РозрахунковО-графічна робота №3

ТЕМА: РОЗРАХУНОК СКЛАДУ ОРНОГО АГРЕГАТУ

Мета роботи: засвоїти методику розрахунку складу орного агрегату.

Час: 4 год (2 заняття).

ЗАВДАННЯ. Розрахувати склад та експлуатаційні показники орного агрегату при наступних заданих данних: марка трактора та плуга, агрофон, питомий тяговий опір грунту, глибина оранки, темп зростання питомого опору, похил місцевості, вага трактора та плуга.

Побудувати графік потенційної тягової характеристики трактора при його роботі на заданому агрофоні. Нанести на графік інтервал технологічно допустимих швидкостей для плугів. Визначити за допомогою графіка зону раціонального тягового завантаження, інтервал раціональних за завантаженням робочих швидкостей та можливі робочі передачі трактора при виконанні заданої технологічної операції.

Хід роботи. Визначити швидкісний режим агрегату з врахуванням агротехнічних вимог. Вибрати робочі передачі трактора, розрахувати число корпусів плуга. Правильність вибору робочої передачі трактора оцінити за допомогою коефіцієнті використання тягового зусилля, тягової потужності, ККД трактора.

Склад машинно-тракторного агрегату розраховують у такі послідовності:

1. Визначають інтервал допустимих швидкостей машини за агротехнічними вимогами (табл. 3.4). Для заданого агрофону та марки трактора в додатку знаходять та заносять до табл. 3.5 такі дані по трактору: номінальне тягове зусилля, максимальну тягову потужність номінальну робочу швидкість.

2. Будують графік потенційної тягової характеристики трактора для заданого агрофону (рис. 3.1). Позначають на графіку інтервал технологічно допустимих швидкостей для заданих робочих машин, визначають зону раціонального тягового завантаження трактора, якій відповідають значення максимальної тягової потужності, інтервал раціональних по завантаженню робочих швидкостей та можливі робочі передачі трактора при виконанні заданої технологічної операції.

Рис.3.1. Визначення робочих передач трактора Т-150К та складу арегату за потенційною тяговою характеристикою

Кількість корпусів плуга або лемішного лущильника (із заокруглення до найближчого цілого меншого числа) визначають за формулою:

(3.2)

де номінальне тягове зусилля трактора на горизонтальній ділянці і вибраній передачі, кН (береться з тягової характеристики);

вага трактора, кН;

ступінь завантаження трактора за тяговим зусиллям (табл. 3.3).

Остаточно тяговий опір знаряддя (кН) визначається так:

(3.3)

Питомий тяговий опір плуга з урахуванням швидкості руху визначають за формулою:

(3.4)

де питомий тяговий опір плуга (кН/м²) при швидкості руху V_о=5км/год. У табл. 3.1 наведений питомий опір ґрунтів в період фізичної стиглості на різних агрофонах;

робоча швидкість руху агрегату, яка повинна входити в агротехнічно допустиму швидкість руху при виконанні с/г операції (табл. 3.4), км/год. Приймаємо з тягової характеристики трактора (формула 2.8);

темп зростання питомого опору, % (табл. 3.2).

Таблиця 3.1

Питомий опір плугів, кН/м²

Грунт	Агрофон	Питомий опір на грунтах
		глинис- тий	важко- суглин кових	серед- ньосуг- линкових	супісках і суглин- кових
Чорнозем	Стерня озимих	68	49	35	25
	Багаторічні трави	86	57	45	31
	Цілина, переліг	90	71	52	39
Дерново-підзолисті	Стерня озимих	66	47	34	26
	Багаторічні трави	74	56	43	30
	Цілина, переліг	92	71	50	40
Каштановий	Стерня озимих	69	47	36	22
	Багаторічні трави	-	-	-	-
	Цілина, переліг	98	68	55	29
Засолений	Стерня озимих	-	82	73	65

Другий варіант розрахунку полягає у визначенні ширини захвату агрегату:

(3.5)

_де вага плуга, яка припадає на 1 м ширини захвату, кН/м.

