6. Обґрунтування ширини захвату мобільної машини
Оскільки тяговий клас або марка трактора являють собою потужність, то керуючим чинником режиму прямування при визначеній постановці задачі може бути ширина захвату агрегату. При цьому продуктивність буде рекомендуватися при заданій ширині захвату, швидкості прямування і технічних показниках разом з: збільшенням використання часу зміни за рахунок зниження часу на відхід за машиною і її обслуговування; підвищенням маневреності агрегату на технологічних операціях і всіляких маневруваннях при роботі і транспортних переїздах і т.п.
Обґрунтування ширини захвату базується на інформації, що присутня в технічному завданні, де зазначене призначення проектованої машини (для механізації, якої або яких операцій технологічного процесу вона призначається) і з яким енергетичним засобом вона повинна агрегатуватися, мати інформації у вигляді винаходи (патенту) або результатів наукових досліджень.
Ширина захвату машин для оброблення визначається з умов їхніх тягових опорів. Використовуючи відомі технічні характеристики тракторів. а також дані питомих опорів сільськогосподарських машин при виконанні різноманітних технологічних операцій, можемо записати: |
де Х
-
питомий тяговий опір (тяговий опір, що
припадає на метр ширини захвату агрегату),
Н/м; В
- ширина захвату агрегату, м (рис. 7,а); k
- коефіцієнт використання тягового
зусилля трактора (для різноманітних
сільськогосподарських операцій він
завжди менше одиниці, тому по літературних
джерелах оптимальне значення його на
оранці коливається від 0,88 до 0,94 на інших
операціях 0,9...0,97);
- відповідне тягове зусилля на гаку
трактора при його відповідній робочій
швидкості, кН.
Рис.. 7. До вибору ширини захвату агрегату: а) - агрегат для оброблення, б) - агрегат збиральний; 1 - трактор; 2. – машина.
Тут
ліва частина рівняння ставиться до
машини, права ‑ до трактора, які по
цій формулі є абсолютно рівнозначними,
і є можливий вибір по тягових властивостях
трактора до машини (
)
або вибір машини з її характеристиками
до трактора (
).
При наявності в агрегаті передачі крутного моменту через вал відбору потужності цей вид опору може бути зведений до сили на гаку трактора, використовуючи правила механіки, тому що характеристики трактора відомі. Тому сумарний тяговий опір тягово-приводного агрегату розраховують по формулі:
,
де
-
умовна втрата тягового зусилля трактора
в результаті відбору потужності від
двигуна, кН,
,
- потужність, що
відбирається від двигуна на привід
робочих органів сільськогосподарської
машини (наприклад, через вал добору
потужності), кВт
,
- потужність,
споживана сільськогосподарською
машиною. кВт;
-
ККД передачі від двигуна до робочих
органів сільськогосподарської машини,
- ККД відповідно
редуктора, карданного вала, приводу
машини;
- робоча швидкість
агрегату, м/с.
Тоді
або
Проте ширина захвату збиральних машин при прямому комбайнуванні (рис. 7,б) повинна погоджуватися ще і з умовами забезпечення оптимальної пропускної здатності машини при відповідній врожайності культури, тобто
де
- пропускна здатність машини, кг/с;
-
коефіцієнт, що характеризує відношення
маси корисного матеріалу до всієї маси,
що надходить у машину, А
- очікувана врожайність культури, ц/га.
На практиці застосовується широкий діапазон розмірів ширини захвату машин, від 1,5 до 6,0 м. Встановлено, що збільшення ширини захвату машини більш 6,0 м призводить до значного непропорційного росту матеріалоємності через необхідність вмикання в конструкцію рами додаткового металу для забезпечення її жорсткості. При цьому значно погіршується стійкість ходу робочих органів, що контактують під час роботи на полі з ґрунтом або рослинами. Через підвищення впливу нерівностей поля виникають також проблеми з транспортуванням такої машини по дорогах і її вивантаження з заводу-виготовлювача. Тому збільшення ширини захвату агрегату більше 6,0м передбачає робити з'єднання декількох окремих машин меншої ширини захвату в одну широкозахватну. Для цього використовують все можливі зчіпні пристрої і зчіпки.
Необхідно також знати, що коливання рами сільськогосподарської машини на нерівностях поля, істотно позначаються на рівномірності глибини ходу робочих органів машин при обробці сільськогосподарських культур і на якості роботи збиральних машин. Ці коливання в значній мірі обумовлені шириною захвату машини і розташуванням опорних коліс або башмаків на рамі (рис. 8). Щоб зменшити коливання рами, необхідно розташовувати опорне колесо і башмаки усередині захвату машини з колією Вк = (0.71...0.83) В. А при ширині захвату В ≤3,0 м застосування консольних рам недоцільно.
Рис. 8. Схема розташування опор на рамі машини
ЛЕКЦІЯ №4