1.2.3. Расчетный метод определения состава и режима работы

МАШИННО-ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА

Состав агрегата (марки и количество машин в агрегате) и режим его работы (передача и скорость движения) изменяются в зависимости от производственных условий. На практике все задачи комплектования агрегата для заданной работы сводят к трем случаям:

• к трактору подбирают марку (или марки) сельхозмашин, определяют количество машин в агрегате и режим его работы;

• для выбранной сельхозмашины подбирают трактор и определяют режим работы агрегата;

• для известных марок трактора и сельхозмашины определяют количество машин в агрегате, используемую сцепку и режим работы агрегата.

Машинно-тракторный агрегат комплектуют в следующем, общем для всех случаев, порядке:

• уточняют условия (урожайность, размеры поля, тип почвы и т. д.) и агротехнические требования для заданной работы (сроки проведения работ, глубину обработки почвы или заделки семян и т.д.);

• выбирают тракторы, сельскохозяйственные машины (из имеющихся в хозяйстве) и рабочие органы к ним (при необходимости выбирают сцепку), обеспечивающие выполнение агротребований к качеству работы;

• устанавливают диапазон агротехнически допустимых рабочих скоростей движения выбранных машин и соответствующие ему передачи выбранного трактора (режимы работы агрегата);

• определяют состав агрегата для каждого из этих режимов работы (количество рабочих машин, сцепку);

• проверяют правильность определения составов агрегатов для каждой из выбранных передач по коэффициенту использования тягового усилия (или мощности) трактора и на основании этого составляют список возможных вариантов составов агрегатов с указанием режима работы (передачи) для каждого из них;

• рассчитывают технико-экономические показатели (производительность, расход топлива) для всех вариантов агрегатов и по ним выбирают лучший вариант;

• составляют агрегат «в натуре».

Некоторые из перечисленных пунктов могут опускаться или упрощаться.

Рабочая скорость V_р тягового агрегата может быть ограничена двумя факторами:

а) качеством выполнения работы:

(1.1)

б) энергетическими возможностями трактора:

(1.2)

где η_i, [η] - коэффициенты использования тягового усилия на i передаче трактора и допустимый для данной операции; R_а – тяговое сопротивление агрегата, кН; P_крнi - нормальное крюковое усилие на i передаче, кН; G_тр - эксплуатационный вес трактора, кН; i - уклон местности, доли единицы.

Вначале определяют сопротивление агрегата:

(1.3)

где k_о, k_д - удельное сопротивление основной и дополнительной машин, кН/м; n_о, n_д - количество основных и дополнительных машин; b_о, b_д - конструктивная ширина захвата основной и дополнительной машин, м; G_о, G_д - эксплуатационный вес основной и дополнительной машин, кН; R_сц – сопротивление сцепки, кН.

(1.4)

где G_сц - вес сцепки, кН; f - коэффициент сопротивления перекатыванию.

Максимально допустимую скорость движения агрегата, исходя из мощности двигателя, при известных удельных затратах мощности на технологический процесс можно определить по формулам:

а) для тягово-приводного агрегата:

, (1.5)

б) для самоходного агрегата:

(1.6)

где - скорость движения, м/с; N_ен - номинальная мощность двигателя, кВт; [ξ_N] - допустимый коэффициент загрузки двигателя, в расчетах принять [ξ_N] = 0,95; N_хх – затраты мощности на холостое вращение рабочих органов комбайна, кВт; N_доп - затраты мощности на привод дополнительных механизмов, кВт; η_вом, η_мг - к.п.д. ВОМ и трансмиссии, ориентировочно можно принять η_вом = 0,95, η_мг = 0,8; R_м - тяговое сопротивление машины при движении на подъем, кН; η_б - к.п.д. буксования; N_уд - удельные затраты мощности на технологический процесс, кВт/кг/с; B_р - рабочая ширина захвата агрегата, м; U_м - биологическая урожайность культуры, кг/м²; η_рп - к.п.д. ременной передачи, в расчетах принять η_рп = 0,9; η_гп - к.п.д. гидропривода, в расчетах принять η_гп = 0,8.

(1.7)

(1.8)

где β - коэффициент использования конструктивной ширины захвата машины; δ - буксование движителей машины, для самоходных комбайнов принять δ = 0,04.

Если для рассматриваемого агрегата в справочной литературе не приводятся удельные затраты мощности на технологический процесс, скорость будет равна:

а) для тягово-приводного агрегата:

(1.9)

б) для самоходного агрегата:

(1.10)

где N_вом - затраты мощности на привод рабочих органов комбайна при выполнении технологического процесса, кВт.

Величина R_м зависит от технологического процесса выполняемой работы:

а) для машин с известным удельным сопротивлением:

(1.11)

где G_эм -эксплуатационный вес машины, кН (в эксплуатационный вес машины включается вес конструкции машины и вес материала, вмещающегося в технологические емкости);

б ) для кузовных разбрасывателей органических и минеральных удобрений, опрыскивателей, для зерноуборочных комбайнов на подборе валков:

(1.12)

в) для навозоразбрасывателей типа РУН-15Б:

(1.13)

где G_о, G_н - вес РУН-15Б и передвигаемой кучи навоза (определяется по грузоподъемности транспортных средств, используемых на вывозе навоза), кН; f_н - коэффициент трения навоза по почве, f_н = 0,5.

Для некоторых машин в справочной литературе указывается пропускная способность. Для них дополнительно необходимо определить допустимую скорость движения, исходя из пропускной способности:

(1.14)

где q_д- пропускная способность, кг/с.

Для зерновых и зернобобовых культур, а также проса, гречихи и подсолнечника биологическая урожайность будет равна:

( 1.15)

(1.16)

где δ_с - коэффициент соломистости; U_с – урожайность соломы, кг/м²; U_з - урожайность зерна, кг/м².