Подбор и расчет системы машин для производства яровой пшеницы с разработкой операционной технологии на вспашку трактором Т-150К

Характеристика условий работы агрегата приведена в табл. 9

Таблица 9

Показатель	Значение показателя
Сельскохозяйственная работа Марка трактора Марка сельхозмашины Удельное сопротивление, кН/м Глубина обработки, м Длина гона, м Ширина участка Суч, м Фон поля	Дискование Т-4А БДТ-7А 2,8 0,08 1100 300 Вспаханное поле

 

Цель дискования: измельчение растительных остатков и рыхление поверхностного слоя для сохранения и накопления почвенной влаги, провоцирование всходов семян растений с последующим их уничтожением, уменьшение затрат энергии на глубокую обработку почвы.

Дискование проводится после уборки предшествующей культуры. Отклонение средней глубины обработки от заданной ± 1,5 см. Глубина обработки 8-10 см. Полное подрезание сорняков. Глубина борозд и высота гребней должна быть не более 4 см. Необходимо равномерное рыхление обрабатываемого слоя при хорошем перемешивании почвы с пожнивными остатками. Перекрытие смежных проходов агрегатов должно составлять 15-20 см. Огрехи (необработанные участки) не допускаются. После прохода агрегата на поверхности поля должно оставаться не менее 55 % стерни. На склонах дискование проводить по горизонталям. Поворотные полосы обрабатывать в последнюю очередь.

 

 

2. Выбор, обоснование и расчет состава агрегата
1. Установить диапазон скоростей движения агрегата, при котором качество работы будет наилучшим:

   υр = до 9,23 км/ч.                  (справочник)

2. Определить передачи, на которых может работать трактор в выбранном диапазоне скоростей.

Наивысшими четырьмя передачами трактора являются: 5, 6, 7 и 8.

3. Определить номинальную силу Ркр н тяги на крюке трактора для выбранных передач

Ркр 5 = 39,8 кН,

Ркр 6 = 33,2 кН,

Ркр 7 = 27,9 кН,

Ркр 8 = 24,3 кН,   (справочник)

4. Определить ориентировочное число машин в агрегате на каждой из выбранных передач по формуле:

    n0 = Ркр н / b км

где     n0 – ориентировочное число машин в агрегате;

          Ркр н – номинальная сила тяги на крюке трактора, кН

     b – конструктивная ширина захвата одной машины, м

     км - удельное тяговое сопротивление машины, кН/м

Конструктивная ширина захвата бороны дисковой БДТ-7А  b = 7,0 м. Удельное тяговое сопротивление задано км = 2,8 кН/м. С учетом этого

n0 5 = 39,8 /7,0·2,8 = 2,03  ≈ 2,

n0 6 = 33,2 /7,0·2,8 = 1,7 ≈ 2,

n0 7 = 27,9 /7,0·2,8 = 1,4  ≈ 1,

n0 8 = 24,3 /7,0·2,8 = 1,2   ≈ 1,

или после округления числа машин в сторону уменьшения, имеем  n0 5 = n0 6 = 2; n0 7 = n0 8 = 1.

5. Определить фронт сцепки

всц = (n0 – 1) · b;

где   всц – фронт сцепки, м

всц 5 = всц 6 = (2 – 1) · 7,0 = 7,0 м; 

При работе на седьмой и восьмой передачах сцепка не нужна, так как в этом случае агрегат состоит из трактора и одной машины.

6) Подобрать  сцепку и определить ее тяговое  сопротивление. Фронт выбранной  сцепки должен превышать расчетный, но иметь возможно близкое к нему значение. Для работы на пятой и шестой передачах следует выбрать сцепку С-11У. Принято, что тяговое сопротивление сцепки С-11 У – Rсц = 0,6 кН.

7) Определить  число машин в агрегате с  учетом сопротивления сцепки  по формуле:

nм = (Ркр н - Rсц)/ b км,

где     nм – число машин в агрегате;

          Rсц – тяговое сопротивление сцепки, кН

     b – конструктивная ширина захвата одной машины, м

     км - удельное тяговое сопротивление машины, кН/м

nм 5 = (39,8 – 0,6) /7,0·2,8 =  2,

nм 6 = (33,2 – 0,6) /7,0·2,8 = 1,6 ≈ 2,

Полученное значение nм округляется до целого числа. Тогда при работе на пятой и шестой передачах к трактору следует присоединить 2 машины со сцепкой С-11У, а на седьмой и восьмой  - по 1 машине.

