При выборе трактора в состав агрегата прежде всего следует проверить его технологическую способность к выполнению данной операции (проходимость в междурядьях, повреждения растений и почвы, возможность присоединения рабочих машин к трактору и др.). Если же технологически возможно выполнять данную операцию агрегатами, в составе которых могут использоваться несколько разных тракторов, то приоритет в этом случае должен быть отдан более производительному.
Рабочие машины выбирают исходя из агротехнических требований к выполнению данной операции в заданных условиях (см. гл 3 и 4). Эти требования предопределяют качественный состав рабочих машин и допускаемый диапазон скоростей движения.
При выборе машин в состав агрегата также важно учитывать их надежность, а именно один из показателей надежности - безотказность в течение обусловленного периода использования.
Следует учитывать эксплуатационную технологичность - комплексное свойство машин или агрегата, характеризующее приспособленность конструкции к выполнению всех видов работ по ее обслуживанию при подготовке к работе, в процессе и после ее использования с наименьшими затратами времени, труда и средств, приходящихся на единицу выполненной работы за полный срок службы машины.
При подборе трактора и рабочих машин в состав агрегата следует также учитывать и такие факторы конкретного хозяйства, как почвенно-климатические условия, объем работы, размеры полей, возможный взаимный сдвиг технологических операций по времени, урожайность, развитость дорожной сети и др.
Всегда экономически целесообразнее выполнять больший объем работ агрегатом с большим захватом, чем несколькими агрегатами с меньшей шириной захвата.
Состав машинно-тракторных агрегатов во многом определяется удельным тяговым сопротивлением плугов Кпл , зависящим от типа и структуры почвы, агрофона и других факторов.
В состав МТА включают одну или несколько сельскохозяйственных машин. Если используются несколько машин, то применяют сцепки.
Таблица 4.1 –Удельные тяговые сопротивления плугов Кпл для основных типов почв
Почва | Агрофон | Кпл, кН/м2 для почв | |||
глинистых | тяжелосуглинистых | среднесуглинистых | легкосуглинистых | ||
Черноземная | Стерня озимых Пласт многолетних трав Целина, залежь | 68 86 90 | 49 57 71 | 35 45 52 | 25 31 39 |
Дерновоподзолистая | Стерня озимых Пласт многолетних трав Целина, залежь | 66 74 92 | 47 56 71 | 34 43 50 | 26 30 40 |
Каштановая | Стерня озимых Пласт многолетних трав Целина, залежь | 69 - 98 | 47 - 68 | 36 - 55 | 22 - 29 |
Засоленная | Стерня озимых | - | 82 | 73 | 65 |
4.2 Аналитический метод расчета состава агрегата
В основе этого расчета лежит рациональное соотношение тяговых возможностей энергетического средства (трактора) и сопротивлений рабочих машин, агрегатируемых с ним, в заданных конкретных условиях использования.
Расчет начинают с определения интервала скорости движения, в пределах которого обеспечивается требуемое качество работы сельскохозяйственных машин и приемлемые условия труда тракториста-машиниста. Зная тип трактора, определяют передачи, скорости движения, на которых входят в рекомендуемый интервал скоростей. Для выбранных передач определяют номинальные тяговые усилия Ркрн, которые трактор может иметь в данных условиях
(4.1)
По выражению (2.1) определяют номинальные тяговые усилия трактора при достаточном сцеплении движителей с основанием передвижения, то есть когда величина движущей агрегат силы F ограничивается мощностью двигателя.
Достаточность сцепления с почвой проверяют по выражению
, (4.2)
при этом принимается с некоторым запасом F равной касательной силе Рк.
Если неравенство (2.2) не выдерживается, то в расчетах Ркрн вместо Рк используют Fс, то есть
. (4.3)
Если агрегат тягово-приводной, то в расчете Ркрн используют не весь номинальный момент Мдн (мощность Nен) двигателя, а с вычетом из него момента (мощности) на привод рабочих машин
. (4.4)
Далее определяют значения удельных сопротивлений машин k на скоростях движения для выбранных передач трактора и сопротивление передвижению сцепки Rсц
, (4.5)
где mсц - масса сцепки, кг; f - коэффициент сопротивления передвижению.
Определяют теоретически возможную максимальную ширину захвата агрегата. Для однородного агрегата
. (4.6)
Для комплексного агрегата
, (4.7)
где К1, К2, …Кi - удельные сопротивления разнотипных машин, входящих в состав агрегата, Н/м.
Количество рабочих машин в агрегате определяют по формуле:
, (4.8)
где вк - конструктивная ширина захвата одной машины.
Полученный результат округляют до целого меньшего числа, чтобы иметь некоторый запас тягового усилия.
Для пахотных агрегатов целесообразнее сначала определить сопротивление одного корпуса
, (4.9)
где вк и h - конструктивная ширина захвата корпуса и глубина вспашки, м.
Зная Rк, определяют возможное количество корпусов
(4.10)
и округляют до меньшего целого числа.
Рассчитанный агрегат следует проверить по степени использования силы тяги трактора. Для этого определяют полное сопротивление рабочей части агрегата:
. (4.11)
Следует определять Rа для случая, когда агрегат движется на подъем, так как сила тяги Ркр должна обеспечивать этот более тяжелый режим.
Для плугов 
. (4.12)
Определяют коэффициент использования тягового усилия трактора
. (4.13)
Этот коэффициент показывает среднюю расчетную степень использования силы тяги с учетом вероятностного характера сопротивления и возможности его кратковременного значительного повышения.
Поэтому ξРкр всегда должен быть меньше единицы.
Для таких машин как сеялки, катки, культиваторы, которые работают на подготовленной почве и тяговое сопротивление наиболее равномерное, допускается расчетная степень использования тягового усилия трактора 0,90-0,96. При работе с плугами, лемешными лущильниками, дисковыми боронами расчетная степень загрузки должна быть 0,85-0,92.
4.3 Графический метод расчета агрегатов
Для этой цели наиболее просто использовать тяговые характеристики тракторов, на которых в функции Ркр изображены опытные кривые V, Gт, Nкр, δ на всех передачах (рис. 5.1). Ниже шкалы Ркр строится график сопротивления рабочих машин, по которому легко определить количество рабочих машин в агрегате на всех передачах. От начала координат (Ркр=0) в направлении OY строится шкала удельного сопротивления машин К. Определяют тяговое сопротивление одной рабочей машины, корпуса плуга и сцепки (если она необходима) и от соответствующего значения К проводят отрезки прямых, параллельных шкале Ркр. Отрезок разделяют на части, равные (в масштабе шкалы Ркр) сопротивлению одной машины (или одного корпуса плуга), и делают соответствующие отметки. Проекция на шкалу Ркр точек 1, 2, 3… покажет нагрузку трактора по тяге одной, двумя, тремя и т. д. машинами (корпусами плуга). Если для присоединения машины к трактору необходима сцепка, то сначала от начальной точки (Ркр=0) отрезка прямой откладывают сопротивление сцепки Rсц, остальную часть отрезка прямой делят на части, равные тяговому сопротивлению одной машины.
Пользование таким графиком сводится к тому, что задаваясь вероятными комплектами машин агрегата, проектируют соответствующие точки отрезков прямых на шкалу Ркр и далее – до пересечения с кривыми тяговой характеристики. Точки пересечения этих нормалей с кривыми тяговой характеристики проектируют на ось ординат и находят значения V, Gт, Nкр для взятого комплекта машин. Основное значение для сравнения различных комплектов имеет использование Nкр, так как производительность агрегата пропорциональна используемой мощности.
Ограниченное применение этого метода для практических расчетов состава агрегата связано с отсутствием тяговых характеристик для всех агрофонов, на которых работают тракторы (кроме стерни и подготовленной почвы к посеву), а также невозможность учитывать такие факторы, как подъем (уклон) поля, влияние скорости движения на тяговое сопротивление машин, мощность, передаваемой через ВОМ.
Рис. 4.1. Схема использования тяговой характеристики для расчета состава агрегата
В таблицах приложения 1-4 указано количество сельскохозяйственных машин в машинно-тракторных агрегатах с тракторами различного тягового класса при использовании их на легких (Кпл < 30 кН/м2), средних (Кпл = 30-50 кН/м2), тяжелых (Кпл = 50-85 кН/м2) и весьма тяжелых (Кпл > 85 кН/м2) почвах.
В приложение 5 приведены оптимальные агротехнические сроки проведения технологических операций, с учетом которых рассчитывается количество агрегатов.
4.4. Расчет кинематических характеристик МТА и рабочего участка
Работа машинно-тракторного агрегата на поле (рабочем участке) допускается только после подготовки поля к работе. В первую очередь осматривают подъездные пути и при необходимости приводят их в нормальное состояние. Затем осматривают поле, освобождают от препятствий, остатков соломы и других посторонних предметов, мешающих работе агрегата. Препятствия, которые невозможно убрать, отмечают вешками или ограждают. Если поле имеет сложную конфигурацию, рекомендуется выделить из него рабочий участок более простой формы (чаще всего прямоугольной), а клинья обрабатывать отдельно. После этого определяют длину и ширину рабочего участка, выбирают направление и способ движения агрегата с учетом длины гона, состава агрегата и особенностей технологического процесса. Из возможных способов движения агрегата выбирают тот, который обеспечивает наибольшую производительность и наилучшее качество работы.
Для кинематических характеристик агрегата используют ряд условных понятий и обозначений: кинематический центр агрегата (ц. а).; кинематическая длина агрегата (
); кинематическая ширина (
); длина выезда агрегата (е); радиус поворота агрегата (
).
Расположение кинематического центра агрегата (ц. а.) зависит от типа трактора, с которым агрегатируются машины.
Кинематическая длина агрегата определяется по формуле
, (1)
где 
, 
, 
– соответственно кинематическая длина трактора, сцепки и сельскохозяйственной машины, м.
Кинематическая ширина агрегата равна:
а) для симметричных агрегатов - половине конструктивной ширины захвата МТА,
(2)
б) для ассиметричных агрегатов - расстоянию от продольной оси агрегата, проходящей через кинематический центр, до наиболее удаленных точек агрегата, движущейся по полю;
в) для разбрасывателей удобрений и опыливателей - значениям, приведенным.
Для случаев, когда во время поворота агрегата с большой кинематической длиной рабочие органы машины не переводятся в транспортное положение, значение длины выезда (е) агрегата определяется из выражения
, (3)
В остальных случаях при фронтальной и передней навеске
, (4)
Значение радиуса поворота агрегата (
) определяется с учетом конструктивной ширины захвата агрегата (
) и скорости движения на поворотах (
). Рекомендуемая скорость движения на поворотах прицепных агрегатов = 5 км/ч (кроме поворотов с прямолинейным участком, где = 5…7 км/ч), навесных – = 5…7 км/ч. Например, если при работе МТА с дисковым лущильником скорость движения на поворотах = 5 км/ч, то Ro = 0,9·Вк, а если скорости движения агрегата на поворотах = 7 км/ч, то Ro = 1,25·(0,9·Вк).
Кинематические характеристики рабочего участка
Выбрать способы движения и поворотов агрегата по рекомендациям. Определить ширину поля.
Для симметричных агрегатов минимальная ширина поворотной полосы (
) при петлевых поворотах агрегата определится, м:
, (5)
при беспетлевых поворотах
, (6)
Для асимметричных агрегатов допускается определять минимальную ширину поворотной полосы ()при петлевых поворотах агрегата по формуле:
, (7)
а при беспетлевых поворотах
, (8)
Ширина (Е) поворотной полосы выбирается такой, чтобы ее значение было бы не менее () и кратным рабочей ширине захвата того агрегата, который будет осуществлять обработку поворотной полосы
, (9)
где 
- коэффициент кратности (целое число рабочих проходов); 
- рабочая ширина захвата агрегата, м.
Таблица 4.2. Значения радиуса поворота 
от рабочей ширины захвата агрегата 
и коэффициенты увеличения радиусов при повышении скорости движения
Агрегаты | Радиус поворота при скорости движения 5 км/ч | Коэффициенты увеличения при скорости движения, км/ч | ||||||
7 | 9 | 12 | ||||||
навесных и полунавесных | прицепных | навесных и полунавесных | прицепных | навесных и полунавесных | прицепных | навесных и полунавесных | прицепных | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
Пахотные | 3,0 | 4,5 | 1,05 | 1,15 | 1,20 | 1,42 | 1,35 | 1,60 |
Культиваторы (для сплошной обработки), бороны, лущильники (дисковые) | 0,9 | (1,0…1,5) | 1,06 | 1,25 | 1,32 | 1,55 | 1,46 | 1,75 |
Посевные: одно-двухсеялочные трех-пятисеялочные и более | 1,1 0,9 | 1,6 (1,1…1,3) | 1,08 1,08 | 1,32 1,32 | 1,41 1,41 | 1,57 1,57 | 1,58 1,58 | 1,80 1,80 |
Пропашные (культиваторы) | 0,8 | (1,0…1,2) | 1,06 | 1,35 | 1,34 | 1,68 | 1,48 | 1,85 |
Жатки, косилки | 0,9 | (1,2…1,4) | 1,09 | 1,30 | 1,46 | 1,62 | 1,52 | 1,82 |
Примечание: для разбрасывателей удобрений и опыливателей 
.
Таблица 4.3. Рекомендуемые способы движения и поворота агрегата
Сельскохозяйственная операция | Способ движения и поворота |
Лущение: лемешный лущильник дисковый лущильник | петлевой с чередованием загонов, беспетлевой комбинированный; челночный с петлевыми поворотами, беспетлевой перекрытием |
Вспашка | петлевой с чередованием загонов, беспетлевой комбинированный |
Внесение удобрений | челночный с петлевыми поворотами, беспетлевой перекрытием |
Культивация, плоскорезная обработка почвы | челночный с петлевыми поворотами, беспетлевой перекрытием |
Выравнивание, боронование, прикатывание почвы | челночный с петлевыми поворотами, диагонально-перекрестный с беспетлевами поворотами |
Посев зерновых | челночный с петлевыми поворотами, беспетлевой перекрытием |
Боронование посевов | челночный с петлевыми поворотами |
Опрыскивание, опыливание | челночный с петлевыми поворотами |
Уборка свеклы, кукурузы | челночный с петлевыми поворотами, беспетлевой перекрытием |
Посадка картофеля | беспетлевой перекрытием |
Уборка картофеля | беспетлевой перекрытием |
Таблица 4.4. Рекомендуемая ширина загонок (м) на пахоте в зависимости от длины гона и состава агрегата
Длина гона (м) | Трактор класса тяги | ||
5 | 3 | 1,4 | |
300…400 | -- | 50…60 | 40…45 |
400…500 | -- | 60…70 | 45…50 |
500…700 | 85…100 | 70…80 | 50…60 |
700…1000 | 100…120 | 90…100 | 60…70 |
1000…1300 | 120…140 | 100…110 | 70…80 |
Более 1500 | 150 | 120 | -- |
Ширина поворотной полосы должна быть кратной ширине захвата агрегата (для навесных плугов 12…15 м; для полунавесных 5- и 6-корпусных до 20 м, 8- и 9-корпусных до 26 м).
Основной способ движения агрегатов с дисковыми орудиями – челночный, но можно применять и диагонально-перекрестный.
Для работы челночным способом не требуется особой разметки поля, кроме границ поворотных полос. Их нарезают одним проходом агрегата.
Ширина поворотной полосы должна быть кратной захвату агрегата:
ЛДГ-5 –17 м, ЛДГ-10 – 35 м, ЛДГ-15 – 42 м, ЛДГ-20 – 60 м,
БДН-3 – 11 м, БДТ-7 –26 м, БД-10 – 38 м.
Ширина поворотной полосы трактора с гусеничным движителем в два раза уже относительно колесного.
Таблица 4.5. Рекомендуемая ширина загонок (м) на лущении в зависимости от длины гона и состава агрегата
лущильник | Тяговый класс | Ширина поворотной полосы (м) | Длина гона, м | ||||
300 | 500 | 700 | 1000 | 15000 | |||
ППЛ-10-25 | 3 | 21 | 75 | 115 | 125 | 140 | 160 |
ППЛ-5-25 | 1,4 | 12…15 | 50-70 | 70-80 | 90-100 | 100-110 | 120 |
Таблица 4.6. Примерные значения коэффициента использования времени смены τсм на различных полевых работах в зависимости от длины гона | Значение коэффициента τсм в зависимости от длины гона, м | До200 | 0,64 0,61 | 0,67 0,71…0,73 | 0,67 0,71…0,73 | 0,67 0,71…0,73 | 0,67 0,71…0,73 | 0,64 0,60 | 0,62 | 0,76 | 0,46 | 0,40 | 0,40 |
201…300 | 0,70 0,68 | 0,72 0,73…0,75 | 0,72 0,73…0,75 | 0,72 0,73…0,75 | 0,72 0,73…0,75 | 0,68 0,63 | 0,66 | 0,78 | 0,49 | 0,44 | 0,44 | ||
301…400 | 0,76 0,75 | 0,77 0,76…0,78 | 0,77 0,76…0,78 | 0,77 0,76…0,78 | 0,77 0,76…0,78 | 0,73 0,67 | 0,71 | 0,80 | 0,52 | 0,48 | 0,48 | ||
401…600 | 0,80 0,78 | 0,81 0,80…0,81 | 0,81 0,80…0,81 | 0,81 0,80…0,81 | 0,81 0,80…0,81 | 0,78 0,70 | 0,76 | 0,82 | 0,54 | 0,51 | 0,51 | ||
601…1000 | 0,86 0,82 | 0,84 0,82…0,83 | 0,84 0,82…0,83 | 0,84 0,82…0,83 | 0,84 0,82…0,83 | 0,82 0,73 | 0,80 | 0,84 | 0,56 | 0,53 | 0,53 | ||
1001…1500 | 0,88 0,84 | 0,87 0,84…0,85 | 0,87 0,84…0,85 | 0,87 0,84…0,85 | 0,87 0,84…0,85 | 0,85 0,76 | 0,82 | 0,86 | 0,57 | 0,55 | 0,55 | ||
Более 1501 | 0,90 0,85 | 0,89 0,86 | 0,89 0,86 | 0,89 0,86 | 0,89 0,86 | 0,86 0,78 | 0,84 | 0,88 | 0,58 | 0,56 | 0,56 | ||
Тип трактора | Колесный Гусеничный | Колесный Гусеничный | Колесный Гусеничный | Колесный Гусеничный | Колесный Гусеничный | Колесный Гусеничный | Колесный | Колесный | Колесный | Колесный | Колесный | ||
Вид работы | Вспашка | Культивация | Боронование | Дискование | Лущение | Посев зерновых | Посев пропашных | Кошение трав | Посадка рассады | Опрыскивание | Опыливание |
5. Оптимизация состава машинотракторного парка по почвенно-климатическим зонам Волгоградской области
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
