4.1. Kryteria doboru
Tworzony algorytm postępowania wymaga oceny jego efektywności i skuteczności poprzez weryfikację eksperymentalną tzn. przeprowadzenie badań poligonowych.
Związane to jest z przedstawieniem modelu fizycznego badanego obiektu. Algorytm ma służyć szerokiej gamie maszyn rolniczych, które z ciągnikami tworzą mobilne agregaty rolnicze. Ze względu na to, przy definiowaniu badanego obiektu należy uwzględnić standardy łączenia maszyn rolniczych z ciągnikami. Należy również uwzględniać normy obowiązujące dla pojazdów poruszających się po drogach, w zakresie stateczności ruchu oraz ich kierowalności.
4.1.1. Normy zalecane
Dla agregatów rolniczych nie ma jednoznacznie zdefiniowanych norm, według których można by było wykonać badania poligonowe oraz symulacyjne. Korzysta się w tym przypadku z norm proponowanych dla pojazdów samochodowych, które są normami zalecanymi, a nie obowiązującymi.
Adaptacja pojazdu rolniczego do wykonania na nim badań teoretycznych oraz ruchowych dotyczących norm stateczności oraz pozwalająca na sterowanie wykonaniem określonych procesów technologicznych jest dosyć trudna. Pojazd ten powinien spełniać pewne wypracowane standardy badań. Standardy te ujęto w normach, które opracowała Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna ISO:
- ruch ustalony po okręgu – ISO 4138,
- manewr podwójnej zmiany pasa ruchu – ISO TR 3888, - hamowanie prostoliniowe – ISO 6597,
- hamowanie na łuku – ISO 7975,
- wymuszenie sinusoidalne ciągłe – ISO 7401, ISO DP 8726.
Ponadto, pojazd powinien spełniać wymagania w zakresie realizacji procesu technologicznego:
- ruch ustalony po ósemce.
Normy ISO i wymagania zawierają szczegółowe opisy testów, pozwalających uzyskać charakterystyki kierowalności i stateczności badanego pojazdu. Zawierają również warunki wykonywania testów [32, 50, 52, 53, 54]:
32 - wymagania dotyczące pojazdu – sposób przygotowania pojazdu do prób, sposób jego obciążenia, stan ogumienia, stan zawieszenia, układ kierowniczy, - wymagania dotyczące warunków drogowych – rodzaj i stan nawierzchni
drogi, jej geometria, siła wiatru,
- wymagania stawiane aparaturze pomiarowej – rodzaj, klasa dokładności, sposób rozmieszczenia czujników na pojeździe.
4.1.2. Rodzaje połączeń ciągnika z maszyną rolniczą
Rozpatrzmy dwie metody agregowania maszyn rolniczych z ciągnikiem.
Najczęściej stosowana metoda łączenia maszyny rolniczej z ciągnikiem polega na wykorzystaniu trzypunktowego układu zawieszenia (rys. 4.1).
Rys. 4.1. Trzypunktowy układ zawieszenia używany do łączenia maszyn rolniczych z ciągnikiem (opracowanie własne)
Połączenie takie powoduje, że maszyna rolnicza prowadzona jest przez ciągnik zgodnie z jego kierunkiem ruchu. Układ ten pozwala jednak na przemieszczanie się pionowe maszyny.
Drugim używanym połączeniem ciągnika rolniczego z maszyną jest zaczep kulowy i zaczep standardowy (rys. 4.2).
W ASPEKCIE BEZPIECZEŃSTWA RUCHU
33 Rys. 4.2. Zaczep łączący maszynę rolniczą z ciągnikiem (opracowanie własne)
Z przedstawionych przykładów wynika, że mamy do czynienia z dwoma rodzajami połączeń kinematycznych ciągnika z maszyną rolniczą:
- pierwszy rodzaj przenoszący siły wzdłużne i poprzeczne – typ I (maszyna rolnicza związana z ciągnikiem w sposób sztywny w płaszczyźnie poziomej), - drugi rodzaj przenoszący siły wzdłużne, poprzeczne oraz pionowe – typ II
(maszyna rolnicza powiązana z ciągnikiem przegubowo).
Wynika stąd, że bardziej ogólnym przypadkiem jest zagregowanie maszyny rolniczej z ciągnikiem przy użyciu przegubu typu II, ponieważ przenosi on siły od maszyny rolniczej w trzech kierunkach, zarówno w czasie transportu, jak i podczas realizacji procesu agrotechnicznego. Dlatego rozważania zawężono do grupy maszyn, które zagregowane są z ciągnikiem przegubowo i wyposażone są w jednoosiowy układ jezdny. Do tego zbioru zaliczyć można m. in.: wozy asenizacyjne, opryskiwacze, siewniki, rozsiewacze nawozów, agregaty uprawowe, sadzarki, przyczepy zbierające i wozy paszowe. Jako maszynę reprezentującą tę grupę wybrano opryskiwacz sadowniczy.
4.2. Obiekt badań
Celem określenia wszystkich parametrów związanych z statecznością i kierowalnością agregatów rolniczych, do dalszych badań przyjęto zestaw w postaci przedstawionej na rys. 4.3. Konkretnie był to ciągnik Ursus 4512 z opryskiwaczem Wulkan 1000. Opryskiwacz podczepiony był do ciągnika z wykorzystaniem dolnego zaczepu transportowego. Sposób podłączenia opryskiwacza z ciągnikiem umożliwiał obrót opryskiwacza względem ciągnika wokół każdej osi.
34 Rys. 4.3. Widok badanego agregatu – ciągnik URSUS 4512 wraz z opryskiwaczem
sadowniczym Wulkan 1000 (opracowanie własne) 4.2.1. Ciągnik URSUS 4512
Obiektem badań był ciągnik rolniczy URSUS 4512. Jego wymiary przedstawiono na rys. 4.4. Jest to uniwersalny ciągnik rolniczy klasy 0,9, przystosowany do współpracy z szeroką gamą maszyn i narzędzi rolniczych. Wyposażony w silnik rzędowy, wysokoprężny, czterosuwowy typu 4390 o mocy 48,5 kW. Ciągnik ma napęd na tylną oś.
Układ napędowy wyposażony jest w blokadę mechanizmu różnicowego. Maksymalna prędkość jazdy ciągnika wynosi ok. 30 km∙h-1.
Rys. 4.4. Wymiary ciągnika URSUS 4512 [11]
4.2.2. Opryskiwacz sadowniczy Wulkan 1000
Opryskiwacz sadowniczy Wulkan 1000 P013/3 produkowany przez przedsiębiorstwo Bury Maszyny Rolnicze w Kutnie przedstawiono na rys. 4.5.
Opryskiwacz przeznaczony jest do prac w rolnictwie i służy do wykonywania zabiegów
W ASPEKCIE BEZPIECZEŃSTWA RUCHU
35 ochrony roślin i nawożenia nawozami płynnymi na plantacjach sadowniczych.
Opryskiwacz zbudowany jest z ramy nośnej (3) wspartej na osi z dwoma kołami jezdnymi (4). Koła ogumione są oponami o oznaczeniu 10.0/75-15.3 8 PR. Ciśnienie powietrza w ogumieniu nominalnie wynosi 200 kPa. W przedniej części ramy znajduje się dyszel (1) przystosowany do agregowania maszyny z ciągnikiem rolniczym przy użyciu dolnego zaczepu rolniczego. Połączenie pomiędzy ciągnikiem, a opryskiwaczem umożliwia obrót wokół każdej osi. Dyszel wsparty jest na podporze (2) zapewniającej odpowiednie jego położenie podczas agregowania. Na ramie wsparty jest wykonany z tworzywa sztucznego zbiornik główny (6) o pojemności nominalnej 1000 dm3. Zbiornik spoczywa na belkach ceowych, zabezpieczony jest kształtowo przed przemieszczaniem w kierunku OX, OY, OZ (nie jest przykręcony). W tylnej części opryskiwacza umieszczona jest przystawka wentylatorowa (5).
2 5
3
1
4
6
Rys. 4.5. Opryskiwacz sadowniczy Wulkan 1000 (opracowanie własne) 1- dyszel, 2- podpora, 3- rama nośna, 4- koła jezdne, 5- przystawka wentylatorowa,
6- zbiornik główny o pojemności 1000 dm3
Ciężar opryskiwacza pustego wynosi 5000 N i rozkłada się po 2200 N na każde koło i 600 N na dyszel. Ciężar opryskiwacza w pełni obciążonego wynosi 15000 N i rozkłada się po ok. 6000 N na każde koło i 3000 N na dyszel. Wymiary gabarytowe opryskiwacza (położenie transportowe i robocze):
- długość – 3,08 m, - szerokość – 1,20 m, - wysokość – 1,32 m, - rozstaw kół – 1,28 m.
36