Пример расчет состава машинно-тракторного агрегата для курсового проекта и дипломной работы
Возможные варианты состава агрегата для выполнения технологической операции определяют аналитическим расчетом в следующей последовательности:
3.2.1. Устанавливается диапазон рабочих скоростей агрегата, при котором выполняется данная операция.
Для сплошной культивации рекомендуются скорости движения МТА равен 5…12км/ч.
3.2.2. Выписать 3. 4 передачи трактора (а также соответствующие им скорости и тяговые усилия Ркр), которые обеспечивают скорость движения в рекомендуемом диапазоне. Выбранные величины оформить в виде таблицы.
Тяговое усилие трактора:
ДТ-77; Nh=66,25кВт; mт =6400 кг
3.2.3. Часть величины тягового усилия Ркр затрачивается на преодоление
уклона поля в результате оно уменьшится и составит:
Ркрα =Ркр — 0,01· мт · sin α, кН, (2)
где: мт— эксплуатационная масса трактора, кг
а — уклон поля в градусах (по заданию).
IVпер Ркрα =25- 0,01· 6400 · 0,0348=23,27 кН
Vпер Ркрα =22,07- 0,01· 6400 · 0,0348=19,8 кН
IVпер Ркрα =19,13- 0,01· 6400 · 0,0348=33,37 кН
3.2.4. Определить максимально возможную ширину захвата МТА (Втах) для
каждой из передач трактора:
,м (3)
м
м
м
где: км — удельное сопротивление машин-орудий, кН/м
gм — удельная масса машины, т. е., приходящаяся на метр ширины
захвата и равная массе машин мм, поделенной на ее паспортную ширину
,кг/м (4)
,кг/м
где мм — масса машины, кг;
вм — ширина захвата с. х. машины, м.
3.2.5. Определить количество сельхозмашин nм, входящих в агрегат:
Полученное количество машин округляют до целого числа в сторону
уменьшения (для обеспечения запаса по силе тяги).
(5)
3.2.6. Определить общую ширину захвата агрегата по формуле:
ВМТА = вм · nм, м (6)
IVпер ВМТА = 4,2*5=21 м
Vпер ВМТА = 4,2*3=12,6 м
VIпер ВМТА = 4,2*3=12,6 м
3.2.7. Выбрать марку сцепку для агрегата. Сцепка не нужна, если сельхозмашина:
— работает от ВОМ трактора.
В остальных случаях сцепку выбирают исходя из фронта Ф-расстояния между прицепными устройствами крайних (боковых) машин в агрегате (рис. 1):
Рис.1. Определение фронта Ф агрегата
IVпер Ф = 4,2·(5-1) =16,8м
Vпер Ф = 4,2·(3-1) =12,6м
VIпер Ф = 4,2·(3-1) =12,6м
По найденному фронту выбирают марку сцепки.
Агрегатируется с трактором класса
Усилие, необходимое для передвижения и преодоления подъема сцепки (Rсц), находят по справочнику или по формуле:
Rсц = Gсц · f + Gсц · sinα, кН (8)
где: Gсц,- вес сцепки, кН
f — коэффициент сопротивления качению 0,1. 0,3.
IV перRсц = 17,62*0,1+17,62*0,0348=2,375 кН
V, VI перRсц = 9,15*0,1+9,15*0,0348=1,233 кН
3.2.8. Определить тяговое сопротивление агрегата Rагр:
Rагр = nм ·К· вм + 0,01· nм · мм · sinα+ Rсц; кН (9)
IVпер Rагр = 5*1,0*4,2+0,01*5*2100*0,0348+2,375=27,029 кН
V, VIпер Rагр = 3*1,0*4,2+0,01*3*2100*0,0348+1,233=16,025 кН
3.2.9. Определить коэффициент использования тягового усилия (ηи) трактора по следующей формуле:
(10)
IVпер 
V, IVпер 
Оптимальная величина коэффициента использования тягового усилия в зависимости от характера выполняемой работы находится в приделах 0,81. 0,95. В случае, когда нет возможности рационально загрузить трактор, принимают те варианты из 
0,95 работа МТА не возможна из-за перегрузки двигателя трактора. В этом случае снижают скорость (передачу) или отсоединяют одну машину (корпус).
По окончании расчетов полученные показатели МТА заносят в таблицу 3.1.
Таблица 3.1- Показатели работы МТА
Источник
Расчет состава машинно-тракторного агрегата
1.4. Расчет состава машинно-тракторного агрегата
После выбора марки сельскохозяйственной машины (ПРТ-16М и МТТ-Ф-8) подсчитывается тяговое сопротивление рабочих органов:
Rм = КВм 
–
это неполное сопротивление машины (частичное сопротивление).
Определяем тяговое усилие, которое мог бы дополнительно развить трактор за счет мощности, расходуемой через ВОМ.:
RВОМ = (3,6NВОМkm)/(VрhВОМ) ,
где km – коэффициент полезного действия машины; ее трансмиссии (0,92 – 0,9)
Vр – рабочая скорость агрегата, км/ч.
hВОМ – коэффициент полезного действия привода механизма ВОМ (0,85 – 0,9).
Рассчитывается приведенное тяговое сопротивление:
Rпр = Rм + RВОМ.
Определяем необходимое минимальное усилие трактора:
Ркр = Rпр/h’b .
Коэффициент используемого тягового усилия трактора:
Поскольку рабочая скорость машинно-транспортного агрегата с ПРТ-16 составляет до 12 км/ч, то трактор К-701 будет агрегироваться с этой машиной на 7 (7,78) и 8 (9,39) передачах.
Rм = КВм = 0,9*8 = 7,2 (кН);
Трактор Т70СМ будет агрегироваться с машиной МТТ-Ф-8 на 6 (11,2) и 7 (9,41) передачах.
Rм = КВм = 0,9*8 = 7,2 (кН);
Полученные результаты расчетов коэффициентов тягового усилия трактора К-701 свидетельствуют, что на 8 передаче используется (в зависимости от режима) 57% и 70%, для Т-70СМ на 6 передаче – 90%, что говорит о достаточно хорошей загруженности машинно-транспортных агрегатов.
1.5. Подготовка агрегата к работе
Кинематическая длина агрегата подсчитывается по формуле:
где Lт – кинематическая длина трактора, м;
Lсц – кинематическая длина сцепки, м
Lм – кинематическая длина сельскохозяйственной машины, м.
Определим кинематическую длину каждого из агрегатов.
I агрегат (К-701 + ПРТ16М):
I агрегат (Т70СМ + МТТ-Ф-8):
В полевых условиях рабочая ширина захвата агрегата по показателю равномерности распределения удобрений определяется в такой последовательности.
На площадке или на ровном участке поля расставляют два ряда учетных площадок (противней) на ширину, равную ориентировочному расстоянию между смежными приходами агрегата.
По ряду противней, сначала с левой его стороны, при обратном ходе — с правой, проходит агрегат, рассевает удобрения на учетные площадки; следующий проход агрегата по ряду протвиней начинают с его правой стороны.
После четырех проходов агрегата (по два в противоположных направлениях) удобрения из противней собирают и взвешивают. Обрабатывая результаты взвешивания, определяют неравномерность распределения удобрений на выбранной ширине захвата.
Равномерность распределения удобрений по ширине захвата агрегата оценивается коэффициентом вариации количества. Расстояние, при котором неравномерность не превышает 25% (для пневморазбрасывателей химических мелиорантов 30%), принимают за рабочую ширину захвата агрегата.
Установить фактическую дозу внесения удобрений можно методом замера количества удобрений и пройденного пути агрегата по формуле:
где Q — вес удобрений, внесенный на контрольный участок поля, т;
Источник
Выбор, обоснование и расчет состава агрегата
К заданному трактору подобрать сельскохозяйственную машину согласно технологической операции (из технологической карты).
Необходимо выполнить аналитический расчет состава МТА и установит основной режим его работы.
Машино-тракторные агрегаты комплектуются с учетом следующих факторов:
— подбор машин в соответствии с требованиями агротехники;
— предотвращения возможных потерь при выполнении операции;
— наиболее полное использование мощности трактора;
— максимальная производительность агрегата при минимальном расходе топлива.
Аналитический расчет по комплектованию любых МТА состоит:
1. Установить тип операции (вспашка, боронование, посев и т.д. по заданию)
2. Выбираем состав агрегата.
3. Устанавливаем диапазон скоростей, рекомендуемых по требованиям агротехники для данной операции.
4. Для принятого диапазона скоростей выбираем рабочие передачи трактора, обеспечивающие данные скорости движения и соответствующие им номинальные значения тяговых усилий Р н кр , теоретические скорости движения Vт и силы тяжести трактора Gт. расчет обычно выполняется для двух-трех выбранных передач.
5. С учетом того, что участок как правило имеет уклон, часть мощности тратится на его преодоление то вносим поправки в значение Р н кр:
где i – уклон в сотых долях единицы
расчет выполняется по каждой из выбранных передач, так как крюковое усилие на каждой передаче различное.
Расчет различных агрегатов имеет свои особенности.
Расчет пахотных агрегатов
На вспашке используются прицепные агрегаты, полунавесные и навесные, а так же комбинированные.
3.2.1.1. Для простых прицепных и полунавесных пахотных агрегатов определяем тяговое сопротивление (кН) приходящееся на один плужный корпус:
где h- глубина вспашки, м;
b- ширина захвата плужного корпуса, м;
Кпл— удельное сопротивление почвы, кН/м 2
g – сила тяжести, приходящаяся на один плужный корпус кН
nкор— число корпусов, данной марки плуга, принятого для агрегатирования;
с – поправочный коэффициент, учитывающий вес почвы на корпусах плуга (при h= 0,22—0,25 м он равен 1,2)
3.2.1.2. Число плужных корпусов, которые номинально загрузят трактор на выбранных передачах
где ε – коэффициент использования номинальной силы тяжести трактора [П,9]
Расчет выполнить для каждой передачи. Полученное по расчету количество корпусов округлить до целого числа в меньшую сторону с целью создания резервного запаса тягового усилия трактора.
3.2.1.3. Тяговое сопротивление плуга на принятых перtдачах:
Расчет произвести для каждой передачи.
3.2.1.4. Коэффициент использования тягового усилия трактора на данных передачах:
Расчет выполнить для каждой передачи. Значение коэффициента использования тягового усилия на вспашке 0,88—0,94.
Для простых навесных тяговых пахотных агрегатов методика расчета аналогична, только в формулу значение Кпл принимать = 0,8-0,85. Кпл для навесных агрегатов меньше на 15-20%, что необходимо учитывать.
3.2.1.5. Тяговое сопротивление приходящееся на один плужный корпус, с учетом дополнительных машин (борон)
где К- удельное сопротивление машины идущей за плугом, кН/м;
gм— сила тяжести машины, приходящаяся на 1 м ее конструктивной ширины
3.2.1.6. Число плужных корпусов в агрегате :
3.2.1.7. Число дополнительных (кроме плуга) машин в агрегате (с округлением до ближайшего большего целого числа):
3.2.1.8. Общее тяговое сопротивление комбинированного пахотного агрегата:
где Rпл— тяговое сопротивление плуга (по передачам) по формуле 3.5.
3.2.1.9. Коэффициент использования тягового усилия трактора на данных передачах:
Расчет выполнить по каждой передаче.
Для комбинированных пахотных агрегатов значение ή= 0,92-0,95.
3. Технологическая часть
3.1 Исходные данные.
Технологическая операция вспашка
Марка трактора ДТ-75М
Тип почвы супесчаная
Длина гона L 820 м.
Буксование δ 0,03
Вес трактора G 70 кН\м
Вес плуга g 7,0 кН\м
Глубина вспашки a 0,24 м.
Тяговое усилие и скорость по передачам соответственно:
РКР 5 = 20,1 Кн V5 = 7,73 км\час
РКР 6 = 17,5 Кн V6 = 8,62 км\час
3.2. Агротехнические требования к вспашке
Цель вспашки: разрыхлить обрабатываемый слой почвы, заделать в почву минеральные и органические удобрения, сорняки и пожнивные остатки. Направление пахоты выбирают в зависимости от предыдущей вспашки.
Основные агротехнические требования: Отклонение от глубины вспашки ±5% полный оборот пласта; полнота заделки на требуемую глубину удобрений, пожнивных остатков и сорняков не менее 95…98%; требуемое крошение пласта: глыбы размером более 10 см не более 15…20%. Высота гребней до 5 см, а свальных гребней до 7 см; отклонение ширины захвата плуга от конструктивной ±10%.
3.3. Выбор, обоснование и расчет состава агрегата
1.Тяговое сопротивление одного корпуса плуга составляет:
где а – глубина вспашки
вк – 0,35 м ширина захвата корпуса
кпл — 55 кН∕ м удельное сопротивление плуга
g = 5 кН∕ м вес плуга приходящийся на 1 погонный метр
с = 1,2 поправочный коэффициент учитывающий землю на корпусе плуга.
Ra = 0,24 * 0,35*55 + 7,0*1,2*0,04 = 4,96
2. Определим крюковое усилие с учетом уклона рельефа местности
РКР4 = 22,9- 70*0,04 =20,1 (кН )
РКР5 = 20,1 – 70*0,04 = 17,3
РКР6 = 17,5 — 70,04 = 14,7
- Найдем число корпусов для каждой передачи.
n4 = 20,1 / 4,96 = 4,07 принимаем 4 корпуса
n5 = 17,3 / 4.96 = 3,5 принимаем 3 корпуса
n6 = 14,7 / 4,96 = 3 принимаем 3 корпуса
- Определим тяговое сопротивление плуга
R4КОР =4,96 * 4 = 19,84 (кН)
R 3кор = 4,96 * 3 = 14,88 (кН)
5. Определим коэффициент загрузки трактора
ή 4 = 19,84 / 20,1 = 0,98
ή5 = 14,88 / 17,3 = 0,85
ή6 = 14,88 / 14,7 = 1,01 (трактор перегружен)
6. Найдем часовую производительность агрегата для 4-ой и 5-ой передач га/час.
W5 = 0,1 * 8,62 * 1,05 = 0,9
Для работы выбираем 4-ю передачу так как на ней коэффициент загрузки выше и выше часовая производительность агрегата.
3.4. Выбор и обоснование способа движения агрегата
Расчет ширины поворотной полосы производится по формуле
где Ŗ- минимальный радиус поворота R = Kr*B
где Кr – коэффициент оценки радиуса поворота 3.
В — ширина захвата агрегата R = 3 * 1,4 = 4,2 (м)
е – величина выезда е = lk
lk = 6,0 кинематическая длина агрегата
где lт, lм, lсц – кинематическая длина соответственно трактора, с/х машины и сцепки.[4 П. 1.5. ]
Е = 1,5 * 4,2 + 6 = 12,3 (м)
принимаем 12,6 м., величину кратную 9 проходам агрегата.
Расчет оптимальной ширины загона.
СОП = √16*Ŗ 2 +2ВР*LР
где ВР рабочая ширина захвата Вр = В*β
β – коэффициент использования конструктивной ширины захвата [4 П.1.9] =1.05
СОП = √16*4,2 2 +2*4,2*1,05 *794,8 = 83,72 (м)
Принимаем с учетом кратности ширине захвата плуга 1,47 м 83,79м.,57 проходов плуга.
Расчет тягового агрегата
3.2.2.1. Определим максимальную ширину захвата агрегата для каждой выбранной передачи:
где К – удельное сопротивление машины, кН/м (см. прилож )
gм — вес машины приходящиеся на метр конструктивной ширины захвата кН/м;
gсц – сила тяжести по отношению к единице ширины захвата с машинами;
fсц — коэффициент сопротивления качению колес сцепки ( см. прилож. )
3.2.2.2. Определим число машин в агрегате для каждой передачи;
3.2.2.3. Определим коэффициент использования тягового усилия для каждой передачи;
значения коэффициентов для агрегатов данного типа должны находиться в пределах 0,90-0,95
3.2.2.4. Определим часовую производительность (га/час) для каждой передачи;
где Вр – ширина захвата в, м;
Vр — теоретическая рабочая скорость движения трактора по передачам
Расчет выполнить для каждой передачи. По максимальным величинам производительности и коэффициента использования, в рекомендуемых пределах, тягового усилия выбираем рабочую передачу.
Выбор рабочей передачи аналогичен для всех видов МТА.
Источник
