Файл: Учебное пособие для студентов специальностей 150400 и 260400 по дисциплинам Технология и оборудование лесного хозяйства.ppt
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 134
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
1. Краткая характеристика хозяйства и составление технологических карт
Расчет тракторного агрегата заключается в таком его комплектовании, при котором он имел бы наилучшие показатели работы в соответствии с тяговыми возможностями трактора.
Тяговый расчет проводится по каждому тракторному агрегату, однако подробные расчеты приводятся в тексте пояснительной записки только для 3-4-х случаев, а все данные других расчетов заносятся в таблицу 1.
2. Расчет тракторных агрегатов
Таблица 1
Тяговые расчеты агрегатов
Тяговый расчет выполняется в следующем порядке.
Из технологических карт выбирают для расчетов 1-2 варианта тракторов и орудий, окончательный состав по маркам уточняется после сопоставления вариантов и записывается в технологические карты. При этом необходимо учитывать, что исходя из конкретных условий работы вариант может быть единственным. Например, для вспашки на вырубках выбран трактор ЛХТ-55 и плуг ПКЛ-70. Для этого варианта и производится расчет. В то же время, например, культивацию пара можно выполнять как колесным, так и гусеничным трактором, используя культиваторы с разной шириной захвата. Здесь нужно рассчитывать несколько вариантов и выбирать один наилучший.
Производится расчет тягового усилия трактора Рт по формуле
, даН,
где Nэф – эффективная мощность двигателя трактора, кВт;
м – коэффициент полезного действия (КПД) трансмиссии трактора, выбирается в пределах 0,85…0,95;
V – скорость перемещения тракторного агрегата, км/ч;
Gтр – сила тяжести трактора в заправленном состоянии, даН;
f – коэффициент сопротивления перекатыванию трактора;
i – уклон местности (тангенс угла подъема местности). Знак «+» при движении на подъем и «–» – под уклон.
Эффективная мощность двигателя трактора Nэф выбирается из его характеристики, приводимой в приложении 3.
Сила тяжести трактора и скорость перемещения тракторного агрегата выбираются из характеристики трактора (приложение 3) с учетом характера работ и имеющихся рекомендаций по скоростному режиму работы тракторных агрегатов (приложение 4).
Уклон местности i, обычно предельный, должен приниматься в соответствии с данными технологических карт (тангенс угла подъема дан в приложении 6).
Скорость перемещения тракторного агрегата выбирается из характеристики трактора с учетом характера работы тракторных агрегатов. При вспашке, культивации пара допускается работа на повышенных скоростях 8…10 км/ч. При работе на вырубках, уходе за культурами скорость ограничивается 5 км/ч, при выполнении лесопосадочных работ предельная скорость работы агрегата 2,5…3 км/ч.
где Gсц – сцепная сила тяжести трактора, равная той части силы тяжести, которая приходится на ведущие колеса; для гусеничного трактора и колесного трактора всеми ведущими колесами Gсц=Gтр, а для колесных тракторов с одним ведущим мостом:
– коэффициент сцепления ходовой части трактора с почвой.
Значение выбирается из приложения 7 по характеристике состояния почвы, соответствующей просчитываемому варианту.
При культивации пара использовался полноприводной колесный трактор ЛКТ-81.
Исходные данные для расчета:
Мощность двигателя Nэф=65 кВт.
Скорость агрегата V=5,5 км/ч.
КПД трансмиссии м=0,9.
Часть мощности, реализуемая на привод активных рабочих органов от ВОМ трактора NВОМ=0.
Сила тяжести трактора Gтр=4380 даН.
Коэффициент сопротивления перекатыванию f=0,17.
Угол уклона местности i=0,03.
Сцепная сила тяжести Gсц=0,6743,8=2930 даН.
Коэффициент сцепления ходовой части трактора с почвой =0,55.
Определим тяговое усилие трактора по формуле
Данная величина силы тяги колесного трактора на крюке может быть достигнута при условии отсутствия буксования колес и достаточной силы тяжести трактора. Определяем силу тяги трактора по его сцепному весу. Из двух полученных значений
PТ1 и PТ2 выбираем наименьшее и производим агрегатирование, определяем коэффициент использования силы тяги.
Тяговый класс тракторов указан в приложении 3.
Определяем тяговое сопротивление орудий, входящих в состав тракторного агрегата.
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
где а – глубина вспашки, см;
Впл – ширина захвата плуга, см;
K0 – удельное сопротивление плуга, даН/см2, которое указано в приложении 8, 9.
Значения а и Впл принимают по условиям работы, приведенных в технологических картах.
Тяговое сопротивление культиваторов и дисковых орудий определяют по формуле
где K – удельное сопротивление на единицу ширины захвата орудия, даН/м;
В – ширина орудия, м.
Значение K находят в справочных таблицах, при этом учитывают тип почвы, глубину обработки и тип орудия (приложение 11).
При использовании орудия по уходу за культурами или посевами, когда одно орудие обрабатывает несколько междурядий, необходимо учитывать уменьшение тягового сопротивления орудия за счет того, что в пределах защитной зоны рабочие органы отсутствуют. В этом случае тяговое сопротивление орудия определяют по формуле
где ℓ – ширина защитной зоны, принимаемая в зависимости от возраста культур в пределах 0,1…0,5 м;
m – число рядков, находящихся в пределах ширины захвата орудия.
Сопротивление лесопосадочных машин, работающих на открытых площадях, можно принимать равными
Приведенные значения Rc даны для лесопосадочной машины с одним сошником. При большем количестве сошников или орудий в одной секции, соответственно во столько же раз увеличивается Rс. Большие значения Rс принимают для более тяжелых почв и при большей глубине посадки.
Сопротивление лесопосадочных машин, работающих на вырубках, берется в пределах
После определения тягового усилия трактора и сопротивления каждого орудия, входящего в агрегат, рассчитывают число однородных орудий в агрегате nор по формуле
, шт,
где Rсцп – сопротивление сцепки, которую применяют при агрегатировании нескольких орудий, даН;
Rор – сопротивление одного орудия, из входящих в агрегат.
Сцепка представляет собой конструкцию в виде бруса с одним или несколькими устройствами для присоединения к нему нескольких машин, перемещается на опорных колесах. При расчете сопротивления сцепки Rсцп учитывают только сопротивление ее перекатыванию
где Gсцп – сила тяжести сцепки, которая берется из характеристики выбранного типа сцепки, даН (приложение 12).
fсцп – коэффициент сопротивления перекатыванию сцепки, выбираемый аналогично коэффициенту перекатывания других орудий в зависимости от типа ходовой части и состояния поверхности поля (приложение 13).
При применении навесных орудий выбирают полунавесные сцепки СН-35 (колесные тракторы класса 14 кН) или СН-75 (гусеничные тракторы класса 30 кН), а при агрегатировании прицепных орудий прицепные сцепки соответственно С-11У и С-18У. Брус-сцепка СБУ-9 предназначена для агрегатирования трактора с 2-3 лесопосадочными машинами ССН-1.
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.
Находят полное сопротивление агрегата по формуле
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.
Правильность выполнения тягового расчета агрегата оценивают по значениям коэффициента использования силы тяги, определяемого по формуле
Расчет считается выполненным правильно, если значения этого коэффициента будут получены в пределах 0,85…0,95. Больше указанных значений Kисп не должно быть, так как в этом случае трактор не сможет нормально работать, или совсем не потянет агрегат, если Kисп1. При значении Kисп0,85 необходимо произвести перерасчет, так как тяговое усилие трактора в этом случае используется нерационально. Допускаются меньшие значения Kисп в тех случаях когда, агрегат работает в тяжелых условиях, где возможны кратковременные перегрузки, например, в условиях вырубок, а также в тех случаях, когда агрегатируемые с трактором орудия не могут его полностью загрузить по условиям эксплуатации, например, при посадке, при уходах за культурами. Большее количество лесопосадочных машин не может быть взято, например, при значительных размерах междурядий.
Расчет машинно-тракторного парка (МТП )
и планирование загрузки тракторных агрегатов
Расчет машинно-тракторного парка (МТП) проводится с целью определения потребного количества тракторов и орудий для выполнения того объема работ, которое запланировано в данном хозяйстве.
В основу расчета МТП может быть положено в качестве исходного показателя количество машино-смен, затрачиваемых на выполнение всего запланированного для данного типа работающих тракторов объема работ, или в качестве основного начального показателя берется загрузка тракторов одной марки в условных га.
В первом случае вначале распределяют все виды работ по определенным маркам тракторов и определяют для каждого вида работы сменную производительность тракторного агрегата, занося все результаты расчетов в табл. 2.
Таблица 2
Расчет машинно-тракторного парка
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Объем работ в условно эт. га
Коэффициент перевода в усл. эт. га
Затраты труда на каждую операцию, человеко-дней
Количество рабочих, обслуживающих агрегат
Расход горючего на каждую операцию, кг
Норма расхода горючего на единицу работы
Календарные сроки проведения работ по каждой операции
Количество рабочих дней, необходимых для выполнения операции
Количество л/х машин и орудий, необходимых для выполнения операции
Количество одновременно работающих агрегатов
Потребное количество машино-дней
Коэффициент сменности
Потребное количество машино-смен
Сменная норма выработки га/смену, км/смену, м3/смену
Ширина захвата, м
Количество машин в агрегате, шт
Марка лесохозяйственной машины или орудия
Марка трактора
Единица измерения, (га, км, м3, смен)
Объем работ (по заданию)
Наименование работ и операций
№ п/п
При выполнении работ, где производительность измеряется в га (при обработке открытых площадей, вспашке, культивации и т.д., а также при работе на опытных площадях, посадке, посеве, опрыскивании и т.д.) она определяется по формуле
Расчет тракторного агрегата заключается в таком его комплектовании, при котором он имел бы наилучшие показатели работы в соответствии с тяговыми возможностями трактора.
Тяговый расчет проводится по каждому тракторному агрегату, однако подробные расчеты приводятся в тексте пояснительной записки только для 3-4-х случаев, а все данные других расчетов заносятся в таблицу 1.
2. Расчет тракторных агрегатов
Таблица 1
Тяговые расчеты агрегатов
| П/п | Наименование работ и операций | Марка используемого трактора | Марка лесохозяйственной машины | Скорость движения агрегата, км/ч | Тяговое усилие трактора на выбранной передаче, даН | Глубина обработки почвы, см | Ширина захвата машины, см, м | Удельное сопротивление почвы, даН/см2, даН/м | Рабочее сопротивление машины, даН | Сопротивление сцепки, даН | Количество машин в агрегате, шт | Полное сопротивление агрегата, даН | Коэффициент использования силы тяги трактора |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
Тяговый расчет выполняется в следующем порядке.
Из технологических карт выбирают для расчетов 1-2 варианта тракторов и орудий, окончательный состав по маркам уточняется после сопоставления вариантов и записывается в технологические карты. При этом необходимо учитывать, что исходя из конкретных условий работы вариант может быть единственным. Например, для вспашки на вырубках выбран трактор ЛХТ-55 и плуг ПКЛ-70. Для этого варианта и производится расчет. В то же время, например, культивацию пара можно выполнять как колесным, так и гусеничным трактором, используя культиваторы с разной шириной захвата. Здесь нужно рассчитывать несколько вариантов и выбирать один наилучший.
Производится расчет тягового усилия трактора Рт по формуле
, даН,
где Nэф – эффективная мощность двигателя трактора, кВт;
м – коэффициент полезного действия (КПД) трансмиссии трактора, выбирается в пределах 0,85…0,95;
V – скорость перемещения тракторного агрегата, км/ч;
Gтр – сила тяжести трактора в заправленном состоянии, даН;
f – коэффициент сопротивления перекатыванию трактора;
i – уклон местности (тангенс угла подъема местности). Знак «+» при движении на подъем и «–» – под уклон.
Эффективная мощность двигателя трактора Nэф выбирается из его характеристики, приводимой в приложении 3.
Сила тяжести трактора и скорость перемещения тракторного агрегата выбираются из характеристики трактора (приложение 3) с учетом характера работ и имеющихся рекомендаций по скоростному режиму работы тракторных агрегатов (приложение 4).
Уклон местности i, обычно предельный, должен приниматься в соответствии с данными технологических карт (тангенс угла подъема дан в приложении 6).
Скорость перемещения тракторного агрегата выбирается из характеристики трактора с учетом характера работы тракторных агрегатов. При вспашке, культивации пара допускается работа на повышенных скоростях 8…10 км/ч. При работе на вырубках, уходе за культурами скорость ограничивается 5 км/ч, при выполнении лесопосадочных работ предельная скорость работы агрегата 2,5…3 км/ч.
где Gсц – сцепная сила тяжести трактора, равная той части силы тяжести, которая приходится на ведущие колеса; для гусеничного трактора и колесного трактора всеми ведущими колесами Gсц=Gтр, а для колесных тракторов с одним ведущим мостом:
– коэффициент сцепления ходовой части трактора с почвой.
Значение выбирается из приложения 7 по характеристике состояния почвы, соответствующей просчитываемому варианту.
При культивации пара использовался полноприводной колесный трактор ЛКТ-81.
Исходные данные для расчета:
Мощность двигателя Nэф=65 кВт.
Скорость агрегата V=5,5 км/ч.
КПД трансмиссии м=0,9.
Часть мощности, реализуемая на привод активных рабочих органов от ВОМ трактора NВОМ=0.
Сила тяжести трактора Gтр=4380 даН.
Коэффициент сопротивления перекатыванию f=0,17.
Угол уклона местности i=0,03.
Сцепная сила тяжести Gсц=0,6743,8=2930 даН.
Коэффициент сцепления ходовой части трактора с почвой =0,55.
Определим тяговое усилие трактора по формуле
Данная величина силы тяги колесного трактора на крюке может быть достигнута при условии отсутствия буксования колес и достаточной силы тяжести трактора. Определяем силу тяги трактора по его сцепному весу. Из двух полученных значений
PТ1 и PТ2 выбираем наименьшее и производим агрегатирование, определяем коэффициент использования силы тяги.
Тяговый класс тракторов указан в приложении 3.
Определяем тяговое сопротивление орудий, входящих в состав тракторного агрегата.
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
где а – глубина вспашки, см;
Впл – ширина захвата плуга, см;
K0 – удельное сопротивление плуга, даН/см2, которое указано в приложении 8, 9.
Значения а и Впл принимают по условиям работы, приведенных в технологических картах.
Тяговое сопротивление культиваторов и дисковых орудий определяют по формуле
где K – удельное сопротивление на единицу ширины захвата орудия, даН/м;
В – ширина орудия, м.
Значение K находят в справочных таблицах, при этом учитывают тип почвы, глубину обработки и тип орудия (приложение 11).
При использовании орудия по уходу за культурами или посевами, когда одно орудие обрабатывает несколько междурядий, необходимо учитывать уменьшение тягового сопротивления орудия за счет того, что в пределах защитной зоны рабочие органы отсутствуют. В этом случае тяговое сопротивление орудия определяют по формуле
где ℓ – ширина защитной зоны, принимаемая в зависимости от возраста культур в пределах 0,1…0,5 м;
m – число рядков, находящихся в пределах ширины захвата орудия.
Сопротивление лесопосадочных машин, работающих на открытых площадях, можно принимать равными
Приведенные значения Rc даны для лесопосадочной машины с одним сошником. При большем количестве сошников или орудий в одной секции, соответственно во столько же раз увеличивается Rс. Большие значения Rс принимают для более тяжелых почв и при большей глубине посадки.
Сопротивление лесопосадочных машин, работающих на вырубках, берется в пределах
После определения тягового усилия трактора и сопротивления каждого орудия, входящего в агрегат, рассчитывают число однородных орудий в агрегате nор по формуле
, шт,
где Rсцп – сопротивление сцепки, которую применяют при агрегатировании нескольких орудий, даН;
Rор – сопротивление одного орудия, из входящих в агрегат.
Сцепка представляет собой конструкцию в виде бруса с одним или несколькими устройствами для присоединения к нему нескольких машин, перемещается на опорных колесах. При расчете сопротивления сцепки Rсцп учитывают только сопротивление ее перекатыванию
где Gсцп – сила тяжести сцепки, которая берется из характеристики выбранного типа сцепки, даН (приложение 12).
fсцп – коэффициент сопротивления перекатыванию сцепки, выбираемый аналогично коэффициенту перекатывания других орудий в зависимости от типа ходовой части и состояния поверхности поля (приложение 13).
При применении навесных орудий выбирают полунавесные сцепки СН-35 (колесные тракторы класса 14 кН) или СН-75 (гусеничные тракторы класса 30 кН), а при агрегатировании прицепных орудий прицепные сцепки соответственно С-11У и С-18У. Брус-сцепка СБУ-9 предназначена для агрегатирования трактора с 2-3 лесопосадочными машинами ССН-1.
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.
Находят полное сопротивление агрегата по формуле
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.
Правильность выполнения тягового расчета агрегата оценивают по значениям коэффициента использования силы тяги, определяемого по формуле
Расчет считается выполненным правильно, если значения этого коэффициента будут получены в пределах 0,85…0,95. Больше указанных значений Kисп не должно быть, так как в этом случае трактор не сможет нормально работать, или совсем не потянет агрегат, если Kисп1. При значении Kисп0,85 необходимо произвести перерасчет, так как тяговое усилие трактора в этом случае используется нерационально. Допускаются меньшие значения Kисп в тех случаях когда, агрегат работает в тяжелых условиях, где возможны кратковременные перегрузки, например, в условиях вырубок, а также в тех случаях, когда агрегатируемые с трактором орудия не могут его полностью загрузить по условиям эксплуатации, например, при посадке, при уходах за культурами. Большее количество лесопосадочных машин не может быть взято, например, при значительных размерах междурядий.
Расчет машинно-тракторного парка (МТП )
и планирование загрузки тракторных агрегатов
Расчет машинно-тракторного парка (МТП) проводится с целью определения потребного количества тракторов и орудий для выполнения того объема работ, которое запланировано в данном хозяйстве.
В основу расчета МТП может быть положено в качестве исходного показателя количество машино-смен, затрачиваемых на выполнение всего запланированного для данного типа работающих тракторов объема работ, или в качестве основного начального показателя берется загрузка тракторов одной марки в условных га.
В первом случае вначале распределяют все виды работ по определенным маркам тракторов и определяют для каждого вида работы сменную производительность тракторного агрегата, занося все результаты расчетов в табл. 2.
Таблица 2
Расчет машинно-тракторного парка
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Объем работ в условно эт. га
Коэффициент перевода в усл. эт. га
Затраты труда на каждую операцию, человеко-дней
Количество рабочих, обслуживающих агрегат
Расход горючего на каждую операцию, кг
Норма расхода горючего на единицу работы
Календарные сроки проведения работ по каждой операции
Количество рабочих дней, необходимых для выполнения операции
Количество л/х машин и орудий, необходимых для выполнения операции
Количество одновременно работающих агрегатов
Потребное количество машино-дней
Коэффициент сменности
Потребное количество машино-смен
Сменная норма выработки га/смену, км/смену, м3/смену
Ширина захвата, м
Количество машин в агрегате, шт
Марка лесохозяйственной машины или орудия
Марка трактора
Единица измерения, (га, км, м3, смен)
Объем работ (по заданию)
Наименование работ и операций
№ п/п
При выполнении работ, где производительность измеряется в га (при обработке открытых площадей, вспашке, культивации и т.д., а также при работе на опытных площадях, посадке, посеве, опрыскивании и т.д.) она определяется по формуле