1. Общие положения

Контрольная работа являются связующим звеном теории и практики при изучении дисциплины Эксплуатация машинно-тракторного парка и эксплуатация технологического оборудования. Целью практических занятий является формирование представлений, знаний и навыков по правильному комплектованию машинно-тракторных агрегатов (МТА) и их высокоэффективному использованию для выполнения различных видов полевых работ, оцениванию качества выполнения полевых работ, составлению сезонных и годовых календарных планов механизированных работ и использования МТП, проведения технического обслуживания и диагностирования машин в соответствии с современными требованиями ресурсосбережения и охраны окружающей среды.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Барсуков А.Ф., Еленев А.В. Краткий справочник по сельскохозяйственной технике. -М. Колос, 1983.

2. Тяговые характеристики тракторов. Альбом справочник. - М.; Колос, 1980.

3. Иофинов С.А. и др. Справочник по ЭМТП.-М.: Агропромиздат, 1980.

4. Сельскохозяйственная техника. Каталог. - М.: ЦНИИТЭИ, 1986.

5. В.И. Вайнруб, П.В. Мишин., В.Х. Хузин. Технология производственных процессов и операций в растениеводстве. Изд-во «Чувашия», Чебоксары, 1999.

Методические указания по составлению ответов на задания Задание 1

1.1. С учетом марки трактора и вида заданной операции необходимо ознакомиться с основными агротехническими требованиями на выполнение работы, соответствующими сельскохозяйственными машинами, методикой расчета по комплектованию машинно-тракторных агрегатов (МТА) [1,2,3,4].

1.2. Производят выбор марки рабочей машины и приводят ей краткую характеристику [1], Краткая характеристика некоторых сельскохозяйственных машин приведена в приложении 5.

Для выполнения заданной операции выбирают марку рабочей машины и приводят его технические данные:

Ширина захвата, м

конструктивная масса, кг

вместимость технологической емкости, м³

Эксплуатационная масса рабочей машины:

G_{об рм}= G_рм + V ρ

где G_рм -масса рабочей машины, кг;

V – объем технологической емкости, м³;

ρ -плотность материала, кг/м^э.

1.3. Устанавливают агротехнический допустимый диапазон рабочих скоростей для выполнения операции [3, приложение 4].

Агротехнически допустимый диапазон рабочих скоростей устанавливают по приложению 4:

[V_p] = … км/ч

1.4. Устанавливают допустимые значения степени загрузки трактора по тяговому усилию [3, приложение 7].

Допустимое значение загрузки трактора по тяговому усилию на крюке

[η] = …

1.5. Выбирают расчетные передачи. Расчетными являются передачи, скорости движения трактора на которых входят в агротехнический допустимый диапазон скоростей. Величины скоростей движения берут для заданного агрофона из приложения 2 или 3 с учетом заданной марки трактора. При необходимости выбирают марку сцепку и устанавливают ее сопротивление c учетом заданного агрофона.

По приложению 3, зная агрофон поля, определяют рабочие передачи по данным тяговой характеристики трактора.

Передачи трактора	Номинальное усилие на крюке, кН	Рабочая скорость, км/ч

В допускаемый диапазон рабочих скоростей [V_p] = входят i - ые передачи и они будут расчетными:

V_pi = км/ч;

1.6. Рассчитывают количественный состав МТА на выбранных расчетных передачах, предварительно уточнив удельное сопротивление рабочей машины с учетом скорости движения агрегата на расчетных передачах и принимая соответствующее значение коэффициента сопротивления качения ходовых колес рабочей машины [3, 4, приложения 8 и 9]. Для пахотных агрегатов рассчитывают количество корпусов плуга. Расчетное количество машин и количество корпусов плуга принимают целым значением, округляя в сторону уменьшения.

С учетом склона устанавливают фактическую тяговую силу трактора на крюке:

где - нормальное усилие на крюке, кН;

- эксплуатационный вес трактора, кН;

- угол склона, град.

Выбор сцепки, для которой по приложению 6 устанавливают сопротивление R_сц:

R_сц= кН;

Р_сц = кН (эксплуатационный вес сцепки).

Максимально возможная ширина захвата агрегата по формуле:

где K_i - фактическое удельное сопротивление рабочей машины, кН/м;

g_м - эксплуатационный вес машины, приходящийся на 1 м ширины захвата,

кН/м.

С учетом повышения скорости агрегата фактическое удельное сопротивление машины определяется по формуле:

где K_o - удельное сопротивление рабочей машины при скорости движения агрегата V_o = 5 км/ч, кН/м;

Δс - приращение удельного сопротивления рабочей машины при превышении рабочей скорости агрегата 5 км/ч (Приложение 9);

-рабочая скорость МТА на i - ой передаче трактора, км/ч;

V_o = 5 км/ч - стандартная величина скорости для расчета агрегата.

С учетом суммарного эксплуатационного веса рабочей машины и ее ширины захвата имеем:

Количество машин в агрегате по передачам трактора:

1.7. Уточняют марку сцепки (при количестве машин в агрегате больше единицы). Используя формулу из [3, 4 и 5] рассчитывают фронт сцепки (расстояние между точками крепления крайних машин).

Фронт сцепки по передачам:

Ф_сц= В_м (n_м - 1) м

где В_м - ширина захвата одной машины, м; n_м -количество машин в агрегате.

Выбирают марку сцепку.

1.8. По формулам, приведенным в [3, 4 и 5] рассчитывают фактическое сопротивление МТА на расчетных передачах, затем степень загрузки трактора по тяговому усилию.

Общее сопротивление рабочих и вспомогательных машин вычисляется по формуле:

R_рвмi = к_з В_м n_мi + P_рмi n_рмi sinα + Р_сц (f_сц + sin α)

Степень загрузки трактора по передачам:

;

1.9. Устанавливают выгодную передачу. Выгодной является та передача, на которой расчетное значение степени загрузки трактора более близко к допустимому значению, но не больше этой величины.

Пример выполнения задания 1

Заданы: Марка трактора – ДТ-75М

Операция – посев яровой пшеницы

Удельное сопротивление сеялки – 1,1 кН/м

Угол склона (рельеф поля) – 2^о

1.1. Посев зерновых - это основная операция при выращивании сельско-хозяйственных культур. Яровую пшеницу сеют весной на глубину 4…6 см зерновыми сеялками, агрегатируемыми в основном гусеничными тракторами. Рекомендуемый способ движения агрегата - челночный поперек направления вспашки.

Плотность зерна - 0,60 ... 0 ,83 т/м³

1.2. Выбор марки рабочей машины. Для посева зерновых культур применяют стандартные сеялки СЗ-3,6, а также сеялки СЗУ-3,6, СЗТ-3,6 и другие. Для нашего случая выбираем сеялку СЗ-3,6. Она имеет следующие технические данные:

Ширина захвата, м 3,6

конструктивная масса, кг 1450

вместимость семенного ящика, м³ 0,455

Эксплуатационная масса сеялки составит:

G_{об с}= G_c + V ρ

где G_c -масса сеялки, кг;

V -емкость семенного ящика, м³;

ρ -плотность зерна, кг/м^э (ρ =700 кг/м³).

