Где В - ширина захвата машины, м

Министерство сельского хозяйства РФ

Департамент научно-технологической политики и образования

ФГБОУ ВПО Иркутская

государственная сельскохозяйственная академия

Кафедра эксплуатации машинно-тракторного парка

И безопасности жизнедеятельности

Н.В. Степанов

А.С. Рехтин

Механизация растениеводства

Раздел: Эксплуатация

Машинно-тракторного парка

Методические указания и задания для практических занятий

для студентов агрономического факультета

направления 110400 - агрономия

Иркутск – 2013

УДК 631.3.004.1

Составители: к.т.н., доцент, заведующий

кафедрой ЭМТП и БЖД Н.В. Степанов,

к.т.н., доцент А.С. Рехтин

Рекомендовано к изданию научно-методическим советом инженерного факультета Иркутской государственной сельскохозяйственной академии (протокол № 6 от 28.02.2013 г.).

Рецензенты: Перевалов В.М. - к.т.н., доцент;

                 Ильин П.И - к.т.н., доцент.

© Степанов Н.В., Рехтин А.С., 2013.

Агроном - технолог и организатор

Производства в растениеводстве

Обязанности агронома производственного участка

- Организовывать агрономическую работу, обеспечивая выполнение плановых заданий по производству и реализации продукции растениеводства по всем показателям.

- Организовывать выполнение сельскохозяйственных работ в соответствии с технологическими картами.

- Комплектовать тракторные агрегаты и обеспечивать их высокопроизводительное использование.

- Постоянно осуществлять контроль за работой агрегатов, за качеством производимых работ.

- Способствовать выполнению графиков технического обслуживания тракторов и сельскохозяйственных машин.

- Участвовать в разработке и осуществления мероприятий по комплексной механизации производственных процессов в растениеводстве.

- Участвовать в разработке или корректировке технологических карт по возделыванию сельскохозяйственных культур, включая объем работ по видам, сроки их выполнения, состав агрегатов и обслуживающий персонал.

- Участвовать в составлении рабочих планов по основным периодам сельскохозяйственных работ, включая виды работ, их объем, потребность в рабочей силе.

Введение

Методические указания составлены в соответствии с программой дисциплины и предусматривают выполнение двух заданий по производственной эксплуатации машинно-тракторного парка.

Цель практических занятий и выполнения заданий – овладеть навыками подготовки и выполнения механизированных полевых сельскохозяйственных работ, составления технологических карт возделывания сельскохозяйственных культур, планирование механизированных работ, определения потребности в тракторах и сельскохозяйственных машин для выполнения заданного объема работ при комплексной механизации возделывания сельскохозяйственных культур.

Литература:

1. Тарасенко А.П., Солнцев В.Н., Гребнев В.П. и др. Механизация и электрификация с.х. производства. - М.: Колос, 2004, 552 с.

2. Бубнов В.З., Кузьмин М.В. Эксплуатация машинно-тракторного парка. – М.: Колос, 1980. 232 с.

3. Иофинов С.А., Лышко Г.П., Хабатов Р.Ш. Курсовое проектирование по ЭМТП. М.: Агропромиздат , 1989, 192 с.

4. Вайнруб В.И., Мишин П.В., Хузин В.Х. Технология производственных процессов и операций в растениеводстве. Изд. «Чувашия», 1999. – 456с.

5. Правила производства механизированных работ в полеводстве М.: Россельхозиздат, 1983. - 286с.

6. Карабаницкий А.П. Теоретические основы производственной эксплуатации МТП [текс]: уч. пособие для вузов/А.П.Карабаницкий, Е.А. Кочкин. – М.: КолосС, 2009. – 95 с.

7. Карпенко А.Н. Справочник механизатора. – М.: Агропромиздат, 1985, 320 с.

8. Баутин В.М., Бердышев В.Е., Беклагин Д.С., Стружкин Н.И., Кухмазов К.З. Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства. – М.: Колос, 2000. 536 с.

9. Сельскохозяйственная техника . Каталог. Том 1 и 2. – М.: Информагротех, 1991, 1993, 1994

10. Справочник инженера-механика с.х. производства, Часть 1. М.: Росинформагротех. 2003-340с.

11. Интенсивные технологии возделывания полевых культур в Иркутской области. Учебное пособие/ отв. За выпуск Ш.К. Хуснудинов. Иркутск – 1991. – 206с.

12. Рехтин А.С., Зверев А.Ф. Механизация с.х. производства. Эксплуатационные затраты при работе МТА. Методические указания к расчету. Иркутск-2007, 38 с.

