Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Повышение рабочих скоростей машинно-тракторных агрегатов сб. науч. тр

.pdf
Скачиваний:
24
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
22.52 Mб
Скачать

пользуем имеющиеся статистические данные о распреде­ лении естественно-производственных условий (таб/л. 1).

Из таблицы следует, что 21,6% полей имеют малые размеры участков (до 5 га). В большинстве такие участ­ ки (17,7 из 21,6% полей) имеют короткие гоны. Малые площади и длины участков являются зависимыми усло­ виями, но неизвестными функциями. Можно допустить также, что большим площадям участков соответствуют большие длины гонов.

Поля с уклоном более 2° занимают 22,4% всех пахот­ ных площадей. Отрицательное влияние этих условий на работу скоростных МТА не менее значительно, чем вли­ яние малых площадей с короткими гонами. Для расчетов принято также, что холмистость полей и засоренность их камнями имеют равную вероятность распределения по всей площади пахотных земель.

Сумма дискретного множества значений четырех

(=6

групп условий "V Si = 400. Вероятность появления каж-

дого в отдельности условия определится как отношение

/=6

его значения к общей сумме значений У Si , т. е. p i =

= -£i_ = _ £ l _

400б

-2 * i

і

Вероятность совместного появления четырех условий одной группы определится по формуле [2J:

 

п

 

п

 

 

п—1

 

п

 

 

 

fc=l

 

й = 1

 

 

k=l

j=k+l

 

 

п—1

л—1

п

 

 

+

 

 

п

 

+ 2

2

 

2р(а*аА)

(- Г ' И П л , ) ,

(3)

ft=l

j=k+l

 

i=j+l

 

 

 

 

 

Ь=1

 

где Ah,

Aj

и Аі — вероятное

значение

s* (в

процентах

 

 

 

или

долях)

естественно-производст­

 

 

 

венных условий;

 

 

 

 

k,

j и

і — номера

условия (см. табл.

1) (k=l,

2,

 

 

 

3,4;

j =

2, 3, 4;

£ =

3,4).

 

 

Результаты расчетов сведены в таблицу 2.

Распределение вероятностей естественно-производственных групп условий

 

 

 

 

Группа

условий

 

 

 

 

Условие

 

 

 

 

 

 

s„

 

6

 

 

•Si

 

 

S,

 

 

Р {НА

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

h

1

0,032

0,024

0,078

0,045

0,041

0,030

 

0,25

2

0,018

0,026

0,085

0,056

0,043

0,022

 

0,25

3

0,012

0,044

0,080

0,049

0,041

0,024

 

0,25

4

0,020

0,048

0,074

0,046

0,040

0,022

 

0,25

1

0,070

0,130

0,210

0,160

0,140

0,080

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сумма событий равна площади четырех (F + L +

Y+k)

областей

(рис.

1).

Событие,

представляющее

 

собой

совместное появление

нескольких

событий, называется

произведением или пересечением.

 

 

 

 

 

 

Разделим естественно-производственные условия на

неблагоприятные su

s2 и

благоприятные

s3 —s6

 

(см.

табл. 1). Вероятность

неблагоприятных

условий

 

равна

0,20, благоприятных—0,59.

Вероятность пересечения усло­

вий определится как разность sx=]

— (0,59+0,20) ==0,21.

Определим, какие

значения

могут

 

 

 

 

принимать

случайные

величины.

Для

 

 

 

 

этого

составим

таблицу

дискретных

 

 

 

 

случайных величин £:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sn

 

 

(4)

 

 

 

 

 

 

Р1Р2

 

Рп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Si, S2,...,sn-—возможное

значение

 

 

 

 

величины £,

а р\,

 

р2,...,рп

 

 

 

 

 

соответствующие им

вероятности.

 

 

 

 

Вероятность

того, что случайная

вели­

 

 

 

 

чина £ примет значение s,-, равна

рї.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.

Геометри­

 

 

 

 

 

 

 

 

ческое

распределе­

Значения

ВерОЯТНОСТеЙ Р\,

Pi,--,Pn

ние

вероятностей

естественно-произ­

должны удовлетворять двум условиям:

водственных

усло­

все pi положительны, сумма всех pi

 

вий:

 

равна

1:

 

 

 

 

 

 

//, III

и

IV — произ­

 

Pi + / > 9 - f - . . . +/» «

= і;

 

(5)

ведение

двух,

трех и

 

 

четырех

событий.

второе условие означает, что £ в каждом случае при­ нимает одно из значений sit s2> sn-

Кроме того, вероятности ру р 2 . р п в нашем случае определяют количество событий. Например, вероятность

-^k j — 0,07 (см. табл. 2) означает, что общая пло­ щадь полей с размерами участков до 3 га, длиной гонов до 200 м, засоренных камнями свыше 10 м3 /га и имеющих уклоны более 3°, составляет 7% от общей площади па­ хотных земель. Это соответствует площади 0,42 млн. га, если принять площадь пахотных земель республики рав­ ной 6 млн. га (без освоенных торфяников).

Аналогично определяются и другие значения величин Si, которые затем суммируются с последующими их зна­ чениями и записываются по нарастающему итогу:

с = / 0 , 4 2

1,20

2,46

3,72

4,68

5,52

6,00

\

( 6 )

\0,07

0,13

0,21

0,21

0,16

0,14

0,08

) '

 

Среднее значение естественно-производственных усло­ вий определится как математическое ожидание случай­ ной величины £:

я

 

Л К = 2 ^ А .

(7)

Если £ принимает значения su s2,

sn, то среднее

арифметическое от этих значений будет близко к

- L ( S

l + s 2 +

... + 5 „ ) - Ж .

(8)

По формуле (7) математическое ожидание случайной

величины с распределением

(6) М £ = 3 , 4 8 ^ 3 , 5 .

Дисперсией случайной величины £ будет число

ZX =

М ( С 2 ) - ( Л Г С ) 2 ^ 2 , 7 2 .

(9)

Как видно, разброс £ может достигать

±2,72 . По зна­

чениям su s2,..., sn,

случайной величины .£ построим при­

ближенную плотность распределения £. Значения^ заклю­

чены в пределах 0 < £ < 6 . Разобьем

интервал

0—6 на 7

[по числу данных выражения (6) ] и

построим

гистограм­

му (рис. 2, а).

Гистограмма является приближенным распределени­ ем случайной величины %. Как видно из рисунка 2,а, ес­ тественно-производственные условия подчиняются закону

распределения ЛапласаШарлье, близкому к нор­ мальному, но имеющему асимметрию и эксцесс, от­ личные от нуля.

Асимметрия А и экс­ цесс Е распределения рав­ ны соответственно:

Л = - ^ = - 0 , 2 6 ;

Е - ~ = - 0.8, (10)

а4

где

п

P = 2 / > / f o - s ) 8 = - l , 2 ;

п

Р = 2 ^ (S< - *)* = 16,5; а = 1 / Ж = 1,65.

0,5

 

 

 

У

/

 

 

 

 

0,k

 

 

 

 

 

 

 

 

0,3

 

 

V

'*}

 

 

от*""

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IV \

 

/ у

 

 

 

 

 

 

0,2

 

 

 

 

 

./

 

/

 

 

 

 

Ш

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РФ

it

l\

 

 

LV t

 

 

0J5

 

 

 

 

 

 

\

1

 

J

1

 

 

 

 

 

 

 

 

0,10

 

\

 

 

 

 

1

1

 

І

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

' і

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0,05 A I

 

 

І

1

 

 

 

0і

і

 

1

1

 

І

1

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

Зі

 

Рис.

2.

 

Распределение

естествен­

но-производственных условий

(а)

и

соответствующий

им

прирост

 

 

производительности

(б):

 

1-й

IV —посев; I I и

V —пахота;

I I I —

культивация;

V I —

лущение;

,

,

агрегаты

с трактором

Э-151;

агрегаты с трактором MT3-80.

Отклонение закона распределения естественно-про­ изводственных условий от нормального вызвано недос­ таточным количеством и разнообразием случайных фак­ торов. В случае большого числа независимых условий результирующая случайная величина оказалась бы нор­ мальной.

Нормальный (или гауссовской) случайной величиной называется величина £, определенная на всей оси (—сю, со) и имеющая плотность

 

 

,

(s-аУ

 

p(s)

=

l - z = r е

2'2 ,

(П)

где a = M'Q.

 

о ] / 2 «

 

 

 

 

 

 

Плотность распределения случайной величины £ нахо­

дим в интервале sa,

s0 .

 

 

 

*'ь

D{sa<l<s'b}

= jp^d^.

(12)

Например, площадь гистограммы, заключенная меж­ ду s'a = 2,46 и s ' 0 = 6 , определяется следующим образом:

 

6.0

_ (s—a)i

 

/ ? { 2 , 4 6 < ^ ' < 6 ; =

L _ f е

ъ г

ds.

(13)

Следовательно, с вероятностью, приблизительно рав­

ной 0,68, величина ^'заключена в интервале

2 , 4 6 < £ < 6 , 0 .

В действительности вероятность благоприятных усло­

вий большая и интервалы

их шире. Увеличение

вероят­

ности благоприятных условий возможно за счет исключе­ ния из расчетов вероятности несовместного появления ус­ ловий при определении вероятности появления участков полей с короткими и длинными гонами и др. Поэтому ве­

роятность совместного

появления благоприятных и не­

благоприятных условий

уменьшится с 0,21 до 0,15, или

на 0,9 млн. га.

 

Полная вероятность

благоприятных условий (участки

более 5 га, длина гона не менее 400 м, с уклоном не боль­

ше 2°, отсутствие

камней)

для работы скоростных МТА

составит

г» {1,86 <

С < 6} =0,78 .

(14)

Это соответствует 3,84

млн. га, что составляет

при­

мерно 64% всех пахотных полей на минеральных почвах. Для получения сравнительных данных о работе ско­ ростных и серийных МТА проводили хронометражнькг наблюдения в течение смены. По ним определяли смен­

ную и часовую производительность и расход топлива. В расчетах использованы данные, соответствующие

естественно-производственным условиям, приведенным на рисунке 2 и в таблицах 1 и 2.

По экспериментальным данным, обработанным по ме­ тоду наименьших квадратов, построен график повышения производительности скоростных МТА относительно се­

рийных для шести естественно-производственных

условий

si—s6 (рис. 2, б).

прироста

Используя экспериментальные зависимости

производительности от естественно-производственных ус­

ловий, определим средние значения

их для БССР:

 

Д И ? с р = - ^

.

(15)

ІPi

Т а б л и ц а З

Увеличение производительности скоростных МТА в различных труппах условий

Вид работы

Пахота

Сплошная куль­ тивация

Лущение

Посев зерновых

 

 

 

 

 

 

 

 

Общий

прирост

 

 

 

 

 

 

 

 

производительности

Агрегат

 

 

*3

 

$5

 

*7

МТА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в долях

%

МТЗ-80+ПНС-3-30

 

0,0066

0,0209

0,0660

0,0685

0,0617

0,0162

0,2399

24,0

Э-151+П-5-35МГА-1

0,0114

0,0348

0,1060

0,1110

0,0970

0,0248

0,3850

38,5

МТЗ-80+КПГ-4

 

0,0075

0,0243

0,0750

0,0780

0,0710

0,0185

0,2740

27,4

Э-151+2КПГ-4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МТЗ-80-рЛД-5

0,0171

0,0500

0,1460

0,1390

0,1135

0,0272

0,4928

49,3

МТЗ-80+СЗП-24

0,0057

0,0181

0,0575

0,0590

0,0540

0,0142

0,2085

20,8

Э-151+2СЗП-24

 

0,0095

0,0285

0,0890

0,0920

0,0820

0,0212

0,3220

32,2

Результаты вычислений после соответствующей кор­ ректировки приведены в таблице 3.

В расчетах отражена возможность незначительного увеличения производительности скоростных МТА в не­ удовлетворительных естественно-производственных усло­ виях главным образом за счет улучшения их разгонных качеств.

Кроме того, учтено повышение производительности скоростных МТА на транспортных работах. Наибольший прирост производительности тракторов-макетов (без уче­ та погрузочно-разгрузочных работ) на транспортировке материалов с большим удельным весом (навоза, торфа, песка) составил 104% для колесных (МТЗ-80) и пример­ но 80% для гусеничных тракторов (Э-151). На перевозке соломы и сена производительность колесных тракторов увеличилась лишь на 45%, а гусеничных — на 32%.

Общий прирост производительности зивисит от струк­ туры грузооборота. В сложившейся практике в Б С С Р [1] основная доля (66%) перевозок приходится на орга­ нические удобрения, 34% составляют малопроизводи­ тельные перевозки соломы, сена и т. п. Средний прирост производительности гусеничных тракторов на транспорт­ ных работах будет равен 63,6%, колесных — 83,9%.

Сравнительные испытания тракторов

МТЗ-80 и

МТЗ-50 на бороновании полей с гонами длиной

320—370 м

показали, что производительность трактора МТЗ-80 выше на 18,5%, а на разбрасывании органических и ми­ неральных удобрений лишь на 10% по сравнению с трак­ тором МТЗ-50. Данных по другим видам полевых работ скоростных МТА в условиях БССР не имеется или они не отличаются от показателей работы серийных МТА (на­ пример, на междурядной обработке пропашных культур).

Расход топлива на единицу выработки с повышением скорости движения несколько увеличивается из-за роста сопротивления движению. Средние удельные расходы топлива, отнесенные к единице выработки серийного и скоростного транспортных агрегатов, примерно равны.

Втаблице 4 приведены обобщенные данные сравни­ тельных испытаний скоростных и серийных МТА.

Вблагоприятных для БССР условиях скоростные

МТА удовлетворительно работают

на скоростях, км/ч:

9—10—пахота, 7—10

—культивация

(культиваторы с пру­

жинными лапами), 8

—9—лущение

стерни, 8—12—посев

зерновых, 10—12—прикатывание, 9—10— боронование.

 

 

Т а б л и ц а 4

Повышение

производительности

и изменение расхода

топлива по основным

видам работ

 

 

 

Прирост

Перерасход

 

 

( —) или

 

 

произво­

Вид работы

Агрегат

экономия

дительно­

 

 

сти, %

( + ) топли­

 

 

ва, %

 

 

 

Пахота

Сплошная культи­ вация

Лущение

Посев зерновых

Боронование

Разбрасывание ор­

ганических и ми­ неральных удоб-

рспии

Транспортные ра­ боты

Прикатывание

МТЗ-80+ПНС-3-30

24,0

—13

Э-151+П-5-35МГА-1

38,5

+ 2

МТЗ-80+КПГ-4

27,4

+ 11

Э-151+2КПГ-4

27,4

+ 10

МТЗ-80+ЛДГ-5

29,3

— 8

Э-151+ЛД-10

15,0

+20

МТЗ-80+СЗП-24

20,8

- 2 2

Э-151+2СЗП-24

32,2

+ 6

МТЗ-80+бороны «Зигзаг»

18,5

— 5

Э-151+бороны «Зигзаг»

10,0

—20

МТЗ-80-f-навозоразбрасыва­

10,0

— 6

тель

 

 

МТЗ-80+2ПТС-4

83,9

Э-151+2ПТС-5

63,6

МТЗ-80+2КВБ-1.5

30,0

—17

Э-151+ЗКВБ-1.5

50,0

—15

Предел рабочих скоростей серийных МТА в этих же условиях на 25—50% ниже. На полях, засоренных кам­ нями, рабочие скорости скоростных МТА снижаются до уровня серийных и не превышают 8 км/ч.

Используя данные об увеличении производительности скоростных МТА по отдельным видам работ, определим

общий

прирост

производительности

скоростных

МТА

с тракторами классов

1,4 и 3 т. Для этого составим

таб­

лицу распределения

общего

объема

работ по

видам

и

маркам тракторов (табл. 5).

 

 

 

 

 

Тракторные

транспортные

работы

составили

45%

от

общего

объема

тракторных

работ, из них 40%

выпол­

няли гусеничные, 60%

колесные тракторы.

 

 

 

Из полевых сельскохозяйственных работ наибольший

объем составляет вспашка, выполняемая на 60%

гусе­

ничными и лишь на 40% колесными тракторами.

 

 

Боронование

в основном

выполняется при подготов­

ке почвы к посеву. Чтобы сократить сроки посева, на бо­

роновании используются гусеничные тракторы. Этот

вид

4і

99

Т а б л и ц а 5

Распределение полевых работ, %

По классам и маркам

По видам работ внутри

тракторов

класса

Вид работы

3 т

1,4 т

Т-74, ДТ-75

ДТ-54

МТЗ

прочие тракторы Т-74, ДТ-75, ДТ-54

3 т

 

Т-74, ДТ-75

ДТ-54

0,9-

1,4 т

МТЗ, Т-40

0,6 т

-РСДТДТ -- 0,9,20,14

іі

Вспашка

 

35

25

37

3

41,0

45,4

35,9

22,9

14,3

Боронование

 

27

22,5

25

25,5

6,5

6,6

6,4

3,3

12,2

Сплошная культивация 35

25

40

6,3

5,9

6,6

4,4

Прикатывание

 

43

57

—,

1,0

1,7

1,3

Дискование

 

34,5

25,5

40

6,0

6,5

5,4

4,2

Внесение минеральных

52

48

 

0,1

0,4

удобрений

орга­

92,3

7,7

11,1

3,1

Разбрасывание

нических удобрений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Посев:

 

29,5

24,5

37

8,5

3,8

4,4

3,2

3,0

2,2

зерновых

 

льна

 

100

0,4

кукурузы

свеклы

33

67

1,6

4,0

3,0

0,2

сахарной

73

27

0,7

Посадка картофеля

42

48,5

9,5

2,4

4,2

2,9

Междурядная

обра­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ботка:

 

44,5 55,5

0,5

2,0

кукурузы

 

картофеля

свеклы

50,5 49,5

2,5

7,8

сахарной

55

45

0,5

1,3

Теребление льна

28,5 47,5

24

1,3

2,7

0,2

0,4

Косьба:

 

28

37

35

 

 

 

 

 

трав

 

4,4

 

9,2

1,6

5,4

зерновых

 

63,5 36,5

 

Уборка:

 

35,5

39

25,5

1,5

3,2

1,8

3,6

картофеля

свеклы

сахарной

29

32

39

U

2,2

1,5

1,8

кукурузы

и люпи­

20

26

54

2,2

0,5

—"

на на силос

54

46

3,4

3,5

Опрыскивание

 

Транспортные работы

25

15

50

10

19,5 25,4

13,8 27,2

33,6

Прочие работы

20

20

50

10

3,6

1,9

1 3,2 3,0

6,0

В с е г о

1

 

 

 

100

100

100

100

100

 

 

 

 

 

 

 

 

полевых работ равномерно распределяется между гусе­ ничными и колесными тракторами.

Внесение органических и минеральных удобрении, опрыскивание, некоторые виды посева, междурядная об­ работка пропашных культур и косьба выполняются в ос-

новном колесными тракторами. При этом на посеве льна, свеклы и кукурузы, на разбрасывании органических удоб­ рений используются исключительно тракторы класса 1,4 т. Примерно половина таких работ, как внесение мине­ ральных удобрений, междурядная обработка пропашных культур, косьба, уборка кукурузы и люпина на силос, оп­ рыскивание, выполняется колесными тракторами других классов (0,9 и 0,6 т) .

Из анализа распределения тракторных работ по клас­ сам и маркам тракторов следует, что сложившаяся прак­ тика использования МТА экономически целесообразна,

за

исключением использования

трактора

класса 3 т

на

бороновании.

 

 

 

 

Однако результаты обработки статистических данных

распределения

тракторных

работ

по видам

(см. табл.5)

сгруппированы

с учетом

того,

что некоторые клас­

сы и марки тракторов в ближайшее время могут быть или будут заменены одним классом или маркой трак­ торов.

Работы, выполняемые тракторами класса 3 т (Т-74 и ДТ-75), менее разнообразны. Они больше всего исполь­ зуются на вспашке (45%) и транспорте (25,4%). Около 20% объема работ приходится на подготовку поля к по­ севу и сев зерновых культур. Тракторы ДТ-54 исполь­ зуются на большем количестве операций. Существует тенденция использования их на менее энергоемких рабо­ тах.

При замене гусеничных тракторов ДТ-54 и ДТ-55 (око­ ло 10 тыс. шт.) скоростными Э-151 (Т-150) действитель­ ная производительность тракторных работ будет выше расчетной примерно на 3—3,5%.

Колесные тракторы разделены на две группы в соот­ ветствии с видами выполняемых работ. Тракторы первой группы (МТЗ-50, МТЗ-5, МТЗ-2, Т-40 и ДТ-24) могут быть или будут в перспективе заменены тракторами МТЗ-80 (МТЗ-82). Поэтому при определении эффективности трак­ торов МТЗ-80 относительно МТЗ-50 необходимо учесть повышение производительности МТЗ-50 на 5—10% по сравнению с тракторами МТЗ-2, Т-40, ДТ-24.

Действительная производительность тракторов МТЗ-80 будет выше расчетной на 2,5—5%.

Тракторы МТЗ-5 и МТЗ-2 выполняют такие же виды работ, как и тракторы МТЗ-50, за исключением энерго­ емких.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