UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAOV FACULTATEA DE ALIMENTAIE I TURISM Ing. Augustin CONSTANTINESCU CONTRIBUII LA STUDIUL DINAMICII I ENERGETICIISISTEMELOR TRACTOR DE MARE PUTERE- MAIN AGRICOLUTILIZATE LA PREGTIREA TERENULUI N VEDEREA NSMNRII Rezumatul tezei de doctorat CONDUCTOR TIINIFIC Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU Membru titular al Academiei de tiine Agricole i Silvice Gheorghe Ionescu Siseti Braov 2010 UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAOV FACULTATEA DE ALIMENTAIE I TURISM Ing. Augustin CONSTANTINESCU CONTRIBUTIONS TO THE DYNAMIC AND ENERGETIC STUDY OF THE SYSTEMS OF GREAT CAPACITY TRACTOR-AGRICULTURAL MACHINE REGARDING PREPARATION OF SOIL FOR SOWING Summary of PhD Thesis SCIENTIFIC COORDINATOR: Professor PhD. eng. Simion POPESCU Titular Member of Academy of Agricultural and Forestry Sciences Gheorghe Ionescu Siseti Braov 2010 CUPRINS PREFA ................................................................................................... 1. CONSIDERAII GENERALE PRIVIND PREGTIREA TERENULUI N VEDEREA NSMNRII ............................................................... 1.1 Aspecte generale privind pregtirea terenului n vederea nsmnrii ................................................................................... 1.2 Cerine impuse lucrrilor de pregtire a patului germinativ pentru diferite culturi .. 1.3 Indici calitativi de lucru ai agregatelor pentru pregtirea patului germinativ ...................................................................................... 1.4 Verificarea i aprecierea lucrrilor de pregtire a patului germinativ ....................................................................................... 1.5 Influena calitii pregtirii patului germinativ asupra procesului de rsrire a plantelor semnate ................................................... 2. STADIUL ACTUAL PRIVIND REALIZRILE DE MAINI I ECHIPAMENTE AGRICOLE UTILIZATE LA PREGTIREA TERENULUI N VEDEREA NSMNRII .. 2.1 Maini i echipamente pentru pregtirea terenului n vederea nsmnrii realizate n Romnia ... 2.1.1 Grape cu discuri ....... 2.1.2 Grape cu coli ... 2.1.3 Grape elicoidale i oscilante ...... 2.1.4 Tvlugi ..... 2.1.5 Freze agricole ...... 2.1.6 Cultivatoare pentru prelucrare total ..................................... 2.1.7 Combinatoare i agregate multiple ..................................... 2.1.8 Agregate complexe pentru pregtirea patului germinativ ..... 2.2 Maini i echipamente pentru pregtirea terenului n vederea nsmnrii realizate pe plan internaional ... 3. STADIUL ACTUAL AL CERCETRILOR TEORETICE I EXPERIMENTALE PRIVIND DINAMICA I ENERGETICA SISTEMELOR TRACTOR MAIN AGRICOL UTILIZATE LA PREGTIREA TERENULUI N VEDEREA NSMNRII .. 3.1 Stadiul actual al cercetrilor teoretice privind dinamica i energetica sistemelor tractor - main agricol utilizate la pregtirea terenului n vederea nsmnrii . 3.1.1 Cercetri teoretice privind procesele de lucru i dinamica mainilor agricole utilizate la pregtirea terenuluin vederea nsmnrii ... 3.1.2 Cercetri teoretice privind dinamica sistemelor tractor-main agricol utilizat la pregtirea terenuluin vederea nsmnrii .. 3.1.2.1 Dinamica sistemului tractor main purtat nspate . 3.1.2.2 Dinamica sistemului tractormain tractat . 3.1.2.3 Dinamica sistemului tractor-main semipurtat 3.1.3 Bilanul de putere al tractorului....................................... 3.1.4 Bilanul energetic al sistemului tractor-main agricol . 5777788 9991010101010101111 1515151919232425253.2 Stadiul actual al cercetrilor experimentale a dinamicii i energeticii sistemelor tractor-main agricol ... 3.2.1 Aspecte generale . 3.2.2 Aparatura pentru msurarea vitezelor unghiulare .. 3.2.3 Aparatura pentru msurarea vitezelor de deplasare a mainilor 3.2.5 Aparaturapentrumsurareaforelor i momentelor de torsiune .. 3.2.6 Metode i aparatur pentru determinarea forelor de rezisten la traciune ale mainilor agricole .. 4. NECESITATEA I OBIECTIVELE LUCRRII ....................................... 4.1 Necesitatea abordrii temei ........................................................... 4.2 Obiectivele lucrrii ......................................................................... 4.3 Metodica de cercetare ................................................................... 5. CERCETAREA TEORETIC I MODELAREA DINAMIC I ENERGETIC A SISTEMELOR TRACTOR-MASIN DE PREGTIT TERENUL N VEDEREA NSMNRII ..... 5.1 Obiectivele cercetrii teoretice privind dinamica sistemelor tractor-main agricol utilizate la pregtirea terenului n vederea nsmnrii . 5.2 Cercetri teoretice privind dinamica organelor de lucru ale mainii utilizate la pregtirea terenului n vederea nsmnrii . 5.2.1 Cercetri teoretice privind dinamica cuitele pentru afnarea i decompactarea solului 5.2.2 Cercetri teoretice privind dinamica rotorului orizontal cu cuite pentru mrunirea i afnarea solului . 5.2.3 Cercetri teoretice privind dinamica tvlugului cu pinteni ... 5.3 Cercetri teoretice privind dinamica agregatului pentru pregtit patul germinativ ACPG-3 ...... 5.4 Dinamica general a sistemului tractor-agregat combinat pentru pregtit patul germinativ .................. 5.4.1 Stabilitatea longitudinal a tractorului cu maina n poziie de lucru pe terenorizontal . 5.4.2 Stabilitatea longitudinal a tractorului la coborrea pe pant cu maina n poziie de lucru .. 5.4.3 Stabilitatea longitudinal a tractorului la urcarea pe pant cu maina n poziie de lucru 5.4.4 Stabilitatea longitudinal a tractorului cu maina n poziie de transport ... 5.5 Simularea pe calculator a dinamicii sistemului tractor-main agricol pentru pregtirea terenului pentru semnat. 5.5.1 Aspecte generale . 5.5.2 Simularea dinamicii sistemului tractor main de pregtit patul germinativ 5.5.3 Interpretarea grafic a rezultatelor obinute n urma simulrii dinamicii sistemului .. 5.6 Analiza energetic a sistemului tractor- agregat combinat pentru pregtit patul germinativ ................................ 2626262727293131323234343535363840414143434446464651536. CERCETRI EXPERIMENTALEPRIVIND DINAMICA I ENERGETICA SISTEMELOR TRACTOR - MAIN AGRICOLUTILIZATE LA PREGTIREA TERENULUI N VEDEREANSMNRII ...................................................................................... 6.1 Sistemul supus cercetrii experimentale ....................................... 6.1.1 Tractorul utilizat la cercetrile experimentale ........................ 6.1.2 Maina agricol utilizat la cercetrile experimentale............ 6.2 Obiectivele i programul ncercrilor experimentale 6.3 Aparatura i metodica de investigare utilizat ............................... 6.3.1 Amplasarea n sistem a echipamentelor pentru investigaia experimental .................................................... 6.3.2 Metodica i aparatura pentru msurarea forelor din cuplele de legtur dintre tractor i maina agricol purtat . 6.3.3 Msurarea momentelor de torsiune la arborii cardanici de la puntea fa i spate a tractorului i a turaiei acestora ..6.3.4 Msurarea momentului de torsiune i a turaiei arborelui prizei de putere . 6.3.5 Msurarea turaiei de la roata a 5-a .. 6.4. Prelucrarea, analiza i interpretarea rezultatelor experimentale .. 6.4.1 Prelucrarea datelor experimentale 6.4.2 Analiza i interpretarea rezultatelor cercetrii experimentale referitoare la dinamica sistemului .. 6.4.3 Analiza i interpretarea energeticii sistemului utilizat la pregtirea terenului pentru semnat . 7. CONCLUZII I CONTRIBUII PERSONALE . 7.1 Concluzii generale...................................... .. 7.2 Concluzii rezultate din cercetrile teoretice . 7.3 Concluzii rezultate din cercetrile experimentale . 7.4 Contribuii personale ale autorului .. BIBLIOGRAFIE .......................................................................................... 5555555556585861626465666668707676767880 81 REZUMATULTEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 5 PREFA nsistemamainilorpentrulucrriledepregtireaterenuluinvederea nsmnrii, pe lng mainile simple formate din organe de lucru acionate prin tractare (grape, cultivatoare, combinatoare.) sau din organe acionate prin priza de putere ( freze, mainicurotoareantrenate)aufostintrodusenproduciedincencemaimult agregatele multiple formate din combinaii de maini cu organe active antrenate (rotoare cucuite)imainicuorganedelucruneantrenate(pasive).Dintreacestea,olarg dezvoltare i utilitate o au agregatele pentru pregtit patul germinativ formate din organe de afnare adnc, rotor cu cuite pentru mrunirea i afnarea solului i tvlugi pentru mrunirea suplimentar i nivelarea solului. Prezentatezsencadreaznpreocuprilecareurmrescgsireadesoluii optimenconstruciaagregatelormultipledepregtitpatulgerminativ,cuscopuldea reducenecesaruldeenergie,acreteproductivitateaideaexecutalucrricuindici calitativisuperiori.nacestsens,prezintinteresagregatulcombinatpentrupregtit patulgerminativ(ACPG-3),studiatsubaspectteoreticiexperimental.Porninddela aceste considerente, lucrarea de doctorat abordeaz studiul dinamic i energetic pentru fiecare tip de organ de lucru al mainii, pentru agregat i pentru sistemul tractor-main n ansamblul, n vederea stabilirii regimurilor optime de lucru, prin elaborarea de modele dinamice i energetice i simularea computaional a comportrii dinamice a acestuia. Tezadedoctoratelaboratestestructuratpe7capitole,conine....paginiio listbibliograficcu156titluridelucrrireprezentativepublicatendomeniu(inclusiv cele publicate de autor). ncapitolul1,intitulatConsideraiigeneraleprivindpregtireaterenuluin vederea nsmnrii, se prezint cerinele agrotehnice impuse lucrrilor de pregtire a patului germinativ pentru diferite culturi, indicii calitativi ai agregatelor utilizate n acest scop, se descriu tehnologiile de pregtire a patului germinativ i se analizeaz influena calitii pregtirii acestuia asupra procesului de rsrire a plantelor semnate. ncapitolul2,intitulatStadiulactualprivindrealizriledemainii echipamenteagricoleutilizatelapregtireaterenuluinvedereansmnrii,se prezintprincipaleletipuridemainiiechipamenteutilizatelapregtireaterenuluin vedereansmnriirealizatenRomnia.Deasemeneasuntprezentaterealizride mainiutilizatelapregtireaterenuluinvedereansmnriipeplanmondial,cu precdere agregate multiple (combinate) utilizate n acest scop. n capitolul 3, intitulat Stadiul actual al cercetrilor teoretice i experimentale privinddinamicaienergeticasistemelortractormainagricolutilizatela pregtireaterenuluinvedereansmnrii,sefaceanalizaprocesuluidelucrui dinamicii unor maini utilizate la pregtirea terenului n vederea nsmnrii, a dinamicii pentru diferite sisteme tractor-main de lucru i energeticii acestora. n partea a doua a capitoluluiseprezintaparaturaimetodicadecercetareexperimentaladinamiciii energeticii sistemelor tehnice tractor-main de lucru. ncapitolul4,intitulatNecesitateaiobiectivelelucrrii,seprezint argumentele care au stat la baza realizrii lucrrii, obiectivele tezei de doctorat precum i metodica de cercetare teoretic i experimental utilizat n scopul atingerii obiectivelor propuse. ncapitolul5,intitulatCercetareateoreticimodelareadinamici energeticasistemelortractor-maindepregtitterenulnvederea nsmnrii,sefaceanalizadinamicaorganelordelucruisestabiletemodelul dinamic echivalent al agregatului pentru pregtit patul germinativ ACPG-3, se analizeaz dinamica general a sistemului tractor-main considerat, n diverse situaii de lucru, se REZUMATULTEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 6realizeazsimulareadinamiciisistemuluipecalculatorcuajutorulsoft-uluiMAPLE12. Capitolulestecompletatnncheierecuanalizaenergeticasistemuluitractor-agregat combinat pentru pregtit patul germinativ. n capitolul 6, intitulat Cercetri experimentale privind dinamica i energetica sistemelortractor-mainagricolutilizatelapregtireaterenuluinvederea nsmnrii,suntprezentateobiectivelecercetrilorexperimentale,obiectulsupus cercetriiexperimentale(tractorulA1800-AMnagregatcuACPG-3),metodologiai aparaturadeinvestigareexperimentalutilizatlancercareaagregatului(rama tensometricpentrumsurareaforelorderezistenlatraciuneamainiloragricole purtate cu dispozitive de cuplare categoria a III i a IV-a, a fost conceput, proiectat i realizatdeautor).Seprezintmetodologiadeprelucrareadatelorexperimentale,se analizeaz i se interpreteaz rezultatele cercetrii experimentale referitoare la dinamica i energetica sistemului. ncapitolul7,intitulatConcluziiicontribuiipersonale,seprezint concluziilereferitoarelaoportunitateatemei,larealizrileactualedemainiagricole utilizatelapregtireaterenuluinvedereansmnrii,lastadiulactualalcercetrilor teoreticeiexperimentalealacestorsisteme.Deasemenea,seprezintconcluziile rezultatedincercetareateoreticiexperimentalasistemuluianalizat,contribuiile personale ale autorului, precum i direciile viitoare de cercetare. ncredinatcrigoarea,spiritulacademiciclaritateatiinificpermanenta conductoruluitiinificDl.Prof.Univ.Dr.Ing.SimionPOPESCU,membrutitularal AcademieidetiineAgricoleiSilvice,aufcutposibilconcepereaielaborarea prezenteilucrridedoctorat,autoruliexprimsentimenteledegratitudineiadnc consideraiefadeDomniaSafiindu-irecunosctorpentruvaloroasandrumare tiinific. Mulumescstimailorreferenipentruonoareacaremi-aufcutrecenzndu-mi lucrarea. Mediulintelectualalprestigiosuluilcadeculturitiincareeste UniversitateaTransilvaniadinBraovaconferitonotparticularacestuidemers tiinific.PeaceastcalemulumesccadrelordidacticedelaCatedradeMainipentru Agricultur i Industria Alimentar din cadrul Facultii de Alimentaie i Turism. Cuprofundconsideraieautorulmulumete,deasemenea,colectivelorde specialiti ai Institutului Naional pentru Maini Agricole (INMA) din Bucureti i SC MAT SAdinCraiova,pentrusprijinul,disponibilitateaiprofesionalismulmanifestatepe perioada desfurrii ncercrilor experimentale. ColegilordelaDepartamentulAutovehiculeRutiere,MainiiInstalaiiAgricole din cadrul Universitii din Craiova, care mi-au fost alturi pe parcursul elaborrii tezei, le adresez acum recunosctoare gnduri i sentimente de consideraie. Mulumesctuturorprietenilormei,ceicarentoiacetianiaucrezutnminei mi-au fost alturi atunci cnd am avut mai mare nevoie. Mulumesc familiei mele, fr de care nu puteam ajunge aici. Mulumesc lui Dumnezeu! Craiova, 2010Ing. Augustin CONSTANTINESCU REZUMATULTEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 7 1.CONSIDERAIIGENERALEPRIVINDPREGTIREATERENULUIN VEDEREA NSMNRII 1.1ASPECTEGENERALEPRIVINDPREGTIREATERENULUINVEDEREA NSMNRII Datfiindmareavarietateaproprietilorfizicealesolurilorexistente,a condiiilorclimaticeiacerinelordiverselorspeciideplantecultivateestefiresca existamaimultetehnologiidelucrareasolului,cuprinsendiferitesisteme tehnologice de cultur (sau sisteme agricole) i folosind maini diferite [30, 31, 81, 92, 102, 127, 133]: Sistemul clasic (cu artur). Sistemul de conservare a solului (fr artur)Sistemul fr prelucrarea solului (semnat direct)Estenecesarcalucrareadepregtireaterenuluinvedereasemnatuluis fie de bun calitatea, ntruct este ultima lucrare ce se execut naintea semnatului i eventualele abateride la calitate nu mai pot fi corectate prin alte lucrri. Cerine agrotehnice specifice [24, 30, 31, 81, 127]: Cerinafadegraduldemrunireidimensiuneamaximafragmentelor depindedemrimeasemineiieste,ngeneral,inversproporionalcumrimea seminei. Graduldeafnare al stratului de sol lucrat trebuie s fie de 10-15% pentru a permiteplanteisrsar,iarlaplantelecursrireepigeic(cuscoaterea cotiledoanelor n afara solului), cum ar fi fasolea, soia, nutul etc. de 15-25%. Adncimeadelucrutrebuiesfieegalcuadncimeadesemnat,n general, ntre 2 i 10 cm. Uniformitateaadncimiitrebuiesfiedepeste90%pentruaavea simultaneitate a rsririi culturii. Denivelrilemaximeadmisesuntngeneraldecirca20%dinadncimeade semnat. Gradul de distrugere al vegetaiei nedorite trebuie s fie de cel puin 90%. Amestecarea stratului de sol lucrat este o cerin important n anumite situaii cum ar fi tratamentele cu pesticide sau erbicide. 1.2CERINE IMPUSE LUCRRILOR DE PREGTIRE A PATULUI GERMINATIV PENTRU DIFERITE CULTURI 1.2.1 Pregtirea patului germinativ pentru culturile de toamn [ 30, 127, 133]: 1.2.2 Pregtirea patului germinativ pentru culturile de primvar [ 30, 81, 133]: 1.3INDICICALITATIVIDELUCRUAIAGREGATELORPENTRUPREGTIREA PATULUI GERMINATIV Laagregatelepentrupregtireapatuluigerminativ,indiciidelucrucalitativi sunt cei prezentai n literatura de specialitate [ 30, 81, 127, 133]: - adncimea medie a mobilizrii solului, a patului germinativ, am

- abaterea standard fa de adncimea medie de mobilizare a solului, sa,- abaterea accidental maxim, a; - coeficientul de variaie, Ca - gradul de mrunire a solului Gms, la pregtirea patului germinativ REZUMATULTEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 8- gradul de afnare a solului, Gas, - gradul de nivelare a solului, Gns - gradul de distrugere a buruienilor, Gdb, 1.4 VERIFICAREA SI APRECIEREA LUCRRILOR DE PREGTIRE A PATULUI GERMINATIV Aprecierealucrrilordepregtireapatuluigerminativsereferlaalegerea perioadei optime de efectuare a lucrrii i la respectarea indicii calitativi specifici: - respectarea momentului i perioadei optime de execuie; - realizarea adncimii i respectarea acesteia; - gradul de nivelare i prezena bulgrilor; - gradul de mrunire a solului; - gradul de distrugere a buruienilor; - prezena greurilor. 1.5INFLUENACALITIIPREGTIRIIPATULUIGERMINATIVASUPRA PROCESULUI DE RSRIRE A PLANTELOR SEMNATE Printehnologiiledelucrareasoluluisencearcsseasigurecondiiile optime de germinare, rsrire i dezvoltare a plantelor cultivate. Existnumeroasevariantetehnologicedeaplicarealucrrilorsoluluipentru nfiinarea unei culturi. Practicaagricolactualaconsfinitexistenaatreitehnologiifundamentale de lucrare a solului : - tehnologia convenional (cu plug) care include aratul i grpatul n vederea pregtirii patului germinativ; - tehnologia conservativ a solului (fr plug); - semnatul direct n sol nelucrat. Tehnologiileconvenionaleiceleconservative,carenprezentsunt dominante, ele reprezentnd mpreun cca. 80% din totalul tehnologiilor de lucrare a solului aplicare pe plan mondial, impun ca un pat germinativ bine pregtit (fig. 1.2) s rspund la urmtoarele cerine agrotehnice: -semineletrebuiesfieaezatentr-unstratdesolfinitasatpentrua permite apei din apropiere s vin n jurul seminelor; -stratuldesolpecareseaeazsemineletrebuiesfiemaitarepentrua favoriza creterea imediat a plntuei pe vertical; - suprafaa solului trebuie s fie destul de grosier pentru a se evita formarea crustei care mpiedic buna rsrire a plantelor i favorizeaz pierderea apei din sol. Fig.1.2 Structura unui pat germinativ ideal [81]: 1-strat de sol bulgros; 2-strat de sol mrunit fin (la nivelul seminelor); 3-strat de sol tasat formnd baza patului germinativ; 4-start de sol arat; 5-baza arturii (mult tasat) REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 9 2. STADIUL ACTUAL PRIVIND REALIZRILE DE MAINI I ECHIPAMENTE AGRICOLE UTILIZATE LA PREGTIREA TERENULUI N VEDEREA NSMNRII 2.1MAINIIECHIPAMENTEPENTRUPREGTIREATERENULUINVEDEREA NSMNRII REALIZATE N ROMNIA 2.1.1 Grape cu discuri ntabelul2.1suntprezentateprincipaleletipuriconstructivedegrapecu discuri folosite la pregtirea terenului pentru semnat fabricate n Romnia. Tabelul 2.1 Nr. crt. Grapa Tipul Destinaia Tractorul cu care lucreaz Capacitatea de lucru (ha/sch) 012345 1Grapa cu discuri grea GDG-6,4 Tractat, cu rabaterea n transport a bateriilor laterale i acionare hidraulic Grpatul arturii i discuitul miritii sau porumbitii pe soluri uoare, mijlocii i grele A 1800 A T 195 - 1U 25 2Grapa cu discuriGD-6,4 Tractat, cu crucior de transport i acionare hidraulic Grpatul arturii i discuitul miritii pe soluri uoare, mijlocii A 1800 A T 195 - 1U 25 3Grapa cu discuri grea GDG-4,2 Tractat, cu crucior de transport i acionare hidraulic Grpatul arturii i discuitul miritii pe soluri grele A 1800 A T 195 - 1U 20 4Grapa cu discuriGDU-3,4 i GDU-4,4 Tractat, cu acionare hidraulic Grpatul arturii pe toate tipurile de sol U 650M (651M) SM 851 (853) U 1010 (1010DT) 15 20 5Grapacu discuri GD-4 (GD-3,2) Tractat,cuacionare hidraulic Grpatularturiii discuitul miritii pe soluri uoare, mijlocii U650M (651M) U 800 (801) 16 (12) 6Grapacu discuri GDP-2,5 PurtatGrpatularturiipesol uor, mijlociu U 650 M U 800 10 7Grapacu discuriGDPR-1,8 PurtatGrpatularturiipe terenuri n pant SM 445 U 445 DT 8 8Grapacu discuriGDU-2,2 PurtatGrpatularturiipesol uor, mijlociu U 445 T 045-1U 8 Fig. 2.1 Grapa cu discuri grea Superdisc-6,4 SC MAT Craiova REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 102.1.2 Grape cu coliGrapelecucolisepotfolosilapregtireaterenuluinvedereansmnrii singuredoarpearturicareserealizeazncondiiifoartebune,dardecelemai multe ori ele se folosesc n combinaii cu alte organe de lucru. .2.1.3 Grape elicoidale i oscilanteGrapele elicoidale se folosesc n combinaie cu alte utilaje cum ar fi grape cu discuri, grape cu coli, cultivatoare pentru cultivaie total etc., efectund operaia de finisare a lucrrii de pregtire a terenului n vederea semnatului. 