2. Эксплуатационные свойства рабочих машин

2.1 Расчет эксплуатационных свойств рабочих машин

Для выполнения механизированных сельскохозяйственных работ в настоящее время существует множество рабочих машин, различающихся не только по назначению и по конструктивному исполнению, но и по своим эксплуатационным характеристикам. Наряду с основными своими технологическими характеристиками такими, как скорость движения, ширина захвата, объем технологических емкостей, пропускная способность и др., рабочие машины обладают еще и энергетическими характеристиками - тяговым сопротивлением рабочих машин и агрегатов R_а, удельным тяговым сопротивлением K и потребляемой для привода рабочих машин мощностью N_ВОМ.

Ширина захвата рабочей машины B_р влияет на производительность МТА, поскольку при неумелом управлении работой агрегата она может быть меньше конструктивной ширины захвата В_к.В справочной литературе приводятся значения коэффициента использования конструктивной ширины захвата β (В_р=В_кβ). Его значения колеблются от 0,95 до 1,10. Для практических расчетов обычно принимается конструктивная ширина (В_р=В_к). Ширина захвата агрегата, состоящего из нескольких однотипных машин обозначается как B_p.

Скорость движения рабочих машин или агрегатов в значительной степени влияет на производительность выполнения работ, так как зависит от квалификации тракториста, его умения правильно выбирать и неукоснительно соблюдать скоростной режим движения. В соответствии с агротехническими требованиями рабочие скорости движения МТА ограничены и имеют определенные допустимые интервалы (таблица 7 П.).

Удельное, сопротивление машин зависит от состояния и вида почвы, вида рабочих органов, скорости движения и т.д.

Для большинства рабочих машин с небольшой глубиной проникновения в почву полное тяговое сопротивление одной машины подсчитывается по формуле:

R₀ = K₀B_p (2.1)

где K₀ - удельное сопротивление рабочей машины при V₀=5 км/ч; кН/м (таблица 3); B_p – ширина захвата, м.

Таблица 3 - Средние значения удельного сопротивления сельскохозяйственных машин

Работа	Сельскохозяйственная машина	k0, кН/м
1	2	3
Боронование Сплошная культивация на глубину, см: 6...8 10..12 Глубокое рыхление Обработка почвы плоскорезами Лущение стерни на глубину, см: 8...10 10..14 14..18 Рядовой посев зерновых культур	Бороны: зубовая тяжелая зубовая средняя зубовая посевная сетчатая и шлейф-борона пружинная или лапчатая дисковая игольчатая Культиваторы: паровой паровой штанговый Глубокорыхлитель Плоскорез Лущильщики: дисковый лемешный лемешный Сеялки: дисковая с междурядьями 0,15 м	0,4…0,7 0,3…0,6 0,25…0,45 0,45…0,65 1,0…1,8 1,6…2,2 0,45…0,8 1,2…2,6 1,6…3,0 1,6…2,6 8,0…13,0 4,0…6,0 1,2...2,6 2,5...6,0 6,0...10,0 1,1...1,6

Продолжение таблицы 3

1	2	3
Посев сахарной свеклы Посев кукурузы Посадка картофеля Прикалывание: посевов предпосевное Первая обработка междурядий пропашных культур Мотыженне Шаровка и букетировка сахарной свеклы Рыхление междурядий сахарной свеклы	узкорядная сеялка-лущильник зернопрессовая Свекловичная Кукурузная Картофелесажалка Катки: гладкий водоналивной кольчато-шпоровый Культиватор со стрельчатыми лапами и бритвами Вращающаяся мотыга Свекловичный культиватор Свекловичный культиватор	1,5…2,5 1,2…2,8 1,2…1,8 0,6…1, 1,0…1,4 2,5...3,5 0,55…1,2 0,6…1,0 1,2…1,8 0,40...0,75 0,5…0,8 1,2…2,0
Рыхление междурядий картофеля с подкормкой Рыхление междурядий кукурузы и подсолнечника с подкормкой Окучивание картофеля Кошение трав Сгребание трав	Культиватор-растениепитатель Культиватор-растениепитатель Культиватор-окучник Тракторная косилка: с приводом от ВОМ с приводом от ходовых колес Косилка-измельчитель Грабли: тракторные поперечные валкообразователи	1,4…1,8 1,3…1,6 1,5…2,5 0,9…1,4 0,8…1,3 0,8…1,3 0,5…0,75 0,7…0,9

