Розрахунок тягово-привідного агрегату.

В агрегатах, робочі органи яких приводяться в дію від валу відбору потужності ВВП, кпім опору пересуванню, виникає ще й додатковий опір внаслідок приведення механізмів у дію.

Для прикладу виконуємо розрахунки з обгрунтування складу силосозбирального агрегату.

Урожайність кукурудзи 25 т/га, або 2,5 кг/м², величина підйому поля і = 3%.

Беремо трактор МТЗ-82 (маса G_тр = 33400 Н) і кормозбиральний комбайн КПИ-ф-2,4 (маса - 38000 Н), коефіцієнт опору кочення комбайна f = 0,11; траткора f = 0,07. Величина буксування рушіїв трактора δ = 6%. Питома потужність для приведення в дію робочих органів комбайна КПИ-ф-2,4: N_n = 3,5 кВт с/кг.

Обгрунтування складу агрегату виконуємо в такій послідовності:

1. Згідно з нормативами агротехнічних швидкостей, на цій операції рух агрегату допускається в межах 7-10 км/год.

2. Такому діапазону швидкостей відповідають третя і четверта передачі трактора.

V_т³ = 7,24 км/год; V_т⁴ = 8,9 км/год;

Визначаємо робочу швидкість на відповідних передачах

V_р = V_т (1 - ), км/год

де δ - коефіцієнт буксування рушіїв трактора

V_р³ = 7,24 (1 - ) = 6,87 км/год

V_р⁴ = 8,9 (1 - ) = 8,37 км/год

3. Визначаємо тягове зусилля трактора на третій та четвертій передачах з урахуванням конкретних умов.

Р_гак = , Н

де N_e - ефективна потужність двигуна. N_e = 58,9 кВт;

і_тр - передаточне число трансмісії на відповідній передачі. і_тр³ = 83,5; і_тр⁴ = 68

ή_тр - механічний коефіцієнт корисної дії трансмісії трактора. ή_тр = 0,92.

n - номінальна частота обертання колінчастого валу двигуна. n = 2200 об/хв

r_о - радіус ведучих коліс, м; r = 0,79 м.

G_тр - маса трактора; G_тр = 33,4 кН.

f - коефіцієнт опору кочення рушіїв траткора; (f = 0,07);

і - величина підйому поля; і = 3%.

Р_гак³ = , кН

 

Р_гак²⁴ = , кН

4. Для роботи агрегату потрібно забезпечити таку умову

N_пр < N_ВВП

де N_пр -потужність для приведення в дію механізмів комбайна;

N_ВВП - потужність, яка може передаватися через ВВП, кВт.

N_пр = N_п х g, кВт

де N_п - питома потужність для приведення в дію робочих органів комбайна КПИ-ф-2,4. N_пр = 3,5 кВт с/кг;

g - секундна подача маси в машину, кг/с.

g = B_p х V_p х У, кг/с

де B_p - робоча ширина захвату

V_p - робоча швидкість руху трактора. V_p³ = 1,91 м/сек; V_p⁴ = 2,32 м/сек;

У - урожайність. У = 2,5 кг/м².

B_p = B_к х , м

де - коефіцієнт використання ширини захвату. = 0,98.

B_p = 1,8 х 0,98 = 1,76 м.

g³ = 1,76 х 1,91 х 2,5 = 8,59 кг/с

g⁴ = 1,76 х 2,32 х 2,5 = 10,44 кг/с

N_пр³ = 3,5 х 8,59 = 30,08 кВт

N_пр⁴ = 3,5 х 10,44 = 36,54 кВт

Потужність при русі агрегату, яка може передаватися через ВВП (N_ВВП), визначаємо за формулою:

N_ВВП = N_е х ή _ВВП - , кВт

де N_е - ефективна потужність двигуна, кВт (N_е = 58,9 кВт);

ή _ВВП - коефіцієнт корисної дії трансмісії ВВП (ή _ВВП = 0,95);

V_p - робоча швидкість руху агрегату. V_p³ = 6,87 км/год; V_p⁴ = 8,37 км/год;

ή_тр - коефіцієнт корисної дії трансмісії трактора (ή_тр = 0,92);

ή_б - коефіцієнт буксування

ή_б = 1 - ;

ή_б = 1 - ;

R_коч.тр. - опір пересування трактора, кН;

R_коч.м. - опір на пересування сільськогосподарської машини, кН.

R_коч.тр. = G_тр (f + і) = 33,4 (0,07 + 0,03) = 3,34 кН

R_коч.м. = G_м (f + і) = 38 (0,11 + 0,03) = 5,32 кН

де G_тр, G_м - маса трактора і комбайна КПИ-ф-2,4 (G_тр = 33,4 кН; G_м = 38 кН).

f - коефіцієнт опору кочення відповідно трактора (f = 0,07) та комозбирального комбайна (f = 0,11)

і - величина підйому поля, і = 3%.

N_ВВП³ = 58,9 х 0,95 - =37,95 кВт;

N_ВВП⁴ = 58,9 х 0,95 - =34,1 кВт;

На третій передачі 30,08 < 37,95 кВт;

На четвертій передачі 35,54 > 34,1 кВт.

Отже, скомплектований агрегат на третій передачі буде працювати нормально. На четвертій передачі агрегат працювати не зможе.

Подальші розрахунки проводимо тільки для третоьї передачі.

 

5. Для оцінки раціонального комплектування агрегату необхідно визначити коефіцієнт використання тягового зусилля траткора:

ή_т.з. =

де R_агр - загальний опір агрегату

Р_гак - тягове зусилля траткора передачі (Р_гак³ = 22,69 кН).

R_агр. = R_коч + R_під + R_д, кН

де R_ког - опір перекочування машини, кН;

R_під - опір підйому машини, кН.

R_коч. = G_м х f = 38 х 0,11 = 4,18 кН;

R_під. = G_м х і = 38 х 0,03 = 1,14 кН;

R_д - додатковий опір, який чинять робочі орагни, що приводять в дію ВВП.

Визначаємо за формулою:

R_д = , кН

R_д = = 15,27 кН

Отже,

R_агр. = 4,18 + 1,14 + 15,27 = 20,59 кН

звідки

ή_т.з. = = 0,9

Аналізуючи результати розрахунків, для виконання технологічної операції "Скошування кукурудзи на силос комбайном КПИ-ф-2,4" в звданих умовах приймаємо агрегат у складі траткора МТЗ-82 та комбайна КПИ-ф-2,4. Робота виконується на ІІІ передачі.

Після аналітичного розрахунку студент повинен написати висновок.