2.1.4 TvlugiTvlugii sunt destinai, n principal, pentru tasarea stratului superior al solului, micorndastfelgraduldeafnarerealizatprinlucrrileanterioare,mrunirea bulgrilor i spargerea crustei. Tvlugii se pot realiza cu suprafa neted denumii tvlugi netezi sau cu suprafa denivelat denumii tvlugi inelari.2.1.5 Freze agricole Frezele utilizate la prelucrarea total a solului n vederea nsmnrii execut aceast lucrare la o singur trecere, la adncimi ce pot alunge pn la20 25 cm.nfigura2.8esteprezentatfrezafabricatlaMecanicaCeahlulPiatra Neamcareserealizeaznmaimultevariantedelimidelucruicareare caracteristicile tehnice prezentate n tabelul 2.5. Freza este de tip purtat. Tabelul 2.5 Nr. crt. Tipul frezeiTractor necesar (CP) Limea de lucru (m) Adncimea de lucru (cm) Nr. de flane portcuit Nr. total de cuite Masa net (kg)1B-1300451,312728215 2B-1400451,412728225 3B-1500651,512832250 4B-1600651,612832265 5B-180065 - 801,8121040330 Fig. 2.8 Frez fabricat la Mecanica CeahlulPiatra Neam [145] 2.1.6 Cultivatoare pentru prelucrare totalSunt destinate pentru prelucrarea total a solului n vederea semnatului.Cultivatorulpentruprelucrareatotalesteformatdincultivatorulpropriu-zisechipat cuorganedelucrucusuportelastic,iardeparteaposterioaracadruluise monteaz mai multe cmpuri de grape elicoidale.2.1.7 Combinatoare i agregate combinate nfig.2.11esteprezentatuncombinatorACPG-3fabricatnprezentlaSC MatCraiova,careesteunagregatcombinatpentrupregtitpatulgerminativcu limeadelucrude3msiestedestinatexecutriilucrrilordepregtitpatul germinativ la o singur trecere pe teren arat sau pe mirite. REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 11AgregatulACPG-3lucreazcutractoareperoide180-240CP,asigurndo ncrcare raional a acestora, pe teren es sau cu panta de max. 60, pe toate tipurile de sol. Viteza de deplasare a agregatului n lucru este de 3-8 km/h. Cu agregatul combinat ACPG-3, se poate pregti patul germinativ la o singur trecere pe mirite sau pe teren arat bolovnos, n condiii superioare de calitate. Agregatulesteprevzutcuposibilitateadeataareaunuiechipamentde semnat cereale pioase concomitent cu pregtirea patului germinativ. Avantajelefolosiriiacestuiagregatdepregtitpatulgerminativcomparativcu tehnologiaclasic(arat+pregtitpatgerminativ)ncondiiilencareproduciilela hectar sunt practic egale sunt: reducerea consumului de combustibil la hectar cu peste 10%; reducerea numrului de treceri pe sol i a timpului de executare a lucrrilor cu cca. 50%; conservarea solului prin reducerea tasrii cu 5-8%; capacitate de lucru cu cca. 12-15% mai mare fa de tehnologia clasic; realizarea unui pat germinativ cu indici de calitate superiori Fig. 2.11 CombinatorulACPG-3 (Agregatul combinat pentru pregtit patul germinativ) (produs de SC MAT Craiova) 2.1.8. Agregate complexe pentru pregtirea patului germinativnvedereareduceriiconsumuluidecarburaniianumruluidetreceri,n condiiilerespectriiindicilorcalitatividelucru,nconcordancucerinele agrotehnice,sefolosescagregatelecomplexeformatedintr-untractorimaimulte maini agricole [126]. 2.2MAINIIECHIPAMENTEPENTRUPREGTIREATERENULUINVEDEREA NSMNRII REALIZATE PE PLAN INTERNAIONAL Peplanmondialseobservtendinaextinderiisistemelordenfiinarea culturiloragricoleprinconservareasolului(frartur)ndefavoareasistemului clasic care presupune aratul ca lucrare primar. De aceea, marile firme constructoare demainiagricolei-audiversificatgamautilajelordestinatepregtiriiterenului pentrusemnatdelagrapecudiscuridetoatetipurile(uoare,mijlocii,grelesau foarte grele, purtate sau tractate, acionate mecanic sau hidraulic), freze de prelucrat solulpeterenaratsaupeterennearat,curotororizontalsaucumaimulterotoare verticaledediferitelimidelucruipnlacombinatoaredemarecapacitate.O REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 12parte dintreacestea se pot constitui n agregate complexe care la o singur trecere realizeazadministrareangrmintelor,erbicidarea,prelucrareaterenuluipentru semnat i semnatul. Fig. 2.15 Grap cu discuri DXH - firma Kverneland [152] nfigura2.16esteprezentatograposcilantcucolincombinaiecuun tvlug fabricat de firma Kuhn. Grapele firmei Kuhn se construiesc cu limi de lucru de 3m, respectiv 4 m. Fig. 2.16 Grap oscilant cu coli - firma KUHN [145] Fig. 2.17 Frez cu rotoare verticale i tvlug cu pinteni -firma ab Eberhardt din Germania [145] n figura 2.19,a este prezentat construcia frezei cu rotor orizontal i tvlug cu pintenirealizat defirma KUHN. Fig. 2.19 Frez cu rotor orizontal i tvlug cu pinteni - firma KUHN [145] REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 13nfigura2.20esteprezentatagregatulcombinatformatdinorganepentru afnare adnc,freza cu rotor orizontal cu cuite i un tvlug cu pinteni, fabricat de firmaKuhn.Organelepentruafnareadncsuntformatedinsuporireglabilipe vertical i cuite sgeat, respectiv vrf dalt. Se construiete cu limi de 3 i 4 m. Fig. 2.20 Agregat combinat: organe de afnare, rotor cu cuite, tvlug cu pinteni - firma KUHN [145] n figura 2.21 este prezentat uncombinator format din organe pentru cultivaie totalmontatepesuportelastic,discuripesuportrigidigrapelicoidalfixatpe suportelastic,fabricatdefirmaVogel&Noot.Organelepentrucultivaietotal(1) sunt formate din cuit sgeat i cuit dalt reversibil montat n vrful acesteia. Fig. 2.21 Combinator firma Vogel & Noot [145] n figura 2.22 este prezentat un combinator realizat de firma Gregoire Besson. Combinatorulesteformatdintr-uncadrupecaresuntmontate:grapacudiscuri crenelate pe un rnd n fa, cuite pentru afnare adnc dispuse pe dou rnduri, ncunrnddegrapcudiscurialternantecutinetedicrenelateinspate tvlugul inelar profilat. Fig. 2.22 Combinator firma Gregoire Besson [145] n figura 2.23 este prezentat combinatorul Rubin realizat de firma Lemken, n lucru, n agregat cu un tractor echipat cu enile elastice,care realizeaz pregtirea terenului pentru semnat n teren nearat. Acest combinator sefabric n mai multe REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 14variante:culimidelucrudela3la10m,cucadrurigidsaurabatabilhidraulic pentruceleculimimaimaride4m,putndfipurtatsausemipurtat,Puterea necesar pentru acionare este 150 280 CP, n funcie de limea de lucru. Fig. 2.23 CombinatorRubin firma Lemken [145] nfigura2.24esteprezentatcombinatorulKompactorrealizatdefirma Lemken, n lucru, n agregat cu un tractor pe roi, care realizeaz pregtirea terenului pentru semnat. Combinatorul se fabric n mai multe variante: cu limi de lucru de la 3 la 10 m, cu cadru rigid sau rabatabil hidraulic pentru cele cu limi mai mari de 4 m, putnd fi purtat sau semipurtat, Puterea necesar pentru acionare este 100 280 CP, n funcie de limea de lucru [145, 153]. . Fig. 2.24 CombinatorKompactor firma Lemken [145] nfigura2.25esteprezentatuncombinator,nlucru,realizatdefirmaKuhn. Combinatorul are cadrul rabatabil hidraulic i posibilitatea cuplrii cu o semntoare. Fig. 2.25 CombinatorPerformer firma Kuhn [145] Pecadrusepotmonta,nordineaaleasdeutilizator,diferitecombinaiide cuite sgei, grape i tvlugi. REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 15 3. STADIUL ACTUAL AL CERCETRILOR TEORETICE I EXPERIMENTALE PRIVIND DINAMICA I ENERGETICA SISTEMELOR TRACTOR MAIN AGRICOL UTILIZATE LA PREGTIREA TERENULUI N VEDEREA NSMNRII 3.1 STADIUL ACTUAL AL CERCETRILOR TEORETICE PRIVIND DINAMICA I ENERGETICA SISTEMELOR TRACTOR - MAIN AGRICOL UTILIZATE LA PREGTIREA TERENULUI N VEDEREA NSMNRII 3.1.1 Cercetri teoretice privind procesele de lucru i dinamica mainilor agricole utilizate la pregtirea terenuluin vederea nsmnrii 3.1.1.1Cercetriteoreticeprivindprocesuldelucruidinamicafrezelor agricoleA. Procesul de lucru executat de freze [9, 23, 24, 57,107, 132]Procesuldelucruexecutatderotorulfrezeiesteunprocescareconstdin urmtoarelefaze:ptrundereacuitelornsol,desprindereaachiilordesoli antrenareaacestoranmicareaderotaie,ciocnireaachiilordecarcasi mrunirea suplimentar a acestora precum i nivelarea stratului mrunit. Fig. 3.1 Prelucrarea solului cu freze cu rotor orizontal [132] a) de sus n jos; b) de jos n sus 1- rotor; 2-carcas; 3-paravan Organul de lucru al frezei l constituie rotorul cu cuite antrenat n micare de rotaie i poate executa prelucrarea solului pe toat limea de lucru sau n benzi. Fig. 3.3 Rotorul frezei orizontale 1-arborele rotorului; 2-flan de fixare a cuitelor; 3-lagr; 4-cuit dreapta, 5-cuit stnga B. Dinamica frezelor cu cuite orizontale B1. Forele care acioneaz asupra cuitului frezeinprocesuldelucru,asupracuitelorfrezeiacioneazforedetiere.Sub aciunea forei de tiere, apare, n acelai timp, o for rezistent R din partea solului, egalcuforadetiereFpidesensopus.ForaderezistenRsepoate REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 16descompunencomponentelesaleRxiRy,alecrorvaloriseschimbodatcu schimbarea forei R [24, 102, 107]. Fig. 3.5 Forele care acioneaz, n lucru,asupra cuitului de frez Fig. 3.6 Variaia forei de rezisten a cuitului, R, n funcie de unghiul de rotaie al rotorului encazulvalorilorcunoscutealeforeicircularecaresedeterminnfunciede momentul de rotaie M al frezei, cu relaia: RMFp = ,(3.9) B2. Forele i momentele care acioneaz asupra frezeinprocesuldelucrualfrezei,ncazulfrezriidesusnjos(fig.3.5),asupra acesteia acioneaz fore i momente conform figurii 3.7 [24, 102] Fig. 3.7 Forele i momentele care acioneaz asupra frezei, n lucru ConsiderndcdireciarezultanteiRrestedeterminatdeunghiurilei, momentul M0 este dat de expresia: cos0R R b R Mr r= = (3.15) 3.1.1.2Cercetriteoreticeprivindprocesuldelucruidinamicamainilor pentru afnarea adnc a solului A. Procesul de lucru executat de mainile de afnare adnc a solului Avndnvederemoduldeaciuneaorganeloractive,mainilepentru afnareaadncasoluluipotfiprevzutecu:organedelucrusimple,neantrenate REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 17(fig.3.8,a);organeactivecomplexe,avndpriacionateprindiversemecanisme de la priza de putere a tractorului (fig. 3.8, b, c) [24, 81, 132]. Fig. 3.8 Principalele tipuri de maini de afnat adnc [132]: a - cu organe de lucru neantrenate; b, c - cu organe de lucru mobile (antrenate)1 - organ activ; 2 suport; 3 - cadru (bar suport) Procesul de lucru executat de organele de afnare adnc fixe este similar cu celalorganelordecultivator,acestearealizndprelucrareastratuluidesolpeo adncime a, limea corespunztoare la suprafaa solului fiind bo2a ~Datorit afnrii solului stratul impermeabil (hardpanul) este distrus (fig. 3.10, a,b)[132]iapanumaibltetelasuprafaaterenului,easepoatescurgenpro-funzime, iar solul se aerisete. La unele construcii se amplific efectul de afnare a solului n ntregul volum al acestuia prin montarea pe acelai suport a unui organ de lucrusuplimentar(subformauneisgei)celucreazlaoadncimemairedus dect organul principal (fig. 3.10, b). ab Fig. 3.10 Modul de aciune al organelor active neantrenate sub form de sgeat [81]: a - aciunea unui singur organ activ montat pe suport;b - aciunea organelor active duble; Experimentrile au