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

книги из ГПНТБ / Хробостов С.Н. Эксплуатация машинно-тракторного парка учебник

.pdf
Скачиваний:
33
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
22.27 Mб
Скачать

 

Это

понятие

скорости

относится

главным

образом

к транспортным

агрегатам.

 

 

 

 

 

 

 

Между среднетехнической и эксплуатационной ско­

ростями существует следующее

соотношение:

 

 

 

 

 

 

», =

»ст ^

 

 

 

(36)

 

 

 

 

 

 

'

см

 

 

 

 

 

Потери скорости от буксования и

непрямолинейнос-

тн движения

учитываются

коэффициентом

Чем боль­

ше

эти

потери,

тем меньше

рабочая

скорость

агрегата:

 

 

 

 

 

=

К to-

 

 

 

(36)

 

Потери скорости на буксование и извилистость дви­

жения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

%

=

° т - " Р =

0 , 3 7 7 ^ ( 1

-

у .

 

(37)

 

О б щ и й к о э ф ф и ц и е н т

п о т е р ь

с к о р о с т и

где

% — коэффициент потерь

скорости

от

буксования;

 

%s —коэффициент потерь

скорости

от

извилистос­

 

 

ти движения.

 

 

 

 

 

 

 

 

При

потерях скорости

от

извилистости

 

движения

длина пути, проходимого правыми и левыми движителя­ ми трактора, неодинакова.

Фактически агрегат всегда движется по извилистой, зигзагообразной линии, имеющей длину S3, которая больше, чем расстояние по прямой S\.

С повышением скорости движения уменьшается отклонение от прямолинейности. Выровненная поверх­ ность поля, исправность механизмов управления и ходо­ вой части также способствуют уменьшению потерь ско­ рости от извилистости движения.

При буксовании движителей

трактора

(или

другой

самоходной машины)

вследствие деформации

почвы

длина пути по окружности ведущих колес S2

всегда

больше фактического

пути Su

пройденного

агрегатом.

К о э ф ф и ц и е н т п о т е р ь с к о р о с т и

о т б у к-

с о в а н и я

Величина буксования

 

 

 

 

 

 

 

 

или, как обычно

ее выражают,

в процентах:

 

 

 

 

 

6 = Н г - ^ 1 0 0 о / 0 .

 

 

 

 

( 3 9

Рабочая,

или

техническая, скорость

движения

трак­

тора, выраженная

через

16

и б, будет выглядеть

так:

V p =

0,377

(1 -

б) =

vT (1 -

б) =

vr

| в .

 

(40)

У колесных тракторов буксование увеличивается,

особенно на

глинистых

и суглинистых

почвах

с

повы­

шенной влажностью, на

легкодеформируемых песчаных

и торфяных

почвах. На

стерне

буксование

гусеничных

тракторов при режиме,

соответствующем

максимально­

му к. п. д. трактора, обычно равно 3—6%,

а колесных —

12—20%. Кривые буксования показаны на тяговых ха­

рактеристиках тракторов (см. рис. 11

—17).

Б у к с о в а н и е при одном и том

же пути определя­

ют по разности частот вращения ведущих колес под на­

грузкой пр

и на холостом ходу

пх или при одной

и той

же частоте

вращения ведущих

колес по

разности

путей

5Р , пройденного трактором с

нагрузкой,

и Sx — на хо­

лостом ходу.

 

 

 

 

В первом случае

буксование

 

 

 

•6

= П р ~ П х

100%,

 

(41)

во втором

 

 

 

 

 

В обоих случаях без ощутимой ошибки делают допу­ щение, что на холостом ходу трактора буксование дви­ жителей отсутствует. Однако для некоторых почвенных условий этот метод исчисления неприемлем. Например, при работе на болотно-торфяной неосушенной почве буксование гусеничного трактора на холостом ходу до­ ходит до 10% и более. В таких случаях частоту враще­ ния ведущих колес или длину пути холостого хода опре­ деляют на минеральной почве при условии, что почвозацепы погружаются в нее полностью.

4*

51

Большое буксование движителей тракторов не толь­ ко снижает рабочую скорость, но и ухудшает структуру почвы в колее и вызывает износ покрышек пневматиче­ ских колес.

Диапазон агротехнически допустимых скоростей.

Скорость движения существенно влияет на качествен­ ные показатели работы сельскохозяйственных машин и орудий. Некоторые показатели прямо зависят от ско­ рости (распыление, крошение почвы), другие имеют

оптимальное значение

в.определенном

диапазоне ско­

ростей (заделка растительности при вспашке).

Допустимая скорость движения агрегата зависит от

вида

выполняемой

операции,

физико-механических

свойств

почвы

(особенно влажности)

и

машин, входя­

щих в

состав

агрегата. Для одних

и

тех

же агрегатов

в разных условиях могут применяться различные режи­ мы работы.

Для

современных машин скорости движения агрега­

тов находятся в

следующих

допустимых диапазонах.

1. На

вспашке,

при которой

качественными показате­

лями являются крошение пласта, гребнистость, заделка

растительных остатков

и

степень распыления почвы, —

4—8 км/ч для

плугов

с

обычными корпусами и 7—

12 км/ч со скоростными.

 

 

2. На обработке почвы зубовыми боронами, которая

характеризуется

такими

 

качественными показателями,

как равномерность рыхления и степень распыления поч­

вы,— 4—5

км/ч

при бороновании озимых и 5—9 км/ч

при бороновании

зяби.

 

3. На обработке почвы культиваторами с жесткими

стойками—4—9

км/ч, на посеве дисковыми сеялками —

4—10 км/ч

и сеялками с анкерными

сошниками—4—

7 км/ч,

на

прикатывании почвы

катками —7—

9км/ч.

4.При уборке зерноуборочными комбайнами ско­ рость движения обычно ограничивается потерями зерна,

густотой и влажностью хлебной массы и составляет 4—9 км/ч.

Маневрирование скоростями. Важнейший прием эф­ фективного использования агрегатов — изменение ско­ ростного режима в зависимости от условий работы. Ма­ неврирование скоростями целесообразно при работе агрегатов на полях с неровным рельефом, при значи­ тельном изменении сопротивления почвы и эксплуатаци-

52

онного веса машин, при поворотах и при изменении технологических условий.

При поворотах снижают скорость, чтобы избежать поломки машин; при переходе через препятствия — что­ бы уменьшить динамическую нагрузку на детали ходо­ вых аппаратов машин.

На многих сельскохозяйственных операциях (пахота, культивация, посев и др.) допускается изменение скоро­ стей в широких пределах (в 1,5—2 раза) без существен­ ного изменения агротехнического качества работы.

Для маневрирования скоростями агрегата служит коробка перемены передач трансмиссии трактора (само­ ходной машины) и всережимный регулятор двигателя. Переменой передач достигается основное решение зада­ чи маневрирования скоростями. Кроме того, для повы­ шения топливной экономичности в условиях, когда дви­ гатель нельзя полностью загрузить за счет повышения

скорости движения

агрегата,

прибегают к маневриро­

ванию скоростями

с одновременным

использованием

всережимного регулятора и коробки передач.

М а н е в р и р о в а н и е п р и п о м о щ и п е р е м е н ы

п е р е д а ч . При уменьшении

тягового

сопротивления

во время движения

под уклон

пли переходе на участок

с более легкой почвой агрегат работает с недогрузкой двигателя. Чтобы полнее использовать мощность двига­ теля и тем самым повысить производительность агрега­ та и его топливную экономичность, передачу переключа­ ют на более высокую. Когда же агрегат движется в гору или по участку с повышенным удельным сопротивлени­ ем почвы, тяговое сопротивление увеличивается, двига­ тель работает с перегрузкой и может заглохнуть. Чтобы устранить перегрузку, передачу переключают с высшей на низшую. Современные сельскохозяйственные тракто­ ры имеют многоступенчатые коробки передач, и манев­ рирование скоростями движения возможно в широком диапазоне.

Однако маневрирование скоростями целесообразно тогда, когда получаемый выигрыш в производительности перекрывает потери от остановок или снижения скоро­ сти при переключении передач. Продолжительность пе­ реключения передач может колебаться от 4 до 10 с, без учета времени па разгон агрегата.

Для многих машинно-тракторных агрегатов мини­ мальная длина гонов с пониженным сопротивлением,

при которой целесообразен переход на следующую, бо­ лее высокую скорость, равна 80—100 м.

При эксплуатации тракторов, снабженных устройст­ вом для переключения передач без остановки агрегата, указанное ограничение снимается, так как имеется воз­ можность широкого изменения скорости агрегата на ходу.

Переменой передач достигается основное решение за­ дачи маневрирования скоростями.

М а н е в р и р о в а н и е с к о р о с т я м и с и с п о л ь ­ з о в а н и е м в с е р е ж и м н о г о р е г у л я т о р а . Всережимный регулятор автоматически поддерживает за­ данный двигателю скоростной режим и обеспечивает устойчивость его работы во всем диапазоне частот вра­ щения коленчатого вала.

Например, при установке рычага управления пода­ чей топлива в крайнее заднее положение (наибольшая подача топлива) у двигателя трактора МТЗ-50 регуля­ тор поддерживает наибольшую частоту вращения ко­ ленчатого вала на холостом ходу — 1700+30 об/мин, а при полной нагрузке—1600 об/мин. Передвижением ры­ чага вперед можно установить меньшую частоту вра­ щения коленчатого вала до 1200 об/мин на холостом хо­ ду и около 1060 об/мин при нагрузке. В каждом проме­ жуточном положении регулятор автоматически под­ держивает определенный скоростной режим (см. рис. 4).

Удельный расход топлива на пониженных скорост­ ных режимах меньше, чем при работе с недогрузкой на основном скоростном режиме. Крутящий момент на по­ ниженных скоростных режимах повышается.

Пользуясь всережимным регулятором, тракторист перемещает рычаг подачи топлива, уменьшает скорость движения трактора на поворотах агрегата, при переходе через препятствия (канавы, кочки) и при движении зад­ ним ходом.

Однако основное преимущество этого способа манев­ рирования заключается в том, что он дает возможность улучшить экономичность трактора при работе с недо­ грузкой.

Известно, что при работе трактора со значительной недогрузкой выгодно перейти на повышенную передачу при той же ширине захвата агрегата. Но в некоторых случаях этого сделать нельзя вследствие ограничения

54

скорости по агротехническим требованиям или по дру­ гим причинам, например при перегрузке молотилки ком­ байна. Тогда выгодно, работая на повышенной передаче, всережимным регулятором понизить частоту вращения коленчатого вала двигателя. При этом скорость движе­ ния не превысит допустимую, но двигатель будет боль­ ше загружен и расход топлива уменьшится.

Таким образом, если трактор недогружен при уста­ новке регулятора двигателя на нормальный режим ра­ боты, всегда выгодно переходить на более высокую передачу, обеспечивающую достаточную загрузку дви­ гателя. Если при этом скорость движения получится слишком высокой, ее уменьшают, изменяя установку регулятора, что уменьшает расход топлива. В современ­ ных тракторах, оборудованных многоступенчатыми коробками передач, всережимный регулятор позволяет практически плавно изменять скорость движения в ши­ роком диапазоне, что повышает экономичность работы агрегатов.

§6. Закономерности изменения баланса мощности

ик. п. д. трактора

Мощность Ne, развиваемая тракторным двигателем, расходуется на полезную работу агрегата (тягу машинорудий и приведение в действие их рабочих органов), а

некоторая часть

ее теряется

на преодоление сил трения

в трансмиссии,

буксование

движителей, перекатывание

и подъем трактора, преодоление сил инерции и сопро­ тивления воздушной среды.

Балансом мощности трактора или самоходной маши­ ны называется распределение эффективной мощности двигателя по отдельным видам сопротивлений. Баланс мощности выражается уравнением (л. с ) :

е

т 1

п 1

о 1

о 1

/ —

под —

 

 

+ N, + NW + NKV,

(43)

где NT—мощность,

теряемая на преодоление сил тре­

ния

в механизмах

силовой

передачи (транс­

миссии)

трактора;

 

 

Л^п потери

мощности в передачах к ВОМ;

JV0 —затраты мощности на привод рабочих орга­

нов

машин

через

валы

отбора мощности;

55

iV6 потери мощности на буксование и извили­

стый ход;

Nj—потери мощности на перекатывание; Л'под затраты мощности на подъем;

Nj — затраты мощности на преодоление сил инер­ ции;

Nw — затраты мощности на преодоление сопротив­ ления воздуха;

iVK P затраты мощности на тягу машин (крюковая мощность).

При равномерном движении трактора и использова­

нии его мощности только на тяге машин-орудий

уравне­

ние баланса мощности имеет следующий вид:

 

 

е

т 1

о 1

/ — под 1 кр

^ >

Затраты

мощности

на

преодоление сопротивления

воздуха Pw

при небольших скоростях не учитываются.

Баланс

мощности не остается постоянным,

он изме­

няется вследствие износа некоторых деталей и узлов, на­ рушения регулировок, перемены условий использования трактора. Для эффективной эксплуатации машиннотракторного парка необходимо знать закономерности из­ менения составляющих баланса мощности трактора.

М о щ н о с т ь NT, расходуемая в трансмиссии тракто­ ра на преодоление трения между зубьями шестерен и в подшипниках коробки передач, в главной и конечной пе­ редачах, между звездочной и гусеничной лентой и в шар­ нирах ее ведущего участка тем выше, чем больше пар шестерен в передачах, чем ниже качество обработки ше­ стерен, сильнее их износ и хуже смазка или регулировка зацепления.

Количественное значение этой мощности определяют

по известным составляющим рабочего баланса:

 

 

N^Ne-(NKp

+ Nf±N„0R)

= Ne-NK,

(45)

где

NK— мощность, подводимая

к

ведущим

колесам

трактора.

 

 

 

 

 

Мощность Nr можно также найти из уравнения:

 

ЛГт

= Л Г в ( 1 - т | т ) ,

 

(46)

где

rir механический

к. п. д. всех

передач — произве­

дение к. п. д. отдельных

пар передач

 

(т)т = т)|Т]2 г]з)-

56

Коэффициент полезного действия пары цилиндриче­ ских шестерен находится в пределах 0,96—0,98, кониче­ ских—0,94—0,97, червячной пары—0,83—0,87 и цепной

передачи —0,92—0,96. Коэффициент

полезного

действия

передаточных

механизмов трактора

колеблется

от

0,88

до 0,95.

 

 

 

 

Мощность,

затрачиваемую на преодоление

сил

тре­

ния в трансмиссии трактора, можно определить также экспериментально с помощью ротационных динамогра­ фов, установленных перед коробкой передач и на осях

ведущих колес.

No, затрачиваемую

 

М о щ н о с т ь

на преодоление сил

трения в передачах к ВОМ, подсчитывают по формуле:

 

N n = ^ - N 0 ,

(47)

где т)п к. п. д. передачи к ВОМ.

на привод рабочих

М о щ н о с т ь

Л/о, расходуемую

органов машин-орудий через ВОМ, находят из выраже­ ния:

N

Л М о =

N

( 4

8 )

о

7 ] 6 2

BOM

V

/

При нескольких валах отбора мощности ее определя­ ют по формуле:

 

 

716,2 '

где М0. — крутящий

момент,

подводимый к соответст­

вующему ВОМ;

 

п0. — частота

вращения

соответствующего вала,

об/мин.

Nf,

 

 

М о щ н о с т ь

расходуемая на перекатывание

трактора, зависит от его массы, конструкции

ходовой ча­

сти, типа и состояния

почвы и скорости движения. Мощ­

ность Nf

(л. с.) определяют по формуле:

 

 

 

N,

= Pf Vp = - т р fVp ,

(49)

 

 

'

270

270

 

где

vp

— рабочая

скорость

передвижения

трактора,

 

Р/

км/ч;

 

 

 

 

— сила, затрачиваемая

на перекатывание трак­

 

 

тора, кгс;

 

 

57

/— коэффициент

сопротивления

перекатыва­

нию (качению) трактора, зависящий от кон­

струкции ходовой части и физико-механиче­

ских свойств

почвы;

 

Gr p — масса трактора, кг.

М о щ н о с т ь N6, затрачиваемая на буксование и из­ вилистый ход, зависит от физико-механических свойств почвы, конструкции ведущего механизма ходовой части

трактора и нагрузки на его крюке. Мощность N&

может

быть выражена

уравнением (л. с ) :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N. =

Р* ^~J^L,

 

 

 

 

(50)

 

 

 

 

6

270

 

 

 

 

 

где

Р к

— касательная

сила тяги

на

ведущих

колесах,

 

vT

кгс;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— теоретическая скорость

трактора

(при отсут­

 

 

ствии буксования), км/ч;

 

 

 

 

 

fp-—рабочая

скорость трактора,

км/ч.

 

 

 

 

М о щ н о с т ь

Л/п о д ,

расходуемая

на

преодоление

подъема, зависит от величины угла уклона а, массы

G T p

трактора

и скорости

ир , т. е. (л. с.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

под

G T p s i n a , p

 

 

 

 

/

 

 

 

 

2 7 0

 

 

 

 

 

М о щ н о с т ь

Nj,

расходуемую

на

преодоление

сил

инерции Pj при ускорении движения трактора, определя. ют из уравнения (л. с ) :

 

 

 

iV, =

 

270

0 , 5 ^ р

,

 

 

(52)

 

 

 

'

 

 

 

270

 

 

 

;

где

f c p — с р е д н я я скорость

движения за

период

разго­

 

 

 

на или замедленного движения, км/ч;

 

 

 

v — скорость

движения

в

данный

момент,

км/ч.

 

М о щ н о с т ь Nw,

затрачиваемую

на преодоление со­

противления воздуха,

находят

из выражения

(л. с ) :

 

 

 

 

 

270

 

13-270

 

 

 

'

где

vQ

— относительная

скорость

движения

трактора,

равная

разности или

сумме

скорости

движения тракто­

ра

vp

и

скорости

ветра

+vB

(знак -f- соответствует

встречному

ветру), т. е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V0

= Vp

±

VB;

 

 

 

 

58

JJW=

 

сила

сопротивления

воздуха

движению

10

трактора,

кгс;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К—коэффициент

сопротивления

воздуха,

 

 

равный 0,07+0,08 кгс-ч2 4 ;

 

 

 

F — лобовая

поверхность

трактора,

м2 .

Т я г о в а я ,

или к р ю к о в а я ,

м о щ н о с т ь

т р а к т о-

р a iVK p может

быть

определена

из

уравнения

баланса

мощности

(л. с.):

 

 

 

 

 

 

 

NK

= N — (Nv

+ N. + N

+

ЛЛ. + N

)

кр

е

\ т

'

f '

о 1

о —

пор,)

или по тяговому усилию и скорости движения (л. с ) :

 

 

Л Г

к р = - ^ Е - ,

(54)

 

 

кр

2 7 0

'

v '

где ^ к р

— тяговое усилие трактора, кгс;

 

vp

— рабочая,

или

техническая, скорость

движе­

 

ния трактора,

км/ч.

 

 

На рисунках 9 и

10 показаны

примерные диаграммы

балансов мощности колесного и гусеничного тракторов. Из этих диаграмм наглядно видно, как значительно

изменяются составляющие

баланса

мощности

трактора

в зависимости от скоростного режима.

 

Составляющие баланса

мощности

NT, N6, Njy

Nш не

участвуют в технологическом процессе. Их потери необ­ ратимы, поэтому надо стремиться к уменьшению этих со­ ставляющих. Затраты мощности на преодоление подъе­ ма уУП О д идут на приращение потенциальной энергии аг­ регата и при ходе вниз по склону возвращаются (иногда не полностью, вследствие смещения центра давления на опорное основание почвы). Мощность Nj, потребляемая на ускорение движения агрегата, идет на приращение кинетической энергии агрегата и при его замедлении возвращается.

Условия и степень использования мощности трактора отражаются на величине его к. п. д.

Общий, полный к. п. д. трактора, есть отношение сум­ мы мощностей /VKp и N0, используемых на полезную ра­ боту, к эффективной мощности двигателя Ме:

т Ь р . О = ^ 4 ^ .

(55)

50

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