Производственные процессы и общая характеристика машинно-тракторных агрегатов

1. Производственные процессы и общая характеристика машинно-тракторных агрегатов

КЛАССИФИКАЦИЯ И СВОЙСТВА АГРЕГАТОВ

Классификация агрегатов осуществляется по различным признакам: виду работ, энергетическим устройствам (двигателям) и др.

Мобильные агрегаты выполняют технологические операции при движении. К ним относятся и такие (ограниченно мобильные), у которых при выполнении данной операции двигательная установка (например, лебедка) неподвижная, а рабочая машина перемещается.

Стационарные агрегаты выполняют сельскохозяйственные работы, находясь неподвижно. В промежутках между выполнением технологических операций их можно перемещать (стационарно передвижные агрегаты) с одного участка на другой.

Однородный агрегат используют для выполнения одной технологической операции. Он может быть и многомашинным, т. е. состоять из нескольких однотипных машин.

Комплексный агрегат предназначен для одновременного выполнения нескольких технологических операций машинами различного вида, а комбайновый — одной машиной.

Универсальные агрегаты (или машины) оборудованы рабочими органами, способными выполнять в различное время разные операции.

При классификации машин по способу соединения их с источником энергии (навесные, прицепные и полунавесные) исходят в первую очередь из характеристики распределения веса машины между трактором и ее собственными колесами при транспортировании. В первом случае вес машины воспринимается трактором, во втором — собственными колесами, в третьем — и тем, и другим.

Эксплуатационные свойства агрегатов характеризуются свойствами рабочих машин, энергетической части (тракторов, самоходных шасси, двигателей самоходных агрегатов) и свойствами, обусловленными сочетанием машин (сцепка, вспомогательные устройства и т. д.).

Различают следующие эксплуатационные свойства агрегатов: агротехнологические, энергетические, маневровые, технические, технико-экономические, эргономические.

Агротехнологические свойства агрегатов обусловливают качество выполнения технологической операции. К ним относятся предусмотренные конструкцией машин технологическая способность, предельные технологические параметры, предельно допустимые по условиям качества работы скорости движения, допустимые потери, объем технологических емкостей

Эти свойства играют решающую роль при выборе необходимых для данной операции и в данных условиях рабочих машин и для комплектования агрегатов.

Энергетические свойства машин заключаются в их способности потреблять при работе определенную механическую энергию (сопротивление рабочих машин) или (например, для тракторов) развивать определенную механическую энергию (мощность).

В процессе комплектования агрегатов энергетические свойства имеют решающее значение при определении количественного состава машин в агрегате, при выборе эксплуатационных (в частности, скоростных) режимов работы и т. п.

Маневровые свойства агрегатов — это их поворотливость, проходимость, устойчивость движения, приспособленность к транспортированию и т. п. Маневровые свойства следует учитывать при выборе агрегатов для данных конкретных условий (при малых участках и коротких гонах, при необходимости строгой прямолинейности ходов и т. д.).

Технические свойства машин и агрегатов определяет главным образом их надежность (долговечность, ремонтопригодность, безотказность, сохраняемость), а также другие технические показатели — масса, форма и т. п. Эти свойства необходимо учитывать и первую очередь при организации технической эксплуатации машин.

Технико-экономические свойства агрегатов — это их производительность и необходимые затраты труда, денежных средств, топлива и т. п. К этим же свойствам часто относят металло- и энергоемкость, не выделяя их в отдельную группу.

Эргономические свойства машин и агрегатов обусловливают санитарно-физиологические условия труда, удобство обслуживания, безопасность труда, эстетические показатели и т. п.

2. Эксплуатационно-технологические свойства рабочих машин

2.1. АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАБОЧИХ МАШИН

Агротехнологические свойства рабочих машин характеризуют качество выполнения технологических процессов. Для каждого технологического процесса и различных типов машин применяют десятки разнообразных показателей оценки их агротехнологических свойств и результатов работы. Всего насчитывается их более тысячи. Все показатели можно условно классифицировать по следующим группам.

Первая группа показателей характеризует технологические возможности (условия применимости или пропускную способность) сельскохозяйственных машин. К ним относятся предельные или рекомендуемые показатели фона, режимов работы и других характеристик, определяющих допустимость технологического процесса: влажность, засоренность и твердость почвы, урожайность, полеглость культур, скорость движения и т. п.

Вторая группа показателей оценивает качество работы машин, чаще всего в благоприятных или типичных условиях при оптимальных и предельных режимах работы.

Для основных видов машин эти показатели следующие:

почвообрабатывающих — глубина обработки, подрезание сорняков и заделка растительных остатков, крошение почвы, выравненность поверхности;

посевных и посадочных — количество семян (растений) и распределение их по площади (в рядках, гнездах), глубина и качество их заделки, повреждение семян или растений (рассады, саженцев), величина прослойки почвы между семенами и удобрениями и т. п.;

по уходу за посевами — уничтожение сорняков, повреждение культурных растений, норма внесения специальных материалов (ядохимикатов, воды, удобрений, подкормок растений и т. п.);

уборочных — потери, повреждения и засорение примесями основной и сопутствующей продукции (зерно, клубни, корнеплоды, волокно, плоды, солома и др.), засорение почвы сорняками и т. п.;

послеуборочной обработки — потери, повреждения и засорение продукции, снижение и порча (сохранность) питательных свойств и сортности (товарная, семенная) продукция и др.

2.2 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАБОЧИХ МАШИН

Предложенная академиком В. П. Горячкиным трехчленная рациональная формула основана на том, что тяговое сопротивление плуга определяется силой воздействия не только на его постоянную массу, но и на меняющуюся массу почвы, поступающую непрерывно на отвал. Экспериментальное определение входящих в эту формулу коэффициентов представляет значительные трудности, и потому в эксплуатационных расчетах обычно пользуются упрощенными выражениями, а при соответствующих исследованиях — формулой Горячкина.

Вероятностный характер сопротивления машин. Как уже указывалось, в справочной литературе обычно приводятся только средние значения удельных сопротивлений для разных условий работы. На самом же деле в процессе работы, главным образом в связи с изменчивостью физико-механических свойств

Более правильно затраты энергии на привод рабочих органов не через опорно-ходовые колеса учитывать как затраты энергии двигателя, не приводя их к удельному сопротивлению машин, так как при таком переводе искажается фактическое значение тягового усилия трактора, влияющее, в частности, на степень буксования и другие показатели.

Имея в виду некоторую несбалансированность в поперечном направлении комплексного агрегата, фактическое удельное сопротивление несколько выше расчетного.

Исследования показывают, что чаще всего плотность распределения вероятностей сопротивлений рабочих машин наиболее соответствует закону нормального распределения, хотя в отдельных случаях она ближе к закону полуэллиптического распределения, усеченного равнобедренного треугольника и др.

2.3. ТЯГОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ АГРЕГАТА

Сцепки и их сопротивление. При составлении агрегатов, особенно с мощными тракторами, часто приходится соединять для совместной работы несколько машин — применять многомашинные, или комплексные, агрегаты. В этом случае пользуются сцепками.

Прицепные сцепки оборудованы опорно-ходовой системой, а навесные увеличивают вес, приходящийся на трактор, и вызывают дополнительное сопротивление перекатыванию.

Таким же образом определяют и тяговое сопротивление дополнительного оборудования, например прицепного маркера.

Удельное тяговое сопротивление рабочей части агрегата (сокращенно — удельное сопротивление агрегата) определяют как среднее значение сопротивления, приходящееся на единицу ширины захвата агрегата.

Все приведенные формулы действительны для установившегося движения, когда ускорение равно нулю. При трогании с места сопротивление агрегата увеличивается за счет сил инерции, которые необходимо преодолеть при начале движения.

2.4. ПУТИ УЛУЧШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РАБОЧИХ МАШИН

Мероприятия по улучшению агротехнологических свойств и снижению удельных сопротивлений рабочих машин можно разбить на следующие группы.

Конструктивные мероприятия. Необходимо увеличивать пропускную способность и универсальность машин, возможность применения в различных условиях; повышать технологическую надежность и устойчивость протекания технологического процесса; автоматизировать отдельные технологические операции и ликвидировать ручной труд, особенно на вспомогательных операциях; применять навесные (вместо прицепных) машины; использовать машины, оборудованные пневматическими шинами низкого давления, с эластичной подвеской; улучшать рабочие органы за счет специальных покрытий поверхностей, соответствующей обработки, изменения формы и т. п.; заменять трение скольжения трением качения; уменьшать массу машин и т. д.

Технологические мероприятия предполагают совершенствовать рабочие органы в соответствии с требованиями рационализации технологического процесса; применять комбинированные и комбайновые агрегаты; совмещать процессы и др.

Эксплуатационные мероприятия. Следует тщательно и своевременно проводить техническое обслуживание машин; точно собирать и регулировать механизмы; правильно прицеплять или навешивать машины; выбирать наиболее рациональное направление движения; подбирать машины в соответствии с условиями работы; работать (по возможности) при оптимальном состоянии почвы и других деформируемых сред и др.

Улучшение природно-климатических условий включает в себя выравнивание полей; ликвидацию закустаренности, каменистости, засоренности; оструктуривание почвы и др.