demonstrat c forma i poziia (unghiul de atac) organelor de lucru (fig. 3.12) exercit o puternic influen att asupra gradului de prelucrare a solului,ctiasupraconsumuluispecificenergetic(vezifig.3.13i3.14cu specificaiile din figura 3.12) [81]. Fig. 3.12 Principalele tipuri constructive de organe active neantrenate pentru afnarea adnc a solului [81] REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 18 Fig. 3.13 Consumul energetic specific la volumul de sol prelucrat [81] Fig. 3.14 Consumul energetic specific la suprafaa de sol prelucrat [81] B. Dinamica organelor de lucru ale mainilor pentru afnarea solului B1. Forele care acioneaz asupra cuitului sgeat n timpul lucrului Procesuldelucrualcuitelorsgeatpentruafnareestesimilarcucelal cuitelorsgeatdecultivatoriconstdintiereasolului,laadncimeaaipe limeab0 ,cutiereaconcomitentaburuieniloriafnareaimrunireasolului. Stratuldesolafnatareseciuneaaproximativtrapezoidal(vezifig.3.9)avnd limea la suprafaa solului bo~2a [ 24, 68, 81, 107, 132]. Fig. 3.15 Schema forelor care acioneaz asupra cuitului sgeat de afnare, n timpul lucrului [107] Ladeplasareasgeiinsolseopunrezisteneleelementarealesoluluila tiere i deformare, a cror rezultant n plan vertical este z x xzR R R + =(fig. 3.15), dispus sub un unghi fa de orizontal ( = 15 - 28). Rx,Rzsuntrezisteneleopuselatiereaideformareasoluluipededirecie orizontal i vertical. Componenta orizontal Rxcuit este: Rxcuit = b ks (3.18) unde:bestelimeadelucruasgeii,ncm;Ksrezistenaspecificasoluluipe unitatea de lime de lucru; 3.1.1.3 Cercetri teoretice privind procesul de lucru i dinamica tvlugilor A. Procesul de lucru i dinamica tvlugilor [9, 16, 24, 68, 81, 102, 107, 132] Tvlugii acioneaz asupra solului, n timpul rulrii, datorit greutii lor. Sub aciunea forei de traciune Ft i a greutii acestuia Gt, tvlugul ruleaz pe suprafaa soluluiicomprimstratulsuperioralsolului,peoadncimeh(fig.3.17). Experimental s-a constatat c dimensiunile ridicturii au valori minime pentru unghiul de contact o = 15 20. Din figura 3.17 se observ c [24, 107]: REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 19o cos2 2t tD Dh = (3.22) unde: h este adncimea de lucru a tvlugului (fig. 3.17) Dt diametrul tvlugului Din relaia de mai sus rezult valoarea minim a diametrului tvlugului: o cos 12>hDt(3.23)

o Fig. 3.17 Schema procesului de lucru, forele i momentelecare acioneaz asupra tvlugului [24, 81] ndecursulprocesuluidelucru,asupratvluguluiacioneazurmtoarele fore i momente:Gt greutatea tvlugului; Rs reaciunea solului (rezultanta forelor ce se opun la comprimarea solului); Mf momentul de frecare ce apare n lagrele axului tvlugului; Ft fora de traciune. Din ecuaia de momente fa de punctul B rezult: ( ) 0 = + = b r F M l G Mt f t B(3.24) unde r = Dt/2 este raza tvlugului. Din relaia (3.24) rezult valoarea forei de traciune: b rM l GFf tt+ = (3.25) Dac se consider b = 0 i se neglijeaz momentul de frecare Mf rezult: f GrlG Ft t t= = (3.26) 3.1.2Cercetriteoreticeprivinddinamicasistemelortractor-main agricol utilizat la pregtirea terenuluin vederea nsmnrii3.1.2.1 Dinamica sistemului tractor main purtat nspate 3.1.2.1.1Dinamicasistemuluitractormainpurtatnspatecuroide sprijin Considerndcagregatultractor-maindepregtitterenulpentrusemnat sedeplaseaznlucruurcndopantlongitudinalnclinatsubununghio,ntr-o micareaccelerat(v=ct.),foreleexterioarecareacioneaznplanlongitudinal asupra sistemului tractor - main, sunt prezentate n figura 3.21.Forelecareacioneazasupratractoruluinprocesuldeplasriinlucru, sunturmtoarele[83,86,131]:greutateatractoruluiGt;foraderezistendatorat pantei Rp = Gtsino; fora rezultant datorit ineriei Rit; fora de rezisten la rulare Rrt; momentelederezistenlarularelaroilepunilordinfaMr1sispateMr2;fora REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 20motoare (fora tangenial de traciune) la roile motoare ale tractorului Fm; reaciunile normale ale solului Z1 i Z2 la roile punilor din fa i, respectiv, spate. ooooo Fig. 3.21 Schema forelor exterioare care acioneaz asupra sistemului tractor-main purtat (CCT-4), cu roi de sprijin (de copiere), pentru pregtirea patului germinativ, la deplasarea n lucru pe pant longitudinal Fora rezultant datorat ineriei Rit este:( ))`(((

+ + + + =211 2 22221 11rJJ i J i Jrm dtdvm Rm x x x tr tr Mtt itq q(3.36) Fora de rezisten la rulare a tractorului Rrt se determin cu relaia : Rrt = f(Z1+Z2) = f Zt = fGtcoso(3.40) Momentul de rezisten global la rulare al roilor punilor tractorului Mr,: Mr = Mr1 + Mr2 = f r1Z1+ f r2 Z2(3.41) Mr = f r2(Z1+Z2) = f r2 Zt = r2 Rrt (3.42) Mr = f r1Z1+ f r2 Z2~ f r2(Z1+Z2) = f r2 Zt = r2 Rrt (3.43) Fora motoare a tractorului Fm, ri MFtr tr emq = (3.44) Forele care acioneaz asupra mainii agricole sunt: greutatea mainii Gm; foradeinerieamainiiRim;foraderezistentlarularearoiidesprijinamainii Rrm; momentul de rezisten la rulare a roii de sprijin a mainii Mrm; fora rezultant R creat de organele de lucru ale mainii; reaciunea normal a solului asupra rotii de sprijin Z3. GreutateamainiiGm,ncareesteinclusigreutateamecanismuluide suspendaresedescompunencomponentele:GmcosoiGmsino(normalsi paralel la suprafaa de sprijin). ForadeinerieamainiiRimesteaplicatncentruldemasalmainii (determinat de aceleai coordonate ca si greutatea mainii) este dat de relaia: dtdvmdtdvgGRm rmmrm im = = o o ,(3.46) REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 21Fora de rezisten la rulare a mainii Rrm acioneaz asupra roii de sprijin a mainii i se determin cu relaia [83, 86, 131]: Rrm = fsZ3,(3.47) MomentulderezistentlarularearoilordesprijinalemainiiMr3este dat de relaia: Mr3 = fs Zs r3 = Rrm r3(3.48) ForarezultantR,creatdeorganeledelucrualemainiireprezint rezistenta la deplasare n lucru a acestora. Reaciunea normal asupra roii de sprijin a mainii Z3

B. Determinarea reaciunilor normale ale solului la punile tractorului i la roile de sprijin ale mainii i bilanului de traciune ( ) ( )LM M M h R h RLl Z l R h R h l G h a GZr r r m im its r z r x m m m c t3 2 131sin cos sin cos+ + + + + + + =o o o o(3.49) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( )LM M M L l Z h R L l RLh R G L l G h R G a L GZr r r s r x r zm im m m m it t c t3 2 1 32sin cos sin cos+ + + + ++++ + + + + + =o o o o(3.50) ReaciuneanormaltotalasuprapunilortractoruluiZtsedetermincu relaia: Zt = Z1+ Z2 = (Gt + Gm)coso + Rz - Z3 (3.51) Reaciunea normal asupra roii de sprijin a mainii Z3.( ) ( )( ) ( ) ( )0 03 0 0 0 03sin cosh f a lM a l R h h R h h R G a l GZs sr r z r x m im m m m + ++ + + + + +=o o (3.52) Dinecuaiaproieciilorforelordupodirecieparalelcusuprafaaterenului se determin expresia forei motoare, Fm: x m im rm t it rt mR G R R G R R F + + + + + + = o o sin sin (3.53) carereprezintbilanuldetraciunepentrutractornagregatcumainade lucru la urcare pe panta longitudinal. 3.1.2.1.2Dinamicasistemuluitractormainpurtatnspatefrroi de sprijin Fig. 3.22 Schema forelor exterioare care acioneaz asupra sistemului tractor-main purtat (GDV-2,2), fr roi de sprijin, pentru pregtirea patului germinativ, la deplasarea n lucru pe pant longitudinal oooooREZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 22Reaciunile normale ale solului asupra punilor tractorului Z1 i Z2 sunt:( ) ( )LM M h R h RLl R h R h l G h a GZr r m im itr z r x m m m c t2 11sin cos sin cos+ + + + + + =o o o o(3.68) ( ) ( ) ( ) ( )( )LM M h R L l RLh R G L l G h R G a L GZr r r x r zm im m m m it t c t2 12sin cos sin cos + ++ + + + + + =o o o o (3.69) Reaciunea normal total a solului asupra punilor tractorului Zt: Zt = Z1+ Z2 = (Gt + Gm)coso - Rz (3.70) Dinecuaiaproieciilorforelordupodirecieparalelcusuprafaaterenului se determin expresia forei motoare, Fm: xs xf m im rm t it rt mR R G R R G R R F ' + ' + + + + + + = o o sin sin (3.71) B. Stabilitatea longitudinal a sistemului tractor main purtat n spateStabilitatealongitudinalnmicare,(maniabilitate)esteasiguratdacpe rotile de direcie (rotile punii din fat) apas o sarcin de cel puin 20% din greutatea static a tractorului, adic dac Z1 > 0,2Gt [83].Stabilitatea longitudinal la rsturnare reprezint capacitatea sistemului de a nu se rsturna n plan longitudinal.Stabilitatea longitudinal a tractorului trebuie verificat la urcarea pe pantcu maini purtate n spate, aflate n poziie de transport.ooooo Fig. 3.23Schema forele exterioare care acioneaz asupra sistemului tractor-main purtat n spate, n poziie de transport, la urcare pe panta longitudinal Stabilitateadinamicatractoruluinagregatcumainiagricolepurtaten spate,ladeplasareacuvitezconstant,sedetermindinrelaia(3.80),punnd condiiaZ1=O,nbazacreiaseobineexpresiadecalculaunghiuluicritical stabilitii cro : ( )m m tm t m m c tcrh G h Gr G G f l G a Gtg' ++ ' =2o (3.81) REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 23 3.1.2.2 Dinamica sistemului tractor - main tractat 3.1.2.2.1Foreleexterioarecareacioneaznplanlongitudinalasuprasistemului tractor - main tractat, n lucru

Fig. 3.24 Schema forelor exterioare care acioneaz asupra sistemului tractor - maina tractat pentru pregtirea patului germinativ (GDU-3,3),la urcare, n lucru pe panta longitudinal Ladeplasareasistemului,asupratractoruluiacioneazurmtoarelefore: greutateatractoruluiGt;forarezultantdatoritinerieiRit;foraderezistenla rulare a roilor tractorului, Rrt; momentul de rezisten la rulare la rotile punii din fat Mr1sispateMr2;foramotoareFmireaciunilenormalealesoluluiZ1iZ2 asupra punilor tractorului. ooo ooAsupramainiitractateacioneazurmtoarelefore:greutateamainiiGm; foradeinerieamaselormainiiRim;forarezultantRf,respectivRs,creatde discurilebateriilordinfa,respectivspate;reaciuneanormalasoluluiasupra roilordetransportZ3;foraderezistenlarularearoilormainiiRrm=fsZ3,; momentul de rezistent la rulare al roilor de sprijin ale mainii, Mr3. 3.1.2.2.2Reaciunilenormalealesoluluilapuniletractoruluiiaroilor de sprijin ale mainii Reaciunile normale ale solului la punile tractorului Z1 i Z2 sunt: ( )LM M l F h R h FLh a GZr r t z it t t c t 2 11sin cos + + + +=o o(3.83) ( ) | | ( )LM M l L F h R h FLh a L GZr r t z it t t c t 2 12sin cos + + + + +++ =o o (3.84) ReaciuneanormaltotalZtcareacioneazasuprapunilortractoruluise determin cu relaia: z t tF G Z Z Z + = + = o cos2 1(3.85) Dacseneglijeazvaloareamomentuluiderezistenlarulare(Mr3=0)i scriindecuaiaproieciilorforelordupodirecieperpendicularpesuprafaa terenului, se obine relaia de calcul a reaciunii Z3: REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 24z zs zf mF R R G Z = o cos3(3.86) Rezistena la rulare are expresiaRrm = fsZ3. Rezistena la traciune a mainii Rm, egal cu fora de traciune a tractorului Ft, seobinedinecuaiaproieciilorforelorpedireciadedeplasareamainii,dincare se obine: dtdvgGZ f R R G R R R R G R Fms xs xf m im rm xs xf m m t+ + ' + ' + = + + ' + ' + = =3sin sin o o(3.87) care reprezint ecuaia bilanului de traciune a mainii. 3.1.2.2.3Stabilitatealongitudinalasistemuluitractormaintractat, n lucru La deplasarea uniform pe pant cu maina tractat (cnd Fz = F t tg i Rit =0) i neglijnd momentele de rezisten la rulare, relaia (3.83) devine: ( ) ( )Ltg l h FLh a GZt t t c t o o +=sin cos1 (3.98) Punnd condiia la limit a stabilitii longitudinale, adic Z1 = 0, se obine: ( ) ( ) 0 sin cos = + o o tg l h F h a Gt t t c t(3.99) Avnd n vedere c, n aceast situaie, ecuaia bilanului de traciune este: o sint r t mG R F F + + =se obine relaia: ( ) o o o cos sin cos f G G Ft t m t+ = (3.100) nacestfel,dinrelaiile(3.99)i(3.100)rezultexpresiaunghiuluicritical stabilitii dinamice longitudinale: ( )(( )) otg l h htg l h f atgt tt t ccr+ + = (3.101) 3.1.2.3 Dinamica sistemului tractor-main semipurtat Schemaforelorcareacioneazasupratractoruluinagregatcuograpcu discuri semipurtat, n poziie de transport pe un teren nclinat rezult din figura 3.28.Fig. 3.28 Schema forelor exterioare care acioneaz asupra sistemului tractor main de pregtit terenul pentru semnat (GDU-3,3), semipurtat, n poziie de transport, la urcare pe panta longitudinal oooooREZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 25Fora de traciune Ft i fora de apsare Fz se determin cu relaiile: 3sin sin Z f G R G Fs m rm m t+ = + = o o (3.103) 3cos Z G Fm z = o ,(3.104) ncareZ3estereaciuneanormalasoluluiasupraroilormainiiise determin din ecuaia de momente fa de punctul de cuplare C (fig. 3.28). ( ) ( ) ( )mr t rm t m im t m m m m mlM h R h h R h h G a l GZ'+ ' ' ' + ' ' + ' '=33sin cos o o (3.105) ReaciunileZ1iZ2pepuniletractoruluiisarcinatotalZtsedetermincu relaiile: ( )LM M h R l F h FLh a GZr r it t z t t c t 2 11sin cos + + + ' + '=o o(3.106) ( ) | | ( )LM M h R l L F h FLh a L GZr r it t z t t c t 2 12sin cos + + + ' + + '++ =o o(3.107) z t tF G Z Z Z + = + = o cos2 1(3.108) Stabilitatea la derapare (alunecare) longitudinal se determin cu relaia [83]: ( )it t tR G F Z Z + + > + o sin2 1(3.109) sau ( )it t t z tR G F F G + + > + o o sin cos (3.110) 3.1.3. Bilanul de putere al tractorului Ecuaia bilanului de putere al tractorului are forma [83, 86]: a i P r tr pp t eP P P P P P P P P + + + + =o [W],(3.131) v F Pt t =[W],(3.132) 30 /'p p p p ppn M M P t e= =[W],(3.133) Aceast putere redus la arborele cotit al motorului va fi: p pp ppP P q /'=[W],(3.134) e tr trP P ) 1 ( q =[W],(3.135) RandamentultransmisieisedefinetecaraportntreputereaPmtransmis roilormotoare, i puterea efectiv Pe , a motorului: ) /( ) /( /tr e m e e m m e m tri M M M M P P = = = e e qo cos fGv v R Pr r= =[W],(3.136) e tr mP P P oq qo o= = ) 1 ([W],(3.137) o sin Gv Pp =[W],(3.139) dt mvdv Prot i/ o =[W],(3.140) v R Pa a =[W], (3.141) 3.1.4 Bilanul energetic al sistemului tractor-main agricol Structurareaagregatuluimobilformatdintractorimainagricolpentru pregtireaterenuluinvedereansmnrii,avndcaorganactivrotorulcucuite, iarcaorganepasiveneantrenate,cuitedeafnare,grapesautvlugicupinteni, poate fi realizat pe dou modele i anume: modelul dinamic ; modelul energetic; REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 26n funciedeceeaceseurmrete,sepotelaborapatrumodeledecalculal bilanului energetic (dup locul n care se urmrete consumul de energie) i anume (fig. 3.36) [109]: ola roile motoare ale tractorului, 1 on punctele de cuplare ale mainii din agregat, 2 ola arborele cotit al motorului, 3 ola intrarea n motor, 4. Bilanulenergeticalagregatului,prinprismamodeluluienergeticprezentat, este dat de relaia: Ec = Em + Et + Ema

(3.145) care exprim egalitatea ntre energia cedat prin arderea combustibilului n motor Ec i suma energiilor consumate de motor Em, de tractor Et i de maina agricol Ema. MOTORTRANSM.SIST. DE PROPULSIE MA. AGR. PRIZA DE PUTERE AQ DC Fig. 3.36 Schema pentru calculul bilanului energetic A-ambreiaj; DC- dispozitiv cuplare Bilanulenergeticalagregatuluitractor-mainagricolpentrupregtirea terenuluinvedereansmnrii,avndcaorganactivrotorulorizontalcucuite conformmodeluluienergeticpropus,sedeterminpebazavalorilormsuratei nregistrate n condiii reale de lucru la ncercrile experimentale. 3.2STADIULACTUALALCERCETRILOREXPERIMENTALEADINAMICIII ENERGETICII SISTEMELOR TRACTOR-MAIN AGRICOL 3.2.1 Aspecte generale Cercetareaexperimentalasistemuluitractor-maindelucruarecascop investigareaexperimentalasistemului,determinndprinmsurtoriparametriii mrimilecarecaracterizeazcomportareadinamicienergeticasistemului tractor-main n diferite condiii de lucru ale mainii. 3.2.2 Aparatura pentru msurarea vitezelor unghiulareTraductoarelorpentrumsurareavitezelorunghiulare(deturaie)folosesc tehnica generrii impulsurilor prin contact i fr contact . a)Traductoaredeturaiicusenzorideimpulsuricucontact [1,10,20,29,46, 48, 50, 63, 109] se realizeaz prin montarea pe arborele a crei turaie se msoar a unui contactor rotitor conectat n serie la o surs de curent continuub) Traductoare de turaii cu senzori de impulsuri cu reluctan variabil [4, 10, 29, 46, 48, 63, 109]. c)Traductoaredeturaiicusenzorideimpulsuriprinproximitate[4,3,10,29, 46, 48, 63, 98,109]. d) Traductoare de turaii prin impulsuri electrice [ 4, 10, 20, 63, 76,109]REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 273.2.3 Aparatura pentru msurarea vitezelor de deplasare a mainilor Msurareavitezelorrealededeplasareamainilormobile(mijloacede transporti maini de lucru) se poate realiza prin convertirea vitezei unghiulare a uneiroidedirecie,desprijinsauauxiliare,careruleazfralunecarecuviteza liniar v. [ 4, 10, 20, 63, 76,109] Fig. 3.42 Schema de principiu a unui traductor cuimpulsuri pentrumsurarea vitezelor de deplasare a mainilor mobile:1- corpul mainii; 2- suport; 3- roat; 4- disc; 5- traductor de turaie; 6- bar; 7- arc de apsare. 3.2.5 Aparaturapentrumsurareaforelor i momentelor de torsiune 3.2.5.1 Aparaturapentrumsurareaforelor [4, 5, 20, 28, 46, 50, 60, 63, 118].Msurareaforelordentinderesaucompresiunesepoatefacepebaza msurriialungiriirelative(apreciatprintensiune),carereprezintdeformaia produs de forace acioneaz pe unitatea de suprafa ntr-un solid, dat de relaia: Eo= c,(3.166) unde creprezintdeformaia;o-efortulunitar(tensiunea);E-modululde elasticitate longitudinal. Senzorii tensorezistivi cu fir (figura 3.44,a) se realizeaz sub forma unui grilaj cu mai multe poriuni drepte paralele, racordate ntre ele prin bucle. Fig. 3.44Senzori tensorezistivi: a - cu fir; b - cu folie metalic; c - cu semiconductori. Senzorii tensorezistivi cu folie metalicSenzorii tensorezistivi cu semiconductoriSenzoriiataaipieseiacreideformaiesemsoar,printr-undispozitivde conectare se leag n configuraia unei puni Wheatstone motiv pentru care instalaia n ansamblu mai poart denumirea i de punte tensometric. Fig. 3.45 Schema bloc a instalaiei de msur cu traductoare tensometrice. REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 28Msurareaforelordetraciune[5,20,28,46,50,60,63,118]serealizeaz folosindngeneraltraductoarecuelementeelasticecusenzoritensorezistivi, construite din bare de traciune (fig.3.47), inele elastice (fig.3.48) sau bare supuse la ncovoiere (fig. 3.49). Fig. 3.47Traductor tensometric pentru msurarea forelor de traciune: a - schema de amplasare a mrcilor ; b - montarea mrcilorn punte de msurare. Fig. 3.48Traductoare de for tensometrice cu inele elastice:a - pentru traciune, b i c - pentru compresiune, d - schema de montare a mrcilor n puntea de msurare. 3.2.5.2 Aparatura pentru msurarea momentelor de torsiune Pentrumsurareamomentuluidetorsiuneseutilizeazmetodabazatpe tensometriaelectricrezistiv(TER).nvederearealizriidispozitivului[5,20,28, 46, 50, 60, 63, 98] de msurare bazat pe aceast metod, pe arborele de msurare (fig.3.60)seaplicpatrutraductoaretensometriceTER(denumitemrci tensometrice),R1,R2,R3iR4:doutraductoaresuntnclinatela45ntr-unsens (R1, R3), i celelalte dou (R2, R4), nclinate la 45 n cellalt sens (perpendicular pe primele), (fig. 3.51, a). Fig. 3.51 Schema de msurare a momentelor de torsiune prin metoda tensometriei electrorezistive: a - amplasarea traductoarelor tensometrice (mrcilor) pe arbore; b - legarea mrcilor tensometrice la aparatura de alimentare i msurare. REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 29Legturaelectricntremrcileaplicatepearborelenrotaieiinstalaiilede alimentareidemsurareserealizeazcuajutorulunuicolectorcucontacte alunectoare(fig.3.52),formatdinperiilea,b,c,diinelelecolectoareA,B,C,D. Diminuarearezisteneidecontactacolectoruluiserealizeazprinalegereaunei perechi adecvate de materiale pentru confecionarea inelelor i periilor. a.b. Fig. 3.52 Colector cu contacte alunectoare (inele i perii) : a schema constructiv ; b - schema de montare a mrcilor la colector i la puntea de msurare. 3.2.6Metodeiaparaturpentrudeterminareaforelorderezistenla traciune ale mainilor agricole 3.2.6.1 Determinarea experimental a forelor de rezistent la traciune ale mainilor agricole remorcate i semipurtate n cazul mainilor remorcate i semipurtate, fora de rezisten la traciune Ft se determincuajutorulunuldinamometruDmontatntretractorimainaagricol[28, 46, 50, 60, 63, 98, 118].Dinamometrelesemonteazntremainitractornaafelnctsmsoare fora pe direcia paralela cu suprafaa terenului. Se utilizeaz dinamometre detraciunemecanicecuarclamelar,hidraulice,cupistonimembran,sau electrice, cu traductoare tensometrice sau inductive.Pentrudeterminareaforelordelegtur(traciunesaumpingere)dintre tractorimijloaceledetransport(remorcisausemiremorci)semonteaz dinamometre electrice n proapul remorcilor.Pentrumsurareaforelorderezistenlatraciuneamainilorremorcatei semipurtate, mainile pot fi cuplate i la o bar de traciune transversal de traciune-apsarecutraductoaretensometrice,caresemonteazntretiraniiinferioriai mecanismului de suspendare. Pentrudeterminareatensiunilorlancovoieredinbarseutilizeaztraductori rezistivi (mrci tensometrice) cu folie. 3.2.6.2Determinareaexperimentalaforelorderezistentlatraciune ale mainilor agricole purtate Determinareaforeiderezistenlatraciuneamainiloragricolepurtate prezintuneledificulti.Metodaceamaiprecispentrudeterminareaforeide rezisten la traciune [10, 29, 60, 64, 75, 97]const n msurarea direct a forelor care apar n bolurile de cuplare. n acest scop, n punctele de articulaie a tiranilor la mainsemonteazboluriletensometrice1,2i3(fig.3.57,a),caremsoar componentele Fx, paralele cu direcia de deplasare a mainii i Fz, perpendiculare la aceast direcie (fig. 3.57, b).REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 30 Fig. 3.57 Schema pentru determinarea forelor de rezisten la traciunea mainilor agricole purtate, prin msurarea forelor de legtur din bolurilede cuplare la tiranii mecanismului de suspendare:a - schema de amplasare a traductoarelor de for; b - schema forelor care acioneaz n boluri 1, 2, 3- boluri tensometrice. ForaFtderezistenlatraciuneamainiireprezintsumaalgebrica componentelor Fx paralele cu direcia de deplasare: Ft= Rx= F1x+ F2x F3x.