2.2.1. Энергетический расчет состава агрегата

Расчет для заданной (принятой) марки трактора следует выполнять в следующей последовательности.

1. По табл. П. 1 выбрать диапазон технологически допустимых скоростей для выполнения заданной технологической операции.

2. По табл. П.2 выбрать передачи трактора, скорости которых соответствуют технологически допустимому интервалу скоростей и номинальные тяговые усилия трактора для этих передач и соответствующего основания (стерня или поле, подготовленное под посев). Для полей с неровным рельефом (уклон или подъем) тяговые усилия трактора рассчитать по формуле

, (2)

где - вес трактора, кН (табл. П.2); i - уклон поля, %.

3. Рассчитать наибольшую ширину захвата агрегата для выбранных передач трактора.

Для простого одномашинного тягового агрегата (кроме пахотного) эта ширина захвата рассчитывается по формуле

, (3)

где - удельное сопротивление рабочей машины или орудия, рассчитанное для скоростей движения, превышающих 5 км/ч; - вес машины или орудия, приходящийся на единицу ширины захвата, кН/м, (табл. П.3).

Удельное сопротивление рабочей машины или орудия (кроме пахоты) рассчитывают по формуле:

(4)

где К_о - удельное сопротивление рабочей машины или орудия для скорости = 5 км/ч (табл. П.4); - коэффициент, характеризующий темп прироста удельного сопротивления при увеличении скорости движения на 1 км/ч (табл. П.5); - рабочая скорость агрегата на соответствующей передаче, км/ч.

Рабочая скорость агрегат рассчитывается по формуле

, (5)

где - расчетная скорость трактора на соответствующей передаче, км/ч; - коэффициент буксования, %. Значения и выбрать из табл. П.2.

Для расчета наибольшей ширины захвата простого тягового агрегата с несколькими однотипными рабочими машинами можно использовать формулу

, (6)

где - тяговое сопротивление сцепки, кН.

Тяговое сопротивление сцепки рассчитать по формуле

, (7)

где - вес сцепки ,кН (табл. П.6); f -коэффициент сопротивления качению колес сцепки (табл. П.8).

Для пахотного агрегата наибольшую ширину захвата определить по формуле

, (8)

где - удельное сопротивление плуга, для скоростей движения, превышающих 5 км/ч, кН/м²; h - глубина пахоты, м; - вес плуга, приходящийся на 1 м ширины захвата, кН/м, (табл. П.3).

Удельное сопротивление плуга кпл рассчитывают по формуле

, (9)

где - удельное сопротивление плуга, кН/м², для скорости 5 км/ч (табл П.7).

При работе агрегата на ровном поле (i = 0) составляющая тягового сопротивления для преодоления подъема ( ) отсутствует и формулы (2, 3, 6, 7, 8) упрощаются.

Для тягового агрегата с одной рабочей машиной (орудием) по наибольшей расчетной ширине захвата подобрать марку машины (орудия) из таблицы П.9 с тем условием, чтобы ширина захвати ее была меньше расчетной. Например, если для лущения стерни наибольшая расчетная ширина захвата на К-й передаче составила 12,8 м, то для этого случая необходимо выбрать лущильник с шириной захвата, не превышающей 12,8 м. Этому условию удовлетворяет лущильник ЛДГ-10.

4. Рассчитать количество машин или корпусов плуга для агрегата с несколькими рабочими машинами (для пахоты - с несколькими корпусами) по формулам:

, (10)

, (11)

где - конструктивная ширина захвата одной машины (орудия) или корпуса плуга соответственно, м, (табл. П.9).

Полученное расчетное количество машин (орудий) или корпусов плуга округлить до целого числа в сторону уменьшения, с тем, чтобы был обеспечен запас тяги трактора для преодоления колебаний тягового сопротивления. После этого необходимо окончательно определить конструктивную ширину захвата агрегата по формуле

, (12)

Аналогично рассчитывается конструктивная ширина захвата плуга.

(13)

5. Для агрегата с несколькими рабочими машинами (орудиями) рассчитать фронт сцепки ( ) по формуле

, (14)

По табл. П.6 необходимо проверить правильность выбора сцепки, расчетное значение не должно превышать фронт сцепки из технической характеристики.

6. Определить фактическое значение коэффициента использования тягового усилия трактора ( ) для всех выбранных ранее передач по формуле (1), предварительно рассчитав тяговое сопротивление агрегата . Сопротивление необходимо рассчитать по формулам для простого агрегата (кроме пахотного)

, (15)

для пахотного агрегата

, (16)

Пользуясь зависимостью (1) необходимо оценить степень загруженности трактора по передачам, сравнить фактическое значение коэффициента использования тягового усилия трактора с рекомендуемым для данной технологической операции. Те передачи, на которых коэффициент меньше рекомендуемых, следует исключить из расчета или заменить число рабочих машин в агрегате или число корпусов плуга для пахоты. В случае если > 0,96, т.е. двигатель трактора работает с перегрузкой чаще, чем допустимо, такой состав агрегата при работе на данной передаче следует исключить.

При невозможности рационально загрузить трактор (например, сев пунктирными сеялками, междурядная культивация пропашных культур), допускаются варианты агрегатирования с коэффициентом < 0,85.

Энергетический расчет состава агрегата с навесными рабочими машинами выполняется в той же последовательности, что и прицепных. При этом удельное сопротивление навесной машины принимается равным (0,85 - 0,9) , где - удельное сопротивление однотипной прицепной машины.

При работе в агрегате с машиной, у которой рабочие органы приводятся от вала отбора мощности (ВОМ) трактора (тягово-приводной агрегат), максимальная ширина захвата не рассчитывается. Для таких агрегатов рассчитывают коэффициент загрузки двигателя , характеризующий степень использования его мощности для принятых передач трактора.

, (17)

где и - фактическая и эффективная мощности, кВт.

Фактическая мощность, затрачиваемая на передвижение рабочей машины и на привод рабочих органов от вала отбора мощности трактора, рассчитывается для всех принятых передач трактора по формуле

, (18)

где - сопротивление рабочей машины, кН, определяемое по формуле 17; - рабочая скорость агрегата, м/с; - тяговый КПД трактора (для колесных = 0,65-0,75, для гусеничных = 0,70-0,85); - затраты мощности на привод рабочих органов от ВОМ трактора, кВт; - КПД механизма привода ВОМ трактора (0,85-0,90).

Экономичной работе трактора и двигателя будут соответствовать такие режимы, при которых эффективная мощность используется не менее чем на 75 - 80% и не более чем на 95% на ровных участках.