1.3. Агротехнически допустимый диапазон рабочих скоростей при посеве зерновых (приложение 4):

[V_p] = 7…14 км/ч

1.4. Допустимое значение загрузки трактора по тяговому усилию на крюке

[η] = 0,90…0,98

1.5. Выбор рабочих передач. Агрофон - поле, подготовленное под посев. В приложении 2 приведены числовые данные тяговой характеристики трактора, снятой на поле, подготовленной под посев при эксплуатационном весе трактора 64,6 кН:

Передачи трактора	Номинальное усилие на крюке, кН	Рабочая скорость, км/ч
2 3 4 5 6	33,0 28,5 26,0 22,5 19,5	5,25 6,10 6,65 7,50 8,40

В допускаемый диапазон рабочих скоростей (7...14 км/ч) входят 5 и 6 передачи и они будут расчетными:

V_p5 = 7,5 км/ч; V_p6 = 8,4 км/ч

1.6. Расчет количественного состава МТП. С учетом склона 2^о устанавливаем фактическую тяговую силу трактора на крюке:

где - нормальное усилие на крюке, кН;

- эксплуатационный вес трактора, кН;

- угол склона, град.

Или в численном выражении:

Р_кр5 = 22,5 – 64,4 sin 2^о = 20,245 кН;

Р_кр6 = 19,5 – 64,4 sin 2^о = 17,245 кН

1.7. Предварительно выберем сцепку СП-11, которая на поле, подготовленном под посев имеет сопротивление R_сц= 1,5 ... 2,1 кН. По приложению 6 устанавливаем:

R_сц= 2,0 кН;

Р_сц = 8,4 кН (эксплуатационный вес сцепки).

Сначала рассчитывают максимально возможную ширину захвата агрегата по формуле:

где K_i - фактическое удельное сопротивление рабочей машины, кН/м;

g_м - эксплуатационный вес машины, приходящийся на 1 м ширины захва-

та , кН/м.

С учетом повышения скорости агрегата фактическое удельное сопротивление машины определяется по формуле:

где K_o - удельное сопротивление рабочей машины при скорости движения агрегата V_o = 5 км/ч, кН/м;

Δс - приращение удельного сопротивления рабочей машины при превышении рабочей скорости агрегата 5 км/ч (Приложение 9);

-рабочая скорость МТА на i - ой передаче трактора, км/ч;

V_o = 5 км/ч - стандартная величина скорости для расчета агрегата.

С учетом суммарного эксплуатационного веса сеялки и ее ширины захвата имеем:

Тогда максимальная возможная ширина захвата агрегатов по передачам составит:

или количество сеялок в агрегате по передачам трактора:

сеялки

сеялки

Уточняем марку сцепки. Фронт сцепки по передачам:

Ф_сц= В_м (n_м - 1) = 3,6 (3 - 1) = 7,2 м

где В_м - ширина захвата одной машины, м; n_м -количество машин в агрегате.

Выбираем сцепку СП - 11.

1.8. Расчет степени загрузки трактора по тяговому усилию на расчетных передачах.

Общее сопротивление рабочих и вспомогательных машин вычисляется по формуле:

R_рвмi = к_з В_м n_мi + P_рмi n_рмi sinα + Р_сц (f_сц + sin α)

или по передачам:

R_рвм5 = 1,1[1+ (7,5-5)]3,6 3 + 17,67 3 sin 2^о + 8,4(0,13 + sin 2^о)=16,00 кН

R_рвм6 = 16,32 кН.

Тогда степень загрузки трактора по передачам будет:

;

1.9. Установление выгодной передачи. Путем сравнения расчетных значений степени загрузки трактора с допустимыми значениями устанавливаем выгодную передачу. В нашем примере выгодной передачей является 6-я передача, при этом трактор загружен в пределах допустимых значений нагрузок.

Вывод: Окончательный состав агрегата ДТ-75М + СП-11 + 3 СЗ – 3,6, выгодная передача 6-я.

Задание 2

При выполнении второго задания необходимо знать особенности подготовки участков к работе и способы движения на машинно-тракторных агрегатов на полевых работах.

2.1. Рассчитывают радиус поворота агрегата по формуле:

R= В_м n_м γ_ш λ_с β,

где В_м.- конструктивная ширина рабочей машины, м; n_м - количество рабочих машин в агрегате, шт; γ_ш -коэффициент, влияющий на величину радиуса поворота агрегата от ширины захвата агрегата; λ_с -коэффициент, влияющий на величину радиуса поворота агрегата от увеличения скорости движения агрегата (приложение 11); β -коэффициент использования конструктивной ширины захвата машины.

2.2. Определяют длину выезда агрегата по формулам:

(для агрегатов с навесными машинами);

(для агрегатов с прицепными машинами);

где L_k -кинематическая длина агрегата, м.

L_k = L_тр + L_сц + L_м,

где L_тр, L_сц, L_м - кинематические длины трактора, сцепки и рабочей машины (приложение 10).

2.3. Минимальную ширину поворотной полосы и длину холостого хода рассчитывают по формулам, приведенным в приложении 14. При расчете ширины поворотной полосы результаты расчетов округляют в большую сторону так, чтобы ширина была кратной двойной ширине захвата агрегата.

Ширину загонов рассчитывают по следующим формулам:

Способ движения агрегата	Формула для расчета оптимальной ширины загона Со
Всвал, вразвал, с чередованием обработки всвал и вразвал	Со =
Двухзагонный способ	Со =
Комбинированный способ	Со =
Круговой	Со =

Рассчитываю длину рабочего хода по формуле:

L_р = L – 2 Е

где L - длина поля, м;

Определяют величину коэффициента рабочих ходов по выражению:

2.3. Схемы движения агрегатов на загонах представлены в приложении

Пример решения задания 2

Даны: Марка трактора ДТ-75М

Марка рабочей машины СЗ-3,6

Количество рабочих машин в агрегате 3

Марка сцепки СП-11

Длина участка 790 м

Ширина участка 540 м

Способ движения агрегата челночный

Вид поворота петлевой грушевидный

2.1. Расчет радиуса поворота агрегата производится по формуле:

R= В_м n_м γ_ш λ_с β

По приложению 11 имеем:

γ_ш =2 (для прицепного агрегата);

λ_с = 1,32 (для совершения поворота предусмат-риваем переключение передачи трактора с 6-ой на 4-ую. Тогда скорость движения на повороте не превышает 7 км/ч)

Из приложения 12 имеем:

β=1,00

Тогда R= 3,6 ∙ 3 ∙ 1,32 ∙ 1 = 17,107

2.2. Длину выезда агрегата вычисляют по формуле:

(для агрегатов с прицепными машинами);

где L_k -кинематическая длина агрегата, м.

L_k=L_тр + L_сц + L_м,

где L_тр, L_сц, L_м - кинематические длины трактора, сцепки и рабочей машины.

По приложению 10 для посевного агрегата в составе трактора ДТ-75М, сцепки СП-11 и трех сеялок СЗ - 3,6 имеем: L_тр =1,55 м; L_сц = 6,7 м; L_м =3,8 м.

Следовательно, длина выезда агрегата составит

м

Минимальная ширина поворотной полосы при выполнении петлевого грушевидного поворота на 180° определяется из выражения:

Е_min = 2,8 R_а +е+ d_к

где R_а =17,107 м; е = 6,025 м;

d_k= 0,5 ∙ B_m ∙ n_m ∙ β = 0,5∙3,6∙3∙1=5,4 м

тогда Е_min = 2,8 17,107 + 6,025 + 5,4 = 59,324 м

Тогда число проходов агрегата на поворотной полосе составит

м

Полученное число округляется до целого значения в большую сторону m_ц =6.

Рабочая ширина захвата агрегата определяется по формуле

В_р = B_m ∙ n_m ∙ β = 3,6∙3∙1,0 = 10,8 м

Тогда ширина поворотной полосы при целом числе проходов

Е_min = m_ц В_р =6 ∙ 10,8 = 64,8 м

Длина холостого хода при совершении петлевого грушевидного поворота определяется из выражения

L_хх = (6,6…8) ∙ R + 2∙е = 7∙17,107+2∙6,025=131,8 м

Оптимальная ширина загона при челночном способе движения агрегата не определяется.

Длина рабочего хода определяется из выражения

L_р = L – 2 Е = 790 - 2∙64,8=660,4 м

Коэффициент рабочих ходов равен

2.3. Изобразим схему движения агрегата на участке для заданного способа движения

Способ движения – челночный (по заданию). На схеме наносятся размеры участка, ширина поворотной полосы, радиус поворота, длина выезда агрегата.

Е

RR

Ш

L_p

B_p

е

Е

L

Задание 3

В третьем задании определяются численные значения составляющих баланса времени смены, теоретической, рабочей и эксплуатационной производительности агрегата.

3.1. Баланс времени

Т_см=Т_пз+Т_р ,

где Т_пз - продолжительность подготовительно-заключительного времени смены, ч, мин;

Т_Р - продолжительность рабочего времени смены, ч, мин.

Продолжительность подготовительно-заключительного времени и продолжительность рабочего времени смены можно определить из выражений:

Т_пз = Т_пн + Т_{ето тр} +Т_{ето м} + Т_пп + Т_пер + Т_то;

Т_р = Т_ор + Т_хх + Т_тех + Т_отд + Т_то ,

где Т_пн - продолжительность времени на получение наряда (Т_пн = 4 мин);

Т_{ето тр} , Т_{ето м} - продолжительность времени на выполнение операций ежесменного технического обслуживания трактора и рабочих машин соответственно приложение 14;

Т_пп - продолжительность времени на подготовку к переезду (Т_пп = 3 мин)

Т_пер - продолжительность переезда агрегата к месту работы и обратно (Т_пер =18... 26 мин);

Т_то - продолжительность времени смены на техническое обслуживание машин в течение смены (очистка рабочих органов машин).

Т_ор, Т_хх, Т_тех - продолжительность времени смены на совершение основной работы, холостых ходов на поворотах и технологических остановок (на заполнение или разгрузку емкостей машин);

Т_отд - продолжительность простоя агрегата в течение смены из-за отдыха исполнителей на работе (приложение 11);

Зная продолжительности времени смены и остальных нормированных составляющих можно определить значение продолжительности рабочего времени смены (расчеты ведут в минутах времени);

Т_ор + Т_хх + Т_тех = Т_см - Т_пн - Т_{ето тр} - Т_{ето м} - Т_пп - Т_пер - Т_отд - Т_то;

3.2. Вычисление продолжительности основного времени, на совершение поворотов и технологических остановок производят через продолжительность одного цикла работы.

Цикл работы - это двойной проход агрегата с совершением двух поворотов и технологических остановок (заполнение или разгрузка технологических емкостей машин агрегата). Здесь продолжительность времени на техническое обслуживание агрегата (очистка рабочих органов) не учитывается, так как норма времени на эту операцию дается в долях часа времени смены (приложение 16).

Продолжительность времени основной работы за один цикл определяют из выражения

, мин;

холостого хода -

, мин

продолжительности технологических остановок - по выражению

, мин

где - норма продолжительности времени на одну технологическую остановку (приложение 17);

- количество технологических остановок в расчете на один цикл, определяемый по Формуле:

,

где L_тех - длина проезда агрегата на одну технологическую остановку

Длина проезда агрегата на одну технологическую остановку определяется из выражения:

, м

где V - емкость бункера агрегата, м³; ρ - плотность материала или продукта, кг/м³; λ -коэффициент использования технологической емкости; Н - урожайность или норма расхода материала, ц/га; В_р - рабочая ширина захвата агрегата, м.

Количество циклов за смену составит:

,

3.3. Продолжительность времени основной работы, на совершение холостых ходов на поворотах и технологических остановок вычисляют из выражений:

Т_ор = z_ц ∙ t_ор ;

Т_хх = z_ц ∙ t_хх ;

Т_тех = z_ц ∙ t_тех ;

Продолжительность времени на холостую работу двигателя трактора на остановках можно определить по выражению:

Т_о = Т_{ето тр} +Т_{ето м} + Т_пп + Т_тех + Т_отд + Т_то ,

3.4. Расчет производительности агрегата.

Теоретическая производительность:

ω_т=0,1∙В_к∙v_т ,

Рабочая производительность

ω_р= ω_т∙τ_p= ω_т

где τ_p =

Эксплуатационная производительность определяется по формуле:

ω_э= ω_р∙τ_э= ω_р = ω_т = ω_т ,

где τ_э =

В окончательном виде искомые производительности агрегата можно определить по формулам:

ω_т=0,1∙В_к∙v_т ,

ω_р= 0,1∙В_р∙v_р ,

ω_э= 0,1∙В_р∙v_р ,

Пример решения задания 3

Даны: Состав агрегата ДТ-75М + СП-11 + 3 СЗ-3,6

Вид операции Посев яровой пшеницы

Длина рабочего хода на один проход 660 ,4 м

Длина холостого хода в расчете на один проход 131,8 м

Из предыдущих расчетов принимаем:

рабочая скорость 8,4 км/ч

скорость холостого хода 6,65 км/ч

емкость семенного ящика сеялки 0,453 м³

плотность зерна 800 кг/м³

норма высева семян 2,2 ц/га

3.1. Баланс времени смены:

Имеем: Т_пн = 4 мин - продолжительность времени на получение наряда;

Т_пп = 3 мин - продолжительность времени на подготовку агрегата к

переезду;

Т_пер = 18 мин - время, затрачиваемое на переезд агрегата в начале и

в конце смены.

Из приложения 14 имеем:

Т_{ето тр} = 30 мин - продолжительность технического обслуживания

трактора; Т_{ето м} = 9∙3=27 мин - продолжительность выполнения ежесменного

технического обслуживания трех сеялок;

Т_{ето сц} = 6 мин - продолжительность технического обслуживания

сцепки.

Из приложения 15 выписываем:

Т_отд = 30 мин - продолжительность внутрисменного отдыха испол-

нителей работы.

Из приложения 16 определяем продолжительность времени на технологическое обслуживание сеялки

Т_то = t _то.Т_см = 0,02∙7 = 0,14 ч (8,4 мин).

Тогда

Т_ор + Т_хх + Т_тех = 420 - 3 - 4 - 18 - 30 - 27 - 7 - 6 - 30 - 8, 4 = 293

3.2. Время основной работы за цикл:

мин

Продолжительность холостого хода за цикл:

мин

Длина прохода агрегата на опорожнение семенного ящика:

м

Количество технологических остановок на один цикл:

Продолжительность простоя агрегата на технологических остановках в расчете на один цикл:

Из приложения 17 имеем: t_тех= 7,9 мин

или мин

Тогда количество циклов работы агрегата в течение смены будет:

3.3. Продолжительности времени и за смену составят:

Т_ор = z_ц ∙ t_ор = 20,075∙9,43=195,25 мин;

Т_хх = z_ц ∙ t_хх = 20,705∙2,38=49,28 мин;

Т_тех = z_ц ∙ t_тех = 20,705∙2,37=49,07 мин.

3.4. Производительность агрегата:

- теоретическая: ω_т=0,1∙В_к∙v_т = 0,1∙10,8∙8,4=9,072 га/ч,

- рабочая ω_р= 0,1∙В_р∙v_р = 9,072 =6,43 га/ч,

- эксплуатационная: ω_э= ω_р = 6,43 =4,215 га/ч,

Продолжительность времени на холостую работу двигателя трактора на остановках составит:

Т_о = Т_{ето тр}+Т_{ето м}+Т_пп+Т_тех+Т_отд+Т_то=30+27+6+4+49,07+8,4+30=154,47 мин,

Продолжительность основной работы Т_ор = 195,25 мин

Продолжительность холостого хода Т_хх = 49,28 мин;

Проверка.

Т_см=154,47+195,25+49,28+18+3=420 мин

Решения верны.