3.1. Характеристики трактора и сельхозмашины

Рис. 1 К-701.

Трактор К-701 тягового класса 5 в комплекте с навесными и прицепными орудиями используется на основных сельскохозяйственных работах: пахоте, культивации, бороновании, посеве. В комплекте со специальными орудиями может применяться на транспортных, мелиоративных и дорожных работах. Тяговый класс по СТ СЭВ 628-77 - 5

Трактор К-701 является одной из первых модификаций отечественных колесных энергонасыщенных сельскохозяйственных тракторов. Многолетний опыт эксплуатации этих машин в различных климатических зонах подтверждает их высокую надежность, простоту и удобство обслуживания, эффективность на всех видах сельскохозяйственных работ.

Колесный движитель. Колесная формула 4×4

На тракторе К-701 установлен дизельный двигатель ЯМЗ-240БМ, механическая коробка передач с шестернями постоянного зацепления и фрикционными муфтами переключения передач с гидравлическим приводом, обеспечивающими переключение без разрыва потока мощности.

Мощность двигателя, кВт (л. с.) 221 (300)

База трактора, мм 3200(+30)(-30)

Габаритные размеры, мм (длина / ширина / высота) 6820 / 2850 / 3685

Наименьший радиус поворота по следу наружного колеса с выключенным задним мостом, м 7,2

Дорожный просвет (при статическом радиусе шин, равном 800 мм), мм: под кронштейнами для крепления нижних тяг навесного устройства 430±30 под вертикальным шарниром рамы 545 ±30

Масса, т 13,0

Изготовитель: ЗАО «Петербургский тракторный завод»

Производим расчет удельного давления трактора на почву (P) по формуле:

Где - mт – эксплуатационная масса трактора (приложение 10), кг;

Рк – Для колесных тракторов:

Рк = , (1)

Где: mт – эксплуатационная масса трактора (приложение 10), кг; Вп, Вз – ширина обода шины передних и задних колес (Вп =66 см, Вз = 66 см) см; LП,LЗ – длина опорной части передних и задних колес(LП = 20 см, LЗ = 40 см).

Рк = 1.6 (2)

Так как трактор имеет значительный вес, необходимо исходить из возможно минимального уплотнения почвы. При основной, предпосевной обработке почвы, посеве, посадке, уборке с.-х. культур тракторные агрегаты проходят по полю до 15…17 раз. Это увеличивает плотность почвы и снижает урожайность с.-х. культур на 15…20 %.

Нормативный показатель удельного давления на почву для гусеничных тракторов составляет 0,040…0,065 мПа, для колесных – 0,1…0,36 мПа.

Сельскохозяйственную машину выбирают с учетом:

- технологической операции;

- условия проведения работ;

- возможности агрегатирования с данным трактором.

Плоскорез-глубокорыхлитель навесной ПГН-5:

Техническая характеристика ПГН-5:

Производительность 5,3га/ч

Число рабочих органов 5 шт;

Рабочая ширина захвата 4,4…4,5 м;

Ширина захвата корпуса 1100 мм;

Глубина обработки 15…30 см;

Предельное удельное сопротивление почвы (Ко) 10 Н/см2;

Рабочая скорость до 10 км/ч;

Габаритные размеры 1890/5300/1940 мм;

Масса агрегата 160050 кг;

Агрегатируемый трактор К - 701.

Плоскорез-глубокорыхлитель предназначен для основной обработки почвы с минимальным сохранением стерни и других пожнивных остатков на поверхности поля после полосовых и пропашных остатков предшественников.

 

3.2. Расчет состава машинно-тракторного агрегата

Возможные варианты состава агрегата для выполнения технологической операции определяют аналитическим расчетом в следующем порядке:

3.2.1. Установка диапазона скоростей агрегата, при вспашке с камнями

Таблица 1.

Наименование операции	Скорость движения, км/час
Основная обработка почвы	10

3.2.2. Тяговое усилие трактора

Таблица 2.

Трактор	К - 701 : Nн = 198,7 Квт : mт = 13000кг
Передачи	L	Ll	Lll
Ркр, кН	66.5	60	48.5
VР, км/час	6.75	8.5	10.45

3.2.3. Часть величины тягового усилия PКр затрачивается на преодоление уклона поля в результате оно уменьшится и составит:

, кН (3)

Где: mт – эксплуатационная масса трактора, кг; - уклон поля в градусах (по заданию).

кН;

кН;

48.04 кН.

3.2.4.Определить максимально возможную ширину захвата МТА (Вmax) для каждой передаче (для пахотного агрегата лемешного лущильника):

,м (4)

Kп = 0,1К0А

Kп = 0,1820 = 16

Где: К0 – удельное сопротивление почвы при пахоте, Н/см2 (приложение 12); а – глубина вспашки, см; qпл – масса плуга, которая приходится на метр его ширины захвата, кг/м, mм – масса трактора.

Qпл = , (5)

Qпл = 259,78 кг/м.

=12,77 м;

= 11,7 м;

= 9,44 м.

3.2.5. Определить количество сельхозмашин nм :

Для плуга и лемешного лущильника количество корпусов nк зависит от ширины захвата ВК:

NК = (6)

NК1 = =1,3 (принимаем NК = 1)

NК1 = = 1,17 (принимаем NК = 1)

NК3 = = 0,95 (принимаем NК = 1)

3.2.6. Определить общую ширину захвата агрегата:

Для плуга и лемешного лущильника:

ВМТА = ВК∙nк, м; (7)

ВМТА l = 9,97∙1,3 = 12,96 м.

ВМТА ll = 9,97∙1.17 = 11.65 м.

3.2.7. Выбор марки сцепки для агрегата:

Сцепка не нужна, сельхозмашина – плуг навесной.

3.2.8. Определение тягового сопротивления агрегата Rагр:

Для пахотного или с лемешным лущильником агрегатов:

Rагр = 0,001∙nк∙К0∙а∙ВК+0,01∙mпл∙sin α, кН (8)

Где: а – глубина вспашки;

ВК – ширина захвата;

Mпл - масса плуга, кг.

Rагр lll = 0,001∙1.3∙5∙9.97∙+0,01∙1.3∙2590∙0,035 = 50.76 кН.

3.2.9. Определяем коэффициент использования тягового усилия (ηИ) трактора:

ηИ = (9)

ηИ L = = 0,77

ηИ Ll = = 0,84

Оптимальная величина коэффициента использования тягового усилия в зависимости от характера выполняемой работы находятся в пределах (0,81…0,95). В случае, когда нет возможности рационально загрузить трактор, принимают те варианты из ηИ 0,84.

Таблица 1.

Передача	Скорость, Км/ч	Rкрα , кН	Состав агрегата	Rагр, КН	Знач. ηИ	Раци-онален Или нет
Марка С. х.м.	Кол-во С. х.м.	Марка Сцепки
L	6,75	6.5	КПШ-11	1	­	50,76	0,77	Нерационален.
Ll	8,5	60.0	КПШ-11	1	-	50,76	0,84	Рационален.
Lll	10,45	48.5	КПШ-11	1	-	50,76	1,05	Нера-ционален.

Вывод : В данном случае l и ll передачи рациональны, так как правильно выбрана сельхозмашина, которая агрегатируется с данным трактором.

 

3.3.Основные технико-экономические показатели МТА

Расчет основных технико-экономические показатели работы МТА проводится для определения наиболее эффективного с точки зрения экономики агрегата. Расчет проводят для 2…4 передач в следующей последовательности:

3.1. Сменная производительность МТП рассчитывается по формуле:

Wсм = 0,1∙Вр∙Vр∙Тр , га/смену (10)

Где: Vр– скорость на соответствующей передаче (из пункта 3.2.2), км/ч;

Вр – рабочая ширина захвата МТА, м.

Вр = β∙ВМТА, м, (11)

Где: β – коэффициент использования конструктивной ширины захвата β = 1(приложение 14);

Вр = 0,96,12,96 = 12,44 м.

Чистое (производительное) рабочее время Тр в течение смены определяется о формуле:

Тр = τ∙ Тсм, ч (12)

Где: τ – коэффициент использования времени смены τ = 0,7 (приложение 15);

Тсм – продолжительность смены, ч (8 или 7 часов).

Тр = 0,8 8 = 64 ч.

Wсм l = 0,1∙9,97∙6,75∙6,4 =43,07 га/смену (13)

Wсм ll = 0,1∙2,9,97∙8,5∙6,4 =54,24 га/смену

Часовая производительность агрегата:

Wч = , кг/га. (14)

Wч l = =5,38 кг/га.

Wч ll = =6,78 кг/га.

3.2.3. Расход топлива на единицу выполненной работы:

(15)

Где: – часовой расход топлива при работе соответственно под нагрузкой, при холостых заездах и остановках агрегата с работающими двигателем (приложение 16);

TО – время работы двигателя на остановках, ч;

TХ – время движения агрегата на холостом ходу, ч; составляет в среднем 10 % от рабочего (производительного) времени по этому;

ТХ = 0,1∙ТР (16)

ТХ = 0,1∙6,4 = 0,64, ч

Тогда:

TО = ТСм- ТР - TХ. (17)

TО = 8- 6,4- 0,64 = 0,96 ч.

Тогда :

=7,65,

=6,36,

3.3.3. Затраты рабочего времени – одним из самых важных показателей, который характеризует уровень механизации с.-х. процессов, определяется по формуле:

З = , чел-ч/га. (18)

Где – число механизаторов, работающих на машинни –тракторном агрегате (; - число вспомогательных работников (:

ЗL = = 0.15, чел-ч/га.

ЗLl = = 0,19, чел-ч/га

Полученные по передачам технико–экономические показатели МТА заносим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 – основные технико-экономические показатели МТА.

Пере-дача	Производительность	Расход топлива, кг/га	Затраты раб. врем. чел∙ч/га.
Часовая, га/ч	Сменная, га/см
L	5,38	43,07	7,65	0.19
Ll	6,78	54,24	6,36	0.15
Lll

Вывод: Из таблицы видно, что на ll-ей передаче производительность высокая, а расход топлива и затраты рабочего времени низкие. Наиболее рациональной передачей для движения МТА является ll-я передача.

 

3.4. Выбор способа движения МТА.

Для оптимального способа движения агрегата при его движении с петлевыми поворотами и с беспетлевыми определяют коэффициент рабочих ходов.

Коэффициент использования рабочих ходов φ Показывает их долю по отношению ко всему пути, который прошел агрегат на участке:

φ = (19)

Где – путь рабочих ходов на участке, м; - путь холостых ходов на участке, м.

3.4.1. Определить оптимальную ширину загона Сопт для загоновых способов движения по формуле:

Сопт= ,м. (20)

Где R – радиус поворота агрегата, м (приложение 17); L – длина поля (по заданию), м; Кс – коэффициент пропорциональности, зависящий от способа движения (Кс =2 – для петлевого способа; Кс =3 – для беспетлевого способа движения ).

- петлевой способ: Сопт= = = 134, м.

- беспетлевой способ: Сопт= = = 163, м.

3.4.2. Полученную Сопт округляем в большую сторону до значений кратным ширине захвата :

- петлевой способ: = = 15

- беспетлевой способ: = = 17

3.4.3. Определяем число холостых ходов nхх агрегата при работе в загоне:

Nхх = – 1 (21)

- петлевой способ: nхх = – 1 = 10,77-1 = 9,7710

- беспетлевой способ: nхх = – 1 = 12

3.4.4.Определяем длину холостого хода :

- петлевой способ: = 6∙R∙2∙E (22)

- беспетлевой способ: = 3,14∙R∙2E , (23)

Где E = L Кт+ L Км – длина выезда агрегата, равна сумме кинематических длин трактора L Кт и L Км – сельхозмашины (приложение 18).

E = 2+6 = 8

- петлевой способ: = 6∙6∙2∙8 = 54 м;

- беспетлевой способ: = 3,14∙6∙2∙8 = 34 м.

3.4.5. Определяем суммарную величину холостых ходов для петлевых и беспетлевых поворотов :

= nхх × (24)

- петлевой способ: nхх = 9 ×54 = 486 м;

- беспетлевой способ: = 12×34 = 408 м.

3.4.6. Определяем число холостых ходов nрх агрегата при работе в загоне:

Nрх = – 1 (25)

- петлевой способ: nрх = – 1= – 1 = 10;

- беспетлевой способ: nрх = = – 1= 13

3.4.7.Определяем длину холостого хода Ер :

- петлевой способ: Ер = 1,5∙R+ E; (26)

Ер = 1,5∙6+8 = 72;

- беспетлевой способ: Ер = 3∙R + E (27)

Ер = 3∙6 +8 = 24;

Полученную Ер ,округляем в большую сторону до значений кратным ширине захвата .

- петлевой способ: = = 5, м;

- беспетлевой способ: = = 2, м.

3.4.8.Определяем длину рабочего хода :

= L-2∙Ер (28)

Где L– длина поля по заданию, м.

- петлевой способ: = 700-2∙24 = 652 м;

- беспетлевой способ: = 700-2∙72 = 556 м.

3.4.9. Определяем суммарную длину рабочих ходов L Рх :

= nрх∙ (29)

- петлевой способ: nхх = 10∙652 = 6520

- беспетлевой способ: = 13∙184 = 7228

- петлевой способ: φ = (30)

φ = = 0,93

- беспетлевой способ: φ = (31)

φ = = 0,95

Окончательный способ движения определим из:

- вид операции;

- качества выполнения операции;

- кинематических характеристик агрегата и поля.

Вывод: выбираем беспетлевой способ движения, который обеспечивает меньшую длину холостого хода агрегата = 408, м. и соответственно большой коэффициент использования рабочих ходов φ = 0,95.