Методичка: Определение эксплуатационных показателей работы машинно-тракторных агрегатов

g_м - вес машины, приходящийся на 1 м ширины захвата машины, кН/м;

g- ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²;

М_м - масса плуга, т (см. прил. табл. 11);

В_к- конструктивная ширина захвата плуга, м (см. прил. табл.11);

Для плугов устанавливается число плужных корпусов, которое также округляется до целого меньшего числа:

n_к = В_м b_к , (17)

где b_к - ширина захвата одного корпуса плуга, м.

3. Энергетический расчет состава машинно-тракторного агрегата

В сельскохозяйственном производстве при выполнении полевых работ наиболее часто применяют прицепные и навесные тяговые, транспортно-технологические и тягово-приводные агрегаты.

Расчеты выполняются для двух выбранных Вами рабочих передач трактора заданного по заданию агрофона.

1. Определить рабочую (фактическая) ширину захвата агрегата (кроме транспортно-технологического агрегата):

B_р = B_к, (18)

где B_к - конструктивная ширина захвата машины, м, (см. прил. табл. 7-16);

- коэффициент использования ширины захвата, м (см. прил. табл. 18).

2. Перед дальнейшими расчетами по определению сопротивления агрегата необходимо классифицировать МТА, и после этого произвести расчет сопротивления и эффективной мощности на рабочем режиме.

1) Сопротивление тягового прицепного однородного агрегата (в состав агрегата входят однотипные машины) определяется:

R _a = n_ф (К_мB_р+ gМ_м sin) + R _сц , кН, (19)

где g- ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²;

М_м - масса с.-х. машины, кг (см. прил. табл. 7-16);

R _сц - сопротивление сцепки, кН,

для выбора сцепки определяется фронт сцепки, м (см. прил. табл.7):

L_сц = (п_ф-1)В_р , м; (20)

Сопротивление сцепки рассчитывается

R _сц = К_мB_сц+ gМ_сц sin , кН, (21)

В_сц - ширина захвата сцепки, м (см. прил. табл. 7);

М_сц - масса сцепки, т (см. прил. табл.7).

2) Для навесного тягового агрегата общее сопротивление определяется:

R _a = К_нB_р + gМ_м (f_м + sin), кН, (22)

где M_м - масса с.х. машины, кН,(см. прил. табл. 7-16).

3) Для пахотного агрегата сопротивление плуга определяется

R_а = К_пл B_р h + gM_м (f_м + sin), кН, (23)

где M_м - масса плуга, кН, (см. прил. табл. 11)

4) Для тягово-приводного агрегата необходимо определить эффективную мощность. На рабочем режиме эффективная мощность определяется по выражению:

(24)

где R_а - тяговое сопротивление машины, кН, определяется по формуле (19 или 22); Р_f - усилие, затрачиваемое на перекатывание трактора, кН (3); Р- усилие трактора, затрачиваемое на подъем, кН (4); V_p - рабочая скорость движения на заданной передаче, м/с (11); _м - механический КПД трансмиссии; - буксование трактора (в сотых долях) (см прил. табл. 28); N_вом - мощность, расходуемая на привод механизмов СХМ на выбранной передаче, кВт;

- к.п.д. ВОМ ()

Значения определить по формуле:

, (25)

где N_хх - затраты мощности на холостой ход механизмов СХМ (комбайна), кВт (см прил. табл. 19); N_q - удельная мощность, затрачиваемая на технологический процесс, кВт/(кг/с) (см прил. табл. 19); q - подача, кг/с.

Подачу q установить по формуле:

, (26)

где q_у - урожайность или норма внесения семян, удобрений, кг/м² (см прил. табл. 28); В_р - рабочая ширина захвата машины, м (18); V_р - скорость движения МТА, м/с (11).

Механический КПД трансмиссии трактора можно принять: для гусеничных тракторов (Г) з_м = 0,78...0,80, для колесных тракторов (К) з_м = 0,80...85.

5) Для транспортно-технологического агрегата (разбрасыватели удобрений) определить

а) вес сельскохозяйственной машины с грузом

(27)

где М_м - масса технологической СХМ, т; Q_н - номинальная грузоподъемность прицепа, т; г_с - коэффициент использования грузоподъемности прицепа, принять равным плотности перевозимых материалов (см прил. табл. 20).

б) эффективную мощность на рабочем режиме по выражению:

(28)

где V_p - рабочая скорость движения на заданной передаче, м/с (11); _м - механический КПД трансмиссии; - буксование трактора (в сотых долях) (см прил. табл. 28); N_вом - мощность, расходуемая на привод механизмов СХМ на выбранной передаче, кВт(24,25); - к.п.д. ВОМ ()

Механический КПД трансмиссии трактора можно принять: для гусеничных тракторов (Г) з_м = 0,78...0,80, для колесных тракторов (К) з_м = 0,80...85.

3. Произвести оценку загрузки трактора. При этом определяют степень использования силы тяги (для тягового агрегата), эффективной мощности (для тягово-приводного и транспортно-технологического).

1) Определение степени использования силы тяги для всех агрегатов, кроме тягово-приводного и транспортно-технологического агрегатов:

, (29)

где R_a - сопротивление агрегата, кН (19;22или 23)кр

P_крн - номинальное крюковое усилие трактора на данной передаче, кН (6).

Ваши расчеты должны быть в пределах:

для пахотного агрегата _р = 0,85...0,90,

для непахотного агрегата _р = 0,90...0,96.

В противном случае необходимо внести коррективы в расчет. При значениях выше заданных работа двигателя будет с перегрузкой. При этом необходимо перейти на более низкую передачу с большим передаточным числом, либо подобрать другую машину с меньшей шириной захвата, либо увеличить сцепные свойства агрегата. Сцепной вес трактора может быть увеличен путем установки дополнительных грузов на ведущие колеса, установкой балластного груза, использованием гидроувеличителя сцепного веса (ГСВ) - для навесных машин на 20%; включением второго ведущего моста (если он есть) на 30%.

При значениях ниже нормативных, наоборот, увеличивают скорость движения (если возможно по агротехническим требованиям к скорости), увеличивают ширину захвата или количество машин в агрегате.

2) Для тягово-приводного и транспортно-технологического агрегатов определяют степень использования эффективной мощности (N_eр).

Оптимальный режим работы тягово-приводного агрегата достигается при степени использования эффективной мощности _Ne=0,8…0,9.

_Ne=N_ep/N_eн , (30)

где N_eр- эффективная мощность двигателя на рабочем режиме, кВт; N_eн- номинальная эффективная мощность двигателя, кВт.

В случае отклонения степени использования эффективной мощности от заданной необходимо скорректировать расчет выбором другой сельскохозяйственной машины.

4. Коэффициент использования тяговой мощности трактора равен отношению:

_Nкр=N_кp/N_крн ,

Фактическая тяговая мощность трактора на расчетной передаче

, кВт, (31)

Номинальная тяговая мощность определяется

, кВт (32)

5. Коэффициент использования эффективной мощности (только для тягового агрегата)

_Ne=N_ep/N_eн , (34)

где N_eн- номинальная эффективная мощность двигателя, кВт; N_eр- эффективная мощность двигателя на рабочем режиме, кВт, определяется по выражению:

(35)

где R_а - тяговое сопротивление машины, кН, (19 или 22); Р_f - усилие, затрачиваемое на перекатывание трактора, кН (3); Р- усилие трактора, затрачиваемое на подъем, кН (4); V_p - рабочая скорость движения на заданной передаче, м/с (11); _м - механический КПД трансмиссии; - буксование трактора (в сотых долях) (см прил. табл. 28).

Таблица 2 - Характеристика агрегата

6. Коэффициент полезного действия трактора определяется соотношением:

, (36)

где з_т - соответственно фактический и номинальный кпд трактора.

Показатели характеристик МТА представить в табл.2.

4. Расчет производительности машинно-тракторного агрегата

Производительность МТА за смену определяется

W_см = 0,36 В_р V_р T_cм , га/смена (37)

где В_р - рабочая ширина захвата агрегата, м (18);

V_р - рабочая скорость движения агрегата, м/с (11);

T_cм - время смены, ч (Т_см = 7 ч);

- коэффициент использования времени смены (см. прил. табл.27).

Сменная выработка машинно-тракторного агрегата на данной операции для каждого конкретного поля устанавливается с поправкой на местные условия. Эти факторы влияют на фактическую производительность агрегата и должны учитываться при определении сменной выработки.

, (38)

к_о - обобщенный поправочный коэффициент на местные условия:

, (39)

где ,, - соответственно, поправочные коэффициенты на рельеф, каменистость, изрезанность (см прил. табл. 21).

Определить производительность агрегата по мощности:

, га/смена (40)

где N_eн - номинальная эффективная мощность двигателя, кВт,

N_ВОМ - мощность, затрачиваемая на привод активных органов, кВт (25),

k_м (k_н , k_пл) - удельное сопротивление агрегата, кН/м,

з_Ne - степень использования мощности двигателя,

з_т - тяговый коэффициент полезного действия трактора,

Т_см - время смены, час,

ф - коэффициент использования времени смены (см прил. табл. 27).

5. Определение расхода топлива на единицу выполненной агрегатом работы

Расход топлива на единицу обрабатываемой площади (погектарный расход) определяется:

, кг/га (41)

где G_тр, G_тх, G_то - средний часовой расход топлива соответственно при рабочем ходе, на холостых поворотах и переездах, во время остановок агрегата с работающим двигателем, кг/ч ( см. табл. прил.24);

Т_р - чистое (основное) рабочее время, ч;

Т_р= Т_см (42)

Т_х - продолжительность движения агрегата на холостом ходу, ч;

Т_х=Т_см-Т_р-Т_о (43)

Т_о - продолжительность работы двигателя при остановках агрегата, ч.

Т_о=Т_о^/+Т_о^// (44)

Значения Т_о^/ и Т_о^// определяются по таблице 22 приложения.

- коэффициент использования времени смены, (прил. В, табл.27)

6. Определение себестоимости механизированных работ и затрат труда

Себестоимость механизированных работ (прямые эксплуатационные затраты) определяется затратами денежных средств на амортизационные отчисления, текущий ремонт и технической обслуживание, включая хранение, затратами на основное, пусковое топливо и смазочные материалы; затратами на заработную плату механизаторам и вспомогательным рабочим, обслуживающим агрегат, приходящимися на единицу работы (в руб. на 1 га).

S_га = S_а+ S_рто + S_тсм + S_з + S_в , (45)

где S_а - сумма амортизационных отчислений по всем элементам агрегата (трактор, с.-х. машины, сцепка), руб. / га;

S_рто - сумма отчислений на текущий ремонт и ТО по всем элементам агрегата, руб. / га,

S_тсм - затраты на основное, пусковое топливо и смазочные материалы, руб. / га;

S_з - затраты на заработную плату механизаторам и вспомогательным рабочим, обслуживающим агрегат, руб. / га;

S_в - прочие вспомогательные расходы, руб./ га

Величину амортизационных отчислений определяют по формуле

S_а = , (46)

где Б_т, Б_м,…, Б_с - балансовые стоимости трактора, с.-х. машин и сцепки, входящих в агрегат, руб. (см. прил. табл.6;7;8;9;18);

а_т, а_м,…, а_с - нормы годовых амортизационных отчислений тракторов, с.-х. машины и сцепки, в % к балансовой стоимости (см. прил. В, табл.22);

Т_гт, Т_гм,…, Т_гс - годовая загрузка трактора, с.-х. машин и сцепки, ч (см прил. табл. 23);

Wч - часовая производительность агрегата, ч.

, га/см . (47)

Размер отчислений на текущий ремонт и ТО определяется по формуле:

S_рто=, (48)

где а_ртот, а_ртом,…, а_ртос - нормы отчислений на текущий ремонт и ТО в % к балансовой стоимости ( см. прил. табл. 23).

Затраты на топливо и смазочные материалы определяются:

S_тсм = g_гаC_т (49)

где С_т - комплексная цена топлива, руб/кг (см. прил. табл.25);

g_га - погектарный расход топлива, кг/га, (41).

Затраты на заработную плату определяют по формуле:

, (50)

где _н - коэффициент, учитывающий начисления на зарплату (_н =1,094);

m₁, m₂, …, m_n - количество обслуживающего агрегат персонала каждой квалификации (тракторист, помощник тракториста, грузчик и т.д.);

З₁, З₂, …, З_n - тарифные ставки за сменную норму наработки (выработки), руб. (см. прил. табл.26).

Прочие вспомогательные затраты:

S_в 0,05(S_a + S_рто + S_тсм + S_з) (51)

7. Затраты труда

Затраты труда - количество труда, затрачиваемое обслуживающим агрегат персоналом на выполнение единицы работы определяются по формуле: