13 Комбинированный почвообрабатывающий и посевной агрегат

13.1 Обоснование конструкторской разработки комбинированного агрегата

Одной из ключевых проблем, стоящих перед работниками сельского хозяйства, является рациональное и эффективное использование основных производственных фондов, в частности, их наиболее активной части – энергетических и сельскохозяйственных машин. От показателей эффективности использования машинно-тракторного парка зависят конечные результаты производственной деятельности сельскохозяйственного предприятия: урожайность возделываемых культур, выход валовой продукции с 1 га пашни, снижение затрат труда и денежных средств на единицу выращенного урожая.

Однако рост технической оснащенности сельского хозяйства и повышение культуры земледелия значительно увеличили число операций, проводимых на полях в процессе выращивания сельскохозяйственных культур, что отрицательно сказывается на структуре почвы, снижает её плодородие и уменьшает урожайность. При возделывании сельскохозяйственных культур по обычной технологии с применением однооперационных машин движителями тракторов и колёсами сельскохозяйственных машин уплотняется свыше 60% площади поля. При этом предусматривается многократный проход (3…9 раз) агрегатов по полю, что снижает урожайность сельскохозяйственных культур: зерновых колосовых на 10%, а картофеля на 50% [19]. Кроме того, невозможно полностью загрузить однооперационными машинами используемые в сельском хозяйстве энергонасыщенные тракторы.

Применение комбинированных агрегатов для комплектования с энергонасыщенными тракторами позволяет рационально использовать их мощность, уменьшить уплотнение почвы, сохранить её структуру, повысить урожайность, снизить затраты труда, денежных средств и расход топлива на обработку единицы площади пашни.

Для более полного использования мощности тракторов класса тяги 50 кН предлагается разработать комбинированный посевной агрегат, который за один проход выполняет рыхление почвы, выравнивание поверхности поля и рядовой посев зерновых колосовых культур.

13.2 Расчёт состава комбинированного агрегата

Количественный состав агрегата зависит от соотношения тяговых средств трактора и сопротивления рабочих машин. Силу тяги трактора определяют по тяговой или нагрузочной характеристикам или справочным материалам. Рабочие машины выбирают, исходя из агротехнических требований, скоростного режима движения и производительности. Для трактора К-701 при скорости движения 7,5 км/ч номинальная сила тяги Р_кр=57 кН [10].

В состав комбинированного посевного агрегата входят:

культиваторы КПС-4;

зерновые сеялки СЗ-3,6;

шлейф-борона ШБ-2,5;

сцепка.

Определим предельную ширину захвата комбинированного посевного агрегата [15].

(13.1)

где Р_кр – тяговое усилие трактора, кН (приложение 16);

G – сила тяжести (вес) трактора, кН (приложение 17);

i – уклон рабочего участка (в сотых долях);

К_к, К_б, К_с – удельное сопротивление культиватора, шлейф-бороны, сеялки, кН/м;

g_к, g_б, g_с, g_сц – сила тяжести (вес) культиватора, шлейф-бороны, сеялки и сцепки, приходящаяся на один метр конструктивной ширины захвата, кН/м (приложение 18);

f_сц – коэффициент, учитывающий сопротивление перекатыванию сцепки (приложение 12).

Удельное сопротивление рабочих машин при скорости движения агрегата 7,5 км/ч определим по формуле

, (13.2)

где К_i – удельное сопротивление i-й рабочей машины при заданной скорости движения, кН/м;

К_оi – удельное сопротивление i-й рабочей машины при скорости движения агрегата V_o=5км/ч, кН/м (приложение 13);

V_p – рабочая скорость при выполнении сельскохозяйственной работы, км/ч;

∆С – коэффициент, характеризующий темп прироста тягового сопротивления при повышении скорости движения на 1 км/ч от начального значения V_o, % (приложение 21).

Определим удельное сопротивление

культиватора

шлейф-бороны

сеялки

Подставим значения в формулу (13.1).

Определим количество сеялок в агрегате

(13.3)

где в_к – конструктивная ширина захвата сеялки, м.

Принимаем три сеялки СЗ-3,6.

Определим фронт сцепки

(13.4)

Выбираем для комплектования агрегата ближайшую сцепку СН-75, фронт которой равен 8 м, К-701+СН-75+3КПС-4+ 4ШБ-2,5+3СЗ-3,6 (приложение 19).

Определим полное тяговое сопротивление сформированного комбинированного агрегата

(13.5)

где n_к, n_ш, n_с – количество культиваторов, шлейф-борон и сеялок соответственно, шт.;

в_к, в_ш, в_с – конструктивная ширина культиватора, шлейф-бороны и сеялки соответственно, м;

G_к, G_ш, G_с, G_сц – сила тяжести (вес) культиватора, шлейф-бороны, сеялки и сцепки, кН [20] (приложение 15).

Подставив значения в формулу (13.5), найдём

Степень загрузки сформированного комбинированного посевного агрегата определяем по формуле

(13.6)

где ε – коэффициент, характеризующий степень использования тягового усилия трактора [9].

Подставим значения и найдём

При работе с культиваторами и сеялками на подготовленной почве допускается степень использования силы тяги 0,90…0,96 (приложение 20).