8) Определить  тяговое сопротивление прицепной  части агрегата

Rа = b · км · nм + Rсц,

где    Rа – тяговое сопротивление прицепной части агрегата, кН.

Rа 5 = Rа 6 =7,0 · 2,8 · 2 + 0,6 = 39,8 кН,

Rа 7 = Rа 8 = 7,0 · 2,8 = 19,6 кН,

9) Определить  рациональный состав агрегата  и основную передачу трактора (по коэффициенту использования  силы тяги трактора ηu).

ηu = Rа / Ркр н,

где     ηu – коэффициент использования силы тяги трактора.

ηu 5 = 39,8 / 39,8 = 1,

ηu 6= 39,8 / 33,2 = 1,2,

ηu 7 = 19,6 / 27,9 = 0,7,

ηu 8 = 19,6 / 24,3 = 0,8.

Полученные при расчете значения коэффициента ηu необходимо сравнить с оптимальным значением ηопт . У рационально скомплектованного агрегата значение ηu всегда наиболее близко к ηопт. Чем ближе значение ηu к ηопт, тем  выше производительность и экономичность работы агрегата.

Оптимальное значение коэффициента использования силы тяги трактора ηопт = 0,92. Наиболее близкое расчетное значение ηu к оптимальному ηопт, ηu = 1.

Вывод: для заданных условий  работы трактору Т-4А необходимо присоединить две дисковые бороны БДТ-7А со сцепкой С-11У и работать на основной пятой передаче с рабочей скоростью   υр = 6,14 км/ч.           

Результаты расчетов по комплектованию агрегата приведены в табл. 10    

Таблица 10

Эксплуатационно-техническая характеристика посевного агрегата

Состав агрегата				Ширина захвата агрегата b,м	Тяговое сопротивление машины, Раг кН	Основ-ная передача	Рабочая скорость движения υр, км/ч
трактор	сельхозмашина	сцепка	Число машин в агрегате
Т-4А	БДТ-7А	С-11У	2	14,0	39,8	5	6,14

 

 

3. Расчет эксплуатационных затрат при работе МТА

1) Определить время цикла

Время цикла включает продолжительность двух рабочих ходов, двух холостых ходов:

tц = tрц + tхц,

где  tц – время цикла, ч;

        tрц, tхц – время, затраченное на совершение агрегатом,

                     соответственно: двух рабочих и  двух холостых ходов, ч.

  tрц = 2Lp/ υр

  tхц = 2lx/ υх,

где   Lp - рабочая длина гона, км;

 lx – средняя длина холостого хода, км;

 υр – рабочая скорость движения агрегата, км/ч;

 υх – скорость движения при поворотах, км/ч, так как в данной задаче две прицепные машины, то υх = 4 км/ч.

  tрц = 2 · 0,966/ 6,14 = 0,315 ч,

  tхц = 2 · 0,110/ 4 = 0,055 ч.

  tц = 0,315 + 0,055 = 0,37 ч.

2) Определить  число циклов за смену по формуле:

nц = (Тсм – ТЕТО – Тфиз – Ттехн) / tц

где       nц – число циклов работы агрегата за смену;

        Тсм – нормативная продолжительность смены, ч,

        ТЕТО – затраты времени на проведение ежесменного технического обслуживания (ЕТО) трактора и машины, входящей в агрегат, ч;

             Тфиз – затраты времени на перерывы по личным надобностям, ч,

             Ттехн – продолжительность простоя агрегата в течение смены при технологическом обслуживании, ч.

Примем Т см = 7 ч, Тфиз = 0,30 ч, Ттехн = 0,35 ч, а значение ТЕТО вычислим с учетом справочных данных. Затраты времени на проведение ежесменного технического обслуживания трактора Т-4А равно 0,42 ч, а бороны дисковой  - 0,20 ч. Тогда

ТЕТО = 0,42 + 0,20 = 0,62 ч.

Число циклов за смену определится

nц = (7 – 0,62 – 0,30 – 0,35) / 0,37 = 15,48 ≈ 16.

3) Определить продолжительность рабочего времени агрегата за смену по формуле:

Тр = tрц · nц,

где Тр – продолжительность рабочего времени агрегата за смену, ч;

      tрц – время, затраченное на совершение агрегатом двух рабочих ходов, ч.

