2.1. Тяговое сопротивление рабочих машин
Тяговое сопротивление Rп плугов общего назначения определяется по формуле академика В. П. Горячкина:
(1)
где f ' – коэффициент, учитывающий трение плуга о дно и стенку борозды и трение колес (f '=0,25…0,70); Q – вес плуга, Н (принимается по технической характеристике плуга); K’ – удельное сопротивление почвы Н/смІ (для легких почв K’=2,0-3,5; для средних K’=3,6-5,5; для тяжелых K’=5,6-8,0; для очень тяжелых K’≤8,1); a – глубина вспашки, см; B – ширина захвата плуга, см; ε – коэффициент динамичности (ε=0,15-0,20 Н·сІ/мІ·смІ); v – скорость движения плуга, м/с.
При практических расчетах тяговое сопротивление плуга определяется по упрощенной формуле
, (2)
где К – удельное тяговое сопротивление плуга, Н/ смІ.
В данной работе рассчитывается тяговое сопротивление для одной почвообрабатывающей машины и для второй любой другой. Мы рассчитаем сопротивление
Для ПГП-3-35 Rn=7,0*20см*108см=15120 Н
Тяговое сопротивление борон, культиваторов, рыхлителей, катков, фрез (при глубине обработки до 10 см) и лущильников Rд при сплошной обработке почвы определяется по формуле:
,
(4)
где К1 – удельное тяговое сопротивление, Н/м; (значения К1 приведены в учебнике [2] таблице 14.8 и 14.10); В – ширина захвата машин, орудий, м.
Каток КЗК-6-02
К1=2000, В=6 м.
RД=2000*6=12000Н
Тяговое сопротивление Rc посевных и посадочных машин, разбрасывателей определяется по формуле:
,
(5)
где Qc – вес сеялки или сажалки, Н; f’- коэффициент сопротивления машин перекатыванию на колесах, на пашне f’=0,2; nсош – число сошников на машине, шт.; Rcош – сопротивление сошников, Н (значение тягового сопротивления одного сошника сеялки дано в учебнике [2], таблице 14.11
Разбрасыватель навесной НРУ-0,5
Rc=3220*0,2+18*100=2444Н
2.2 Тяговые показатели тракторов
При комплектовании машинно-тракторных агрегатов необходимо знать тяговое усилие Рт на навесном устройстве или прицепном крюке трактора.
Тяговое усилие может определяться расчетным путем, путем тяговых испытаний трактора и по тяговой характеристике трактора, построенной по результатам испытаний на определенном агрофоне, а также по данным технической характеристики.
Тяговые показатели трактора в значительных пределах изменяются в зависимости от свойств почвы. В современных тракторах с повышенной мощностью двигателя при работе на слабых и переувлажненных почвах тяговое усилие трактора ограничивается, как правило, не мощностью двигателя, а силой сцепления Рсц трактора с почвой.
При определении тяговых усилий трактора на различных передачах для практических расчетов при комплектовании машинно-тракторных агрегатов можно пользоваться паспортными данными (технической характеристикой) трактора, которые соответствуют определенному значению агрофона.
Как правило, тяговые показатели сельскохозяйственных тракторов снимаются на стерне, а промышленных – на твердом грунте.
(4)
Сила сцепления
,
(5)
а сопротивление качению трактора
,
(6)
где λ – коэффициент, показывающий долю веса трактора, воспринимаемую ведущими колесами трактора (для колесных тракторов со всеми ведущими колесами 4Ч4 и гусеничных λ=1, для колесных тракторов 4Ч2 λ=2/3); Q – эксплуатационный вес трактора, Н (берется из технической характеристики трактора [2, 3]; f – коэффициент сопротивления передвижению трактора [2] таблица 14.1; µ - коэффициент сцепления движителя трактора с почвой (значение µ приведены в учебнике [2] таблица 14.3).
Тяговое усилие тракторов:
МТЗ – 80
λ=2/3, f=0,04, µ=0,7, Q=31600
Рсц=2/3*31600*0,7=14746,7Н
Рf=14746,7*0,04=589,9Н
РТ=14746,7-589,9≤14156,8 Н
ДТ-75
λ=1, f=0,06, µ=1,0, Q=68100 Н
Рсц=1*68100*1,0=68100Н
Рf=68100*0,06=4086 Н
РТ=68100-4086≤64014Н
Произведение
называют сцепным весом машины.
Выбор рабочей передачи трактора и скорости движения агрегата производится путем сравнения тягового сопротивления Rагр с тяговым усилием Рт на навесном устройстве или прицепном крюке трактора на различных передачах. При этом стремятся достигнуть более полной загрузки трактора, так как наивысшая производительность достигается при его максимальной тяговой мощности (кроме случаев, когда скорость движения агрегата ограничивается технологическими или природно-производственными условиями).
Общее тяговое сопротивление прицепного агрегата Rагр определяется из выражения:
(7)
где
Rсц
– сопротивление перемещению сцепки, Н
;
Qагр
– вес трактора, рабочих машин и сцепки,
входящих в агрегат, Н; Rм
– рабочее сопротивление машины, Н; nм
– количество машин в агрегате; i
– уклон местности.
Общее тяговое сопротивление навесного агрегата
(8)
где Qм.н – вес рабочих навесных машин, орудий, входящих в агрегат, Н; λд – коэффициент догрузки трактора за счет веса навесных машин (λд=0,3…2,0); fт – коэффициент сопротивления передвижению трактора (принимается по учебнику [2] таблица 14.1); Qт – вес трактора, Н; Qсц – вес сцепки, Н.
Степень загрузки трактора определяется коэффициентом использования тягового усилия трактора ηи, т.е. отношением тягового сопротивления машины или агрегата Rагр к номинальному тяговому усилию трактора на данной передаче Ртi:
(9)
При ηи ниже допустимой величины (0,80…0,95) нужно выбрать более высокую передачу, если скорость движения не ограничивается технологическими и другими факторами. При этом тяговое усилие трактора Рт должно удовлетворять условию (7).
Каток ЗККШ-6
Агрегатируется с трактором МТЗ-80, с помощью сцепки СГ-21
Qсц=21066 H, fсц=0,04, Rм=12000Н.
Rсц=21066*0,04=842,6
Rагр=(1*12000)+ 842,6+(21066*0,02)=13263,9 Н
RT1=14000 Н
Rагр=13263,9Н
ηи=13263,9/14000=0,9
Для данного агрегата подходят с первой по четвертую передачу трактора, но рекомендуема скорость 5 км/ч, что соответствует второй передачи.
Разбрасыватель навесной НРУ-0,5
Qсц=21066Н, fсц=0,04, Rм=2444Н.
Qм.н.=870кг
Rагр.н=1*2444+870*(1,0*0,04+0,025)=2502,5Н
RT1=3000Н
ηи=2502,5/3000=0,83
Для данного агрегата подходят с первой по девятую передачи трактора, но рекомендуема скорость 12,3 км/ч, что соответствует шестой передаче.