Выбор рационального режима работы пахотного агрегата

Размещено на http://www.allbest.ru/

9

Выбор рационального режима работы пахотного агрегата

А.Н. Карташевич

А.Ф. Скадорва

А.Е. Улахович

И.Л. Подшиваленко

Развитие сельского хозяйства непосредственно связано с применением современных тракторов. Одной из новых разработок отечественного тракторного завода стал гусеничный трактор «Беларус 2103», который предназначен для выполнения различных сельскохозяйственных работ с навесными, полунавесными и прицепными машинами, с уборочными комплексами, для привода стационарных сельскохозяйственных машин, а также для транспортных работ.

Длительная и надежная работа трактора обеспечивается при условии правильной эксплуатации и своевременного технического обслуживания. Правильная эксплуатация состоит в выборе оптимальной рабочей передачи, которая обеспечивала бы рациональную загрузку двигателя при выполнении той или иной операции [1-4].

Выбор оптимального режима работы позволит сократить до минимума время выполнения работ, уменьшить расход топлива, что приведет к уменьшению себестоимости продукции.

Выбор необходимой передачи трактора «Беларус 2103» при проведении пахотных работ производится по методике, основанной на построении потенциальной тяговой характеристики трактора при его работе на соответствующем заданной технологической операции почвенном фоне.

Параметры тяговой характеристики трактора «Беларус 2103» приведены в табл. 1 [5].

Таблица 1. Параметры потенциальной тяговой характеристики трактора «Беларус 2103» на стерне нормальной влажности

По значениям показателей табл. 1 построим потенциальную тяговую характеристику (рис. 1).

Обозначим на ней интервал технологически допустимых скоростей для заданной технологической операции, приняв их из приложения 35 [6], зону рациональной тяговой загрузки, интервал рациональных по загрузке рабочих скоростей и выберем возможные рабочие передачи трактора для выполнения заданной технологической операции.

В зону рациональной тяговой загрузки трактора «Беларус 2103» попадают 7, 8, 9 и 10 передачи. Эти же передачи попадают в интервал технологически допустимых скоростей, принятый для данного случая 4,5-12 км/ч (прил. 35 [6]) и соответствующий вспашке. Таким образом, возможными передачами для выполнения вспашки являются 7, 8, 9 и 10 передачи.

Окончательный выбор основной рабочей передачи произведем по результатам тягового расчета машинотракторного агрегата, который выполняется применительно к возможным передачам трактора.

Методика расчета приведена применительно к 7 передаче.

Рассчитаем удельное тяговое сопротивление k (кН/м) по формуле (1):

(1)

где - среднее значение удельного сопротивления плуга, =47 кН/м (прил. 13 [6]);- номинальная рабочая скорость, км/ч; _ скорость, соответствующая среднему значению удельного сопротивления плуга,=5 км/ч (с. 34 [7]);- темп нарастания удельного тягового сопротивления, =5% (прил. 14 [7]).

кН/м

Рис. 1. Потенциальная тяговая характеристика трактора Беларус 2103

Определим предельную (максимально возможную по силе тяги трактора) ширину захвата агрегата при его движении по горизонтальной поверхности:

(2)

где - номинальное тяговое усилие, кН;_ погонный вес машины, =9 кН/м, (прил. 37 [6]);- глубина вспашки,=0,25 м (с. 25 [6]);_ коэффициент догрузки остова трактора частью веса рабочей машины, принимаемый для вспашки - 0,5-1 (С. 25 [6]);_ коэффициент сопротивления качению трактора,=0,08 (прил. 34 [6]).

м.

Из приложения 39 [6] выбираем ближайшую к конструктивную ширину захвата =3,5м, что соответствует плугу ППШ-10-35.

Рассчитаем тяговое сопротивление агрегата (кН) по следующей зависимости:

(3)

где - вес одного плуга, для ППШ-10-35 =3000 кг (прил. 39 [6]).

кН.

Теперь определим коэффициент использования номинального тягового усилия трактора в агрегате по формуле:

(4)

Подставив необходимые значения, получим

кН.

Значение показателей для остальных передач сведены в табл. 2.

Таблица 2. Значение показателей по результатам тягового расчета

Из анализа полученных значений коэффициента использования номинального тягового усилия видно, что его наибольшее значение наблюдается на 8 и 9 передаче. Следовательно, данные передачи являются оптимальными при проведении пахотных работ. Из этих двух передач 9 является наиболее приемлемой, так как конструктивная ширина захвата на данной передаче больше по сравнению с шириной захвата на 8 передаче. Эксплуатация трактора на данной передаче позволит более эффективно использовать его силу тяги.

Согласно тяговым расчетам агрегата на 9 передаче оптимальную загрузку двигателя при вспашке обеспечит использование плуга ППШ-10-35, ширина захвата которого наиболее близко соответствует максимально возможной по силе тяги трактора ширине захватадля данной передачи (см. табл. 2).

Значение тягового сопротивления для холостого хода найдем по зависимости:

(5)

где _ коэффициент сопротивления качению ходовых колес сельскохозяйственной машины, =0,24 (прил. 36 [6]).

Подставив значения величин в формулу (9), получим:

кН.

Скорость холостого хода агрегата на 9 передаче определим из рис. 2, который построим на основании результатов тягового расчета для данной передачи [5]. По оси абсцисс отложим значение тягового сопротивления для холостого хода на 9 передаче. Проекция точки пересечения отложенного значения с графиком на ось ординат будет соответствовать скорости холостого хода=8,14 км/ч.

Рабочую скорость также определим из рис. 2, отложив на нем значение тягового сопротивления из табл. 1 для 9 передачи. Полученное значение рабочей скорости на данной передаче составит=7,36 км/ч.

Рис. 2. График выбора рабочих скоростей на 9 передаче

Определим рабочую ширину захвата

м, (6)

где- коэффициент использования ширины захвата агрегата,=1,1 (с. 47 [7]);- ширина захвата одного плужного корпуса, м (для ППШ-10-35=0,35 м).

Тогда значение рабочей ширины захвата составит:

м.

Ширина загона, соответствующая движению агрегата на 9 передаче:

м, (7)

где- наименьший допустимый радиус поворота агрегата на 9 передаче:

м, (8)

где- коэффициент изменения радиуса поворота в зависимости от скорости движения, соответствующей 9 передаче,= 1,14 (прил. 31 [7]).

Определим при скорости движения агрегата 7,36 км/ч:

м.

Тогда ширина загона при такой скорости

м.

Фактическая ширина загона для 9 передачи находится по выражению:

м, (9)

где_ коэффициент пропорциональности для 9 передачи, который можно найти как:

(10)

Подставив значения, получим

.

Полученное значение округляем до ближайшего целого числа =21.

Тогда фактическая ширина загона для движения агрегата на 9 передаче составит:

м.

Средняя удельная длина холостого хода (прил. 28 [6]):

(11)

где- кинематическая длина агрегата, м. Она принимается равной рабочей ширине захвата=3,85 м.

Подставив значения в формулу (11), получим:

м.

Время, затрачиваемое на выполнение одного цикла на 9 передаче, составит:

(12)

Подставив значения, получим

ч.

Для определения необходимости переключения передачи на высшую по скорости при разворотах пахотного агрегата необходимо произвести для нее аналогичные расчеты.

По табл. 1 видно, что такой передачей является 11 со V_рн =9,7 км/ч.

Наименьший допустимый радиус поворота агрегата на данной передаче определим по формуле (8). Причем значение коэффициента изменения радиуса поворота по прил. 31 [7] составит 1,16. Тогда:

м.

Ширина загона при движении агрегата во время холостого хода на 11 передаче составит:

м.

Коэффициент пропорциональности соответственно:

Принимаем =21. Тогда фактическая ширина загона для движения агрегата на 11 передаче составит:

м.

Средняя удельная длина холостого хода:

м.

Время, затрачиваемое на выполнение одного цикла при вспашке на 9 передаче с переключением на холостых ходах на 11 передачу, составит:

(13)

где- время, затрачиваемое на однократное переключение передачи, ч. По данным испытательного центра РУП «МТЗ»=0,2 с.

Скорость холостого хода агрегата на 11 передаче определим из рисунка 3, который построим на основании результатов тягового расчета для данной передачи [5]. Для этого по оси абсцисс отложим значение тягового сопротивления для холостого хода на 11 передаче, которое аналогично тяговому сопротивлению на 9 передаче. Отложив его значение по оси абсцисс, определим значение скорости на холостом ходу по проекции точки пересечения с графиком на ось ординат. Полученное значение составляет V_х= 11,7 км/ч.

Рис. 3. График выбора рабочих скоростей на 11 передаче

Подставив значения в формулу (13), получим

ч

Таким образом, цикловое время работы пахотного агрегата при переключении на холостых ходах с 9 на 11 передачу больше циклового времени работы пахотного агрегата на 9 передаче.

Проведенные расчеты позволили выбрать рациональный режим работы для гусеничного трактора «Беларус 2103»при проведении пахотных работ. Такой режим соответствует работе данного трактора на 9 передаче с плугом ППШ-10-35. Кроме того, было определено, что на холостых ходах (разворотах) переключение на более высокую по скорости передачу менее эффективно по сравнению с постоянной работой для данной операции на 9 передаче.

Выполнение пахотных работ на данном гусеничном тракторе с учетом полученных рекомендаций позволит сократить время на выполнение данной операции до минимума, что позволит снизить расход топлива и уменьшить тем самым себестоимость продукции.

Литература

трактор тяговый усилие агрегат

1. Ляхов, А.П. Эксплуатация машинно-тракторного парка: учеб. пособие для с.-х. вузов / А.П. Ляхов [и др.]; под ред. Ю.В. Будько. Минск: Ураджай, 1991 336 с.

2. Эксплуатация машинно-тракторного парка: учеб. пособие / под общ. ред. Р.Ш. Хабатова. М.: ИНФА. М, 1999. 208 с.

3. Новиков, А.В. Проектирование механизированных процессов в растениеводстве: конспект лекций / А.В. Новиков, В.Д. Лабодаев, И.Н. Шило. Минск: БГАТУ, 2004. 116 с.

4. Новиков, А.В. Техническое обеспечение земледелия: учеб. пособие / А.В. Новиков [и др.]. Минск: БГАТУ, 2006. 384 с.

5. Гусеничный трактор «Беларус 2103». Тяговый расчет / РУП «Минский тракторный завод». 20 с.

6. Сергеев, В.С. Техническое обеспечение процессов в земледелии: метод. указания по изучению дисциплины и выполнению контрольной работы / В.С. Сергеев, Г.А. Валюженич, А.Е. Улахович, О.П. Лабурдов, О.В. Гордеенко. Горки, 2009. 88 с.

7. Сапьяник, Г.Н. Оценка энергетических, технологических и экономических показателей работы машинно-тракторных агрегатов / Белорусская государственная сельскохозяйственная академия / Г.Н. Сапьяник, Е.П. Ладик, Г.П. Солодухин. Горки, 2008. 128 с.

8. Технология и организация проведения различных операций. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http:// mtz1.ru/documents/art/book01/b01_3_2.htm. Дата доступа: 10.08.2010.

Размещено на Allbest.ru