3.Технологічна частина

3.1. Агротехнічні вимоги до оранки під картоплю

Якщо попередником картоплі є зернові, зразу після їх збирання лущать стерню лущильником ЛДГ-15, ЛДГ-10, ППЛ-10-25, ПЛ-5-25 на глибину 8…10 см. Зяблеву оранку проводять через 15…20 днів плугами ПЛП-6-35, ПЛН-5-35, ПЛ-5-35, ПН- 4-35 в агрегаті з тракторами Т-150-05-09, ХТЗ-181, ХТЗ-150К-09, ХТЗ-17221, Беларус-82,2, Беларус-920, ЮМЗ-6АКЛ. Орють на глибину 25…27см. Якщо попередником картоплі були просапні культури, оранку проводять слідом за збиранням.

Для оранки потрібно використовувати плуги з передплужниками.

Зораний шар має бути пухким, а обертання пласта повним, буряни та добрива треба повністю приорати.

Орні агрегати повинні рухатись прямолінійно, не допускаючи огріхів. Усі корпуси плуга мають відрізати однакові скиби.

Поверхня ріллі не повинна мати глибоких розгінних борозен та високих гребенів.

Глибина оранки повинна бути рівномірною і відповідати заданій.

Відхилення від потрібної глибини не повинно перевищувати на рівних полях : +-1см, а на ділянках з нерівним рельєфом : +-2 см.

На схилах можна орати тільки впоперек схилу.

Поворотні смуги після закінчення оранки слід заорати.

Напрям оранки по можливості слід змінювати.

3.2.Вибір і розрахунок складу агрегату

Вибираємо для оранки поля під картоплю трактор ХТЗ-17221 і плуг ПЛП-6-35. Питомий опір грунту на полі К_о=42 кН/м², величина підйому поля ί =0,03, глибина оранки - 0,26 м.

Згідно з агротехнічними вимогами і конструктивними особливостями орний агрегат може працювати в діапазоні швидкостей 6,0…12,5 км/год. Беремо робочі передачі 3-4.

Розрахунки виконуємо в такій послідовності:

1. Для взятих передач визначаємо тягове зусилля трактора Ргак (кН) з урахуванням умов.

Р_гак = (10⁴ N_e ί_тр ή_тр)/(n_дв r_o)- G_тр(f+ί),

де N_e – ефективна потужність двигуна (128,7кВт);

ί_тр – передаточне число трансмісії (ί_тр2 = 63,61, ί_тр3 = 53,8);

ή_тр – механічний ККД трансмісії(ή_тр = 0,92);

n_дв – номінальна частота обертання колінчастого вала(2100 хв^-1);

r_o – дотичний радіус ведучих коліс, м (із технічної характеристики r_o = 0,85м, але під дією маси ваги трактора шина має усадку на 4…8 см, тому дотичний радіус беремо r_o = 0,79 м);

ί – величина підйому із характеристики поля ( ί = 0,03).

Р²_гак = (10⁴ ּ128,7ּ63,61ּ 0,92 )/(2100ּ 0,79)- 88800(0,08+0,03) =

=35630,9Н =35.6 кН

Р³_гак = (10⁴ ּ128,7ּ53,8ּ 0,92 )/(2100ּ 0,79)- 88800(0,08+0,03) =28629,4Н= = 28,6 кН.

2. Визначаємо робочу швидкість агрегату, враховуючи буксування.

ύ_р = ύ_т(1-(δ/100)), км/год,

де ύ_т – теоретична швидкість руху, км/год;

ύ²_т =8,72 км/год; ύ³_т =10,32 км/год.

δ – коефіцієнт буксування (δ = 5…15%, у нашому прикладі δ = 10%.

Отже,

ύ²_р =8,72 ּ (1-(10/100))=7,85 км/год.

ύ³_р =10,32 ּ (1-(10/100))=9,29 км/год.

2. Відомо, що при зростанні швидкості збільшується питомий опір. Величину питомого опору при збільшенні швидкості руху визначаємо за формулою:

К₀^ύ = К₀[1+0,006(ύ²_р- ύ²_о)], кН/м²,

де ύ_о – швидкість руху агрегату 5 км/год.

Отже,

К₀² =42ּ[1+0,006 ּ(7,85²-5²) = 51,23 кН/м².

К₀³ =42 ּ[1+0,006 ּ(9,29²-5²) = 57,45 кН/м².

