Возделывание яровой пшеницы в СПК "Маяк"

 У рационально скомплектованного  агрегата значение   ηи     всегда наиболее близко к оптимальному значению  ηопт (определенному по справочнику), но не превышает его, то есть       ηи    <   ηопт. Превышение      ηи    над    ηопт    нежелательно, так как это в условиях переменных нагрузок приводит к работе двигателя с частыми значительными перегрузками, которые создают нестабильность работы двигателя, ведут к быстрому износу его деталей, приводят к снижению производительности агрегата за счет снижения частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Машинно-тракторные агрегаты комплектуют с учетом следующих факторов:

- подбор машин - в соответствии с требованиями агротехники;

- предотвращение возможных потерь при посеве, внесении удобрений, уборке урожая с.-х. культур и т.д.;

- максимальная производительность агрегата при минимально возможном расходе топлива и эксплуатационных затрат;

- оснащение агрегата маркерами, средствами автоматизации, специальным оборудованием, обеспечивающим безопасные условия труда при работе агрегата и решение вопросов экологии.

Аналитический расчет по комплектованию любых МТА состоит из пяти общих начальных вопросов в следующей последовательности:

1. Тип сельскохозяйственной операции - боронование.

2. Марка трактора, сельскохозяйственной машины и сцепки, которые обеспечат наивысшую производительность МТА для боронования Т-150, бороны БЗТС-1,0.

3. Диапазон скоростей движения агрегата, рекомендуемых по требованиям агротехники на данной сельскохозяйственной операции  до 12 км/ч.

4. Для принятого диапазона скоростей определяем три передачи, на которых может работать трактор в выбранном диапазоне скоростей и соответствующие им значения номинальной силы тяги на крюке фактора Ркр.н.,, а также значения теоретических скоростей движения на этих передачах V_т и вес трактора G.

Vт - 3        Pкр.н. – 27,8;

Vт - 4        Pкр.н. – 24,6;

Vт - 5        Pкр.н. – 22,3;

GкН - 69,8.

5. Так как по заданию рабочий участок, как правило, имеет неровный 
рельеф (обычно подъем i = 3%, i = 5%), в значения Ркр.н. вносят поправки:

Ркр.нi = Ркр.н. – Gi/100,

где    i - уклон местности, %;

Ркр.н3    Ркр.н4     Ркр.н5  ~ номинальные тяговые усилия трактора на III,       IV и V-й передачах, кН.

Ркр.нi3 = 27,8 - 69,8*0,03=25,8;         

Ркр.нi4 = 24,6 - 69,8*0,03=22,5;      

Ркр.нi5 = 22,3 - 69,8*0,03=20,2.

 

 

3.3.1 Расчёт тягового агрегата.

 

6. Определяем ориентировочное число машин в агрегате, на каждой из 
выбранных передач по формуле:

    n0 =          Ркр.нi      ,

              bКм + Gмi/100   

где   т₀ - ориентировочное число машин в агрегате;

   Ркр.нi ~ номинальная сила тяги на крюке трактора с учетом поправки на     рельеф, кН;

  G - вес трактора, кН;

   b - конструктивная ширина захвата одной машины, м;

   Км - удельное тяговое сопротивление машины, кН/м;

   Gм - вес машины, кН.

n3 =              25,8          = 21,3 =21;

       1,0*1,2+0,40*0,03

n4 =               22,5          = 18,5 =18;

        1,0*1,2+0,40*0,03

n5 =               20,2          = 16,9 =16.

        1,0*1,2+0,40*0,03

 

7. По расчету получилось количество машин в агрегате больше одной, поэтому определяем фронт сцепки, по формуле:

bсц = b (n₀-l), 

где   bсц - фронт сцепки, м.

bсц3 =1,0*(21-1) = 20;

bсц4 =1,0*(18-1) = 17;

bсц5 =1,0*(16-1) = 15.

8. Подбираем марку сцепки по величине необходимого фронта Ь_сц и 
определяем ее тяговое сопротивление.

Определяем тяговое сопротивление сцепки по формуле:

R_сц = G_cц(f_cц + i/100), 

где R_сц - тяговое сопротивление сцепки, кН;

        G_C4 - вес сцепки, кН;

       f_сц - коэффициент сопротивления перекатыванию сцепки.

         R_сц = 18*(0,11+0,03) = 2,5

9. С учетом тягового сопротивления сцепки определяем уточненное 
число машин в агрегате:

nм =       Ркр.нi - Rсц          ,

                  b*Км + Gм * i/100

где   nм - число машин в агрегате.

  nм3 =         25,8-2,5       =  23,3 = 19,2 = 19;

          1,0*1,2+0,4*0,03     1,21

 

  nм4 =         22,5-2,5      = 20 = 16,5 = 16;

          1,0*1,2+0,4*0,03    1,21

 

  nм5 =         20,2-2,5      = 14,6 = 14.

          1,0*1,2+0,4*0,03    

 

Полученное значение n_м мы округлили до целого числа в сторону уменьшения. Этим обеспечивается резерв силы тяги, необходимый для преодоления возможного временного увеличения сопротивления.

10. После уточнения количества машин в агрегате на выбранных передачах необходимо определить тяговое сопротивление агрегата:

Rа = (bK_M + G_Mi/100)  *  n_M + R_CЦ    , 

где    Rа -тяговое сопротивление агрегата, кН.

     Rа3 = (1,2 + 0,4 * 0,03) * 19 + 2,5 = 1,21* 21,5 = 26;

     Rа4 = 1,21* 16 + 2,5 = 22,3;

     Rа5 = 1,21*14 = 2,5 = 19,9.

 

11. Получив значение тягового сопротивления агрегата на выбранных 
передачах, определим величину коэффициента использования тягового 
усилия трактора:

 

 

 

где  ηи  - коэффициент использования тягового усилия трактора на принятых передачах;

 ηопт - оптимальные значения коэффициента на различных работах.

 

При сравнении полученных значений коэффициентов ηи с оптимальным значением     [ηи ]=0,92, наиболее близко к оптимальному и не превышает его значение ηи4=0,80. Следовательно, для заданных условий работы трактор Т-150 с боронами БЗТС-1,0, должен работать на 4-ой передачи  со скоростью 10 км/ч. Дальнейшие расчеты будут выполняться для этой передачи.

 

3.4 Выбор и  обоснование способа движения  агрегата на загоне, подготовка  поля и агрегата к работе.

 

Боронование почвы предлагается проводить челночным способом движения с петлевыми грушевидными поворотами.

 

3.4.1 Расчет ширины поворотной полосы (Е).

 

Размер поворотной полосы зависит от состава агрегата и  вида поворота. Если В_р< 2R, то агрегат совершает петлевой поворот.

Минимальная ширина E_min поворотной полосы определяется при петлевых поворотах (грушевидном) следующим образом:

E_min = 3R + e, 

где    E_min - минимальная ширина поворотной полосы, м;

          R - радиус поворота агрегата, м;

          е - длина выезда агрегата, м.

            E_min = 3 * 16 + 5,3 = 53,3 м

        

 

Определим радиус поворота агрегата по формуле:

R=K_RB, 

где   R - радиус поворота агрегата, м;

   K_R - коэффициент для оценки радиуса поворота;

   В - конструктивная ширина захвата агрегата, м.

   R=16 *1,0 = 16м

Определим длину выезда агрегата е.

е =0,5l_к, 

где    1_к - кинематическая длина агрегата, м.

е = 0,5 * 10,6 = 5,3 м

Определим кинематическую длину 1_к агрегата:

1_К = 1_Т+ 1_М+ 1_СЦ, 

где 1_Т, 1_м , 1_сц - кинематическая длина, соответственно: трактора, сельхозмашины, сцепки, м.

             1_К =  2,6 + 1,4 + 6,6 = 10,6 м

Определим рабочую ширину захвата агрегата:

В_р = В*ß, 

где    ß - коэффициент использования конструктивной ширины захвата.

В_р = 16 * 0,96 = 15 м

Ширина Е поворотной полосы выбирается такой, чтобы ее значение было бы не менее E_min и кратным рабочей ширине В_р захвата того агрегата, который будет осуществлять обработку поворотной полосы. Поэтому полученное значение E_min необходимо разделить на значение рабочей ширины В_р захвата агрегата и полученный результат округлить до целого числа в сторону увеличения. Тогда:

Е = n_пВ_р, 

где    Е - уточненная ширина поворотной полосы, м;

  n_п - минимальное число проходов агрегата, необходимое для обработки поворотной полосы.

 n_п = E_min / В_р = 53,3 /15= 3,5 м. Принимаю 4 прохода. 
Е = 3,5 * 15 = 52,5 м

Определим среднюю рабочую длину гона.

Для гоновых  способов движения:

L_P = L - 2E, 

где L_p- рабочая длина гона, м;

L - длина участка (гона), м.

L_P = 2000 – 2 * 52,5 = 1895 м

Определяем среднюю  длину холостого хода Lх по формуле:

Lх = 6R + 2E = 6*16 + 2*52,2 = 201 м.

Определяем коэффициент  рабочих ходов:

 

 

       

 

3.5 Расчет эксплуатационных  затрат при работе МТА.

 

Работа сельскохозяйственных машинных агрегатов сопровождается эксплуатационными затратами труда (трактористов-машинистов и вспомогательного персонала), механической энергии (двигателей тракторов, самоходных и стационарных машин), эксплуатационных материалов (топливо-смазочных материалов, вспомогательных материалов), а также денежных средств.

Техническая часовая  производительность агрегата рассчитывается по формуле:

W= 0,1*15*10*0,86 = 12,9

где т - коэффициент  использования времени смены, который  можно рассчитывать или принять для определенных условий работы.

Техническая сменная  производительность агрегата определяется по формуле:

W_CM = W*T_CM = 12,9*7  =  90,3 , 

где Т_см - нормативное время смены, ч; Т_см = 7ч.

Коэффициент использования времени смены  определяется по формуле:

 

 

где Т_р - чистое рабочее время смены, ч.

Определяем время цикла, т.е. продолжительности  времени на совершение агрегатом двух рабочих ходов и двух поворотов:

 

 

где   t_u - время цикла, ч;

   V_p - рабочая скорость движения агрегата, км/ч;

   V_x - скорость движения агрегата при поворотах, км/ч.

Трактор Т-150 на четвертой передаче движется со скоростью V_p= 10,0 км/ч  Значение V_x = 8,0км/ч, так как трактор работает с навесной машиной. Тогда:

    

Определяем число циклов за смену по формуле:

nц= (Тсм -Тпз – Тотл –Тпер –Тто)/ tц             

где n_ц - число циклов работы агрегата за смену;

 Т_см - нормативная продолжительность смены, ч;

    Т_пз - затраты времени на выполнение подготовительно заключительных работ, ч;

    Т_отл - затраты времени на перерывы на отдых и личные надобности, ч;

    Т_пер - затраты времени на внутрисменные переезды, ч;

    Т_то - продолжительность простоя агрегата в течение смены при технологическом обслуживании, ч.

Принимаем Т_см = 7ч;  Т_пер= 0;     Т_отл =0,5ч.

           Т_т = 0,55 + Т_ето, 

где   0,55 - нормативные  суммарные затраты времени на переезды в начале и в конце  смены, получение наряда и сдачу работы, ч;

   Т_ето - затраты времени на проведение ежесменного технического обслуживания трактора и культиватора, ч.

Значение Т_ето для трактора составляет 0,47ч, бороны 0,01ч. Тогда:

Т_ет0 = 0,55 + 0,47 + 0,01 = 1,03ч.

Значение  Т_т0 определяется из выражения:

Тто=Тсм*tо                   

где   t₀ - продолжительность остановок, приходящаяся на один час смены, ч.

         Принимаем значение t₀ = 0,1ч. Тогда:

Т_т0 = 7*0,1= 0,7 ч.

Определяем действительную продолжительность смены:

Тсм.д=tц*nц+ТпзТотл+Тпер+Тто                              

где     Т_см.д. - действительная продолжительность смены, ч.

Т_см._д. = 0,31*15 + 1,03 + 0,5 + 0,7 = 6,88ч.

Определяем затраты  времени на совершение агрегатом  холостых поворотов в течение смены:

где   Т_х - затраты времени на совершение агрегатом холостых поворотов в течение смены, ч.

       

 

Определяем продолжительность  рабочего времени агрегата за смену:

 

 

 

где       Т_р - продолжительность рабочего времени агрегата за смену, ч.

          

Определяем коэффициент  использования времени смены:                                                                 

                              

 

         

Определяем часовую  техническую производительность агрегата:

                        

                    W = 0,1*15*10*0,81 = 12,15 га/ч.

Определяем сменную  техническую производительность агрегата:

          Wcм=W*Тсм

          Wсм=12*6,88=82,5 га/см

          Определяем затраты труда:

     

Определяем затраты  механической энергии:

 

 

        

Определяем массовый расход топлива на единицу выполненной агрегатом работы (погектарный расход):