перевищувати вантажну висоту комбайнів. Вантажна висота комбайна - це відстань від рівня землі до нижньої точки кожуха вивантажувального шнека, що віддалена від його вільного кінця на 1,2-1,3 м. Максимальну висоту додаткових бортів визначають як різницю між вантажною висотою комбайна та вантажною висотою автомобіля за основними бортами.
При обслуговуванні комбайнів автомобілі можуть завантажуватися як на зупинках, так і на ходу. У першому випадку завантажування автомобіля визначається місткістю кузова та місткістю бункера комбайна, у іншому - тільки місткістю кузова автомобіля.
Розрахункові залежності для визначення висоти додаткових бортів h6 (м) такі:
при вивантажуванні зерна на зупинках –
 , (5.16)
при вивантажуванні на ходу –
 , (5.17)
де V6з,  - місткість відповідно бункера для зерна комбайна і кузова автомобіля, м3; nб - ціле число бункерів зерна, що перевозять автомобілем за рейс:
 ;
 - номінальна вантажопідйомність автомобіля, т;  - об'ємна маса зерна, т/м3; Fвп - площа вантажної платформи автомобіля, м2; hвк - вантажна висота комбайна, м; hва - вантажна висота автомобіля за основними бортами, м.
Зміст і послідовність виконання роботи
В одержаному у викладача індивідуальному завданні для виконання роботи повинні бути вказані: марка зернозбиральних комбайнів, їх кількість у складі збиральної ланки, збирана сільськогосподарська культура, урожайність зерна, ширина захвату жниварки комбайна, робоча швидкість руху комбайна, марка автомобіля, відстань перевезення зерна, його об'ємна маса.
Із технічної характеристики комбайна з'ясовуємо місткість бункера зерна, а з технічної характеристики автомобіля - його номінальну вантажопідйомність, вантажну висоту, місткість кузова.
На підставі викладеного раніше приймаємо для наступних розрахунків числові значення: коефіцієнта використання місткості бункера для зерна; розрахункову швидкість автомобіля; затрати часу на зважування автомобіля, його розвантажування та на переїзд автомобіля від одного комбайна до іншого, коли у кузові нагромаджується зерно з двох і більше бункерів; продуктивність вивантажувального шнека.
Тривалість заповнення бункера комбайна зерном розраховують за формулою (5.3); тривалість руху автомобіля з вантажем і без нього за формулою (5.5 та 5.6).
Кількість бункерів, необхідних для завантажування автомобіля, за формулою (5.11).
Тривалість вивантажування зерна із бункера комбайна знаходять за формулою (5.9), а тривалість завантажування автомобіля за формулою (5.8).
|
Чистий робочий час агрегату під час зміни визначають на підставі складових нормативного робочого часу зміни за формулою:
де Чисельні значення Т нз, Т обс і Т воп, що належать до позациклових регламентованих нормованих простоїв, наведені в Типових нормах на механізовані сільськогосподарські роботи. Коефіцієнт поворотів визначають за формулою:
|
, (4.7)
- тривалість підготовчо-заключних робіт, пов’язаних із проведенням щозмінного технічного обслуговування агрегату, підготовкою його до переїзду, переїздами на початку та в кінці зміни, одержанням наряду і здачею роботи; Тобс - тривалість організаційно-технічного обслуговування агрегату в загінці, пов'язаного з очищенням робочих органів, перевіркою якості роботи, технологічними регулюваннями та технічним обслуговуванням; Твоп - час для відпочинку та особистих потреб обслуговуючого персоналу; τпов - коефіцієнт поворотів; τто - коефіцієнт технологічного обслуговування агрегату, що враховує простої, пов'язані із завантажуванням (наприклад, сівалок насінням і добривами) та розвантажуванням (наприклад, бункера зернозбирального комбайна) технологічних місткостей, заміною транспортних засобів тощо; τпер - коефіцієнт переїздів з поля на поле (з ділянки на ділянку) протягом зміни.
, (4.8)робоча швидкість руху комбайна, км/год;  - урожайність зерна, т/га.
Кількість бункерів, необхідну для завантажування автомобіля (із заокругленням до цілого меншого числа), визначають з урахуванням вантажопідйомності автомобіля та маси зерна в бункері:
 , (5.11)
де  - номінальна вантажопідйомність автомобіля, т;  - маса зерна в бункері, т;  - місткість бункера, м3;  - об'ємна маса зерна, = 0,79 т/м3; ψ - коефіцієнт використання місткості бункера зерна, ψ = 0,95.
Тривалість переїзду автомобіля від одного комбайна до іншого, коли у кузові автомобіля нагромаджується зерно з двох і більше бункерів, приймають у межах t пер = 1 - 3 хв. Але вона не повинна перевищувати часу, що визначається з відношення:
 , (5.12)
де  - тривалість циклу (заповнення бункера плюс вивантажування зерна з нього) комбайна, хв; пк- кількість комбайнів в обслуговуваній ланці.
Затрати часу на зважування автомобіля на автомобільних вагах tза = 4,5 хв, а тривалість механізованого розвантажування автомобіля tроз - 3,6 хв.
Кількість автомобілів, необхідну для відвезення зерна від комбайнів, визначають за формулою:  , (5.13)
Одержане значення заокруглюють до найближчого більшого цілого числа, щоб уникнути простою у комбайнів в очікуванні автомобілів. За заокругленим значенням nав уточнюють тривалість рейсу автомобіля:
 , (5.14)
Щоб уникнути одночасного заповнення бункерів комбайнів зерном, початок роботи кожного з них зрушують у часі з інтервалом  (хв), який визначають із співвідношення:  . (5.15)
Для визначення черговості надходження відповідних автомобілів до відповідних комбайнів з метою вивантажування зерна будують графік узгодження їх роботи. Його будують так, щоб до закінчення заповнення зерном бункера кожного із комбайнів був вільний автомобіль для вивантажування в нього зерна. На графіку вивантажування зерна  має починатися в кінці часу заповнення зерном  бункера відповідного комбайна.
Для зменшення втрат урожаю при транспортуванні рівень зерна в кузові автомобіля повинен бути на 10-15 см нижчий від верхніх країв бортів, які нарощують для повнішого використання вантажопідйомності автомобілів. При цьому вантажна висота автомобілів з додатковими бортами не повинна |
механізовані сільськогосподарські роботи); L р- довжина робочого гону, м.
Коефіцієнт технологічного обслуговування агрегату розраховують за формулою:
 , (4.9)
де t то - тривалість однієї технологічної зупинки агрегату, що пов'язана із завантажуванням (заповненням, розвантажуванням) технологічних місткостей, хв (наведена в Типових нормах на механізовані сільськогосподарські роботи); Wг = 0.1В р υ р - продуктивність агрегату за 1 год. основного часу, га/год.; Uв - норма витрати насіння, добрив або врожайність сільськогосподарської культури, кг/га; V - об'єм технологічних місткостей агрегату, м3; р - об'ємна маса матеріалу, кг/м3; ψ - коефіцієнт використання (заповнення, спорожнення) технологічних місткостей (кузовів, бункерів, ящиків, резервуарів, банок тощо): для зернозбиральних комбайнів ψ = 0,95, сівалок - 0,75-0,85.
Коефіцієнт переїздів визначають за формулою:
 , (4.10)
де t пп - тривалість часу підготовки агрегату до переїзду, год; l пер - середня відстань переїзду, км;  - швидкість руху агрегату при переїздах, км/год (для МТА з трактором Т-150К  = 8,5км/год, для решти агрегатів - 6,5 км/год); n агр -кількість агрегатів, які одночасно працюють на полі (ділянці); Fср - середня площа поля (ділянки), яку обробляють, га.
Залежно від складності агрегатів та кількості агрегатованих машин тривалість часу на їх перебудову коливається в межах 6-20 хв. Для підготовки до переїзду агрегатів, які не потребують перебудови в транспортне положення, надається 4 хв.
Середню відстань одного переїзду визначають залежно від середньої площі робочої ділянки Fср та класу довжини гону (табл. 4.2).
Таблиця 4.2.
Середня відстань переїзду залежно від середньої площі
робочої ділянки і класу довжини гону
|
Тривалість повного завантаження автомобіля в полі залежить від організації перевезень зерна від комбайнів. При використанні нагромаджувача- перевантажувача:
де qна - номінальна вантажопідйомність автомобіля, яким перевозять зерно від комбайнів, т; При прямих перевезеннях зерна від комбайнів:
де Тривалість механізованого вивантажування зерна із бункера зернозбирального комбайна визначають за формулами: при вивантажуванні зерна на зупинках –
при вивантажуванні на ходу –
 - місткість бункера, м3;  - об'ємна маса зерна, т/м3; ψ - коефіцієнт використання місткості бункера, ψ = 0,95;  - продуктивність вивантажувального шнека, кг/с (для СК-5, СК-6  =15 кг/с; для "Дону-1500" та КЗС-9-1»Славутич»  = 40 кг/с; для "Вектор-410" = 42 кг/с; для "Акрос-530" = 90 кг/с;); Вр - робоча ширина захвату жниварки комбайна, м; Vр - |
, м3
км/год
км/год
, (5.7)
- продуктивність перевантажувального пристрою нагромаджувача-перевантажувача, т/год.
, (5.8)
- тривалість вивантажування зерна із бункера комбайна, хв; nб – кількість бункерів зерна, що вміщуються в кузові автомобіля; tпер - витрати часу на переїзд автомобіля від одного комбайна до іншого, коли у кузові нагромаджується зерно з двох і більше бункерів комбайнів збиральної ланки.
, (5.9)
, (5.10)Клас довжини гону визначають за таблицею 3 з урахуванням ширини Сділ і довжини Lділ ділянки.
При розрахунку продуктивності агрегату за потужністю двигуна (формула 2) номінальну ефективну потужність знаходять у технічній характеристиці трактора. Коефіцієнт завантаження двигуна за потужністю  визначають за формулою:
 , (4.11)
де  - фактично реалізована ефективна потужність при даному завантаженні, кВт.  , (4.12)
де  - ККД, який ураховує буксування ходового апарата,  = 1 - δ /100, де δ - буксування ходового апарата, % (беруть із тягової характеристики трактора при  ).
Оптимальне завантаження двигуна трактора в експлуатаційних умовах забезпечує найбільшу продуктивність і економічність агрегату за витратою палива. Воно залежить від ступеня нерівномірності тягового опору  і запасу крутного моменту двигуна.
Якщо склад агрегату не забезпечує повного завантаження двигуна за потужністю, підвищення швидкості знижує якість роботи, а збільшити ширину захвату агрегату (начіпного, тягово-приводного) неможливо, то підвищити економічність роботи двигуна при значних недовантаженнях можна переведенням недовантаженого двигуна на знижену частоту обертання колінчастого вала. Для збереження необхідної швидкості агрегату при цьому включають вищу передачу. Швидкісний режим тракторних двигунів із всережимними регуляторами змінюють зміною подачі палива. При зниженій внаслідок зменшення подачі палива частоті обертання колінчастого вала двигун працює економічніше, оскільки при однакових потужностях і крутному моменті питома витрата палива зменшується.
Таблиця 4.3.
Визначення класу довжини гону
|
автомобіля, хв;  - продуктивність комбайна (по зерну), т/год;  - номінальна вантажопідйомність автомобіля, т; γса - коефіцієнт використання вантажопідйомності, γса=0,85.
Необхідність в обслуговуванні комбайна зумовлена заповненням його бункера зерном. Тривалість (хв) його заповнення визначають за формулою:
 , (5.2)
де, V6к - місткість бункера для зерна комбайна, м3;
 - об'ємна маса зерна, т/м3; ψ - коефіцієнт використання місткості бункера для зерна;  - продуктивність комбайна за 1 год чистої роботи, га/год;
U3 - урожайність зерна, т/га. Підставимо у формулу:
 (5.2)
де Вр - робоча ширина захвату жниварки комбайна, м;  - робоча швидкість руху комбайна, км/год, одержимо:
 , (5...3)
Про визначення робочої швидкості комбайна вже йшлося. Тривалість рейсу автомобіля визначають з виразу:
 , (5.4)
де tзв - тривалість поїздки транспортного засобу з вантажем, хв;
 - тривалість повного завантажування автомобіля зерном у полі, хв;
 - витрати часу на зважування автомобіля з розрахунку на один рейс, хв;  - тривалість розвантажування автомобіля на току (зерноочисному пункті), хв.; tбв - тривалість поїздки транспортного засобу без вантажу, хв
Тривалість руху автомобіля з вантажем і без вантажу становить:
 , (5.5)
 , (5.6)
де l в- відстань перевезення зерна, км;  - розрахункова швидкість автомобіля з вантажем та без вантажу, км/год, (див таблицю 5.1).
Таблиця 5.1
Розрахункова швидкість автомобіля з вантажем та без вантажу, км/год,
|
Витрату палива на одиницю виконаної роботи (погектарну витрату палива) можна визначити, якщо відомі загальна витрата палива за зміну та змінна продуктивність агрегату, тобто:
де
Тривалість зупинок агрегату з працюючим двигуном встановлюють за рівнянням:
де
Т то = τ то Тр, (4.16) Таблиця 4.2. Орієнтовна витрата палива при роботі машинно-тракторних агрегатів, кг/год |
, (4.13)
- погектарна витрата палива, кг/га; Сп зм - загальна витрата палива за зміну, кг; (
, Gпх, Gпз - годинна витрата палива відповідно при робочому ходу агрегату під навантаженням, при холостому ходу (поворотах, заїздах і переїздах) та на зупинках агрегату з працюючим двигуном, кг/год.; 
, Тпов, Тзуп - відповідно за зміну чистий робочий час, час холостих поворотів, заїздів і переїздів та час зупинок агрегату з працюючим двигуном, год; 
- змінна продуктивність агрегату, га. Час холостого руху агрегату на поворотах визначають за формулою:
, (4.14)
, (4.15)
- тривалість технологічного обслуговування агрегату протягом зміни,
- тривалість щозмінного технічного обслуговування агрегату. Тривалість технологічного обслуговування агрегату дорівнює:холостому ході на поворотах Спх і на зупинках з працюючим двигуном Спз.
Час холостого руху агрегату на поворотах визначаємо за формулою (12), а тривалість технологічного обслуговування агрегату з урахуванням зупинок на завантажування сівалки насінням і добривами за формулою (16). За формулою (15) визначаємо тривалість зупинок агрегату з працюючим двигуном та погектарну витрату палива за формулою (13).
Зміст звіту.
Послідовно навести розрахунки по визначенню продуктивності машинно-тракторного агрегату та погектарної витрати палива з поданням відповідних графіків.
Запитання для перевірки знань
1. Як визначити продуктивність агрегату за шириною захвату і швидкістю руху?
2. Як розрахувати продуктивність агрегату за номінальною потужністю двигуна?
3. У чому полягає особливість тягового розрахунку начіпних агрегатів?
4. Що таке коефіцієнт технологічного обслуговування агрегату і як його розрахувати?
5. Які складові нормативного балансу часу зміни?
6. Як визначити середню відстань внутрішньозмінних переїздів агрегату?
7. Що розуміють під ступенем використання роботоздатності агрегату, трактора і двигуна?
8. Як визначити коефіцієнт експлуатації агрегату?
9. Як визначити час холостого руху агрегату на поворотах та тривалість його технологічного обслуговування?
10. Що необхідно знати, щоб визначити погектарну витрату палива?
11. Розкажіть про систему заходів, що сприяють підвищенню коефіцієнта експлуатації агрегату.
Лабораторна робота№5
Тема: РОЗРАХУНОК ПОТРЕБИ В ТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБАХ ДЛЯ ОБСЛУГОВУВАННЯ ЗЕРНОЗБИРАЛЬНИХ КОМБАЙНІВ
Мета роботи: Опанувати методику визначення кількості транспортних засобів для перевезення зерна від зернозбиральних комбайнів при їх груповій роботі. Навчитися будувати графік узгодження роботи комбайнів і транспортних засобів у складі збирально-транспортного загону.
Загальні відомості
При груповій роботі зернозбиральних комбайнів у складі збирально-транспортного загону кількість автомобілів для обслуговування комбайнів визначають за формулою:
 , (5.1)
де пк - кількість комбайнів в обслуговуваній групі;  - тривалість рейсу |
У зазначених інтервалах витрата палива тим більша, чим вища швидкість руху і чим пухкіший ґрунт. На поворотах витрата палива на 15-25% більша. Залежить від завантаження двигуна (складу агрегату, швидкості руху, агрофону). Перші числа інтервалів відповідають найменшій витраті палива при завантаженні 80-85% від
|
, другі - найбільшій витраті при 
.
Зміст і послідовність виконання роботи
Одержуємо у викладача індивідуальне завдання для виконання роботи. У ньому повинні бути наведені виконувана технологічна операція, склад агрегату та умови його використання: довжина гону; схил місцевості; коефіцієнт опору коченню трактора, зчіпки і робочої машини; питомий тяговий опір; норми висіву насіння та внесення добрив або врожайність культури; об'ємна маса насіння, добрив тощо.
Послідовність виконання роботи розглянемо на прикладі розрахунку змінної продуктивності агрегату у складі трактора ЮМЗ-6КМ та сівалки ССТ-12В на сівбі цукрових буряків.
Умови використання агрегату і вихідні дані: довжина гону Lр = 850 м; схил місцевості і = 0,02; коефіцієнт опору коченню трактора f = 0,16; питомий тяговий опір сівалки k = 1,0 кН/м; норма висіву насіння N в=12кг/га; норма внесення гранульованого суперфосфату И д =90кг/га; об'ємна маса насіння ρ н = 400 кг/м3, об'ємна маса гранульованого суперфосфату ρ д = 1020кг/м3.
З технічної характеристики сівалки ССТ-12В встановлюємо, що вона начіпна, її конструктивна ширина захвату B к=5,4м, конструктивна маса mки = 1225 кг, місткість насінних бункерів Vбн = 0,192 м3, місткість тукових бункерів Vбт= 0,280 м3, інтервал агротехнічно допустимих швидкостей руху V= 5,2 - 7,0 км/год; обслуговує сівалку тракторист-машиніст.
Із Типових норм виробітку на механізовані сільськогосподарські роботи та довідкової літератури знаходимо: тривалість одного повороту агрегату tпов = 52 с; тривалість одного завантажування сівалки насінням tтон = 7 хв і добривами tтод = 5 хв; тривалість підготовчо-заключних робіт Тпз = 63 хв = 1,05 год, із них тривалість щозмінного технічного обслуговування агрегату Тщто = 30хв = 0,5год, витрати часу на підготовку агрегату до переїзду - 4 хв., переїзди на початку і в кінці зміни - 26 хв., на одержання наряду і здачу роботи - 3 хв; тривалість організаційно-технічного обслуговування агрегату в загінці То6с = 23 хв = 0,38 год; час для відпочинку і особистих потреб Твоп = 30 хв = 0,5 год.
Приймаємо: коефіцієнт використання конструктивної ширини захвату агрегату ξв -1; тривалість зміни Тзм = 7 год; внутрішньозмінні переїзди відсутні τпер = 0; механічний ККД трансмісії ηмг = 0,92; коефіцієнт, що враховує довантаження трактора сівалкою, λд = 1,0.
За формулою (4.3) визначаємо робочу ширину захвату агрегату.
Визначаємо експлуатаційну масу сівалки: 
Розраховуємо робочий тяговий опір агрегату: 
Для визначення робочої швидкості агрегату звертаємося до тягової характеристики трактора ЮМЗ-6КМ, знятої на полі, підготовленому для сівби. Оскільки інтервал агротехнічно допустимих швидкостей для сівалки ССТ-12В перебуває в межах 5,2-7 км/год, то за тяговою характеристикою трактора такі швидкості можуть бути забезпечені на передачах 5р, 1 і 2.
Щоб визначити швидкість руху, яка відповідає тяговому завантаженню трактора Rан, треба знати зміну швидкості залежно від тягового зусилля трактора |
Рт. З таблиці тягової характеристики трактора виписуємо необхідні вихідні дані і за ними будуємо графіки зміни робочої швидкості на передачах 5р, 1 і 2 та буксування рушіїв залежно від тягового зусилля Рт (рис. 4.6).
Вибираємо робочу передачу та визначаємо робочу швидкість і буксування.
Рис. 4.6. Визначення робочої швидкості і буксування трактора ЮМЗ-6КМ в агрегаті із сівалкою ССТ-12В:
1,2, 5р - передачі трактора; В - інтервал агротехнічно допустимих швидкостей (5,2 - 7,0 км/год)
Розраховуємо коефіцієнт поворотів за формулою (4.8), коефіцієнти технологічного обслуговування агрегату за формулою (4.9), що пов'язані із завантаженням сівалок насінням τтон та добрив τтод:
Тоді чистий робочий час Тр агрегату протягом зміни визначаємо за формулою (4.7). Тоді на підставі формули (4.6) коефіцієнт використання робочого часу зміни τ дорівнює 
За формулою (4.1) визначаємо продуктивність агрегату за зміну Wзм
Реалізована ефективна потужність двигуна Ne за формулою (4.12), а його коефіцієнт завантаження за формулою (1.1). Визначаємо тягову потужність трактора Nт та його тяговий ККД - 
Тоді змінна продуктивність агрегату за формулою (4.2)
Порівняння значень продуктивності, розрахованої за шириною захвату агрегату (формула 1) та потужністю двигуна (формула 2), показало, що вони дещо різняться між собою, зокрема, в другому випадку розраховане значення продуктивності більше. Це пояснюється тим, що розрахунок продуктивності через потужність двигуна розкриває технічні можливості досягнення максимальної продуктивності агрегату при використанні його на відповідній операції.
Із таблиці 4 вибираємо значення годинної витрати палива двигуном трактора ЮМЗ-6КМ при роботі його в загінці: при робочому ході агрегату Спр, при |
