Рассчитать удельное сопротивление при обработке почвы различными сельскохозяйственными машинами
Обновлено: 07.07.2024
К орудиям для дополнительной обработки почвы относятся: культиваторы, рыхлители, бороны, катки и др.
Тяговое сопротивление культиватора R, кН,равно произведению ширины захватаВ на удельное сопротивление q, соответствующее заданной глубине и типу рабочих органов.
При сплошной обработке R = B × q + Gm×sina,;
R =2,9×0,5+0,9×0=1,45 кН
где B — ширина захвата, м;
q — удельное сопротивление, кН/м;
Gm— вес машины, кН;
a — угол наклона местности;
Вычесывание корней
R = B × q + Gm×sina,
Расчет сопротивления орудий для дополнительной обработки почвы(прикатывание)
Тяговое сопротивление катка R, кН, находится по формуле
R =8,18× (0,2+0)=1,63 кН
где Gкат — веса катка, кН;
fкат— коэффициент сопротивлению перекатывания катка, fкат = 0,2…0,3.
Расчет разбрасывателей удобрений (РУП-8)
Сопротивление разбрасывателей удобрений R, кН, рассчитывают по формуле
R = (Gразбр + Gr) × (f + sina) + С ×Fл× vр2/1300 ,
где Gразбр - вес машины, кН;
Gг- грузоподъемность машины, кН;
f - коэффициент сопротивления качению колес;
a - угол наклона местности в радианах (при движении агрегата вверх по склону);
С - коэффициент обтекаемости формы машины, С = 0.07. 0.8;
Fл- фронтальная площадь машины, м2, которая рассчитывается по формуле Fл = bп×hп ,
где bп — габаритная ширина машины, м;
hп— габаритная высота машины, м;
Vр- скорость движения при работе разбрасывателя, км/ч.
Расчет разбрасывателей удобрений (РУМ-5)
Сопротивление разбрасывателей удобрений R, кН, рассчитывают по формуле
R = (Gразбр + Gr) × (f + sina) + С ×Fл× vр2/1300 ,
R =(20,20+49,03) × (0,14+0)+0,42×4,3×132/1300=9,92 кН (в поле)
R =(20,20+49,03) × (0,03+0)+0,42×4,3×25 2 /1300=3,74 кН (в городе)
РАСЧЁТ СОСТАВА МТП
ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ ТРАКТОРОВ
Корчёвка пней Т-130
Эффективная мощность двигателя трактора Ne, кВт, равна всем затратам энергии двигателя:
Для пассивных навесных орудий рассчитывается свободное тяговое усилие на крюке трактора Pк, кН, которое можно реализовать при работе. Принимая во внимание, что Nо=, формула (1) принимает следующий вид:
Pк= (Ne –( Nтр + Nп + Nv + Ni )) Vр
Pк= (94,4 –( 12,27 + 21,75+ 12,32 + 0 )) 0,51=129,97 кН
где Nе — эффективная мощность двигателя трактора, кВт, находится по формуле Ne= .8 · Nпасп,
Ne=0,8 · 118=94,4 кВт;
гдеNпасп — мощность двигателя по технической характеристике трактора, кВт;
Nтр — потери мощности в трансмиссии, находятся по формуле
где: h- КПД трансмиссии,
h= 0.85. 0.88 - для гусеничных тракторов;
h = 0.91. 0.92 - для колесных тракторов;
Nv — потери мощности на буксование и извилистый ход, находятся по формуле Nv = (Nе -Nтр)·d/100,
Nv = (94,4 –12,27)·15/100=12,32
где d - коэффициент буксования, принимаем d=10. 20%;
Nп — потери мощности на передвижение, находятся по формуле
Nп = (Gт + Gм · l)×(f ± sin a)×Vр ,
Nп = (140,4 + 18,6 ·1,3)×(0,23+0)× 0,51=21,75;
где Gт - вес трактора, кН;
Gм - вес навесной машины, кН;
l - коэффициент догрузки, показывающий какая часть навесного орудия нагружает трактор;
f - коэффициент сопротивления качению тракторов;
a - угол наклона местности;
Vр- рабочая скорость агрегата, м/с, находится по формуле
Vр =0,60·(1 - 15/100)=0,51 м/c
где Vт - теоретическая скорость агрегата на выбранной передаче трактора, м/с.
Вычёсывание корней Т-130
Pк= (Ne –( Nтр + Nп + Nv + Ni )) Vр
Pк= (94,4 –( 12,27 + 26,50+ 12,32 + 0 )) 0,7=61,87 кН
Ne=0,8 · 118=94,4 кВт;
Nv = (94,4 – 12,27)·15/100=12,32
Nп = (Gт + Gм · l)×(f ± sin a)×Vр ,
Nп = (140,4 + 18,6 ·1,3)×(0,23+0)× 0,7=26,50;
Vр =0,83·(1 - 15/100)=0,7 м/c
Засыпка ям (выравнивание) ДЗ-160
Pк= (Ne –( Nтр + Nп + Nv + Ni )) Vр
Pк= (44,16 –( 4 + 5,21+ 6,02 + 0 )) 0,64=45,23 кН
Ne=0,8 · 55,2=44,16 кВт;
Nv = (44,16 – 4)·15/100=6,02
Nп = (Gт + Gм · l)×(f ± sin a)×Vр ,
Nп = (39,2 + 2,45 ·1,3)×(0,23+0)× 0,64=5,21;
Vр =0,75·(1 - 15/100)=0,64 м/c
Разбрасыватель удобрений T-150K
Pк= (Ne –( Nтр + Nп + Nv + Ni )) Vр
Pк= (88 –( 11,44 + 25,93+ 11,48 + 0 )) 1,64=23,87 кН
Ne=0,8 · 110=88 кВт;
Nv = (88 – 11,4)·15/100=11,48
Nп = (Gт + Gм · l)×(f ± sin a)×Vр ,
Nп = (78,45 + 54,2 ·1)×(0,23+0)×1,64=25,93;
Vр =2·(1 - 15/100)=1,64 м/c
Разбрасыватель минеральныхудобрений МТЗ-80
Pк= (Ne –( Nтр + Nп + Nv + Ni )) Vр
Pк= (47,04 –( 6,11 + 21,05+ 6,14 + 0 )) 1,61=10,64 кН
Ne=0,8 ·58,8=47,04 кВт;
Nv = (47,04 – 6,11)·15/100=6,14
Nп = (Gт + Gм · l)×(f ± sin a)×Vр ,
Nп = (31 + 19,6 ·1)×(0,23+0)×1,61=21,05;
Vр =1,9·(1 - 15/100)=1,61 м/c
3.1.6 Вспашка плантажная МТЗ-80
Pк= (Ne –( Nтр + Nп + Nv + Ni )) Vр
Pк= (47,04 –( 6,11 + 8,12+ 6,14 + 0 )) 0,7=40,14 кН
Ne=0,8 · 58,8=47,04 кВт;
Nv = (47,04 – 4,32)·15/100=6,14
Nп = (Gт + Gм · l)×(f ± sin a)×Vр ,
Nп = (31 + 5 ·1,4)×(0,23+0)×0,7=8,12;
Vр =0,83·(1 - 15/100)=0,70 м/c
Предпосевная обработка (боронование)МТЗ-82.1
Pк= (Ne –( Nтр + Nп + Nv + Ni )) Vр
Pк= (48 –( 4,32 + 26,13+ 6,5 + 0 )) 2,97=3,39 кН
Nv = (48 – 4,32)·15/100=6,5
Nп = (Gт + Gм · l)×(f ± sin a)×Vр ,
Nп = (37,75 + 0,36 ·1,4)×(0,23+0)×2,97=26,13;
Vр =3,5·(1 - 15/100)=2,97 м/c
ПрикатываниеМТЗ-82.1
Pк= (Ne –( Nтр + Nп + Nv + Ni )) Vр
Pк= (48 –( 4,32 + 32 + 6,5 + 0 )) 3,06=1,69 кН
Nv = (48 – 4,32)·15/100=6,5
Nп = (Gт + Gм · l)×(f ± sin a)×Vр ,
Nп = (37,75 + 8,6 ·1)×(0,23+0)×3,06=32,0;
Vр =3,6·(1 - 15/100)=3,06 м/c
ПосевМТЗ-82.1
Pк= (Ne –( Nтр + Nп + Nv + Ni )) Vр
Pк= (48 –( 4,32 + 12,53+ 6,5 + 0 )) 1,32=18,67 кН
Nv = (48 – 4,32)·15/100=6,5
Nп = (Gт + Gм · l)×(f ± sin a)×Vр ,
Nп = (37,75 + 3,5 ·1)×(0,23+0)× 1,32=12,53;
Vр =1,55·(1 - 15/100)=1,32 м/c
Расчет производительности агрегатов
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Чтобы обеспечить наибольшую производительность труда и экономическую эффективность при работе сельскохозяйственных машин и тракторов, необходимо выполнять работы в лучшие агротехнические сроки, тщательно регулировать машины, правильно комплектовать машинно-тракторные агрегаты, рационально выполнять сельскохозяйственные работы.
В данном разделе рассмотрены элементы производственной эксплуатации машин. Рекомендации по технологии механизированных работ изложены в специализированных разделах справочника.
Для правильного комплектования машинно-тракторных агрегатов необходимо знать тяговое сопротивление машин, которое определяют по их удельному сопротивлению (Смотри ниже таблицы ) .
Удельное сопротивление плуга в зависимости от вида вспашки и типа дерново-подзолистых почв (глубина вспашки 18—22 см)
Удельное сопротивление плуга при вспашке стерни в зависимости от типа почв
Удельное сопротивление плуга, кгс/см 8
песчаные и супесчаные
легкие и средние суглинки
Черноземы обыкновенные и
южные Каштановые почвы Дерново-подзолистые почвы Серые лесные почвы Засоленные почвы Выщелоченные оподзоленные
0,46—0,57 0,46^-0,52 0,46—0,51 0,66—0,75 0,50—0,54
0,54—0,63 0,53—0,60 0,51—0,56 0,76—0,85 0,56—0,58
Удельное сопротивление сельскохозяйственных машин
Бороны зубовые средние и бороны сетчатые
Бороны луговые с ножевидными зубьями
Дисковые бороны и лущильники (без догрузки)
Сеялки дисковые зерновые с шириной междурядья 15 см
Косилки прицепные с приводом от ВОМ
Жатки валковые прицепные
Катки гладкие наливные
Удельное сопротивление навесных сельскохозяйственных машин на 15— 20% меньше, чем прицепных.
Общее сопротивление машин (кгс) на горизонтальном участке определяют по формуле:
Где К - удельное сопротивление машины кгс/м
Вр - ширина захвата машины, м
Сопротивление плуга (кгс) равно Rпл= Ку abn
Ку — удельное сопротивление плуга, кгс/см 2 ;
а — глубина пахоты, см;
b — ширина захвата одного корпуса, см;
n — число корпусов плуга.
Агрегаты с машинами, рабочие органы которых приводятся в действие от ВОМ трактора, целесообразно рассчитывать по потребной для работы мощности или по приведенному тяговому сопротивлению.
Потребная мощность двигателя трактора для работы приводной машины определяется:
где No —мощность, передаваемая через ВОМ трактора (л. с);
N кр — мощность, затрачиваемая на перемещение машины по полю, л. с.
Примерные значения мощности, потребной для машин с приводом от ВОМ, даны в таблице ниже .
При составлении широкозахватного агрегата необходимо учитывать тяговое сопротивление сцепки (табл.ниже )
Основные технические данные сцепок
Для расчета состава агрегата используют формулу тягового баланса
где Ркр — тяговое усилие трактора, кгс;
£ — коэффициент использования тягового усилия;
Rm - тяговое сопротивление одной машины, кгс;
п - число машин в агрегате;
Rcll - сопротивление сцепки, кгс.
Тяговые усилия тракторов приведены в другом разделена нашем сайте.
Рекомендуемая величина £ для пахоты 0,88—0,94; для остальных видов работ 0,90-0,95,
Число машин в тяговом агрегате определится по формуле:
Полученный результат округляют до целого (меньшего) числа. Число машин в приводном агрегате находят по формуле:
где NQ — номинальная мощность двигателя, л. с;
£n - коэффициент загрузки двигателя;
NM — потребная мощность для привода одной машины, л. с.
Ширину захвата тягового агрегата определяют по формуле:
где Gm - масса машины, кг;
i — величина уклона поля.
Способы движения агрегатов можно разделить на гоновые, круговые и тональные; отдельные группы имеют разновидности.
Выбор способа движения агрегата определяется выполняемым технологическим процессом, особенностями агрегата, подготовкой поля ш т. д. Наиболее распространенные способы движения показаны на рисунке III . 1.
Гонов ые способы — челночный (я), всвал (б), вразвал (в), перекрестий (д), перекрытием (г) — применяются на вспашке, культивации, посеве, сении удобрений, уборке хлебов.
Диагональные способы — челночный (е) и поперечные (ж, з) — применяются при дисковании, бороновании и посеве зерновых.
На рисунке изображены способы движения агрегатов
На рисунке изображены виды поворотов
Повороты на 180° бывают петлевыми и беспетлевыми. Наиболее распространенные виды поворотов показаны на рисунке III.2. Холостые заезды и повороты являются непроизводительной работой агрегата и составляют от 5 до 15% общего пути, проходимого агрегатом.
Оценочным показателем способа движения агрегата на загоне служит коэффициент рабочих ходов:
где Sp — суммарная длина рабочих ходов агрегата;
Sx — суммарная длина холостых ходов.
Коэффициент рабочих ходов характеризует степень использования агрегатом пройденного пути для полезной работы.
Суммарная длина холостых ходов (м):
Длину холостого хода на повороте устанавливают с учетом вида поворота, количество холостых поворотов — с учетом способа движения агрегата.
формулы для определения длины поворотов и ширины поворотной полосы приведены в таблице
Длину холостого хода на повороте устанавливают с учетом вида поворота, а количество холостых поворотов — с учетом способа движения агрегата.
Формулы для определения длины поворотов и ширины поворотной полосы приведены в таблице ниже
Сопротивление сельскохозяйственных машин
Поступательное движение машинно-тракторного агрегата оказывается возможным, если трактор преодолевает все сопротивления, возникающие при передвижении и работе машин. Различают сопротивление машин передвижению рабочее и холостое. Рабочее сопротивление создается при выполнении машиной технологических процессов (при рабочем ходе машины). Холостое сопротивление возникает при холостых заездах, поворотах и переездах.
Общее сопротивление машин можно разделить на две группы:
а) сопротивление рабочих органов машин при передаче на них энергии от вала отбора мощности трактора;
б) сопротивление на перемещение машины по полю при рабочем ходе или тяговое сопротивление (при отсутствии привода от ВОМ или при наличии привода).
Первая группа сопротивлений по своей величине зависит в основном от физико-механических свойств и количества перерабатываемого материала, поступающего на рабочие органы машин в единицу времени (например, для агрегата с силосоуборочным комбайном — от секундной подачи). Потребная мощность двигателя трактора, идущая на преодоление этих сопротивлений, ограничивается предельной пропускной способностью основных узлов машины, а также необходимостью иметь достаточный запас мощности для преодоления второй группы сопротивлений. Затраты мощности на привбд машин изменяются в широких пределах (10—50 л. е.).
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Вторая группа сопротивлений, или тяговое сопротивление машины, зависит от многих факторов, в том числе от типа и состояния машины, выполняемой работы, скорости движения, от типа и состояния почвы, ее влажности, засоренности, предшествующей обработки, рельефа поля и др.
Изучая тяговое сопротивление машины на примере прицепного плуга, академик В. П. Горячкин установил, что при ее равномерном рабочем движении сопротивление можно представить в виде трех слагаемых:
1) сопротивлений на перекатывание и протаскивание машины (вредные сопротивления от сил трения, качения и скольжения, пропорциональные в основном массе машины);
2) сопротивлений, возникающих при деформации обрабатываемого материала R2 (полезные сопротивления), зависящих от физико-механических свойств материала, типа и состояния рабочих органов;
3) сопротивлений, появляющихся при перемещении и отбрасывании обрабатываемого материала R3 (могут быть как вредными, например отбрасывание почвы лапками культиватора при прополке сорняков, так и полезными, например перемещение почвы окучниками при окучивании картофеля).
Общее сопротивление машины (кгс):
R = R1 + Ri + R3. (10)
Эта формула получила название рациональной, поскольку в значительной мере отражает физическую сущность возникновения составляющих общего тягового сопротивления машин. Фактически при оценке сопротивлений любой сельскохозяйственной машины (а не только плуга) можно выделить указанные составляющие. Однако величины отдельных составляющих в общем сопротивлении машин могут значительно изменяться.
Сложность опытного определения коэффициентов для нахождения составляющих рациональной формулы и неустойчивость даже их средних значений привели к тому, что для практических расчетов применяют более простые и надежные методы определения тяговых сопротивлений сельскохозяйственных машин.
Тяговое сопротивление прицепных машин определяют опытным путем с помощью динамометра или тягового работомера. Для навесных машин используют специальные ротационные динамометры или работомеры двигателя, позволяющие косвенным путем определить тяговое сопротивление.
Рис. 1. Тяговый работомер РТТК - АФИ :
А — привод; Б — силовое звено; В — считающий механизм; Г — гибкий трос; 1 — счетчик пути; 2 — счетчик работы; 3 — включатель; 4 — прицепная серьга к орудию; 5 — тракторная прицепная серьга.
Чтобы избежать большого количества справочных опытных данных о тяговых сопротивлениях различных марок однородных машин, вводится понятие удельного тягового сопротивления машин — тяговое сопротивление, приходящееся на единицу ширины захвата машины (обычно на 1 м захвата). Для получения удельных сопротивлений опытное полное сопротивление Ron машины (среднее) делят на ее фактический захват:
Рис. 1. Тяговый динамометр.
Для практических расчетов тяговых сопротивлений плугов пользуются простыми формулами, построенными аналогично формуле для определения сопротивлений других машин.
При определении сопротивлений навесных машин нужно учитывать, что часть их массы передается на трактор, из-за чего возрастает его сопротивление перекатыванию и соответственно уменьшается сопротивление машины. Зная долю массы машины, приходящуюся на трактор, можно найти сопротивление навесной машины. Так как масса навесных машин значительно меньше однотипных прицепных (для одинакового рабочего захвата), то и сопротивление навесных машин оказывается меньше на 10—15%.
Читайте также: