Курсач 2012 Коредов по механизации / 5 Кинематика движения пахотного агрегата
.docx5 Кинематика движения пахотного агрегата
Кинематика агрегата изучает геометрию формы его движения. При нерациональном способе движения соотношение холостых и рабочих ходов может приводить к значительному снижению экономичности работы МТА.
Способом движения называют порядок циклично повторяющегося перемещения агрегата в процессе выполнения работы.
Для определенного вида лесохозяйственных работ существует несколько способов движения агрегатов, но применять следует тот, который в данных условиях обеспечивает максимальный эффект.
Траектория движения агрегата обычно состоит из отрезков прямолинейного движения и поворота вокруг некоторого центра. Движение по прямой или рабочий ход, является главным элементом кинематики агрегата.
Поворот – это сложное движение по кривой с переменным радиусом кривизны. Отдельные точки агрегата при этом описывают свои траектории, и скорости их движения изменяются в зависимости от расстояния до центра поворота.
Длиной выезда агрегатаl называется расстояние от его центра до линии расположения рабочих органов орудия. На эту длину необходимо перемещать агрегат в конце и начале рабочего хода до контрольной линии начала разворота агрегата.
Траектория поворота агрегата – кривая, состоящая из элементов различной формы и кривизны. Движение агрегата на повороте можно считать практически оптимальным при установившемся движении с постоянным радиусом поворота, дающим длину дуги, близкую к действительной траектории движения.
Минимальным радиусом поворота агрегата называется наименьший радиус окружности, движение по которой при данных условиях допускается конструктивными параметрами агрегата без деформации движителя и поверхности движения, т. е. без повреждений машины и окружающей среды. Этот показатель зависит от наименьшего радиуса поворота трактора, конструкции сцепки и орудия, а также от габаритов агрегата по ширине и длине. Движение на повышенной скорости, по влажной или рыхлой почве приводит к увеличению радиуса поворота. Наименьший радиус поворота Rmin зависит и от квалификации тракториста-машиниста.
Для навесных агрегатов наименьший допустимый радиус поворота близок по величине к наименьшему радиусу поворота трактора.
При выполнении большинства видов работ в лесном хозяйстве машинно-тракторные агрегаты (МТА) двигаются циклично. Движение МТА включает рабочие ходы, при которых выполняется полезная работа, и холостые ходы, связанные с необходимостью поворота агрегатов и обеспечением рабочих ходов движения МТА.
В практике встречаются различные виды поворотов (табл. 5.1) – это беспетлевой 1, петлевой 2, перекрестно-петлевой 3; повороты на 180 – беспетлевой 4, петлевой 5, перекрестно-петлевой 6, односторонне-петлевой 7, согнуто-петлевой 8, сдвоенный петлевой 9 и возвратно-петлевой 10.
При расстоянии между рабочими ходами В (рис. 5.1.), меньшем двух минимальных радиусов (В<Rагр), при гоновом способе движения необходимо выполнять петлевой (грушевидный) поворот.
Таблица 5.1.Виды поворота и путь движения агрегатов
Виды поворотов |
На 90 |
На 180 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Схемы поворотов |
|||||||||||
Длина пути (Sx) |
1,6Rа+ +lв |
(1,6– –9,2)Rа+ +lв |
6,6Rа+ +lв |
π∙Rа+ +2∙lв |
6Rа+ +2∙lв |
8,4Rа+ +2∙lв |
(5…8) Rа+ +2∙lB |
12,4Rа+ +2∙lв |
14Rа+ +2∙lв |
6,3Rа+ +2∙lв |
|
Ширина (Еп) |
Rа |
2,8Rа |
2Rа |
Rа |
2,8Rа |
3,0Rа |
2,9Rа |
2Rа |
2Rа |
1,2Rа |
Рисунок 5.1 - Технологическая схема движения пахотного агрегата с одним петлевым поворотом в начале движения в свал
Существуют различные способы движения МТА: гоновые, круговые, диагональные. Наибольшее распространение из всех получили гоновые способы, которые в зависимости от типа используемого поворота имеют свои разновидности.
Для выполнения работ необходимо выбрать наиболее экономичный способ движения машинно-тракторного агрегата.
Оценочным показателем способа движения является коэффициент рабочих ходов φр.х., который определяется по формуле
,
где, Sp – суммарная длина рабочих ходов, м; Sx – суммарная длина холостых ходов, м.
Суммарная длина рабочих ходов
,
где F – площадь обрабатываемого участка, м2; В – расстояние в м между рабочими ходами .
,
где Sхi – длина холостого хода при i-м повороте, м (таблица 5.1);
ni – количество i-х поворотов.
Количество поворотов при гоновом способе движения можно определить, используя (рисунок 5.1).
Nпов=Вуч/В= F/ Lуч В,
где F – площадь поля, м2; Lуч – длина гона, м; В – ширина прохода агрегата, м;
Схема поворота машинно-тракторного агрегата, представленная на (рисунок 5.1), позволяют определить ширину поворотной полосы и путь движения агрегата при разворотах.
Ширина поворотной полосы Еп и путь одного разворота Sx для петлевого поворота на 180о, равны
Еп = 2,8·R+0,5·Ва; Sx =2·(l+3,14)R,
для беспетлевого поворота на 180о будут равны
Еп=1,1·R+0,5·Ва; Sx=2∙l+(4,14…6,3)·R.
Параметр l соответствует длине выезда агрегата до границы разворота и зависит от типа и конструкции орудий. Для остальных типов поворотов (см.таблицу 5.1).
Среднее значение коэффициента рабочего хода может находиться в пределах 0,70...0,75 и необходимо стремиться к его увеличению, что обеспечит правильную и экономичную организацию работ.
При движении агрегата челночным способом коэффициент рабочего хода φр.х подсчитывается по формуле
,
где Lуч – длина рабочего хода (гона), м; Rагр – радиус поворота агрегата, м; l – длина выезда агрегата l> 0,1·Lкин; Lкин – кинематическая длина агрегата, м.
Для учета непосредственного времени полезной работы агрегата вводится обобщенный коэффициент использования сменного времени – Kт. Значение его меняется в основном от длины гона движения агрегата .
Для повышения производительности агрегатов за счет сокращения времени холостых ходов (повороты, переезды) загоны желательно располагать так, чтобы они были с наибольшей длиной гона.
Таблица 5.2 - Значение обобщенного коэффициента использования времени смены, в зависимости от длины гона L
Длина гона, м |
Kт |
Длина гона, м |
Kт |
До 150 |
0,58 |
401…600 |
0,83 |
151…200 |
0,66 |
601…1000 |
0,86 |
201…300 |
0,74 |
более 1000 |
0,88 |
301…400 |
0,80 |
– |
– |
Целесообразная длина и ширина загонов при работе машинно-тракторных агрегатов в зависимости от мощности привода приведена в (таблице 5.3).
Таблица 5.3 - Рекомендуемые параметры загонов в зависимости от мощности тракторов
Длина гона, м |
Ширина, м, загона для тракторов тягового класса |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
Продолжение таблицы 5.3 |
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
|
14 кН |
30 кН |
40 кН |
50 кН |
60 кН |
||
500…700 |
50…60 |
70…80 |
80…90 |
85…110 |
95…115 |
||
400…500 |
45…50 |
60…70 |
70…80 |
70…85 |
75…95 |
||
300…400 |
40…45 |
50…60 |
60…70 |
– |
– |
Данными в таблице с определенной степенью точности можно пользоваться при выборе параметров разбивки поля на загоны в лесном хозяйстве. Однако при закладке базисного питомника или пересмотре разбивки его территории на поля и отделения рекомендуется принимать во внимание и отдавать предпочтение системе машин с более маневренными свойствами.
Проектный расчет. Рассмотрим кинематику движения агрегата в составе трактора МТЗ-82.1 и плуга ПКЛ-3-35.
Площадь участка 2,5 га, длина рабочего хода 500 м, ширина участка 50 м, длина выезда агрегата 2,2 м, радиус поворота трактора 5,5 м.
=φр.х=500 /(500+6·5,5+2·2,2)=0,93
При длине гона 600 м
φ=600/600+37,4=0,94
При длине гона 200 м
φ=200/200+37,4=0,84
При длине гона 100 м
φ=100/100+37,4=0,73
Агрегат при данном способе движения будет работать рационально при длине гона 600…1000 м, при этом средняя величина коэффициента Кт использования времени смены составит не менее 0,86.