Продолжение таблицы 3

1	2	3
Кошение: зерновых колосовых зернобобовых Уборка кукурузы на зерно и силос Уборка сахарной свеклы Уборка картофеля Теребление льна Уборка ботвы Уборка корнеплодов Дискование пашни Дискование лугов и пастбищ Разбрасывание минеральных удобрений	Жатка: рядковая прицепная бобовая безмотовильная Кукурузоуборочный комбайн Силосоуборочный комбайн Свеклоуборочный комбайн Транспортерный картофелекопатель Картофелеуборочный комбайн Копатель-валкоукладчик Прицепная льнотеребилка Льноуборочный комбайн Ботвоуборочная машина Свеклоподъемник Копатель корнеплодов Дисковая борона Дисковая борона Туковая сеялка.	1,2…1,5 0,6…0,9 2,8…3,5 2,6…3,3 6,0…12,0 5,0…7,0 10,0…12,0 7,0…8,5 3,0…4,0 4,0…5,0 2,5…3,5 3,0…4,0 6,5…7,5 3,0…6,0 4,0…8,0 0,3…0,4

Для рабочих машин со значительной глубиной воздействия на почву рабочих органов (плуги) тяговое сопротивление R_пл подсчитывается по формуле:

(2.2)

где K_пл - удельное сопротивление плугов, кН/м² (таблица 4); h - глубина пахоты, м.

Для рабочих машин с рабочими органами, взаимодействующими с почвой только опорными колесами и имеющими емкости с изменяющимся грузом (высев зерна, заполнение бункера комбайна и т.д.) тяговое сопротивление можно определить из выражения:

(2.3)

где G_гр - вес груза в емкости, кН; f_м - коэффициент сопротивления качению колес (таблица 8 П.).

Таблица 4 - Средние значения сопротивления различных типов почв при вспашке [10]

Почва	Агрофон	Значения Кпл для почв, кН/м2 (кПа)
		глинистых	тяжело- суглинистых	средне- суглинистых	супесей и легко- суглинистых
Чернозем	Стерня озимых. Пласт многолетних трав. Целина, залежь	68 86 90	49 57 71	35 45 52	25 31 39
Дерново- подзолистая	Стерня озимых. Пласт многолетних трав. Целина, залежь	66 74 92	47 56 71	34 43 50	26 30 40
Каштановая	Стерня озимых. Целина, залежь	69 98	47 68	36 55	22 29
Засоленная	Стерня озимых	-	82	73	65

Таблица 5 - Темп нарастания удельного тягового сопротивления ΔС

Работа	Сельскохозяйственная машина	ΔС, %
1	2	3
Вспашка целины, залежи, пласта многолетних трав, стерни озимых (последнее при kпл>60 кН/м2) Вспашка стерни озимых, кукурузы, подсолнечника при kпл=45...60 кН/м2 Вспашка легких и рыхлых (песчаных и суперпесчаных) почв при kпл<45 кН/м2	Тракторный плуг Тракторный плуг Тракторный плуг	5...7 3...5 2…3

Продолжение таблицы 5

1	2	3
Посев зерновых Лущение стерни озимых Разделка пласта Прикатывание Боронование Сплошная культивация Уборка кукурузы на зерно или силос Уборка сахарной свеклы или картофеля	Сеялка рядовая или узкорядовая Лущильщики: лемешный дисковый Дисковая борона Тракторный каток Зубовая борона Культиваторы: Паровой пропашной Кукурузо- или силосоуборочный комбайн Свекло- или картофелеуборочный комбайн	1,5…3.0 2,5…3,5 2…3 2,5...4,0 1…2 1,5…2,5 2…5 2,5…3,5 1,5…2,0 3…6

Для сцепок:

(2.4)

где f_сц - коэффициент сопротивления качению сцепок (таблица 8 П.);

G_сц - вес сцепки, кН (таблица 9 П.).

Тяговое сопротивление тракторных транспортных агрегатов подсчитывается по формуле:

(2.5)

где n_пр - количество прицепов; - вес одного прицепа с грузом, кН; f_пр - коэффициент сопротивления перекатыванию прицепов (табл. 16 П.).

Для многомашинных (например, сеялочных) агрегатов тяговое сопротивление выражается формулой:

(2.6)

Поскольку рабочие скорости движения агрегатов достаточно разнообразны по абсолютным их значениям, действительные значения удельных сопротивлений подсчитываются по формуле:

(2.7)

где V₀=5 км/ч - скорость движения для табличных значений K₀ ; ΔC-темп прироста удельного сопротивления, % (таблица 5).

Указанные выше формулы для подсчета R₀, R_пл, R_f, R_сц, R_ат применимы для горизонтальных участков. При наличии же уклонов или подъемов в эти формулы добавляются горизонтальная составляющая от веса рабочих машин или сцепок. Например, формула (2.6) в этом случае будет иметь следующий вид:

(2.8)

где i - угол подъема или склона, %.

Если угол подъема или склона дается в градусах, то вместо i/100 применяется выражение sinα. Тогда, например, для сеялочного агрегата: