Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого
Кафедра механизации сельского хозяйства
Экзаменационный билет № 21
Государственный междисциплинарный экзамен для специальности 110301 – Механизация сельского хозяйства
1. Энергетический баланс колёсной машины, его анализ. Общий и тяговый кпд трактора.
Баланс мощности трактора представляет собой равенство между эффективной мощностью на валу двигателя и суммой мощностей , требуемых для преодоления действующих на трактор сил сопротивления при установившейся раб. скорости.
Задача при этом заключ. в том, чтоб как можно больше мощности двигателя потреблялось на полезную работу через крюк или др. тяговый орган типа навесного механизма и через ВОМ
При движении агрегата с постоянной раб. скоростью исходное выражение баланса мощности трактора имеет вид:
NнeN=Nтр+Nd+Nf+Na+Nкр+Nв/hв
Nтр,Nd,Nf,Na - потери мощности в трансмиссии, на буксовании, на самопередвижение трактора, на преодоление подъема; Nкр – крюковая мощность; Nв – мощность на ВОМ; hв – КПД, учитывающий потери мощности в трансмиссии ВОМ.
Соотношение между отдельными слагаемыми в формуле зависит от конкретных условий работы и может изменяться в широких пределах.
Для уменьшения расхода топлива и повыш. производит. агрегата желательно, чтоб слагаемые Nтр,Nd,Nf,Na в формуле были как можно меньше.
При практических расчетах используют тяговое КПД hт = Nкр/ N – (Nв/hв)
Из этого следует, что для повышения тягового КПД трактора необходимо умень. непроизводительные слагаемые баланса мощности Nтр,Nd,Nf,Na. Макс. значение Тягового КПД имеет место при оптимальной раб. скорости Vopt., при этом удельный расход топлива, приходящийся на ед. крюковой мощности, будет мин. Оптим. скорость Vopt примерно соотв. той передаче, на которой тяговая мощность Nтр имеет наибольшее значение, что существенно облегчает выбор эффективного скоростного режима трактора.
КПД модно опред. как: hт = hтрhdhf = hтр(1-d)hf
hтрhdhf – КПД, учитывающий потери мощности в трансмиссии, на буксование и на самопередвижение трактора. Увелич. тяговый КПД трактора hт за счет конструктивного совершенствования и повыш. уровня ТО агрегатов.
2. Способы и технологии уборки картофеля. Комплексы применяемых машин. технологические схемы картофелекопателей. Особенности конструкций картофелеуборочных комбайнов современных моделей. Основы расчёта конструктивных и технологических параметров подкапывающих лемехов, прутковых сепарирующих элеваторов с пассивными и активными встряхивателями, комкодробителей, горок.
Организация уборки картофеля включает: выбор способа уборки, выбор комплекса машин и механизмов для реализации этого способа, подготовка поля, комлпектование агрегатов и подготовки их к работе.
Удаление ботвы. Наибольшее распространение в мировой практике получили четыре способа: химический, огневой, механический и комбинированный (химический + механический).
Для химического удаления применяют: 10 % — раствор хлората магния (25—30 кг/га) из расчета 500—600 л рабочей жидкости на гектар, 40—50 кг — хлорит-хлорид кальция в тех же пропорциях, 20%-ный реглон — 4—5 л /га на 75—100 л воды при наземном опрыскивании и на 400—500 л — при авиационном.
Огневое уничтожение ботвы эффективно, т.к. полностью уничтожаются ботва, сорняки с семенами и вредная микрофлора, удобряя почву зольными элементами, идеально подготавливаются гряды под механизированную уборку.
В нашей стране этот способ пока не получил распространения.
Для механического удаления ботвы используют роторные косилки-измельчители и ботвоудалители навесные или прицепные, главным образом, цепные с вертикальным расположением вала или с горизонтальным.
Для лучшего копирования гряд с целью более полного удаления ботвы на дробителях с горизонтальным валом применяют цепи разной длины. Косилки-измельчители предпочтительнее с бункерами-накопителями типа КИР-1,5Б и менее предпочтительнее ротационные измельчители типа БД-4 и БД-6, КС-5000, особенно во избежание инфекционного заражения.
При комбинированном способе удаления сначала проводят химическое уничтожение, а затем для облегчения механизированной уборки — механическое.
В зависимости от выбранного способа удаления ботвы и имеющейся в наличии техники проводят комплектование агрегатов. Машины для химической обработки ОВТ-1, ОВС, ОН-400-1, ПОУ, ОНТ-1, а также дробители и ботвоуборочные машины агрегатируют с тракторами «Беларусь» или другими класса 1,4 (14 кн).
Выкопка картофеля. Существующие средства механизации выкопки картофеля можно разделить на следующие группы: распашники, картофелекопатели и картофелеуборочные комбайны. Распашники раскрывают гряду и разваливают ее на две стороны. Затем вручную клубни выбирают из почвы, отрывают их от столонов и освобождают от почвы. Вместо распашника иногда используют плужный корпус.
Распашники и плужные корпуса используют, главным образом, при уборке картофеля на приусадебных участках в агрегате с мотоблоками или минитракторами а также при уборке на больших массивах в агрегате с трактором класса 0,9; 1,4 при уборке картофеля на переувлажненных почвах, где более сложная техника (копатели, комбайны) не работоспособна.
Картофелекопатели подкапывают картофель, отделяют клубни частично от ботвы (оставшиеся ее части после удаления перед уборкой) и от основной массы почвы и сбрасывает их на поверхность убранного поля для последующего сбора вручную. Картофелекопатели делятся на три типа: картофелешвырялки, грохотные копатели и элеваторные. При выкапывании швырялками клубневые гнезда подкапывают лемехами, затем металлические зубья, закрепленные вертикально на барабане при вращении барабана проходят сквозь грядку и выбрасывают клубни на поверхность поля.
Грохотные картофелекопалки сплошным лемехом подкапывают клубневые гнезда и передают клубненосный ворох на качающее решето грохота (одно- или двухкратный), где происходит отделение клубней от почвы и ботвы, затем через наклонную прутковую решетку клубни укладываются на убранное поле вслед за копателем или через поперечные транспортирующие рабочие органы на сторону. Наиболее эффективно он работает на сыпучих почвах.
Элеваторные картофелекопатели одно- или многосекционным лемихом подкапывают грядки и подают массу на сепарирующие прутковые транспортеры (элеваторы), на которых через просветы между прутьями основная часть почвы просеивается, а клубни, оторванные частично от ботвы, укладываются полосой до 1 м, на почву вслед за копателем.
Копатели производят одно- и двухрядные, навесные и полунавесные, одноэлеваторные, двухэлеваторные и трехэлеваторные.
Элеваторного типа (КТН-2Б) – имеет лемехи для подкапывания двух рядков картофеля, 3 элеватора (основные прутковые и каскадный), которые разрыхляют и просеивают почву. Оставшаяся масса поступает на вибрационную решётку, через просветы которой дополнительно просыпаются почва и мелкие примеси. Клубни, ботва и оставшиеся примеси падают с решётки на поверхность поля. Затем клубни подбирают вручную.
Грохотного типа (КВН-2М) – картофелекопатель данного типа вместо прутковых элеваторов имеет двухрешётный грохот. Лемехи этого картофелекопателя закреплены на передней кромке 1-го решета и колеблются вместе с ним, что улучшает подбор подкапываемого пласта. На конце 2-го решета грохота закреплена решётка, аналогичная вибрационной решётке картофелекопателя элеваторного типа.
Швыряльного (КТН-1А) типов – имеет лемех, подкапывающий 1 рядок картофеля, и вращающийся ротор, который подхватывает подкопанный рядок и разбрасывает массу по поверхности поля. Все картофелекопатели навесные. Рабочие органы их приводятся в действие от вала отбора мощности трактора. Производительность картофелекопателя: КТН-2Б – 0,30-0,45 га/ч., КВН-2М – 0,36-0,42 га/ч., КТН-1А – до 0,4 га/ч.
Валкоукладчики предназначены для выкопки клубней картофеля, отделения их от почвы и растительных примесей и укладки клубней в валок из двух, четырех или шести рядков на убранное поле (раздельный способ) или в междурядья соседних неубранных рядков из двух или четырех рядков (комбинированный способ).
Универсальный копатель-валкообразователь УКВ-2 применяют в основном для раздельной и комбинированной уборки картофеля, посаженного с междурядьями 70 см на всех видах почв, засоренных камнями не более 8%, при влажности до 27%. УКВ-2 снабжен пассивными лемехами, активными боковинами, элеваторным и грохотными сепараторами, комкодавителем, ботвоудалителем, поперечным транспортером и ложеобразователем. Рабочие органы смонтированы на раме, опирающейся в рабочем положении на ходовые и опорно-копирующие колеса.
Комбайны за один проход производят выкапывание клубней и отделение клубней от примесей. Сначала лемех подкапывает и рыхлит грядку, подавая массу на сепарирующие рабочие органы (прутковые элеваторы, решетные грохоты, барабаны или другие), где почва отделяется от клубней. Затем производится выделение ботвы с отрывом от нее оставшихся клубней. Далее картофельный ворох отделяется от почвенных комков, камней, растительных остатков и других примесей на пальчиковых выносных горках, автоматическими устройствами и вручную на переборочных транспортерах.
Картофелеуборочные комбайны могут быть: однорядные, двухрядные, трехрядные или четырехрядные; прицепные, полуприцепные и самоходные. В зависимости от применяемой технологии возделывания, размеров полей и других возможностей картофелевода выбирают рядность комбайна и его тип. А в зависимости от используемого комбайна выбирается транспортное средство. Для перевозки картофеля предпочтительнее самосвальное транспортное средство, сочетающееся с погрузочной высотой комбайна. Комбайны с ручным отбором примесей на переборочном столе применяют в условиях, где на переборочный стол насыпается ворох с содержанием посторонних примесей не более 20 %.
Картофелеуборочный комбайн ККУ-2А предназначен для уборки картофеля на гребневых посадках с шириной междурядья 70 см прямым комбайнированием, раздельным и комбинированным способами на легких и среднесвязных, а также на мало засоренных мелкими камнями почвах. Комбайн агрегатируется с колесными тракторами МТЗ-80/82 и гусеничными тракторами ДТ-75М, оборудованными ходоуменьшителем.
Технологическая схема картофелеуборочного комбайна ККУ-2А:1 — лемехи; 2 — основной элеватор; 3 — баллоны-комкодавители; 4 — второй элеватор; 5 — редкопрутковый транспортёр; 6" — прижимной транспортёр; 7 — подъёмный транспортёр; 8 —переборочный стол; 9 — загрузочный транспортёр; 10 — транспортёр примесей;11 — бункер-накопитель; 12 —горка раската
Рис. 1. Принципиальная схема картофелеуборочного комбайна УКК-2:
1 — копирующие катки; 2 — выкапывающие лемеха с боковыми дисками; 3 — основной элеватор; 4 — экран; 5 — механизм встряхивания; 6 — механизм ворошения; 7 — ботво-удалитель; 8 — второй элеватор; 9 — фартук; 10 — выносная горка; 11 — скатный щиток; 12 — очиститель полотна; 13 — подъемный транспортер; 14 — горка с ротором; 15 — внутренний транспортер; 16 — переборочный стол; 17— транспортер примесей; 18 — транспортер загрузки бункера; 19 — бункер; 20 — технологическая площадка; 21 — площадка комбайнера; 22 — пульт управления
Комбинированный способ уборки заключается в том, что клубни с двух или четырех рядков укладывают при помощи картофелекопателя-валкоукладчика в междурядья двух соседних неубранных грядок. Как и при раздельном способе, ботву укладывают отдельно на убранное поле. Образованный таким образом комбинированный валок (2+2 или 2+4) убирают за один проход комбайном в варианте подборщика, который одновременно с выкопкой неубранных грядок подбирает клубни, уложенные копателем в междурядья этих грядок.
Для реализации технологии по послеуборочной доработки картофеля используют картофелесортировальные передвижные пункты КСП-15Б, КСП-15В, передвижной приемный бункер ПБ-15А и систему транспортеров ТХБ-20, стационарные картофелесортировальные пункты КСП-25 (г. Рязань) и К-750 Германия.