Расчёт показателя технологической универсальности

ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УРОВНЯ МОБИЛЬНОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СРЕДСТВА

Исходные данные

 

Максимальное давление движателя на почву:

где q_k -среднее давление движателя на почву(кПа)

k₂ –коэффициент подольной неравномерности (k₂ =1,5)

F_К.П.-площадь контакта колеса с почвой

В-длина профиля колеса (520/70 RЗ8)

В = 52 ∙ 2,54 = 132,08 см = 1,32 м

d = 38 ∙ 2,54 = 96,52 cм = 0,96 м

l-длина отпечатка

(α = 10˚)

 

Расчет показателя производительности

 

Потенциальная производительность энергетического средства - это производительность с орудием такой ширины захвата, при которой его тяговое сопротивление равно номинальному расчетному тяговому усилию трактора, а скорость движения МТА максимальная при данной мощности двигателя, но не превышает скорости, установленной правилами агротехники.

Потенциальная производительность трактора как показатель удобна тем, что она исключает потери производительности, неизбежно возникающие в эксплуатации вследствие неправильного агрегатирования трактора с сельскохозяйственной машиной по силе тяги и мощности двигателя.

Выражение по определению потенциальной производительности представим в виде:

где - тяговый КПД трактора;

– коэффициент возможной загрузки двигателя, χ_Д= 0,9

τ_см – коэффициент использования времени смены;

k_N – коэффициент снижения мощности, k_N=0,8;

k_ор – коэффициент сопротивления орудия;

N_н.э – номинальная эффективная мощность, Nн.э=142,73 кН;

Тяговый КПД МЭС определим по выражению:

где – КПД трансмиссии, =0,89;

– КПД буксования, = 0,72;

– КПД силы сопротивления качению, = 0,8;

Коэффициент сопротивления орудия:

где – удельное сопротивление при скорости =2,5 м/с

k₀ – удельное тяговое сопротивление приходящееся на 1 кв.м сечения пласта (на вспашке k₀=50 кН/м²)

d – глубина обработки почвы (на вспашке 0,22 м)

– относительное приращение удельного сопротивления при увеличении скорости на 1 м/с, =0,04;

– действительная скорость движения трактора при номинальном тяговом усилии, =2,5 м/с;

Коэффициент использования времени смены:

где включает коэффициент времени смены, отражающий потери на подготовленные операции на агрегатирование агротехнического средства с с/х машинами, технологическое обслуживание агрегата, устранение неисправностей, проведение ЕТО, холостые переезды. ( = 0,31);

Потенциальная производительность МЭС будет равна:

 

ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УРОВНЯ МОБИЛЬНОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СРЕДСТВА

Исходные данные

 

Максимальное давление движателя на почву:

где q_k -среднее давление движателя на почву(кПа)

k₂ –коэффициент подольной неравномерности (k₂ =1,5)

F_К.П.-площадь контакта колеса с почвой

В-длина профиля колеса (520/70 RЗ8)

В = 52 ∙ 2,54 = 132,08 см = 1,32 м

d = 38 ∙ 2,54 = 96,52 cм = 0,96 м

l-длина отпечатка

(α = 10˚)

 

Расчёт показателя технологической универсальности

 

Под технологической универсальностью следует понимать способность энергетического средства эффективно выполнять в составе МТА наибольший набор с.-х. операций из общего количества. Можно выделить пять видов или групп различных работ, выполняемых агрегатами на основе мобильных энергетических средств.

Каждый из этих работ содержит большой и разнообразный перечень технологических операций, родственных между собой по назначению и близких по технологическим требованиям к параметрам МТА, предназначенным для их выполнения. Функциональная зависимость, отражающая эффективность использования энергетического средства на отдельных видах работ, имеет вид:

где αа, α_п, α_М.О, α_тр, α_уб- показатели эффективности использования мобильного энергетического средства соответственно в составе комбинированных агрегатов на почвообрабатывающих операциях, при междурядной обработке пропашных культур, на транспортных работах и уборочных работах, включая кормоуборочные операции.

Показатель α_а возможности эффективного использования мобильного энергетического средства в составе навесных комбинированных агрегатов.

Показатель α_а зависит от следующих параметров энергетического средства:

—наличие передней навесной системы;

—количество технологических пространств для подсоединения орудия:

—количество технологических пространств для размещения емкостей с технологическим материалом;

—грузоподъемность передней навесной системы;

—грузоподъемности задней навесной системы;

Если принять значимость каждого из перечисленных параметров одинаковой, то показатель возможности эффективного использования мобильного энергетического средства в составе навесных комбинированных агрегатов α_а, может быть выражен как среднеарифметическое значение от относительных значений параметров:

 

где Z_op=2 – количество технологических пространств для подсоединения орудий на оцениваемом тракторе;

Z_op.max=3 – максимальное количество технологических пространств для соединения орудий, осуществленное на современных энергетических средствах;

Z_ем=0 – количество технологических пространств на оцениваемом тракторе для размещения емкостей с технологическим материалом;

Z_ем.max=2 = максимальное количество емкостей с технологическим материалом, осуществленное на современных энергетических средствах;

m_п.н.с=24,0 кН – грузоподъемность передней навесной системы оцениваемою трактора;

m_з.н.с=30,0 кН – грузоподъемность задней навесной системы оцениваемою трактора;

m_тр.б=91,0 кН – эксплуатационная масса трактора с балластами;

Т_ВОМ – показатель наличия переднего ВОМ трактора, если трактор оснащен передним ВОМ –T_ВОМ= 1, если на тракторе отсутствует передний ВОМ -T_ВОМ= 0,5(принимаем T_ВОМ=1).

