Механизация часть вторая. 8 машины для внесения минеральных удобрений и извести

• Название: 8 машины для внесения минеральных удобрений и извести
• Анкор: Механизация часть вторая.doc
• Дата: 04.02.2017
• Размер: 28.81 Mb.
• Имя файла: Механизация часть вторая.doc
• Тип: Документы; #2197
• страница: 6 из 22

Раздел III
ЭКСПЛУАТАЦИЯ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО

ПАРКА

•

Глава 17
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАШИН И АГРЕГАТОВ
17.1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ. КЛАССИФИКАЦИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА АГРЕГАТОВ
В современном сельскохозяйственном производстве используются различные машины, оборудование и энергетические средства.

Соединения машины или оборудования при помощи передаточных и вспомогательных устройств с энергетическими средствами образуют сельскохозяйственные агрегаты, которые могут быть стационарные и мобильные. При использовании механического или электрического источника энергии (трактора, самоходного шасси или другой энергомашины) мобильный агрегат называют машинно-тракторным (МТА).

Машинно-тракторный парк (МТП) предприятия или производственного подразделения — это совокупность (состав) машинно-тракторных агрегатов с энергетическими средствами и вспомогательными устройствами. Парк машин предприятия следует отличать от системы машин.

Система машин представляет собой комплекс взаимоувязанных по технологическим процессам и производительности машин и оборудования, предназначенных для механизации работ в какой-либо отрасли (например, животноводстве, растениеводстве).

Эксплуатация машины — это процесс реализации ее потребительских свойств, включающий в себя использование машины по назначению, поддержание ее в исправном и работоспособном состоянии (подготовка к использованию и техническому обслуживанию, техническое и технологическое обслуживание, хранение, транспортирование и т. п.).

Производственная эксплуатация — это обеспечение и использование машин по назначению, техническая эксплуатация — обеспечение и поддержание их в исправном и работоспособном состоянии.

Классификация сельскохозяйственных агрегатов по следующим основным эксплуатационным признакам:

по способу производства работ — мобильные (машинно-тракторные, выполняющие технологические операции при движении); стационарные (технологические операции выполняются на стационаре) и стационарно-передвижные;

по способу соединения рабочих машин с машиной-двигателем — прицепные (масса рабочей машины при транспортировании приходится на ее собственный опорный аппарат), навесные (масса воспринимается ходовым аппаратом машины-двигателя) и полунавесные (масса распределяется на ходовой аппарат машины-двигателя и опорный аппарат рабочей машины);

по способу привода рабочих органов — от двигателя машины, от собственного двигателя и от опорно-приводных колес;

по виду источника энергии (двигателя) — механические (с тепловым двигателем) и электрифицированные (с электрическим двигателем);

по расположению рабочих машин в агрегате относительно машины-двигателя — с передним, задним, боковым и комбинированным;

по числу машин в агрегате — одно- и многомашин-н ы е;

по виду выполняемых работ —у б о р о ч н ы е, пахотные, транспортные, для приготовления кормов, посевные (посадочные) и т.д.;

по составу рабочих машин и числу одновременно выполняемых технологических операций — однородные (одна или несколько однотипных машин выполняют одну технологическую операцию), комплексные (агрегат из нескольких машин проводит несколько технологических операций), комбайновые (агрегат из одной машины выполняет несколько технологических операций), универсальные (агрегат имеет сменные рабочие органы для выполнения разных операций).

Эксплуатационные свойства (характеристики) рабочих машин, учитываемые при выборе их для данной технологической операции и конкретных условий, а также при комплектовании агрегатов:

агротехнологические — предельные технологические параметры (предельно допустимая по условиям работы скорость движения, допустимые потери, объем технологических емкостей и т.д.)- Они обусловливают качество выполнения технологической операции;

энергетические — потребление механической энергии рабочей машиной при работе (сопротивление рабочих машин) или развитие мощности машиной-двигателем (например, трактором). Эти свойства имеют решающее значение при определении количественного состава агрегата;

маневровые — прямолинейность хода, поворачивав -мость, устойчивость движения, проходимость. Имеют решающее значение при работе в горных районах, на склонах, малых участках и коротких гонах;

технические — показатели надежности (ремонтоспособ-ность, долговечность, сохраняемость и др.), масса, скорость движения, форма, ширина захвата и т.д.;

эргономические — эстетические показатели, безопасность труда, санитарно-физиологические условия труда и т. д.

Технико-экономические свойства агрегата определяются его производительностью, а также затратами труда, расходом топлива и стоимостью, затраченными на выполнение работы, выраженной в единицах площади, объема или массы.

Основное требование к комплектованию агрегата — возможность выполнения агротехнических приемов в технологических процессах.
17.2. ТЯГОВЫЙ БАЛАНС ТРАКТОРА И СОПРОТИВЛЕНИЕ РАБОЧЕЙ МАШИНЫ
Машинно-тракторный агрегат представляет собой систему твердых тел, соединенных между собой упругими и жесткими устройствами. Движение и работа его возможны только в результате взаимодействия сил, действующих на агрегат. Источником энергии, затрачиваемой на выполнение работ, является химическая энергия топлива, которая преобразуется двигателем внутреннего сгорания в тепловую, а затем в механическую в виде вращающего момента М коленчатого вала. Вращающий момент передается полностью или частично (при наличии привода машин от ВОМ) на движитель трактора и создает движущую агрегат силу (рис. 17.1), которая сообщает трактору и машинам ускорение при трогании с места, а также преодолевает их сопротивление при установившемся движении.

На трактор помимо движущей силы Fв плоскостях, параллельных плоскости движения, действуют следующие силы: тяговое сопротивление R_a, возникающее в результате перемещения агрегата и выполнения рабочей машиной технологического процесса; сопротивление движению трактора Pf, возникающее в результате деформации почвы ходовым аппаратом, механических потерь и т.д.; сопротивление воздушной среды Р_в; сопротивление подъему (спуску) трактора Р_а= ± G^sin а (здесь G^ — сила тяжести трактора; а — угол склона, град) и сила инерции Pj, направленные в сторону, противоположную направлению ускорения.

В направлении, перпендикулярном плоскости движения, действуют внешние силы: составляющая от воздействия рабочей ма

шины R_b.m'> составляющие реакции основания, действующие на ведущий и направляющий аппараты (для колесного трактора R_B, для гусеничного R_Hили ^_сн), и составляющая силы тяжести трактора G_Tpcosa.

Уравнение тягового баланса трактора имеет вид

(17.1)

Знаки «+», «—» принимают соответственно при подъеме и спуске.

Если иметь в виду, что скорости движения машинно-тракторных агрегатов сравнительно небольшие, и допустить, что движение их равномерное (кроме процесса разгонами торможения), так называемое «установившееся», то сопротивление воздушной среды Р_в и сила инерции Р, будут невелики и в практических расчетах ими можно пренебречь. Тогда уравнение тягового баланса трактора (17.1) примет вид

(17.2)

При установившемся движении агрегата движущая сила равна суммарной силе сопротивления, т. е. F= P_z, а сила тяги на крюке

(17.3)

Движущую силу Fнаходят сравнением значений касательной силы на ободе ведущего колеса (ведущей звездочке) Р_кас и силы сцепления ведущего механизма трактора с основанием Р_сц. При Дас - ^с_Ц сцепление достаточно и F= Р_кас, а при Р_кас > Р_сц недостаточно и F=P_CU. В первом случае Р_касможет быть полностью использована для тяговой работы, а во втором только ее часть, равная Р_сц.

Касательная сила тяги, Н, на ободе ведущего колеса (звездочке)

(17.4)

где N_eli — номинальная мощность двигателя, кВт; /Vp — общее передаточное число трансмиссии; г\_м— механический КПД трансмиссии: для колесных тракторов 0,91...0,92, для гусеничных с учетом потерь в гусеницах 0,86...0,88; г_к — радиус качения ведущего колеса (для гусеничных — радиус начальной окружности звездочки), м; п_н — номинальная частота вращения коленчатого вала, мин"¹.

Номинальная сила сцепления движителя с почвой, Н,

(17.5)

где ц„ — номинальный коэффициент сцепления движителя с почвой (табл. 17.1); G_cu — сила тяжести трактора, приходящаяся на ведущие колеса: для колесного трактора с одной ведущей осью составляет (2/3)G^,, для гусеничного равно G^, H.
Сопротивление передвижению трактора, Н,

(17.6)



где/— коэффициент сопротивления движению трактора (табл. 17.1).

Сопротивление подъему (спуску) трактора, Н,

(17.7)

При малых значениях а



где[см. рис. 17.1).

При достаточном сцеплении движителя с почвой сила тяги на крюке

При работе трактора в заданных условиях на любой передаче силу тяги вычисляют по формуле



Предельные значения тягового усилия и движущей силы характеризуют эксплуатационные свойства трактора.

Тяговое сопротивление рабочей части агрегата R_a(сокращенно сопротивление агрегата) представляет собой сумму сопротивлений рабочих органов машины R_p, подъему ^ и перекатыванию Rf, т. е. R_a = R_p + R_a + R_f. На практике трудно отделить сопротивление рабочих органов от сопротивления перекатыванию, поэтому их определяют вместе, используя понятие удельного тягового сопротивления машины на ровной поверхности к. При этом удельное сопротивление однотипных машин, различающихся главным образом шириной захвата (боронование, посев и т. д.),



машин, различающихся шириной захвата и глубиной обработки (вспашка, лущение и т. д.),



где R_u, R_m—тяговое сопротивление рабочих машин, отличающихся соответственно шириной захвата или шириной и глубиной обработки почвы, Н; В — ширина захвата рабочей машины, м; а — глубина обработки почвы, м.

Тогда сопротивление рабочей машины на ровной поверхности соответственно

При работе в агрегате нескольких машин, агрегатируемых с помощью сцепок, учитывают также сопротивление подъему и перекатыванию сцепок i^.

Тяговое сопротивление машины определяется из уравнения R_M= <7_Msin a = G_Mi(здесь G_M — сила тяжести машины). При малом уклоне местности принимают а = /. Соответственно для сцепки сопротивление подъему Rac⁼G_csin a = G_ci, a сопротивление перекатыванию — Rf_C =fG_c(здесь G_c — сила тяжести сцепки; /— коэффициент сопротивления качению сельскохозяйственной машины).

Исходя из этого, общее (среднее) сопротивление рабочей части агрегата, Н,

(17.8)

Все приведенные формулы действительны для установившегося движения, когда ускорение равно нулю. При трогании с места сопротивление агрегата увеличивается за счет сил инерции Pj =gMJ(здесь М_и— приведенная масса рабочих машин; у —ускорение трогания).
17.3. КОМПЛЕКТОВАНИЕ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ
Состав рабочих машин и режим работы агрегата зависят от характера и условий выполнения технологического процесса, а также от показателей тяговых свойств трактора.

Исходные данные для расчета агрегата: характеристики поля, обрабатываемой почвы, растительного покрова, показатели качества выполняемых работ, размер и рельеф полей, рельеф и состояние покрытия дорожного полотна (при транспортных работах), удельное сопротивление рабочих машин и допустимые скорости движения.

Например, для пахоты плугом эти данные будут следующие: поле — после уборки картофеля, почва — торфо-минеральная влажностью 24 %, длина гона 600 м, глубина пахоты 21 + 2 см, рельеф с уклоном ±4%, скорость движения агрегата 6...9 км/ч, удельное сопротивление 4 Н/см². Исходные данные для транспортных работ с зерном при использовании трактора МТЗ-80: перевозимый груз — зерно озимой пшеницы, расстояние перевозки до 6 км, дорожное полотно гравийное, рельеф с уклоном ±8%, разгрузка прицепов —при помощи гидросистемы трактора.

Выбрав рабочие передачи при скорости трактора v_p и определив значения силы тяги Р_кр трактора на выбранных передачах для заданных условий, рассчитывают теоретическую ширину захвата агрегата, м:

для прицепного агрегата

(17.9)

для навесного агрегата

(17.10)

где к, к_н— удельное тяговое сопротивление соответственно прицепной и навесной машин, Н/м: к_н= (0,8...0,85) к; G_Mq — сила тяжести сельскохозяйственной машины на 1 м ширины захвата, Н/м; G_cq — сила тяжести сцепки на 1 м ширины захвата, Н/м; /_с — коэффициент сопротивления качению колес сцепки по полю: на залежи 0,1...0,15, лущеном поле 0,14...0,16, культивированном 0,2...25; X— коэффициент, учитывающий величину догрузки трактора при работе с навесными машинами: при пахоте 0,5...1; культивации 1...1,5, глубоком рыхлении 1,6...2.

Затем определяется предельное число машин (или число рабочих органов, например плужных корпусов) в агрегате:

(17.11)

где Ь_к— конструктивная ширина захвата одной машины (или одного рабочего органа), м.

Для создания некоторого запаса тягового усилия полученное
число машин п_мокругляют до целого меньшего числа. После этого выявляют необходимость применения сцепки и по формуле (17.8) определяют полное тяговое сопротивление рабочей части агрегата.

Расчет агрегата следует проверить по степени использования силы тяги трактора. При этом средняя расчетная степень использования силы тяги с учетом кратковременного повышения сопротивления должна быть всегда меньше единицы:

(17.12)

Если степень загрузки трактора на выбранной передаче далека от оптимальной, необходимо подобрать другую передачу, на которой скорость движения не превышает допустимую по агротехническим требованиям, а затем снова проверить рациональность комплектования агрегата на этой передаче.

Работа двигателя и трактора считается экономичной, когда номинальная сила тяги Р_Кр.н используется в агрегате не менее чем на75...90 %, а при работе агрегата на ровных участках
17.4. КИНЕМАТИКА ДВИЖЕНИЯ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА
При выполнении механизированных работ крупные поля разбивают на рабочие участки длиной L^ и шириной С^, (рис. 17.2), а поля небольшой площади принимают за один рабочий участок. Рабочие участки, в свою очередь, разбивают на загоны шириной С, которые могут состоять из нескольких делянок D, т. е. составных частей, обрабатываемых по однотипной схеме движения агрегата.