Кількість корпусів визначають за формулою:

(3.6)

Таблиця 3.2

Темп зростання питомого опору

Вид роботи	Сільськогосподарська машина
Оранка цілини, перелігу, багаторічних трав, стерні озимих при	Плуг	5...7
Оранка, стерні озимих, кукурудзи, соняшника при	Плуг	3...5
Оранка легких і пухких, (піщані та супіщані) ґрунтів при	Плуг	2..3
Сівба зернових	Сівалка	1,5. ..3,0
Лущення стерні озимих	Лущильники: лемішний дисковий	2,5...3,5 2...3
Дискування	Дискова борона	2,5...4,0
Коткування	Коток	1...2
Боронування	Зубова борона	1,5...2,5
Культивація	Культиватор паровий	2...5
Міжрядний обробіток	Культиватор пропашний	2,5...3,5
Збирання цукрового буряка або картоплі	Буряко- або кортопле- збиральний комбайн	3...6

Таблиця 3.3

Допустимі коефіцієнти використання номінального тягового зусилля трактора

Вид робіт	Значення для тракторів
	Т-25А Т-40М	МТЗ-80 ЮМЗ-6Л Т-70С	ДТ-75 ДТ-75М	Т-150 Т-150К	К-701 К-700А
1	2	3	4	5	6
Оранка легких і середніх грунтів	0,90	0,89	0,93	0,90	0,92
Оранка важких грунтів	-	-	0,90	0,86	0,88
Пересушені грунти	-	-	0,80	0,80	0,78
Культивація	0,83	0,89	0,92	0,90	0,92
Боронування	0,85	0,88	0,93	0,92	0,93
Плоскорізний обробіток	-	-	0,90	0,90	0,90
Лущення дисковими лущильниками та боронами	0,92	0,92	0,94	0,92	0,92
Сівба зернових	0,93	0,94	0,95	0,93	0,93

Потім за формулою (3.1) розраховують тяговий опір корпуса, а за формулою (3.3) - тяговий опір плуга.

Правильність вибору робочої передачі трактора і складу агрегату оцінюють за допомогою коефіцієнтів використання тягового зусилля трактора на даній передачі, тягової потужності, ККД трактора.

Для правильного агрегатування орного агрегату визначають кількість корпусів плуга відповідно до ширини трактора за формулою:

(3.7)

де ширина колії трактора (по осі коліс або гусениць), м;

ширина гусениці (обода ведучого колеса), м;

відстань від стінки борозни до края гусениці (обода ведучого колеса), м.

Таблиця 3.4

Агротехнічні допустимі робочі швидкості МТА

Технологічна операція	Марка с.-г. машини	Інтервал робочих швидкостей, км/год
1	2	3
Оранка	ПТК-9-35; ПЛП-6-35; ПЛН-5-35; ПЛН-3-35 ПН-8-35; ПН-2-30Р; ПН-4-35 "Пахарь" ПН-4-40	8...12 5...8 7...10
Лущення дисковими лущильниками	ЛДГ-15; ЛДГ-10; ЛДГ-5	8...12
Лущення плугами- лущильниками	ППЛ-10-25 ППЛ-5-25	7...12 5...8
Обробіток культиваторами- плоскорізами	КПГ-250; КПГ-2-150 КПШ-9 КПЄ-3,8	7...10 9...12 8...10
Знаряддя для безполицевого обробітку багаторічних трав	ОПТ-3-5	7...10
Культивація	КПС-4 БП-8	7…12 8…12
Боронування зубовими боронами	БЗТС-1,0 БЗСС-1,0	7…12
Боронування дисковими боронами	БД-10; БДТ-7; БДН-3	8…10
Коткування	ЗККШ-6; ККН-2,8; СКТ-2	6…13 6…9
Обробіток голчастими боронами	БИГ-3	7…10
Сівба сівалками: зернових кукурудзи буряків овочевих культур	СЗ-3,6;СЗП-3,6; СУЗ-3,6 СЗС-2,1; СЗС-2,1М СУПН-8 СПЧ-6 ССТ-12А СКОН-4,2; СКОСШ-2,8	8…12 7…9 6…9 4…7 5…8 5…7

Продовження табл. 3.4

Садіння картоплі	СКС-4 СКМ-6	6…9 5…7
Міжрядний обробіток	КРН-4,2; КРН-5,6 УСМК-5.4А; УСМП-5,4 КОР-4,2	6…9 6…8 6…10
Внесення добрив: мінеральних органічних рідких	1-РМГ-4; НРУ-0,5 РУМ-8 РУП8 ПРТ-10; ПРТ-16; 1-ПТУ-4 РУН-15Б РЖТ-8; РЖТ-4 ПОМ-630	9…12 12…15 9…12 8…12 3…7,5 8…12 6…10
Обприскування та обпилювання	ПОМ-630; ОПШ-15 ОП-2000 ОШУ-50	4,5…9,5 6…8
Скошування: трав на сіно з подрібненням зерновими жатками	КС-2,1 КДП-4; КТП-6; КПВ-3 КРН-2,1 Е-301 КУФ-1,8 КСК-100; Е-280; КСС-2,6 КПКУ-75 ЖРС-4,9А; ЖВН-6 ЖРБ-4,2	9…12 6…9 9…15 8…12 5…7 9…12 6…10 5…8
Згрібання та ворушіння сіна	ГВК-6; ГПП-6	6…9
Збирання врожаю: цукрових буряків: гички коренеплодів картоплі: гички бульбоплодів	БМ-6 РСК-6 КИР-1,5Б КСТ-1,4; УКВ-2, ККУ-2А ''Дружба''	8…10 5…9 6…8 3…8 1,4…5,4
Кормових коренеплодів	МКК-6	3…7

Знак "+" приймають тоді, коли трактор рухається по полю на відстані 25...30 см від стінки борозни, а "-" при русі коліс трактора по борозні від попереднього проходу плуга.

Будують графік тягової характеристики трактора для основної робочої передачі, з якого визначають швидкість руху та витрату палива на робочому режимі та при холостому переїзді, поворотах.

Тяговий опір (кН) причіпних машин при холостому переїзді залежить від ваги машини та опору коченню ходових коліс по ґрунту:

(3.8)

де - коефіцієнт опору кочіння опорних коліс робочої машини (табл. 4.3).

Якщо машина навісна, то в транспортному положенні її вага повністю передається на ходові колеса трактора:

(3.9)

де коефіцієнт опору коченню ходових коліс або гусениць трактора (табл. 4.3).

Тяговий опір напівнавісних машин при холостому ході складається з додаткового опору часток ваги машин, що передається на трактор, ходовими колесами цієї машини:

(3.10)

де тяговий опір напівнавісної машини при холостому ході, кН;

частина ваги напівнавісної машини, що передається відповідно на трактор та опорні колеса плуга, кН.

Остаточно швидкість руху агрегату на повороті приймають з врахуванням граничного значення (як правило, не більше 7,0…11 км/год) залежно від виду агрегату, стану грунту або перешкод на поворотній смузі.

У зв’язку з тим, що з графіка (рис. 3.2) дуже легко визначити дійсну робочу швидкість , можна дати більш повну оцінку завантаження трактора на основній передачі та корисного використання номінальної потужності двигуна (умовний тяговий ККД трактора):

(3.11)

де номінальна робоча швидкість при . (приймається з тягової характеристики трактора табл. 2.4);

(3.12)

де витрата потужності на тягу машини, кВт;

(3.13)

Якщо орний агрегат відповідає вимогам агротехніки щодо якості робіт та раціонального використання енергетичних показників трактора, то він має забезпечувати і високу продуктивність виконання заданої роботи. Визначають продуктивність орного агрегату на 1 год зміни за формулою:

(3.14)

де робоча ширина захвату, м;

коефіцієнт використання часу зміни (в розрахунках прийняти )

Робоча ширина захвату:

(3.15)

де коефіцієнт використання конструктивної ширини захвату агрегату, приймаємо ;

конструктивна ширина захвату, м.

Рис. 3.2. Визначення робочої швидкості та витрати палива за тяговою характе-ристикою трактора Т-150К (3-я передача) при роботі з плугом ПЛП-6-35

Приклад. Розрахувати склад та експлуатаційні показники орного агрегату. Первинні дані: трактор Т-150К; плуг ПЛП-6-35; агрофон - стерня зернових колосових культур; питомий тяговий опір К = 40 кН/м²; глибина оранки 25 см; темп зростання питомого опору ; похил місцевості і= 1,8%; вага трактора G=76,0 кН; вага плуга G_пл=12,3 кН.

Таблиця 3.5

Показники тягової характеристики трактора Т-150К на стерні

Показник	Передача
	1	2	3	4
Номінальне тягове зусилля, кН	41,6	35,8	31,4	26,9
Максимальна тягова потужність, кВт	89,6	92,5	92,0	88,1
Робоча швидкість, км/год	7,75	9,30	10,55	11,75

Будуємо графік потенційної тягової характеристики трактора Т-150К при його роботі на стерні (рис. 3.1). Наносимо на графік інтервал технологічно допустимих швидкостей для плугів (табл. 3.4). Визначаємо за допомогою графіка зону раціонального тягового завантаження, інтервал раціональних за завантаженням робочих швидкостей та можливі робочі передачі трактора при виконанні заданої технологічної операції.

Для плуга ПЛП-6-35 інтервал робочих швидкостей становить 8...12 км/год (табл. 3.4).

Як видно на рис. 3.1, найбільшу тягову потужність трактор Т-150К має на 1-й, 2-й, 3-й передачах при тяговому завантаженні від 31,4 до 41,6 кН та робочих швидкостях від 7,75 до 10,55 км/год. Поки що 1-у передачу ми не враховуємо, оскільки вона знаходиться за межами інтервалу технологічно допустимих швидкостей для плуга ПЛП-6-35. Тому до числа раціональних робочих передач в даному випадку можна віднести 2-у та 3-ю; можливе використання і 4-ї передачі, яка теж знаходиться в інтервалі технологічно допустимих швидкостей. Остаточний вибір основної робочої передачі буде зроблено за результатами тягового розрахунку МТА для найбільш важких умов — при русі на підйом.

Визначимо за формулою (3.1) тяговий опір, який припадає на один корпус плуга при русі трактора на 2-й, 3-й та 4-й передачах, кН:

Питомий тяговий опір плуга з урахуванням швидкості руху, кН/м²:

Кількість корпусів плуга ПЛП-6-35 для 2-ї, 3-ї та 4-ї передач трактора Т-150К визначаємо за формулою (3.2):

Розрахункову кількість корпусів плуга заокруглюємо до цілого меншого числа та визначаємо за формулою (3.3) тяговий опір плуга ПЛП-6-35, кН:

Визначаємо фактичний ступінь завантаження трактора за тяговим зусиллям:

Фактичний ступінь завантаження трактора Т-150К відповідає рекомендованому ( ) тільки на 3-й та 4-й передачах.

Визначаємо бажану кількість корпусів плуга відповідно до ширини трактора

Т-150К за формулою (3.7):

Для нормального агрегатування необхідно, щоб трактор Т-150К працював з 7-корпусним плугом, промисловість випускає тільки 6-корпусні плуги ПЛП-6-35, тому за основну робочу передачу приймаємо 3-ю.

Для основної 3-ї передачі будуємо графік тягової характеристики трактора, визначаємо з нього швидкість руху та витрату палива ним на робочому режимі та на поворотах (рис. 3.2). Дійсна швидкість руху (при визначеному ) становить , витрата палива

Тяговий опір напівнавісного агрегату в транспортному положенні визначають за формулою (3.10), кН:

При розрахунку прийнято, що 50% ваги плуга передається на навіску трактора, а 50% — на опорні колеса плуга.

Швидкість руху агрегату в транспортному положенні визначають з тягової характеристики трактора (рис. 3.2) , витрат пального

Ступінь завантаження трактора за тяговою потужністю визначають за формулою (3.11):

Умовний тяговий ККД трактора визначаємо за формулою (3.12):

Витрату потужності на тягу плуга визначаємо за формулою (3.13) кВт:

Робочу ширину захвату визначаємо за формулою (3.15), м:

Продуктивність орного агрегату на 3-й передачі за 1 год зміни становить

Зміст звіту

В залежності від варіанта завдання зробити розрахунки по комплектуванню, визначенню режимів роботи та продуктивності орного агрегату.