nн - номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, об/сек (табл. П. 1.1);
rk - радиус качения ведущего колеса трактора, м;
G - эксплуатационный вес трактора, кН (табл. П. 1.1);
f — коэффициент сопротивления качению трактора (табл. П. 1.7);
i - величина подъема в сотых долях.
Значение силы Ркрзг можно определить по упрощенной формуле, используя данные табл. (П. 1.3.)
Ркр.зг=Рк'-КNP- Nвом-Рf- Ра,(3.11)
где Рк' - касательная сила тяги без учета передачи части мощности двигателя трактора через ВОМ, кН (табл. П.1.3);
KNP - коэффициент пропорциональности между силой тяги Рпр, утраченной трактором за счет передачи части мощности двигателя через ВОМ (табл. П. 1.3);
Nвом - потребная мощность для привода механизмов с.-х. машин, кВт;
Pf- сила сопротивления качению трактора, кН (табл. П. 1.3);
Рα - сила сопротивления движению трактора на подъем, кН.
Сравнить соответствующие значения Ркрзг и Ркр.μ, выбрать из каждой сравниваемой пары меньшее значение, которое и будет Ркр для соответствующей передачи.
Определить тяговое сопротивление машины:
RM = KM*b + GMi/100,(3.12)
где RM - тяговое сопротивление машины, кН;
Км - удельное тяговое сопротивление машины, кН/м (табл. П.1.6); b - конструктивная ширина захвата машины, м (табл. П. 1.5); GM - вес машины, кН (табл. П. 1.5); i - уклон местности, %.
Определить коэффициент использования тягового усилия трактора:
ηи= Rм (3.13)
Выбрать основную передачу трактора.
Ниже приводится пример тягового расчета и обоснование режима работы одно машинного тягово-приводного агрегата для обработки междурядий посевов сахарной свеклы, состоящего из трактора МТЗ-80 и культиватора КФ-5,4.
1.Тип с.-х. операции - обработка междурядий посевов сахарной свеклы; агротехнические требования к с.-х. операции приведены в подразделе 3.2.
2.Состав МТА - трактор МТЗ-80, культиватор КФ-5,4.
3.Установить диапазон скоростей движения агрегата, при котором качество работы будет наилучшим. Рабочая скорость агрегата при работе трактора МТЗ-80 с культиватором КФ-5,4 не более 8 км/ч (табл. П. 1.5).
4. Определить передачи, на которых может работать трактор в выбранном диапазоне скоростей. Этому условию удовлетворяют передачи: 5р; 4; 6р (табл. П. 1.2).
5. Определить силу тяги Р^ на крюке трактора для выбранных передач. Значение силы Р^, определяется из сравнения силы Ркрлг тяги трактора при рациональной загрузке двигателя и значения силы Ркр(1, допустимой по сцеплению движителей трактора с почвой:
Ркр.зг<Ркрμ=>Ркр=Ркр.зг
Ркр.зг > Ркрμ=>Ркр=Ркр.μ
где Ркр.зг - сила тяги трактора на горизонтальном участке поля при условии рациональной загрузки двигателя, кН;
Ркрμ - сила тяги трактора на горизонтальном участке поля, значение которой допустимо по сцеплению движителей с почвой, кН;
Ркр. - сила тяги на крюке трактора, кН.
Значение силы Ркр.μ определяется по табл. П. 1.3 работы агрегата на подготовленный под посев почве Ркр.μ = 11 ,ЗкН.
Значение силы Ркр.зг можно определить по упрощенной формуле, используя данные табл. П. 1.3.
Ркрзг = Рк'-Knp -Nbom- Pf- Pa,
где Рк' - касательная сила тяги без учета передачи части мощности двигателя трактора через ВОМ, кН;
КNP - коэффициент пропорциональности;
NB0M - потребная мощность для привода культиватора, кВт;
Pf- сила сопротивления качению трактора, кН;
Ра - сила сопротивления движению трактора на подъем, кН.
Из табл. П. 1.3 имеем:
Р'К5р = 24,9 кН; РК4 = 22,ЗкН; Р'К6Р = 21,3 кН; KNP5P = 0,444; KNP4 = 0,399; KNP6P = 0,380; NB0M = 25 кВт (по заданию); Pf = 6,0 кН; Ра = 0,95 кН.
Тогда:
Ркр.зг5Р = 24,9-0,444*25-6,0-0,95 = 6,85 кН;
РКр.ЗГ4 = 22,3-0,399-25-6,0-0,95 = 5,38 кН;
Ркр.згбР = 21,3-0,380-25-6,0-0,95 = 4,85 кН.
Сравнивая соответствующие значения Ркр.зг с Ркр.μ (табл. П. 1.3) и выбрав меньшее каждой из этих пар, имеем:
Ркр.5Р = 6,85кН; Ркр4 = 5,38 кН; Ркр6р = 4,85 кН.
6. Определить тяговое сопротивление культиватора:
RM = KM-b + GM-i/100,
где RM - тяговое сопротивление машины, кН;
b - конструктивная ширина захвата машины, м;
Км - удельное сопротивление машины, кН/м;
GM - вес машины, кН;
i - уклон местности, %.
Из табл. П. 1.5 имеем: b = 5,4 м; GM = 11 кН.
В соответствии с исходными данными: Км = 1,0 кН/м, но так как культиватор навесной
(К„ = 0,8), то Км = 0,8 кН/м; i = 3%.
Тогда:
RM = 0,8*5,4 + 11*0,03 = 4,65 кН.
7. Определить коэффициент использования силы тяги трактора и основную рабочую передачу:
ηи5р = 4,65 = 0,68 ηи4р = 4,65 = 0,86 ηи6р = 4,65 = 0,9
6,85 5,38 4,85
Оптимальное значение [ ηи] = 0,93 (табл. П.1.2).
Из рассчитанных значений ηи наиболее близко к [ηи], но не превышает его ηи4 = 0,86, следовательно для заданных условий работы трактор МТЗ-80 с культиватором КФ-5,4 должен работать на 4-ой передаче. Дальнейшие расчеты будут выполняться для этой передачи.
3.4 Выбор и обоснование способа движения агрегата на загоне, подготовка поля и агрегата к работе
В этом подразделе расчетно-пояснительной записки курсового проекта необходимо:
- выбрать и обосновать способ движения агрегата на загоне;
- начертить схему поля с указанием способа движения МТА и схему подготовки рабочего участка к работе;
- рассчитать ширину поворотной полосы и размеры загонов;
- рассчитать и указать на схеме поля места технологических остановок агрегата для заправки сеялок семенами, удобрениями, разгрузки комбайнов;
- описать порядок подготовки поля и основного агрегата к работе;
- начертить схему скомплектованного МТА с указанием на ней и обозначением значений рабочей ширины захвата Ь, кинематической длины 1к, кинематической длины трактора 1т , колеи трактора В.
При выборе способа движения МТА необходимо учитывать тип с.-х. операции, форму поля, длину гона. Выбранный способ движения должен обеспечивать получение наивысшей производительности и эффективности работы агрегата, а также обязательное соблюдение требований агротехники и передовой технологии механизированных работ. Способы движения МТА подразделяются на гоновые, круговые и диагональные (схемы этих способов движения представлены в учебных пособиях).
Расчет ширины поворотной полосы (Е)
Размер поворотной полосы зависит от состава агрегата и вида поворота. Прежде всего, необходимо выяснить, какой совершается поворот: петлевой или беспетлевой.
Минимальная ширина Emin поворотной полосы определяется следующим образом:
-при петлевых поворотах (грушевидном или восьмеркообразном):
Emin = 3R + e,(3.31)
Emin = 3-6.24+0.51=19.23,
где Emin - минимальная ширина поворотной полосы, м;
R - радиус поворота агрегата, м;
е - длина выезда агрегата, м. Радиус поворота агрегата определяется по формуле:
R=KRB
R1.3-4.8=6.24(3.32)
где R - радиус поворота агрегата, м;
KR - коэффициент для оценки радиуса поворота (табл. П.1.12); В - конструктивная ширина захвата агрегата, м.
Ширина захвата разбрасывателей удобрений и опыливателей ядохимикатами значительно превышает их кинематическую ширину, поэтому для таких агрегатов радиус поворота определяется по соотношению:
R = 3dK.
R=3-4.8=14.4(3.33)
где bM = dK - кинематическая ширина агрегата, т.е. расстояние от продольной оси агрегата, проходящей через кинематический центр, до наиболее удаленных от нее точек агрегата, м (табл. П. 1.5).
Рассчитанный радиус R поворота агрегата сравнить с минимальным радиусом Rmin поворота колесного трактора (табл. П. 1.11) и выбрать из них большее значение.
Определить длину выезда агрегата е.
Для случаев, когда во время разворота агрегата рабочие органы машины не переводятся в нерабочее положение (например, при бороновании, прикатывании, дисковом лущении и т.д.), значение длины выезда агрегата определится из выражения:
е=0,5lк,(3.34)
где 1к - кинематическая длина агрегата, м (табл. П. 1.5).
В остальных случаях начало поворота агрегата возможно только при отключенных рабочих органов и после того, как задний рабочий орган последней машины агрегата пересечет контрольную линию, разделяющую рабочий участок и поворотную полосу.
Тогда е = 1к .
Определить кинематическую длину 1к агрегата:
1К= 1Т+ 1М+ 1СЦ,(3.35)
где 1Т, 1м , 1сц - кинематическая длина, соответственно:
трактора, сельхозмашины, сцепки, м (табл. П. 1.1, П. 1.5, П. 1.4). Определить рабочую ширину захвата агрегата:
Вр = В-ß,
Вр = 4-1=3, (3.36)
где ß - коэффициент использования конструктивной ширины захвата (табл. П. 1.9).
Ширина Е поворотной полосы выбирается такой, чтобы ее значение было бы не менее Emin и кратным рабочей ширине Вр захвата того агрегата. Поэтому полученное значение Emin необходимо разделить на значение рабочей ширины Вр захвата агрегата и полученный результат округлить до целого числа в сторону увеличения. Тогда:
Е = nпВр,
E=2-3=6(3.37)
где Е - уточненная ширина поворотной полосы, м;
nп - минимальное число проходов агрегата, необходимое для обработки поворотной полосы.
Определить среднюю рабочую длину гона.
Для гоновых способов движения:
LP=L - 2E,
LP=1400—2-6=1388(3.38)
где Lp- рабочая длина гона, м;
L - длина участка (гона), м.
Расчет оптимальной ширины загонов
Определить ширину загона (для диагонального и челночного способов движения этот пункт не рассчитывать).
Сначала рассчитывается значение оптимальной ширины загона Сопт. Расчет производится по формулам, помещенным в табл. П. 1.21.
Действительное (уточненное) значение ширины С загона должно быть не меньше Сопт и кратно двойной ширине прохода агрегата, поэтому полученное при расчете значение Сопт необходимо разделить на значение удвоенной рабочей ширины захвата 2ВР агрегата и результат округлить до целого числа в сторону увеличения. Тогда: