Методика расчета и расчетные формулы

1) Расчет простого тягового агрегата

Максимальное (по тяговой загрузке) число машин в агрегате:

(3.1)

где  - значение силы тяги трактора на данной передаче, кН (см. табл. 1.2);

  - сопротивление сельскохозяйственной машины, кН;

 - уклон пути движения агрегата, % ().

(3.2)

где  - конструктивная ширина захвата машины, м (прил. 2, табл. 2.5 и 2.6);

 - удельное тяговое сопротивление машины, соответствующее рабочей скорости , кН/м;

 - вес машины, кН (см. прил. 2, табл. 2.5 и 2.6);

 - коэффициент сопротивления перекатыванию колес машины (прил. 2, табл. 2.7).

Удельное тяговое сопротивление машины, кН/м:

(3.3)

где  - приведенное удельное тяговое сопротивление машины, кН/м (при = 5 км/ч) (прил. 2, табл. 2.8);

 - темп нарастания удельного сопротивления машины с увеличением рабочей скорости, % (прил. 2, табл. 2.9).

Если количество машин в агрегате получается больше одной, необходимо подобрать сцепку (прил. 2, табл. 2.10).

Фронт сцепки, м:

                                                                                 (3.4)

 

 

Тяговое сопротивление сцепки, кН:

(3.5)

где  - вес сцепки, кН (см. прил. 2, табл. 2.10);

 - коэффициент сопротивления качению колес сцепки (см. прил. 2, табл. 2.7).

Количество машин в агрегате с учетом сопротивления сцепки:

(3.6)

Сопротивление тягового агрегата, кН:

                                                                                  (3.7)

где  - количество машин, полученное по расчету.

2) Расчет простого пахотного агрегата

Количество корпусов плуга:

(3.8)

где  - сопротивление одного корпуса плуга, кН.

(3.9)

где   - ширина захвата одного корпуса, м;

  - глубина вспашки, м;

 - удельное сопротивление плуга, кН/м² (определяется по формуле (3.3) с использованием данных табл. 2.11 прил. 2);

  - удельный вес одного корпуса плуга, кН/м.

Сопротивление пахотного агрегата, кН:

(3.10)

где  - вес плуга, кН (см. прил. 2, табл. 2.5).

 

3) Расчет комплексного (комбинированного) тягового агрегата

Максимальная конструктивная ширина захвата агрегата, м:

(3.11)

где  и ,  и  - соответственно удельные тяговые сопротивления и удельные веса машин первого и второго вида, входящих в состав агрегата, кН/м.

Удельный вес i-ой машины, кН/м:

(3.12)

Количество машин первого вида:

(3.13),

где  - количество машин первого вида;

  - конструктивная ширина захвата машин первого вида, м.

Количество машин второго вида:

                                                                                         (3.14)

где  - соотношение между числом машин первого и второго вида (округлить до целого числа в сторону увеличения).

(3.15)

где  - конструктивная ширина захвата машин второго вида, м.

Сопротивление комплексного агрегата, кН:

                                                              (3.16)

где ,  - соответственно сопротивление одной машины первого и второго вида, кН.

		(3.17)
		(3.18)

Если количество машин первого (основного) вида больше одной, необходимо выбрать сцепку и повторить расчет, учитывая тяговое сопротивление сцепки:

(3.19)

4) Расчет комбинированного пахотного агрегата

Тяговое сопротивление, приходящееся на один плужный корпус, с учетом тягового сопротивления дополнительных машин (борон, катков и др.), кН:

(3.20)

где  - сопротивление одного корпуса плуга, кН (определяется по формуле (3.9));

,  - соответственно удельное тяговое сопротивление и удельный вес машины, идущей в агрегате за плугом, кН/м (см. прил. 2, табл. 2.5 и 2.8).

Количество плужных корпусов в агрегате:

(3.21)

Количество дополнительных машин в агрегате (кроме плуга):

(3.22)

Сопротивление комбинированного пахотного агрегата, кН:

(3.23)

где  - сопротивление плуга, кН (определяется по формуле (3.10).

Во всех случаях расчета количество машин или корпусов плуга округляют до целого числа в сторону уменьшения с целью обеспечения запаса тяги трактора.

5) Расчет тягово-приводного агрегата

Тягово-приводной агрегат, как правило, состоит из трактора и одной сельхозмашины, работающей с приводом рабочих органов от вала отбора мощности (ВОМ). В этом случае расчет сводится к определению суммарных затрат мощности двигателя на выбранной передаче трактора, кВт:

(3.24)

где  - мощность на привод сельхозмашины от ВОМ, кВт (прил. 2, табл. 2.12);

Тяговое сопротивление машины, кН:

- картофелеуборочный агрегат (может быть определено по формуле (3.2);

- машина для внесения удобрений, опрыскиватель, пресс-подборщик:

(3.25)

где  - вес машины, кН (см. прил. 2, табл. 2.5);

 - вес материала в технологической емкости машины (если таковая имеется), кН (прил. 2, табл. 2.13 и 2.14). При необходимости - использовать данные, приведенные в табл. 2.22.

 - коэффициент, учитывающий потери скорости на буксование движителей трактора:

(3.26)

где  - КПД привода ВОМ (  = 0,94-0,98).

Степень загрузки двигателя:

(3.27)

оптимальное значение находится в пределах = 0,90-0,95.

где  - номинальная мощность двигателя, кВт (см. прил. 2, табл. 2.4).

6) Коэффициент использования тягового усилия трактора является основным энергетическим признаком рациональности составленного агрегата:

(3.28)

Расчетные значения коэффициента использования тягового усилия должны иметь значения менее единицы, в противном случае агрегат будет неработоспособен. Оптимальные значения коэффициента использования тягового усилия тракторов на различных технологических операциях приведены в таблице 2.15 приложения 2.

7) Производительность за один час рабочего (основного) времени (чистая), га/ч:

                                                                                  (3.29)

где   - рабочая ширина захвата агрегата, м.

                                                                                       (3.30)

где   - количество машин в агрегате;

 - конструктивная ширина захвата машины, м;

 - коэффициент использования конструктивной ширины захвата (прил. 2, табл. 2.16).

Результаты расчетов сводятся в таблицу 3.2.

 

Таблица 3.2 - Определяемые параметры по заданию 3.

№ передачи	Кон-струк-тивная ширина захвата агрегата , м	Количество машин в агрегате		Характеристики сцепки		Тяговое сопро-тивление агрегата , кН	Коэффи-циент использо-вания тягового усилия	Рабочая ширина захвата агрегата , м	Чистая часовая произво-дитель-ность агрегата , га
				марка	тяговое сопро-тивление , кН
		1-го вида	2-го вида

8) Основная рабочая передача выбирается по максимальной чистой часовой производительности с учетом значения коэффициента использования тягового усилия.

Все последующие расчеты и действия проводятся с агрегатом, соответствующим основной рабочей передаче.

Контрольные вопросы:

1. Классификация машинно-тракторных агрегатов.

2. Дайте определение удельному и полному сопротивлению с.-х. машин. Какие факторы влияют на их величину?

3. Укажите основной критерий, определяющий рациональный состав и режим работы МТА.

4. Охарактеризуйте понятия «конструктивная» и «рабочая» ширина захвата агрегата.

5. В чем состоит сущность коэффициента использования тягового усилия трактора?

6. От каких основных факторов зависит тяговое сопротивление рабочей машины?

7. Чем характеризуются эксплуатационные свойства сцепок?

8. Каким образом определяется требуемый фронт сцепки?

9. Какие ограничения учитывают при комплектовании с.-х. тяговых агрегатов?

10. Укажите виды производительности МТА и их отличительные признаки.

11. Какие существуют пути повышения производительности МТА?

 

Задание 4. Подготовка поля к выполнению заданной операции и организация работы машинно-тракторного агрегата

 

Цель задания. Получение навыков по аналитическому определению кинематических параметров агрегата, способа организации его работы и подготовке поля.

4.1. Содержание задания

1) Вычертить схему агрегата в плане;

2) Описать порядок подготовки поля и выбрать способ движения агрегата;

3) Рассчитать кинематические параметры агрегата и определить места его технологического обслуживания;

4) Вычертить схему подготовки поля и движения машинно-тракторного агрегата;

5) Занести результаты расчета в таблицу 4.2 и сделать выводы по заданию.

4.2. Порядок выполнения задания

1) Рассчитать вылеты маркеров , м (4.1) и , м (4.2) (при необходимости);

2) Вычертить схему агрегата в плане;

3) Рассчитать коэффициент рабочих ходов агрегата  (4.3) и выбрать способ его движения;

4) На основе расчета радиуса поворота агрегата , м (4.7), длины его выезда , м (4.9)-(4.10) и кинематической длины , м (4.11) определить оптимальную ширину загона , м (4.12)-(4.16) (при необходимости разбивки поля на загоны);

5) Рассчитать действительную ширину загона , м (4.17) и определить число загонов  (4.18);

6) Рассчитать длину хода агрегата до остановки для технологического обслуживания , м (4.21), количество проходов агрегата  (4.20) и определить расстояния между технологическими остановками на поворотных полосах поля , м (4.19) (при необходимости);

7) Вычертить схему подготовки поля;

8) Вычертить схему движения машинно-тракторного агрегата.

 

Таблица 4.1 - Исходные данные для расчета задания 4

Марка тракто-ра	Марка сцепки	С.-х. машина		Рабочая ширина захвата , м	Рабочая скорость , км/ч	Длина гона , м	Ширина участка , м
		марка	кол-во

 

Окончание таблицы 4.1

Кинематическая длина, м			Норма высева (внесения) технологического материала, урожайность , т/га	Объем рабочей емкости с.-х. машины , м^3	Плотность технологического материала , т/м^3
трактора	сцепки	с.-х. машины