Сила тяги лошади
Величину силы тяги лошади или тягового сопротивления повозки орудия и машины можно или измерить с помощью специального прибора — силомера (динамометра) или вычислить расчетом. Динамометр устроен в виде пружинных весов, в которых пружина соединена со стрелкой (стрелочный динамометр) или с пишущим приспособлением (самопишущий динамометр).
Динамометр укрепляют между вальком, за который тянет лошадь, и повозкой или сельскохозяйственным орудием таким образом, чтобы вся сила, с которой тянет лошадь повозку или сельскохозяйственное орудие, передавалась только через этот измерительный прибор. Чем больше тяговое сопротивление, которое оказывает повозка или сельскохозяйственное орудие, тем большую силу тяги должна проявлять лошадь и тем сильнее будет сжиматься пружина динамометра, а стрелка укажет, как велика сила сопротивления повозки, то есть какому количеству килограммов равна сила тяги.
В самопишущем динамометре сжатие пружины автоматически регистрируется на бумаге в виде так называемой динамограммы, после обработки которой определяют величину силы тяги в килограммах.
На транспортных работах величина силы тяги лошади зависит от веса и устройства самой повозки, груза, качества дороги и наличия подъемов и спусков. Динамометром можно определить, что по ровной, хорошей, сухой, накатанной грунтовой дороге, при весе самой повозки на железном ходу в 250 кг (мертвый или хозяйственно бесполезный груз) и груза в 550 кг (полезный груз), то есть при общем весе воза в 800 кг, лошадь тянет с силой, равной 40 кг.
Силу тяги можно определить и путем расчета, зная величину коэффициента сопротивления, который в приведенном примере равен 0,05. Это значит, что лошадь на перевозку по данной дороге каждого центнера веса воза должна проявлять силу тяги, равную 5 кг. Умножая вес воза — 800 кг на 0,05, получаем 40 кг, то есть ту силу, с которой лошадь тянет этот воз по данной дороге. Иначе говоря, сила тяги (40 кг) равна весу воза (800 кг), умноженному на коэффициент сопротивления (0,05).
В рассмотренном примере коэффициент сопротивления определяется следующим образом:
сила тяги (40 кг) : вес воза (800 кг) = 0,05 (коэффициент сопротивления).
Чем тяжелее перевозимый груз, тем, при прочих одинаковых условиях, большую силу тяги должна проявлять лошадь.
Чем хуже дорога, тем выше коэффициент сопротивления. При одинаковом весе воза, но по разным дорогам, лошадь должна проявлять различную силу тяги, и чем хуже будет дорога, тем больше должна быть сила тяги.
Это обстоятельство в практике многих хозяйств не всегда учитывается. Нельзя оценивать произведенную лошадью работу только по весу перевезенного груза, необходимо всегда определять, какова величина силы тяги.
Если в нашем примере, при весе воза в 800 кг и ровной, хорошей грунтовой дороге, лошадь должна работать с силой тяги, равной приблизительно 40 кг, то на асфальтированной дороге сила тяги лошади уменьшится с 40 до 16 кг, так как коэффициент сопротивления для такой дороги равен 0,02, или 2 кг на каждый центнер. По хорошей булыжной мостовой, при том же весе воза, сила тяги будет не 16, а 24 кг, так как коэффициент сопротивления по хорошей булыжной мостовой равен 0,03, или 3 кг на каждый центнер веса воза. На плохой, грязной грунтовой дороге сила тяги увеличивается до 80 кг (коэффициент сопротивления для нее — 0,10).
И, наконец, по пашне, для которой коэффициент сопротивления равен 0,20, лошадь должна проявить силу тяги около 160 кг, то есть в десять раз большую, чем при работе в той же повозке, с тем же грузом по асфальтированной, ровной дороге. Разница, как видим, весьма значительная, и с нею считаться совершенно обязательно.
Кроме того, как увидим ниже, тяговое сопротивление зависит от устройства и качества самой повозки, осей и втулок, а также от смазки их, диаметра колес и ширины обода (шины).
Сила тяги на подъемах или спусках изменяется в зависимости от величины угла подъема или спуска, но это требует для своего определения довольно сложных вычислений. Учитывая, что в практических условиях этот угол обычно не измеряют, нет смысла и приводить эти расчеты.
Сила тяги на пахоте и в уборочных машинах.
Тяговое сопротивление плуга вычисляют следующим образом: измеряют в сантиметрах среднюю глубину пахоты, среднюю ширину захвата плуга и эти величины перемножают; полученную площадь поперечного сечения пласта (в квадратных сантиметрах) умножают на величину сопротивления каждого квадратного сантиметра сечения пласта. Исследованиями Всесоюзного научно-исследовательского института коневодства, проведенными на конной пахоте, установлено, что тяговое сопротивление на каждый квадратный сантиметр сечения пласта при легкой пахоте (мягкая пахота, пахота супесчаных и других легких почв) равно 0,2 кг, при пахоте средних почв — 0,3 кг и на тяжелой пахоте (залежи, глинистые почвы и тяжелые суглинки) — 0,4 кг.
Пример: Если на легкой почве при перепашке зяби глубина пахоты равна 16 см, а ширина захвата плуга 25 см, то площадь сечения пласта составит 400 кв. см. Умножая 400 на 0,2 кг (сопротивление каждого квадратного сантиметра сечения пласта при такой пахоте), получаем тяговое сопротивление плуга, равное 80 кг. Для преодоления этого сопротивления лошадь должна работать с силой тяги, равной 80 кг.
Однако трудность работы лошади обусловливается не только величиной тягового сопротивления. Так, на работах по скользкой дороге или по мягкому, рыхлому грунту (при пахоте, бороновании пашни, севе, при нарезке борозд, посадке картофеля и т. п.) лошадям приходится затрачивать повышенное количество энергии (примерно на 20% больше, чем на транспортных работах по хорошей дороге).
Весьма тяжела работа лошадей в уборочных машинах с режущим механизмом, несмотря на то, что абсолютная величина тягового сопротивления их, падающая на долю каждой лошади, не так уж велика. Значительно утяжеляют работу лошадей в этих машинах повышенная скорость движения, постоянная вибрация и частые толчки, создаваемые режущим механизмом, а также давление дышла на лошадей вниз и вправо. Последнее объясняется тем, что машина расположена на одной оси и режущий механизм размещен с правой стороны.
По данным Института коневодства, расход энергии у лошадей при работе в уборочных машинах примерно на 30% выше, чем на других работах, производимых с такой же силой тяги.
Нормальная сила тяги лошади.
Сила тяги лошади — одно из важнейших рабочих качеств ее. Чем большую силу тяги способна проявить лошадь, тем она сильнее.
Наибольшее влияние на величину силы тяги оказывает вес лошади. Более крупные лошади, как правило, способны проявлять большую силу тяги, чем мелкие.
На основании проведенных исследований было установлено, что нормальная сила тяги лошадей при работе шагом в течение всего дня составляет примерно 13-15% их живого веса: для более крупных лошадей весом в 600 кг и более — 13%, для лошадей весом около 500 кг — 14%, для более мелких лошадей (весом до 400 кг) — 15%.
Исследованиями института коневодства установлено, что наименьший расход энергии у лошадей на единицу производимой ими работы (при движении шагом) достигается именно при силе тяги, составляющей примерно 13-15% их живого веса.
Следует, однако, учитывать, что для более сильной и выносливой лошади вычисленная таким способом величина нормальной силы тяги фактически может быть несколько повышена, а для более слабой, хотя и того же веса, она должна быть несколько уменьшена. Кроме того, при установлении нормальной силы тяги для той или другой лошади большое значение имеет степень втянутости ее в работу, ее возраст, состояние, а также характер и условия работы (продолжительность рабочего дня, скорость движения, качество дороги, качество упряжи и пр.).
Принимая эту величину нормальной силы тяги как среднюю для всего рабочего дня, следует помнить, что на коротком расстоянии — в 200-300 м (на подъемах, плохих участках пути и т. п.) лошадь может проявить в 2-3 и даже 4 раза большую силу тяги. Некоторые особенно выдающиеся лошади оказывались способными на расстоянии нескольких метров тянуть с силой, составляющей 90 и даже 100% их живого веса. Обычно при использовании лошадей нормальной работоспособности стремятся к тому, чтобы при движении шагом они работали с полной нормальной нагрузкой, то есть с силой тяги, близкой к 13-15% их живого веса. Если заставляют лошадь работать с перегрузкой, то она быстрее устает и теряет свою работоспособность; при работе с недогрузкой — снижается ее производительность. Поэтому очень важно уметь правильно рассчитать нормальную нагрузку на лошадь как на транспортных, так и на полевых работах, учитывая особенности той или иной работы.
Зная для лошади величину ее нормальной силы тяги на шагу и коэффициент сопротивления повозки по определенной дороге, можно легко определить сперва общий вес воза, а затем и вec груза, соответствующий нормальной нагрузке лошади в данных условиях.
Пример: Если для лошади весом в 500 кг нормальная сила тяги при работе шагом составляет 70 кг, а коэффициент сопротивления дороги равен 0,07 и вес повозки 250 кг, то вес воза должен быть равен:
сила тяги (70 кг) : коэффициент сопротивления (0,07),
Вычитая из веса воза (1 000 кг) вес повозки (250 кг), находим вес груза, который можно положить на повозку. В данном случае он будет равен 750 кг, или 7,5 центнера.
При силе тяги, не превышающей 7-8% веса лошади, можно ехать тихой рысью со скоростью около 10-12 км в час, то есть примерно в два раза быстрее, чем на шагу. Так бывает в производственных условиях при езде по хорошему участку дороги (коэффициент сопротивления 0,05 и меньше), даже с возом, в тех случаях, когда нагрузка воза установлена из расчета на плохую дорогу (коэффициент сопротивления 0,1), составляющую большую часть пути. Обычно едут рысью, чередуя ее с шагом, и при легком возе (с половинной нагрузкой), а также порожняком.
По исследованиям Института коневодства, общий расход энергии у лошадей на 1 км пути, как при свободном движении, так и при работе в упряжи с половинной нагрузкой или порожняком, остается на одном уровне, независимо от того, движется ли лошадь шагом или рысью (со скоростью до 15 км в час). Выгода частичного перехода на рысь в этих случаях вполне очевидна, поскольку при езде рысью, по сравнению с шагом, примерно в два раза сокращается время прохождения того же участка пути.
Источник