Повышение эффективности использования машинно-тракторных агрегатов рациональным их комплектованием (на примере пахотных агрегатов)

Повышение эффективности применения пахотных агрегатов за счет рационального их комплектования с применением потенциальной тяговой характеристики трактора. Обоснование аналитической зависимости производительности агрегата от тяговой мощности трактора.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 28.06.2018
Размер файла 742,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

22

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ РАЦИОНАЛЬНЫМ ИХ КОМПЛЕКТОВАНИЕМ (на примере пахотных агрегатов)

Специальность: 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Лысенков Денис Иванович

Саратов 2009

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова».

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Старцев Сергей Викторович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Мухин Виктор Алексеевич

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Соколов Николай Михайлович

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Мичуринский государственный аграрный университет» (г. Мичуринск, Тамбовская область)

Защита диссертации состоится 29 мая 2009 года в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 220.061.03 при ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова» по адресу: 410056, г. Саратов, ул. Советская, д. 60, ауд. 325.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова».

Отзывы направлять ученому секретарю диссертационного совета по адресу: 410012, г. Саратов, Театральная пл., 1.

Автореферат диссертации разослан «28» апреля 2009 г. и размещен на сайте: www.sgau.ru

Ученый секретарь совета

по защите докторских и кандидатских

диссертаций Н.П. Волосевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современное развитие инженерной службы сельского хозяйства главным образом направлено на повышение эффективности имеющихся и внедрение новых технических ресурсов с формированием машинно-тракторного парка высокого энергетического уровня. Предприятия - производители сельскохозяйственных тракторов, наряду с расширением модельного ряда выпускаемой продукции, на тракторы с одинаковыми ходовыми качествами устанавливают двигатели различной мощности. Так, трактор К-3000 АТМ оснащается двигателями мощностью 103, 113, 132 и 147 кВт; трактор Т-150К - 121, 128, 132 кВт; трактор К-744 - 184, 205, 257 кВт.

Сегодня в агропромышленном комплексе (АПК) используются тракторы, выпускаемые ОАО «Волгоградский тракторный завод», ЗАО «Петербургский тракторный завод», ОАО «Алтайский тракторный завод», ОАО «Липецкий тракторный завод», ОАО «Уралвагонзавод», ЗАО «Тихвинский тракторный завод». Концерн «Тракторные заводы» совместно с ООО «ГСКБ по гусеничным и колесным машинам» проводят испытания гусеничного трактора тягового класса 5 «ЧЕТРА 6СТ-315». Из стран зарубежья в Россию поставляют тракторы ПО «Минский тракторный завод», ОАО «Харьковский тракторный завод», ОАО «Южный машиностроительный завод». Все чаще на полях Российской Федерации применяются иностранные тракторы: Case IH, John Deere, Challenger, Valtra, Buhler, Massei Ferguson и др. Машинно-тракторные агрегаты (МТА), скомплектованные из тракторов одного тягового класса, отличающихся энергетическими характеристиками двигателей, имеют разные эксплуатационные показатели работы.

В связи с этим научное обоснование принципов комплектования МТА из тракторов одного тягового класса или модификации и имеющих двигатели различной мощности с возможностью прогнозирования эффективности их использования по эксплуатационным показателям представляет собой актуальную научно-техническую задачу, имеющую важное хозяйственное и экономическое значение.

Исследования выполнены в соответствии с планом НИР ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова» по теме № 4 «Разработка технологического обеспечения аграрных технологий», раздел 4.2 «Совершенствование технологических процессов и рабочих органов машин для основной обработки почвы», и «Региональной программой развития сельского хозяйства Саратовской области до 2012 года» (№ 260 ПР распоряжение правительства Саратовской области).

Цель работы. Повышение эффективности использования пахотных агрегатов за счет рационального их комплектования с применением потенциальной тяговой характеристики трактора.

Объект исследований. Технологические процессы, выполняемые пахотными агрегатами, состоящими из тракторов одного тягового класса, и их потенциальные характеристики.

Предмет исследований. Закономерности изменения эксплуатационных показателей агрегатов, скомплектованных из тракторов одного тягового класса с различными энергетическими характеристиками двигателей и орудий для основной обработки почвы.

Методика исследований. Предусматривались теоретические исследования технологического процесса использования пахотных агрегатов с применением положений, законов и методов классической механики и математики. Экспериментальные исследования проводились в лабораторно-полевых и эксплуатационных условиях на основе методик, изложенных в государственных и отраслевых стандартах, руководящих документах на испытания сельскохозяйственной техники с использованием математической статистики и ЭВМ, по разработанным (с участием автора) программам для ПК. По частной методике выполнены расчеты коэффициента изменения потенциальной тяговой характеристики для основных марок тракторов тяговых классов 1,4…5.

Научная новизна. Впервые предложен коэффициент изменения потенциальной тяговой характеристики трактора kN, отражающий эксплуатационные возможности скомплектованного машинно-тракторного агрегата. Уточнено уравнение расчета производительности МТА в функции тяговой мощности трактора с учетом коэффициента kN. Разработана номограмма вычисления эксплуатационных показателей пахотных агрегатов по потенциальной тяговой характеристике трактора.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Тенденция роста мощности тракторов и ширины захвата орудий пахотных агрегатов.

2. Уточненная аналитическая зависимость производительности агрегата от тяговой мощности трактора с учетом потенциальной тяговой характеристики трактора.

3. Методика оценки эксплуатационных показателей пахотных агрегатов по потенциальной тяговой характеристике трактора.

4. Результаты экспериментальных исследований использования пахотных агрегатов с тракторами одного тягового класса, имеющими различные энергетические характеристики.

Практическая ценность работы. Предложен способ оценки эффективности использования комплектуемых машинно-тракторных агрегатов с учетом изменения потенциальной тяговой характеристики трактора, позволяющий оперативно установить величины часовой производительности и погектарного расхода топлива.

Реализация результатов исследований. Оценка эффективности использования пахотного агрегата на отвальной вспашке Т-150К+ПБК-3 и безотвальной обработке почвы Т-150К+ПБ-5 проведена на полях СХПК «Золотая степь» Советского района Саратовской области. Разработанные рекомендации производству «Оценка эффективности использования пахотных агрегатов» доведены до инженерных служб сельскохозяйственных предприятий через министерство сельского хозяйства Саратовской области.

Апробация работы. Результаты исследований по диссертационной работе доложены и одобрены на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и научных сотрудников ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова» в 2004-2009 гг., Самарской ГСХА в 2006 г., на всероссийских и международных конференциях СГАУ им. Н.И. Вавилова (Вавиловские чтения) в 2005-2009 гг., на международных научно-практических конференциях, посвященных 75-летию со дня рождения профессора В.Г. Кобы (СГАУ, 2006), 70-летию со дня рождения профессора А.Г. Рыбалко (СГАУ, 2006), 100-летию со дня рождения профессора В.В. Красникова (СГАУ, 2008).

Публикации. По результатам выполненных теоретических и экспериментальных исследований опубликовано 17 печатных работ, из которых 5 без соавторов, одна в издании, указанном в «Перечне ведущих журналов и изданий…» ВАК Минобразования и науки РФ. Общий объем публикаций составляет 4,07 печатного листа, в том числе 2,07 печатного листа принадлежит лично соискателю.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 165 страницах машинописного текста, состоит из введения, шести разделов, общих выводов, содержит 51 рисунок, 18 таблиц и 17 приложений. Список литературы включает в себя 137 наименований, в том числе 14 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

пахотный агрегат тяговый трактор

Во введении обоснована актуальность темы и изложены основные научные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе «Состояние вопроса. Цель и задачи исследований» рассмотрена и проанализирована тенденция роста мощности сельскохозяйственных тракторов. В результате анализа установлен постоянный и непрерывный рост мощности энергетических средств, начиная с 30-х годов ХХ столетия (рис. 1). Особенно отмечается явно выраженное скачкообразное изменение с 70-х гг., к этому времени мощность тракторов возросла в пять раз, с 22 до 110 кВт. К 2000 г. мощность двигателей в зависимости от тягового класса тракторов увеличилась на 40-100 %. Сегодня мощность сельскохозяйственных тракторов доведена до 369 кВт (496 л. с.). Анализируя уровень мощности современных тракторов, можно заметить интенсивный рост в каждом тяговом классе: 1,4-2 на 42…118 кВт, 3-4 на 66…189 кВт, 5 на 147…260 кВт.

Для реализации энергетических качеств тракторов рассмотрена и проанализирована тенденция роста ширины захвата орудий для основной обработки почвы (рис. 2 - аналогично рис. 1, начиная с 30-х гг. по настоящее время). Анализ существующих конструкций плугов выявил наращивание ширины захвата орудий для отвальной пахоты с 1,05 до 5,5 м и орудий для безотвальной обработки почвы с 3 до 5,3 м. Усовершенствована классификация орудий добавлением двух новых признаков: по конструкции рамы и по размещению корпусов на раме.

Рис. 1 Тенденция роста мощности энергетических средств

Рис. 2 Тенденция роста ширины захвата орудий для основной обработки почвы

Известные методы рационального комплектования машинно-тракторных агрегатов основаны в большинстве на оценке уровня эффективности их использования по конечным показателям. При внедрении нового энергетического средства известна его тяговая характеристика, а характер изменения тягово-сцепных свойств отражает потенциальная тяговая характеристика. Таким образом, по характеру кривизны потенциальной тяговой характеристики трактора в области оптимальной загрузки двигателя возможно оценить эффективность использования скомплектованного МТА.

В исследовании рационального комплектования агрегатов приняты за основу теория эксплуатации МТА, разработанная академиком Б.С. Свирщевским, а также фундаментальные работы, выполненные в этой области В.П. Горячкиным, А.И. Селивановым, В.А. Желиговским, В.Н. Болтинским, Г.В. Веденяпиным, М.П. Сергеевым, Ю.К. Киртбая, С.А. Иофиновым, В.И. Линтваревым, Ф.С. Завалишиным, А.А. Зангиевым, А.Н. Скороходовым, А.М. Плаксиным, Н.Г. Кузнецовым и другими учеными.

Проведен анализ работ, посвященных оценке эффективности использования пахотных агрегатов, А.Б. Лурье, А.И. Любимова, Г.Н. Синеокова, И.М. Панова, В.М. Лившица, И.П. Терских, В.А. Сакуна, В.И. Вайнруба, В.М. Бойкова и других ученых.

В соответствии с результатами анализа и поставленной целью в работе предусмотрено решить следующие задачи:

1. Провести анализ технических характеристик современных и перспективных пахотных агрегатов.

2. Теоретически обосновать необходимость использования коэффициента корректировки производительности агрегата, зависящей от тяговой мощности трактора.

3. Усовершенствовать метод определения эксплуатационных показателей пахотных агрегатов по потенциальным тяговым характеристикам тракторов.

4. Провести анализ эксплуатационных показателей агрегатов, скомплектованных из тракторов одного тягового класса с разной мощностью двигателя.

5. Провести экспериментальные исследования оценки эффективности использования пахотных агрегатов по критерию производительности с учетом коэффициента корректировки.

6. Выполнить производственную проверку результатов исследований и дать их технико-экономическую оценку.

Во втором разделе «Теоретическое обоснование способа оценки эффективности использования пахотных агрегатов по тяговой характеристике трактора» приведены аналитические исследования вариантов изменения потенциальных тяговых характеристик тракторов с обоснованием коэффициента, отражающего это изменение.

Вариант 1. В диапазоне граничной минимальной и оптимальной по буксованию крюковой загрузки тракторов при минимальном тяговом усилии мощности, затрачиваемые на тягу, различны, а при максимальном тяговом усилии мощности одинаковы (рис. 3, а) (например, 1 - ВТ-100Д (Д-442-24) Ne = 88 кВт - мощность двигателя; 2 - Т-150 (СМД-60) Ne = 110,4 кВт):

(1)

где , - соответственно минимальная и максимальная тяговая мощность первого трактора, кВт; , - соответственно минимальная и максимальная тяговая мощность второго трактора, кВт; , - соответственно угол наклона касательной к характеристике первого и второго трактора, град.

Вариант 2. В диапазоне загрузки при минимальном и максимальном значениях тягового усилия затраты мощности двух тракторов различны (рис. 3, б) (например, 1 - К-3180АТМ (Д-260.9) = 132 кВт; 2 - Т-150К (СМД-62) = = 121,4 кВт):

(2)

Вариант 3. В диапазоне рациональной загрузки тракторов при минимальном тяговом усилии мощности, затрачиваемые на тягу, одинаковые, а при максимальном тяговом усилии мощности, затрачиваемые на тягу, различны (рис. 3, в) (например, 1 - ХТЗ-16131 (КамАЗ-740.02-180) = = 132,4 кВт; 2 - Т-150К (СМД-62) = 121,4 кВт):

(3)

Вариант 4. В диапазоне загрузки тракторов при минимальном и максимальном тяговом усилии мощность, затрачиваемая на тягу, у второго трактора выше мощности, затрачиваемой на тягу, у первого трактора (рис. 3, г) (например, 1 - ДТ-75М (А-41) = 66,1 кВт; 2 - Т-150 (СМД-60) = 110,4 кВт):

(4)

Рис. 3 Потенциальные тяговые характеристики сельскохозяйственных тракторов, полученные на основании тяговых характеристик, фон - стерня колосовых: а) 1 - ВТ-100Д; 2 - Т-150; б) 1 - К-3180АТМ; 2 - Т-150К; в) 1 - ХТЗ-16131; 2 - Т-150К; г) 1 - ДТ-75М; 2 - Т-150

Для оценки эффективности использования сравниваемых тракторов в составе агрегата воспользовались теоремами Ролля и Лагранжа.

Разделили потенциальную тяговую характеристику на некоторые периоды (рис. 4). Величина дуги от точки влево на величину характеризует допустимую загрузку трактора по буксованию, которая составит . Тяговая мощность при этом изменится на величину: . Зона загрузки двигателя при этом разделится на равные отрезки Pкр1, Pкр2, Pкр3 и Pкрn. Вертикали, проведенные вверх до потенциальной характеристики, разделят ее на участки Nкр1, Nкр2, Nкр3 и Nкрn. Каждая касательная, проведенная в любой точке на зависимости Nкр = f(Pкр), будет наклонена на разный угол n. Таким образом, каждому потенциальному участку Pкрn будет соответствовать разная интенсивность изменения тяговой мощности Nкрn.

Так, на участке Pкр1 изменение тягового усилия трактора равно: . На этом же участке изменение тяговой мощности составит: . На другом участке Pкр2 изменение тягового усилия трактора равно: Pкр2 = Ркр2 - Ркр1, а изменение тяговой мощности составит: Nкр2 = Nкр2 - Nкр1. Таким образом, интенсивность изменения каждого участка кривой потенциальной характеристики Nкр1…Nкрn будет отражать tg 1, tg 2, tg 3 и tg n.

Рис. 4 Периоды изменения потенциальной тяговой характеристики трактора

Таким образом, величина представляет собой tg наклона хорды, проходящей через точки и графика с абсциссами и .

Применяя геометрический смысл теоремы Лагранжа, записали:

. (5)

Далее определили интенсивность изменения тяговой мощности (6) и коэффициент изменения тяговой мощности трактора kN в диапазоне загрузки трактора (7):

(6)

. (7)

Прирост тягового усилия определили через коэффициент использования тягового усилия трактора :

, (8)

где - изменение сопротивления плуга, кН; k0 - удельное сопротивление плуга при скорости 0 = 5 км/ч, кН/м2; С - коэффициент, характеризующий темп прироста сопротивления при повышении скорости на 1 км/ч; a - глубина пахоты, м; р - рабочая скорость движения, км/ч; b - ширина захвата плуга, м.

Производительность в функции тяговой мощности трактора:

, (9)

где kпл = k0 a - удельное сопротивление плуга, приведенное на 1 м захвата, кН/м; - КПД агрегата.

Для расчета эксплуатационных показателей с учетом изменения потенциальной тяговой характеристики трактора разработали номограмму (рис. 5).

Рис. 5 Номограмма вычисления эксплуатационных показателей пахотных агрегатов

В начальной четверти осью абсцисс являлась шкала эффективных мощностей двигателя Ne (рис. 5). Для нее осью ординат служила шкала тяговых мощностей трактора Nкр. Функциональная зависимость параметра Nкр от Ne определялась по уравнению:

, (10)

где - коэффициент полезного действия трактора.

Во второй, правой верхней четверти строили функциональную зависимость определения тяговой мощности трактора с учетом изменения потенциальной тяговой характеристики. При различных коэффициентах изменения потенциальной тяговой характеристики трактора (7) эта зависимость устанавливалась по уравнению:

. (11)

В третьей, левой верхней четверти нанесли график определения часовой теоретической производительности пахотного агрегата Wт, га/ч, с учетом тяговой мощности, рассчитанной по выражению (11):

, (12)

где kпр - удельное сопротивление плуга, приведенное на 1 м захвата, кН/м.

Окончательно в четвертой, левой нижней четверти номограммы строили график зависимости теоретического погектарного расхода топлива Qт, кг/га, от часовой производительности пахотного агрегата по уравнению:

, (13)

где Gч - часовой расход топлива трактора при работе с номинальной нагрузкой, кг/ч.

Шкалы Wт и Qт являются ответными шкалами определения эксплуатационных показателей работы пахотного агрегата.

В третьем разделе «Алгоритм расчета эксплуатационных показателей МТА» изложен модульный алгоритм разработанной программы к ПК расчета состава пахотного агрегата и его эксплуатационных показателей без учета (11) и с учетом (11) коэффициента kN (рис. 6). В основу расчета внесены равные условия эксплуатации двух пахотных агрегатов, скомплектованных из тракторов одного тягового класса 3: Т-150К, ХТЗ-16131, оснащенных двигателями мощностью соответственно 121,4 и 132,4 кВт В Саратовской области семейство тракторов ХТЗ в тяговом классе 3 составляет 23 %.. На рис. 7 представлены зависимости тяговой мощности Nкр, КПД агрегата , энергоемкости технологического процесса Зэ, часовой производительности W и погектарного расхода топлива Q от скорости движения агрегатов р.

Рис. 6 Алгоритм расчета состава пахотного агрегата и его эксплуатационных показателей: модуль I - без учета коэффициента kN; модуль II - с учетом коэффициента kN

Рис. 7 Зависимость Nкр, Зэ, W, Q, а от скорости движения агрегатов р: 1 - Т-150К+ПЛН-5-35; 2 - ХТЗ-16131+ПЛН-5-35

Результаты расчетов показали, что увеличение мощности перспективного трактора ХТЗ-16131 в агрегате с лемешно-отвальным плугом ПЛН-5-35 во всем диапазоне скоростей движения повлияло на рост энергоемкости технологического процесса. При практически равной производительности КПД агрегата выше, а погектарный расход топлива меньше у Т-150К+ПЛН-5-35.

В четвертом разделе «Программа и методика экспериментальных исследований» изложена программа, стандартная методика проведения лабораторно-полевых исследований выполнения технологического процесса основной отвальной обработки поч- вы агрегатов, скомплектованных из тракторов одного тягового класса с разной мощностью двигателя: ХТЗ-16131+ПБС-4/6; Т-150К+ПБС-4/6; Т-150К+ПБК-3М; Т-150К+ПЛН-5-35; агрегатов для основной безотвальной обработки почвы: Т-150К+ПБС-4/6Б (корпус без отвалов); Т-150К+ПБ-5; Т-150К+ПЛН-5-35+ЛП-0,35, а также разработанная частная методика определения универсального коэффициента изменения потенциальной тяговой характеристики kN для всех видов сельскохозяйственных работ, выполняемых на фонах: поле, подготовленное под посев; стерня колосовых; глинистая укатанная дорога; трек с бетонным покрытием.

Экспериментальные исследования пахотных агрегатов проводились согласно рабочим программам-методикам проведения испытаний на ФГУ «Поволжская государственная машиноиспытательная станция».

В пятом разделе «Результаты экспериментальных исследований пахотных агрегатов с разными потенциальными характеристиками тракторов» приведены данные лабораторно-полевых опытов.

Исследования пахотных агрегатов с тракторами тягового класса 3: Т-150К+ПБС-4/6 и ХТЗ-16131+ПБС-4/6 соответственно с мощностями двигателя = 121,4 кВт и = 132,4 кВт проводились на отвальной вспашке и безотвальной обработке почвы при комплектовании плугами в четырехкорпусном варианте и в шестикорпусном варианте с шириной захвата плуга от 2,4 до 3,6 м.

Эксплуатационные показатели работы агрегатов представлены зависимостями на рис. 8 и 9.

С использованием условий испытаний агрегатов при удельном сопротивлении почвы = 45,6 кН/м2 (Т-150К) и = 43,6 кН/м2 (ХТЗ-16131), с применением скоростного фактора (8) выполнены расчеты теоретической производительности без учета и с учетом коэффициента kN. Результаты нанесли на график экспериментальной зависимости . Наибольшее значение Wт = 2,52 га/ч получено при расчете производительности Т-150К + ПБС-4/6 без kN на скорости 7,1 км/ч. Производительность Wт = 2,2 га/ч с учетом kN, при той же скорости, находится ближе к экспериментальной Wэ = 1,76 га/ч.

Рис. 8 Зависимость тяговой мощности Nкр (-^-), погектарного расхода топлива Q (-х-), производительности W (--), качества крошения почвы к (--), отклонения глубины вспашки а (--) и степени заделки стерни з.с (--) от скорости р движения агрегата ХТЗ-16131+ПБС-4/6: 1 - теоретическая производительность без учета коэффициента kN; 2 - теоретическая производительность с учетом коэффициента kN

Рис. 9 Зависимость тяговой мощности Nкр (-^-), погектарного расхода топлива Q (-х-), производительности W (--), качества крошения почвы к (--), отклонения глубины вспашки а (--) и степени заделки стерни з.с (--) от скорости р движения агрегата Т-150К + ПБС-4/6: 1 - теоретическая производительность без учета коэффициента kN; 2 - теоретическая производительность с учетом коэффициента kN

У агрегата ХТЗ-16131+ПБС-4/6 значение Wт = 3,56 га/ч получено при расчете производительности без kN на скорости 7,8 км/ч. С учетом kN величина Wт = 3,1 га/ч практически равна экспериментальному значению Wэ = 3,05 га/ч.

Агротехнические показатели представлены зависимостями качества крошения почвы к, отклонения глубины пахоты а, степени заделки стерни з.с от скорости движения агрегатов. В целом они удовлетворяли агротехническим требованиям, за исключением к, что объяснялось высокой влажностью почвы и наличием мощной корневой системы сидератов.

Испытания, ранее выполненные профессорами В.М. Бойковым и С.В. Старцевым, также подтверждают адекватность метода определения эксплуатационных показателей пахотных агрегатов. Данные приведены в табл. 1.

Таблица 1

Агротехнические и эксплуатационно-технологические показатели пахотных агрегатов

Показатель

Для отвальной

обработки почвы

Для безотвальной обработки почвы

Т-150К+ПЛН-5-35

Т-150К+ПБК-3М

Т-150К+ПБС-4/6Б

Т-150К+ПЛН-5-35+ +ЛП-0,35

Т-150К+ПБ-5

Влажность почвы, %

32,3…35,9

32,3…35,9

25…27

16…32

16…32

Твердость почвы, МПа

0,7…1,3

0,7…1,3

0,8…1,5

2,3…4,9

2,3…4,9

Глубина пахоты, см

22

22

27

23

23

Ширина захвата, м

1,75

1,9

2,4

1,75

2,61

Скорость движения, км/ч

7,3

6,8

7,8

5,9

7,2

Отклонение глубины от установленной, см

1,8

1,2

0,5

1,1

1,0

Отклонение рабочей ширины захвата от конструктивной, %

8,2

12,0

0

18,7

2,6

Качество крошения почвы (размер фракций менее 50 мм), %

77,3

78,2

56,3

45,1

56,4

Заделка растительных остатков, %

Сохранность стерни, %

84,5

98,2

56,3

65,3

68,8

Теоретическая производительность, га/ч:

без коэффициента kN

с коэффициентом kN

2,37

2,07

2,69

2,35

2,22

1,94

2,12

1,85

2,42

2,11

Экспериментальная производительность, га/ч

1,52

1,75

1,9

1,72

2,03

Расход топлива, кг/га

14,9

13,5

9,6

16,1

13,8

Результаты показывают, что расчетные производительности с учетом kN у всех агрегатов находятся ближе на 1,6…27 % к экспериментальным значениям.

В шестом разделе «Экономическая эффективность и результаты внедрения исследований в производство» представлены результаты расчетов экономической эффективности применения пахотных агрегатов, включающих тракторы одного тягового класса с разной мощностью двигателя (табл. 2).

Таблица 2

Показатели экономической эффективности использования пахотных агрегатов

Показатель

Для отвальной обработки почвы

Для безотвальной обработки почвы

Т-150К+ПБС-4/6

ХТЗ-16131+ПБС-4/6

Т-150К+ПБС-4/6Б

ХТЗ-16131+ПБС-4/6Б

Часовая производительность, га/ч

1,77

1,775

1,803

1,808

Затраты труда, чел.-ч/га

0,57

0,57

0,56

0,56

Прямые эксплуатационные затраты на 1 га пахоты, руб.

843,65

905,74

825,77

887,81

Энергоемкость процесса, кВтч/га

68,59

74,59

67,33

73,23

Годовая экономия, руб./га

28139

-

28192

-

Показатели экономической эффективности свидетельствуют о рациональном сочетании плугов ПБС-4/6 и ПБС-4/6Б с трактором Т-150К в рассматриваемых условиях.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Совокупность теоретических и экспериментальных исследований позволила обобщить их научные и практические результаты в виде следующих выводов по работе:

1. В результате анализа технических характеристик современных и перспективных сельскохозяйственных тракторов с начала производства эталонного трактора установлено, что наращивание энергонасыщенности произошло в тяговом классе 1,4 на 13,8… 20,2 кВт/т; 3-4 - на 8,73…11,6 кВт/т; 5 - на 12,9…14,2 кВт/т. При этом на тракторы с одинаковыми тягово-сцепными свойствами устанавливаются двигатели разной мощности. В результате анализа существующих конструкций плугов выявлено увеличение ширины их захвата до 5,5 м.

2. Для корректировки производительности, зависящей от тяговой мощности трактора, теоретически обоснована необходимость использования коэффициента, отражающего характер кривизны потенциальной тяговой характеристики в зоне допустимого буксования трактора. Коэффициент изменения потенциальной тяговой характеристики трактора kN в уравнении (9) уточняет аналитическую зависимость определения производительности агрегата.

3. Усовершенствован метод определения эксплуатационных показателей пахотных агрегатов, скомплектованных из тракторов одного тягового класса с различной мощностью двигателя и почвообрабатывающих орудий с равной шириной захвата, работающих в одинаковых эксплуатационных условиях, за счет введения в структуру номограммы семейства лучей функциональной зависимости тяговой мощности трактора, рассчитанной с учетом коэффициента изменения потенциальной тяговой характеристики трактора.

4. По алгоритму расчета состава пахотного агрегата и его эксплуатационных показателей (модуль II) выполнен анализ эффективности использования агрегатов, скомплектованных из тракторов Т-150К и ХТЗ-16131 с мощностью двигателей соответственно 121,4 и 132,4 кВт и лемешно-отвального плуга ПЛН-5-35. Установлено, что при равной производительности агрегатов затраты энергии на вспашку выше на 9,4 % у более мощного трактора при меньшем на 10,3 % КПД агрегата.

5. Проведенными на Поволжской машиноиспытательной станции экспериментальными исследованиями оценки эффективности использования МТА подтверждена уточненная аналитическая зависимость определения производительности агрегата (9). Эксплуатационная производительность пахотных агрегатов Т-150К+ +ПЛН-5-35, Т-150К+ПБК-3М, Т-150К+ПБС-4/6, ХТЗ-16131+ +ПБС-4/6 на отвальной обработке почвы и рассчитанная производительность с учетом коэффициента kN имеют расхождение 1,6…27 %, а без учета kN - 14,3…36,9 %. На безотвальной обработке почвы Т-150К+ПЛН-5-35+ЛП-0,35, Т-150К+ПБ-5, Т-150К+ +ПБС-4/6Б соответственно - 2,1…7,0 % и 14,4…18,8 %.

6. Технико-экономическая оценка результатов исследований эффективности использования пахотных агрегатов в производственных условиях показала, что при практически равной производительности агрегатов с мощностью тракторов 121,4 и 132,4 кВт энергоемкость отвальной и безотвальной технологий ниже на 8 % у трактора с меньшей мощностью двигателя. Годовая экономия от снижения эксплуатационных затрат по технологиям составляет 62,1 руб./га при использовании менее энергонасыщенного трактора.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. Лысенков, Д. И. Энергонасыщенность современных тракторов и производительность пахотных агрегатов / Д. И. Лысенков // Вавиловские чтения - 2005: материалы конф., посвящ. 118-й годовщине со дня рождения академика Николая Ивановича Вавилова, 23-25 ноября 2005 г. Секция «Механизация и электрификация сельского хозяйства» / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». Саратов, 2005. С. 43-45 (0,16 п. л.).

2. Лысенков, Д. И. Использование сцепления тракторов семейства «Кировец» / С. В. Старцев, Д. Г. Горбань, Д. И. Лысенков // Вавиловские чтения - 2005: материалы конф., посвящ. 118-й годовщине со дня рождения академика Николая Ивановича Вавилова, 23-25 ноября 2005 г. Секция «Механизация и электрификация сельского хозяйства» / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». Саратов, 2005. С. 86-88 (0,13 п. л./ 0,04 п. л.).

3. Лысенков, Д. И. Энергонасыщение тракторов, используемых на пахотных работах / С. В. Старцев, Д. И. Лысенков // Современные проблемы механизации сельскохозяйственного производства: материалы Межрегион. науч.-практ. конф. / ФГОУ ВПО «Дагестанская ГСХА». Махачкала, 2006. С. 41-43 (0,14 п. л./ 0,07 п. л.).

4. Лысенков, Д. И. Приращение эксплуатационных параметров трактора / С. В. Старцев, Д. И. Лысенков // Материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 75-летию со дня рождения профессора Виктора Григорьевича Кобы, 19-21 марта 2006 г. / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». Саратов, 2006. Т.3. С. 133-135 (0,19 п. л./0,09 п. л.).

5. Лысенков, Д. И. Анализ потенциальных тяговых характеристик тракторов / Д. И. Лысенков // Материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 70-летию со дня рождения профессора Александра Григорьевича Рыбалко, 11-12 июля 2006 г. / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». Саратов, 2006. Ч. 3. С. 62-63 (0,13 п. л.).

6. Лысенков, Д. И. Коэффициент использования приращения тяговой мощности трактора / С. В. Старцев, Д. И. Лысенков // Известия Самарской ГСХА. 2006. № 3. С. 65-67 (0,22 п. л./0,08 п. л.).

7. Лысенков, Д. И. Графоаналитический расчет эксплуатационных показателей пахотных агрегатов / С. В. Старцев, Д. Г. Горбань, Д. И. Лысенков // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. 2006. № 1. С. 49-50 (0,25 п. л./0,13 п. л.).

8. Лысенков, Д. И. Анализ интенсивности изменения эксплуатационно-энергетических показателей пахотных агрегатов / Д. И. Лысенков // Вавиловские чтения - 2006: материалы конф., посвящ. 119-й годовщине со дня рождения академика Николая Ивановича Вавилова, 4-8 декабря 2006 г. Секция «Механизация и электрификация сельского хозяйства» / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». Саратов, 2006. С. 43-45 (0,21 п. л.).

9. Лысенков, Д. И. Тягово-энергетические свойства сельскохозяйственных тракторов / Д. И. Лысенков // Роль молодых ученых в реализации национального проекта «Развитие АПК»: материалы Междунар. науч.-практ. конф. / ФГОУ ВПО «Московский ГАУ». М., 2007. Ч. 1. С. 41-43 (0,09 п.л.).

10. Лысенков, Д. И. Результаты проверки расчета производительности пахотного агрегата / С. В. Старцев, Д. И. Лысенков // Вавиловские чтения - 2007: материалы конф., посвящ. 120-й годовщине со дня рождения академика Николая Ивановича Вавилова, 26-30 ноября 2007 г. Саратов: Научная книга, 2007. Ч. 2. С. 275-276 (0,12 п. л./0,06 п. л.).

11. Лысенков, Д. И. Производительность пахотных агрегатов с тракторами одного тягового класса / Д. И. Лысенков // Материалы междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 100-летию со дня рождения профессора Владимира Васильевича Красникова, 1-3 октября 2008 г. / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». Саратов, 2008. С. 58-60 (0,17 п. л.).

12. Лысенков, Д. И. Номограмма вычисления эксплуатационных показателей пахотных агрегатов / С. В. Старцев, Д. И. Лысенков // Материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 100-летию со дня рождения профессора Владимира Васильевича Красникова, 1-3 октября 2008 г. / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». Саратов, 2008. С. 155-158 (0,22 п. л./0,11 п. л.).

13. Лысенков, Д. И. Результаты исследований пахотного агрегата ХТЗ-16131 + ПБС-4/6 / В. М. Бойков, С. В. Старцев, Д. И. Лысенков // Вавиловские чтения - 2008: материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 95-летию Саратовского госагроуниверситета. Саратов: ИЦ «Наука», 2008. Ч. 2. С. 220-222 (0,18 п. л./0,06 п. л.).

14. Лысенков, Д. И. Теоретическое исследование изменения потенциальных характеристик тракторов / С. В. Старцев, Д. И. Лысенков // Вавиловские чтения - 2008: Материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 95-летию Саратовского госагроуниверситета. Саратов: ИЦ «Наука», 2008. Ч. 2. С. 324-326 (0,24 п. л./0,12 п. л.).

15. Лысенков, Д. И. Классификация орудий для основной обработки почвы / С. В. Старцев, Д. И. Лысенков, Н. Грязнов // Вавиловские чтения - 2008: материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 95-летию Саратовского госагроуниверситета. Саратов: ИЦ «Наука», 2008. Ч. 2. С. 326-328 (0,19 п. л./0,07 п. л.).

16. Лысенков, Д. И. Результаты исследований пахотного агрегата Т-150К + ПБС-4/6 / В. М. Бойков, С. В. Старцев, Д. И. Лысенков // Организация и управление производством: сб. науч. работ, посвящ. 70-летию Л. М. Игнатьева. Саратов: ИЦ «Наука», 2008. С. 51-53 (0,18 п. л./0,06 п. л.).

17. Лысенков, Д. И. Оценка эффективности использования пахотных агрегатов: рекомендации производству / В. М. Бойков, С. В. Старцев, Д. И. Лысенков / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». Саратов, 2008.20 с. (1,25 п. л./0,42 п. л.).

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Структурная схема возделывания проса. Агротехнические требования и контроль качества работы. Технико-экономические показатели машинно-тракторных агрегатов. Подготовка поля. Построение графика машиноиспользования. Планирование технического обслуживания.

    курсовая работа [819,4 K], добавлен 24.06.2013

  • Порядок расчетов по комплектованию пахотного и непахотного тракторных агрегатов. Выбор скоростного режима и марки плуга, нахождение действительного коэффициента использования тягового усилия трактора, определение его производительности и расхода топлива.

    курсовая работа [176,3 K], добавлен 14.02.2012

  • Общее устройство гусеничного трактора и назначение его основных частей. Влияние использования тяговой мощности на производительность машинно-тракторного агрегата и себестоимость тракторных работ. Устройство и технологический процесс туковых сеялок.

    контрольная работа [44,3 K], добавлен 07.01.2011

  • Условия и особенности использования машинно-тракторных агрегатов при возделывании сельскохозяйственных культур. Оптимальные сроки проведения полевых работ. Морфологические признаки и физические свойства семян. Зональные особенности полива, орошение.

    контрольная работа [222,7 K], добавлен 18.09.2011

  • Выбор и обоснование технологии озеленительных работ. Обеспечение оптимального с технической (агротехнической) и экономической точек зрения сочетания трактора с рабочими машинами. Расчет количества и производительности машинно-тракторных агрегатов.

    контрольная работа [25,1 K], добавлен 14.11.2012

  • Исследование путей повышения производительности сельскохозяйственных машинно-тракторных агрегатов. Выбор их оптимальных режимов. Конструкторская разработка, расчет и построение тяговых характеристик трактора МТЗ-82 с использованием энергетического модуля.

    курсовая работа [144,4 K], добавлен 28.10.2010

  • Агротехнический прием в технологии возделывания. Основные показатели качества лущения. Выбор трактора и сельскохозяйственной машины. Требования, предъявляемые при комплектовании машинно-тракторных агрегатов. Расчет состава машинно-тракторного агрегата.

    курсовая работа [40,6 K], добавлен 24.12.2011

  • Агротехнические требования к посадке картофеля. Подготовка колесного трактора к работе. Установка нормы высева клубней и удобрений. Комплектование пахотных агрегатов. Настройки плуга на заданную глубину вспашки. Поточный способ уборки клубней картофеля.

    курсовая работа [524,8 K], добавлен 10.04.2015

  • Ознакомление с агротехническими требованиями к выполнению операции сплошного боронования. Расчет тягового усилия с учетом уклона местности, удельного сопротивления бороны, ширины захвата с целью выбора гусеничного трактора. Подготовка агрегатов к работе.

    задача [666,6 K], добавлен 05.07.2010

  • Агротехнические требования при посадке картофеля. Комплектование основного и вспомогательного агрегатов. Скоростной режим и время цикла работы трактора Беларусь 1523+КСМ-8. Расчет потребного количества и производительности автомобилей ГАЗ-САЗ-3502.

    контрольная работа [80,7 K], добавлен 13.12.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.