3.4.4. Комплектование и расчет состава машинно-тракторного агрегата для операционной технологии мта

Агрегаты комплектуют с учетом агротехнических и экономических показателей, технологического процесса и биологических особенностей возделываемой культуры, требуемого тягового усилия, размеров участка, возможности агрегатирования, типа почвы и ее гранулометрического состава, размеров обрабатываемого участка.

Примерный состав машинно-тракторных агрегатов для проведения агротехнических приемов связан с характеристикой почвенного покрова различных природно-сельскохозяйственных зон эксплуатации.

Удельное сопротивление сельскохозяйственных машин в значительной степени определяется типом почвы, ее гранулометрическим составом. Так, среднее удельное сопротивление плуга на легких, средних, тяжелых суглинках имеет значение соответственно 0,38; 0,60; 0,80 кг/см². Поэтому в различных условиях с одним и тем же трактором агрегатируют плуги с различным количеством корпусов. Например, если почва по гранулометрическому составу легкий суглинок, то выгодно с точки зрения производительности агрегата использовать трактор ДТ-75М + ПЛН-5-35, а если суглинок средний (тяжелый), то - ДТ-75М + ПН-4-35.

На практике иногда возникает необходимость в проверке возможности агрегатирования той или иной сельскохозяйственной машины в данных почвенно-климатических условиях.

Комплектование и расчет агрегата производят с целью более полного использования тягового усилия (тяговой мощности) трактора, а в научных целях - для определения состава агрегата с оптимальными параметрами. В контрольной работе ставится задача не только провести комплектование, но и выполнить на базе двух тракторов расчет агрегатов. При этом рекомендовать для применения агрегат с определенным режимом работы, который в данных условиях будет иметь более высокие эксплуатационные технико-экономические показатели.

Расчет состава агрегата производится в следующей последовательности

1. Устанавливают диапазон рабочих скоростей движения агрегата, при которых обеспечивается необходимое качество выполнения заданной сельскохозяйственной операции согласно агротехническим требованиям (приложение 5 табл. 1).

Скорость движения агрегата существенно влияет на качественные показатели операции. Исследованиями установлено, что с повышением скорости пахотного агрегата с 6,0 до 12 км/ч улучшается заделка стерни и сорняков, при этом количество незапаханной стерни и сорняков уменьшается с 11 и 7,6% соответственно до 4,6 и 4,1%, т. е. примерно вдвое. При этом увеличивается степень крошения почвы в среднем на 4-5%, а глыбистость и гребнистость уменьшается соответственно на 6-7% и 2-3 см. Следовательно, повышение скорости движения при вспашке до 12 км/ч положительно влияет на качественные показатели почвы.

Увеличение скорости посева до 14 км/ч не оказывает существенного влияния на качественные показатели посева.

В контрольной работе следует установить диапазон рабочих скоростей по каталогу сельскохозяйственной техники (из технической характеристики машин) либо по приложению 5. Необходимо разработать вопрос влияния изменения рабочих скоростей движения МТА на качество работы при выполнении данного агроприема.

2. По тяговой характеристике или справочным таблицам выбирают передачи трактора, обеспечивающие движение агрегата в принятом диапазоне рабочих скоростей, и по нему определяют тяговое усилие Ркр на приемлемых скоростях (приложение 6).

Математически тяговое усилие выражается делением тяговой мощности на скорость движения, т. е.

Ркр = Nкp /V_p×10^­3

где Ркр - тяговое усилие, Н., Nкp - тяговая мощность, кВт; V_p - рабочая скорость движения, м/с.

При работе на участках, имеющих неровный рельеф, значение (Ркр) определяется с учетом влияния величины склона на тяговое усилие трактора по формуле

Ркр. α = Ркр.н – Рα, кгс; Рα = Gэкс.× sin α,

где Ркр.н - номинальное (расчетное) тяговое усилие трактора на горизонтальном участке и определенное по тяговой характеристике, кгс; Gэкс. - эксплуатационная масса трактора, кг; α - угол склона участка в градусах (табл. 1).

Таблица 1

Значение синусов угла подъема

Угол подъема, град	sin α	Угол подъема, град	sin α
0,5	0,09	4,0	0,070
1,0	0,017	5,0	0,087
1,5	0,026	6,0	0,105
2,0	0,035	7,0	0,122
2,5	0,044	8,0	0,139
3,0	0,052	9,0	0,156
3,5	0,061	10,0	0,174

3. Максимально возможную ширину захвата МТА для каждой из выбранных передач определяют:

а) простого агрегата (кроме пахотного):

Вмах = Р_кр×α/(К + g_м×sin·α) м,

где К – удельное сопротивление машин-орудий, кгс/м; g_м – масса (вес) машин-орудий, приходящихся на единицу ширины захвата (удельная маталлоемкость сельхозмашин);

g_м = G_M/В_м, кг/м

где G_M - эксплуатационная масса сельскохозяйственной машины, кг; В_м - конструктивная ширина захвата с.-х. машины, м; α - угол склона, град.

б) комбинированных агрегатов:

В_мах = Р_кр×α/(К₁+К₂ + (g_м1 + g_м2) × sin·α), м

в) пахотного агрегата:

Вмах = Р_кр×α/(Ко ×а + g_пл×sin·α), см

где Ко — удельное сопротивление плуга при вспашке почвы соответствующего гранулометрического состава, кгс/см²; а - глубина вспашки, см; g_пл - масса (вес) плуга, приходящаяся на единицу ширины захвата (удельная металлоемкость плуга), кг/см.

4. Количество машин-орудий, входящих в агрегат, определяют по формуле:

n_м =Вмах/ b_м ;

для пахотного агрегата определяют количество корпусов плуга:

n_к =Вмах/ b_к ;

где b_к - ширина захвата одного корпуса (как правило, b_к = 0,35 м).

5. Тяговое сопротивление агрегата находится из уравнений:

а) простого агрегата (кроме пахотного):

Rагр = n_м (К× b_м + G_M×sin·α) + Rсц;

б) комбинированного агрегата:

Rагр = К₁× b_м1 + К₁× b_м2 + (G_M1 +G_M2)×sin·α + Rсц;

в) пахотного агрегата:

Rпл = К_о × а × b_к × n_к + Gпл×sin·α,

где Gпл - масса плуга, кг.

Значение удельного сопротивления некоторых машин и орудий приведены в приложении 7. Удельное тяговое сопротивление - это рабочее тяговое сопротивление, приходящееся на единицу ширины захвата машины или орудия (кН/м, Н/м) или единицу сечения обрабатываемого пласта (Н/см², кН/м²).

Навесные агрегаты рассчитываются в той же последовательности, что и прицепные. Однако удельное сопротивление навесных машин Кн можно принимать на 10-15% меньше удельного сопротивления однотипной прицепной машины Кпр при выполнении данного агроприема, т. е. при работе агрегатов с приводом механизмов сельскохозяйственной машины от вала отбора мощности (ВОМ) ширина захвата обычно не рассчитывается, поскольку их состав определяется конструктивными возможностями; а в некоторых случаях - условиями работы. Для таких агрегатов определяют приведенное тяговое сопротивление

R_прив = R_агр + R _{доп. вом}, кгс.

Значение R_агр определяют способом, описанным выше, а величину дополнительного тягового усилия - по формуле

R_{доп. вом} = 716,2N_вом × η_мг×i_тр/r_к×n_н кгс,

где N_вом — мощность, необходимая на привод механизмов сельскохозяйственной машины через ВОМ, л. с.; η_мг - коэффициент полезного действия трансмиссии; i_тр - передаточное число трансмиссии трактора; n_к - частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин; r_к - радиус качения ведущего колеса (звездочки) трактора, м; n_н - коэффициент полезного действия механизма привода ВОМ.

6. Рациональность загрузки трактора при работе с установленным количеством машин-орудий проверяют по коэффициенту использования тягового усилия. Его рассчитывают по формуле

η_мг = R_агр/ Р_кр×α.

Оптимальная величина этого коэффициента в зависимости от характера выполняемой работы находится в пределах 0,85-0,95. Он не должен превышать 0,93 для колесных тракторов и 0,95 - для гусеничных (табл. 2).

Таблица 2