Расчёт машинно-тракторного агрегата

   ВВЕДЕНИЕ

   Современный уровень подготовки высококвалифицированных  инженерно-технических работников для предприятий агропромышленного  комплекса определяется умением  будущего специалиста правильно  выбирать и рационально комплектовать  мобильные ресурсосберегающие машинно-тракторные агрегаты для сельскохозяйственного  производства. В связи с этим в  методических указаниях дан порядок  расчёта состава и тягово-эксплуатационных показателей комплектуемого машинно-тракторного  агрегата и представлен необходимый  для его выполнения справочный материал.

   В настоящее время тракторостроительными  заводами предлагается широкий ряд  энергетических средств с различными мощностными и тяговыми характеристиками.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      1. РАСЧЕТ ТЯГОВЫХ УСИЛИЙ ТРАКТОРА 

      Каждому студенту выдается задание, которое  содержит исходные данные к расчету  технологии механизированной операции.

      1. Марка трактора: К-700А

      2. Вид операции: предпосевная культивация

      3. Размеры поля: 1300×2300

      4. Уклон местности: i=1,2%

      5. Время смены: 10 часов

      Задание

      1.  Кратко описать агротехнические  требования, предъявляемые к выполнению  заданной операции.

      2.  На основании технологически  допустимых рабочих скоростей  движения (прил. 1) и технической характеристики  заданной марки трактора (прил. 2) подобрать две рабочие передачи и выписать передаточные числа трансмиссии на этих передачах. 

      1.1. Порядок расчёта

      Касательную силу Р_к определяют по формуле:

      

, кН 

      где N_e - номинальная мощность двигателя, кВт; N_вом - мощность, затрачиваемая на привод через вал отбора мощности, кВт (учитывается только для тягово-приводного агрегата); _м -механический КПД трансмиссии:

      

 

      Где: , - механический КПД цилиндрической и конической зубчатых передач (прил. 3); - механический КПД гусеничной цепи α, β - число пар передач данного вида, находящихся в зацеплении; i_т - передаточное число трансмиссии; r_k - радиус качения, м; n_н - номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, с^-1.

      N_е=158

      n_н=28,3

      Рекомендуемые скорости 6-я или 7-я.

      i_Т6=63

      i_Т7=52

      

      Для гусеничных тракторов r_k = r_зв, где r_зв - радиус начальной окружности звездочки (см. прил. 2). Для колесных тракторов r_k определяют по формуле:

      r_k=0,75

      

      

      Максимальную  силу сцепления трактора с почвой F_c рассчитывают по формуле:

      F_c =μ∙ G_c ,

      где μ - коэффициент сцепления движителей с почвой (прил. 4);

            G_c - сцепной вес трактора, кН.

      μ =0,5

      Для гусеничных или колесных  тракторов с двумя ведущими осями G_c = G

      G_c = 126,1

      F_c = 0,5*126,1=63 кН

      Движущую  силу Р_дв принимаем

      Р_дв = Рк при Р_к < F_c;

      Р_дв = F_c при Р_к > F_c.

      так как Р_к < F_c,то:            Р_дв6=58 кН

                                               Р_дв7=48 кН 

      

 

      Рис.1. График определения движущей силы. 

      Силу, затрачиваемую на самопередвижение трактора Р_f вычисляют по выражению:

      Р_f=G∙f 

      Где f – коэффициент сопротивления качению трактора (прил. 4).

      Р_f=126,1*0,1=13 кН

      Усилие  на преодоление подъема Р_а, кН:

      

      

      Где: i – уклон местности, %.

      Номинальную силу тяги на крюке трактора Р_кр определяют по выражению:

      Р_кр= Р_дв – Р_f – Р_а

      Р_кр6= 58-13-1,5=43,5 кН

      Р_кр7= 48-13-1,5=33,5 кН 
 
 

      Теоретическую (v_T) и рабочую (v_Р) скорости находят по формулам:

      

, км/ч 

      

, км/ч

      Где: δ – буксование движителей трактора, %, для гусеничных тракторов δ=2…5 %

      

 км/ч

      

 км/ч

      

км/ч

      

км/ч 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   2. РАСЧЕТ РАЦИОНАЛЬНОГО  СОСТАВА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО  АГРЕГАТА

   Задание

   1.  Подобрать сельскохозяйственные машины и орудия, пользуясь прил. 5:

   а) наименование сельскохозяйственной машины: культиватор.

   б) марка сельскохозяйственной машины: КПС-4

   в) вес, кН.:

   г) конструктивная ширина захвата, м.: 4,0

   2.  Начертить схему агрегата (рис. 2). Определить на ней и обозначить  кинематический центр агрегата (КЦА), кинематическую длину трактора l_w, сцепки /_ош сельскохозяйственной машины /_м и всего агрегата /_к, конструктивную В_к и кинематическую d_K ширину агрегата.

   2.1. Определение тягового  сопротивления одной  сельскохозяйственной  машины.

   Определяется  по выражению:

   R_м=k_м В_к + G_м

   R_м6=2,216 *4+126,1*

=10,4 кН

   R_м5=2,396*4 +126,1*

=11,1 кН

   где k - удельное сопротивление машины, кН/м; В_к- -конструктивная ширина захвата, м; G_м - вес машины, кН

   2.2. Расчёт тягового сопротивления агрегата

   Тяговое сопротивление агрегата, кН, вычисляют по формуле:

   R_a= R_м

   R_a6=34,1

   R_a7=24 

   Фактический коэффициент использования тягового усилия трактора составит:

   

   

   

 

   2.3. Определение рабочей ширины захвата агрегата

   Рабочую ширину захвата агрегата, м, рассчитывают по выражению:

   

   где β - коэффициент использования конструктивной ширины захвата агрегата. β=1

   

   

   2.4. Определение баланса мощности трактора и его составляющих

   Баланс  мощности трактора рассчитывают по формуле:

   N_е = N_Kp + N_f ± Na+ N_δ + N_м + N_B0M + N_н,

   где N_e - номинальная мощность двигателя, кВт; N_Kp - затраты мощности на тягу, кВт,

   

   

   

   N_f- затраты мощности на самопередвижение трактора, кВт,

   

   

   

   N_a - затраты мощности на преодоление подъема, кВт,

   

   

   

   N_δ - затраты мощности на буксование, кВт,

   

   

   

   N_M - потери мощности в трансмиссии, кВт,

   

   

   

   N_н - неиспользуемая мощность двигателя, кВт,

   

   

   

   N_е =82,2 +24,6+2,8+12,2+34,8=156,6

   Полученные  значения подставляют в формулу  баланса мощности. Отклонения от N_e допускаются не более 3-5 %. По полученным значениям строят графики баланса мощности для двух расчетных передач. Затем выбирают передачу, на которой эффективнее загружен двигатель трактора.

   По  фактическому коэффициенту использования  тягового усилия трактора выбираем 6-ю скорость для расчёта.

   2.5. Построение графика баланса мощности

   Принимают определенный масштаб для усилий и скоростей и строят график, изображенный.  

Рис. 3. График баланса мощности 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ  КИНЕМАТИКИ АГРЕГАТА

   1. Способ движения агрегата: гоновый - челночный.

   2. Начертить схему поля и показать  кинематику движения агрегата, проставив  размеры L_p, L, Е, С.

   

   3.1. Определение рабочей  длины L_р и ширины загона С