![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Хробостов С.Н. Эксплуатация машинно-тракторного парка учебник
.pdfГ л а в а IV
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО КОМПЛЕКТОВАНИЯ И ВЫБОРА РЕЖИМОВ РАБОТЫ АГРЕГАТОВ
§ 1. Принцип подбора и комплектования агрегатов
Основные требования к комплектованию агрегатов
состоят в следующем.
1.Обеспечение хорошего агротехнического качества работы.
2.Высокопроизводительная работа агрегата при на именьшем количестве обслуживающего персонала, ми нимальном расходе топлива и наименьших эксплуатаци онных расходах на единицу работы.
3.Удобство обслуживания.
Эффективность работы агрегата определяется экс плуатационными качествами трактора и сельскохозяй ственных машин, входящих в агрегат, правильностью их соединения, выбором режимов работы.
Факторы, учитываемые при составлении агрегатов.
Кроме эксплуатационных качеств машин-орудий и трак торов, а также условий работы, при комплектовании аг регатов важно учитывать следующее.
1. Изменение устойчивости, маневренности и проходи мости агрегата в зависимости от его состава.
2. Изменение удельного тягового сопротивления
взависимости от количества машин в агрегате.
3.Влияние количества машин на эксплуатационную надежность агрегата.
4.Влияние неустановившегося режима загрузки на использование мощности двигателя.
5.Влияние скоростного режима на энергетические показатели агрегата.
6. Закономерность |
изменения к. п. д. |
агрегата. |
У с т о й ч и в о с т ь |
н а п р а в л е н и я |
д в и ж е н и я |
а г р е г а т а сохраняется, когда внешние |
силы не изменя |
ют заданного направления и не выводят его из установ ленных (допустимых) пределов отклонений. Неустойчи вое направление движения (извилистость) снижает ско рость, качество работы, повышает износ механизмов ходовой части и управления машин, затрудняет управле ние агрегатом.
Наиболее устойчивым можно назвать движение сле дующих агрегатов.
80
1. С симметричным расположением |
машин-орудий |
относительно продольной оси трактора. |
|
2.Длинногабаритных (комплексных), а также с большой массой (весом).
3.Работающих на повышенных скоростях (момент инерции таких агрегатов больше, и, чтобы изменить на правление движения, необходима значительная внешняя сила).
4.С большой массой (до определенного предела), приходящейся на направляющие колеса.
Маневренность агрегатов по мере увеличения его ширины или длины снижается; проходимость при уве личении ширины тоже может снижаться.
З а в и с и м о с т ь |
т я г о в о г о |
с о п р о т и в л е н и я |
|
а г р е г а т а |
от к о л и ч е с т в а м а ш и н при одинако |
||
вой ширине |
захвата |
обусловливается некоторыми попе |
речными перемещениями их во время работы. Если ма шины-орудия в агрегате соединены с трактором шарнир-
но, то движение каждой из них |
не зависит |
от других. |
При этом вследствие случайных |
реактивных |
моментов |
происходят поперечные перемещения машин по отноше нию к оси движения. В результате удельное сопротивле
ние машин и общее тяговое сопротивление |
RMa агрегата, |
|
состоящего из нескольких |
машин-орудий, |
может увели- |
п |
где К'^ 1,0 — коэффициент, |
|
чнваться, т. е. Р м п = / ( / 2 Р м , |
учитывающий изменение сопротивления машин в зави
симости |
от поперечных колебаний. |
|
|
|
|
|||
|
Чем |
ровнее микрорельеф |
поля |
и однороднее |
обра |
|||
батываемая почва, тем меньше К'- |
|
|
|
|
||||
|
Э к с п л у а т а ц и о н н а я |
н а д е ж н о с т ь |
|
а г р е |
||||
г а т а зависит от эксплуатационных |
качеств |
и |
количест |
|||||
ва |
машин в агрегате и характеризуется коэффициентом |
|||||||
эксплуатационной |
надежности. |
|
|
|
|
|
||
|
Коэффициентом |
эксплуатационной надежности |
агре |
|||||
гата или машины |
называется |
отношение |
времени Тр |
|||||
работы |
агрегата к |
сумме времени |
работы |
и |
простоев |
|||
Тп |
из-за |
технических неисправностей: |
|
|
|
|||
|
|
|
тн = |
. |
|
|
|
(65) |
|
|
|
' р i |
' н |
|
|
|
|
С увеличением в агрегате количества машин-орудий уменьшается коэффициент эксплуатационной надежно сти и снижается производительность агрегата. Неисправ-
6 С. П. Хробостов |
81 |
ность любой м ашины может наступить в моменты, не зависящие от возникновения неисправностей в других
машинах |
агрегата. |
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент эксплуатационной |
надежности |
агрега |
||||||
та в общем случае: |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
тя .,г = тт тс т2;т2». ••<'», |
|
|
|
(66) |
|||
г д е . |
тт —коэффициент |
эксплуатационной |
на |
|||||
|
дежности |
трактора; |
|
|
|
|
||
|
т с — коэффициент |
эксплуатационной |
на |
|||||
|
дежности |
сцепки; |
|
|
|
|
||
T M J |
I т м 2 > тм i — коэффициенты эксплуатационной на |
|||||||
|
дежности |
машин |
1-го, |
2-го,..., |
i'-ro |
|||
|
типа; |
|
|
|
|
|
|
|
л,, п2 ... пт—количество |
машин-орудий |
данного |
||||||
|
типа в агрегате. |
|
|
|
|
|
||
Чтобы |
производительность |
агрегата |
с |
увеличением |
||||
числа машин-орудий не уменьшалась, |
надо повышать |
эксплуатационную надежность каждой машины, входя
щей в агрегат, тщательной ее подготовкой |
к |
работе. |
О п т и м а л ь н а я з а г р у з к а д в и г а т е л я |
в аг |
|
р е г а т е . Наибольшая производительность и |
экономич |
ность работы агрегата достигаются при полном исполь зовании мощности двигателя трактора (самоходной машины). Тяговое сопротивление машин-орудий и сопро тивление перекатыванию трактора непрерывно меняют ся, поэтому в агрегате необходимо иметь запас крутя щего момента двигателя (соответственно эффективной мощности) для преодоления максимальных кратковре менных сопротивлений, чтобы двигатель не заглох при временных перегрузках и не работал длительное время на перегрузочном режиме.
Непрерывные изменения тягового сопротивления ма шин-орудий и сопротивления перекатыванию трактора приводят к неустановившемуся режиму работы двига теля, влияют на степень использования его мощности и тяги трактора.
При комплектовании агрегатов и выборе скорости движения необходимо стремиться к оптимальной за грузке двигателя для получения наибольшей производи тельности и экономичности работы агрегата в данных условиях.
82
|
Из условия движения агрегата и необходимого |
запа |
||||
са |
крутящего момента |
оптимальная |
загрузка двигателя |
|||
|
"опт |
- # в . п + Я д . з , |
|
(67) |
||
|
|
|
|
|
||
где |
КЕ,п—коэффициент |
возможного |
повышения |
сопро- |
||
|
тивления |
движению агрегата, K B . n = l + " V . |
||||
|
(бн — степень |
неравномерности |
сопротивления аг |
|||
|
регата) ; |
|
|
|
|
|
|
^ д . з — коэффициент допустимой |
загрузки |
двигате |
|||
|
ля с учетом неустановившегося режима. |
|||||
|
Из этого следует, что для одного |
и того же |
трактора |
|||
в зависимости от вида работы и почвенных условий |
опти |
мальная степень загрузки двигателя различна вследст
вие изменения /Св.п- |
расчетов |
без учета снижения |
|
Для ориентировочных |
|||
мощности при неустановившемся режиме |
оптимальная |
||
степень загрузки двигателя |
|
|
|
= 1 - Кв.п |
"~Ь ^ п . м ~ |
-Кп.м |
Г" > |
«опт |
|
л |
|
ИЛИ |
1 —/(„.„ + |
|
|
E,Ve o n T = |
Кп.н- |
|
|
С учетом снижения М н |
при неустановившемся режиме |
||
"опт |
|
z |
|
где Кп.м—коэффициент |
приспособляемости |
двигателя |
по крутящему моменту.
В соответствии с этим величина оптимального исполь зования в агрегате мощности и касательной силы тяги будет:
"опт |
е н |
н о п т |
|
|
опт |
Р' |
= Р |
£ |
к опт |
к |
~Мн0Пг |
В зависимости от условий работы для современных тракторов при скоростях движения 5 — 7 км/ч значение коэффициента £мн использования крутящего момента двигателя можно принять равным:
б* |
83 |
на |
вспашке |
|
0,784-0,94 |
на |
посеве |
и посадке |
0,854-0,96 |
на |
уборке |
хлебов |
0,80-f-0,95 |
Большие значения | м относятся к работе на выров ненных полях с высокой однородностью обрабатываемо го материала.
Правильность комплектования и использования агре гата, а также конструктивное совершенство машин, вхо дящих в него, характеризуются величинами энергетиче ского и механического коэффициентов полезного действия.
Энергетическим к. п. д. агрегата называется отноше ние количества энергии, затраченной на агротехнически
полезную работу |
Л П О л , |
к |
общему количеству |
энергии |
А 0 , содержащейся |
в израсходованном топливе, |
т.е. |
||
|
п |
|
— ^ п о л |
|
|
Ъ |
' а г |
~ А0 ' |
|
Энергетический к.п. д. характеризует энергетическую эффективность агрегата в целом. Подставив значение -Лпол = ^оГ|г г)ТрТ]м, получим следующее выражение энер гетического к. п. д. агрегата при рабочем ходе:
Чэ.^ = %^трЦы- |
(68) |
Учитывая, что эффективный к. п. д. двигателя |
г\е — |
=632 , выражение (68) можно представить в видед
ёе Ни
|
|
|
|
11э.аг = |
~ - ' 1 т р 1 1 м , |
|
|
(69) |
|||
|
|
|
|
|
|
Be |
Ни |
|
|
|
|
где |
ge — удельный |
расход |
топлива |
двигателем, |
|||||||
|
|
кг/э. л. с. ч; |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Лтр — к. п. д. трактора; |
|
|
|
|
|
||||
|
|
г | н — к . п. д. машины-орудия; |
|
|
|
||||||
|
|
Ни — теплотворная |
способность |
топлива, |
ккал/кг. |
||||||
|
П р и м е р. |
Определить энергетический к. п. д. пахотного агрега |
|||||||||
та, |
состоящего |
из |
трактора |
ДТ-75 и |
плуга |
П-5-35М, если ge = |
|||||
= |
0,220 кг/э. л. с-ч, |
теплотворная |
способность |
дизельного |
топлива |
||||||
Я и |
= |
Ю000 ккал/кг °С, Т]тр = |
0,65, т ) м = 0 , 7 5 . |
|
|
|
|||||
|
Подставляя |
исходные данные в формулу 69, получим: |
|
||||||||
|
|
Г Ъ аг = |
632 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,22-10000 0,65-0,75=0,32-0,65-0,75=0,16. |
|
84
Из примера видно, что только 16% энергии, содер жащейся в подводимом топливе, агрегат затрачивает на агротехнически полезную работу: откалывание, кроше ние, поворачивание и отбрасывание пласта в сторону.
Величина г)э .аг пахотных агрегатов находится в пре
делах |
0,12—0,18, культиваторных — 0,07—0,08, |
посевных |
— 0,04—0,05, уборочных — 0,03—0,08. Низкие |
энергети |
|
ческие |
к. п. д. указывают на необходимость дальнейшего |
улучшения конструкций машин и приемов их эксплуата
ции. |
|
|
|
|
|
|
|
Механическим к. п. д. агрегата |
называется |
отношение |
|||||
агротехнически |
полезной |
работы |
Апол |
к эффективной |
|||
работе Ае, произведенной |
двигателем агрегата, т.е. |
||||||
|
Л м . а г = |
= |
ЧтрЧм- |
|
|
(70) |
|
В приведенном выше примере для пахотного |
агрега |
||||||
та с трактором |
ФТ-75 механический к. п. д. Н м а г = |
0,65Х |
|||||
Х0,75 = 0,49. |
|
|
|
|
|
|
|
Повышения |
механического к. п. д. агрегата |
можно до |
|||||
биться за счет |
оптимального |
использования |
мощности |
двигателя и правильного подбора агрегата при хорошем техническом состоянии машин.
Комплектование агрегатов ведется в следующем по рядке.
1. Уточняют агротехнические требования (глубина вспашки на данном участке, тип применяемых лап и глу бина культивации, число следов при бороновании
ит.д.);
2.Выбирают тип трактора и марку сельскохозяйст венной машины.
3.Выбирают рабочую передачу трактора и скорость движения агрегата.
4.Определяют количество машин в агрегате.
5.Составляют агрегат, т.е. прицепляют или навеши вают машины, устанавливают в должном порядке рабо
чие органы |
пли направляющие устройства и т.д. |
|
||
В ы б о р |
т и п а |
м а ш и н . Машины |
подбирают |
так, |
чтобы благодаря |
их эксплуатационным |
свойствам |
обес |
печивались высокая производительность агрегата, хоро шее качество работы, наименьшие затраты труда и средств.
При выборе типа трактора необходимо учитывать следующее.
85
1. Возможность полного использования мощности трактора при работе с имеющимися сельскохозяйствен ными машинами или орудиями.
2. Ширина колеи колес или гусеницы должна соот
ветствовать ширине междурядий |
возделываемой куль |
|||
туры при выполнении процессов |
ухода |
за |
растениями. |
|
3. Тип трактора для данных почвенных условий ну |
||||
жно выбирать |
по возможности |
с лучшими |
сцепными |
|
свойствами и |
меньшими потерями на |
перекатывание, |
т.е. с наиболее высоким к. п.д.
4.Более мощные тракторы используют преимущест венно на энергоемких операциях (пахоте, глубоком ры хлении почвы) и на участках с большой длиной гонов; тракторы с меньшей мощностью — на менее энергоемких
операциях (посеве, сенокошении) и на мелких участках. 5. Для боронования озимых и раннего весеннего бо ронования зяби выделяют гусеничные тракторы или ко лесные с шинами низкого давления, так как они мень
ше повреждают озимь и имеют лучшую проходимость. В ы б о р с к о р о с т и д в и ж е н и я . Современные
тракторы и самоходные машины рассчитаны на широкий диапазон маневрирования скоростями (от 1—2 до 12—
30 км/ч). Способы маневрирования |
скоростями за счет ис |
||||
пользования |
коробки |
перемены |
передач, увеличителя |
||
крутящего момента |
и всережимного |
регулятора рассмот |
|||
рены ранее |
(см. стр. 52—55). |
|
|
||
Максимальные |
величины тягового |
к. п. д. трактора, |
|||
тяговой мощности, |
при которых получаются наибольшие |
||||
производительность |
и |
экономичность, |
соответствуют не |
всему, а определенному диапазону скоростей движения. Этому же диапазону скоростей обычно соответствует и наибольший к. п. д. агрегата.
Необходимо учитывать, что с повышением скорости несколько возрастает тяговое сопротивление машин-ору дий, а также увеличиваются затраты времени за сме ну на технологическое обслуживание машин. Кроме то
го, предъявляются при этом |
повышенные |
требования |
к надежности машин. |
|
|
При комплектовании агрегатов в практике сельскохо |
||
зяйственного производства могут решаться |
следующие |
|
задачи. |
|
|
1. Определение типа, количества машин и скоростно |
||
го режима для данного трактора. |
|
|
2. Выбор типа трактора и |
определение |
скоростного |
86
Вид работы |
Скорость движения,км/ч |
||||
3 \ 4- 5 \6 1 7 8 9 10 |
|||||
Вспашка |
|||||
— |
|
|
|
||
То же скоростными плугами |
|
|
|
—- |
|
Лущение диеновыми орудиями |
— |
|
|
||
|
|
|
|||
боронование зудодыми боронами |
— |
|
|
||
|
|
|
|||
культивация подрезающимилапами |
|
|
|||
|
|
|
|||
Обработка дисковыми орудиями |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Обработка штанговым культиватором |
|
|
|||
Прикатывание |
|
|
|
мая |
|
Посев зерновых и зернобобовых |
|
|
|
||
КЬадратно-гнездобойпосеВщкурузы |
|
|
|
|
|
кбадратно-гнездобойпосеб хлопчатники |
|
|
|||
посев сахарной свеклы |
|
|
— |
|
|
внесете удобрении туковыми сеялками |
|
|
|
||
Коадратно-гнездобаяпосадка картофеля |
Я |
I |
|||
РяЗобая посадка картофеля |
|
|
|
|
|
Ротационное мотыжение всходов |
|
|
|
1 |
|
междурядная культивация кукурузы! |
|
|
ш |
||
междурядная культивация кукурузы11 |
|
||||
|
* |
|
|
|
Рыхление междурядий шириной более ббем Рыхление междурядий шириной менееввсм1Mb№ !
шаровка сахарной свеклы |
|
|
|
Букетировка сахарной свеклы |
т |
|
|
, Рыхление сахарной свеклы |
|
|
|
Окучивание картофеля |
|
• В |
|
ношение рядковыми жатками в валки |
BES8яяв |
||
. Подборка валков самоходным комбайном |
|||
Подборка валков прицепным комбайном |
|
||
Прямое комВайнирование |
-- |
|
|
Уборка трав на сено |
90S SBS |
||
|
|||
Уборка кукурузы комбайном |
|
|
|
Уборка сахарной свеклы комбайном |
|
||
Уборка картофеля элеваторнымкопателем |
|||
Уборка хлопка шпиндельными машинамит |
|
||
Рис. 18. Скорости движения агрегатов |
при выполнении раз |
||
личных |
работ. |
|
режима агрегата с данной сельскохозяйственной маши ной или несколькими машинами данного типа.
3. Определение наиболее рационального состава аг регата для выполнения данной операции.
В первых двух случаях агрегатирование ограничено типом трактора или сельскохозяйственной машины.
87
Во всех |
случаях |
необходимо |
подбирать такой тип |
или такое |
количество |
машин в |
агрегате, при котором |
их тяговое сопротивление (с учетом необходимого запа са) примерно было бы равно нормальному тяговому уси
лию трактора, |
соответствующему его |
максимальному |
||
к. п. д. и наибольшей |
тяговой мощности. Скорость |
дви |
||
жения агрегата |
при |
этом получается |
из условия |
соот |
ветствия максимальной тяговой мощности трактора оп ределенной скорости движения.
При комплектовании агрегатов в первую очередь устанавливают ширину захвата (в соответствии с тяго вым сопротивлением агрегата), соответствующую макси мальной тяговой мощности трактора (и мощности дви гателя). Примерно при одинаковых тяговых сопротивле ниях (ширине захвата машин) скоростные агрегаты работают на большей скорости, поскольку они распола гают более мощным двигателем трактора.
Примерные пределы агротехнически допустимых ско
ростей |
движения сельскохозяйственных |
агрегатов на раз |
|
личных |
работах |
показаны графически |
на рисунке 18 |
(от 3 до 10—11 |
км/ч). |
|
|
Если практически не удается подобрать состав агре |
|||
гата, |
соответствующий (по тяговому |
сопротивлению |
и ширине захвата) максимальной тяговой мощности трак тора, целесообразно выбрать более высокую скорость движения, тогда увеличится загрузка двигателя и повы сится производительность агрегата.
Если по агротехническим условиям нельзя применить скорость; соответствующую полной загрузке двигателя, или увеличить ширину захвата агрегата, то для повыше ния топливной экономичности двигателя маневрируют скоростями движения с помощью всережимного регуля тора.
Использовать нескоростные тракторы на повышенных скоростях, не соответствующих Л ^ к Р т а х , целесообразно лишь в тех случаях, когда нет возможности загрузить их полностью на нормальных скоростях, соответствующих
K 1 max
§ 2. Тяговое сопротивление и потребная мощность для работы машин-орудий
Высокопроизводительное использование машиннотракторных агрегатов и хорошее агротехническое каче ство работ достигаются при условии, что трактор и ма-
88
шины-орудия, входящие в агрегат, имеют высокие экс плуатационные показатели, технически исправны и правильно подобраны.
Основные эксплуатационные показатели сельско хозяйственных машин и орудий следующие.
1.Качество работы — глубина и характер обработки почвы, высота среза, отсутствие потерь урожая.
2.Производительность, ширина захвата и скорость движения, допустимая по качеству работы и прочности машин.
3.Тяговое усилие и мощность, необходимые для ра боты машин, расход топлива и смазочных материалов на гектар или на единицу обрабатываемого продукта, к. п. д. машины.
4.Число рабочих, обслуживающих машину, а также безопасность работы, доступность регулировок, удобство обслуживания и управления машиной.
5.Надежность машины, срок службы ее основных
узлов и деталей до ремонта, проходимость |
по |
полям |
|
и дорогам, ремонтопригодность. |
|
|
|
6. Эксплуатационные расходы на единицу работы. |
|||
Тяговое сопротивление сельскохозяйственных |
машин |
||
и орудий возникает при их работе или холостом движении |
|||
в результате взаимодействия внешних факторов |
(силы |
||
тяги, вращающего момента, массы машины |
и др.) с об |
||
рабатываемым |
материалом. Агрегат может |
совершать |
|
работу лишь в |
том случае, если трактор преодолевает |
сопротивления, возникающие от действия сельскохозяй ственных машин.
Р а б о ч и м |
т я г о в ы м |
с о п р о т и в л е н и е м |
назы |
||
вается сила, необходимая |
для передвижения |
машины |
|||
или орудия при |
работе. |
|
|
|
|
Х о л о с т ы м |
т я г о в ы м |
с о п р о т и в л е н и е м |
на |
||
зывается сила, необходимая |
для перемещения |
машины |
|||
при холостом ходе (при перемещении в |
транспортном |
||||
положении или с выключенными рабочими |
органами на |
||||
повороте). |
|
|
|
|
|
Тяговое сопротивление измеряют в кгс и определяют динамометрированием машины в полевых условиях или расчетным путем.
Величина тягового сопротивления зависит от многих причин: от массы (веса) машины, конструкции ходовой части, типа рабочих органов, типа и количества под шипников передаточных механизмов, ширины захвата,
89