6

Лабораторно-Практичне заняття 2

Залежність техніко-експлуатаційних та енергетичних показників орних агрегатів від параметрів поля

Тривалість виконання – 2 год.

Мета роботи – визначити, яким чином впливає розмір поля, співвідношення сторін поля, параметри розмітки поля на продуктивність агрегату, витрату палива, затрати енергії та інші показники.

Варіанти вихідних даних для розрахунків наведені в додатку А.

1. Теоретичні положення

1.1. Продуктивність орного агрегату за 1 год. основного (чистого) часу, ω₀ (га/год.):

ω₀ = 0,1 * В_р * V_р , (1)

де В_р – робоча ширина захвата плуга, м;

V_р – робоча швидкість агрегату на вибраній передачі, км/год.

В_р = b * n * β , (2)

де b – ширина захвата одного корпуса, м;

n – число корпусів;

β – коефіцієнт використання ширини захвата; β = 1,05-1,10.

V_р = V_Т ( 1 - ) , (3)

де V_Т – теоретична швидкість руху на вибраній передачі, км/год.;

δ - буксування рушіїв, %.

Значення V_Т та δ наведені в додатку.

1.2.Продуктивність за 1 год. змінного часу, ω_зм (га/год.):

ω_зм = ω₀ * τ , (4)

де τ – коефіцієнт використання часу зміни;

τ = , (5)

де Т_р - тривалість чистої роботи (час, витрачений на виконання корисної роботи), год.;

Т_зм – загальна тривалість роботи при оранці на полі, год.

Т_р = (6)

Т_зм = Т_р+Т_пов +т_обс + Т_воп + Т_нм + Т_оп + Т_{пу ,} (7)

де Т_пов – час холостих поворотів і заїзди при роботі на загінці, год.;

т_обс – тривалість організаційно-технічного обслуговування в загінці, пов’язана з очищенням

робочих органів, перевіркою якості роботи, технологічними регулюваннями та технічним

обслуговуванням, год.;

Т_воп – час відпочинку та особистих потреб, год.;

Т_нм – час простоїв через технічні несправності машини, год.;

Т_оп - час простоїв через організаційні причини, год.;

Т_пу – час простоїв через погодні умови, год.

Т_пов = , (8)

де n_х – кількість холостих поворотів в загінці;

l_х^ЗГ - середня довжина одного повороту в загінці, м;

V_х – швидкість руху на повороті, км/год.

Можна прийняти V_х = 7 км/год.

n_х^ЗГ = - 1 , (9)

або n_х^ЗГ = - 1 , (10)

де В – ширина поля, м;

L – довжина поля, м.

Використання формули 9 або 10 залежить від того, уздовж якої сторони поля рухається агрегат. Якщо уздовж короткої (ширина поля), то використовується формула 10, а якщо уздовж довгої (довжина поля), то формула 9 (див. додаток та рис. 1 і рис. 2).

l_х^ЗГ = 1,8* R₀ + χ, (11)

де R_о – радіус повороту агрегату, м ;

χ– довжина прямої ділянки повороту, м.

Величина R_о для різних марок тракторів: К-701 R₀ = 7,2 м;

Т-150К R₀ = 7,2 м; МТЗ-82 R₀ = 2,5 м ; ЮМЗ-6 R₀ = 3,4 м .

Для гусеничних тракторів R₀ приблизно відповідає ширині колії трактора (R₀ ≈ 1.4 м ).

Ширина прямої ділянки повороту χ дорівнює половині ширини загінки:

χ = , (12)

де С_ОПТ – оптимальна ширина загінки, м;

С_ОПТ = , (13)

де l_р – довжина загінки, м.

Ширина загінки С_ОПТ повинна бути кратною парній кількості робочих проходів агрегату.

L =

С _{опт =}

Е =

С Сс СССC

В

l_г=

Е=

Рис. 1. Схема розмітки поля при рухові уздовж В (ширини поля).

В =

Е=

С_опт =

L=

l_г=

Е=

Рис. 2. Схема розмітки поля при рухові уздовж L (довжини поля).

l_р = В – 2Е (14)

l_р = L – 2Е, (15)

де Е – ширина поворотної смуги, м.

Формула 14 використовується, якщо агрегат рухається уздовж короткої сторони поля, а формула 15– якщо уздовж довгої сторони поля.

Е = 1,5R₀ + е , (16)

де е - кінематична довжина агрегату, м;

е = е_Т + е_п (17)

де е_Т, е_п – відповідно кінематична довжина трактора та плуга, м.

Для тракторів:

ЮМЗ-6 е_Т = 2,0 м; МТЗ-80/82 е_Т = 1,9 м; Т-150К е_Т = 2,8 м;

К-701 е_Т = 3,7 м; ДТ-75М е_Т = 2,2 м; Т-150 е_Т = 2,5 м.

Для плугів:

ПТК-9 е_п = 10,2 м; ПЛН-8-35 е_п = 6,1 м; ПЛН-5-35 е_п = 4,3 м;

ПЛН-4-35 е_п = 3,5 м; ПЛН-3-35 е_п = 3,6 м; ПЛН-4-40 е_п = 3,5 м.

Фактична ширина поворотної смуги повинна бути близькою до розрахункової і бути кратною парній кількості робочих проходів.

Інші складові балансу часу однієї зміни (t_зм = 7 год.) можна прийняти такими: t_абс= 20 хв.= 0,3 год.; t_воп = 0,2 год.; t_нм = 0,15 год.; t_ом = 0,1 год.; t_пу= 0 год.

Тоді Т_обс = n_зм * t_обс (18)

Т_воп = n_зм * t_воп (19)

Т_нм = n_зм * t_нм (20)

Т_оп = n_зм * t_оп (21)

Т_пу = n_зм * t_пу , (22)

де n_зм –орієнтовна кількість змін, необхідних для виконання оранки всього поля.

n_зм = , (23)

де k_τ – поправочний коефіцієнт, що враховує рівень використання часу

зміни. k_τ = 0,7-0,8.

2. Змінна продуктивність, W_зм (га):

W_зм = ω_зм * t_зм (24)

2. Коефіцієнт робочих ходів, φ:

φ = , (25)

де L_р, L_х – відповідно довжина робочих та холостих ходів агрегату, км.

L_р = (26)

де F – площа поля, га (додаток А).

L_х = п_х^ЗГ * l _х^ЗГ + п_х^пс* l _х^пс , (27)

де l _х^пс – середня довжина одного повороту на поворотній смузі, м;

п_х^пс – кількість поворотів на поворотній смузі.

l _х^пс = 1,8R₀ + Е (28)

п_х^пс = (29)

2. Енергоємність технологічної операції, З_е ( ):

З_е = , (30)

де N_ЕН – номінальна ефективна потужність двигуна, кВт;

η – нормативний коефіцієнт завантаження двигуна; η = 0,95.

1.6. Погектарна витрата палива, G_га (кг/га):

G_га= , (31)

де G_р – годинна витрата палива двигуном під час роботи з навантаженням, кг/год.;

G_х - годинна витрата палива під час холостого ходу агрегату, кг/год.;

G_з - годинна витрата палива під час холостої роботи двигуна на зупинці, кг/год.

G_р = , (32)

де g – питома витрата палива двигуном, г/кВт*год.

В середньому можна прийняти g = 250 г/кВт*год.

G_х = 0,3* G_р (33)

G_з = 0,1* G_р (34)

За попередніми даними: Т_х = Т_пов; Т_з = Т_обс.

7. Коефіцієнт рівня використання машинного агрегату, η_е:

η_е = η *τ *β (35)

7. Повна питома енергоємність палива, Е_п ( ):

Е_п = α_п* G_га , (36)

де α_п - енергетичний еквівалент палива, МДж/кг. Для дизельного палива α_п = 52,8 МДж/кг.

1.9. Питомі енергозатрати живої праці, Е_ж (МДж/га):

Е_ж = , (37)

де α_ж - енергетичний еквівалент затрат живої праці, МДж/год.

Для трактористів-машиністів α_ж = 60,8 МДж/год.