double arrow

Баланс мощности машинно-тракторного агрегата

Балансом мощности МТА называется распределение эффективной мощности двигателя по отдельным видам сопротивлений. Для установившегося движения и с учётом работы движителя трактора в условиях достаточного сцепления он выражается уравнением

Nен – Nнсц – Nнз = Nе = Nкр + Nе вом+ Nf ± Nα +Nδ +Nт

где: Nнсц  – доля мощности двигателя, не реализуемая по условию сцепления, кВт;

Nнз – доля мощности двигателя, не реализуемая по условию загрузки, кВт;

Nе – эффективная мощность двигателя при данной нагрузке, кВт;

Nкр – мощность, затрачиваемая на преодоление тяговых сопротивлений агрегатируемых с трактором с.х. машин, или тяговая мощность, кВт;

Nе вом – мощность, затрачиваемая двигателем на привод механизмов, присоединённых к ВОМ с учётом потерь в приводе (тягово-приводные агрегаты).

Nf – потери мощности на самопередвижение трактора, кВт;

Nα  – потери мощности на преодоление подъёма, кВт;

Nδ  – потери мощности на буксование движителей, кВт;

Nт - потери мощности в трансмиссии, кВт.

Конечной целью применения баланса мощности в эксплуатационных расчётах является определение величины запаса мощности двигателя трактора, который расходуется на преодоление тягового сопротивления рабочих машин и привод их активных рабочих органов.

Баланс мощности не остается постоянным, он изменяется вследствие износа некоторых деталей и узлов, нарушения регулировок, перемены условий использования трактора. Для эффективной эксплуатации МТП необходимо знать закономерности изменения составляющих баланса мощности тракторов.

Мощность Nт, расходуется в трансмиссии на преодоление трения между зубьями шестерен и в подшипниках КПП, в главной и конечной передачах, между звездочкой и гусеничной лентой и в шарнирах ее ведущего участка. Она тем выше, чем ниже качество обработки шестерён, сильнее их износ и хуже смазка или регулировка зацепления. Количественное значение этой мощности можно определить по зависимости

Nт = Nе (1-ηмг), кВт

где ηмг  - КПД механической трансмиссии, с достаточной точностью для эксплуатационных расчётов можно определить по зависимости

ηмг = ηацил ηбкон ηдв,

где ηцил и ηкон  – соответственно КПД цилиндрической и конической пары шестерён;

а и б – соответственно число пар цилиндрических и конических шестерён, находящихся в зацеплении на данной передаче;

ηдв - КПД движителя.

Буксование происходит в тех случаях, когда ходовая часть трактора при перемещении по почве проскальзывает по ней из-за недостаточного сцепления или же частицы и слои почвы сдвигаются вместе с движителями в сторону, противоположную направлению движения.

Мощность Nδ, затрачиваемая на буксование, зависит от физико-механических свойств почвы, конструкции и состояния ведущего механизма ходовой части трактора, скорости движения, сцепного веса и нагрузки на его крюке. Она может быть определена

Nδ = Nен ηмг δ = Nен ηмг(1 -?δ), кВт,

где δ – буксование, %.

Мощность Nα, расходуемая на преодоление подъема, зависит от величины угла склона α, массы трактора Gтр и скорости движения Vр, т.е.

Nα = Gтр sinα Vр = Рα Vр, кВт

Мощность Nf, расходуемая на перекатывание трактора, зависит от его массы, конструкции ходовой части, типа и состояния почвы, величины уклона местности и скорости движения. Она включает потери на деформацию почвы с образованием колеи, учитываемые коэффициентом сопротивления передвижению (fтр) и определяется по зависимости:

Nf = Gтр fтр cosα Vр = Рf Vр, кВт

Мощность Nе вом, затрачиваемая двигателем на привод механизмов рабочих машин, определяется

Nе вом = Nвом + Nвом тр = Nвом вом,

где Nвом тр – потери мощности в приводе ВОМ, учитываемые к.п.д. ВОМ ηвом, равным 0,95.

Как уже отмечалось ранее, конечной целью применения баланса мощности в эксплуатационных расчётах является определение величины запаса мощности двигателя трактора, который расходуется на преодоление тягового сопротивления рабочих машин и привод их активных рабочих органов.

Величина запаса тяговой мощности Nкр и мощности на привод через ВОМ Nвом, может быть определена из уравнения баланса мощности

Nкр + Nе вом = Nе - (Nf± Nα +Nδ +Nт ), кВт

Или по тяговому усилию и скорости движения (м/с);

Nен

Nкр = Ркр Vр, кВт

N, кВт

График баланса мощности трактора

При построении графика по оси абсцисс строится в масштабе шкала Vр действительных рабочих скоростей движения трактора на заданных передачах одного фона поля. По оси ординат откладываются составляющие баланса мощности в одном масштабе. Шкала ординат разбивается от 0 до величины, равной Nен ·. Сверху от Nен откладывается пораздельно сумма N f,+N δ + N т соответственно каждой передаче.

В низшей части откладывается N α +(N нсц) соответственно каждой передаче.

Расчёт сопротивления навесных тяговых агрегатов при работе на горизонтальном участке и на продольном уклоне.

Сопротивление навесных многомашинных тяговых агрегатов при работе на горизонтальном участке определяется по формуле:

Rан = kнВnм+Gмnмλfтр+Gсцfсц, кН

где - kн = kо н[1+(Vр-Vо)ΔС/100] – удельное тяговое сопротивление навесной машины при рабочей скорости Vр;

kон – удельное тяговое сопротивление прицепной машины при скорости Vо, равной 5 км/ч, для навесных машин kо н=(0,8…0,85) kо;

В – конструктивная ширина захвата агрегата, м;

nм – количество машин в агрегате;

Gм – вес машины, кН;

λ – коэффициент, учитывающий величину догрузки ведущих колёс трактора при работе с навесными машинами;

fтр, fсц – соответственно коэффициенты сопротивления качению трактора и сцепки;

Gсц – вес сцепки, кН

Тяговое сопротивление навесных многомашинных тяговых агрегатов при работе на продольном уклоне определяется по формуле:

Rан = kнВnм + Gмnм(λfтр ± Sin?) + Gсц(fсц ± Sin?), кН

где? – угол уклона, град.

Расчёт сопротивления прицепных тяговых агрегатов при работе на горизонтальном участке и на продольном уклоне

Сопротивление прицепных многомашинных тяговых агрегатов при работе на горизонтальном участке определяется по формуле:

Rа = kВnм + Gсцfсц

где - k = kо[1 + (Vр - Vо)ΔС/100] – удельное тяговое сопротивление прицепной машины при рабочей скорости Vр;

kо – удельное тяговое сопротивление прицепной машины при скорости Vо, равной 5 км/ч;

В – конструктивная ширина захвата агрегата, м;

nм – количество машин в агрегате;

fсц – коэффициент сопротивления качению сцепки;

Gсц – вес сцепки, кН

Тяговое сопротивление прицепных многомашинных тяговых агрегатов при работе на продольном уклоне определяется по формуле:

Rа = kВnм + GмnмSin? + Gсц(fсц±Sin?)

где Gм – вес машины, кН;

? – угол уклона, град.

Расчёт режима работы самоходного зерноуборочного агрегата

Скоростной режим работы уборочных агрегатов ограничивается тремя факторами: агротехническими требованиями (качество работы), пропускной способностью основного рабочего органа и мощностью двигателя.

В связи с этим:

1. Сначала по справочным данным определяют агротехнически допустимую скорость движения зерноуборочног агрегата Vрагрmax.

2. Затем определяют максимально допустимую скорость движения агрегата (м/с) исходя из пропускной способности рабочего органа (молотилки):

где qд – допустимая пропускная способность машины, кг/с;

Н – биологическая урожайность культуры, т/га.

Биологическую урожайность культур определяют по формуле:

Н = h (1+δс),

где h – урожайность зерна, т/га;

δс – доля побочной продукции (соломы).

При этом рабочая скорость

, если и , если .

2. Проверяют возможность работы агрегата со скоростью при допустимой по мощности загрузке двигателя зерноуборочного комбайна. Необходимая эффективная мощность двигателя комбайна определяется:

,

где Rм = Gм (fмCos? + Sin?) – тяговое сопротивление самоходной машины, кН;

Gм = Gк + Gгр – эксплуатационный вес самоходной машины, кН;

fм – коэффициент сопротивления качению машины;

Nвом – мощность, передаваемая через ВОМ, кВт;

?мг ,?δ ,?рп ,?гп и?вом – к.п.д. соответственно механической трансмиссии, буксования, клиноременной передачи от ведущего шкива на валу двигателя, гидропривода и ВОМа.

При , агрегат должен работать на скорости не более . Если же , то необходимо определить максимально допустимую скорость движения по мощности двигателя:

Расчёт режима работы прицепного картофелеуборочного агрегата

Скоростной режим работы картофелеуборочных агрегатов ограничивается тремя факторами: агротехническими требованиями (качество работы), пропускной способностью основного рабочего органа и мощностью двигателя.

В связи с этим:

1. Сначала по справочным данным определяют агротехнически допустимую скорость движения данного агрегата Vрагрmax.

2. Затем определяют максимально допустимую скорость движения агрегата (м/с) исходя из пропускной способности сепарирующих рабочих органов комбайна:

,

где qд = (220-250) кг/с – допустимая подача вороха на рабочие органы комбайна;

kгр = 0,5 – коэффициент гребнистости поверхности поля;

а = (0,18-0,22) м – глубина хода лемехов комбайна;

β = 0,9 – коэф. использования конструктивной ширины захвата;

γв = (1400-1800) кг/м3 – плотность вороха.

При этом рабочая скорость:

, если и , если .

3. Проверяют возможность работы агрегата со скоростью при допустимой по мощности загрузке двигателя трактора.

,

где Rмпр = (k + gмSin?)B – тяговое сопротивление прицепного агрегата, кН;

При , агрегат должен работать на скорости не более . Если же , то необходимо определить максимально допустимую скорость движения по мощности двигателя:

.

4. По выбранному значению скорости Vр выбирается соответствующая передача.

Кинематические характеристики рабочего участка (рабочий участок, загон, делянка, поворотная полоса, контрольная линия, длина выезда агрегата).

Рабочий участок – это часть или всё поле севооборота, находящееся на массиве и отведённое для выполнения определённой с.х. работы одному или нескольким (при групповой работе) агрегатам. Рабочий участок характеризуется длиной Lуч  и ширин. Суч. Эти показатели являются исходными параметрами рабочего участка.

Кроме этого, к его кинематическим параметрам относятся:

1) - загон;

2) - делянка;

3) - поворотная полоса;

4) - контрольная линия.

Загон – часть рабочего участка, выделяемая для выполнения технологической операции в соответствии с принятым способом движения. Ширину его обозначают буквой С.

Делянка – отдельные части загона (полосы), которые агрегат проходит по однотипной схеме.

Поворотная полоса – часть загона, временно выделяемая для поворотов агрегата (как правили на холостом ходу). Ширину её обозначают буквой Е, причём она должна быть кратна Вр, т.е. Е=kВр.

Контрольная линия – линия (граница) между поворотной полосой и остальной частью загона, ориентируясь на которую включают и выключают рабочие органы с.х. машин.

Длина выезда агрегата (е) – это расстояние, на которое нужно передвинуть агрегат от контрольной линии на поворотной полосе до начала поворота, чтобы избежать огрехов или порчи растений.

Кинематические характеристики МТА (кинематические центр, длина и ширина агрегата, колея и продольная база трактора, центр и радиус поворота агрегата).

Для характеристики кинематики агрегата в эксплуатационных условиях введены некоторые условные понятия и обозначения.

Кинематический центр агрегата или просто центр агрегата (ц.а.) – это точка агрегата, относительно траектории которой рассматривают кинематику всех других его точек.

В качестве центра агрегата условно приняты:

- для агрегатов, составляемых на базе колёсных тракторов и самоходных машин с жёсткой рамой – проекция на плоскость движения середины задней ведущей оси;

- для агрегатов, составляемых на базе гусеничных тракторов и самоходных машин с гусеничным ходом – проекция на плоскость движения точки пересечения продольной оси трактора (самоходной машины) с вертикальной плоскостью, проведённую через середины опорных частей гусеницы;

- для агрегатов, составляемых на базе колёсных тракторов, оборудованных шарнирным остовом – проекция на плоскость движения центра шарнира.

Другими важными характеристиками агрегата, определяющими его кинематику, являются следующие.

Кинематическая длина агрегата (lа) – проекция на плоскость движения расстояния между ц.а. и линией расположения наиболее удалённого рабочего органа при прямо-линейном движении.

Кинематическая ширина агрегата (dк) – проекция на плоскость движения расстояния между продольной осью агрегата, проходящей через его центр, и наиболее удалённой от этой оси точкой агрегата, движущейся по полю. Поскольку кроме симметричных агрегатов есть и ассиметричные, то различают кинематическую ширину агрегата вправо dкпр и влево dкл.

Колея трактора (К) – это расстояние между серединами передних и задних колёс.

Продольная база (L) – это расстояние для колёсных агрегатов между осями передних и задних колёс трактора (самоходной машины), а для гусеничных – между осями катков, ограничивающих опорную поверхность гусеницы.

Центр поворота агрегата (ц.п.) – это точка, относительно которой в данный момент совершается поворот центра агрегата.

Радиус поворота агрегата (R0) – это расстояние между ц.а. и ц.п.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: