3.3. Розрахунок складу машинних агрегатів з використанням тягової характеристики
Розрахунок машинних агрегатів графічним методом проводять з використанням тягової характеристики.
Тягова характеристика являє собою комплекс залежностей тягової потужності, швидкості руху, буксування, годинної та питомої витрат палива, частоти обертання колінчастого вала двигуна трактора від тягового зусилля. Ці залежності можуть бути задані у вигляді таблиць або графіків (рис. 3.1). За допомогою тягової характеристики, яка задана у вигляді графіка, можна визначити робочу та резервну передачі, швидкості руху агрегату в робочому та холостому режимах, оцінити можливості поєднання трактора з машинами та знаряддями. Для існуючої енергомашини тягову характеристику отримують в процесі тягових випробувань.
Як видно з рисунку 3.1, на кожній передачі трактора є максимальне значення потужності на гаку. Лінію, проведену через точки максимумів, називають обвідною кривою або потенційною характеристикою трактора.
Комплектування машинного агрегату з використанням тягової характеристики виконують так само, як і аналітичним методом, але більшість показників отримують графічним способом.
Якщо провести з точок максимального значення тягових потужностей передач трактора вертикальні лінії, то одержимо значення робочих швидкостей в результаті перетину з кривими швидкостей значення коефіцієнта буксування, тягового зусилля трактора на гаку на рівній місцевості.
При роботі машинних агрегатів загальний опір машин не є постійною величиною. Значення величини опору залежить від багатьох випадкових факторів (наприклад вологість, неоднорідність ґрунту, рельєф поля та ін.), змінюється за законом нормального розподілу і характеризується розміром варіювання. Величину нерівномірності тягового опору визначають із таблиці 3.5. Тоді, максимальне значення опору агрегату розраховують за формулою:
,
кН, (3.19)
де
- максимальне значення опору машин в
агрегаті, кН;
- номінальне
значення опору машин, кН;
- нерівномірність тягового опору.
Одержані значення необхідно порівняти з розрахунковими .
Рис. 3.1. Визначення складу машинного агрегату за допомогою тягової характеристика трактора
3.4. Особливості розрахунку самохідних агрегатів
Визначити робочу ширину захвату самохідної машини.
,
м. (3.20)
Визначити максимально допустиму робочу швидкість залежно від пропускної здатності робочих органів машини:
,
км/год., (3.21)
де
- урожайність, сільськогосподарської
культури, т/га;
- максимальна
пропускна здатність робочих органів,
кг/с.
,
кг/с, (3.22)
де
- конструктивна пропускна здатність,
кг/с;
- соломистість
хлібної маси (табл. 5.1).
Визначити тяговий опір комбайна:
,
кН, (3.23)
де
- сила ваги комбайна з вантажем, кН.
де , - питомий тяговий опір, відповідно плуга та с.г. машини при швидкості км/год. (табл. 3.3);
,
кН, (3.24)
де
- вага комбайна, кН;
- вага вантажу в
бункері, кН.
Вага вантажу, який знаходиться в бункері:
,
кН, (3.25)
де
- об’єм бункера комбайна, м3 ;
- питома вага
сільськогосподарської продукції,
кг/м3,(табл. 5.3);
- коефіцієнт
використання об’єму бункера
.
Визначити необхідну потужність для роботи комбайна:
,
кВт, (3.26)
де
-
механічний ККД трансмісії
=0,95-0,98
- механічний ККД
клинопасової передачі
=
0,90-0,95;
- ККД буксування
=
1 -
;
(3.27)
- потужність, що передається через ВВП трактора, кВт;
- механічний ККД
ВВП,
=
0,94-0,96;
де - коефіцієнт буксування (для комбайнів = 3-5%).
Таблиця 3.1
Вихідні дані для розрахунку складу агрегату аналітичним методом
№ варі-анту |
Марка трактора |
Назва операції |
Номер фону |
Клас грунту |
Марка машини |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
ВТЗ-2027 |
Згрібання сіна |
3 |
4 |
ГВР-6,0А |
2 |
ВТЗ-2027 |
Скошування трави |
5 |
4 |
КС-Ф-2,1Б |
3 |
ВТЗ-2048А |
Міжрядн. обробіток |
5 |
4 |
КРНВ-4,2 |
4 |
ВТЗ-2048А |
Підгортання картоплі |
5 |
4 |
КОН-2.8П |
5 |
ЮМЗ-8040.2 |
Ворушіння трави |
3 |
5 |
ГВК-6 |
6 |
ЮМЗ-8040.2 |
Догляд за посівами |
5 |
5 |
КРНВ-5,6-0,2 |
7 |
МТЗ-80 |
Розпушування грунту |
5 |
5 |
АГ-2,4-15 |
8 |
МТЗ-80 |
Сівба ячменю |
4 |
5 |
СЗТ-3,6А |
9 |
МТЗ-82 |
Сівба кукурудзи |
6 |
6 |
УПС-8 |
10 |
МТЗ-82 |
Досходове боронування |
5 |
6 |
3ОР-07 |
11 |
Беларус 590 |
Прикочування посівів |
3 |
6 |
3КВГ-1,4 |
12 |
Беларус 590 |
Міжрядний обробіток |
3 |
6 |
КРНВ-5,6-02 |
13 |
МТЗ-8240 |
Сівба зернових |
4 |
1 |
СЗ-3,6А |
14 |
МТЗ-8240 |
Сівба цукрових буряків |
4 |
3 |
УПС-12 |
15 |
ДТ-75М |
Суцільна культивація |
5 |
4 |
КПС-4М |
16 |
ДТ-75М |
Прикочування грунту |
5 |
6 |
ЗККШ-6 |
17 |
Т-150К-09 |
Лущення стерні |
3 |
5 |
ЛДГ-15А |
18 |
Т-150К-09 |
Мінімальний обробіток грунту |
3 |
4 |
КШН-5,6 |
19 |
Т-150К-09 |
Передпосівний обробіток грунту |
3 |
7 |
АП-6 |
20 |
Т-150К-09 |
Оранка |
3 |
6 |
ПЛН-5-35 |
21 |
Т-150-05 |
Мінімальний обробіток грунту |
3 |
5 |
УДА-3,8-20 |
22 |
Т-150-05 |
Сівба зернових |
4 |
5 |
СТС-6 |
23 |
Т-150-05 |
Дискування |
6 |
8 |
БДТ-7,0А |
24 |
Т-150-05 |
Оранка |
3 |
9 |
ПО-5 |
25 |
К-701 |
Оранка |
3 |
5 |
ПТК-9-35 |
26 |
К-701 |
Дискування |
5 |
8 |
БДВ-8,5 |
Таблиця 3.2
Рекомендовані швидкості руху МТА
Основні операції |
Vp, км/год. |
Оранка |
4-12 |
Лущення дисковими знаряддями |
8-12 |
Боронування зубовими боронами |
5-13 |
Боронування голчастими боронами |
8-12 |
Суцільна культивація |
6-12 |
Коткування |
6-15 |
Внесення мінеральних добрив |
8-20 |
Внесення органічних добрив |
9-13 |
Сівба зернових |
7-14 |
Сівба кукурудзи, соняшника |
4-12 |
Сівба цукрових буряків |
5-8 |
Садіння картоплі |
4-10 |
Садіння розсади |
0,6-3,5 |
Міжрядний обробіток кукурудзи, соняшнику |
6-12 |
Міжрядний обробіток цукрових буряків |
5-8 |
Підгортання картоплі |
5-7 |
Збирання трав на сіно |
6-12 |
Збирання трав на зелений корм |
6-8 |
Скошування зернових у валки |
6-10 |
Збирання зернових |
3-8 |
Збирання кукурудзи: на зерно на силос |
4-10 5-12 |
Збирання картоплі: комбайнами копачами |
1-5 2-8 |
Збирання цукрових буряків |
5-10 |
Таблиця 3.3
Значення питомого опору сільськогосподарських машин
Операція |
С-г машина |
Ко, кН/м |
qм, кН/м |
1 |
2 |
3 |
4 |
Обробка плоскорізом |
Плоскоріз |
4.0-8.0 |
2.9 |
Боронування |
Борони: важка середня легка дискова голчаста |
0.4-0.7 0.3-0.6 0.2-0.4 1.6-2.2 1.6-2.7 |
0.55 0.40 0,18 4.5 0.8 |
Лущення 10-14 см 14-18 см |
Лущильник: дисковий лемішний лемішний |
1.2-1.5 2.5-6.0 6.0-10.0 |
3.2 4.8 4.8 |
Суцільна культивація 6-8 см 10-12 см |
Культиватор: штанговий паровий паровий |
1.6-2.6 1.2-2.6 1.6-8.0 |
2.2 2.2 |
Сівба |
Сівалка: зернова рядкова зернова стерньова зернопресова кукурудзяна бурякова картоплесаджалка |
1.0-2.5 2.7-3.0 1.2-1.8 1.0-1.4 0.6-1.0 3.5-4.0 |
4.0 12.0 7,1 2.0 2.2 7.2 |
Прикочування грунту |
Каток: гладкий водонал. Кільчасто-шпоровий |
0.5-1.2 0.6-0.8 |
2.1 3.0 |
Міжрядний обробіток |
Культиватор: зі стрільчастими лапами обгортальник рослинопідживлювач |
1.2-1.8 1.5-1.8 1.4-1.8 |
2.5 3,1 2.8 |
Обприскування |
Обприскувач |
0.2-0.8 |
0,7 |
Скошування трав |
Косарка тракторна |
0.5-0.7 |
1.2 |
Згрібання трав |
Граблі |
0.5-0.9 |
1,5 |
Скошування зернових |
Жатка рядкова причіпна |
1.2-1.5 |
2,8 |
Підбір валків |
Зернозбиральний комбайн |
1.7-1.9 |
|
Збирання кукурудзи: на зерно на силос |
Комбайн Комбайн |
1.5-1.7 1.6-2.3 |
|
Збирання цукр. буряків |
Самохідний комбайн |
8.0-12.0 |
|
Збирання картоплі
|
Картоплекопач Картоплезбиральний комб. |
5.8-6.5 10.0-12.0 |
|
Збирання льону-довгунця |
Льонозбиральний комбайн |
4.0-5.0 |
|
Збирання гички |
Гичкозбиральна машина |
2.5-3.5 |
|
Таблиця 3.4
Збільшення тягового опору сільськогосподарських машин при збільшенні швидкості руху на 1 км/год.
Сільськогосподарські машини |
П, % |
Дискові борони, дискові лущильники |
2 – 3 |
Парові культиватори |
4 – 5 |
Зубові борони |
2 – 4 |
Сівалки |
1 – 3 |
Рядкові жатки |
1 – 3 |
Силосні комбайни |
1 – 2 |
Кукурудзозбиральні комбайни |
1 – 3 |
Таблиця 3.5
Значення коефіцієнтів опору кочення зчіпок та сільськогосподарських машин
Умови руху |
Сільськогосподарські машини і зчіпки |
||
на пневмошинах |
з стальними колесами |
||
весна |
літо-осінь |
||
Щільна дернина, цілина |
0,07-0,15 |
0,08-0,09 |
0,05-0,08 |
Стерня зернових нормальної вологості, поле після кукурудзи |
0,09-0,165 |
0,09-0,12 |
0,09-0,12 |
Злежана рілля, поле після картоплі |
0,16-0,35 |
0,12-0,18 |
0,14-0,20 |
Поле підготовлене до сівби, свіжозоране поле, чистий пар |
0,16-0,40 |
0,13-0,30 |
0,20-0,30 |
Луки, стерня багаторічних трав |
0,09-0,11 |
0,07-0,09 |
0,09-0,11 |
Таблиця 3.6
Характеристика тракторних зчіпок
Показники |
С-11У |
С-18А |
СП-11А |
СП-16А |
СГ-21 |
Максимальна ширина захвату, м |
14,4 |
21,6 |
10,8 |
16,0 |
22,0 |
Фронт зчіпки, м |
11,0 |
18,0 |
7,0 |
13,5 |
21,0 |
Загальна вага, кН |
7,8 |
10,3 |
8,4 |
18,0 |
16,0 |
Кінематична довжина зчіпки, м |
6,8 |
8,0 |
6,7 |
6,4 |
8,0 |
Таблиця 3.7
Значення коефіцієнта використання ширини захвату
Сільськогосподарські машини |
β |
Відвальний плуг |
1,0 – 1,10 |
Зубова борона, каток |
0,96 – 0,98 |
Лущильник, дискова борона, паровий культиватор |
0,96 |
Сівалка, просапний культиватор |
1,00 |
Рядкова жатка, косарка |
0,93 – 0,95 |
Зернозбиральні комбайни на скошуванні у валки |
0,96 |
Кукурудзозбиральні комбайни |
1,00 |
Роторні косарки |
0,95 |
Таблиця 3.8
Значення ступеню нерівномірності опору на різних роботах
Роботи |
Значення для різної кількості плужних корпусів або машин в агрегаті |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Оранка легких грунтів |
0,18 |
0,15 |
0,12 |
0,10 |
0,08 |
0,07 |
Оранка важких задернілих грунтів |
- |
0,25 |
0,23 |
0,20 |
0,18 |
0,16 |
Оранка дуже важких сухих грунтів |
- |
- |
0,35 |
0,30 |
0,27 |
0,25 |
Суцільна культивація |
0,40 |
0,30 |
0,24 |
0,18 |
0,15 |
- |
Боронування (10 ланок) |
0,25 |
0,20 |
0,16 |
0,12 |
0,10 |
- |
Сівба зернових |
0,22 |
0,18 |
0,15 |
0,12 |
0,10 |
- |
Лущення стерні (захват 5м) |
0,15 |
0,152 |
0,09 |
0,07 |
- |
- |
Скошування зернових (захват 4,8м) |
0,16 |
0,14 |
0,12 |
- |
- |
- |
Скошування трав (захват 2м) |
0,15 |
0,12 |
0,10 |
- |
- |
- |