(3.169) nvedereauneiutilizrimaiuoareainstalaieidemsurcuboluri tensometrice,s-aurealizatramespecialedelegturplasatentremecanismulde suspendare i maina agricol (fig. 3.60). Fig. 3.60 Ram intermediar cu boluri tensometrice pentru msurarea foreide rezisten la traciune a mainilor agricole purtate: 1 - ram; 2 - tirani laterali; 3 - boluri tensometrice; 4 - main agricol; 5 articulaii. Rama 1 este prevzut cu bolurile tensometrice 3 (pe dou reazeme), la care se cupleaz tiranii 2 ai mecanismului de suspendare al tractorului. Maina agricol 4 se cupleaz la rama 1 prin articulaiile 5. Metodatensometricasiguroprecizieridicatdemsurare(eroaresub 1,5%),permindnregistrareaiprelucrareauoararezultatelor,dezavantajul acesteia constnd n necesitatea folosirii unei aparaturi de msurare complicate. REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 31 4. NECESITATEA ABORDRII TEMEI. OBIECTIVELE LUCRRII 4.1 Necesitatea abordrii temei Cercetrileteoreticeiexperimentalereferitoareladinamicaienergetica sistemelor tractor-main pentru pregtirea terenului n vederea nsmnrii au fost abordatesporadicisumarpeplannaionaliinternaional[10,11,50,61,75,76, 84,98,104,109].Deaceea,aaprutcaonecesitateabordareaiaprofundarea cercetrilor teoretice i experimentale privind dinamica i energetica acestor sisteme tehnice,caresconduc,nfinal,laoptimizareaconstructivifuncionala mainilor pentru pregtirea terenului n vederea nsmnrii, precum i la corelarea corectaparametrilortractorului,casursdeenergie,cuceiaimainiidelucru,n vedereafolosiriiraionaleaputeriimotoareloriacalitilordetraciuneale tractoarelorirealizareaunorlucrricuproductivitateamaximiindicicalitativi corespunztori. nsistemamainilorpentrulucrriledepregtireaterenuluinvederea nsmnrii,pelngmainilesimpleformatedinorganedelucruacionateprin tractare(grape,cultivatoare,combinatoare)saudinorganeacionateprinprizade putere ( freze, maini cu rotoare antrenate) au fost introduse n producie din ce n ce maimultagregatelemultipleformatedincombinaiidemainicuorganeactive antrenate (rotoare cu cuite) i maini cu organe de lucru neantrenate (pasive). Dintre acestea, o larg dezvoltare i utilitate o au agregatele pentru pregtit patul germinativ formate din organe de afnare adnc, rotor cu cuite pentru mrunirea i afnarea soluluiitvlugcupintenipentrumrunireasuplimentarinivelareasolului[15, 19, 41, 106, 107, 147, 151, 152, 153, 154] . Agregatele multiple sunt maini de mare capacitate ce pot executa n condiii optimeolucraredebuncalitatelaosingurtrecere,evitndu-seastfeltasarea excesiv a solului.Datoritcapacitiimarideafnareimrunireasolului,acesteagregate suntfolositefrecventlapregtireapatuluigerminativnsistemulconservativfr artur,sausepotfolosilaprelucrareaarturilorbolovnoasencondiiidesecet cnd se demonteaz de pe agregat cuitele de afnare.Deasemeneaacesteagregatesuntprevzutecuposibilitateacuplriila cadrul propriu al unei semntori. Dinpunctdevedereenergetic,agregatelemultipleprezintavantajulc asigur o mai bun ncrcare a tractorului. De aceea, preocuprile cercettorilor din ultimiianiurmrescperfecionareaconstruciei,precumistabilirearegimurilor optimedelucru,caresduclaexecutareaunorlucrridecalitate,ncondiiict mai economice. Prezenta tez se ncadreaz n aceste preocupri, care urmresc gsirea de soluiioptimenconstruciaagregatelormultipledepregtitpatulgerminativ,cu scopul de a reduce necesarul de energie i executarea unor lucrri cu indici calitativi superiori.nacestsens,prezintinteresagregatulcombinatpentrupregtitpatul germinativ(ACPG-3),studiatsubaspectteoreticiexperimental.Porninddela acesteconsiderente,lucrareadedoctoratabordeazstudiuldinamicienergetic pentrufiecaretipdeorgandelucrualmainii,pentrumainisistemuluitractor main n ansamblul, n vederea stabilirii regimurilor optime de lucru. REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 32 4.2 Obiectivele lucrrii Lucrarea i propune realizarea urmtoarelor obiective: analizasistemeloractualedemainifolositepentrupregtireaterenuluin vederea nsmnrii pe plan naional i internaional; analizaorganelordelucruiproceselordelucrualemainilorutilizatela pregtirea terenului n vederea nsmnrii; studiulteoreticaldinamiciiienergeticiisistemuluitractormainpentru pregtirea terenului n vederea nsmnrii; cercetarea experimental a dinamicii i energeticii sistemului tractor main de pregtirea terenului pentru semnat n vederea analizei influenei parametrilor constructivi i funcionali ai mainii asupra dinamicii i energeticii tractorului; compararearezultatelorcercetrilorexperimentalecuceleteoreticen vederea definitivrii modelelor dinamice i energetice; elaborareadeconcluziireferitoarelametodeledeoptimizareconstructivi funcional a mainii n vederea optimizriiparametrilor dinamici i energetici ai sistemului. Obiectivulfinalalcercetrilorlreprezintelaborareaunormodele dinamice i matematice finale, pe baza completrii sau corelrii modelelor dinamice iniialei,implicitamodelelormatematicecaredescriucomportareadinamica sistemelor.Caurmare,modelelematematicefinalevorpermitesimulareape calculatoracomportriidinamiceasistemelorrealetractor-main,pentrudiferite variantedealctuire,dedeplasareidelucru.nacestfel,cercetareateoretic realizatprinsimularepecalculatorcompleteazsaunlocuiete,nmareparte, cercetareaexperimentalcomplicaticostisitoare.Aplicareaacesteimetodede cercetarepermiteocorelaremairapidaparametrilordinamiciienergeticiai tractorului i mainii n vederea optimizrii energetice i funcionale a sistemului. Pebazaanalizeiiinterpretriirezultatelorobinutencadrulcercetrilor teoretice i experimentale, n lucrare vor fi elaborate principalele concluzii referitoare ladinamicaienergeticasistemelortractormainpentrupregtireaterenuluin vedereansmnriiivorfistabiliterecomandridestinateperfecionrii constructiv-funcionaleaacestormaini,pentrurealizareaunorlucrricuindici calitativicorespunztori,cuproductivitateactmaimareicuunconsumctmai redus de combustibil. 4.3 Metodica de cercetare ncadrullucrriivorfiabordateattlaturateoretic(modelareisimulare computaional), ct i cea experimental, conform schemei dedicate [figura 4.1]. Cercetareateoreticasistemuluitractor-mainpentrupregtireaterenului nvedereansmnriiarelabazmodelareadinamicasistemuluifizicreal,pe bazacreiasestabilescmodeleledinamiceechivalenteiseelaboreazmodelele matematice,carereprezintansamblulecuaiilorceexprimlegturiledintre parametrii dinamici ai componentelor sistemului tractor main. Modelele matematice elaborate permit studierea teoretic a comportrii dinamice i energetice a sistemului tractor-main pentru pregtirea terenului n vederea nsmnrii, n diferite condiii de lucru, prin cercetarea (simularea) pe calculator. REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 33Cercetareaexperimentalasistemuluitractor-mainpentrupregtirea terenuluinvedereansmnriiarecascopinvestigareaexperimentala sistemuluiprindeterminarea,prinmsurtori,directsauindirectaparametriloria mrimilorcarecaracterizeazcomportareadinamicienergeticasistemuluin diferite condiii de lucru. SISTEM TRACTOR-MAIN DE LUCRU Fig. 4.1 Schema metodei de cercetare pentru sistemul tractor-mainpentru pregtirea terenului n vederea nsmnrii CERCETRI EXPERIMENTALE MODEL DINAMIC INIIAL SIMULAREPE CALCULATOR MODELE MATEMATICE COMPARARELTA REZU TENU DA ELABORARE MODEL DINAMIC FINAL REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 34 5. CERCETAREA TEORETIC I MODELAREA DINAMIC I ENERGETIC A SISTEMELOR TRACTOR-MASIN DE PREGTIT TERENULN VEDEREA NSMNRII 5.1OBIECTIVELECERCETRIITEORETICEPRIVINDDINAMICASISTEMELOR TRACTOR-MASIN AGRICOL UTILIZATE LA PREGTIREA TERENULUI N VEDEREA NSMNRII Pentrucercetrileteoreticeprivinddinamicasistemelortractor-mainagricol utilizatelapregtireaterenuluinvedereansmnriis-aupropusrealizarea urmtoarelor obiective de baz: 1.Analizaproceselordelucruiaforelorexterioare(modelaredinamic)care acioneaz din partea solului asupra organelor de baz ale mainii de pregtit patulgerminativACPG-3:cuitelepentruafnareaidecompactareasolului nearat,rotorulorizontalcucuitepentrutiereaimrunireasoluluii tvlugul cu pinteni folosit pentru mrunirea suplimentar i tasarea solului;2.Elaborareamodeluluidinamicechivalentalansambluluimainiidepregtit patulgerminativACPG3,formatdin4cuitepentruafnareasolului(tip sgeatmare)sau4cuitepentrudecompactareasolului(tipsgeatmic) montaterigidpeacelaisuportdecadrulmainii),rotorulorizontalcucuite careesteantrenatdelaprizadeputereatractoruluiitvlugulcupinteni fixateprinlagrecurostogoliredecadrulmainiiiboluriledecuplare (prindere) a mainii la mecanismul de suspendare n 3 puncte al tractorului; 3.Elaborareamodeluluimatematicpentrudeterminareareaciunilorn articulaiile(bourile)decuplare(prindere)amainiilamecanismulde suspendaren3punctealtractorului,areaciuniirezultatepepatinelede sprijinalerotoruluicucuiteistabilirearezisteneilatraciuneamainiide pregtitpatulgerminativ(bilanuldetraciunealmainii)iamomentuluide torsiunenecesarpentruantrenarearotoruluicucuiteprinsimulare computaional; 4.Elaborareamodeluluidinamicechivalentalsistemuluitractor-mainde pregtitpatulgerminativ,ladeplasareanlucrucuvitezconstant,peteren orizontalipeterennclinat(urcare),determinareareaciunilorperoile tractorului(elaborareamodeluluimatematicalsistemuluitractor-mainde pregtit patul germinativ) i stabilirea bilanului de traciune al tractorului. 5.Studiulstabilitiilongitudinaleasistemuluitractor-maindepregtitpatul germinativpeterennclinat(laurcare)ladeplasareacumainanpoziiede lucruitransport,prinelaborareamodelelordinamiceimatematice corespunztoare; 6.Analiza energetic a sistemului tractor agregat combinat pentru pregtit patul germinativ,ACPG-3,pebazamodelelorenergeticeechivalente,careiaun considerareattparametriicinematiciidinamicicticondiiileconcretede lucru(cerinetehnologice,regimuldelucru,parametriicomponentelor sistemului) i stabilirea bilanului energetic al sistemului. REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 355.2 CERCETRI TEORETICE PRIVIND DINAMICA ORGANELOR DE LUCRU ALE MAINII UTILIZATE LA PREGTIREA TERENULUI N VEDEREA NSMNRII nceleceurmeazseprezintcercetrileteoreticereferitoareladinamica organelor de lucru ale agregatului combinat pentru pregtit patul germinativ ACPG-3 care este descris constructiv i funcional n capitolul doi al lucrrii.

5.2.1Cercetriteoreticeprivinddinamicacuitelepentruafnareai decompactarea solului Cuitele pentru afnarea solului (poz.1, fig. 5.1, a) utilizate sunt de tip sgeat mare, iar cuitele pentru decompactare sunt de tip sgeat mic. Agregatul combinat pentru pregtit patul germinativ ACPG3 are patru astfel de organe de afnare, dispuse pe toat limea de lucru i se pot fixa fiecare cu cte un bol n mai multe poziii pe vertical pentru reglarea adncimii de lucru. Fig.5.1. Dinamica interaciunii dintre cuitul de afnare i sol: a schema cuitului cu suport i forele careacioneaz asupra cuitului i suportului su; b schema forelor dup direciile orizontal i vertical. n procesul interaciunii cuitului de afnare cu solul asupra suprafeei acestuia acioneaz forele prezentate n figura 5.1 care au urmtoarea semnificaie [9, 24, 33, 35, 95,107, 132] : Rcsforaderezistenasoluluicaresedescompunedupceledouaxen componentele orizontal Rxcs i vertical Rzcs Fncsforanormalpesuprafaacuituluicareacioneazdinparteasoluluin procesul de lucru; Ffcs fora de frecare dintre suprafaa cuitului i sol, definit prin relaia: ncs fcsF F = (5.1) unde este coeficientul de frecare dintre sol i suprafaa cuitului. Rxsc-foraderezistenasoluluiasuprasuportuluicuituluilatiereai despicarea solului n plan vertical; Rezultanta analitic a aciunii solului asupra suprafeei cuitului Rcs este dat de relaia: 2 2 2 2zcs xcsfcsncs csR R F F R + = + = (5.2) Pentrustudiuldinamiciicuituluisgeatsenlocuieteaciuneaforelorcare acioneazasupracuituluiRcsiasuprasuportuluiacestuiaRxsc curezultantaRCa REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 36cuitului(fig.5.2)caresedescompunencomponenteleorizontalRxcivertical RzC.Schemaechivalentaforelordinfigura5.2reprezintmodeluldinamic echivalent al cuitului de afnare. Fig.5.2. Schema dinamic echivalent a cuitul de afnare Dinecuaiiledeechilibrualansambluluicuituluidinmodeluldinamic echivalent prezentat n schema din figura 5.2 se obin relaiile: xc tcR F = (5.3) ncareFtcesteforadetraciuneexercitatdetractorasupracuituluiaplicatn punctul de cuplare al suportului cuitului la cadrul mainii (punctul A). Reaciunea vertical Fzc a cuitului asupra cadrului mainii: zc zcR F = (5.4) iar cuplul care acioneaz n punctul de prindere, A, este dat de relaia: ) ( R Rzc xc c c As e c M + =(5.5) 5.2.2Cercetriteoreticeprivinddinamicafrezeicurotororizontalcu cuite pentru mrunirea i afnarea solului nprocesuldelucru,datoritforeidetraciuneexercitatedetractor,a momentului de torsiune transmis prin priza de putere i a greutii ce revine pe rotor, asupra rotorului cu cuite acioneaz fore i momente [9, 23, 24, 33, 36, 95,107, 132] evideniate conform schemei din fig. 5.4, n care s-au fcut urmtoarele notaii]: Gr fora de greutate ce acioneaz pe rotor;Rrrezultantarezisteneloropuselatiereaidesprindereafeliilordesol, creatdatoritcelorzacuiteceacioneazlaunmomentdatnsol,cucele dou componente ale sale Rxr i Rzr; Mr momentul la rotorul frezei transmis prin priza de putere a tractorului; Momomentulrezistentdatoritrezisteneloropuselatiereaiazvrlirea feliilor de sol desprinse de cuite; r raza exterioar a rotorului cu cuite; a, ar adncimea de lucru a rotorului cu cuite nainte i dup trecerea acestuia; viteza unghiular a rotorului cu cuite. F1xr, F1zr, F23xr, F23zr sunt reaciunile orizontale, respectiv verticale ale rotorului asupra tractorului n punctele de cuplare superior i inferioare; REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 37 Fig.5.4 Dinamica interaciunii dintre rotorul cu cuite, patin, oblon i soln procesul de lucru: a schema sarcinilor care acioneaz asupra rotorului cu cuite, patinei, oblonului de nivelare i n punctele de cuplare a mainii la tractor b schema forelor dup direciile orizontal i vertical Momentullarotorulfrezeitransmisprinprizadeputereatractorului,Mr,se calculeaz cu relaia [24, 107, 132]: cos = = r R r R Mr p r(5.6) Asupra patinelor, n procesul de lucru, acioneaz forele: Zp reaciunearezultantnpuncteledecontactalepatinelorcusolul,Zp=Zs+Zd, unde Zs, Zd sunt reaciunile solului pe patina stnga i dreapta; Xp fora de frecare dintre suprafaa patinelor i sol, definit prin relaia: p p pZ X = (5.7) unde peste coeficientul de frecare dintre sol i suprafaa patinei. n procesul de lucru asupra oblonului de nivelare acioneaz forele: Fno fora normal pe suprafaa oblonului care acioneaz din partea solului n procesul de lucru; Ffo fora de frecare dintre suprafaa oblonului i sol, definit prin relaia: no o foF F = (5.8) undeo este coeficientul de frecare dintre sol i suprafaa oblonului. Rezultanta celor dou fore Fno i Ffo este Ro (fig. 5.4, a) care se descompune in dou componente Rxo, resp. Rzo (fig. 5.4, b). Schemaechivalentaforelordinfigura5.4,bestedatnmodeluldinamic echivalentdinfigura5.5ncareforaderezisten,Ro,opusdesoloblonuluide nivelareesteredusnraportcupunctulCdecontactalpatineicusolul,iarRr rezultanta rezistenelor opuse la tierea i desprinderea feliilor de sol este redus n raport cu centrul rotorului cu cuite. Prinreducereaforeiderezisten,Ro,nraportcupunctulCdecontactal patinei cu solul, se creeaz n jurul acestui punct momentul Mo, iar reaciunile totale ale rotorului n acest punct vor fi: zo p rR Z Z + =i xo p rR X X + =Momentul Mo este dat de relaia: o zo o xo ros R h R M =(5.9) REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 38Prin reducerea forei de rezisten Rr n raport cu centrul rotorului cu cuite se creeaznjurulacestuipunctmomentulMRrcareesteegalcumomentulMrdarde sens contrar, cele dou momente anulndu-se reciproc. Fig. 5.5 Schema dinamic echivalent a frezei cu rotor orizontal PracticncentrulrotoruluicucuitevaacionaforaRr,princeledou componente ale sale: Rxr care va avea un efect de mpingere a tractorului i Rzr care va micora reaciunea solului asupra patinei, Zr. Din ecuaiile de echilibru dinamic ale rotorului cu cuite i cadru, n baza figurii 5.5 rezult: xr r xr xr trR X F F F = =1 23(5.10) zr r zr zr zrR Zr G F F F = + =23 1(5.11) n care: Ftr este fora de traciune exercitat de tractor asupra rotoruluiFzr reaciunea vertical a rotorului asupra tractorului. 5.2.3 Cercetri teoretice privind dinamica tvlugului cu pinteni nprocesuldeplasriinlucrusubaciuneagreutii(sarcinii)Gtvcareapas asupratvlugului(fig.5.6)idatoritmicriidetranslaieamainiitvlugul ruleaz pe sol, pintenii intr n sol la o adncime ap, iar mantaua taseaz solul pn la adncimea am [ 24, 33, 35, 95, 107, 132]. n figura 5.6 s-au fcut urmtoarele notaii: rm raza mantalei tvlugului; rr raza exterioar de dispunere a pintenilor; Ftt fora de traciune la axul tvlugului; Gtv sarcina care apas asupra tvlugului; Rtmrezistenalamrunireiapsareopusdesolmantaleitvlugului, care se descompune n componentele orizontal Rxtmi vertical Rztm; Rtprezultantarezistenelorlaapsareopusdesolpintenilor,carese descompune n componentele orizontal Rxtp i vertical Rztp; Mf momentul de frecare din lagrele tvlugului (pentru lagre cu rostogolire are valori mici i n calculele ulterioare se neglijeaz).Pentrustudiuldinamiciitvluguluicupintenisenlocuieteaciuneaforelor careacioneazasupramantaleiRtmiasuprapintenilorRtpcurezultantaRtva tvlugului (fig. 5.6, b) care se descompune n componentele orizontal Rxt (plasat REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 39la distana htv fa de suprafaa solului) i vertical Rzt (plasat la distana stv fa de axa vertical a tvlugului). Fig.5.6 Dinamica interaciunii dintre tvlugul cu pinteni i sol n procesul de lucru: a schema forelor care acioneaz asupra tvlugului; b schema concentrat a forelor care acioneaz asupra tvlugului; n figura 5.7 se prezint modelul dinamic echivalent al tvlugului cu pinteni, n careestemomentulrezistentrezultantdintremomentulrezistentla rostogolireamantalei(tv zt rtvs R M =m ztm rms R M = )iapintenilor( ),adic . p ztp rps R M =rp rmM M + =rtvM Fig.5.7 Schema dinamic echivalent a tvlugului cu pinteni Conformfigurii5.6bineglijndmomentuldefrecaredinlagresepoate scrie relaia: m xt tv m m xt tv ztr R h a r R s R ~ + = ) ( (5.15) Valoareaforeiderezistentotallarulareatvluguluipentrumrunireai tasarea solului este dat de relaia [24, 132]: zt tvmtvxtR frsR = = (5.16) Fora de traciune aplicat la axul tvlugului cu pinteni este dat de relaia: zt tv xt ttR f R F = = (5.17) REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 405.3CERCETRITEORETICEPRIVINDDINAMICAAGREGATULUIPENTRU PREGTIT PATUL GERMINATIV ACPG-3 Schemadeprincipiuaforelorexterioarecareacioneazasupraagregatului pentru pregtit patul germinativ ACPG-3 n procesul de lucru, la deplasarea pe teren orizontalcuvitezconstant,estereprezentatnfigura5.8,undesuntfiguratei reaciuniledinlegturile(cuplele)cilindricealebarelor(tiranilor)mecanismuluide suspendare al tractorului.n figura 5.8 s-au fcut urmtoarele notaii: Gm fora de greutate a mainii n ansamblu; RxceiRzceforeleechivalenteainteraciuniicusolulacelor4cuitede afnaresaudecompactare,aplicatenpunctulAdecoordonatelcfadeliniade referin i hc fa de nivelul solului.Rxce = 4Rxc (5.18) Rzce = 4Rzc (5.19) RxriRzr forelerezultantederezistenopuselatiereaidesprinderea prilor de sol, creat datorit celor za cuite de pe rotor ce acioneaz la un moment dat n sol, aplicate n punctul B de coordonate lrfa de linia de referin i hr fa de nivelul solului; Xr i Zr reaciunile echivalente a interaciunii cu solul a patinelor de limitare a adncimii rotorului i a oblonului de nivelare; Mrmomentuldetorsiunetransmisdeprizadeputereatractoruluirotorului cu cuite, care prin echivalare este anulat de momentul rezistent al rotorului MRr; Asuprarotoruluicucuite,npunctulCdecontactdintrepatinisol acioneaz i momentul Mro creat de rezistena opus de oblon la nivelarea solului; RxtiRzt-foreleechivalenteainteraciuniicusolulatvluguluicupinteni, aplicatenpunctulDdecoordonateltfadeliniadereferinihtfadenivelul solului. Asupra tvlugului acioneaz i momentul de rezisten la rulare Mrtv; F1xiF1z-foreledincupladelegtura(cuplacilindric)abareisuperioare (tirantului central) al mecanismului de suspendare al tractorului; F23xiF23z-reaciunilensumatedinlegturile(cuplele)cilindricealebarelor inferioare ale mecanismului de suspendare al tractorului. Fig.5.8 Modelul dinamic echivalent al agregatului pentru pregtit patul germinativ,ACPG-3 la deplasarea n lucru, pe teren orizontal, cu vitez constant REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 41Dinecuaiiledeechilibrualemainiidepregtitterenulnvederea nsmnrii n baza modelului dinamic din figura 5.8 se determin urmtoarele fore: -sarcinaverticaltransmisprinarticulaiilebarelormecanismuluide suspendare al tractorului: z z zF F F23 1+ = ; -foradetraciune(derezisten)ladeplasareanlucruamainii,adicse determin bilanul de traciune al mainii, adic: x x tF F F1 23 = . ForeledetraciunedinpuncteledecuplareamainiilatractorF1x,respectiv F23x,sedetermindinecuaiidemomentescrisenraportcupunctulinferior, respectiv superior, de cuplare, rezultnd relaiile: h M M l G l R h h Rh X l Z R h h R l R h h R Fro tv m m t zt t i xti r r r zr r i xr c zce i c xce x/ ] ) () ( ) ( ) ( [1 + ++ + + + + + =(5.20) h M M l G l R h h h R h h Xl Z R h h h R l R h h h R Fro tv m m t zt t i xt i rr r zr r i xr c zce i c xce x/ ] ) ( ) () ( ) ( ) ( [23 + + + + ++ + + + + + + =(5.21) Fora de apsare, Fz, exercitat de agregat asupra tractorului este: zt zr zce m z z zR Zr R R G F F F + = + =23 1(5.22) Bilanuldetraciunealagregatuluicombinatpentrupregtitpatulgerminativ, ACPG-3, la deplasarea n lucru pe teren orizontal cu vitez constant, este: xt r xr xce x x tR X R R F F F + + = =1 23 (5.23) Relaiileanaliticedemaisusreprezintmodelelematematicealedinamiciii traciuniiagregatuluidepregtitpatulgerminativladeplasareanlucru,cuvitez constant,peterenorizontal.Cuacestemodelematematicesepoatesimulape calculator comportarea dinamic i la traciune a mainii. 5.4Dinamicageneralasistemuluitractor-agregatcombinatpentru pregtit patul germinativ 5.4.1 Stabilitatea longitudinal a tractorului cu maina n poziie de lucru pe terenorizontal Schema forelor exterioare care acioneaz asupra sistemului tractor - main agricolpentrupregtireaterenuluinvedereansmnrii(ACPG-3),purtatn spate, n poziie de lucru, pe teren orizontal, este reprezentat n figura 5.9.Semnificaiaforelorcareacioneazasupramainiiiadistanelor menionate n schem (v. subcap. 5.3 i fig. 5.8) este urmtoarea: Gm - fora de greutate a mainii n ansamblu; RxceiRzceforeleechivalenteainteraciuniicusolulacelor4cuitede afnare sau decompactare.RxriRzr forelerezultantederezistenopuselatiereaidesprinderea prilor de sol; Xr i Zr reaciunile echivalente a interaciunii cu solul a patinelor de limitare a adncimii rotorului i a oblonului de nivelare; Mrmomentuldetorsiunetransmisdeprizadeputereatractoruluirotorului cu cuite. RxtiRzt-foreleechivalenteainteraciuniicusolulatvluguluicupinteni,. Asupra tvlugului cu pinteni acioneaz i momentul de rezisten la rulare Mrtv; REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 42 Fig.5.9 Schema dinamicii sistemului tractor (4x4)- agregat combinat pentrupregtit patul germinativ (ACPG-3), n lucru pe teren orizontal Semnificaiaforelorexterioarecareacioneazasupratractoruluieste urmtoarea [83, 86, 95, 99,131]: Gt - greutatea tractorului; Fm1 i Fm2 - forele tangeniale de traciune dezvoltate de tractor prin aderena roilor cu solul ; Z1 i Z2 - sarcinile normale pe puntea din fa i spate; Rr1 i Rr2 - rezistenele la rulare pe sol ale roilor punilor tractorului. Mr1 i Mr2 momentele de rezisten la rulare ale roilor Valorile sarcinii normale pe punile din fa i spate ale tractorului, Z1 i Z2 : LM M h RLL R h R L R Z h R L R L G a GZrtv ro t xtt zt r xr r zr r ca xce c zce m m c t ++ + + + + + =) (1(5.24) LM M h R L L R h RLL L R Z h R L L R L L G a L GZrtv ro t xt t zt r xrr zr r ca xce c zce m m c t+ + + + +++ + + + + + =) () ( ) ( ) ( ) ( ) (2(5.25) Reaciunea normal total Zt: zt zr r zce m t tR R Z R G G Z Z Z + + = + =2 1 (5.26) Dinecuaiiledeechilibrualeforelorcareacioneazasupratractoruluii mainii pe direcia de deplasare se obine bilanul de traciune al tractorului, exprimat prin relaia: xr r xt xce r r m m mR X R R R R F F F + + + + = + =2 1 2 1(5.32) REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 43La deplasarea n lucru pe teren orizontal nu apar probleme privind stabilitatea longitudinal,deoarecechiardacroiledinfaaletractoruluisedesprinddesol, tractorulsevasprijinimaideparteperoilepuniidinspateipeorganeledelucru ale mainii de pregtit patul germinativ. 5.4.2Stabilitatealongitudinalatractoruluilacoborreapepantcu maina n poziie de lucru. Din ecuaiile de echilibru ale sistemului tractor-main, dup transformri se determinsarcinilenormalepepunteadinfaispatealetractorului,alecror mrimi au o influen asupra stabilitii longitudinale a tractorului. Dinecuaiiledeechilibrualeforelorcareacioneazasupratractoruluii mainii pe direcia de deplasare se obine bilanul de traciune al tractorului. La deplasarea n lucru, n coborre pe panta longitudinal, nu apar probleme privindstabilitatealongitudinal,deoareceagregatulpurtatnspateletractorului,n lucru, va ncrca puntea spate a tractorului n jurul creia se poate produce pierderea stabilitii. 5.4.3Stabilitatealongitudinalatractoruluilaurcareapepantcu maina n poziie de lucru. Fig.5.11 Schema forelor exterioare care acioneaz asupra sistemului tractor-main, n poziie de lucru, la urcare cu vitez constant pe panta longitudinal Ecuaia bilanului de traciune a agregatului la urcare, cu vitez constant,pe panta longitudinal, care are urmtoarea form general:o sin ) (2 1 2 1 + + + + + + = + =m t xr r xt xce r r m m mG G R X R R R R F F F (5.37) Cunoscnd c: 1 1 1Z f Rr = ;; 2 2 2Z f Rr = ) (2 1 2 1Z Z f R R Rt r r rt+ = + = ;zt tv xtR f R = ; r p rZ X = (5.38) REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 44Reaciunea total asupra punilor tractorului, Zt , este: zt zr r zce m t tR R Z R G G Z Z Z + + = + = o cos ) (2 1 (5.39) Relaia (5.32) devine: o osin ) (] cos ) [(2 1 + + + + ++ + + = + =m t xr r p zt tv xcezt zr r zce m t t m m mG G R Z R f RR R Z R G G f F F F (5.40) carereprezintecuaiabilanuluidetraciunealtractoruluinagregatcu mainadepregtitpatulgerminativACPG-3,laurcareapepantalongitudinal,cu vitez constant, n lucru . Avnd n vedere c momentele de rezisten la rularea tractorului i 1 rM2 rMse neglijeaz, reaciunile normale Z1 i Z2 la punile tractorului sunt date de relaiile: LM M h R L R h R L R ZLh R L R h G L G h G a GZrtv ro t xt t zt r xr r zr rca xce c zce m m m m c t c t + + +++ + =) (sin cos sin cos1o o o o(5.41) LM M h R L L R h R L L R Z h R L L RLh G L L G h G a L GZrtv ro t xt t zt r xr r zr r ca xce c zcem m m m c t c t+ + + + + + + +++ + + + + =) ( ) ( ) ( ) (sin ) ( cos sin ) ( cos2o o o o (5.42) Din analiza expresiilor celor dou reaciuni, Z1 i Z2, se observ c o parte din componentelerezisteneloropusedesolorganelordelucrualemainiiigreutii acesteiacontribuielascdereasarciniipepunteafailacreterea corespunztoareasarciniipepunteaspate,existndicomponentecarencarc puntea fa i descarc puntea spate. ReaciuneanormaltotalZtasuprapunilortractoruluisedetermincu relaia: zt zr r zce m t tR R Z R G G Z Z Z + + = + = o o cos cos2 1(5.43) Variaiasarciniidinamicetotale tZ A pepuniletractoruluisedetermincu relaia: zt zr r zce m t t tR R Z R G G Z Z + = = A o o cos cos(5.44) Rezult, astfel, c n timpul deplasrii forele exterioare ce acioneaz asupra mainiipurtatecontribuielacretereasarciniiaderenteatractorului,cutraciunepe ambele puni, cu valoarea AZt. Ladeplasareanlucru,nurcarepepantalongitudinal,nuaparprobleme privind stabilitatea longitudinal la rsturnare, deoarece chiar dac roile din fa ale tractoruluisedesprinddesol,tractorulsevasprijinimaideparteperoilepuniidin spate i pe organele de lucru ale mainii de pregtit patul germinativ [83, 86, 131]. 5.4.4Stabilitatealongitudinalatractoruluicumainanpoziiede transport Stabilitatealongitudinalasistemuluicumainanpoziiedetransportse referladouaspectedistincte:stabilitatealadeplasare(micare),denumit maniabilitate i stabilitatea la rsturnare [83]. REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 455.4.4.1Stabilitatealongitudinalatractoruluipeorizontalcumainan poziie de transport Ladeplasarecuvitezconstant,peterenorizontalcumainapurtatn spate,stabilitateadinamicdepindedegreutateatractoruluiiamainiiagricolei de coordonatele longitudinale ale centrelor de mas ale tractorului i mainii. 5.4.4.2Stabilitatealongitudinalatractoruluilaurcareapepantcu maina n poziie de transport Stabilitatea longitudinal a tractorului trebuie verificat la urcarea pe pantcu maini purtate n spate, aflate n poziie de transport. Fig. 5.13 Schema forelor exterioare care acioneaz asupra sistemului tractor main purtat n spate, n poziie de transport, la urcare pe panta longitudinal ReaciunileZ1iZ2pepunilefarespectivspatealetractoruluiexprimate prin relaiile: LM M h G L G h G a GZr r m m m m c t c t 2 11sin cos sin cos ' ' =o o o o(5.48) LM M h G L L G h G a L GZr r m m m m c t c t 2 12sin ) ( cos sin ) ( cos + + ' + ' + + + =o o o o(5.49) Ladeplasareacuvitezconstant,laurcareapantei,condiiadestabilitate este:, adic:01 > Z0 sin cos sin cos2 1> ' ' r r m m m m c t c tM M h G L G h G a G o o o o (5.50) nlocuindexpresiamomentuluitotalderezistenlarularelaurcareapantei r G G f M M Mm t t rt r r= + = + o cos ) (2 1,n care r este raza roilor motoare egale ale celor dou puni, se obine relaia: (5.51)0 cos ) ( sin cos sin cos > + ' ' r G G f h G L G h G a Gm t t m m m m c t c to o o o oREZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 46De unde rezult unghiul critic, la urcarea pantei: cro') (t t m m tG G f L G Gtgm m c tm ccrh G h Gr a + + ' = o (5.52) Ecuaiabilanuluidetraciunealtractoruluintransport,cumainapurtatn spate, la urcare cu vitez constant, are urmtoarea form:o sin ) (2 1 2 1 + + + = + =m t r r m m mG G R R F F F (5.54) Cunoscnd c: o cos ) ( ) (2 1 2 1 m t t t r r rtG G f Z Z f R R R + = + = + = , rezult: o o sin ) ( cos ) (2 1 + =m m mF F F + + + =m t m t tG G G G f (5.55) La coborrea pantei ecuaia bilanului de traciune are urmtoarea expresie: o o sin ) ( cos ) (2 1 + + = + =m t m t t m m mG G G G f F F F (5.56) .5 SIMULAREA PE CALCULATOR A DINAMICII SISTEMULUI TRACTOR- diferitelortipuridesistemetractor-mainagricol cepermitesimularea 5.5.2Simulareadinamiciisistemuluitractormaindepregtitpatul tractoconsider ca invariabil poziia tiranilor n timpul lucrului, cu suficient precizie. 5MAIN PENTRU PREGTIREA TERENULUI PENTRU SEMNAT 5.5.1 Aspecte generale Comportareadinamicapentrupregtireaterenuluipentrusemnatestedescrisdemodelematematice, rezultate din ecuaiile de micare i de echilibru ale sistemelor Rezolvareapecalculatoraacestormodelematematicomportrii dinamice a sistemelor tractor-main agricol pentru pregtirea terenului nvedereasemnatului.Simulareadinamiciisistemuluiseefectueazpentru variantadeplasriisistemuluipeterenorizontal,cuvitezconstant.nlucrarese simuleaz pe calculator variaia forele de traciune (F1x, F2x, F3x) i apsare (F2z, F3z) careaparntiraniimecanismuluidesuspendarealtractorului,aforeitotalede rezistentlatraciune(Ft)opusdemainaagricol,areaciunilornormaleale solului (Zr) asupra sistemelor de limitare a ptrunderii n sol a mainii, toate n funcie de variaia adncimii de lucru. germinativ nceleceurmeazseprezintmodeluldinamicpentrusistemulformatdin ruldemareputereA1800AMimainadepregtitpatulgerminativ,ACPG3. Schemasolicitrilorcareaparnprocesuldelucrualsistemului,necesarpentru realizarea modelului dinamic, este prezentat n figura 5.14.Pentruasigurareasimilitudiniimodeluluidinamiccumodelulfolositla investigareaexperimentalntretractorimainadelucrusereprezintrama tensometric(RT)folositlancercripentrumsurareaforelorderezistenla traciuneopusedemainnlucru.DeoarecemainaACPG3esteconstruit simetricfadeaxalongitudinal,pentrusimplificareamodeluluis-aconsideratc solicitrile care apar n lucru asupra mainii sunt distribuite simetric fa de ax.Deoarecevariaiaadncimiidelucrupentrurotorulcucuiteestededoar80 mm,iarpoziiatiranilortractoruluiestedefinitdeaceastadncime,sepoate REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT Autor: Ing. Augustin CONSTANTINESCU Conductor tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. Simion POPESCU 47 Fig. 5.14 Schema solicitrilor mainii ACGP3 n timpul procesului de lucru (model dinamic) Forele de traciune (F1x, F2x, F3x) i apsare (F2z, F3z), fora total de rezistent lapatinei maini, se determin prin rezolvarea sistemului de ecuaii: traciune(Ft)opusdemainaagricol,reaciuneanormalasolului(Zr)asupra023 1= + + +x x xr r xc xtF F R X R R023 1= +z z zr r zt zc mF F R Z R R Grt zt rt xtgm m xr r rr xr zr zr rc zc rc xc xx R z Rx G z X z R x Z R x R z R h F + ++ r + + + = ) (1 1 1 1o tg F Fx z = (5.58) x x xF F F3 2 23+ =z zF F F3 2 23+ =z 2 23 23o tg F Fx z =r ps rZ X = Valorile parametrilor constani (date de intrare) ai sistemului de deplasare pe un teren orizontal i cu vitez constantsunt prezentate n tabelul 5.1: Tabelul 5.1 Nr. crt. ParametrulValoare 1Gm greutatea mainii, inclusiv a ramei tensometriceGm=26500 N 2xgm coordonata orizontal a Gm fa de punctul inferior de cuplare xgm=1181 mm 3zgm coordonata vertical a Gm fa de punctul inferior de cuplare mmzgm=224 4xrcordonata orizontal a Rc fa de punctul inferior de co cuplare xrc148 mm=5 zrc coordonata vertical a Rfa de punctul inferior dce cuplare (ac adde lucru a cuitelor de afnare) ncimea c zrc=520 mm + a6xrt coordonata orizontal a Rtv fa de punctul inferior de cuplare xrt=1731 mm 7 zrt coordonata vertical a Rtv fa de punctul inferior de cuplare (ac adncimea rtde lucru a cuitelor de afnare) z =466 mm8xzr coordonata orizontal a Zr i Rfa de punctul inferior de cuplarezr rx =780 mm 9zxr coordonata vertical a Xr fa de punctul inferior de cuplare zxr=502 mm 10zrr coordonata vertical a Zr fa de punctul i