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
Аналитический метод расчета состава агрегата
В основе этого расчета лежит рациональное соотношение тяговых возможностей энергетического средства (трактора) и сопротивлений рабочих машин, агрегатируемых с ним, в заданных конкретных условиях использования.
Расчет начинают с определения интервала скорости движения, в пределах которого обеспечивается требуемое качество работы сельскохозяйственных машин и приемлемые условия труда тракториста-машиниста. Зная тип трактора, определяют передачи, на которых скорости движения входят в рекомендуемый интервал скоростей. Для выбранных передач определяют номинальные тяговые усилия Ркрн, которые трактор может иметь в данных условиях
. (7.1)
По выражению (7.1) определяют номинальные тяговые усилия трактора при достаточном сцеплении движителей с основанием передвижения, то есть когда величина движущей агрегат силы F ограничивается мощностью двигателя.
Достаточность сцепления с почвой проверяют по выражению
(7.2)
при этом принимается с некоторым запасом F равной касательной силе Рк.
Если неравенство (7.2) не выдерживается, то в расчетах Ркрн вместо Рк используют Fс, то есть
. (7.3)
Если агрегат тягово-приводной, то в расчете Ркрн используют не весь номинальный момент Мдн (мощность Nен) двигателя, а с вычетом из него момента (мощности) на привод рабочих машин
. (7.4)
Далее определяют значения удельных сопротивлений машин k на скоростях движения для выбранных передач трактора и сопротивление передвижению сцепки Rсц
, (7.5)
где mсц — масса сцепки, кг; f — коэффициент сопротивления передвижению.
Определяют теоретически возможную максимальную ширину захвата агрегата. Для однородного агрегата
. (7.6)
Для комплексного агрегата
, (7.7)
где К1, К2, …Кi — удельные сопротивления разнотипных машин, входящих в состав агрегата, Н/м.
Количество рабочих машин в агрегате определяют по формуле:
, (7.8)
где вк — конструктивная ширина захвата одной машины.
Полученный результат округляют до целого меньшего числа, чтобы иметь некоторый запас тягового усилия.
Для пахотных агрегатов целесообразнее сначала определить сопротивление одного корпуса
, (7.9)
где вк и h — конструктивная ширина захвата корпуса и глубина вспашки, м.
Зная Rк ,определяют возможное количество корпусов
(7.10)
и округляют до меньшего целого числа.
Рассчитанный агрегат следует проверить по степени использования силы тяги трактора. Для этого определяют полное сопротивление рабочей части агрегата:
. (7.11)
Следует определять Rа для случая, когда агрегат движется на подъем, так как сила тяги Ркр должна обеспечивать этот более тяжелый режим.
. (7.12)
Определяют коэффициент использования тягового усилия трактора
. (7.13)
Этот коэффициент показывает среднюю расчетную степень использования силы тяги с учетом вероятностного характера сопротивления и возможности его кратковременного значительного повышения.
Поэтому ξРкр всегда должен быть меньше единицы.
Для таких машин как сеялки, катки, культиваторы, которые работают на подготовленной почве и тяговое сопротивление наиболее равномерное, допускается расчетная степень использования тягового усилия трактора 0.90-0.96. При работе с плугами, лемешными лущильниками, дисковыми боронами расчетная степень загрузки должна быть 0.85-0.92.
Дата добавления: 2017-01-13 ; просмотров: 4099 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Методические указания по выполнению практического занятия по теме. «Расчет тяговоприводных агрегатов на основе тяговых характеристик тракторов».
методическая разработка
Комплект плакатов: способы движения агрегатов, задачи для закрепления пройденного материала. Технологические карты возделывания с/х культур.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
| pz_1.docx | 75.26 КБ |
Предварительный просмотр:
План практического занятия № 1
Тема. «Расчет тяговоприводных агрегатов на основе тяговых характеристик тракторов».
Обучающая: создать условия для закрепления, расширения и систематизации знаний учащихся по пройденной теме, отработка навыков по расчету тяговоприводных агрегатов на основе тяговых характеристик тракторов.
Развивающая: развивать внимание, грамотность, умение пользоваться справочными материалами и находить правильное решение поставленной задачи.
Воспитательная: воспитывать ответственность за качественное усвоение учебного материала и приобретение навыка по изучению расчета тяговоприводных агрегатов.
Материально-техническое обеспечение урока: комплект плакатов: способы движения агрегатов, задачи для закрепления пройденного материала. Технологические карты возделывания с/х культур.
Технологическая карта урока
Формы организации деятельности учащихся
1. Вводный инструктаж
1.1. Сообщение целей и задач занятия.
1.2. Ознакомление учащихся с заданиями и последовательностью их выполнения.
1.3. Ознакомление с правилами охраны труда.
2. Текущий инструктаж Самостоятельное выполнение задания в последовательности, изложенной в инструкционной карте
Проблемные и частично – поисковые
Плакаты, учебное пособие, инструкционная карта
3. Заключительный инструктаж
3.1. Самостоятельное выполнение заданий теста для закрепления материала.
3.2. Прием и анализ выполненного задания.
3.3. Уборка рабочих мест
Тест для закрепления материала
Карточки — задания, плакаты, тетради по ЛПЗ
4. Подведение итогов занятия. Рефлексия.
5. Домашнее задание: повторить пройденный материал по теме: Расчет тяговоприводных агрегатов на основе тяговых характеристик тракторов»
ИНСТРУКЦИОННАЯ КАРТА № 1
Расчет тяговоприводных агрегатов на основе тяговых характеристик тракторов
Из Изучить расчет тяговоприводных агрегатов наоснове тяговых характеристик тракторов, рациональные способы движения МТА при производстве механизированных работ при возделывании с/х культур, полученные на теоретических занятиях.
Комплект плакатов комплект плакатов: способы движения агрегатов, задачи для закрепления пройденного материала. Технологические карты возделывания с/х культур.
Последовательность выполнения задания:
1. Пользуясь конспектом, справочной литературой выполнить аналитический расчет МТА, (определить рабочую скорость, рабочее сопротивление, коэффициент использования тягового усилия,) . 2.Провести комплектование МТА и его технологическую наладку. 3.Подготовить поле к работе (выполнить его разметку, выбрать способ движения и поворотов. Начертить схему работы МТА)
Пояснение к заданию
Краткая техническая характеристика МТА (характеристика трактора и с/х машины, способ агрегатирования). Обоснование выбора рабочей передачи трактора. Определение величины рабочей скорости на рабочей передаче. Определить величину крюкового усилия трактора для данных условий. Вычислить рабочее сопротивление с/х машины на рабочей скорости. Вычислить коэффициент использования тягового усилия.
Привести схему агрегатирования МТА. Описать наладку МТА. Выбрать схему движения МТА и поворотов. Начертить план поля, обозначив способ движения.
1. Краткая техническая характеристика МТА.
Согласно исходных данных выбираем трактор ЮМЗ-6 (масса Qтр = 34,3 кН) и силосный комбайн КС-1,8(масса Qм = 24 кН); коэффициент сопротивления движению f = 0,1; механический коэффициент полезного действия ВОМ nвом = 0,96; величина буксования δ = 15%; удельная мощность на приведение в действие рабочих органов, Nк =13 кВт.
Комбайн КС-1,6 является тягово-приводным и рабочие органы данного агрегата приводятся в действие от ВОМ трактора.
Подготовка поля к работе оказывает значительное влияние на качество выполняемой операции и производительность агрегата. Предварительно необходимо проверить подъездные пути, осмотреть поле и убрать солому, камни, засыпать ямы, выбрать способ и направление движения агрегата, отбить поворотные полосы и нарезать проходы для заезда силосоуборочного агрегата.
2 . Обоснование выбора рабочей передачи трактора .
Согласно с нормативами агротехнических скоростей на этой операции движение агрегата допускается в пределах 6…8 км/ч. Такому диапазону скоростей соответствует первая передача трактора Т-150 = 7,6 км/ч.
3. Определение величины рабочей скорости на рабочей передаче.
Vр = Vт (1 – δ); где Vр – рабочая скорость на выбр. передаче
Vт – теоретическая скорость тр-ра на выбр. передаче
δ – коэффициент буксования трактора
Vр = 7,6*(1-0,15) = 6,46 км/ч
4. Определить величину крюкового усилия трактора для данных условий.
Pкр = Pкр т. – Qтр (F + I); где Pкр – крюковое усилие на выбр. передаче
Pкр т. – теор. крюковое усилие на выбр. передаче
Pкр = 14 – 34,3 (0,04 + 0,1) = 9,198 кН
5. Вычислить рабочее сопротивление с/х машины на рабочей скорости.
Ra = Rпод + Rпер + Rвом ; кН; где Ra – рабочее сопротивл. всего агрегата
Rпод – сопрот. на подъём
Rпер – сопрот. на перекатывание
Rвом – сопрот. на ВОМ
Rпод = Qм * I = 24 * 0,04 = 0,96 кН
Rпер = Qм * F = 24 * 0,1 = 2,4 кН
Rвом = 3,6 * Nпр * Ƞтр /Vр * Ƞвом = 3,6 * 13 * 0,87 / 6,46 * 0,96 = 6,56 кН.
Ra = 0,96 + 2,4 + 6,56 = 9,92 кН
6. Вычислить коэффициент использования тягового усилия
Ƞт. у. = Ra/ Pкр; где Ra – рабочее сопр. агрегата
Pкр – рабочее крюковое усилие
Ƞт. у. =9,92/ 9,198 = 1,08
Из расчета видно, что агрегат в составе ЮМЗ-6 + КС-1,8 не будет двигаться , т. к. результат не удовлетворяет условию Ƞт. у.
7. Привести расчет сменной нормы выработки на 1 га.
Сменная норма выработки:
Wсм = 0,1 * Вр * Vр * Тр ; га/см; где Wсм – сменная норма выработки
Вр – рабочая ширина захвата агрегата
Vр – рабочая скорость
Тр – рабочее время смены
Вр = Вк * β = 1,8 * 1 = 1,8 (м)
Тр = Тсм * τ = 7 * 0,8 = 5,6 (ч)
Wсм = 0,1 * 1,8 * 6,46 * 5,6 = 6,5 (га/см)
9. Выбрать схему движения МТА и поворотов. Начертить план поля, обозначив способ движения.
Длина гона – 1000 м
Способ движения – круговой с петлевыми поворотами
1.Какие задачи последовательно решаются при комплектовании агрегата? 2. С учетом каких факторов выбирают трактор для выполнения заданной работы? 3. В какой последовательности выполняют расчет состава МТА? 4. В чем заключается особенность расета тягово-приводного агрегата? 5.Из каких составляющих складываются баланс мощности трактора? 6. Что понимается под буксованием трактора? 7.Дайте понятие удельного сопротивления машин? 8. Какие основные требования предъявляются к МТА при их комплектовании?
Задачи для закрепления материала.
1. Рассчитать потребную мощность двигателя трактора Т-40М при работе с кормораздатчиком, если трактор движется по бетонному основанию на 3 передаче со скоростью 9 км/ч с тяговым усилием 8 кН, через ВОМ передается мощность 3 кВт, буксование — 3%.
2.Какую мощность может передать через ВОМ трактор Т-40АМ при работе на номинальном режиме с кормораздатчиком, если скорость движения 7 км/ч, кпд трансмиссии — 0,88, трактор движется по бетонному основанию с тяговым усилием 6 кН? 3.Рассчитать касательную силу тяги по двигателю трактора Т-40М, если он движется на первой передаче, а через ВОМ передается мощность 5кВт, кпд ВОМ — 0,98. Двигатель работает на номинальном режиме.
Источник
