4. Эксплуатация машинно-тракторного агрегата
4.1 Состав агрегата на выполнении операции: создание лесных культур на площадях с дренированными почвами (СЛГ-1А + ЛХТ-55).
4.2 Тягово-эксплуатационные расчёты.
Целью выполнения инженерных расчётов является подтверждение совместимости машины и трактора.
Необходимо выполнить четыре инженерных расчёта для нового агрегата (ЛХТ-55 + СЛГ-1А):
1)Расчёт тягового сопротивления машины.
2)Расчёт тягового баланса трактора.
3)Расчёт баланса мощности трактора.
4)Расчёт эксплуатационных показателей сравниваемых агрегатов.
4.2.1 Расчет тягового сопротивления машин
Сопротивление машин для посадки леса
Rм= Gм *f +K1 * a *b*n,
где Gм- вес машины, Н;
f- коэффициент сопротивления передвижению [Прил. 8, п.1];
K1-удельное сопротивление почвы резанию,Н/см²;
а – глубина хода сошника, см;
b – ширина посадочной щели, см;
n - число посадочных секций, шт.
Rм= 12*0,70+5,5*30*10*1= 1658 Н =1,7 кН
4.2.2 Расчет тягового баланса трактора
При движении агрегата трактор преодолевает не только сопротивление машины RМ, совершая полезную работу, но и другие сопутствующие силы сопротивления. В общем случае силовое равновесие выражается уравнением тягового баланса трактора:
Рк= Рf ± Pi ±Pj + Pw +Pкр, кН
Рк – потребная движущая (касательная) сила тяги трактора, кН;
Рf – сила сопротивления качению трактора, кН;
Pi – сила сопротивления движению на уклонах местности, кН;
Pj – сила инерции, кН;
Pw – сила сопротивления воздуха
Pкр – тяговое (крюковое) усилие, кН;
Рf = fк · Gт · cos α
fк – коэффициент сопротивления качению трактора (МУ Приложение 8. п.3]
fк = 0,15
Gт – вес трактора, кН (МУ Приложение 7 п.1)
Gт = 95 кН
i - уклон местности (смотрим в задании)
α =10
Рf = 0,15 · 95 · cos 10= 14,4 кН
Pi= ±Gа · i
Gа = Gт + Gа – вес агрегата, трактора, машины, кН
Gа = 95+12=107кН
i = sin α - величина уклона местности (МУ Приложение 8 п.4)
i =0,176
Pi= ±Gа · i = 107 · 0,176= 18,8 кН
Pj = ±Ма · j= Ga /g·j
Ма = Ga /g
j – линейное ускорение, м/с² (в расчете принять движение с разгоном j = 1 м/с²);
g – ускорение свободного падения ( 9,8 м/с²);
Pj = 107/9,8·1= 10,9 кН
Pкр = (1,25 … 1,5) · Rм
Rм – тяговое сопротивление новой машины
Rм =Gм·f+K1·a·b·n=12·0,70+5,5·10·30·1=1658Н=1,7кН
(1,25…1,5) - коэффициент увеличения; учитывает неоднородность почвенной среды и то, что тяговое сопротивление машины является только лишь частью силы тяги на крюке трактора.
Pкр = 1,5 · 1,7 = 2,6 кН
Рк = 14·+18,8+10,9+0+2,6= 46,3 кН
Сравниваем потребное значение движущей силы тяги с допускаемыми величинами. Работа агрегата будет обеспечена при соблюдении условия :
[Рсц ] ≥ Рк ≤ [Рк ]
где [Рсц] = Gт · µ - допускаемое значение силы тяги, ограничиваемое силой сцепления движителя с почвой;
Gт – вес трактора, Н
µ - коэффициент сцепления гусениц с почвой [МУ Прил. 8 п.3]
µ = 0,8
[Рк] – допускаемое значение силы тяги, ограничиваемое мощностью двигателя трактора на принятой передаче
[Рк] = 54 кН [МУ прил. 7 п.1]
[Рсц ] = 95 · 0,8= 76кН
76 ≥ 46,3 ≤ 54
Условие выполняется, следовательно, с данной маркой
трактора можно использовать вводимый агрегат.
Вывод : Потребная движущая сила тяги ниже допустимого значения силы тяги ограниченной мощностью двигателя трактора и ниже значения силы тяги ограничивающей сцепления трактора с почвой, следовательно работа трактора обеспечена.
Оцениваем степень загрузки трактора по коэффициенту использования его силы тяги:
где [Рт] – сила тяги, взятая по наименьшему значению [Рк] или [Рсц].
Кисп=2,6/(54-(14+18,8+10,9))=0,25
Оптимальным коэффициентом использования силы тяги трактора считается такой, значение которого составляет 0,85-0,95.кН, следовательно Кисп не является оптимальным.
Вывод: Коэффициент использования силы тяги значительно ниже оптимального значения, следственно степень загрузки двигателя трактора слишком мала.
Тяговое сопротивление лесопосадочной машины состоит из сил сопротивления при ее перемещении, сопротивлений сошников с заделывающими органами, сил трения в передаточных механизмах, привода посадочного аппарата и автомата подачи сеянцев. Оно зависит в основном от конструкции и массы лесопосадочной машины, типа почвы и ее состояния во время работы.
В данном случае лучше всего взять менее мощный трактор.