Основные эксплуатационные показатели трактора ДТ-75

(фон поля – почва, подготовленная под посев)

Передача	Ркрн, кН	Vрн, км/ч	Nкр max, кВт	Примечание
I	28,9	4,61	37,0
II	26,0	5,26	37,9
II	23,2	5,81	37,5
IV	20,3	6,50	36,6	Резервная низшая
V	18,0	7,08	35,3	Основная рабочая
VI	15,2	7,93	33,4	Резервная высшая
VII	11,3	9,60	30,0

 

За основную рабочую передачу принимают ту, на которой величина N_{кр max} имеет наибольшее значение (в нашем примере – II).

При этом скорость движения на данной передаче должна укладываться в пределы технологически допустимых скоростей и в запасе должна быть минимум одна низшая рабочая (резервная) передача V_рез. Агрегат не должен быть очень громоздким.

Например, для использования на культивации машины КПГ-4 V_рез = 6-8 км/ч [4. стр.8, табл.1.2], рабочими будут IV,V,VI передачи. В качестве основной рабочей передачи может быть использована- V, а в качестве низшей резервной – IV. Показательно, что II передача (N_{кр max}) не может быть использована даже в качестве низшей резервной. (Трактор ДТ-75 имеет сравнительно низкую энергонасыщенность и перегиб кривой крюковой мощности на потенциальной характеристике сдвинут в зону низких рабочих скоростей движения).

При расчете имеют в виду, что трактор по силе тяги должен быть загружен не менее, чем на 79-90%. Рациональное значение коэффициента использования тяги:

(3.1)

Для сельскохозяйственных тракторов при работе на ровных участках приведены в [4. стр.58, табл.1.28].

Состав тягового прицепного агрегата определяют или по оптимальной или по предельной ширине захвата (1 вариант) или по максимальному числу машин в агрегате (2 вариант).

Чаще всего используют первый вариант.

Определяют оптимальную ширину захвата агрегата (В_оpt) на выбранной основной рабочей передаче трактора (см. табл.3.1)

(3.2)

где К_сц – удельное тяговое сопротивление сцепки, кН/м (К_сц = 0,8-0,1,2);

К_v1, K_v2, K_vn – удельное тяговое сопротивление машин, входящих в агрегат, с учетом принимаемой скорости движения агрегата, кН/м.

Удельное сопротивление машин при установленных скоростях движения приближенно определяют по формуле

К_v = K[1+ (V_р-V_о)], кН/м (3.3)

где V_р – скорость на выбранной основной рабочей передаче, равная V_рн;

V_о – скорость, на которой определены принимаемые по таблица удельные

тяговые сопротивления К и К_о; V₁ = 5 км/ч;

Δс – темп нарастания удельного тягового сопротивления, %.

Значения К и Δс приведены в [4. стр.27, табл. 1.7; стр. 29, табл. 1.9].

Найдя В_оpt, определяют оптимальное расчетное число машин (или корпусов плуга) в агрегате по формуле

(3.4)

Полученное значение округляют до большего или меньшего целого числа, получая при этом два варианта агрегатов. Для каждого из них определяют фронт сцепки:

В_сц=В(n_м-1), м (3.5)

По величине В_сц выбирают марку сцепки [4. стр. 33, табл. 1.13].

Определяют для обоих вариантов тяговое сопротивление агрегата R_а и коэффициент использования силы тяги трактора ξ_р

Rа = K_V1n_м1b_м1+…. + K_Vnn_мnb_мn + G_сцf_сц, кН (3.6)

где G_сц – вес сцепки, кН;

f_сц – коэффициент сопротивления качению [4. стр.30, табл. 1.10]. [4. стр.58, табл. 1.28]

ξ_р = , (3.7)

По найденным значениям R_а на тяговой характеристике находят значения рабочих скоростей движения V_р, а затем подсчитывают производительность агрегата за час чистой работы

ω₂ = 0, 1 n_м ВβV_p, га/ч или ω₂ = 0,1 В_рV_p, (3.8)

 

где В_р = n_мbβ – рабочая ширина захвата агрегата;

β – коэффициент использования ширины захвата агрегата [4. стр. 7, табл.1.1].

Для определения состава пахотного агрегата сначала определяют сопротивление одного плужного корпуса

R_кор = аВ_корК_оvβ, кН (3.9)

где а – глубина пахоты, м;

В_кор – ширина захвата плужного корпуса, м;

β – коэффициент использования ширины захвата, (β=1,05-1,10);

Число плужных корпусов в агрегате

(3.10)

Тяговое сопротивление плуга R_пл = а В_кор n_кор К_оv β, кН (3.11)

 

Для окончательного решения о составе рассчитываемого агрегата определяют, может ли трактор на низшей рабочей передаче (см. табл. 3.1) преодолеть имеющийся на участке наибольший угол подъема αmax, град (sin α_max = …….). Для этого подсчитывают синус угла подъема, который трактор преодолеет на низшей рабочей передаче за счет запаса силы тяги

Sinα = (3.12)

где G_м – вес одной машины, кН;

Если Sinα > Sinα_max, то трактор преодолеет подъем.

Для пахотного агрегата:

Sinα = (3.13)

где g_кор = - вес плуга, приходящийся на один плужной корпус, кН;

С – поправочный коэффициент, учитывающий вес почвы на корпусах плуга (в зависимости от глубины вспашки изменяется от 1,1 до 1,4; при h=0,22-0,25 м он равен примерно 1,2).

 

Расчет вылета маркера или следоуказателя или их сочетания производят по общеизвестным формулам (для односеялочных агрегатов считать вылет следоуказателя, для двухсеялочного – вылет маркера, для трехсеялочного и более – сочетание следоуказателей и маркеров).

Схему посевного агрегата вычерчивают на листе писчей бумаги формата 210х297, с нанесением основных размеров (габариты, фронт сцепки, расстояние между точками присоединения машин, длина выезда агрегата). Необходимые данные см. в [4. стр. 91, табл. 1.39].

Содержание технологической характеристики агрегата см. в [4. стр. 6].

Состав навесных тяговых агрегатов рассчитывают в такой же последовательности, что и прицепных, но тяговое сопротивление агрегата R_сн (кН) определяют с учетом передачи части веса машин и вес сцепки (навески) на движители трактора: (3.14)

где G _д – часть веса машины, воспринимаемого движителями трактора

 

R_сн = n_м R_м – n_м G_м λ _д f_м + G_сц f, (3.15)

 

f – [см. 4, стр. 21, табл. 1.8]

f_сц – [см. 4, стр. 30, табл. 10]

 

2. Расчет транспортного машинно-тракторного агрегата начинают с определения максимального суммарного веса прицепов с грузом G_{пр max}

G_{пр max} = , кН (3.16)

где f и f_пр – коэффициенты сопротивления качению трактора и прицепа [4,стр.30, табл.1.10;стр.71, табл.1.34];

а_тр, а_пр – коэффициенты повышения сопротивления движению трактора и прицепа при трогании с места [4, стр.72, табл.1.35];

 

Вес одного прицепа с грузом G_пр

G_пр = G_прх + Q_г, кН (3.17)

 

где G_пр – вес незагруженного прицепа (см. приложение 6);

Q_г – вес груза в прицепе, кН;

Q_г = (3.18)

где v- объем кузова, м

γ_м – плотность груза, кг/ м [4. стр. 165, табл. 3.1];

λ – коэффициент использования объема кузова;

Количество прицепов в тракторном поезде n_пр = . (3.19)

Возможность преодоления трактором на низшей передаче максимального угла подъема (αmax) определяют по уравнению

Р_крн ≥ G′_пр (f_пр а_пр + ) + G[f(a_тр-1)+ ], (3.20)

где ί – уклон, % (ί=tgα100,%);

G′_пр – суммарный вес груженых прицепов, кН;

После этого проверяют достаточность силы сцепления F_{c max} на низшей передаче, пользуясь неравенством

F_{c max} = G(f a_тр + ) ≥ G′_пр (f_пр а_пр + ). (3.21)

F_{c max} для тракторов, работающих с прицепами, находят по уравнениям, приведенным в задании №2, а работающих с полуприцепами – по уравнению

F_{c max} = (G_c + G_доп) μ, (3.22)

где l_пр – расстояние от прицепной серьги до вертикальной плоскости, проходящей через ось ведущих колес трактора, м;

G_доп – нагрузка от полуприцепа на прицепную серьгу трактора, кН (см. приложение 6);

3. Если в тяговых агрегатах номинальная касательная сила тяги трактора равна (задание №2) Р_кн = ,

то в тягово-приводных она меньше из-за передачи части мощности двигателя трактора через ВОМ на привод рабочих органов машины, включенных в агрегат

Р́_кн = ,

Как видно из формулы, Р_кн уменьшается на величину

Р_пр = Р_кн - Р́_кн = , кН; (3.23)

где N_вом - мощность, потребная на привод рабочих органов с.х. машины, кВт;

η_вом - к.п.д. ВОМ; η_вом = 0,95-0,98;

В общем случае N_вом = N_уд q + N_{вом xx} + N_{вом доп,}

где N_уд – удельная затрата мощности на технологический процесс,

(приложение №7) [1, 2, 3];

q – пропускная способность машины, кг/с;

q_д – пропускная способность, кг/с (приложение 7);

N_{вом xx} – затраты мощности на холостой ход машины, кВт;

N_{вом доп} – затраты мощности на привод вспомогательных агрегатов, кВт.

В расчетах часто используют среднее значение N_вом (приложение 7).

Выбор режима работы начинают с определения максимально допустимой скорости движения, обусловленной пропускной способностью q _д машины

, км/ч (3.24)

где В_р – рабочая ширина захвата машины;

g – урожайность убираемой с.х. культура, ц/га;

Затем выясняют интервал технологически допустимых рабочих скоростей (приложение 7).

Определяют приведенное тяговое сопротивление машины. Для машин, имеющих рабочие органы, перемещающиеся в земле (СН-4Б, ККУ-2А «Дружба» и т.п.), его определяют по формуле:

R_{a пр} = R_м + R_f + R_пр, кН (3.25)

а для остальных машин:

R_{a пр} = R_f + R_пр, кН (3.26)

где R_м – тяговое сопротивление рабочих органов машины, перемещающихся в земле, кН;

R_f – сопротивление перекатыванию, кН;

R_пр = Р_пр – дополнительное тяговое усилие, которое мог бы развить трактор за счет мощности, передаваемой через ВОМ, кН

R_м = а В_р К_о, (3.27)

где а – величина заглубления рабочих органов, м;

В_р – суммарная величина захватов рабочих органов, м;

К_о - удельное сопротивление почвы, кН/м ;

R_f = G_м f_м, (3.28)

где G_м - эксплуатационный вес машины, кН (В него входит и вес собираемого в бункеры, кузовы материала или распределяемого пополю);

f_м - коэффициент сопротивления качению;

R_пр = . (3.29)

Прежде чем подсчитать R_пр по приведенной формуле, определяют

 

Р`<sub>кр</sub> = Р`_кн – G *f. (3.30)

При подсчете Р`_кн передаточное число ί_т выбирают так, чтобы скорость движения агрегата не выходила за пределы технологически допустимой.

Если Р`_кр > (R_м + R_f), то R_пр подсчитывают по формуле

 

R_пр = , (3.31)

где n = n_н + (n_x – n_н) ,

Величину коэффициента использования силы тяги трактора определяют по формуле

, (3.32)

Коэффициент загрузки двигателя находят из соотношения

, (3.33)

где N_e = , кВт

 

η - коэффициент буксования;

δ – буксование, %. Определяют его по тяговой характеристике (при Р_кр=R_м + R_f)

V_р = . (3.34)

Полный к.п.д. трактора определяют по формуле

. (3.35)

Возможность преодоления трактором наибольшего угла подъема, имеющегося на участке, на низшей рабочей передаче, проверяют по известной формуле

sin α= . (3.36)

Более точная методика расчета некоторых тягово-приводных агрегатов приведена в [4, стр.63-70].

 

 

Контрольные вопросы к заданию № 3

 

1. Каким требованиям должен удовлетворять правильно составленный агрегат?

2. Как выбирается основная рабочая передача трактора?

3. Что называют удельным тяговым сопротивлением агрегата?

4. Как определить оптимальную ширину захвата агрегата и потребное количество машин для его составления?

5. Как определить удельное тяговое сопротивление плуга при различных скоростях?

6. Как определить фронт и тяговое сопротивление сцепки?

7. Что определяют фактический и оптимальный коэффициенты использования силы тяги?

8. Как определить тяговое сопротивление агрегата?

9. Как определить наибольший угол подъема, преодолеваемый трактором на низшей рабочей передаче?

10. Как определить производительность агрегата за один час чистого рабочего времени?

11. Как определяют приведенное тяговое сопротивление приводных машин?

12. Как определить полный и тяговый к.п.д. трактора при работе с приводной машиной?

 

ЗАДАНИЕ № 4.