13. Механизация, электрификация и автоматизация с.х. производства. Методические указания по изучению дисциплины. Ч 1 и 2 М. 1993.

14. Типовые нормы выработки и расхода топлива на сельскохозяйственные механизированные работы. Ч 1 и 2 М. 2002.

15. Сисюкин Ю.М. и др. Техническое обеспечение интенсивных технологий. М.: Росагропромиздат, 1988. 272 с.

16. Халанский В.М., Горбачев Н.В. Сельскохозяйственные машины . – М.: Колос С. 2004. 624 с.

17. Фере Н.Э. Пособие по эксплуатации МТП. М.: Колос, 1978. - 256с.

18. Федеральный регистр технологий производства продукции растениеводства. Система технологий. М.: Информагротех, 1999.

Задание 1

Разработать операционную технологию выполнения полевой с.х. работы в соответствии с заданным вариантом.

Исходные данные (приложение 3):

1. Наименование полевой с.х. работы.

2. Марка трактора.

3. Длина гона.

4. Тип почвы.

5. Площадь поля (см. задание – 2)

Недостающие данные (марка СХМ, норма высева, глубина вспашки и др.) студент определяет самостоятельно.

Содержание задания:

Изложить агротехнические требования к выполнению заданной с.-х. работы.

Определить состав МТА, обосновать режимы его работы.

2.1 Установить исходные параметры к расчету.

2.2 Рассчитать количество машин в агрегате.

2.3 Рассчитать сопротивление агрегата.

2.4 Рассчитать коэффициент использования тягового усилия трактора.

2.5 Определить рабочую скорость, соответствующую сопротивлению агрегата.

2.6 Рассчитать часовую производительность и выбрать основную рабочую передачу.

Описать подготовку агрегата к работе.

3.1 Описать подготовку трактора и СХМ.

3.2 Рассчитать вылет маркера (для посевных и посадочных агрегатов).

3.3 Вычертить схему агрегата.

Выбрать способ движения и выполнить расчеты по подготовке поля и определению мест загрузки (выгрузки).

4.1 Выбрать способ движения.

4.2 Рассчитать ширину поворотной полосы.

4.3 Определить оптимальную ширину загона.

4.4 Определить места загрузки (выгрузки).

4.5 Вычертить схему подготовки поля.

Описать работу агрегата.

5.1 Описать организацию работы.

5.2 Вычертить схему движения МТА.

Описать контроль качества работы.

Произвести расчет основных технико-экономических показателей агрегата.

7.1 Рассчитать производительность за смену.

7.2 Определить расход топлива на гектар.

7.3 Определить затраты труда.

7.4 Определить количество агрегатов.

Методические указания по выполнению задания:

Агротехнические требования к выполнению заданной с.-х. работы

Агротехнические требования в виде нормативов устанавливают качество проведения механизированных работ. При этом определяющим должно быть получение максимального количества продукции и повышение плодородия почвы. Агротехнические требования представляются такими основными показателями, как срок и продолжительность работы, технологическими параметрами, характеризующими качество с.-х. работы, показателями, определяющими расход материалов (семян, удобрений и т.д.) и допустимые потери продукта (степень дробления зерна, недомолот и др.).

В этом разделе приводят конкретные значения показателей качества заданной с.х. работы [2,4,5,8,16,17].

2 Определение состава МТА, обоснование режимов работы [1, 2, 6, 13, 17]

2.1 Установление исходных параметров к расчету

а) Определить допустимые для данного вида работы и применяемой с.-х. машины скорости движения (табл. П.1.1).

б) По тяговым характеристикам выбрать рабочие передачи трактора, обеспечивающие движение МТА в установленном скоростном режиме, и определить номинальные значения силы тяги трактора Р^н_кр и скорости движения , а также величину скорости холостого хода  для заданных условий работы (Приложение 2).*

Исходные данные занести в таблицу 1.

Таблица 1

Допустимая скорость движения, км/ч	Передачи трактора	Рнкр, кН	км/ч	км/ч

* Расчет состава агрегата с трактором, для которого нет тяговой характеристики, выполняется по мощности двигателя трактора (см. c. 13).

2.2 Расчет количества машин (корпусов плуга) в агрегате

Расчет выполняется по всем выбранным передачам без учета уклона местности (α = 0).

2.2.1 Расчет простого агрегата

Расчет простого агрегата целесообразно проводить по сопротивлению машины R_м, тогда количество машин n в агрегате:

,

где - номинальное значение силы тяги на данной передаче, кН;

R_м - сопротивление СХМ, кН.

R_м=К·В,

где В - ширина захвата машины, м

К -  удельное  сопротивление  машины,  соответствующее  рабочей  скорости @ , кН/м.

,

где к₀ – удельное сопротивление при V₀ = 5 км/ч. (табл. П.1.3.)

Dс-темп нарастания удельного сопротивления, % (табл. П.1.4).

Если количество машин в агрегате получается больше одной, необходимо рассчитать фронт сцепки А_сц:

А_сц=В(n -1).

Затем выбрать марку сцепки и определить тяговое сопротивление R_сц (табл. П 1.5) или рассчитать по формуле:

R_сц=G_сц·f,

где R_сц - сопротивление сцепки, кН.

G_сц - общий вес сцепки, кН.

f - коэффициент сопротивления качению колес (табл. П1.6).

Количество машин в агрегате с учетом сопротивления сцепки будет равно:

.

2.2.2 Расчет пахотных агрегатов.

Расчет пахотных агрегатов сводится к определению количества корпусов плуга:

,

где R_корп - сопротивление одного корпуса плуга, кН

R_корп=В_корп·А·К_п,

где В_корп - ширина захвата одного корпуса, м;

А – глубина пахоты, м;

К_п – удельное сопротивление плуга, кН/м² (табл. П.1.7).

2.2.3 Расчет комплексных (комбинированных) агрегатов

Расчет комплексных агрегатов проводится по максимальной ширине захвата:

,

где К₁-удельное сопротивление машин первой группы, кН/м;

К₂- удельное сопротивление машин второй группы, кН/м.

Количество машин:

где n₁-количество машин первой группы;

n₂-количество машин второй группы;

В₁-ширина захвата машин первой группы;

В₂-ширина захвата машин второй группы.

Если количество машин первой (основной) группы больше одной, необходимо выбрать сцепку и повторить расчет:

.

Во всех случаях расчета количество машин или корпусов плуга округляют до целого числа в сторону уменьшения с целью обеспечения запаса тяги трактора.

2.2.4 Расчет тягово – приводного агрегата

Тягово-приводной агрегат, как правило, состоит из трактора и одной с.х.машины, работающей с приводом рабочих органов от вала отбора мощности (ВОМ). В этом случае расчет сводится к определению суммарных затрат мощности двигателя N_e (кВт) на выбранной передаче трактора:

,

где G_тр-вес трактора, кН (табл. П.1.8);

f - коэффициент сопротивления качению трактора (табл. П.1.9);

R_м - тяговое сопротивление машины, кН. R_м=K·B или R_м=G_м·f;

V_p - скорость движения на выбранной передаче, км/ч;

N_ВОМ - мощность на привод СХМ от ВОМ, кВт (табл. П.1.10);

η_δ - коэффициент, учитывающий потери скорости на буксование.

,

где δ - буксование движителей трактора,%.

Условно можно принять для колесных тракторов δ = 10…15%, для гусеничных 4…8%.

η_м - КПД трансмиссии трактора. Для колесных η_м=0,91…0,92, для гусеничных 0,81…0,88;

η_ВОМ - КПД привода ВОМ, η_ВОМ = 0,94…0,98.

Затем определяют степень загрузки двигателя:

 (оптимально η_N = 0.90…0,95),

где -номинальная мощность двигателя, кВт (табл. П.1.8).

2.3 Расчет сопротивления агрегата

Сопротивление простого агрегата:

R_а=n·R_м+ R_сц,

где n-количество машин, полученное по расчету.

Сопротивление комплексного агрегата:

R_а=n₁·R₁+n₂ R₂+Rсц,

где R₁ и R₂-соответственно сопротивление одной машины первой и второй группы:

R₁=К₁·В₁ и R₂=К₂·В_2.

Сопротивление пахотного агрегата:

R_пл=n_корп·R_корп  или R_пл=n_корп·В_корп·А ·К_п.

2.4 Расчет коэффициента использования тягового усилия

Коэффициент использования тягового усилия трактора является основным энергетическим признаком рациональности составленного агрегата и определяется отношением:

.

Оптимальные значения коэффициента использования тягового усилия трактора на пахотеη_и = 0,85…0,9;на других работах η_и = 0,9…0,96.

2.5 Определение рабочей скорости,

соответствующей сопротивлению агрегата

Рабочая скорость может быть определена графически по тяговой характеристике трактора или рассчитана по формуле:

,

где V_p - рабочая скорость, соответствующая сопротивлению агрегата, км/ч.

V_х и - соответственно скорость холостого хода трактора и скорость номинальная, км/ч (Приложение 2).

2.6 Расчет часовой производительности и выбор основной рабочей передачи

Производительность за один час рабочего времени определяется по уравнению:

,

где - производительность за час рабочего времени, га/ч;

В_р - рабочая ширина захвата агрегата, м:

В_р=n·В·β,

n - количество машин в агрегате на данной передаче;

В - конструктивная ширина захвата машины, м;

β-коэффициент использования конструктивной ширины захвата (табл. П.1.11).

Основная рабочая передача выбирается по максимальной часовой производительности с учетом значения коэффициента использования тягового усилия.

Все последующие расчеты и действия проводятся с агрегатом, по выбранной основной рабочей передаче.

Расчет состава машинно-тракторного агрегата

по мощности двигателя трактора

При отсутствии тяговых характеристик тракторов, состав агрегата для выполнения заданной полевой с.х. работы можно рассчитать по возможной ширине захвата агрегата, определенной по эффективной номинальной мощности двигателя при технологически допустимой скорости движения агрегата. Это прежде всего относится к тракторам новых моделей, для которых ещё нет  тяговых характеристик.

Известно, что эффективность использования мощности N_e двигателя трактора определяется тяговым коэффициентом полезного действия (тяговым КПД трактора) :

где – тяговый КПД трактора.

N_e – эффективная мощность двигателя, кВт;

N_кр – мощность расходуемая на определения тягового сопротивления рабочих машин (тяговая мощность), кВт;

Тяговая (мощность на крюке) определяется выражением:

где Р_кр – сила тяги трактора, кН

V_р – скорость движения, км/ч.

Сила тяги Р_кр  при равномерном движении равна сопротивлению (агрегата) R, которое определяется произведением удельного сопротивления машин К на ширину захвата В.

Р_кр=R=К·В, и ,

тогда с учетом выше изложенного после преобразования последнего выражения, возможная ширина захвата агрегата В_N, определенная по эффективной мощности двигателя при технологически допустимой скорости движения V_т.д:

где В_N – возможная ширина захвата агрегата, м.

-номинальная мощность двигателя трактора, кВт (табл. П. 1.17)

К – удельное сопротивление машины (агрегата) при технологически допустимой скорости движения, кН/м. (см. с. 10).

- тяговый КПД трактора.

Тяговый коэффициент полезного действия тракторов  (усредненные значения).

Количество машин в агрегате

,

где n – количество машин в агрегате.

- возможная ширина захвата, определенная по мощности двигателя трактора при технологически допустимой скорости движения, м.

 - ширина захвата (конструктивная), м.

Результаты расчетов количества машин округляют до целого числа в меньшую сторону.

Если в агрегате получается по расчету количество машин больше одной, то необходимо выбрать сцепку (см. с. 9) и определить удельное сопротивление агрегата , как отношение сопротивления агрегата (равное сопротивлению машин и сцепки ) к ширине захвата агрегата :

.

С учетом полученного значения удельного сопротивления агрегата повторяют расчет возможной ширины захвата агрегата по мощности двигателя трактора при технологически допустимой скорости движения :

,

и определяют окончательное количество машин в агрегате

По отношению ширины захвата агрегата ( ) к возможной   определяют загрузку двигателя трактора (степень использования мощности ):

<1

Пример. Определить состав посевного агрегата с трактором МТЗ-1221 и сеялками СЗУ – 3,6

Исходные данные:

- мощность двигателя трактора МТЗ-1221 = 96 кВт;

- тяговый КПД трактора на поле подготовленном под посев = 0,62

- технологически допустимая скорость движения сеялок СЗУ-3,6 км/ч

- удельное сопротивления сеялок при км/ч К=2 кН/м.

Решение:

Возможная ширина захвата агрегата

количество сеялок:

Выбираем сцепку СП-11 R_сц=2кН, определяем удельное сопротивление агрегата:  кН/м

Повторяем расчет возможной ширины захвата с удельным сопротивлением агрегата К_а = 2,28 кН/м.

м

Количество сеялок:

  n=2.

Проверяем загрузку двигателя.

Ширина захвата агрегата с двумя сеялками СЗУ-3,6

м

Таким образом, загрузка двигателя (степень использования номинальной мощности):

Экономичной работе двигателя трактора соответствуют режимы при которых максимальная эффективная мощность  используется не меньше чем на 70-80%.