WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |

«АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО КАЗАХСКИЙ АГРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ С. СЕЙФУЛЛИНА Кафедра Технический сервис КОСТЮЧЕНКОВ Н.В., ПЛАКСИН А.М. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ...»

-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

КАЗАХСКИЙ АГРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ С. СЕЙФУЛЛИНА

Кафедра «Технический сервис»

КОСТЮЧЕНКОВ Н.В., ПЛАКСИН А.М.

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА

МОБИЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ

Астана

2010

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

КАЗАХСКИЙ АГРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. С. СЕЙФУЛЛИНА

Кафедра «Технический сервис»

КОСТЮЧЕНКОВ Н. В., ПЛАКСИН А.М.

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА

МОБИЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ

Под редакцией доктора технических наук, профессора А.М. Плаксина Рекомендовано Министерством образования и науки Республики Казахстан в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений по дисциплине «МАШИНОИСПОЛЬЗОВАНИЕ»

Астана ББК 40. К УДК 631. Эксплуатационные свойства мобильных агрегатов. Учебное пособие/ Костюченков Н. В., Плаксин А. М.; Под ред. А. М. Плаксина.- Астана: КАТУ им. С. Сейфуллина, 2010.- 204 с.

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА МОБИЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ

В учебном пособии освещены вопросы эксплуатационных свойств машинно-тракторных агрегатов, рассмотрены закономерности изменения показателей энергетических свойств, их связь с технико-экономическими показателями использования агрегатов. Приведены методики расчета энергозатрат, энергетической оценки агрегатов и технологий в растениеводстве.

Учебное пособие предназначено для студентов высших учебных заведений по специальностям 050806 - «Агроинженерия», 050120 «Профессиональное образование», 050724 – «Технологические машины и оборудование» дневной и заочной форм обучения по дисциплине «Машиноиспользование».

Данное учебное пособие может быть полезным магистрантам, аспирантам и преподавателям, изучающим и ведущим занятия по специальности, занимающимся курсовым и дипломным проектированием, а также при выполнении НИР.

Рецензенты:

Фоминых А.В. - докт. техн. наук, профессор КГСА им. Т.С. Мальцева г. Курган Абильжынулы Т. - докт. техн. наук, профнессор КАТУ им. С.Сейфуллина г. Астана Охотников Б. Л. - канд. техн. наук, профессор УрГСХА г. Екатеринбург Рассмотрено и рекомендовано к изданию Ученым Советом Казахского агротехнического университета им. С. Сейфуллина протокол № 11 от 25 июня 2009 г.

Рекомендовано Министерством образования и науки Республики Казахстан в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений по дисциплине «МАШИНОИСПОЛЬЗОВАНИЕ» № 389/03-3/30 от 05. 02. 2010 г.

ISBN АО «Казахский агротехнический университет имени С. Сейфуллина»

Костюченков Николай Васильевич, Плаксин Алексей Михайлович, 2010г.

ВВЕДЕНИЕ

Эффективность реализации механизированных процессов в растениеводстве определяется наличием ресурсного потенциала, его рациональным использованием. Основу ресурсов сельскохозяйственного производства составляют земельный фонд, трудовые и энергетические ресурсы. Последние являются основополагающими, так от их количественно-качественного состава и уровня использования зависит эффективность труда, продуктивность сельскохозяйственных угодий.

Внедрение в растениеводство энергосберегающих технологий предопределяет сокращение затрат энерегоресурсов на единицу выполненной работы и произведенной продукции. А так как энергетической основой механизированных процессов в растениеводстве являются мобильные машинно-тракторные агрегаты, то рациональность использования их энергетического потенциала в конечном итоге обуславливает величину энергозатрат при производстве продукции в растениеводстве.

Машинно-тракторные агрегаты являются энергетической основой механизированных процессов в растениеводстве. Знание энергетических свойств, закономерностей изменения показателей этих свойств при эксплуатации агрегатов в различных природно-климатических и организационно-экономических условиях, умение применять эти знания в практической деятельности инженера позволяют: комплектовать машинно-тракторный парк сельскохозяйственного предприятия машинами, адаптированными к зональным технологиям возделывания и уборки с.-х. культур; рассчитывать и формировать состав парка машин исходя из потенциальных энергетических показателей; планировать расход топлива на заданный объем полевых работ, определять причины его перерасхода и пути сокращения потерь при реализации механизированных процессов.

Таким образом, знание энергетики машинно-тракторных агрегатов, закономерностей изменения энергетических показателей при их эксплуатации, взаимосвязи энергетических свойств МТА и выходных параметров процессов производства продукции растениеводства является инженерной основой повышения эффективности с.-х. производства, в т.ч. по критерию энергосбережения.

Поэтому в данном пособии большое внимание уделено вопросам энергетики современных машинно-тракторных агрегатов.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности бакалавриата 050806 - «Агроинженерия», 050120 «Профессиональное образование», 050724 – «Технологические машины и оборудование»; оно может быть полезно магистрантам, аспирантам, преподавателям, инженерам сельскохозяйственного производства.

РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ

Механизированные процессы производства продукции

Глава 1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

1.1 Взаимосвязь составляющих механизированного процесса и Растениеводство и животноводство являются базовой отраслью агропромышленного комплекса страны, основным источником обеспечения населения продуктами питания, а перерабатывающей промышленности – соответствующими видами сырья. Уровень эффективности механизированных процессов является главным фактором, определяющим количественно-качественные показатели производства продукции растениеводства и удельные (на единицу продукции) затраты ресурсов – энергетических, трудовых и финансовых. При изучении взаимосвязи этих ресурсов установлено приоритетное, определяющее влияние энергетических ресурсов не только на трудоемкость и себестоимость продукции, но и в целом на конечные показатели сельскохозяйственного производства.

Такая значимость энергоресурсов обусловлена особенностью производственных процессов в растениеводстве, где предметом труда является живая природа – почва и растения. Их рассредоточенность в пространстве предопределяет мобильность средств труда (машинно-тракторных агрегатов), а свойственные живой природе закономерности биологического развития – агротехническую упорядоченность во времени, ограниченную продолжительность воздействия рабочих органов машин на почву и растения в соответствующих условиях. Соблюдение этого требования механизированного производства продукции растениеводства и высокое качество выполнения технологических операций являются важнейшим условием повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Мобильность машинно-тракторных агрегатов предопределяет большую величину энергозатрат на единицу выполненной работы и на весь объем механизированных работ по возделыванию и уборке сельскохозяйственных культур по сравнению со стационарными средствами механизации Отношение общих энергозатрат к количеству (с учетом качества) продукции растениеводства и будет конечным показателем, по которому оценивается эффективность реализации механизированных технологий с точки зрения энергосбережения при производстве сельскохозяйственной продукции. Поэтому под энергосберегающими технологиями производства продукции растениеводства следует понимать не уменьшение общего количества энергозатрат на возделывание и уборку сельскохозяйственных культур, а возможный и экономически целесообразный минимум энергозатрат на единицу продукции.

Главная задача изучения энергетики механизированных процессов, машинно-тракторных агрегатов при взаимодействии с обрабатываемой средой – раскрытие взаимосвязи энергозатрат и количественно-качественных показателей производства продукции растениеводства в конкретных природноклиматических условиях. Это агроинженерный фактор энергосберегающих технологий.

Знание закономерностей изменения энергозатрат при работе машиннотракторных агрегатов в зависимости от их состава и технологического назначения, режимов использования и физических процессов воздействия рабочих органов машин на почву, растения является аспектом инженерной деятельности.

Решение первой задачи позволяет проектировать механизированные процессы, определять состав комплексов и в целом машинно-тракторного парка при производстве продукции растениеводства на основе использования энергетически эффективных машинно-тракторных агрегатов. А это возможно только при четком представлении взаимосвязи параметров энергетического средства с энерготехнологическими параметрами рабочей машины.

Механизированный процесс есть совокупность трех основных составляющих: предмета труда (почва, растения, материалы и др.), средств труда (тракторы, рабочие машины, агрегаты в целом, удобрения и др.), непосредственно живого труда (механизаторы, ремонтно-обслуживающие рабочие, вспомогательный персонал и др.).

Уровень развития сельскохозяйственного производства, в частности отрасли растениеводства, определяется эффективностью функционирования механизированных процессов. Главной целью их реализации является получение продукции необходимого количества и качества при одновременном минимально возможном уровне затрат овеществленного и живого труда и как следствие – получение прибыли. Главным показателем эффективности механизированных процессов является производительность общественного труда:

где П, А – производительность общественного труда, необходимая и плановая соответственно, ед.пр./чел.-ч; Qпр, Кпр – количество и качество продукции; Тж, То – затраты живого и овеществленного труда соответственно, чел.-ч.

При заданном объеме механизированных работ ресурс труда Рк определяется количеством основных и вспомогательных рабочих (рисунок 1.1). Технико-технологический ресурс Ртт (средства производства) обуславливается количеством МТА, их потенциалом и технологической способностью. Ресурс предмета труда какого-либо производственного процесса возделывания или уборки сельскохозяйственных культур зависит от биологического потенциала сельскохозяйственной культуры Бп и природно-климатических условий Рпк.

От взаимодействия трудового и технико-технологического ресурсов механизированного процесса зависит фактические сроки проведения технологических операций, их качество. Результатом механизированного процесса в растениеводстве являются количество продукции определенного качества, затраты денежных средств, живого труда, а также энергетические затраты. Используя эти показатели, можно определить основной показатель эффективности реализации механизированных процессов – прибыль.





Исследование аналитической связи показателей эффективности механизированного процесса с его составляющими показывает следующее. На первом этапе механизации производственных процессов в растениеводстве (1930- гг.)даже относительно малое количество МТА позволяло резко сокращать затраты живого труда, что при неизменной урожайности сельскохозяйственных культур (то есть без роста количества продукции), значимо увеличивало производительность труда. Однако в дальнейшем (условно второй этап 1960- гг.) количественный и качественный рост технико-технологического ресурса (без существенного роста объемов продукции) не приводит уже к пропорциональному сокращению затрат живого труда. Соответственно замедляются темпы прироста производительности труда. Очевидно, что эффективность экстенсивного (за счет количественного роста технико-технологического потенциала) пути ее увеличения была в основном исчерпана и потребовался переход к интенсивно-экстенсивному пути. Его особенность заключается в том, что прироста объемов продукции растениеводства добиваются в основном за счет более полного использования биологического и природно-климатического ресурсов, то есть не столько количественным и качественным увеличением средств механизации, сколько повышением урожайности сельскохозяйственных культур.

Рисунок 1.1 – Схема взаимосвязи параметров механизированного процесса с показателями его эффективности: П – производительность общественного труда; Сi, Тi, Эi – затраты денежных средств, труда, энергии; Fi, Пi – площадь возделывания культуры и количество операций технологии; Ni, Nj – количество рабочих j-й квалификации, i-х агрегатов соответственно; Wаi – потенциальная производительность МТА; Рк, Ртт, Рп-к – ресурсы трудовые, техникотехнологические, природно-климатические соответственно Переход к третьему этапу развития механизированных производственных процессов в растениеводстве (этапу интенсификации) потребует существенного, принципиального изменения их количественно-качественных параметров и показателей реализации.

Выходные показатели механизированных процессов определяются не только, а нередко не столько содержанием их составляющих и внешних воздействий, сколько их внутренней взаимосвязью и закономерностями изменения.

Если фактические результаты процесса отличаются от нормативных в худшую сторону, то причиной могут быть:

1) несоответствие содержания составляющих процесса цели, ограничения и условия его реализации;

2) непознанность сущности, внутренней и внешней, взаимосвязи составляющих механизированного процесса;

3) несоответствие внутреннего содержания процессов управления, и обеспечения работоспособности МТА составляющим механизированного процесса, цели и показателям эффективности его реализации;

4) существенное изменение погодных условий, что нередко бывает при проведении механизированных процессов в зоне рискованного земледелия.

1.2 Влияние продолжительности и качества выполнения технологических операций на урожайность сельскохозяйственных культур При выборе сроков проведения работ в земледелии человек должен обязательно учитывать закономерности живой природы, которая устанавливает время начала и окончания каждой технологической операции, то есть ее продолжительность. Количество и качество урожая в огромной степени зависят от того, будет ли начата или закончена та или иная операция в определенный, агротехнически оптимальный срок.

Безусловно, на урожайность сельскохозяйственных культур влияет множество факторов технико-технологического, организационного, экономико-социального плана, но главными являются сроки (начало и продолжительность) и качество технологических операций.

Изменение сбора продукции U с единицы площади в зависимости от календарного срока выполнения работы Др для большинства технологических операций имеет характер кривых высшего порядка с выраженным максимумом, соответствующим оптимальному сроку. Для некоторых процессов характерны наклонные кривые (в отдельных случаях прямые), не имеющие выраженной точки перегиба. Однако во всех случаях, чем меньше срок выполнения операции, тем выше сбор продукции (рисунок 1.2).

Выпуклые кривые, полученные экспериментальным путем, отражают влияние сроков посева и уборки зерновых на урожайность. Прямая с отрицательным значением углового коэффициента характерна для вспашки, культивации, лущения стерни. Прямая с положительным значением углового коэффициента характерна для процессов уборки корнеплодов.

На основе многочисленных данных агротехнических учреждений установлены аналитические связи между продолжительностью работ и урожайностью, в частности коэффициенты учета потерь урожая Кu. Его значения находятся в пределах 0,0005…0,0009 для операций посева и 0,0009...0,001 - для уборочного процесса.

Многочисленные данные, характеризующие влияние сроков проведения полевых работ на урожайность в различных зонах страны, подтверждают приведенные закономерности. Так, во многих районах страны сроки выполнения сельскохозяйственных работ превышают оптимальные в два-три раза, низко качество их проведения. В результате недобор зерна ежегодно составляет 15… млнт, картофеля и корнеплодов – 30…50%.

Если уборка зерновых культур в течение первых пяти суток от начала полной спелости проходит без значительных потерь, то уборка после 10 суток ведет к потерям 18…20% урожая, а в более поздние сроки (через 15...20 суток) потери, составляют треть урожая. Величина потерь зависит также от уровня урожайности. Например на 12-й день уборки, при урожае 20 ц/га потери составили 10%, при урожае 32,7 ц/га - 17,5%. Задержка с обмолотом валков резко ухудшает качество зерна, снижая показатели всех его признаков: массы зерен, клейковины, белка, стекловидности. Нарушения сроков уборки стали одной из основных причин снижения качества зерна в зонах рискованного земледелия - на Урале, в Сибири, на Алтае.

Рисунок 1.2 – Изменение урожайности сельскохозяйственных культур в зависимости от сроков проведения технологической операции По рекомендациям научных учреждений вспашку зяби необходимо проводить за 12 суток, фактически же она продолжается в среднем 25...40 суток.

Это приводит к недобору урожая 2...3 ц/га. Сев зерновых продолжается 7... суток вместо 3...5 по оптимальным срокам, что снижает урожайность на 3... ц/га. По данным Уфимской опытной станции, урожай яровой пшеницы, посеянной по зяби, поднятой 10 сентября, составил 26 ц/га, по зяби, поднятой 10 октября - 15,6 ц/га. Посев через 10 суток после оптимального срока обусловил недобор урожая на 25...30%, через 20 суток – примерно 50%. Таким образом, для районов недостаточного увлажнения выполнение работ в оптимальные сроки имеет особое значение.

Одним из важнейших факторов, способствующих повышению урожайности сельскохозяйственных культур, при сложившихся технологии и агроприемах по улучшению плодородия почвы, является качество выполнения полевых операций.

Специальные опыты показали прямую связь между качеством механизированных работ и конечными результатами производства - количеством и себестоимостью продукции. Низкое качество выполнения технологических операций приводит к снижению урожайности зерновых культур до 39%.

Снижение качества предпосевной обработки почвы и посева уменьшает количество взошедших растений в 2,0...2,5 раза. Неудовлетворительное качество совокупности технологических операций (пахоты, культивации, боронования) снижает урожайность зерновых до 40%. Нарушения требований агротехники на посеве и посадке различных культур вызывают еще большие потери урожая.

Характер влияния качества выполнения операций на затраты средств при возделывании сельскохозяйственных культур и потери в денежном выражении, к которым относится недобор урожая, показан на рисунке 1.3, где для наглядности выделены зоны А и Б. В зоне А превалируют потери, в зоне Б – затраты на производство работ при заданном качестве. В настоящее время характер производственных процессов в растениеводстве относится к зоне А.

Рисунок 1.3 – Связь затрат и потерь средств с качеством выполнения технологических операций: 1 – потери, 2 – затраты Требования к качеству операций формируются в виде технологических показателей, представляющих собой обязательные нормативы качества. По многочисленным замерам, несоблюдение агротребований по отдельным операциям составляет от 20...30 и более %. В целом же выше 50% механизированных операций в растениеводстве выполняется с отклонениями от агротехнических требований.

Показатели продолжительности и качества выполнения технологических операций в растениеводстве в значительной мере зависят от уровня использования энергетических свойств МТА, их технико-экономических показателей и технологической работоспособности.

1.3 Энерготехническая оснащенность сельскохозяйственного производства Для выявления взаимосвязи уровня энерготехнической оснащенности сельскохозяйственных предприятий, энерговооруженности труда и производства сельхозпродукции в России, Казахстане и некоторых зарубежных странах рассмотрим статистические данные.

Известно, что энергообеспеченность на 100 га пашни составляет: в США и Великобритании (начало XXI века) 405 кВт, во Франции – 364; в России примерно 180 кВт.

Энерговооруженность одного работника, занятого в сельском хозяйстве, составляет: в США – 105, Великобритании – 40, во Франции – 45 кВт. В России энерговооруженность в настоящее время составляет около 20 кВт.

На 1000 га пашни приходится тракторов в США 35, Великобритании – 86, во Франции – 85. В России в конце 80-х в среднем на 1000 га пашни приходилось 10 единиц, что даже тогда было вдвое ниже минимальной нормы. Интенсивное снижение количество техники в течение последних 15 лет, при коэффициенте обновления основными машинами 0,6…1,5% в год, привело к сокращению парка машин в 2…3 раза (рисунок 1.4).

Зерноуборочных комбайнов на 1000 га посевов имелось: в США – 16, во Франции – 19, Великобритании – 13, в России и Казахстане около четырех.

В России средняя нагрузка на трактор составляет 120 га, на зерноуборочный комбайн – 400 га; в США соответственно 30 и 80 га, Англии – 13 и 65, во Франции 12 и 63, Германии – 8 и 67 га. При этом нужно иметь в виду, что мощность единичная и уровень безотказности этих машин в России в большинстве случаев в 2,0…2,5 раза ниже, чем за рубежом.

Проведение сельскохозяйственных работ не только в лучшие, но даже в относительно подходящие агротехнические сроки стало невозможным. По этим причинам Россия теряет не менее 30% потенциально возможного урожая сельскохозяйственных культур. А это лишь по зерну составляет не менее 120 млрд рублей.

Расчет (прогноз) потребного парка, проведенный на основе оптимизированных данных по растениеводческим подразделениям модельных хозяйств (ВИМ) показал следующее. Для эффективного использования 130 млн га пашни Россия должна располагать парком 2600 тыс. тракторов, из которых 150 тыс.

шт. требуется для обслуживания животноводства и 2450 тыс. шт. для растениеводства (включая 873 тыс. для фермерских хозяйств и 150 тыс. шт. для МТС). В России 600 тыс. фермерских хозяйств; средний размер пашни 59 га (общая площадь пашни 35 млн га). Их потребность в тракторах должна быть скорректирована с учетом уточненной оценки перспектив развития фермерского сектора.

Однако фактически структура парка тракторов далеко не соответствует оптимальной (рисунок 1.5). Наличный парк обеспечивает потребности сельского хозяйства по различным моделям от 12,8 (универсальные тракторы 0,6) до 54% (колесные общего назначения кл. 3) при средней обеспеченности 31,8 %.

Удельные показатели тракторооснащенности по крупным хозяйствам сегодня в 2,5 раза, по фермерским в 1,7 раза ниже требуемых. Поэтому многие технологические операции выполняются по упрощенным технологиям с нарушением агротребований, с высокими энергетическими, трудовыми и финансовыми затратами.

Парк практически не пополняется высокопроизводительными гусеничными тракторами типа ДТ-175С и Т-150. Именно эти тракторы являются основными при выполнении весенних полевых работ, как обеспечивающие в составе полевых МТА агротехническое качество операций и сохраняющих близкие к естественному состоянию показатели и характеристики почв. В последующем предопределяет это сохранение плодородия почвы и повышение урожайности сельскохозяйственных культур (таблица 1.1).

Таблица 1.1 – Изменение урожая зерновых и кормовых культур при использовании в посевном агрегате различных тракторов Показатель 150УВ Давление на почву, кПа Урожайность, Недостаточное количество тракторов (по причине отсутствия финансовых средств у товаропроизводителей сельскохозяйственной продукции) предопределило их эксплуатацию сверх амортизационного срока (из них 70% МТЗ 80/82 и ДТ-75). Практически более 80 % парка составляют базовые модели с возрастом 15 и более лет (рисунок 1.5).

Рисунок 1.5 – Структура парка сельскохозяйственных тракторов Снижение количественного состава тракторного парка корреспондируется с уменьшением площади пашни со сдвигом 4-5 лет (рисунок 1.6). Таким образом, темп сокращения пахотного клина уже задан пять лет назад и в ближайшее время может составить 8…10 млн га в год.

Прослеживается еще одна закономерность (рисунок 1.7): превалирующее снижение численности тракторного парка в регионах с наиболее продуктивной пашней.

Рисунок 1.6 – Относительное изменение в количественном составе тракторного парка Т и площади пашни П Рисунок 1.7 – Взаимосвязь обеспеченности регионов тракторами и продуктивности пашни Мало того что происходит количественное уменьшение парка мобильных машин, к тому же вновь поставляемая техника имеет существенные технические недостатки. Тракторы, самоходные машины отстают от лучших моделей мирового уровня по таким важнейшим показателям, как расход топлива и масла, комфортность труда, экологичность, уровень автоматизации, надежность, применение информационных устройств, стабильность показателей по мощности и удельному расходу топлива. Например, у трактора К-744 масло в двигателе нужно заменять при каждом ТО-1, т.е через 125 мото-ч. Такого низкого показателя периодичности замены масла не было и нет даже у большинства отечественных тракторов (периодичность замены масла через 240 и более мото-ч.), не говоря о лучших зарубежных образцах.

У росийских лучших моделей наработка на отказ составляет 200 моточасов, то машин таких фирм, как John Deere и Case, она достигает 600 – 700 мото-часов и выше. А безотказность зарубежных зерноуборочных комбайнов в раз и более выше по сравнению с безотказностью отечественных машин.

У большинства отечественных тракторов как общего назначения, так и универсально-пропашных допустимые нормы воздействия на почву превышены в полтора – три раза. Отмеченные низкие экологические показатели приводят к снижению эффективного и потенциального плодородия почв и потере 15…20% урожая, снижению экологических качеств продукции.

В результате ухудшения экономического положения сельскохозяйственных предприятий количество машин в них, по разным оценкам, сократилось на 25…35%. Наличие техники составляет менее 50% минимальной потребности.

Большинство машин эксплуатируются за пределами сроков амортизации, и показатели их надежности очень низки. До 30% оставшихся в хозяйствах тракторов и 40% зерноуборочных комбайнов простаивают из-за технических неисправностей в напряженные циклы проведения полевых работ.

За период реформ из-за спада энерготехнической оснащенности села практически прекратилось прогрессивное развитие производственных процессов в растениеводстве и животноводстве. В результате производительность общественного труда в отрасли ниже в 8…10 раз, энергозатратность продукции выше в 4…5 раз, трудозатратность выше в 10…12 раз, чем в странах с индустриально развитым хозяйством.

1.4 Использование энергоресурсов в сельском хозяйстве Энергоемкость российского валового внутреннего продукта в 10 раз выше японского. Потери энергии в России составляют до 40% всего потребления, или 400 млн т условного топлива в год. Это сравнимо с объемом всей экспортируемой из России нефти или выработкой 100 крупных ТЭЦ.

В аграрном секторе расходуется около 3,5% энергии мирового потребления. В зависимости от величины аграрного сектора эта доля изменятся от 3 до 6%. Расход энергии на единицу земель с.-х. назначения зависит от уровня механизации, площадей, занятых под пахотными землями и многолетними культурами, интенсивности с.-х. производства, а также окружающей среды (климата, почвы и др.). Например, интенсивные системы и большая доля пахотных земель и земель, занятых под постоянными культурами, в Японии привели к большим расходам энергии на 100 га земель с.-х. назначения. Но за счет высокой урожайности культур расход энергии на единицу произведенной продукции минимален (таблица 1.2).

Особенности использования топливно-энергетических ресурсов в сельском хозяйстве обусловлены сезонным характером и территориальной рассредоточенностью производства, преобладанием мобильных процессов, что вызывает необходимость высокой энергообеспеченности производства с целью оптимизации сроков и условий выполнения технологических процессов.

Таблица 1.2 – Расход энергии в сельском хозяйстве и ее цены (размер хозяйства превышает 100 га с.-х. угодий): Канада, США, Австралия, Новая Зеландия, Южная Африка Страны индустриальные с малыми фермами:

ная Европа Анализ распределения затрат энергии по отраслям сельхозпроизводства показывает, что свыше 55 % топливно-энергетических ресурсов (в том числе 72% моторного топлива) используется в растениеводстве. По расчетам специалистов, в каждой тонне зерна воплощен расход 34 кг дизельного топлива, в тонне картофеля – 20 кг, зеленой массы однолетних трав – 4 кг. Доля энергозатрат в себестоимости с.-х. продукции возросла с 3…8 до 10…20%, а по некоторым видам – до 30…50% и более (продукция тепличных хозяйств и птицефабрик).

Вместе с тем в сельскохозяйственном производстве имеются значительные резервы сокращения затрат за счет совершенствования технологий и рационального использования энергетического потенциала МТА, экономии топлива и финансовых затрат на его потребление.

На один процент прироста валовой продукции земледелия сегодня затрачивается 3…4% энергоресурсов, следовательно, характер их потребления остатется высокозатратным. Повышение производства продукции сельского хозяйства до необходимых объемов требует увеличения потребления энергоресурсов в 2,0…2,5 раза. Несбалансированная материально-энергетическая основа сегодняшнего сельскохозяйственного производства не может обеспечить достаточный уровень интенсивности и темпов приращения продукции.

Увеличение производства сельскохозяйственной продукции в условиях ограниченного обеспечения нефтепродуктами возможно только при удовлетворении возрастающей потребности в топливе (на 75…80 %), в том числе путем его экономии, что позволит сократить энергозатратность конечной продукции в 1.4 раза.

Следует обратить особое внимание на недостатки использования энергетических средств мобильных агрегатов в растениеводстве. Исследованиями установлено, что средняя загрузка двигателя трактора типа МТЗ-80 не превышает 60% при средней скорости 7.7 км/ч, а загрузка двигателей трактора К-701 в составе пахотного агрегата – 50%, что ведет в конечном счете к перерасходу топлива до 3000 кг/год на каждый трактор. Учитывая перспективы технического переоснащения МТП в сельском хозяйстве машинами (тракторы, комбайны) с повышенной единичной мощностью двигателей, можно сказать, что более актуальным становится вопрос рационального комплектования и выбора режимов использования МТА.

Глава 2 КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ, МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ

2.1 Классификация производственных процессов Использование машин в сельском хозяйстве обусловлено рядом особенностей:

а) предметом труда в растениеводстве являются почва, растения, что предопределяет рассредоточенность МТА на значительной земельной площади (в пространстве); выполнение технологических операций мобильными агрегатами;

б) процессы сельскохозяйственного производства по времени не могут распределяться произвольно, они должны выполняться в строго определенные, оптимальные агротехнические сроки, зависящие от времени года и почвенноклиматических условий, места расположения сельскохозяйственного предприятия, биологических особенностей возделываемых культур;

в) процессы почвообработки, посева, ухода за растениями, уборки с.-х.

культур тесно связаны с живой средой и организмами, состояние которых во времени не остается постоянным, а непрерывно изменяется, подчиняясь биологическим закономерностям развития. В этом сельское хозяйство существенно отличается от других видов производства, при которых объектом воздействия машин является неживая природа.

Сельскохозяйственное производство характеризуется многообразием процессов и операций.

Производственный процесс - последовательная смена взаимосвязанных производственных операций, посредством выполнения которых исходный предмет труда переходит в иное, конечное или промежуточное, качественное состояние.

Все производственные процессы можно разделить на подвижные и стационарные Подвижные процессы характеризуются перемещением МТА по полю; к ним относятся: полезащитные мероприятия; обработка почвы; посев-посадка;

уход за растениями; уборка урожая; транспортный процесс.

Стационарные процессы выполняются в заранее отведенных местах: на токах, у силосных траншей, в помещениях и т.д.

В зависимости от затрачиваемой энергии и технического уровня применяемых средств производства различают механизированные (с использованием механических двигателей), электрифицированные и автоматизированные процессы и операции.

Производственная операция – часть производственного процесса. Под нею понимается определенный способ и технические средства, которыми выполняется то или иное воздействие на обрабатываемый предмет (например, вспашка, боронование, транспортировка семян).

Производственные операции подразделяются на три технологические, транспортные и вспомогательные.

Технологические производственные операции являются основными, они тесно связаны с изменением качественного состояния обрабатываемого материала.

Транспортные операции взаимосвязаны с технологическими производственными операциями; как правило, это перемещение материала без изменения его состояния.

Вспомогательные операции сопутствуют или предшествуют технологическим, транспортным операциям (подготовка полей, техническое обслуживание машин, погрузочно-разгрузочные работы, заправка сеялок семенами и др.).

Перспективной целью технического оснащения сельского хозяйства является всесторонняя механизация процессов производства продукции.

Первым этапом всесторонней механизации является комплексная механизация, при которой основные производственные процессы по возделыванию и уборке данной культуры, транспортные и вспомогательные операции выполняются с начала и до конца производственного цикла в определенной последовательности, технологически связанными машинами и механизмами.

Всесторонняя механизация представляет собой наиболее высокий этап развития механизации, при котором комплексная механизация охватывает возделывание всех культур, все отрасли сельскохозяйственного производства.

2.2 Энергетические средства растениеводства Энергетические средства с.-х. производства подразделяются на подвижные, ограниченно-подвижные и стационарные.

К подвижным энергетическим средствам относятся тракторы, самоходные шасси, самоходные моторизованные машины (мотокультиваторы, комбайны), автомобили, живая тягловая сила (лошади, волы и др.).

Ограниченно-подвижными средствами являются канатно-тракторные и электротракторные системы тяги.

Стационарными средствами служат разного рода электрические и тепловые установки и двигатели, а также ветряные и гидравлические двигатели.

При всем разнообразии используемых энергетических средств основной энергетики сельского хозяйства остаются тракторы и самоходные шасси.

Современные с.-х. тракторы подразделяются на машины общего назначения, универсально-пропашные, садово-огородные и специального назначения.

Тракторы общего назначения применяются на вспашке, культивации, бороновании, посеве, уборке и лущении.

Универсально-пропашные средней и малой мощности с высоко расположенной рамой предназначены в основном для междурядной обработки пропашных культур, выполнения транспортных операций.

Стационарные двигатели и установки различают по типу используемого топлива: бензиновые, керосиновые, дизельные и работающие на других видах топлива, жидкого и твердого (двигатели, котлы, теплогенераторы, агрегаты для приготовления травяной муки и т.д.).

Материально-технической основой комплексной механизации является система машин.

Система машин – это совокупность (комплексный набор) взаимоувязанных по технологическому процессу и производительности разнородных машин, обеспечивающих всестороннюю (комплексную) механизацию всех производственных процессов единого завершенного технологического цикла производства.

В связи с разнообразием технологических требований и естественных производственных условий различают следующие составляющие общей системы машин:

- комплексы (наборы) машин для возделывания отдельных сельскохозяйственных культур;

- частичные системы машин, механизирующие какой-либо производственный процесс (уборку зерновых, картофеля, обработку почвы);

- системы машин для комплексной механизации отрасли сельскохозяйственного производства (полеводства, садоводства, животноводства);

- зональные системы машин для комплексной механизации производственных процессов в данной сельскохозяйственной зоне.

Система машин должна обеспечивать: строгое соблюдение технологии;

выполнение всех работ в лучшие агротехнические сроки с наименьшими затратами труда и средств; улучшение условий труда; увязка машин и орудий системы между собой и с энергетическими средствами (тракторами или самоходными шасси) по производительности, габаритам и другим показателям; возможности эффективной механизации всех работ в хозяйствах с различными природнопроизводственными условиями.

Новая техника для сельского хозяйства нашей страны создается на основе проектов перспективных систем машин, с участием исследовательских институтов, специалистов сельскохозяйственных предприятий, что позволяет учесть требования к машинам во всех зонах.

Система машин для сельскохозяйственного производства непрерывно совершенствуется на основе достижения науки, техники и передового опыта.

Важнейшие направления совершенствования системы машин сводятся к следующему:

- комбинирование машин в одном агрегате с целью одновременного выполнения технологически-разнородных работ;

- универсализация машин – цель сократить число машин в системе;

- увеличение мощности машин и агрегатов с целью повышения производительности труда благодаря более высокой его энерговооруженности;

- уменьшение числа рабочих, обслуживающих агрегат (применение навесной системы агрегатирования, гидравлического и автоматического управления механизмами агрегата);

- замена отдельных частей систем машин на качественно новые (например, внедрение химических способов борьбы с помощью гербицидов);

- качественное совершенствование отдельных типов машин, их рабочих органов, структуры системы в целом (повышение надежности, экономичности).

Механизированные процессы в сельскохозяйственном производстве выполняются машинными агрегатами. Каждый машинный агрегат представляет собой сочетание энергетической части (одного или нескольких двигателей), передаточного механизма (силовой передачи, преобразователя одного вида энергии в другой) и рабочих машин.

Понятие «машинно-тракторный агрегат» происходит от слова traction – тянуть, перемещать, а не от слова «трактор», который не обязателен в составе каждого агрегата (например, агрегат: комбайн – измельчитель соломы – транспортный прицеп для ее сбора).

Сельскохозяйственные агрегаты классифицируют по основным эксплуатационным признакам следующим образом:

1) по способу производства работ – мобильные и стационарные;

2) по виду источника энергии (двигателя) – с тепловым двигателем (механические ) и с электрическим двигателем (электрифицированные);

3) по составу рабочих машин и числу одновременно выполняемых сельскохозяйственных работ – одномашинные, комплексные, комбайновые и универсальные;

4) по числу машин в агрегате – одно -и многомашинные;

5) по расположению машин в агрегате относительно продольной оси агрегата – симметричные и асимметричные;

6) по способу соединения рабочих машин с источником (преобразователем) энергии – прицепные, полунавесные, навесные;

7) по способу привода рабочих органов машины – с приводом от двигателя трактора (самоходное шасси, от ВОМ), от опорно-ходовых колес машин, от собственного двигателя (мотокультиваторы);

8) по расположению рабочих машин в агрегате относительно тяговой машины и водителя - с передним, задним, боковым и смешанным расположением;

9) по виду выполняемых сельскохозяйственных работ – пахотные, посевные (посадочные), транспортные и т.д.;

10) самоходные агрегаты – энергетическая часть, передаточное устройство и рабочая машина конструктивно объединены в одно целое.

Эксплуатационные свойства (или характеристики) агрегатов складываются из свойств рабочих (сельскохозяйственных) машин, свойств энергетической части агрегатов (тракторов, самоходных шасси, двигателей самоходных агрегатов) и свойств, обусловленных сочетанием машин (сцепка, вспомогательное устройство и т.д).

По эксплуатационным свойствам различают агротехнологические, энергетические, технико-экономические, технические, маневровые, эргономические агрегаты.

Агротехнологические свойства агрегатов обеспечивают выполнение технологической операции. К ним относятся предусмотренные конструкцией машин технологическая способность, предельные технологические параметры, предельно допустимые по условиям качества работы скорости движения, допустимые потери, объем технологических емкостей и т.д. В ЭМТП эти свойства играют решающую роль при выборе необходимых для данной операции и данных условий рабочих машин и агрегатов.

Энергетические свойства машин – это их способность развивать определенную мощность двигателей и тяговую силу (для тракторов и самоходных машин) или потреблять при работе определенную механическую энергию (сопротивление машин).

В процессе комплектования агрегатов энергетические свойства имеют решающее значение при определении количественного состава машин в агрегате, при выборе эксплуатационных (в частности, скоростных) режимов работы и т.п.

Технико-экономические свойства агрегатов характеризуются такими показателями, как производительность, затраты труда, денежных средств, топлива и т.д. К этим свойствам часто относят металлоемкость и энергозатратность, не выделяя их в отдельную группу свойств.

Технические свойства машин и агрегатов обусловлены главным образом их надежностью (безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью, сохраняемостью), а также другими техническими показателями – весом, формой, массой и т.д. Эти свойства необходимо учитывать в первую очередь при организации технической эксплуатации машин.

Маневровые свойства агрегатов – это их поворотливость, устойчивость движения, удельное давление движителей на почву, приспособленность к транспортированию и.т.д. Маневровые свойства следует учитывать при выборе агрегатов для конкретных условий использования.

Эргономические свойства машин и агрегатов определяют санитарнофизиологические условия труда, удобство обслуживания, безопасность труда, эстетические показатели и т.д.

РАЗДЕЛ ВТОРОЙ

Глава 3 ДИНАМИКА МАШИННО-ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА Основным видом средств выполнения механизированных процессов (операций) в растениеводстве являются мобильные сельскохозяйственные агрегаты, реализация потребительских свойств которых происходит в процессе их движения по полю. Энергетическое средство (двигатель и передаточные механизмы энергии от него к рабочим машинам) является ведущим звеном агрегата, рабочая машина – ведомым. Энергетическую основу растениеводства в настоящее время составляют тракторы – энергетические средства с приводом от двигателя на ведущие колеса (звездочки). К ним присоединяются (прицепляются или навешиваются) рабочие машины.

Если на ведущее звено агрегата постоянно или переменно устанавливаются различные по технологическому назначению рабочие машины (рабочие органы), то такой агрегат называется самоходным шасси. Сюда относятся зерно- и кормоуборочные комбайны. Смешанный агрегат имеет часть навесных, часть полунавесных или прицепных рабочих машин, например, зерноуборочный комбайн с измельчителем соломы и прицепом для ее сбора.

В зависимости от способов передачи энергии от двигателя к рабочим машинам МТА подразделяются на тяговые, тягово-приводные и приводные.

У тяговых агрегатов эффективная мощность двигателя реализуется через крюк или другой тяговый орган типа навесного устройства. Частный случай тягового агрегата – тракторный транспортный агрегат.

У тягово-приводного агрегата полезная мощность (эффективная мощность, мощность гидро- и электропривода и др.) одновременно реализуется через тяговый орган и валы отбора мощности (ВОМ), гидромоторы или электродвигатели; пневмоприводы. Тягово-приводные агрегаты с одновременной передачей части эффективной мощности ДВС непосредственно к рабочим органом все шире используются при выполнении технологических процессов в растениеводстве: уборки кормовых культур и корнеплодов прицепными комбайнами; основной обработки почвы орудиями с активными рабочими органами (плуги, культиваторы, фрезы); разбрасывании минеральных и органических удобрений и др.

Оригинальными тягово-приводными агрегатами с электроприводом рабочих органов являются электрифицированный мобильный технологический агрегат модульного типа и электрифицированный агрегат для уничтожения сорняков (разработаны в ЧГАУ).

В приводных мобильных агрегатах полезная мощность двигателя реализуется на передвижение самоходной машины и привод рабочих органов установленных на ней технологических машин. К таким агрегатам относятся зернокормоуборочные комбайны.

Таким образом, очевидно, что структура энергозатрат, закономерности их изменения в процессе использования МТА зависят от вида и назначения мобильных агрегатов, условий их эксплуатации. Изучение и знание этих закономерностей является инженерной основой высокоэффективной реализации потребительских свойств современных и перспективных машинно-тракторных агрегатов.

Механизированное производство сельскохозяйственной продукции неразрывно связано с движением материальных систем. При этом эксплуатируемый МТА рассматривается не изолированно от условий применения, а как взаимосвязанная и взаимообусловленная система. При изучении процесса взаимодействия системы агрегат – среда необходимо учитывать непрерывную изменчивость действующих элементов, то есть применяемых машин, обрабатываемых материалов и среды, в которой машины работают в пространстве и во времени.

Движение и работа агрегата происходят в результате взаимодействия сил, действующих на агрегат. Движущую силу создает энергетическое средство.

Силы сопротивления слагаются из усилий, возникающих при полезной работе машин-орудий (обработка почвы, срез растений, их подбор и т.д.), трении в механизмах ходовой системы агрегата, деформации почвы при передвижении агрегата по полю и др.

Действующие на МТА силы могут быть представлены следующими составляющими:

- движущей (толкающей) силой Рдв, приложенной к мобильному энергетическому средств (МЭС – трактор, самоходная машина, автомобиль и пр.) и вызывающей движение агрегата;

- силой сопротивления Рс:

а) движению технологической части агрегата (рабочих машин-орудий – прицепных, полунавесных), то есть их тяговое сопротивление Rм;

б) движению трактора Pf (сила сопротивления возникает в связи с деформацией почвы ходовым аппаратом, механическими потерями в нем и т.д.);

- силой веса трактора Gтр и рабочих машин Gм, приложенной в центре их тяжести;

- реакцией почвы, возникающей под воздействием сил тяжести и действующей на ходовой аппарат трактора и ходовые колеса машин;

- реакцией между отдельными машинами агрегата, действующей в сцепных устройствах и соединительных шарнирах.

Соотношение (аналитически выраженная зависимость) между силами, действующими на агрегат, и скоростью его движения может быть выражено уравнением движения агрегата. Основой его является второй закон механики – закон Ньютона.

Уравнение движения агрегата может быть составлено на основе закона кинетической энергии, по которому приращение кинетической энергии равно работе всех действующих сил, приложенных в точках системы.

Работа сил, действующих на агрегат на элементарном пути dS:

Реакции, действующие на ходовую систему, гусеницы, колеса, приложены в мгновенных центрах их перемещения, следовательно, их работа равна нулю. Реакции, возникающие между машинами, также не дадут работы, так как они взаимно обратны по знаку.

Кинетическая энергия агрегата как сумма кинетической энергии поступательно движущихся и вращающихся масс определяется по выражению где М1 – приведенная масса трактора, включая двигатель, кг; М2 – приведенная масса машин в агрегате, кг.

Приращение кинетической энергии агрегата найдем, продифференцировав выражение по скорости:

Учитывая, что приращение работы А равно приращению кинетической энергии агрегата, получим:

Полученное выражение представляет собой в общем виде уравнение движения агрегата. Все величины, входящие в уравнение, в процессе движения агрегата непрерывно изменяются. Движущая сила, создаваемая двигателем и взаимодействием ходовой части с почвой, колеблется. Это обусловлено колебаниями крутящего момента двигателя из-за неравномерности подачи топлива и других факторов, но главным образом изменениями свойств почвы во времени и пространстве (пути). Это переменные сцепные свойства почвы, ее плотность, влажность, различный макро- и микрорельеф, растительный покров и т.д. Еще больше изменяются силы сопротивления передвижению агрегата вследствие переменных свойств обрабатываемого материала и неоднородности свойств рабочих органов машин и их регулировок. Одновременно происходит, хотя и более плавное, изменение приведенной массы агрегата из-за колебания угловой скорости вращающихся масс в функции переменной подачи или свойств обрабатываемого материала, а также изменение наполненности бункеров, банок, семенных ящиков машин.

Совместное действие указанных факторов приводит к знакопеременным колебаниям ускорений при движении агрегата, вызывая изменение его поступательной скорости, что также отрицательно влияет на ход технологических процессов.

Возможный характер колебаний величин, входящих в уравнение движения агрегата, показан на рисунке 3.1.

Заштрихованные участки графика (б) показывают моменты времени (пути), когда сопротивление Рс превышает Рдв, что сопровождается работой двигателя в зоне перегрузки либо возрастанием буксования до недопустимых пределов. Кривая (а) показывает распределение ускорений при непрерывном движении агрегата за большой промежуток времени. Замедления и ускорения агрегата в среднем как бы уравновешиваются, что показывает средняя скорость его движения. В этом случае движение можно принять равномерным.

Из анализа уравнения движения агрегата можно заключить, что чем больше его приведенная масса, тем меньше ускорение. Уменьшение величины разности колебаний (Рдв-Рс) также снижает ускорение. При прочих равных условиях, агрегаты, имеющие большую массу, обладают лучшей способностью сохранять устойчивость поступательного движения (скоростного режима работы).

Рисунок 3.1 – Характер колебания величин входящих в уравнение Если уравнение (3.5) представить в виде то левая часть его будет приведенной силой инерции Pj, параллельной поверхности поля и направленной в сторону, обратную направлению движения. Тогда уравнение, показывающие, на что затрачивается движущая агрегат сила при его движении, будет называться уравнением силового баланса, или уравнением тягового баланса агрегата в общем виде. В этом уравнении движущая сила агрегата равна алгебраической сумме внешних сил, действующих на агрегат при движении:

Рассмотрим прямолинейное движение агрегата на подъеме и силы действующие на него (рисунок 3.2).

При неустановившемся движении агрегата на него действуют движущая сила, силы сопротивления передвижению агрегата, вес трактора и прицепных машин, силы инерции и реакции почвы.

Движущая сила Рдв есть горизонтальная реакция почвы на почвозацепы звеньев гусеницы или ведущих колес трактора. Движущая сила равна окружному усилию на ободе ведущих колес (звездочек). Эту силу называют также касательной силой тяги (Рк). Она направлена по движению агрегата и параллельна поверхности поля, создается энергетическим средством. Ее величина зависит не только от его технических параметров (параметров ДВС, трансмиссии, ходовой системы), но и от характеристик поверхности поля (физико-механические свойства почвы, агрофон и др.), а также от нагрузочно–скоростных показателей режима и использования МТА.

Силы сопротивления передвижению агрегата слагаются:

а) из силы сопротивления движению трактора (самоходной машины), равной сумме сил трения его ходовой части, и сил, затрачиваемых на деформацию грунта для образования колеи. Суммарная сила сопротивления движению трактора Рf всегда направлена против движения, ее можно считать действующей параллельно пути;

б) из силы сопротивления подъему трактора Р;

в) силы сопротивления машин (орудий) Rа, равной силе тяги на прицепном устройстве (крюке) Ркр. Общую силу сопротивления машин составляют сопротивление рабочих органов, сопротивление перекатыванию, а также горизонтальная составляющая силы веса машин (прицепных, полунавесных) Gм·sin;

г) силы сопротивления воздуха Рw. При движении МТА со скоростью 10…12 км/ч величины их незначительны, и ими, как правило, пренебрегают (Рw=0).

Силы веса трактора Gтр и машин Gм приложены в их центре тяжести.

Равнодействующая силы веса трактора может быть разложена на две составляющие силы: параллельную пути Gтр·sin(Р) и перпендикулярную к указанной поверхности Gтр·cos. Аналогичную структуру имеют силы веса рабочих машин.

Силы инерции отдельных частей агрегата возникают при неравномерном движении j0. Результирующая сила инерции направлена параллельно поверхности пути в сторону, обратную направлению ускорения. При замедлении движения агрегата она направлена по ходу движения, при разгоне - против движения.

Силы реакции почвы, нормальные к поверхности пути, воздействуют на ходовую часть трактора, машин – орудий и частично на их рабочие органы.

Рисунок 3.2 – Схема сил, действующих на тяговый агрегат при движении на подъеме На основе рассмотренного уравнение тягового баланса агрегата в развернутом виде запишем следующим образом:

Так как скорости движения МТА при выполнении технологических операций в растениеводстве, как правило, не превышают 10…12 км/ч, а площадь лобового сопротивления у большинства агрегатов мала (S10 м2), то в практических расчетах сопротивление воздушной среды принимают равной нулю (РW=0).

Величина ускорения зависит от большого количества случайных факdt торов и, как показывают экспериментальные данные, распределена по норdV мальному закону. Поэтому наиболее вероятной величиной является нуль.

Физически это объясняется тем, что процессы разгона и замедления чередуются, причем запас кинетической энергии агрегата достаточен для преодоления временных изменений сил сопротивления.

Если абсолютная величина не выходит за допустимые пределы, то расчеты по составлению агрегатов (при обеспечении непрерывного движения) упрощают и принимают движение агрегатов установившимся (то есть =0;

Рj=0).

Изложенное выше позволяет записать уравнение тягового баланса агрегата при равномерном движении на подъеме (спуске) в виде В случае движения агрегата на горизонтальном участке (=0; Р=0) уравнение тягового баланса агрегата при равномерном движении на горизонтальном участке примет простой вид:

Сила на крюке трактора равна по величине силе сопротивления рабочих машин и сцепки, при ее наличии в агрегате (Ркр=Rа), но направлена в противоположную сторону.

Тяговое усилие трактора Ркр – основной классификационный параметр отечественных тракторов, определяющий возможность их агрегатирования с той или иной сельскохозяйственной машиной. Тяговый класс трактора соответствует нормальному тяговому усилию Р н (тонно–силах, в кН), реализуемому на стерне нормальной плотности и влажности при допустимом буксовании.

Предельно допустимые значения буксования д на стерне определяются агротехническими требованиями: до 0,05 (5%) – для гусеничных тракторов; до 0, (15%) – для колесных 4К4 и до 0,18 (18%) – для колесных тракторов 4К2. Указанные ограничения на величину буксования обусловлены в большей степени разрушением структурных частиц почвы с последующим усилением процессов, связанных с ветровой и водной эрозией, а также с потерями мощности на буксование.

Из уравнений тягового баланса агрегата при равномерном движении (3.9, 3.10) следует, что усилие на крюке трактора при движении МТА на подъеме при движении МТА на горизонтальном участке Следовательно, усилие на крюке трактора при движении агрегата определяется величиной движущей силы и сил сопротивления его передвижению. А они зависят от конструкции трактора, условий эксплуатации, вида технологической операции, физико-механического состояния почвы.

Номинальные тяговые усилия тракторов указаны в тяговых характеристиках, которые получают по результатам тяговых испытаний тракторов, проводимых по установленной методике, на соответствующих почвенных агрофонах при ровном рельефе (10).

Для практических эксплуатационных расчетов чаще пользуются тяговыми характеристиками, полученными на двух основных почвенных агрофонах – на стерне зерновых колосовых культур и на поле, подготовленном под посев.

Диапазон тяговых усилий отечественных тракторов, их масса и мощность дизелей приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Классификационные характеристики отечественных тракторов, используемых в сельском хозяйстве Следует обратить внимание на физическую сущность нормальной составляющей от результирующей силы на крюке (Rаtg, рисунок 3.2). Чем выше точка прицепа сницы машины (чем больше угол ) относительно прицепной скобы навески трактора (в нижнем положении, когда сница параллельна поверхности пути, то есть =0), тем больше величина силы давления на ведущие (задние) колеса Р д R а tg. Следовательно, происходит «придавливание» заднего ведущего моста (как бы от дополнительно навешенного груза). В результате:

а) увеличивается сила сцепления ведущих колес с почвой;

б) центр тяжести трактора смещается назад. Например, у трактора Т-4А центр тяжести сдвинут на 0,2 м относительно геометрического центра (в горизонтальной плоскости) вперед. Это предопределяет большее давление передней части движителей на почву: эпюра давления движителей представляет трапецию с большим основанием впереди (рисунок 3.3, а).

При влажной почве (во время закрытия влаги весной) такой агрегат может (нередко бывает на практике) забуксовать, заглубляясь в почву передней частью движителей.

Чтобы добиться равномерного давления движителей трактора Т-4А на почву (эпюра давления должна быть в виде прямоугольника (рисунок 3.3, б)), поднимают прицепную скобу на 60…75 см относительно нижнего положения.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
 




Похожие работы:

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Министерство сельского хозяйства Республики Башкортостан ФГБОУ ВПО Башкирский государственный аграрный университет ООО Башкирская выставочная компания ИНТЕГРАЦИЯ НАУКИ И ПРАКТИКИ КАК МЕХАНИЗМ ЭФФЕКТИВНОГО РАЗВИТИЯ АПК Часть I ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ, ОХРАНА И ВОСПРОИЗВОДСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА НАУЧНОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ ЖИВОТНОВОДСТВА И ВЕТЕРИНАРНОЙ...»

«УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ II МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ Гродно 2009 МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ...»

«УДК 615.47(075.8) ББК 34.7я7 Е80 Рецензенты: д-р техн. наук, проф. Е.П. Попечителев; д-р фарм. наук, проф. В.А. Попков; д-р техн. наук, проф. И.Н. Спиридонов; канд. техн. наук А.Н. Калиниченко Ершов Ю. А. Е80 Основы анализа биотехнических систем. Теоретические основы БТС : учеб. пособие / Ю. А. Ершов, С. И. Щукин – М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. – 526, [2] с. : ил. – (Биомедицинская инженерия в техническом университете). ISBN 978-5-7038-3484-8 Приведены основные сведения по теории...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Бирская государственная социально-педагогическая академия Рабочая тетрадь к лабораторному практикуму по дисциплине Биологическая химия Часть I для студентов 4 курса факультета биологии и химии Специальность: 032400.00 – Биология с дополнительной специальностью химия Бирск 2009 УДК 577.1(075.8) Печатается по решению редакционББК 28.072я73-5 но-издательского совета К 59 Бирской...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ УХТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МАШИНЫ И АППАРАТЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЛЕСА ОТ БОЛЕЗНЕЙ И ВРЕДИТЕЛЕЙ Методические указания УХТА 2008 УДК 630 (075.8) К 61 Коломинова, М.В. Машины и аппараты для защиты леса от болезней и вредителей [Текст]: метод. указания / М.В. Коломинова. – Ухта: УГТУ, 2008. – 31 с. Методические указания предназначены для студентов специальности 250401 Лесоинженерное дело при изучении дисциплин Лесное хозяйство и Технология и машины...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) С.Ф. Филатов СТРОИТЕЛЬСТВО АЭРОДРОМОВ. ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ Учебное пособие Омск СибАДИ 2010 УДК 629.130 ББК 39.513-041.102: 38.623 Ф 51 Рецензенты: зам. директора ГУ Управления дорожного хозяйства Омской области Н.Е. Рычилов; канд. техн. наук, доц. Е.А. Бедрин (начальник отдела земляного полотна и дорожной одежды ОАО...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное научное учреждение РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МЕЛИОРАЦИИ (ФГНУ РосНИИПМ) ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРОШАЕМОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ Сборник статей Выпуск 40 Часть I Новочеркасск 2008 УДК 631.587 ББК 41.9 П 78 РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: В.Н. Щедрин (ответственный редактор), Ю.М. Косиченко, С.М. Васильев, Г.Т. Балакай, Т.П. Андреева (секретарь) РЕЦЕНЗЕНТЫ: В.И. Ольгаренко – заведующий кафедрой...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГБОУ ВПО Приморская государственная сельскохозяйственная академия Научная библиотека _ Серия Портреты ученых академии. Выпуск 13 СВЕТЛАНА НИКОЛАЕВНА РЫЖЕНКО БИОБИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ УКАЗАТЕЛЬ к 55-летию со дня основания ПГСХА Уссурийск 2012 УДК 016:619(571.63) Светлана Николаевна Рыженко: биобиблиограф. указ. к 55летию со дня основания ПГСХА / сост. А.А. Иванова, Т.О. Мелихова; Примор. гос. с.-х. акад., Науч. б-ка.- Уссурийск, 2012.- 34 с.-...»

«МИНЗДРАВСОЦРАЗВИТИЯ РОССИИ Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (ГБОУ ВПО ИГМУ Минздравсоцразвития России) Г.М. Федосеева, В.М. Мирович ЛЕКАРСТВЕННЫЕ РАСТЕНИЯ И ЛЕКАРСТВЕННОЕ РАСТИТЕЛЬНОЕ СЫРЬЕ, СОДЕРЖАЩИЕ ПОЛИСАХАРИДЫ Учебно-методическое пособие к практическим занятиям по фармакогнозии Рекомендовано ФМС...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова МОЛОДЕЖНАЯ НАУКА 2014: ТЕХНОЛОГИИ, ИННОВАЦИИ Материалы Всероссийской научно-практической конференции, молодых ученых, аспирантов и студентов (Пермь, 11-14 марта 2014 года) Часть 3 Пермь ИПЦ Прокростъ 2014 1 УДК 374.3 ББК 74 М 754 Научная редколлегия:...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный агроинженерный университет имени В.П.Горячкина Кафедра Информационно-управляющие системы Андреев С.А., Судник Ю.А., Юсупов Р.Х. ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ Методические указания для студентов факультета заочного образования по специальностям Электрификация и автоматизация сельского хозяйства и Профессиональное обучение со...»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ухтинский государственный технический университет (УГТУ) СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ Методические указания к лабораторным работам Ухта, УГТУ, 2013 УДК 691 (075.8) ББК 383я7 Е 78 Ерохина, Л. А. Е 78 Строительные материалы [Текст] : метод. указания к лабораторным работам / Л. А. Ерохина, Н. С. Майорова, Е. В. Скутина. – Ухта : УГТУ, 2013. – 66 с. Методические указания предназначены...»

«Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Краснодарский НИИ хранения и переработки сельскохозяйственной продукции ИННОВАЦИОННЫЕ ПИЩЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБЛАСТИ ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО СЫРЬЯ Материалы ІІІ Международной научно-практической конференции, посвященной 20-летнему юбилею ГНУ КНИИХП Россельхозакадемии 23–24 мая 2013 г. Краснодар 2013 1 УДК 664-03 ББК 36+36-9 И66 Инновационные пищевые технологии в области хранения и переИ66 работки...»

«КСЕНОБИОТИКИ И ЖИВЫЕ СИСТЕМЫ МАТЕРИАЛЫ III МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ 22–24 октября 2008 г. Минск БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ К 80-летию кафедры физиологии и биохимии растений КСЕНОБИОТИКИ И ЖИВЫЕ СИСТЕМЫ МАТЕРИАЛЫ III Международной научной конференции Минск, 22–24 октября 2008 г. Минск Издательский центр БГУ 2008 УДК 577.4(063) ББК...»

«Е.Г. АНАНЬЕВА, С.С. МИРНОВА Художники: Н. Краснова И. Парамыгин О. Левченко Москва 2007 УДК 550.3/551(031) ББК 26.21/26.3 А 64 Н а у ч н ы й консультант Маккавеев Александр Николаевич кандидат географических наук, ведущий научный сотрудник Института географии РАН Ананьева Е. Г., Мирнова С. С. А 64 Земля. Полная энциклопедия / Е. Г. Ананьева, С. С. Мирнова; ил. Н. Красновой, И. Парамыгина, О. Левченко. — М.: Эксмо, 2007. — 256 с : ил. В книге Земля из серии Полная энциклопедия рассказывается об...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ИЖЕВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА БИОБИБЛИОГРАФИЯ УЧЕНЫХ ИЖЕВСКОЙ ГСХА СПРАВОЧНО-БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ ОТДЕЛ ЛЮБИМОВ АЛЕКСАНДР ИВАНОВИЧ Биобиблиографический указатель научных и методических работ за 1981-2010 гг. Ижевск ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА УДК 91.9: ББК 45. Л Составители: М. А. Михайлова, Л....»

«МИНИСТЕРСТВО НАРОДНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН РЕСПУБЛИКАНСКИЙ ЦЕНТР ОБРАЗОВАНИЯ АТТЕСТАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРЕДМЕТАМ: МАТЕМАТИКА, УЗБЕКСКИЙ ЯЗЫК, ЛИТЕРАТУРА, ИНОСТРАННЫЙ ЯЗЫК, ИСТОРИЯ, БОТАНИКА (по переводным экзаменам 5-6 классах общеобразовательных школ) Издательско-полиграфический творческий дом имени Гафура Гуляма Ташкент– 2014 Аттестационные материалы рассмотрены и утверждены предметными научно-методическими советами РЦО. Методобъединением школы...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Мичуринский государственный аграрный университет А.Г. КУДРИН ФЕРМЕНТЫ КРОВИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ МОЛОЧНОГО СКОТА Мичуринск - наукоград РФ 2006 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com УДК 636.2. 082.24 : 591.111.05 Печатается по решению редакционно-издательского ББК 46.0–3:28.672 совета Мичуринского...»

«Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени С. М. Кирова Кафедра технологии лесозаготовительных производств И. В. Григорьев, доктор технических наук, профессор И. И. Тихонов, кандидат технических наук, доцент О. А. Куницкая, кандидат технических наук, доцент ТЕХНОЛОГИЯ И МАШИНЫ ЛЕСОСЕЧНЫХ РАБОТ Учебное пособие по курсовому...»

«НАЦИОНАЛЬНОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ АГЕНТСТВО ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ IUCN (МСОП) – ВСЕМИРНЫЙ СОЮЗ ОХРАНЫ ПРИРОДЫ В.В. ГОРБАТОВСКИЙ КРАСНЫЕ КНИГИ СУБЪЕКТОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (СПРАВОЧНОЕ ИЗДАНИЕ) НИА–Природа Москва – 2003 УДК 598 ББК 28 Горбатовский В.В. Красные книги субъектов Российской Федерации: Справочное издание. – М.: НИАПрирода, 2003. – 496 с. Впервые представлен обобщенный анализ всех изданных на конец 2003 г. официальных и научных Красных книг 60 субъектов Российской Федерации, освещен процесс...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.