Теоретические основы работы машинно-тракторных агрегатов. Практикум для выполнения практических и самостоятельных работ
.pdf
11
Максимально возможная ширина захвата агрегата определяется по формуле:
B = |
Pα |
− R |
|
|
KP.H |
C |
, |
(2.5) |
|
|
|
|||
MAX |
KM |
+ Rα |
|
|
|
|
|||
где RC - сопротивление сцепки, кН;
KM – удельное сопротивление машины, кН/м;
Rα - усилие, затрачиваемое на преодоление подъёма машины, кН.
Таблица 2.10 - Расчет максимально возможной ширины захвата агрегата по передачам
Передача |
Показатель |
Подставленные численные |
Результат |
Единица |
|
|
значения |
|
измерения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.7 Количество машин в агрегате
Количество машин в агрегате определяется по формуле:
|
|
n |
|
= |
BMAX |
. |
|
(2.6) |
|
|
M |
|
|
||||
|
|
|
|
BM |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
Рассчитанные значения количества машин в агрегате для каждой |
||||||||
передачи заносятся в таблицу 2.11. |
|
|
|
|
|
|
||
Таблица 2.11 - Расчет количества машин по передачам |
|
|||||||
Передача |
Показатель |
Подставленные численные |
Результат |
Единица |
||||
|
|
значения |
|
измерения |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.8 Определение конструктивной ширины захвата агрегата
Расчетная конструктивная ширина захвата агрегата определяется по формуле:
B |
= B |
nO |
, |
(2.7) |
К |
M |
M |
|
|
где nMO – количество машин, округлённое до целого числа в меньшую сторону.
12
Рассчитанные значения конструктивной ширины захвата агрегата для каждой передачи заносятся в таблицу 2.12.
Таблица 2.12 - Расчет конструктивной ширины захвата агрегата по передачам
Передача |
Показатель |
Подставленные численные |
Результат |
Единица |
|
|
значения |
|
измерения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.9 Определение общего сопротивления и тяговой мощности агрегата
Общее сопротивление агрегата определяется по формуле:
RA = (KM + Rα ) BК + RC . |
(2.8) |
Рассчитанные значения общего сопротивления агрегата для каждой передачи заносятся в таблицу 2.13.
Таблица 2.13 - Расчет общего сопротивления агрегата по передачам
|
|
|
|
Еди |
Пе |
Пока |
Подставленные |
Рез |
ница |
редача |
затель |
численные значения |
ультат |
изм |
|
|
|
|
ерения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фактическая тяговая мощность агрегата определяется по формуле:
|
|
NT = RA VP . |
|
(2.9) |
Таблица 2.14 - Расчет тяговой мощности по передачам |
|
|||
|
|
|
|
Еди |
Пе |
Пока |
Подставленные |
Рез |
ница |
редача |
затель |
численные значения |
ультат |
изм |
|
|
|
|
ерения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.10 Показатели эффективности использования трактора
а) коэффициент использования тягового усилия:
ηP |
= |
RA |
. |
(2.10) |
|
||||
KP |
|
P |
|
|
|
|
KP.H |
|
|
13
Таблица 2.15 – Расчет коэффициента использования тягового усилия по передачам
Передача |
Показатель |
Подставленные численные |
Результат |
Единица |
значения |
измерения |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б) коэффициент тяговой мощности:
η |
|
= |
NT |
, |
(2.11) |
|
NT |
|
|||||
|
|
N |
KP.MAX |
|
||
|
|
|
|
|
||
где NKP.MAX – максимальная тяговая мощность на соответствующей передаче, кВт (таблица 2.16).
Таблица 2.16 – Значения максимальной тяговой мощности тракторов
Марка |
|
|
Работа на стерне, на передачах |
|
|
Работа на почве, подготовленной под посев, на |
|||||||||||||||||||
трактор |
|
|
|
|
|
|
|
передачах |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
а |
|
2 |
3 |
4 |
|
5 |
6 |
|
7 |
8 |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
|
6 |
7 |
|
8 |
|
|||
|
|
|
2п1р |
3п1р |
2п2р |
3п2р |
2п3р |
|
3п3р |
|
|
2п1р |
3п1р |
|
2п2р |
3п2р |
|
2п3р |
3п3р |
|
|
|
|||
К-744Р |
|
- |
- |
- |
|
- |
- |
|
- |
- |
|
- |
- |
- |
- |
|
- |
- |
|
- |
|
||||
|
120, |
130, |
133, |
|
131, |
130, |
|
126, |
|
119, |
122, |
124, |
123, |
|
123, |
121, |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
7 |
0 |
0 |
|
5 |
0 |
|
4 |
|
|
0 |
6 |
5 |
8 |
|
0 |
7 |
|
|
|
|||
|
ХТЗ- |
|
92,5 |
92,0 |
88,1 |
|
- |
- |
|
- |
- |
|
77,0 |
77,8 |
75,6 |
- |
|
- |
- |
|
- |
|
|||
|
150К |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДТ- |
|
49,1 |
48,9 |
48,0 |
|
46,6 |
45,0 |
|
40,8 |
- |
|
43,4 |
44,0 |
43,2 |
41,7 |
|
39,7 |
35,5 |
|
- |
|
|||
|
75М |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МТЗ- |
|
82,3 |
81,6 |
80,0 |
|
- |
- |
|
- |
- |
|
78,8 |
78,1 |
76,8 |
- |
|
- |
- |
|
- |
|
|||
1221 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Т-4А |
|
58,2 |
67,0 |
72,1 |
|
73,9 |
70,6 |
|
69,4 |
66, |
|
- |
60,1 |
64,6 |
68,6 |
|
65,6 |
65,1 |
|
62, |
||||
|
|
|
|
9 |
|
|
|
5 |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Рассчитанные значения коэффициента тяговой мощности для каждой |
|||||||||||||||||||||||
передачи заносятся в таблицу 2.17. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
Таблица 2.17 - Расчет коэффициента тяговой мощности по передачам |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
Передача |
Показатель |
|
Подставленные численные |
|
Результат |
|
Единица |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
значения |
|
|
|
|
измерения |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в) максимальный КПД трактора: |
|
|
|
|
|
|
η |
|
= |
NT |
, |
(2.12) |
|
TP |
|
|||||
|
|
N |
E |
|
||
|
|
|
|
|
||
где NE – мощность двигателя, кВт (из таблицы 1.4).
Рассчитанные значения максимального КПД для каждой передачи заносятся в таблицу 2.18.
14
Таблица 2.18 - Расчет максимального КПД по передачам
Передача |
Показатель |
Подставленные численные |
Результат |
Единица |
значения |
измерения |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для оценки эффективности работы МТА в целом определяются часовая эксплуатационная производительность (га/ч) и затраты труда на единицу работы (чел.–ч/га).
Часовая эксплуатационная производительность определяется по формуле:
|
|
WЧ = 0,36 B VP τP , |
|
|
(2.13) |
|||
где τ P – коэффициент использования времени смены (таблица 2.19). |
|
|
||||||
|
Таблица 2.19 - Примерные значения коэффициента использования |
|||||||
времени смены |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вид технологического |
Тип |
|
Длина гона, м |
|
|
||
|
процесса |
трактора |
400 |
500 |
1000 |
1500 |
2000 |
|
|
Вспашка |
колёсный |
0,76 |
0,80 |
0,86 |
0,88 |
0,90 |
|
|
гусеничный |
0,75 |
0,78 |
0,81 |
0,84 |
0,85 |
|
|
|
|
|
||||||
|
Культивация, боронование, |
колёсный |
0,77 |
0,81 |
0,84 |
0,87 |
0,89 |
|
|
лущение |
гусеничный |
0,76 |
0,80 |
0,82 |
0,84 |
0,86 |
|
|
Посев зерновых культур, |
колёсный |
0,73 |
0,78 |
0,82 |
0,85 |
0,86 |
|
|
внесение удобрений |
гусеничный |
0,67 |
0,70 |
0,73 |
0,76 |
0,78 |
|
|
Посев пропашных культур |
колёсный |
0,71 |
0,76 |
0,80 |
0,82 |
0,84 |
|
|
Кошение трав, хлебов |
колёсный |
0,80 |
0,82 |
0,84 |
0,86 |
0,88 |
|
|
гусеничный |
0,76 |
0,78 |
0,80 |
0,81 |
0,82 |
|
|
|
|
|
||||||
Рассчитанные значения часовой эксплуатационной производительности для каждой передачи заносятся в таблицу 2.20.
Таблица 2.20 - Расчет часовой производительности по передачам
Передача |
Показатель |
Подставленные численные |
Результат |
Единица |
значения |
измерения |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Затраты труда на единицу работы определяется по формуле:
Z |
|
= |
mMEX + mBC |
, |
(2.14) |
T |
|
||||
|
|
WЧ |
|
||
|
|
|
|
||
15
где mMEX ,mBC – количество механизаторов и вспомогательных рабочих,
обслуживающих агрегат, чел.
Рассчитанные значения затрат труда на единицу работы для каждой передачи заносятся в таблицу 2.21.
Таблица 2.21 - Расчет затрат труда по передачам
Передача |
Показатель |
Подставленные численные |
Результат |
Единица |
|
|
значения |
|
измерения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Результаты расчёта последних пяти показателей представим в таблице
2.22.
Таблица 2.22 - Технико-экономические показатели работы МТА
Показатели |
Передачи |
|
ηPKP
ηNT
ηTP
WЧ
ZT
2.11Обоснование состава агрегата и скоростного режима его работы
Состав агрегата и скоростной режим работы обосновываются на основе технико-экономических показателей использования агрегата (таблица 2.22)
2.12 Схема скомплектованного агрегата
16
3 ПОДГОТОВКА АГРЕГАТА И ПОЛЯ К РАБОТЕ
3.1 Подготовка агрегата к работе
Подготовка агрегата к работе включает подготовку трактора, сцепки, рабочих машин, проверку их технологического состояния; составление и регулировку агрегата на площадке; оборудование агрегата при необходимости дополнительными устройствами (маркерами, следоуказателями, сигнализацией, визирными приспособлениями). Указания по подготовке агрегатов к работе и их технологической настройке составляются с учётом рекомендаций типовых операционных технологий [5], руководств по эксплуатации сельскохозяйственных машин.
3.2 Определение основных кинематических параметров агрегата
Наиболее важными параметрами, определяющими кинематику агрегата на загоне являются рабочая ширина захвата, минимальный радиус поворота, кинематическая длина агрегата и длина выезда.
Рабочая ширина агрегата определяется по формуле:
BP = BK β , |
(3.1) |
где BK – конструктивная расчётная ширина захвата агрегата, м;
β – коэффициент использования ширины захвата (таблица 3.1).
BP =
Таблица 3.1 - Значения коэффициента использования конструктивной ширины захвата агрегата
Сельскохозяйственные машины |
β |
Бороны зубовые прицепные |
0,98 |
Культиваторы паровые |
0,96 |
Лущильники дисковые |
0,96 |
Сеялки зерновые |
1,00 |
Жатки зерновые |
0,93…0,95 |
Комбайны зерновые (при прямом комбайнировании) |
0,96 |
Комбайны кукурузо-силосоуборочные |
1,00 |
Культиваторы пропашные |
1,00 |
Минимальный радиус поворота принимается равным для:
а) посевных и культиваторных агрегатов с одной и двумя машинами
RMIN |
=1,6 BP = |
(3.2) |
б) посевных и культиваторных агрегатов с тремя машинами |
|
|
RMIN |
=1,3 BP = |
(3.3) |
в) посевных и культиваторных агрегатов с четырьмя и более машинами
RMIN = 0,9 BP = |
(3.4) |
Радиус поворота навесного агрегата с одной машиной равен радиусу поворота трактора, а при наличии сцепок и нескольких машин на 15% меньше
17
радиуса поворота однотипного прицепного агрегата.
Кинематическая длина агрегата равна:
lA = lT + lC + lCXM = |
(3.5) |
где lT ,lC ,lCXM – кинематическая длина трактора, сцепки, сельхозмашины, м.
Значения кинематических длин трактора, сцепок, сельскохозяйственных машин приведены в таблице 3.2.
Таблица 3.2 - Кинематические длины тракторов, сцепок, сельхозмашин
Кинематическая длина |
Значение |
|
показателя |
||
|
||
Тракторы МТЗ-80, МТЗ-82 |
1,2/1,3 |
|
Трактор МТЗ-1221 |
2,12/2,55 |
|
Трактор ХТЗ-150К |
2,9/2,4 |
|
Тракторы ДТ-75, ДТ-75М |
2,35/1,55 |
|
Трактор К-744Р |
2,65/1,85 |
|
Сцепки СГ-21, С-18А |
8,0 |
|
Сцепки СП-11, С-11У |
6,7 |
|
Сцепка СП-16 |
6,4 |
|
Плуг ПЛП-6-35 |
6,1 |
|
Плуг ПЛН-5-35 |
4,3 |
|
Плуг ПЛН-3-35 |
2,6 |
|
Борона БИГ-3 |
3,75 |
|
Бороны БЗСС-1,0, БЗТС-1,0 |
1,45 |
|
Культиватор КПС-4 |
1,0/4,6 |
|
Дисковые бороны БДТ-7, БДТ-3 |
4,5 |
|
Лущильник ЛДГ-10 |
7,5 |
|
Лущильник ЛДГ-5 |
4,5 |
|
Зерновые сеялки |
3,2…3,8 |
|
Кукурузная сеялка |
1,1…1,45 |
Длина выезда агрегата определяется: |
|
а) для фронтальных агрегатов |
|
e = −lA = |
(3.6) |
б) для прицепных агрегатов с задним расположением машин |
|
e = 0,5 lA = |
(3.7) |
в) для навесных агрегатов с задним расположением машин |
|
e = 0,1 lA = |
(3.8) |
3.3 Подготовка поля к работе
Подготовка поля включает осмотр поля и освобождение его от препятствий, обозначение неустранимых препятствий, выбор направления и способа движения, отбивку поворотных полос с нарезкой контрольных борозд при гоновом способе движения, разбивку поля под загоны, провешивание линии первого прохода.
18
Направление движения выбирается с учётом предыдущей обработки, конфигурации, размеров и рельефа поля. Вспашку рекомендуется производить с ежегодным чередованием вдоль и поперёк, а вспашку склонов только поперёк. Направление предпосевной обработки не должно совпадать с направлением посева, а посев нежелательно производить поперёк вспашки. Уборка полеглых хлебов ведётся против полеглости.
Выбор способа движения основывается на особенностях технологического процесса и предусматривает получение максимальной производительности, экономичности и соблюдение агротехнических требований.
Ширина поворотной полосы зависит от вида поворота и кинематических параметров агрегата и определяется:
а) для петлевых поворотов
EO = 2,8 RMIN + e= |
(3.9) |
б) для безпетлевых поворотов |
|
EO =1,1 RMIN + e= |
(3.10) |
Число проходов агрегата для обработки поворотной полосы определяется по формуле:
n |
|
= |
EO |
= |
(3.11) |
П |
|
||||
|
|
B |
|
||
|
|
|
P |
|
|
Округлим полученное значение по формуле 2.11 в большую сторону до целого числа.
Фактическая ширина поворотной полосы должна быть кратной чётному
числу проходов агрегата, т.е. |
|
E = 2 nП BP = |
(3.12) |
Рабочая длина гона определяется по выражению: |
|
LP = L − 2 E = |
(3.13) |
Оптимальная ширина загона зависит от способа движения, длины гона, ширины захвата агрегата, радиуса поворота и определяется:
C = |
2 L B +16 R2 |
= |
(3.14) |
|
O |
Р P |
MIN |
|
|
Число проходов агрегата для обработки загона определяется по формуле:
n |
= |
CO |
= |
(3.15) |
|
||||
C |
|
B |
|
|
|
|
P |
|
|
Округлить полученное по формуле 2.14 значение до целого числа. Фактическая ширина загона определяется по выражению:
C = 2 nC BP = |
(3.16) |
||||
Количество загонов определяется: |
|
||||
n |
|
= |
H |
= |
(3.17) |
Z |
|
||||
|
|
C |
|
||
где H - ширина поля, м
Площадь одного загона в гектарах:
|
|
|
|
|
19 |
|
|
|
|
F |
= L C = |
|
|
(3.18) |
|||
|
|
Z |
104 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
Длина рабочего хода с учетом обработки поворотных полос определяется: |
||||||||
|
S |
P |
= L C = |
|
|
(3.19) |
||
|
|
|
|
BP |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Длина холостого хода на загоне определяется для способов движения |
