Материал: Разработка механизированных работ и определение состава МТП в СПК Чучевичи при возделывании кукурузы на силос с разработкой операционной технологии

3.5 Скорость движения

1. Минимальное тяговое удельное сопротивление агрегата определяется по формуле:

minp = kmino ∙ [1 + 3,6 ∙ (vmin - vо) ∙ Δс] , (3.4)

где Δc - темп нарастания удельного сопротивления на единицу скорости, Δс = 0,03.

minp = 1,2 ∙ [1 + 3,6 ∙ (3,3 - 1,4) ∙ 0,03] = 1,4 кН/м

2. Максимальное тяговое удельное сопротивление агрегата определяется по формуле:

kmaxp = kmaxo ∙ [1 + 3,6 ∙ (vmах - vо) ∙ Δс] (3.5)

maxp = 1,5 ∙ [1 + 3,6 ∙ (3,3 - 1,4) ∙ 0,03] = 1,8 кН/м

3. Минимальное тяговое рабочее сопротивление агрегата, определяется по формуле:

Rmina = Kminp ∙ Bk + Gм ∙ i ,  (3.6)

где Gм - вес сельскохозяйственной машины, Gм =21,07 кН.

Rmina = 1,4 ∙ 3 + 21,07 ∙ 0,03 = 4,8 кН

4. Максимальное тяговое рабочее сопротивление агрегата, определяется по формуле:

 Rmaxa = Kmaxp ∙ Bk + Gм ∙ i  (3.7)

Rmaxa = 1,8 ∙ 3 + 21,07 ∙ 0,03 = 6 кН

5. Среднее тяговое рабочее сопротивление агрегата определяется по формуле:

 Rа = (Rmaxa + Rmina) : 2                   (3.8)

Rа = (4,8 + 6) : 2 = 5,4 кН

6. Степень неравномерности тягового сопротивления машины (машин) определяется по формуле:

 δRм = (Rmaxa - Rmina) : Rа  (3.9)

δRм = (6 - 4,8) : 5,4 = 0,2

7. Коэффициент оптимальной загрузки двигателя определяется по формуле:

 ηопмl = 1,05 : (1 + δRм : 2)              (3.10)

 ηопмl = 1,05 : (1 + 0,2 : 2) = 0,95

8. Коэффициент полезного действия буксования при рабочем ходе агрегата определяется по формуле:

 ηδ = 1 - δ : 100 ,                             (3.11)

где δ - коэффициент буксования, δ = 5,6 %.

ηδ = 1 - 1,5 : 100 = 0,98

9. Максимально возможная скорость движения агрегата по загрузке двигателя определяется по формуле:

vдвmax = Nlн ∙ ηопмl ∙ ηмг ∙ ηδ / Ra + G · (fт + i) ,                    (3.12)

где Nlн - номинальная мощность двигателя комбайна, Nlн =115 кВт;

ηмг - коэффициент полезного действия трансмиссии самоходной машины, ηмг = 0,82.

vдвmax = 115 ∙ 0,95 ∙ 0,82 ∙ 0,98 / 5,4 + 60 ∙ (0,07 + 0,03) = 7,7 м/с

. Используя требования агротехники по скорости движения агрегата, максимально возможную скорость движения агрегата по загрузке двигателя и пропускной способности рабочих органов сельскохозяйственных машин, определяем максимальное и минимальное ограничение скорости движения агрегата:

vрmах = 3,3 м/с; vрмin = 1,9 м/с. (3.13)

11. Оптимальную рабочую скорость определяют, основываясь на требовании, что vр ≥ vрмах. Поэтому сначала для выбора оптимальной рабочей передачи и рабочей скорости движения агрегата определяем максимально возможную теоретическую скорость движения агрегата по формуле:

 vmaxт = vрmах : ηδ                          (3.14)

vmaxт = 3,3 : 0,98 = 3,4 м/с

После этого, используя техническую характеристику коробки перемены передач агрегата, определяем передачу, теоретическая скорость на которой равна или несколько меньше максимально возможной теоретической скорости, то есть соблюдается условие, что vmaxт ≥ viтн, где viтн - теоретическая скорость движения трактора на принимаемой передаче. Так как vmaxт = 3,4 м/с, то выбираем теоретическую скорость движения агрегата viтн = 3,047 м/с на 3 передаче 3 диапазон.

После определения оптимальной рабочей передачи и теоретической скорости движения трактора на этой передаче вычисляется рабочая скорость движения агрегата по формуле:

Vр = v3п3дтн ∙ ηδ                              (3.15)

Vр = 3,047 ∙ 0,98 = 2,9 м/с

После выполнения данных обоснований указывается, что сельскохозяйственную работу рационально выполнять на 3 передаче, теоретическая скорость на которой 3,047 м/с, а рабочая составит 2,9 м/с.

12. ηpисп = [Rа + G ∙ (fт + i] ∙ Vр / 3,6 ∙ NIH ∙ηмг ∙ ηб       (3.16)

ηpисп = [5,4 + 60 ∙ (0,07 + 0,03)] ∙ 2,9 / 3,6 ∙ 115 ∙ 0,82 ∙ 0,98 = 0,1

13. Холостое сопротивление агрегата определяется по формуле:

Rx = Gм ∙ (fм + i) ,                    (3.17)

где fм - коэффициент сопротивления качению ходовых колес с/х машин, fм = 0,07.

Rx = 21,07 ∙ (0,07 + 0,03) = 2,1 кН

. Коэффициент загрузки двигателя трактора при холостом ходе агрегата определяется по формуле:

ηхисп = [Rх + G(fт + i)∙Vх / 3,6 ∙ NIn ∙ ηмг ∙ ηδх       (3.18)

vx - скорость движения при холостом ходе агрегата, vx = 2,9 м/с (в эксплуатационных расчетах обычно допускают, что скорости движения агрегата при рабочем и холостом ходе одинаковы, то есть vx = vp);

ηδx - коэффициент полезного действия буксования при холостом движении агрегата, ηδx = 0,98.

ηхисп = [2,1 + 60 ∙ (0,07 + 0,03) ∙ 2,9 / 3,6 ∙ 115 ∙ 0,82 ∙ 0,98 = 0,04

15. Допустимый радиус поворота агрегата определяется по формуле:

 Rо = Cm ∙ Bp ∙ Kу , где:  (3.19)

Сm - коэффициент, учитывающий тип и состав агрегата, Сm = 0,9;

Ку - коэффициент, учитывающий влияние скорости движения агрегата на радиус поворота, Ку = 1,32.

Rо = 0,9 ∙ 2,9 ∙ 1,32 = 3,4 м

3.6 Способ движения

Лучше всего использовать челночный способ движения с петлевым грушевидным видом поворота на 180º, так как при выборе он обеспечивает необходимое качество работы, удобство обслуживания и сокращены до минимума вспомогательные операции. Этот способ создает движение агрегата по диагонали под углом к сторонам участка. А также почти не требует разбивки поля, за исключением провешивания на одном краю поля линии первого прохода на расстоянии, равном половине ширины захвата агрегата.

Рис 3.1 Вид поворота со способом движения агрегата

3.7                   Подготовка поля к работе

возделывание кукуруза силос технология

1. Оптимальная ширина поворотной полосы определяется по формуле:

 Еопт = 2,8 ∙ Ro + 0,5 ∙ dk + e ,  (3.20)

где dк - кинематическая ширина агрегата, dк = 3 м (значение кинематической ширины машинно-тракторного агрегата можно принять равным конструктивной ширине захвата агрегата, то есть dк = Вк);

Еопт = 2,8 ∙ 3,4 + 0,5 ∙ 3 + 0,5 = 11,5 м

2. Количество проходов агрегата при обработке поворотной полосы определяется по формуле:

 nЕпр = Еопт : Вр                                                                       (3.21)

Полученное значение количества проходов агрегата округляется до целого числа в большую сторону:Епр = 11,5 : 2,9 = 3,9 ≈ 4 м

. Рабочая ширина поворотной полосы определяется по формуле:

Ер = Вр ∙ nЕпр                                   (3.22)

Ер = 4 ∙ 2,9 = 11,5 м

4. Рабочая длина загона определяется по формуле:

 Lp = Lг - 2 ∙ Ep                                  (3.23)

Lp = 800 - 2 ∙ 11,6 = 776,8 м

. Коэффициент рабочих ходов определяется по формуле:

 φ = Lр : (Lр + 6 ∙ Ro + 2 ∙ e) (3.24)

φ = 776,8 : (776,8 + 6 ∙ 3,4 + 2 ∙ 0,5) = 0,97 м

6. При подготовке поля к работе нужно осмотреть поле, отбить поворотные полосы для разворота агрегата в конце гона, разбить поле на загоны, убрать остатки половы и соломы, обозначить вешками контуры разрушенного фундамента бывшего строения и т.д.