Тр = 0,315  · 16 = 5,04 ч.

4) Определить  затраты времени на совершение  агрегатом холостых поворотов  в течение смены.

Тх = tхц · nц,

где     Тх – затраты времени на совершение агрегатом холостых поворотов в

                  течение смены, ч;

  tхц – время, затраченное на совершение агрегатом двух холостых

           ходов, ч.

Тх = 0,055  · 16 = 0,88 ч.

5) Определить  действительную продолжительность  времени смены по формуле:

Тсм д =  Тр + Тх + ТЕТО + Тфиз + Ттехн

Тсм д =  5,04 + 0,88 + 0,62 + 0,30 + 0,35 = 7,19 ч.

6. Определить коэффициент использования времени смены по формуле:

      τ =  Тр / Тсм д

где    τ – коэффициент использования времени смены.

          τ =  5,04 / 7,19 = 0,70.

7) Определить  производительность агрегата за  один час времени смены по  формуле:      W = 0,1 · Вр · υр · τ

где  W – производительность агрегата за один час времени смены, га/ч;

         Вр – рабочая ширина захвата агрегата, м;

       υр – рабочая скорость движения агрегата, км/ч;

W = 0,1 · 13,44 · 6,14 · 0,70 = 5,78 га/ч

8) Определить  производительность агрегата за  смену по формуле:     

Wсм = W· Тсм

Wсм = 5,78 · 7 = 40,46 га/см

9) Определить  массовый расход топлива на  единицу выполненной агрегатом  работы по формуле:

gга = (Gр · Tр + Gх · Tх + G0 · T0)/ Wсм,

где gга – расход топлива, кг/га;

      Gр, Gх, G0 – значения массового расхода топлива, соответственно при рабочем ходе, на холостых поворотах и во время остановок агрегата с работающим двигателем, ч;

       Tр, Tх , T0 – продолжительность времени за смену, соответственно на совершение агрегатом рабочих и холостых ходов, остановок агрегата с работающим двигателем, ч;

       Wсм - производительность агрегата за смену, га/см.

При этом продолжительность T0 остановок агрегата с работающим двигателем за смену может быть определено по формуле:

T0 =  Ттехн + Тфиз + 0,5 ТЕТО

T0 =  0,35 + 0,30 + 0,5· 0,62 = 0,96 ч.

Значения массовых расходов топлива Gр = 17,0 кг/га, Gх = 12,0 кг/га, G0= 2,5 кг/га взяты из справочника.

gга = (17,0 · 5,04  + 12,0 · 0,88 + 2,5 · 0,96)/40,46 = 2,44 кг/га

10) Определить  удельный расход рабочего времени  по формуле:

Но = mм + mв/W,

где Но – удельный расход рабочего времени на единицу выполненной работы (затраты труда), чл.-ч/га;

      mм, mв – число механизаторов и вспомогательных рабочих, обслуживающих агрегат.

Агрегат обслуживает один тракторист. Поэтому число рабочих mв = 0.

Но = 1/5,78 = 0,17 чел.-ч/га.

Результаты расчетов помещены в табл. 11

 

Таблица 11

Технико-экономические показатели работы агрегата, состоящего из трактора Т-4А, двух дисковых борон БДТ-7А и сцепки  С-11У.

Показатель	Значение показателя
1. Производительность агрегата за  час сменного времени W, га/ч;	5,78
2. Производительность агрегата за  смену Wсм, га/см	40,46
3. Массовый расход топлива на  единицу выполненной агрегатом  работы gга, кг/га	2,44
4. Затраты рабочего времени на  единицу выполненной работы Но, чел.-ч/га.	0,17

 

 

4. Подготовка агрегата к работе

Для дискования почвы мы использовали следующие агрегаты: Т-4А + БДТ-7А.

Подготовка машинно-тракторного агрегата включает в себя подготовку трактора и сельхозмашины к работе, соединение их в агрегат, опробование и подготовку агрегата к переезду на место работы.

Проверить комплектность, исправность и техническое состояние трактора. Устранить выявленные недостатки.

Проверить техническое состояние бороны дисковой, комплектность и надежность соединения узлов и деталей, при необходимости подтянуть соединения, отрегулировать и заточить диски, смазать трущиеся детали и установить необходимый угол атаки дисковых батарей. Выровнять раму в горизонтальной плоскости так, чтобы диски передних и задних батарей касались регулировочной площадки.