4. Разработка операционно-технологической карты на уборку картофеля

Исходные данные:

Размеры рабочего участка: длина – 1000 м;

ширина – 2500 м;

Площадь –250га;

Уклон местности i = 2%;

Агрегат – МТЗ-82 + Л-605.

4.1. Агротехнические требования, предъявляемые к уборке картофеля

Агротехнические требования. За 5...7 дней (на семеноводческих участках за 12... 15 дней) до начала уборки необходимо удалить ботву картофеля.

В бункер ботвоуборочной машины должно быть собрано не менее 70 % урожая здоровой ботвы и не менее 90% ботвы, пораженной болезнями.

Глубина подкапывания должна соответствовать глубине залегания клубней, перерезание клубней лемехами − не более 0,6 %.

Количество клубней, оставленных на поверхности после прохода комбайна, не должно превышать 7 % (при норме до 3 %).

Механические повреждения клубней (забоины, царапины, вмятины) не должны превышать 20 % (при норме до 12%), количество примесей (почва, камни, ботва) в клубнях−10% (при обработке на сортировальных пунктах количество примесей в бункере допускается до 25 %).

Отклонения от установленной глубины хода лемехов допускаются не более ±2 см. Клубни, оставшиеся на поверхности и неподкопанные, необходимо собирать путем боронования, культивации или перепашки.

Выкопанный картофель следует сортировать на три фракции и вывозить к месту хранения.

Таблица 4.2

Параметры потенциальной тяговой характеристики трактора МТЗ-820

Режим эксплуатации	Показатели	Передачи
		2	3	4	5	6	7
Ркр=0	Vx, км/ч	4,55	7,7	9,45	11,2	13,1	16
	Gтх, кг/ч	4,6	4,8	5,4	5,8	6,2	6,8
Ркрн	Ркрн, кН	19,6	18,1	15,4	13,7	11,25	9,0
	Nкр max, кВт	16,3	28,1	31,2	31,6	30,0	27,0
	Vрн, км/ч	3,1	5,85	7,7	9,15	10,6	12,5
	δ, %	29,5	20,5	14,5	12,6	10,4	9,2
	Gтн, кг/ч	9,3	13,6	14,5	14,1	14,1	13,1
Передаточное число транс-миссии		142	83,5	68,0	57,4	49,0	39,9

Скорость агрегата (км/ч) лимитируется его производительностью, и определяется по формуле:

(4.1)

где q_н−допустимая (номинальная) пропускная способность машины,

q_н=240 кг/c; [6]

K_гр≈ 0,5− коэффициент гребнистости поверхности поля;

 = 1,0 − коэффициент использования конструктивной ширины захвата;

_в = 1300…1600кг/м³ − плотность вороха; _в=1500 кг/м³

b − конструктивная ширина захвата, b=1,4 м;

h= 0,18…0,25 м − глубина хода лемеха комбайна, h=0,22 м;

По данным таблицы 4.2 и на основании расчётов принимаем 3-ю передачу. После этого проверяют возможность работы агрегата со скоростью V_р=V_{р max} при допустимой по мощности загрузке двигателя трактора;

Для тягово-приводного агрегата:

(4.2)

где R_м − тяговое сопротивление рабочей машины;

N_ВОМ – затраты мощности на привод ВОМ.

N_ВОМ = N_УД·q_н +N_ВОМ.XX = 0,04·240+4 = 13,2 кВт

(4.3)

где К – рабочее удельное сопротивление, кН/м;

(4.4)

где К ₀ – удельное тяговое сопротивление, кН/м

при V ₀ = 5 км/ч, К ₀ = 6,5 кН/м [6];

V _Р – рабочая скорость движения V _Р = 5,0, км/ч;

∆ _С – темп нарастания удельного сопротивления %, ∆ _С = 3% [6]

B −конструктивная ширина захвата комбайна, b = 1,4 м;

G_м −вес комбайна с полным бункером, кН G_м=71,6 кН;

i −угол склона,% i=2;

тогда

P_f− сопротивление качению трактора, кН;

(4.5)

где f_Т = 0,07−коэффициент сопротивления качению трактора

P_a−сопротивление движению трактора на местности, кН;

(4.6)

тогда,

_мг – механический К.П.Д трансмиссии принимаем _мг= 0,82;

_- – К.П.Д буксования

(4.7)

где  = 20,5 %

тогда

_ВОМ – К.П.Д ВОМ принимаем _ВОМ = 0,96 тогда

Так как N_ep<N_eн (32,37 кВт < 60 кВт), то агрегат должен работать на скорости не менее V_pmax.

Рассчитывается полное рабочее тяговое сопротивление (кН)

R_а = R_м + R_ВОМ

Тогда определяем условное дополнительное сопротивление, эквивалентное мощности, расходуемой на привод комбайна от ВОМа

, (4.8)

где – КПД трансмиссии трактора принимаем =0,82 [6];

– КПД привода вала отбора мощности, в расчете принимается

равным 0,96 [6];

и – номинальная частота вращения коленчатого вала

двигателя (мин^-1) и передаточное число трансмиссии на 3-й

передаче соответственно;

– радиус качения ведущих колес (м), определяется по формуле

r_к =r₀ + λ_шh_ш (4.9)

здесь r₀ и h_ш – радиус обода и высота шины колеса трактора, м;

λ_ш – коэффициент осадки шины, λ_ш=0,8 [6].

Тогда r_к=0,483+0,80,305=0,727 м

Рассчитывается полное тяговое сопротивление на холостом ходу (кН)

(4.10)

Тогда

Скорость на холостом ходу без переключения передачи

V_рх=V_x–R_aх(V_x–V_рн)/Р_крн, (4.11)

V_рх=7,7 – 5,65(7,7 – 5,85)/18,1=7 км/ч.

Часового расхода топлива на выбранной передаче производится с использованием формул

на рабочем ходу

G_тр=G_x+R_a(G_тн–G_x)/P_крн, (4.12)

G_тр=4,8+14,64(13,6–4,8)/18,1=11,9 кг/ч,

на холостом ходу

G_тх=G_x+R_aх(G_тн–G_x)/P_крн, (4.13)

G_тх=4,8+5,65(13,6–4,8)/18,1=8 кг/ч.

Определим коэффициент использования номинального тягового усилия _и

(4.14)

где P_КРн – номинальное тяговое усилие на 3-ой передаче P_кр.н = 18,1 кН

тогда

Определим коэффициент использования максимальной тяговой мощности _им

(4.15)

где V _р – рабочая скорость движения, км/ч;

(4.16)

где n _н – номинальное число оборотов, n _н = 2200 об/мин;

r _н – радиус колеса, r _н = 0,727 м;

i _т – передаточное число, i _т = 83,5;

δ – буксование, δ = 20,5% [6].

(4.17)

Подставляя значения, получаем:

Тяговый КПД трактора:

(4.18)

где N _кр – мощность на крюке, кВт;

(4.19)

Подставив, получаем:

Определим максимальный тяговый КПД:

(4.20)

где N_кр.max = 16,3 кВт (из условия)

N_e.n. – номинальная мощность, N_e.n = 60кВт

Определение использование номинальной мощности двигателя:

(4.21)

Определим коэффициент загрузки двигателя

(4.22)

Таблица 4.3

Эксплуатационно-технические показатели агрегата

Показатели	Значения показателей
Состав агрегата	МТЗ-820+Л-605
Конструктивная ширина захвата, м	1,4
Передача трактора: на рабочем ходу	3
при повороте	3
Рабочая скорость, км/ч	3,74
Скорость на повороте, км/ч	7
Часовой расход топлива, кг/ч: на раб. ходу	11,9
на повороте	8
при остановке с работающем двигателем	1,2
Коэффициент использования номинального тягового усилия	0,84
Коэффициент использования максимальной тяговой мощности	0,93
Тяговый КПД трактора	0,7
Максимальный тяговый КПД трактора	0,47
Коэффициент загрузки двигателя трактора	0,54