2.2. Рассчитаем состав машинно-тракторных агрегатов для сплошной культивации.

МТЗ – 82 + КПС – 4

Выбираем по технической характеристике культиватора 4, 5, 6 передачи трактора.

Определение номинальной касательной силы тяги трактора:

( 1 )

где Ркн – номинальная касательная сила тяги, кН;

Nен – номинальная эффективная мощность двигателя, кВт;

Iтр – передаточное число трансмиссии;

hмг – механический КПД трансмиссии;

nH – частота вращения коленчатого вала двигателя на номинальном скоростном режиме, об/мин;

rк – радиус колеса (ведущей звездочки), м.

Радиус качения ведущего колеса:

rk=ro+hш*l (2)

ro – радиус обода колеса, м;

hш – высота поперечного профиля шины, м;

l  - коэффициент усадки шины (для пневматических шин низкого давления на вспаханном поле – 0,8).

rk= 0,483 + 0,393*0,8 = 0,797

Определение максимальной силы сцепления трактора:

( 3 )

где Fmax – максимальная сила сцепления трактора, кН;

Gc – сцепной вес трактора, кН;

m - коэффициент сцепления движителя с почвой.

Определение тягового усилия трактора:

При Ркн<Fmax,

(4)

При Ркн ³ Fmax:

(5)

где Ркр – тяговое усилие трактора, кН;

f – коэффициент сопротивления качению трактора.

Определение удельного сопротивления, приходящегося на единицу ширины захвата агрегата:

( 6 )

где Кv – удельное сопротивление, приходящееся на ширину захвата агрегата при выбранной рабочей скорости движения, кН/м;

К - удельное сопротивление, приходящееся на ширину захвата агрегата при рабочей скорости Vро = 5 км/ч, кН/м;

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

DК – темп нарастания удельного сопротивления в зависимости от скорости агрегата.

Определение максимальной ширины захвата:

, ( 7)

где Вмах – максимальная ширина захвата агрегата, м.

,

,

Определение количества культиваторов и физической ширины захвата агрегата:

m = Вмах/bк, ( 8 )

где m – расчётное число машин;

bк – конструктивная ширина захвата машин, м.

m4 = 7,168/4 = 1,79

m5= 6,619/4 =1,65

m6 = 5,185/4 =1,29

Принимаем число машин на 4, 5, 6 передачах по одной.

Принимаемая ширина захвата агрегата определяется по формуле:

В = bк*m¢, ( 9 )

где В – принимаемая ширина захвата агрегата, м.

Ширина захвата агрегата равна конструктивной ширине захвата 4 м.

Определим тяговое сопротивление агрегата по формуле:

Rагр = В * Кv + f * gм * m’ * l g ( 10 )

где Rагр – тяговое сопротивление агрегата, кН.

Rагр4 = 4 * 1,688 + 0.11*9,69*1*0.65= 7,258 кН,

Rагр5 = 4 * 1,731 + 0.11*9,69*1*0.65= 7,431 кН,

Rагр6 = 4 * 1,789+ 0.11*9,69*1*0.65= 7,662 кН.

Определим коэффициент использования тягового усилия трактора по формуле:

hи = Rагр / Ркр, ( 11 )

где hи – коэффициент использования тягового усилия трактора.

hи4 =7,258 / 13,193 = 0,550

hи5 =7,431 / 12,470 = 0,596

hи6 = 7,662 / 10,068 = 0,761

Определим возможность преодоления агрегатом подъёма. Она может быть установлена по коэффициенту использования тягового усилия трактора при преодолении подъёма hиa.

hиa = Rагрa / Ркрa, ( 12 )

где hиa - коэффициент использования тягового усилия трактора при преодолении подъёма;

Rагрa – тяговое сопротивление агрегата при преодолении подъёма, кН;

Ркрa - тяговое усилие трактора при преодолении подъёма, кН;

Rагрa = Rагр + Gм * m’ * i, ( 13 )

где Gм – вес сельскохозяйственной машины, кН;

i – величина подъёма в долях заложения.

Rагрa4 = 7,258 + 9,69 * 1 * 0,03 = 7,568 кН,

Rагрa5 = 7,431 + 9,69 * 1 * 0,03 = 7,721 кН,

Rагрa6 = 7,662 + 9,69 * 1 * 0,03 = 7,952 кН,

hиa4 = 7,568/ 14,193 = 0,53

hиa5 = 7,721 / 13,470 = 0,57

hиa6 = 7,952 / 11,068 = 0,72

Определим сменную выработку машинно-тракторного агрегата.

Wсм = 0,1 * Вр * Vр * Тсм * t, ( 14 )

где Wсм – сменная выработка агрегата, га/см;

Тсм – время смены, ч;

t - коэффициент использования времени смены.

Wсм4 = 0,1 * (4 * 0,96) * 7,7 * 7 * 0,8 = 16,790 га/см,

Wсм5 = 0,1 * (4 * 0,96) * 9,8 * 7 * 0,8 = 20,296 га/см,

Wсм6 = 0,1 * (4 * 0,96) * 11,2 * 7 * 0,8 = 24,953 га/см.

Определим выработку агрегата за агротехнический срок.

Wагр. ср. = Wсм * Др, ( 15 )

где Wагр. ср. - выработка агрегата за агротехнический срок, га/агр. ср.;

Др – продолжительность агросрока, дней.

Wагр. ср.4 = 17,790 * 6 = 106,2 га/агр. ср.,

Wагр. ср.5 = 20,296 * 6 = 121,14 га/агр. ср.,

Wагр. ср.6 = 24,953 * 6 = 149,7 га/агр. ср..

Определим количество нормосмен.

I = Ω / Wcм, ( 16 )

где I – количество нормосмен;

Ω – общий объём работ, га.

I4 = 270 / 16,790 = 16,1

I5 = 270 / 20,296 = 13,3

I6 = 270 / 24,953 = 10,8

Определим количество агрегатов ( n ).

n = Ω / Wагр. ср., (17)

n4 = 270 / 106,2 =2,54

n5 = 270 / 121,14 = 2,2

n6 = 270 / 149,7 = 1,8

Принимаем при работе на 4 передаче 3 агрегата, на 5 передаче 2 агрегата, но рабочий день увеличим на 1 час, при работе на 6 передаче 2 агрегата.

Определим затраты труда.

Н = М * Тсм / Wсм, ( 18 )

где Н – затраты труда, чел. ч./га;

М – количество рабочих, обслуживающих агрегат в течение смены, чел.

Н4 = 1 * 7 /16,790 = 0,417 чел.-ч.

Н5 = 1 * 7 / 20,296 = 0,345 чел.-ч.

Н6 = 1 * 7 / 24,953 = 0,281 чел.-ч.

Определим затраты труда на весь объём работ.

Н0 = Н * Ω, ( 19 )

где Н0 - затраты труда на весь объём работ, чел.-ч.

Н04 = 0,417 * 270 = 104,228 чел.-ч.,

Н05 = 0,345 * 270 = 86,223 чел.-ч.,

Н06 = 0,281 * 270 = 70,133 чел.-ч..

Определим погектарный расход топлива.


( 20 )

где Qт – погектарных расход топлива, кг/га;

Gтр, Gтх, Gто – значения среднего часового расхода топлива соответственно при рабочем ходе, на холостых переездах и во время остановок агрегата с работающим двигателем.

Тр, Тх, То – соответственно затраты времени на работу под нагрузкой, холостое передвижение и остановки в течении смены.

Qт4 = 5,426 кг/га.

Qт5 = 4,488 кг/га.

Qт6 = 3,651 кг/га.

Определим расход топлива на весь объём работ.

Θ = Qт * Ω, ( 21 )

где θ - расход топлива на весь объём работ, кг.

Θ4 = 5,426 * 270 = 1356,419 кг.

Θ5 = 4,488 * 270 = 1122,110 кг.

Θ6 = 3,651 * 270 = 912,708 кг.

Определим объём тракторных работ в условных эталонных гектарах.

Ωэ. = I * Wн. э., ( 22 )

где Ωэ. - объём тракторных работ в условных эталонных гектарах, у. э.га; Wн. э. – эталонная сменная выработка трактора данной марки, у. э.га/см.

Wн. э.= wн. э. * Тсм, ( 23 )

где wн. э. – эталонная выработка трактора данной марки за 1 час сменного времени, у. э.га/ ч..

Wн. э. = 0,73* 7 = 5,1 у. э.га/ см.

Ωэ.4 = 16,1* 5,1 = 104,228 у. э.га.

Ωэ.5 = 13,3 * 5,1 = 86,223 у. э.га.

Ωэ.6 = 10,8 * 5,1 = 70,133 у. э.га.

Расчет двух других агрегатов приведен в приложении 5.

Приложение 5

Показатели.

МТЗ-80+КПС-4

I Т-150К+КПС-4

I ДТ-75М+КПС-4

4

I 5 |

6

| 6

| 7

| 8

I 4

| 5

| 6

l. Номинальная касательная сила тяги, кн

19.422

16,397

13.995

48.288

42,292

35.793

29.284

26.334

21.718

2.Номинальная сила сцепления ходового аппарата с почвой, кн

17.128

17,123

17,120

38.750

38.750

38.758

36.688

36.6178

36.688

З. Движущая сила, кн

17.128

16,397

13.995

75.758

З8.750

35,793

29.284

26.336

21.718

4.Сила тяги трактора на крюке, кн

13.193

12.478

18.868

17.644

17,644

14,587

18.772

15.824

11.285

5,Рабочая скорость трактора, км/ч

8.660

18.469

12.871

8. 448

9.544

11,354

7.615

8.522

18.437

6.Тяговый кпд трактора

,717

.658

,653

,423

.423

,388

.688

.566

.491

7Удельное тяговое сопр. агрегата, кн/м

1.688

1.731

1.789

1,683

1.789

1.752

1.663

1,685

1.738

8.Максим. ширина захв. агрегата, м

7.168

6.619

5.185

9.614

9.477

7.789

10.340

8.613

5.958

9.Количество машин (корпусов плуга)

в агрегате, шт.

1

1

1

2

2

1

2

л.

2

i-

1

10.Конструктивная ширина агрегата, м

4,000

4.000

4.000

8.000

8,000

4.000

8.000

8.000

4.000

12.Потребный Фронт сцепки, м

.000

.000

,000

4.000

4.000

,000

4.000

4,000

.000

12,Тяговое сопротивление агрегатами

7.258

7.435

7.662

14.578

14.790

7.516

14,419

14.593

7.428

13.Табличное значение коэффициента

использования силы тяги

,900

,900

.900

,920

.920

.920

,930

.930

.930

14.Расчетное значение коэффициента

использования сипы тяги

,550

,596

,761

.826

.838

,512

,768

,922

.663

15.Сменная производит, агрегата, га/см

16.796

20,296

24.953

26.471

29.935

22.012

23.884

26,728

28.234

16.Дневная выработка агрегата, га

23,842

28.821

35,433

37.539

42.588

31.257

33.916

37.954

28,733

17,Необходимое кол-во агрегатов, шт

3

2

2

3

2

3

2

2

2

18,Необходимое кол-во с/х машин, шт.

3

2

2

6

4

3

4

4

4

14,Объем работ, у. зт. га

72.959

60.356

49.853

109,881

96,458

131.177

88.597

72.822

95.135

2В. Рогектарный расход топлива, кг/га

5,426

4.486

3.651

6.270

5 ,545

8,268

3.898

3.483

5.006

21,Расход топп. на весь объем работ, кг

1356.41Ч

1122.118

912.718

1567.557

1386.164 2

2066.ОД

974,489

878,882 1

1251.570

22,Затраты труда на гектар, у-ч/га

.417

.345

. 281

,264

.234

.318

,293

.262

.346

23.3атр. труда на весь объем работ, ч-ч

104,228

86,223

70.133

66.189

58.459

79.501

73.270

65.474

36.486

24.Коп-во дней работы агрегатов, дн.

3.495

4,337

3.528

2.217

2,941

2.666

3.686

3.293

4.358

Исходя из представленной таблицы, для выполнения культивации принимаем трактор Т-150К с двумя культиваторами КПС-4. Такой вывод сделан исходя из следующих показателей: минимальных затрат труда, погектарного расхода топлива, дневной выработки агрегата. Также необходимо, чтобы расчетный коэффициент использования силы тяги не превышал значение табличного коэффициента.