2. Визначаємо максимальну ширину захвату на 2 і 3 предачах,м:

В_мах = Р_гак/(К₀^ύ ּ а+R_i), м,

де R_i – додатковий опір, який виникає при русі агрегату на підйом, кН/м.

R_i =G_пл/В_к.плּί,кН/м,

де G_пл – вага плуга(G_пл =12,3кН);

В_к.пл – конструктивна ширина захвату плуга (В_к.пл-2,1 м)

R_i =12,3/2,1ּ0,03=0,18кН/м.

Отже,

В²_мах = 35,6/(51,23 ּ 0,26+0,18)=2,64 м.

В³_мах = 28,6/(57,45 ּ 0,26+0,18)=1,89 м.

2. Визначаємо кількість корпусів в агрегаті на 2 і 3 передачах:

n_к= В_мах / в_к,

де в_к – ширина захвату одного корпусу, м (в_к = 0,35м).

n²_к=2,64/0,35=7,54, беремо 6 корпусів.

n³_к=1,89/0,35=5,4, беремо 5 корпусів.

2. Визначаємо робочий опір плуга для взятої ширини на 2 і 3 передачах, кН:

R_пл = (К_о ּ а+ R_i) ּ В_к ּ n_к, кН.

R²_пл= (51,23ּ0,26+0,18) ּ0,35 ּ6=28,34 кН.

R³_пл =(57,45ּ0,26+0,18) ּ0,35ּ5=26,45 кН.

2. Визначаємо коефіцієнт використання тягового зусилля трактора.

ή_тз= R_пл/ Р_гак.

ή²_т.з=28,34/35,6=0,80,

ή³_т.з=26,45/28,6=0,92.

2. Визначаємо змінну продуктивність, га/зм:

W_зм= 0,1 ּ В_р ּ ύ_р ּ Т_р,

де В_р – робоча ширина захвату агрегату, м;

В_р =В_к.пл β

де В_к.пл - конструктивна ширина захвату агрегату, м (В_к.пл = в_к ּ n_к);

β - коефіцієнт використання ширини захвату агрегату (для плуга

β= 1…1,1).

Отже,

В²_к.пл =0,35 ּ 6 =2,1 м; В³_к.пл = 0,35 ּ 5=1,75м.

В²_р =2,1 ּ 1,05=2,2м; В³_р =1,75 ּ 1,05=1,84м.

Тр – робочий час зміни, Т_р=Т_зм τ,

де Т_зм – час зміни (Т_зм =8год);

τ – коефіцієнт використання часу зміни (для орних агрегатів τ = 0,8).

Т_р=8 ּ0,8=6,4 год.

W²_зм= 0,1 ּ2,2 ּ7,85 ּ6,4=11,05га/зм.

W³_зм= 0,1 ּ1,84 ּ9,29 ּ6,4=10,93га/зм.

2. Розрахунок витрати палива в кг/га визначаємо за формулою

G_га=G_зм/W_зм,

де G_зм – витрата палива за зміну, кг.

G_зм = (G_р ּ Т_р)+ (G_х ּ Т_х) + (G_з ּ Т_з),

де G_р, G_х, G_з – відповідно годинна витрата палива за час робочих ходів, холостих і на зупинках з працюючим двигуном, кг/год;

Т_р, Т_х, Т_з – відповідно затрачений час на робочі і холості ходи та на зупинки з працюючим двигуном.

Для наших розрахунків беремо Т_х = Т_з, тоді

Т_х = Т_з= (Т_зм - Т_р)/2, год.

Т_х = Т_з= (8-6,4)/2=0,8 год.

При ή_т.з=0,80, а це буде при роботі на 2 передачі із типових норм витрачання палива беремо G_р =21,6 кг/год, G_х = 12 кг/год, G_з=2,3 кг/год, а при ή_т.з=0,92 ( 3 передача) G_р =24,8 кг/год, G_х = 13,8 кг/год, G_з=2,3 кг/год.

G²_га=(21,6 ּ 6,4+12 ּ 0,8+2,3 ּ 0,8)/11,05=13,5 кг/га.

G³_га=(24,8 ּ 6,4+13,8 ּ 0,8+2,3 ּ 0,8)/10,93=15,7 кг/га.

Із розрахунків видно, що агрегат у складі трактора ХТЗ-17221 і плуга ПЛП-6-35 з 6-ма корпусами матиме більшу продуктивність і меншу витрату палива на 2-й передачі ніж на 3-й. На випадок різкого збільшення опору додатковою передачею буде перша.

Таким чином більш ефективно агрегат буде використовуватись на 2 передачі.