Показатель α_а возможности эффективного использования модульного

энергетического средства (МЭС) в составе навесных комбинированных агрегатов будет равен:

 

Показатель α_П – показатель возможности эффективного использования мобильного энергетического средства на почвообрабатывающих операциях:

где

Р_кр.н - номинальное тяговое усилие трактора, Р_кр.н=20 кН;

Р_кр.н.max – максимальное тяговое усилие трактора, Р_кр.н.max=30 кН;

Э_тр – энергонасыщенность трактора, Э_тр=1,4 кВт/кН;

Э_эт – эталонная энергонасыщенность, Э_эт= 1,5 кВт/кН;

m_тр – эксплуатационная масса трактора без балласта, m_тр=5200 кг;

m_бал – полная масса ТТМ, m_бал= 3900 кг;

В_зак – ширина трактора по внешним кромкам, В_зак=2250мм;

В’_зак=В_зак+ 2 * 165= 2580мм;

Показатель α_П возможности эффективного использования МЭС на почвообрабатывающих операциях будет равен:

Показатель α_мо – показатель возможности эффективною использования мобильного энергетического средства на междурядной обработке пропашных культур зависит от возможности регулирования ширины колеи - Т_Вк.

Другие параметры, влияющие на показатель α_мо учитываются обобщенным показателем агротехнических свойств.

где =620 мм – диапазон регулирования ширины колеи трактора;

=700 мм

Показатель α_мо возможности эффективного использования МЭС на междурядной обработке пропашных культур будет равен:

Показатель α_уб - показатель возможности эффективного использования мобильного энергетического средства на уборочных работах.

Таким образом, к числу параметров, по которым следует рассчитывать показатель α_уб относятся следующие:

N_e – эффективная мощность двигателя, N_e= 96 кВт;

N_e.max– максимальная мощность двигателя, N_e.max=141,96 кВт;

Т_трс – тип трансмиссии на привод передних колес, если на тракторе используется бесступенчатая автоматически регулируемая трансмиссия, то Т_трс=1; если на тракторе используется механическая ступенчатая трансмиссия, то Т_трс=0.5. (Принимаем Ттрс=0,5)

Показатель α_уб возможности эффективного использования МЭС на уборочных работах будет равен:

Показатель МЭС на транспортных α_тр работах будет равен:

где W_Г – номинальная часовая производительность МЭС на транспортных работах;

W_Г.max – максимальная часовая производительность МЭС на тракторных работах;

Показатель α_тр определяется номинальной часовой производительностью на транспортных работах:

Q_Г – грузоподъёмность тракторного прицепа, Q_Г=8т;

К_Г – коэффициент использования тракторного прицепа, К_Г=0,3…1

(Принимаем К_Г=1);

ν_тр – транспортная скорость трактора, ν_тр=42 км/ч;

τ_Г – коэффициент использования времени смены при движении с грузом, τ_Г=1;

Номинальная часовая производительность МЭС на транспортных работах будет равна:

Часовую производительность на транспортных работах трактора W_Г, сравним с максимально возможной часовой производительностью на транспортных работах W_Г.max:

Q_Г.max – максимально возможная грузоподъёмность тракторного прицепа (Принимаем 10т для универсально пропашных тракторов);

ν_тр.max= 60 км/ч – максимальная скорость трактора, которая является придельной для современных тракторов.

Тогда показатель МЭС на транспортных работах α_тр будет равен:

 

Значение показателей α_а, α_п, α_М.О, α_тр, α_уб и технологической универсальности У_Т МЭС (TERRION ATM 3180M), трактора-аналога (МТЗ 1221) представим в виде таблицы:

 

 

Таблица 3.1

	αа	αп	αМ.О	αтр	αуб	УТ
Трактор аналог МТЗ 1221	0,5	0,87	0,88	0,56	0,93	0,75
Трактор аналог TERRION 3180M	0,42	0,87	0,93	0,47	0,6	0,66
Разрабатываемый трактор без балласта	0,53	1,07	0,88	0,48	0,54	0,7
Разрабатываемый трактор с балластом	0,35	1,05	1,2	0,6	0,65	0,75
Разрабатываемый трактор с МЭС	0,36	1,15	1,25	0,5	0,7	0,79