Основы комплектование МТ агрегатов

Лекция № 2 Основы комплектование МТ агрегатов 1. Эксплуатационные показатели агрегатов 2. Факторы, учитываемые при выборе трактора, схм и сцепки 3. Порядок комплектования МТА Комплектование еще называют агрегатированием. Правильно скомплектованный агрегат должен обеспечивать качественное выполнение работ в соответствии с агротехническими и зоотехническими требованиями, наивысшую производительность при наименьших затратах труда и средств. ВОПРОС 1 Эксплуатационные показатели агрегатов Каждый агрегат характеризуется определенными эксплуатационными свойствами или показателями. Эксплуатационные показатели агрегатов характеризуют те полезные их признаки, от которых зависят качество выполнения работы, производительность, затраты ресурсов и др. Различают следующие эксплуатационные показатели агрегатов: технологические, энергетические, экономические, экологические, эргономические, маневровые, технические (показатели надежности). Остановимся на некоторых сегодня, и на следующих лекциях. Технологические показатели характеризуют качество выполнения машиной технологической операции в соответствии с предъявляемыми агротехническими требованиями. Экологические показатели характеризуют воздействие машин на окружающую среду (почву, воздух, воду, флору, фауну). Отрицательный эффект такого воздействия должен быть как можно меньше. Показатели данной группы особенно актуальны во всем мире. В особенности проблема переуплотнения почв. За период подготовки почвы до уборки урожая разнообразные машины проходят по полю от 5 до 15 раз. Так, при выращивании зерновых культур необходимо выполнить около 8-15 отдельных мероприятий, а пропашных 20-25. Суммарная площадь следов ходовых систем нередко вдвое превышает площадь поля, а на поворотных полосах – в 6-20 раз. При возделывании зерновых применяются тяжелые тракторы на пневматических колесах. (В настоящий момент все меньше используется гусеничной техники). Типичная проблема тяжелой сельскохозяйственной техники – высокое давление на почву. Из-за него по следу трактора, идущего по полю образовывается колея, где значительно увеличивается плотность почвы и ухудшается структура грунта, уменьшается её фильтрационная и поглотительная способность. Учеты, проведенные ранее в других опытах, показали, что количество всходов зерновых культур по следу трактора МТЗ по сравнению с общим посевом снижалось в 1,6 раза, а количество продуктивных стеблей к началу уборки по следу колес трактора было меньше в 1,8 раза. (ДИПЛОМ). Энергетические показатели характеризуют затраты энергии (мощность двигателя) на единицу продукции и должны быть меньше. Экономические показатели выражаются производительностью МТА и эксплуатационными затратами (финансовыми и трудовыми) на единицу объема выполненной работы. 1 Эргономические показатели машин и агрегатов характеризуют приспособленность машин и агрегатов к биологическим, физиологическим и другим особенностям человека (тип кабины, удобство сиденья, обогрев, вентиляция). Проявляется это в обеспечении санитарно-гигиенических условий труда, удобстве обслуживания, безопасности труда, эстетических показателях и т. п. При этом параметры и режимы работы машин и агрегатов выбирают такими, чтобы создать наиболее благоприятные условия для длительной высокопроизводительной работы механизаторов. Маневровые показатели агрегата – это поворотливость (способность переходить с прямолинейной траектории на криволинейную и обратно: К-700 или ДТ); проходимость (колесный и гусеничный на влажной почве. Это с одной стороны – способность без внешних вспомогательных средств преодолевать препятствия на пути (здесь преимущество у гусеничных тракторов, в особенности при работе на влажных почвах или при использовании на транспортных работах); устойчивость движения – способность сохранять установившееся направление движения (крутосклонный вариант исполнения техники, силосование колесными или гусеничными), приспособленность к транспортированию (К-700, Т-150, МТЗ) и т. п. Маневровые свойства следует учитывать при выборе агрегатов для данных конкретных условий (при малых участках и коротких гонах, при необходимости строгой прямолинейности ходов и т. д.). Показатели надежности (Технические показатели) машин и агрегатов или характеризуют способность машины выполнять заданные функции в заданных условиях и в течение требуемого промежутка времени. Надежность машины устанавливают при ее проектировании и производстве. Однако на показатели надежности влияют также режимы ее эксплуатации, квалификация механизаторов. Следовательно условия эксплуатации должны обеспечивать высокий уровень надежности машин и агрегатов. (долговечность, ремонтопригодность, безотказность, сохраняемость), Требования, предъявляемые к МТА Правильно составленный МТА должен удовлетворять следующим основным требованиям: 1. Обеспечивать высокое качество работы в соответствии с агротехническими требованиями и создавать предпосылки для нормальной работы последующих агрегатов (вспашка – предпосевная обработка, посев, соблюдение междурядий); 2. Соответствовать производственным условиям работы (противоэрозионные, Размеру обрабатываемых участков, объему работ. Недостаток техники, как и переизбыток негативно сказываются на показателях работы предприятия). ДИПЛОМ (КУБМ-14,7, КПШ-9, Челенджер – 12,5) 3. Обеспечивать наименьшие затраты труда, средств и энергии на единицу обрабатываемой площади или собранной продукции (правильное комплектование, полнота загрузки двигателя – коэф. использования тягового усилия на выбранной передаче); 4. Быть достаточно маневренным и удобным в обслуживании; 5. Обеспечивать нормальные условия для работы механизаторов и подсобных рабочих; 6. Машины, входящие в агрегат, должны иметь высокую эксплуатационную надежность. Вопрос 2 Факторы (показатели), учитываемые при выборе трактора, схм и сцепки 2 Т. к. (МТА=Тр +сцепка + СХМ) Необходимо учитывать их показатели, чтобы соответствовать требованиям к МТА. В большинстве МТА в качестве энергетического средства используется трактор. Рассмотрим те Эксплуатационные показатели (факторы) трактора, которые учитываются при его выборе 1) –й фактор, который учитывается при выборе это назначение трактора. По назначению они делятся на: общего назначения (ДТ-75, К-700), универсальнопропашные (МТЗ) и специальные (ДТ-75Б, МТЗ-80Х). 2) тягово-сцепные свойства. Основными эксплуатационными показателями трактора являются тягово-сцепные свойства. Т.е. независимо от назначения трактор должен обеспечивать возможность перемещения МТА в заданных условиях. При прочих равных условиях гусеничные тракторы имеют лучшие сцепные свойства, поэтому если они имеются в хозяйстве от них не следует отказываться, если есть возможность приобретать. А для колесных тракторов эта проблема актуальна. Двигатель трактора имеет определенную мощность, что позволяет отнести его к определенному тяговому классу от 1 до 750 кН. В с.х. применяются тракторы до 60кН, которые используются на тяжелых мелиоративных работах (в садоводстве при корчевании пней, кустарников). Рассмотрим силы, действующие на трактор. Мощность передается через трансмиссию к ходовым аппаратам и при сцеплении с почвой возникает движущая сила Рдв., которая направлена на преодоление сил сопротивления: Ркр – сопротивление СХМ, Рf – сопротивление качению (преодоление сопротивления при деформации почвы), Рα – преодоление подъема; Рw – преодоление сопротивления воздушного потока (можно пренебречь). Рдв= Ркр+ Рf± Рα . Данное выражение называется уравнением движения или тягового баланса. Силы движущей должно быть достаточно, чтобы преодолеть все виды сопротивления. Иначе будет наблюдаться явление буксования (проскальзывание ведущих колес). Есть понятие допустимое буксование δ движителей. Превышение буксования больше допустимого предела приводит к разрушению почвенной структуры, к повышенному износу движителей. Для колесных тракторов со всеми ведущими колесами (4К4) δ составляет 15%, для колесных тракторов с двумя ведущими колесами (4К2) – 18%, для гусеничных тракторов – 5%. Одним из способов рационального использования тягового усилия трактора является правильный выбор передачи трактора. Но в отдельных случаях в связи с проявлением буксования следует знать методы улучшения тягово-сцепных свойств трактора. В связи с этим все методы улучшения сцепных свойств трактора делят на 2 группы. К первой группе относят способы, основанные на увеличении сцепной массы: 1) за счет балластирования: при этом используются чугунные грузы, навешиваемые на диски ведущих колес или балластную жидкость (раствор: 1 часть хлорида кальция и 3 части воды: температура замерзания -30 0С). Следует помнить, что балластировка 3 имеет и свои отрицательные стороны. С увеличением сцепного веса увеличиваются потери мощности на качение, шина становится более жесткой, глубина следа и уплотнение почвы увеличиваются. 2) Более совершенным способом увеличения сцепного веса трактора являются механические или гидравлические догружатели ведущих колес (МТЗ). Принцип ДВК основан на переносе части веса агрегатируемой схм на ведущие колеса трактора. На дисциплине ТиА должны были изучать ГСВ трактора МТЗ. Вторая группа методов увеличения сцепных свойств тракторов основана на увеличении площади контакта движителей с почвой. Это достигают за счет: 1) Рационального подбора типа шин: при работе на полях с повышенной влажностью устанавливают колеса увеличенного размера или т.н. широкопрофильные; 2) Снижение давления в шинах увеличивает пятно контакта колеса с почвой, что способствует улучшению сцепления и уменьшению уплотняющего воздействия трактора на почву, но при этом снижается ресурс работы шины. 3) Существенно улучшить сцепные свойства трактора позволяет установка специального устройства для полугусеничного хода. Это позволяет использовать преимущества гусеничного движителя и снизить буксование и удельное давление на почву, но при этом снижается маневренность агрегата. 4) Сдваивание (страивание) колес позволяет снизить буксование в 1,2-1,5 раз. (ДИПЛОМ). На универсально-пропашных тракторах сдвоенные колеса устанавливают через проставки, обеспечивающие движение по соседним междурядьям. Применение сдвоенных колес повышает проходимость и снижает глубину следа, что позволяет начинать полевые работы в более ранние агротехнические сроки. СХМ 4)-ый фактор Маневровые показатели (которые будут влиять в целом и на аналогичный показатель всего агрегата). К ним относятся: – дорожный и агротехнический просвет и колея трактора. Дорожный просвет – это расстояние от уровня опорной поверхности (земли) до самой нижней точки машины по вертикали (просвет над местными выступами). При выполнении с-.х. работ наибольший интерес представляет агротехнический просвет: расстояние по вертикали от опорной поверхности до нижней точки трактора, расположенной над рядком с.-х. культуры. АП должен быть таким, чтобы в процессе прохода трактора (особенно при последней по сроку обработке) его нижние части не пригибали растения, давали выпрямляться после прохода агрегата. У универсально пропашных тракторов АП=450-600 мм, тогда как у тракторов специального назначения он может быть значительно выше 4 450-600 Туман до 950 мм – Колея – это расстояние между продольными осями правых и левых колес или гусениц. На универсально-пропашных тракторах колею можно изменять от 1,2 до 1,8 м. Для работы в междурядьях 45 см на пропашные тракторы устанавливают узкие шины, в т.ч. и сдвоенные узкие шины, установленные на ши- рину междурядья. Эксплуатационные свойства СХМ, непосредственно воздействующих на обрабатываемый объект, оценивают показателями качества выполнения технологического процесса и затратами энергии на его выполнение. К каждой операции предъявляются специфические требования (на примере вспашка). 1. Качество выполнения во многом зависит от скорости. В связи с этим вводится понятие рабочей скорости – это скорость, при которой технологический процесс выполняется с заданным качеством. Скорость движения ограничивается наименьшим и наибольшим значениями. Скорость должна выбираться такой, чтобы обеспечивалась наибольшая производительность и наименьший расход топлива. (Нет скорости более 12 км/ч). Скорость, Скорость, Вид работы Вид работы км/ч км/ч Вспашка плугаПосев: зерноми: 6…10 4,0…7,5 вых обычными 5…11 7,5…12,0 кукурузы скоростными Посадка карБоронование 5..12 6…9 тофеля Плоскорезная Окучивание 6…12 4,9…9 обработка картофеля Уборка картоСплошная кульфеля 2…6 6…12 тивация Кукурузы на 4…12 силос Внесение Прикатывание 6…10 6…12 удобрений 2. При перемещении схм возникает сопротивление со стороны обрабатываемого материала. Это сопротивление называют тяговым сопротивлением. Численно оно равно крюковому усилию, которое необходимо приложить со стороны трактора к схм для его перемещения. Для пахотных агрегатов R= кbа, для непахотных R= кb К – удельное тяговое сопротивление зависит от вида и состояния обрабатываемого материала (тип почвы, плотность сложения, влажность и др) Если агрегат движется на подъем, то сопротивление увеличивается пропорционально весу машины и углу подъема. R= кbа + Gмsinα 5 Факторы, влияющие на сопротивление С.-Х. машин: 1. Конструктивные факторы – это геометрические формы рабочих органов (зубовые и дисковые бороны), масса и габариты машин, используемые для изготовления машин материалы. Главным является форма рабочих органов. 2. Почвенно-климатические факторы характеризуются метеоусловиями, рельефом поля, физико-механическими свойствами обрабатываемого материала (тип почв, влажность, твердость, плотность и др.). Чем больше глины в почве, т.е. тяжелее почвы, тем больше сопротивление. С увеличением влажности повышается липкость почвы, прирост сопротивления составляет 10-20%. Так, оптимальной влажностью при обработке почвы является 20-22%, так как при такой влажности снижается прочность почвенных агрегатов. Поэтому и существует термин физическая спелость почвы – самый благоприятный период по агротехническим требованиям (качество лучше) и затратам энергии. 3. Эксплуатационные факторы – это техническое состояние машин (степень изношенности рабочих органов машин, правильность настройки и регулировки, качество смазывания узлов) и эксплуатационные режимы (соблюдение скорости движения, глубина обработки). Прирост скорости на 1м/с может вызвать увеличение тягового сопротивления на 11-25%. При работе с затупленными лемехами тяговое сопротивление плуга может возрасти на 20-30% при одновременном ухудшении качества работы, отсутствие вращения дисков сошников сеялки на 10-205. А это сказывается на У. Эксплуатационные показатели сцепки Итак, при составлении агрегата из 2-х или большего числа СХМ используют различные виды сцепок. Основные эксплуатационные показатели сцепок: фронт сцепки, тяговое сопротивление Для сцепок одной из важнейших характеристик является фронт сцепки – это расстояние между крайними точками присоединения машин. По расчетному значению фронта сцепки выбирают марку сцепки: Ф=(nм –1)b где nм – количество машин в агрегате; b – ширина захвата машины. По справочным данным выбирают марку сцепки с ближайшим к расчетному значению фронта сцепки. Марки сцепок: Тяговое сопротивМарка сцепки Ширина захвата, м ление сцепки зависит от ее массы, коэффициента СП-11 10,8 сопротивления качению СП-16 16 (колеса Ме) и от угла подъема поверхности поСГ-21 21 ля. Задание: определить марку сцепки, если 5 сеялок СЗП-3,6 Далее осуществляется расстановка и крепление рабочих машин к раме сцепки. (ЧЕТНОЕ и НЕЧЕТНОЕ ЧИСЛО). 6 В 3. Комплектование агрегатов Комплектование еще называют агрегатированием. Под комплектованием агрегата понимается научно обоснованный процесс выбора (для конкретной ситуации) состава агрегата и рабочей скорости в соответствии с предъявляемыми требованиями. Качество выполняемой работы и экономические затраты на ее выполнение во многом зависят от правильного комплектования агрегата. При комплектовании последовательно решают следующие вопросы: 1) выбор энергетического средства (трактора), рабочей СХМ и при необходимости сцепки (одно машинный, много машинный). В первую очередь выбирается трактор, который наилучшим образом подходит для выполнения данной работы с учетом состояния поля: размеров, влажности почвы. В весенний период на влажной почве гусеничные тракторы обладают лучшей проходимостью, меньше уплотняют почву и могут начинать полевые работы на 2-3 дня раньше, чем колесные тракторы той же мощности. (ВЕСЕННИЙ ДЕНЬ ГОД КОРМИТ). Тракторы ДТ, К-700, Т-150 применяют на пахоте и др. операциях по обработке почвы. Для посева, обработки пропашных культур, внесения удобрений – колесные тракторы типа МТЗ, ЛТЗ, ЮМЗ. При возделывании сахарной свеклы – Т-70С и Т-90С (их колея вписывается в междурядья посевов и меньше уплотняют почву). Выбор типа машин проводят исходя из агротехнологических требований к выполнению данной операции в заданных условиях (сеялка стерневая или обычная). Количественный состав агрегата зависит от соотношения тяговых свойств трактора и сопротивления машин. Различают расчетный и опытный методы определения состава агрегата. Необходимо чтобы рационально использовалось тяговое усилие трактора. Условие рациоПосев, боронование, куль- нального использоваМарка трактора Пахота тивация и др. работы ния тягового усилия: ηи→ ηиопт. (Пример КК-701, ДТ-75М 0,91 0,93 700 с 3 или 9 корпусТ-150, Т-4А 0,90 0,92 ным плугом). Т-150К 0,89 0,91 Оптимальное значение МТЗ 0,91 0,93 к-та использования тягового усилия ηиопт= Rсхм/Ркр Опт. значение к-та использования тягового усилия 2. обоснование режима работы (скорость движения, передача), обеспечивающего наибольшую производительность и экономичность (наименьший расход топлива). Изначально скорость выбирается в зависимости от агротехнических требований к выполнению конкретной операции. Рабочая скорость всех агрегатов ограничена, прежде всего, качеством выполнения работы. Зная диапазон допустимых скоростей, тракторист должен выбрать ту или те передачи, которые позволяют развить именно необходимую скорость. Допустимые скорости движения агрегатов при выполнении различных операций. (Нет скорости более 12 км/ч). Вид работы Скорость, км/ч (м/с) Посев: зерновых 6…10 кукурузы (1,7…2,8) 5…11 (1,4…3,05) 7 Посев кукурузы Передача Ркр, кН V м/с МТЗ-80 на стерне зерновых 5 12,5 2,4 7р 12,4 2,5 6 11,6 2,8 8р 10,1 3,1 7 8,8 3,6 МТЗ-80 на поле, подготовленном к посеву 4р 12,0 1,38 4 11,9 1,9 5 11,6 2,3 7р 11,6 2,5 6 10,1 2,9 8р 904 3,1 3. составление агрегата в натуре, т.е. соединение машин, сцепки и трактора; Составление агрегатов с навесными и полунавесными машинами осуществляется с помощью механизмов навески тракторов, управляемых гидравлически подъемом и опусканием орудий. Наибольшее распространение получили задний, передний и боковой способы агрегатирования. Механизм навески тракторов настраивается по 2-х (вспашка) или 3-х точечной схеме. При агрегатировании трактора с навесными и полунавесными машинами уменьшаются затраты труда (не требуется прицепщик), при меньшей массе обеспечивается высокая маневренность и существенно уменьшаются непроизводительные потери времени смены на холостые повороты и переезды. Однако при этом число навешиваемых машин ограничено (обычно до трех, если например, одновременно передняя и боковые), поэтому часто полная загрузка двигателя трактора на малоэнергоемких работах невозможна. Более эффективными с этой точки зрения с учетом конкретных условий работы могут оказаться прицепные машины, особенно с мощными тракторами типа К-701. Составление агрегатов с прицепными машинами осуществляется с помощью различных присоединительных устройств, включая прицепную серьгу, тяговый крюк и т.д. При составлении агрегата из 2-х или большего числа СХМ используют различные виды сцепок. При составлении прицепных многомашинных агрегатов используют эшелонированный или шеренговый способ соединения машин. При эшелонированном расположении нечетного числа машин 8 в агрегате в первом ряду устанавливают большее число машин. В этом случае средняя машина первого ряда образует силовой момент, противодействующий перекосу сцепки. Для обеспечения прямолинейности движения, особенно у посевных агрегатов, применяют направляющие устройства – маркеры и следоуказатели. 4. выполнение технологических регулировок, настраивающих агрегат для работы в данных условиях (глубина обработки, норма высева). Хорошо, если в хозяйстве на машинном дворе имеется специальная регулировочная площадка. Окончательная настройка агрегата осуществляется в полевых условиях во время первых трех проходов. 9