3. Способы движения агрегатов и их оценка

Различают три основных вида движения агрегатов (по направлению рабочих ходов относительно границ рабочего участка): гоновый (рабочие ходы вдоль одной из сторон участка), диагональный (под углом, диагонально к сторонам участка, разновидность  диагонально-перекрестный) и круговой (рабочий ход вдоль всех сторон участка или загона, различают круговое движение к центру или к периферии участка).

Круговые способы движения представлены на рисунке 8.4. Движение вкруговую выполняется чаще всего по свертывающейся спирали, от периферии к центру (рис. 8.4а), в этом случае не нужна разметка центральной части. Способ (рис. 8.4б) отличается наличием внутренних поворотных полос, которые либо готовятся заранее (прокашиваются, убираются), либо заделываются после обработки загона или участка. Способ (рис. 8.4в)  обработка от центра, в этом случае надо найти центр и разметить место и длину первого прохода.

Рисунок 8.4 – Разновидности круговых способов движения:

а  при свертывающейся спирали без выключения рабочих органов и поворотных полос; б  то же, но с внутренними поворотными полосами; в  по развертывающейся спирали, конвертный способ

На рисунке 8.5 представлены диагональные способы движения для рабочих участков или загонов по форме близких к квадрату. Если загон имеет форму вытянутого прямоугольника, то он делится разбивкой на части, близкие к квадратной форме. Если здесь нужны поворотные полосы, то они отбиваются вдоль всех сторон участка.

Рисунок 8.5 – Диагональные способы движения:

а  диагональный челночный; б  диагонально-перекрестный

На рисунке 8.6 представлены наиболее распространенные гоновые способы движения. Способ движения перекрытием беспетлевой, однако нуждается в частой разметке поля, лучше использовать при обработке уже размеченного поля (в виде рядков растений, когда надо просто отсчитать необходимое число рядков). Челночный способ движения однообразен и легок по выполнению. Способы движения всвал и вразвал наиболее распространены (чередованием по загонам) на вспашке. Их комбинированное использование на одном загоне позволяет получить беспетлевой способ движения при вспашке.

Различные способы движения агрегатов сравнивают по качеству выполнения технологической операции, удобству обслуживания, безопасности работы, затратам на подготовку рабочего участка. Все показатели тесно связаны с выполняемой работой, размерами рабочего участка, составом агрегата и его кинематическими характеристиками. Все это удобнее рассмотреть при изучении технологии выполнения отдельных сельскохозяйственных работ.

Рисунок 8.6 – Гоновые способы движения:

а  перекрытием; б  челночный; в  всвал; г  вразвал

Одной из главных оценок способов движения, влияющих на производительность агрегатов, является коэффициент рабочих ходов или степень использования пути

, (8.6)

где ΣL_р и ΣL_х  суммарная длина рабочих и холостых ходов на загоне; n_р и n_х  число рабочих и холостых проходов на загоне.

Для всех гоновых способов движения L_р=L_уч-2Е, а n_р=n_х=С/Вρ. В длину холостых ходов нужно включать не только длину пути на поворотах, но и дополнительные проходы, связанные с заделкой поворотных полос, проходы с неполной шириной захвата, заезды и переезды на рабочем участке.

При беспетлевых гоновых способах движения средняя длина холостого хода L_х.ср=1.14ρ_у+0.5С+2е и отсюда коэффициент рабочих ходов

. (8.7)

Для петлевых способов движения (всвал, вразвал) на участках шириной до 2ρ_у имеют место петлевые повороты, их число n_петл=2ρ_у/В_ρ. Длина петлевых холостых ходов на загоне составила бы ΣL_{х петл}=(2ρ_у/ В_ρ)(6ρ_у+е). Если бы эти повороты выполнялись без петель (при ширине участка 2ρ_у), то их общая длина ΣL_хбесп=(1.14ρ_у+2е+ρ_у)2ρ_у/В_ρ. Тогда разница в длине холостого хода составит ΔL_х=3.86ρ_у2ρ_уВ_ρ≈ 8ρ_у²/В_ρ. С учетом (8.6) и отнеся ΔL_х к числу проходов n_р=С/8ρ_у, получим коэффициент рабочих ходов для петлевых (всвал, вразвал) способов движения

. (8.8)

Для челночного способа движения все холостые ходы одинаковы L_х=6ρ_у+2е и коэффициент рабочих ходов

. (8.9)

Оптимальная (по производительности) ширина загона С_опт определяется из условия минимальной суммарной длины холостых или максимального коэффициента рабочих ходов на участке.

Суммарная длина холостых ходов на участке S_х.уч=ΣL_х(С_уч/С), тогда для петлевого способа движения с учетом (8.7)

. (8.10)

Возьмем первую производную для S_{х уч} по ширине загона С и приравняем ее нулю

,

тогда

. (8.11)

Минимальная (по возможности осуществления) ширина загона (С_min) применима только к беспетлевым способам (например, способ движения перекрытием, комбинация всвалвразвал). Беспетлевой поворот возможен только при Х≥2ρ_у, если загон будет содержать три или четыре таких минимальных делянки, то и минимальная ширина загона для беспетлевого способа движения будет равна шести или восьми условным радиусам поворота агрегата.

Для беспетлевых способов движения, как правило, расчетное значение С_опт меньше С_min и, следовательно, физически не может быть осуществлено. Поэтому для беспетлевых способов С_опт обычно не рассчитывают, а принимают равным С_min.

Коэффициент рабочих ходов для петлевых способов движения (С=С_опт) определяется по формуле

, (8.12)

а для беспетлевых способов движения (С=С_min) равен

. (8.13)

При выборе того или иного способа движения надо исходить в первую очередь из агротехнических требований  качества работы, удобства обслуживания, возможности уменьшения вспомогательных операций и т.д. Если эти условия позволяют применять различные способы движения, следует выбирать тот, который дает более высокое значение φ.

Наибольшее влияние на значение коэффициента рабочих ходов оказывает L_р. Чем больше радиус поворота ρ_у, тем меньше φ. Ширина загона С почти не оказывает влияния на φ при челночном способе движения. Отклонение от С_опт и С_min в сторону увеличения с целью обеспечения целого числа проходов агрегата на загоне, удобства разбивки на загоны и т.д. не дает существенного уменьшения φ. В случае отклонения от С_опт в сторону уменьшения ширины загона величина φ снижается значительно.