2 Расчёт тракторных агрегатов

Расчёт тракторного агрегата проводится с целью комплектования такого агрегата, который бы имел наилучшее показатели работы в соответствии с тяговыми возможностями тракторов и нагрузками при составлении агрегатов.

Тяговый расчёт проводится по каждому тракторному агрегату, однако подобные расчёты приводятся в тексте пояснительной записки только для 2-х - 4-х случаев, а все данные других расчётов заносятся в таблицу 1.

Производится расчёт тягового усилия трактора Р_т по формуле:

даН, (2.1)

где N_эф – эффективная мощность двигателя трактора, кВт;

- коэффициент полезного действия (КПД) трансмиссии трактора, выбирается в пределах 0,85-0,95;

V – скорость перемещения тракторного агрегата, км/ч;

G_тр – сила тяжести трактора в заправленном состоянии, даН;

f – коэффициент сопротивления перекатыванию трактора;

i – уклон местности (тангенс угла подъёма местности).

Для образования свальных микроповышений применяется трактор ЛХТ-55 с плугом ПЛМ-1,3.

N_эф = 46кВт;

= 0,9;

V = 3,6км/ч;

G_тр = 9400 даН;

f = 0,07

Р_Т1= даН.

Тяговое усилие трактора рассчитывается по формуле (2,1) в том случае если отсутствует буксование ходовой части. Поскольку тракторные агрегаты в большинстве своем работают на обработанных (вспаханных, культивированных) почвах, то не всегда полностью может быть реализована эффективная мощность двигателя. Особенно это касается колесных тракторов. В этом случае тяговое усилие трактора рассчитывается по формуле:

даН, (2.2)

где G_сц – сцепная сила тяжести трактора, равная той части силы тяжести, которая приходится на ведущие колеса, для гусеничного трактора и колесного трактора со всеми ведущими колесами G_сц = G_тр, а для колесных тракторов с одним ведущим мостом:

G_сц = 0,67G_тр;

μ - коэффициент сцепления ходовой части трактора с почвой.

G_тр = 9400 даН,

f = 0,07

Р_т2 = 9400 · 0,5 - 9400*(0,07) = 4042 даН.

Как видим, Р_т1 значительно меньше Р_т2, поэтому при дальнейших расчетах мы будем использовать Р_т1.

При выполнении лесохозяйственных работ применяются разнотипные орудия, имеющие рабочие органы различной формы, поэтому единой формулы для расчета тягового сопротивления орудия любого типа нет.

Сопротивление плугов рассчитывают по формуле:

Rпл = K0ав, даН, (2.3)

где а – глубина вспашки, см;

в– ширина захвата плуга, см;

К₀ - удельное сопротивление плуга, даН/см².

Плуг ПЛМ-1,3.

а = 25 см,

в = 130 см,

К₀ =0,9 даН/см²

R_пл = 25 · 130 · 0,9 = 2925 даН.

Коэффициент использования силы трактора

К_исп =R_аг/ Р_т

К_исп=2925/3564,8 = 0,82

Трактор МТЗ-82 с культиватором КПН-4

даН,

N_эф = 59кВт;

= 0,85;

V = 6,7км/ч;

G_тр = 3300 даН;

f = 0,08

Р_Т1= даН

даН

G_тр = 3300 даН,

f = 0,06

Р_т2 = 3300 · 0,6 – (3300 · 0,08) = 1716 даН.

Тяговое сопротивление культиваторов и дисковых орудий определяют по формуле:

R_к = К · В, даН, (2.4)

где К – удельное сопротивление на единицу ширины захвата орудия даН/м;

В – ширина орудия, м.

Культиватор КПН-4.

В = 4 м,

К = 210 даН/м.

R_к = 4 · 210 = 840 даН.

Коэффициент использования силы трактора

К_исп =R_аг/ Р_т

К_исп=840/1716=0,49

Сопротивление лесопосадочных машин, работающих на открытых площадях, можно принимать равными:

R_с = 450…600 даН.

Сопротивление лесопосадочных машин, работающих на вырубках, берется в пределах: R_с = 1000…1300 даН.

После определения тягового усилия трактора и сопротивления каждого орудия, входящего в агрегат, рассчитывают число однородных орудий в агрегате n по формуле:

шт, (2.5)

где R_сцп – сопротивление сцепки, которую применяют при агрегатировании нескольких орудий, даН;

R_ор – сопротивление одного орудия, из входящих в агрегат.

Сцепка представляет собой устройство, перемещаемое на колесах, при расчете сопротивления сцепки R_сцп учитывают только сопротивление ее перекатыванию:

R_сцп = G_сцп · f_сцп, даН, (2.6)

где G_сцп – сила тяжести сцепки, которая берется из характеристики выбранного типа сцепки, даН;

f_сцп – коэффициент сопротивления перекатыванию сцепки, выбираемый аналогично коэффициенту перекатыванию других орудий в зависимости от типа ходовой части и состояния поверхности поля.

После определения количества орудий в агрегате полученное число округляют до целого, при этом необходимо учитывать, что обычно число навесных орудий может быть только 1 или 3, а прицепных – любое число в пределах ширины захвата сцепки.

При посадки применяется агрегат из трех сажалок ССН-1 с использованием сцепки СН-75.

G_сцп = 1250 даН,

f = 0,12,

R_ор = 500 даН,

Р_т = 2095,3 даН.

R_сцп = 1250 · 0,20= 250 даН.

Находят полное сопротивление агрегата по формуле:

R_агр = n_ор · R_ор + R_сцп. (2.7)

Эта формула соответствует расчету однотипных орудий, например, культиваторов. Если в агрегате разные типы, то соответственно должно учитываться сопротивление разных орудий. Например, в агрегате с культиватором могут одновременно применяться зубовые бороны, поэтому дополнительно учитывают сопротивление этих борон.

R_агр = 3 · 500 + 250 = 1750 даН.

Правильность выполнения тягового расчета агрегата оценивают по значениям коэффициента использования силы тяги, определяемого по формуле:

К_исп = R_агр/Р_т. (2.8)

Посадка леса по сплошной обработке.

R_агр = 1750 даН,

Р_т = 2095,3 даН.

К_исп = 1750/2095,3 = 0,83.

Таблица 1

Тяговые расчеты агрегатов.

П/п	Наименование работ и операций	Марка используе- мого трактора	Марка лесохозяй-ственной машины	Скорость движе- ния агрегата, км/ч	Тяговое усилие трактора на выбранной пере-даче, даН	Глубина обработ-ки почвы, см	Ширина захвата машины, см, м	Удельное соптоти-вление почвы, даН/см^2	Рабочее сопроти-вление машины, даН	Сопротивление сцепки, даН	Количество машин в агрегате, шт	Полное сопротив-ление агрегата, даН	Коэффициент испо- льзования силы тяги трактора
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1в	Подготовка почвы под лесокультуры будущего года на вырубках с временно переувлажненными почвами с количеством пней до 800 шт/га.	ЛХТ-55	КМ- 1 ПЛМ-1,3	2,7 3,6	4972,4 3564,8	25	130	0,9	2925	-	1	2925	0,82
1к	Подготовка почвы под лесокультуры будущего года на склонах крутизной от 20 до 40	ДТ-75	ТС-2,5 КРТ-3	5,4 7,5	1006,8 1606,9	- 16	250 300	0,6 0,6	816 1440	- -	1 1	816 1440	0,81 0,89
2	Обработка почвы как мера содействия естественному возобновлению леса.	ЛХТ-55	ПДН-1	7,3	1424,5	20	100	0,65	1300	-	1	1300	0,91

Продолжение таблицы 1

3	Обработка почвы как противопожарная мера	ЛХТ-55 МТЗ-82	ПКЛ-70 КЛБ-1,7	4,7 6,7	2395 2550	15 12	70 170	0,58 350	609 595	- -	1 1	609 595	0,25 0,23
4	Предпосадочная обработка почвы	МТЗ-82	КПН-4	6,7	1716	12	400	210	840	-	1	840	0,49
5а	Посадка леса по сплошной обработке.	ДТ-75	ССН-1	2,3	2095,3	-	100	-	500	250	3	1750	0,83
5в	Посадка леса по микроповышениям (если микроповышения созданы плугом ПЛМ-1,3)	ЛХТ-55	СЛГ-1	2,7	4972,4	-	100	-	1200	-	1	1200	0,24
6а	Уход за почвой в лесокультурах текущего года по сплошной обработке.	МТЗ-82	КЛ-2,6 КРЛ-1	5,5 11,5	703 1205,3	6 8 10 12 6	260 260 260 260 100	100 180 200 230 230	260 468 520 598 230	- - - - -	1 1 1 1 1	260 468 520 598 230	0,37 0,67 0,74 0,85 0,17
6в	Уход за почвой в лесокультурах текущего года по микроповышениям (если микроповышения созданы плугом ПЛМ-1,3)	ЛХТ-55	КЛБ-1,7	7,3	1330	10	170	200	340	-	1	340	0,25
7а	Уход за почвой в лесокультурах прошлых лет по сплошной обработке.	МТЗ-82	КЛ-2,6 и КБЛ-1	7,2	924	8 10 12	3,6 3,6 3,6	180 200 220	648 720 792	- - -	1 1 1	648 720 792	0,70 0,77 0,86

Окончание таблицы 1

7в	Уход за почвой в лесокультурах прошлых лет по микроповышениям (если микроповышения созданы плугом ПЛМ-1,3).	ЛХТ-55	КЛБ-1,7	7,3	1518	12	170	230	391	-	1	391	0,26
12	Землеройные работы.	ДТ-75	ДЗ-42	-	-	-	-	-	-	-	1	-	-