Тяговая характеристика трактора

Показатели	Передачи трактора
	1	2	3	4	5
Тяговая мощность Nкр.тах
Тяговое усилие Ркрн
Рабочая скорость Vp
Часовой расход топлива Gч

Пользуясь тяговой характеристикой трактора для всех передач, входящих в диапазон технологически допустимых скоростей, проводим тяговый расчет машинно-тракторного агрегата для наиболее тяжелых условий работы – при движении на подъем.

Расчеты выполняются в приведенной ниже последовательности.

Для всех с/х машин определяем удельные тяговые сопротивления, исключение составляют машины для внесения удобрений и химзащиты растений.

Для всех передач, входящих в диапазон технологически допустимых скоростей работы с/х машины определяем действительные удельные тяговые сопротивления:

(1.1)

где:

К₀ – удельное тяговое сопротивление с/х машины (при скорости V₀=5км/ч), кН/м, кН/м², / 5/, табл.5.

V_pi – рабочая скорость движения агрегата на i-й передаче, км/ч; берется из данных, занесенных в табл.1.1.

ΔС – темп нарастания удельного тягового сопротивления с/х машины в зависимости от скорости, при повышении рабочей скорости на 1км/ч (берется в долях единицы / 5/ табл.6).

Дальнейший расчет для разных агрегатов проводится по своему.

1.1. Пахотный агрегат для отвальной вспашки.

Для всех передач трактора, входящих в диапазон технологически допустимых скоростей, определяем тяговое сопротивление, приходящееся на один плужный корпус.

Для навесных плугов:

(1.2)

Для прицепных плугов:

(1.3)

где:

b_кор – ширина захвата плужного корпуса, м; / 5/ табл.1.

α – глубина обработки, м;

С – поправочный коэффициент, учитывающий вес почвы на корпусах плуга (в зависимости от глубины вспашки, он изменяется в пределах С=1,1…1,4; при а=0,22…0,25м С=1,2);

λ – коэффициент, учитывающий величину догрузки трактора при работе с навесными машинами, принять в расчете = 0,75;

f – коэффициент сопротивления качению трактора / 5/ табл.7;

i – уклон поля, %;

q – вес плуга, приходящийся на один плужный корпус.

(1.4)

где:

G_ПЛ – эксплуатационный вес плуга, кН / 5/ табл.1;

n_кор – число корпусов у плуга заданной марки / 5/ табл.1.

Для каждой из передач определим число корпусов плуга, которые нормально загрузят трактор.

(1.5)

где:

- номинальное тяговое усилие трактора на передаче, кН, берется из данных, занесенных в табл.1.1;

G_тр – эксплуатационный вес трактора, кН / 5/ табл.1;

ξ_р – коэффициент использования номинальной силы тяги трактора / 5/ табл.8.

Полученное расчетом по формуле (1.5) количество корпусов следует округлять до ближайшего целого меньшего числа.

Определим тяговое сопротивление плуга на каждой из передач

(1.6)

где:

n_KOPi – целое число корпусов плуга.

Определим фактический коэффициент использования силы тяги трактора

(1.7)

В качестве основной рабочей передачи следует выбирать ту, на которой величина коэффициента ξ_ф максимально приближена к ξ_р и выполняются условия:

ξ_ф≤ξ_р ξ>0,85

1.2. Простой тяговый агрегат (многомашинный)

Под данный вид агрегата относятся МТА для следующих операций: боронование, культивация, лущение, дискование, плоскорезная обработка, посев, прикатывание, междурядная обработка, ворошение, огребание и т.д.

Определяем максимальную ширину захвата агрегата на выбранных рабочих передачах.

(1.8)

где:

- номинальное тяговое усилие трактора на выбранной передаче, кН, берется из данных, занесенных в табл.1.1;

G_тр – эксплуатационный вес трактора, кН / 5/ табл.1;

i – уклон поля, %;

ξ_р – коэффициент использования номинальной силы тяги трактора / 5/ табл.8;

q – вес рабочей машины, приходящийся на 1м ширины захвата, кН/м;

q_сц – вес 1м сцепки, кН/м;

f_сц – коэффициент сопротивления перекатыванию сцепки / 5/ табл.9;

(1.9)

где:

G_м – вес рабочей с/х машины, кН / 5/ табл.1;

b_к – конструктивная ширина захвата с/х машины, м / 5/ табл.1;

(1.10)

где:

G_сц – вес сцепки, кН / 5/ табл.1;

b_сц ширина захвата сцепки, м / 5/ табл.1.

Определим для каждой из передач число машин в агрегате:

(1.11)

Полученное расчетом по формуле (1.11) значение n_Mi округляется до ближайшего целого числа (меньшего). Если n_Mi<2, то расчет ведем по разделу 1.3. Если n_Mi>2, то определяем фронт сцепки.

Определим необходимый фронт сцепки для каждой передачи:

(1.12)

По величине Ф_сц / 5/ табл.10, выбираем нужную сцепку и её технические параметры.

Для каждой из передач, входящих в диапазон технологически допустимых скоростей, определим тяговое сопротивление агрегата:

(1.13) где:

n_Mi – число машин в агрегате на данной передаче (целое число).

Определим для каждой из передач коэффициент использования силы тяги трактора.

(1.14)

В качестве основной рабочей передачи выбирают ту, на которой величина ξ_Ф максимально приближена к ξ_р и выполняются условия:

ξ_ф≤ξ_р ξ>0,8

1.3. Простой тяговый агрегат (одномашинный)

Агрегаты, в состав которых по условиям комплектования входит одна с/х машина или по расчетам раздела , определяем следующие показатели.

Тяговое сопротивление агрегата на всех передачах, входящих в диапазон допустимых скоростей.

Для прицепного агрегата:

(1.15)

Для навесного агрегата:

(1.16) где:

b_к – конструктивная ширина захвата с/х машины, м / 5/ табл.1;

G_M – вес с/х машины, кН / 5/ табл.1;

i – уклон поля, %;

λ – коэффициент, учитывающий величину догрузки трактора при работе с навесными машинами, = 1,2…2,0;

f – коэффициент сопротивления качению трактора / 5/ табл.7.

Определяем коэффициент использования силы тяги трактора.

(1.17)

В качестве основной рабочей передачи выбирают ту, на которой величина ξ_Ф максимально приближена к ξ_р и выполняются условия:

ξ_ф≤ξ_р ξ>0,8

1.4. Тягово-приводной агрегат

К данному типу агрегатов относятся МТА, рабочие органы которых приводятся в действие от ВОМ. Это машины для: посадки картофеля, кошения травы, фрезерования почвы, теребления льна, копания картофеля, измельчения трав и др.

Определим приведенное тяговое сопротивление агрегата.

(1.18) где:

R_ai – тяговое сопротивление рабочих органов, не приводимых в действие от ВОМ, кН;

R_BOMi – тяговое усилие. которое мог бы дополнительно развить трактор за счет мощности, расходуемой через ВОМ, кН;

(1.19) где:

N_BOM – мощность, затрачиваемая на привод рабочих органов с/х машины, кВт / 5/ табл.11;

η_м – коэффициент полезного действия трансмиссии трактора, равный 0,95…0,98;

V_pi – скорость движения агрегата на передачах, км/ч, берется из данных, занесенных в табл 1.1;

η_ВОМ – коэффициент полезного действия механизма привода

η_ВОМ = 0,85…0,9.

Определим коэффициент использования силы тяги трактора:

(1.20)

В качестве основной рабочей передачи выбирают ту, на которой величина ξ_Ф максимально приближена к ξ_р и выполняются условия:

ξ_ф≤ξ_р ξ>0,8

1.5. Агрегат для внесения удобрений

Определим приведенное тяговое сопротивление агрегата

(1.21) где:

R_н – тяговое сопротивление разбрасывателя, кН;

R_BOMi – тяговое усилие, расходуемое на привод рабочих органов через ВОМ, кН. Определяется по формуле (1.19)

(1.22) где:

G_м – вес незагруженного разбрасывателя, кН / 5/ табл.12;

G_p – грузоподъемность разбрасывателя, кН / 5/ табл.12;

f_м – коэффициент сопротивления качению разбрасывателя / 5/ табл.9;

i – уклон поля, %.

После проведения всех расчетов определим коэффициент использования силы тяги трактора по формуле (1.20).

В качестве основной рабочей передачи выбирается та, на которой величина коэффициента использования силы тяги трактора находится в пределах ξ_Ф = 0,80…0,92.

После выбора основной передачи, на которой будет осуществляться с/х операция, необходимо определить ширину захвата агрегата B_p.

(1.23) где:

n_к – число корпусов на основной передаче, шт;

b_кор – ширина захвата одного плужного корпуса, м,

для остальных с/х машин B_p=n_м·b_к где:

n_м – число машин в агрегате на основной передаче, шт;

b_к – конструктивная ширина захвата с/х машины, м.

После проведения всех расчетов составляем эксплуатационно-техническую характеристику МТА по форме таблицы 1.2.

Таблица 1.2

Эксплуатационно-техническая характеристика агрегата

Наименование	Данные характеристики агрегата
1	2
Марка трактора Марка сцепки Марка с/х машины Количество машин с агрегата (корпусов плуга) Ширина захвата агрегата, Вр, м. Обслуживающий персонал, чел. Рабочая передача Рабочая скорость движения, Vp, км/ч. Номинальное тяговое усилие трактора, Ркрн, кН. Рабочее тяговое сопротивление агрегата Расход топлива на рабочей передаче Затраты мощности на привод рабочих органов Тяговая мощность Коэффициент использования силы тяги трактора

Контрольные вопросы

1. Приведите классификацию МТА

2. Что называется удельным тяговым сопротивлением рабочей машины?

3. Перечислите мероприятия, способствующие снижению удельного тягового сопротивления машин.

4. Приведите выражение для определения коэффициента использования силы тяги трактора.

5. Что называется пропускной способностью рабочей машины?

6. Как определяют тяговое сопротивление комбайнового агрегата?

7. Что называется предельной шириной захвата агрегата?

8. Как осуществляется проверка правильности расчета состава агрегата?

РАБОТА №2

РАСЧЕТ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определить методику расчета состава и выбора режима работы машинно-тракторного агрегата с использованием программированных микрокалькуляторов типа МК-56.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ:

1. Для заданного варианта исходных данных рассчитать состав МТА и установить режимы его работы.

2. Составить эксплуатационно-техническую характеристику рассчитанного агрегата.

3. Начертить схему принятого в результате расчета МТА с указанием ширины захвата и кинематической длины агрегата.

4. Ответить на контрольные вопросы.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ. При комплектовании МТА и выборе скорости движения необходимо стремиться у оптимальной загрузке двигателя для получения наибольшей производительности и экономичности работы агрегата в данных условиях. Проведение вычислительных работ по известным методикам (2,3) требует значительных затрат времени, т.к. для различных МТА необходим большой набор данных.

С целью ускорения вычислительного процесса предложены алгоритм и программа расчетов на программируемых микрокалькуляторах семейства МК-56 и их аналогов.

Алгоритм расчета:

ПЛУГ

С/х машина

где:

К₀ – удельное тяговое сопротивление плуга или с/х машины при скорости V₀=5 км/ч, кН/м², кН/м;

ΔК – темп нарастания удельного тягового сопротивления плуга или с/х машины в зависимости от скорости, при повышении рабочей скорости на 1 км/ч, берется в долях единицы.

V_pi – рабочая скорость движения агрегата на i-й передаче, км/ч;

n – число корпусов плуга или с/х машины в агрегате;

В_кор. ; В_к – соответственно ширина захвата одного плужного корпуса и одной с/х машины, м;

α – глубина вспашки, м;

G_пл ; G_м – соответственно эксплуатационный вес плуга и с/х машины, кН;

С – поправочный коэффициент, учитывающий вес почвы на корпусах плуга (в зависимости от глубины вспашки он изменяется в пределах С=1,1…1,4; при α=0,22…0,25м С=1,2)

λ – коэффициент, учитывающий величину догрузки трактора при работе с навесными машинами, принять в расчете λ=0,75;

f₀ – коэффициент сопротивления качению трактора;

i – уклон поля, берется в долях единицы;

Д_сц – удельный вес сцепки, принять в расчетах =0,9 кН/м;

f_сц – коэффициент сопротивления качению ходовых колес сцепки, в расчетах принять =0,09;

P_кpi – номинальное тяговое усилие трактора на i-ой передаче, кН;

G_тр – эксплуатационный вес трактора, кН;

Е_р – допустимый коэффициент использования номинальной силы тяги трактора.

Для расчета на МК необходимо установить интервал технологически допустимых скоростей движения агрегата при выполнении заданной работы. По тяговой характеристике тракторов установить значения номинальных тяговых усилий Р_крн, скоростей движения V_p для всех передач и составить таблицы 2.1 и 2.2. Все значения берутся из работы №1.

Таблица 2.1