3.8    Показатели организации технологического процесса

1. Часовая теоретическая производительность агрегата определяется по формуле:

 Wт = 0,36 ∙ Вк ∙ vmaxт                      (3.25)

Wт = 0,36 ∙ 3 ∙ 3,047 = 3,3 г/ч

2. Частный коэффициент, учитывающий затраты времени смены на техническое обслуживание определяется по формуле:

τ2 = (Т - t2) : Т ,                                               (3.26)

где T - время смены, Т =7 ч;

t2 - время технического обслуживания агрегата в течение смены, t2 =0,2 ч (принимается в зависимости от его сложности и составляет 0,17-0,50 ч, то есть, чем сложнее машинно-тракторный агрегат, тем больше времени идет на его техническое обслуживание в течение смены).

τ2 = (7 - 0,2) : 7 = 0,97

3. Частный коэффициент, учитывающий затраты времени смены на личные надобности определяется по формуле:

τ5 = (Т - t5) : Т ,

где t5 - время регламентированных перерывов на отдых и личные надобности, t5 = 0,45 ч (принимается в зависимости от эргономических свойств машин, входящих в агрегат, и составляет 0,42-0,64 ч, то есть, чем хуже санитарно-физиологические условия труда, тем больше времени идет на отдых и личные надобности в течение смены).

τ5 = (7 - 0,45) : 7 = 0,94

. Подготовительно-заключительное время определяется по формуле:

 t6 = tе.т.о + tп.п. + tп.н. + tп.н.к. (3.27)

где tе.т.о - время на проведение ежедневного технического обслуживания агрегата, tе.т.о =0,5 ч (приложение 51 ист.4);п.п. - время на подготовку агрегата к переезду к месту работы и обратно, tп.п. = 0,06 ч (зависит от сложности перевода агрегата в транспортное или рабочее положение и составляет 0,06-0,08 ч, то есть, чем сложнее перевести агрегат в транспортное или рабочее положение, тем большее время принимается);п.н. - время на получение наряда и сдачу работы, tп..н. = 0,08 ч (принимается в зависимости от сложности сельскохозяйственной работы и составляет 0,07-0,11 ч, то есть, чем сложнее сельскохозяйственная работа, тем большее время принимается);

tп.н.к. - время на переезды агрегата к месту работы в начале смены и обратно в конце смены, tп.н.к. = 0,35 ч (принимается в зависимости от удаленности места работы, состава агрегата, дорожных условий и скоростных свойств трактора (самоходной машины) и составляет 0,20-0,50ч).

t6 = 0,5 + 0,06 + 0,08 + 0,35 = 0,99 ч

5. Частный коэффициент, учитывающий затраты времени смены на подготовительно-заключительные операции определяется по формуле:

 τ6 = (Т - t6) : Т                                   (3.28)

τ6 = (7 - 0,99) : 7 = 0,86

6. Время технологического обслуживания агрегата определяется по формуле:

 t1к = tр.д. + tо.о.+ tк.к. ,  (3.29)

где tр.д. - время проведения дополнительных регулировок агрегата в течение смены, tр.д. = 0,1 ч (принимается в зависимости от сложности агрегата и составляет 0,08-0,25 ч, то есть, чем сложнее агрегат, тем большее время принимается);

tо.о. - время на очистку рабочих органов машин, tо.о. = 0,2 ч (принимается в зависимости от выполняемой сельскохозяйственной работы и состояния почвы и составляет 0,07-0,37 ч, то есть, чем хуже состояние почвы и сложнее агрегат, тем большее время принимается);

tк.к. - время, затрачиваемое на контроль качества выполняемой сельскохозяйственной работы в течение смены, tк.к. = 0,1 ч (принимается в зависимости от сложности сельскохозяйственной работы, проверяемых объемов работ и составляет 0,08-0,17 ч, то есть, чем сложнее сельскохозяйственная работа и больше объемы работ, тем большее время принимается).

t1к = 0,1+0,2+0,1=0,4ч

7. Время технологических остановок и технологического обслуживания определяется по формуле:

 tl = tlк = 0,4 ч  (3.30)

. Частный коэффициент, учитывающий затраты времени смены на технологические остановки и технологическое обслуживание, определяется по формуле:

τ1 = (T - t1) : T  (3.31)

τ1 = (7 - 0,4) : 7 = 0,94

9. Коэффициент использования времени смены определяется по формуле:

τ = (τ1 + τ2 + τ5 + τ6 - 3) ∙ φ (3.32)

τ = (0,94 + 0,97 + 0,94 + 0,86 - 3) · 0,97 = 0,7

10. Часовая техническая производительность агрегата определяется по формуле:

Wч = 0,36 ∙ Вр ∙ vр ∙ τ  (3.33)

Wч =0,36 · 2,9 · 2,9 · 0,97 = 2,9 га/ч

11. Коэффициент использования работоспособности агрегата:

δ = Wч : Wт  (3.34)

δ = 2,9 : 3,3 = 0,9

12. Сменная техническая производительность агрегата определяется по формуле:

Wсм = Wч ∙ T  (3.35)

Wсм = 2,9 · 7 = 20,3 га/см

13. Часовой расход топлива при рабочем ходе агрегата определяется по формуле:

Gтр = Gх.д. + (Gт.н. - Gх.д.) ∙ ηрисп , (3.36)

Gтр = 6,6 + (25,5 - 6,6) · 0,1 = 8,49 кг/ч

где Gх.д. - максимальный часовой расход топлива при холостом ходе работы двигателя, Gх.д. = 6,6 кг/ч;

Gт.н. - номинальный часовой расход топлива, Gт.н. = 25,5 кг/ч.

14. Часовой расход топлива при холостом ходе агрегата определяется по формуле:

Gтx = Gх.д. + (Gт.н. - Gх.д.) ∙ ηxисп  (3.37)

Gтx = 6,6 + (25,5 - 6,6) · 0,04 = 7,35 кг/ч

15. Часовой расход топлива при остановках агрегата с работающим двигателем определяется по формуле:

Gто = 0,125 ∙ Gт.н.  (3.38)

Gто = 0,125 · 25,5 = 3,2 кг/ч

16. Время чистой работы агрегата определяется по формуле:

 Tp = T ∙ τ  (3.39)

Полученное значение округляется до целого числа= 7 · 0,7 = 4,9 ч

17. Время холостого движения агрегата определяется по формуле:

 tx = Tp ∙ (1 - φ) : φ + tп.н.к.  (3.40)

tx = 4,9 · (1 - 0,97) / 0,97 + 0,35 = 0,5 ч

. Время остановок агрегата с работающим двигателем определяется по формуле:

 То = 0,5 ∙ (tl к + tе.т.о.)  (3.41)

То = 0,5 · (0,4 + ,5) = 0,45 ч

19. Сменный расход топлива определяется по формуле:

Qсм = Gтp ∙ Тр + Gтх ∙ Тх + Gто ∙ То (3.42)

Qсм = 8,49 · 4,9 + 7,35 · 0,5 + 3,2 · 0,5 = 46,9 кг/см

20. Расход топлива на единицу работы определяется по формуле:

 θ = Qсм : Wсм                                                                           (3.43)

θ = 46,9 : 20,3 = 2,3 кг/га

21. Общие затраты труда на единицу выработки определяются по формуле:

Зо = mм : Wч                   (3.44)

Зо = 1: 2,9 = 0,3 ч/га

22. Полезная удельная энергоемкость сельскохозяйственной работы определяется по формуле:

 А = 107[(kmaxp + kminp) / 2]                                                   (3.45)

А = 107 · [(1,4 + 1,8) / 2 = 1,6·107 Дж/га

23. Полная удельная энергоемкость сельскохозяйственной работы определяется по формуле:

Ап = Нн ∙ θ ,                             (3.46)

где Нн - теплотворная способность дизельного топлива (по ГОСТу составляет 4,166 ∙ 107 Дж/кг).

Ап = 4,166 · 107 · 2,3 = 9,5 · 107 кг/га

24. Энергетический коэффициент полезного действия агрегата определяется по формуле:

ηа.э.= А : Аn                            (3.47)

ηа.э.= 1,6 · 107\9,5 · 107 = 0,16

4.                                                                                                             

4. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 Описание усовершенствования механизма, узла, сборочной единицы, приспособления

В эксплуатации данной бороны выявлен ряд недостатков, один из которых - неполная обработка почвы между дисковыми секциями, что влияет на качество выполняемой работы, а так же на качество выполнения последующих операций (сев кукурузы).

Для устранения данного недостатка мной предлагается установка дополнительного диска между секциями батарей, который исключает наличие не обработанной полосы.

4.2 Расчет на прочность элементов конструкции

Расчет оси дискового рыхлителя на прочность.

Расчет осей центральных дисков производят по условиям прочности на изгиб.

Определим реакции в опорах в плоскостях хоу и хоz (рис. 4.2).

в плоскости xoy:

Откуда:

на участке x1:

в плоскости xoz:

Откуда: