，B=0.86A；C為最大牽引功率（混凝土路面），C=0.86B=0.74A；D為最大牽引功率（堅實泥地），D=0.86C=0.64A；E為可用牽引功率（堅實泥地），E=0.86D=0.55A；F為可用牽引功率（耕作土壤），F(xiàn)=0.86E=0.47；G為可以牽引功率（松軟土壤），G=0.86F=0.40A。

在算出一定土壤條件下配套拖拉機的牽引功率后，當(dāng)機組基本作業(yè)速度為v時，可用下式計算拖拉機所的掛鉤牽引力，以便進行農(nóng)機具的合理配套設(shè)計。

PT=FTv/3.6 （5）

式中：PT為拖拉機的牽引功率，kW；FT為拖拉機基本檔位的掛鉤牽引力，kN；v為拖拉機基本檔位的實際工作速度，km/h

3 拖拉機的工作裝置

3.1 液壓懸掛裝置

液壓懸掛裝置由懸掛裝置、液壓系統(tǒng)、操作和耕深控制機構(gòu)等組成。大多數(shù)拖拉機為后懸掛，也可兼有前懸掛或軸間懸掛。

懸掛裝置的主要功能是掛接和升降機具，傳遞牽引力，使耕作機具具有良好性能并限制機具橫向擺動，并提供足夠的運輸高度，滿足機組的縱向通過性要求。

3.2 動力輸出軸

拖拉機的動力輸出軸是拖拉機向其驅(qū)動機具輸出動力的軸，將動力傳給配套農(nóng)機具。

按照轉(zhuǎn)速，動力輸出軸可分為標準轉(zhuǎn)速式和同步式兩類。前者的轉(zhuǎn)速與發(fā)動機轉(zhuǎn)速有一定關(guān)系，不因拖拉機檔位改變而改變轉(zhuǎn)速，國內(nèi)拖拉機應(yīng)用較多，轉(zhuǎn)速一般為540 r/min或1 000 r/min；后者轉(zhuǎn)速與行駛速度成固定的比例關(guān)系，多用于驅(qū)動轉(zhuǎn)速需要與拖拉機行駛速度成一定比例的農(nóng)機具，如播種機、施肥機等。

按照在拖拉機上的位置，動力輸出軸可分為前置、后置和軸間三類。前動力輸出軸由曲軸前端引出動力，經(jīng)聯(lián)軸器、專設(shè)離合器和減速機構(gòu)驅(qū)動，一般由動力輸出傳動系引出。

動力輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向為，當(dāng)從拖拉機后面看時，應(yīng)按順時針方向旋轉(zhuǎn)。

3.3 牽引裝置和拖掛裝置

牽引裝置是拖拉機用來掛接牽引式農(nóng)機具或拖車的裝置，其與農(nóng)機具的鉸接點稱為牽引點。牽引點的水平位置可以左右調(diào)節(jié)，有的牽引點的高度也可以調(diào)節(jié)。

拖掛裝置通常分為U形掛鉤和溝型掛鉤兩種，前者用來拖掛全掛車，后者用來拖掛半掛車。

參考文獻

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