Аналитический расчет по комплектованию тракторных агрегатов

Аналитический расчет по комплектованию тракторных агрегатов

ЗАДАНИЕ

Согласно выбранному варианту, произвести расчет по комплектованию агрегата с выбором скоростного режима (выбором рабочей передачи), позволяющего в заданных условиях при удовлетворительном выполнении агротехнических требований обеспечить наивысшую производительность, экономичность работы по расходу топлива.

ПОРЯДОК РАСЧЕТА ПРИ КОМПЛЕКТОВАНИИ ПАХОТНОГО АГРЕГАТА

1. Выбор исходных данных для расчета

Таблица 1

Данные по варианту №_23

Марка трактораСостояние поля (агрофон)Удельное сопротивление вспашки, Угол склона, градДлина гона, мГлубина

обработки, смНаименование непахотной операции и условия ее выполнения1234567Т-150КСтерня50350023Посев зерновых дисковыми сеялками

• Для заданного агрофона (стерня), используя тяговые характеристики тракторов, определить номинальные тяговые усилия РКР и скорости движения Vр по передачам. Передачи выбираются по рабочей скорости из условия: рабочая скорость должна быть в пределах агротехнических требований. Рекомендуемые скорости движения машинно-тракторных агрегатов при выполнении различных полевых работ 7.0 - 12.0 км/ч. Показатели тяговой характеристики по выбранным передачам выписываются в виде таблицы 2.
• Таблица 2
• Основные показатели тяговых характеристик по передачам

ПередачаХолостой ходНоминальное тяговое усилие на крюке, , КнРабочая скорость

Vр, км/чМаксимальный расход топлива, Qmax, кг/чСкорость на хол. ходу, Vxx, км/чРасход топлива на хол. ходу, Qxx, кг/ч1 П Ш7.5 9.4 10.29.0 10.2 12.443 37.4 326.15 7.36 8.829 30 30

1. Расчет коэффициента удельного тягового сопротивления вспашки

Тяговое удельное сопротивление вспашки в справочной литературе дается при скорости 5 км/ч. Так как данный показатель зависит от скорости движения, необходимо произвести уточняющий расчет в соответствии с рабочими скоростями выбранных передач

, Кн, (1)

Где П - процент увеличения сопротивления агрегата при возрастании скорости на 1 км/ч, П = 5 %

∆Vi - разность скоростей на i-й передаче, , км/ч;

- рабочая скорость на i-й передаче, км/ч;

- скорость соответствующая справочному значению коэффициента удельного сопротивления вспашки (= 5км/ч);

- тяговое удельное сопротивление при вспашке соответствующее скорости на i-й передаче, кн/м2.

∆Vi = Vр1 - Vспр = 6.15 - 5 = 1.15 км/ч

∆Vi = Vр2 - Vспр = 7.36 - 5 = 2.36 км/ч

∆Vi = Vр3 - Vспр = 8.8 - 5 = 3.8 км/ч

Кv1 = 50 × (1 + 1.15×5/100) = 52.87 кН

Кv2 = 50 × (1 + 2.36×5/100) = 55.9 кН

Кv3 = 50 × (1 + 3.8×5/100) = 59.5 кН

1. Определение максимальной ширины

Максимальная ширина захвата агрегатов определяется с учетом оптимальной нагрузки трактора на данной операции. Расчеты проводятся без учета угла уклона (при движении по горизонтальной местности) на каждой передаче:

, м, (2)

где - максимальная ширина захвата агрегата, м;

- номинальное тяговое усилие на крюке трактора, кн;

- максимальный коэффициент использования тягового усилия трактора;

а- глубина обработки, м.

Вmax1 = м

Вmax2 = м

Вmax3 = м

4.Определение марки плуга по максимальной ширине захвата

Марка плуга определяется по максимальной ширине захвата на каждой передаче, при этом необходимо иметь в виду, что ширина захвата плуга Вр должна быть наиближайшей, но не больше максимальной расчетной ширины захвата :

(3)

Характеристика выбранных марок плугов по передачам представляется в виде табл. 3.

Таблица 3

ПередачаМарка плугаШирина захвата Вр, мМасса, кг1 2 33.28 2.70 2.17ПП-8-40 ППИ-6-40 ПЛН-5-353.2 2.4 1.752560 1760 800

5.Определение тягового сопротивления плуга

Тяговое сопротивление плуга определяется по каждой передаче при движении агрегата по горизонтальному участку

, кн., (4)

где а- глубина обработки, м;

- тяговое сопротивление плуга, кн;

Вр- ширина захвата плуга, м.

Rпл1 = 52.87×3.2×0.23 = 38.91 кН

Rпл2 = 55.9×2.4×0.23 = 30.85 кН

Rпл3 = 59.5×1.75×0.23 = 23.94 кН

6.Нахождение действительного коэффициента использования тягового усилия трактора

Действительный коэффициент использования тягового усилия равен отношению тягового сопротивления плуга к номинальному усилию на крюке трактора при движении по горизонтальному участку:

(5)

где - действительный коэффициент использования тягового усилия трактора.

ηи = = 0.90

ηи = = 0.82

ηи = = 0.74

. Расчет рабочей скорости агрегата

Рабочую скорость Vр можно использовать из тяговой характеристики в соответствии с загрузкой трактора, или определить ориентировочно по выражению:

,км/ч (6)

Где Vxx- скорость трактора на холостом ходу, км/ч

Vр - рабочая скорость при номинальной нагрузке, км/ч

Vр1 = 7.5 - (7.5 - 6.15) ×0.9 = 5.53 км/ч

Vр2 = 9.4 - (9.4 - 7.36) ×0.82 = 6.03 км/ч

Vр3 = 10.2 - (10.2 - 8.8) ×0.74 = 6.51 км/ч

1. Расчет часового расхода топлива по передачам

Часовой расход топлива с учетом действительного коэффициента использования тягового усилия ориентировочно определяется из выражения:

, к г/ч (7)

Где Qmax- расход топлива за час работы при максимальной мощности, кг/ч

Qxx - Расход топлива за час работы на холостом ходу трактора, кг/ч

• QЧ1 = (29 - 9) ×0.9 + 9 = 27 кг/ч
• QЧ2 = (30 - 10.2)×0.82 + 10.2 = 26.43 кг/ч
• QЧ3 = (30 - 12.4)×0.74 + 12.4 = 25.42 кг/ч
• Определение производительности тракторного агрегата на различных передачах

, га/час (8)

Где Вр - рабочая ширина захвата агрегата, м;

• Vр - рабочая скорость движения агрегата, км/ч;

- коэффициент использования времени смены.

• WЧ1 = 0.1×3.2×6.15×0.7 = 1.37 га/час
• WЧ2 = 0.1×2.4×7.36×0.7 = 1.23 га/час
• WЧ3 = 0.1×1.75×8.8×0.7 = 1.07 га/час
• Определение удельного погектарного расхода топлива

Величина расхода топлива на гектар выполненной работы определяется по формуле:

кг/га (9)

где g - удельный погектарный расход топлива, кг/га;

Qч - расход топлива за час эксплуатации трактора (определить по тяговой характеристике трактора), кг/ч.

g = кг/га

g = кг/га

g = кг/га

1. Определение угла подъема, преодолеваемого тракторным агрегатом на различных передачах

Угол преодолеваемый агрегатом определяется по выражению:

, град, (10)

где -соответственно сила тяжести от массы трактора и сила тяжести от массы плуга, Кн.

α1 =arcsin( arcsin0.01 = 0.57 град

α2 =arcsin( arcsin0.04 = 2.29 град

α3 =arcsin( arcsin0.06 = 3.43 град

Анализируя результаты расчета по трем передачам можно сделать вывод: при работе трактора на первой передаче наиболее приемлемо использование плуга марки ПП-8-40 (состав агрегата Т-150К+ПП-8-40), на второй передаче - ППИ-6-40 (состав агрегата Т-150К+ППИ-6-40), а на третьей передаче - ПЛН-5-35 (состав агрегата Т-150К+ПЛН-5-35). Агрегаты Т-150К+ПП-8-40 и Т-150К+ППИ-6-40 не работоспособны, так как расчетный угол преодолеваемый агрегатами меньше, чем действительный (расчетный угол α = 0,57 град и α = 2.29 град, действительный α = 3 град). Наиболее предпочтительным является состав агрегата Т-150К+ПЛН-5-35. При данном составе агрегата и режиме его работы выполняется условие преодоления угла наклона α = 3 град, а также при наибольшей производительности обеспечивается минимальный удельный расход топлива.

ПОРЯДОК РАСЧЕТА ПРИ КОМПЛЕКТОВАНИИ НЕПАХОТНОГО АГРЕГАТА

Расчет по комплектованию непахотного агрегата проводится аналогично ранее описанной методике расчета пахотного агрегата

. Исходные данные

Исходными данными для расчета являются: наименование операции, марка трактора, агрофон, угол уклона поля, длина гона (согласно варианта). По тяговым хара