||||||||
«челноком» с петлевыми поворотами: |
|
|
|
|
|
|
||
|
SX |
= nX lX , |
|
|
(3.20) |
|||
где nX – количество холостых поворотов на загоне, м (таблица 3.3); |
|
|||||||
lX – длина одного холостого поворота, м (таблица 3.3). |
|
|
||||||
Таблица 3.3 - Количество холостых поворотов и длина одного поворота |
||||||||
при челночном способе движения |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вид поворота |
Схема |
|
|
|
|
Расчетные формулы |
|
|
поворота |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Грушевидный |
|
|
|
|
|
lX |
= (7...8)RMIN |
+ 2e |
Восьмёркой |
|
|
|
|
= C |
lX |
= (8...9)RMIN |
+ 2e |
Срезанная |
|
|
n |
X |
−1 |
|
|
|
|
|
|
BP |
lX |
= (4...5)RMIN |
+ 2e |
||
открытая петля |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Срезанная |
|
|
|
|
|
lX |
= (5...6)RMIN |
+ 2e |
закрытая петля |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SX = |
|
|
|
|
|
|
|
|
Эффективность принятого способа движения и поворота оценивается |
||||||||
коэффициентом рабочих ходов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
ϕ = |
SP |
= |
(3.21) |
|
SP + SX
3.4Обоснование последовательности выполнения технологического процесса на загоне
Работа агрегата на загоне связана с выполнением ряда операций: переводом агрегата в рабочее положение и выездом его на контрольную линию, регулировкой агрегата при первом и последующих проходах, непосредственным выполнением рабочих ходов, поворотов, обработкой поворотных полос, переводом агрегата в транспортное положение и т.д.
Вычертить схему поля с выделением и указанием размеров загонов, поворотных полос, рабочей длины гона и линией первого прохода.
20
4 ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
МТА
Организация технологического обслуживания агрегатов на загоне характеризуется запасом рабочего хода, расстоянием вдоль поворотной полосы между пунктами заправки и выгрузки, временем опорожнения или накопления ёмкостей и количеством транспортных средств, обслуживающих агрегат.
4.1 Расчет параметров технологического обслуживания агрегата
Ёмкость высевающей машины:
QB =V γ KD = |
(4.1) |
где V - объём ёмкости сеялки (таблица 2.2), м3;
γ - удельная масса материала (таблица 4.1), т/м3;
KD - коэффициент, характеризующий допустимую степень опорожнения
ёмкости: для сеялок =0,85…0,9.
Таблица 4.1 - Значения удельных масс сельскохозяйственных материалов
Материал |
Плотность т/м3 |
Материал |
Плотность т/м3 |
Пшеница |
0,70…0,83 |
Навоз с |
0,40…0,50 |
Рожь |
0,65…0,79 |
соломенной |
|
|
|
подстилкой |
|
Овес |
0,40…0,55 |
Перепревший |
0,85…1,00 |
Горох |
0,78…0,88 |
навоз |
|
Гречиха |
0,65…0,70 |
Навозная жижа |
0,90…1,00 |
Свёкла |
0,57…0,70 |
Глина, песок |
1,45…1,55 |
Картофель |
0,65…0,73 |
Травяная мука |
0,18…0,20 |
Силос |
0,25…0,30 |
Минеральные |
1,05…1,15 |
Сено |
0,08…0,12 |
удобрения |
|
Запас рабочего хода агрегата определяется по формуле:
S |
|
104 |
Q |
(4.2) |
MAX |
= |
B = |
||
|
BP |
q |
|
|
|
|
|
||
где q – норма высева семян, т/га. |
|
|
|
|
Количество проходов агрегата по |
загону до |
полного опорожнения |
||
емкости (округлить до целого числа в меньшую сторону):
n = |
SMAX |
= |
(4.3) |
|
|||
O |
LP |
|
|
|
|
||
Расстояние вдоль поворотной полосы между пунктами заправки: |
|
||
а) при заправке с одной стороны |
|
|
|
l1 = nO BP = |
(4.4) |
||
б) при заправке с двух сторон |
|
|
|
l1 = 2 nO BP = |
(4.5) |
||
Время опорожнения (накопления) ёмкости в часах: |
|
||
