Сырбаков А.П., Корчуганова М.А. Диагностика и техническое обслуживание

Подождите немного. Документ загружается.

ния. В этой группе процессов глубина обработки почвы является особенно

существенной.

Посев и посадка сельскохозяйственных культур представляют со-

бой мобильные процессы, которые могут быть подразделены на посев

семян, посадку корнеплодов, посадку рассады и др.

Уход за растениями включает большое количество операций по

сплошной и междурядной обработке и подкормке сельскохозяйственных

культур, по борьбе с сорняками, насекомыми – вредителями, болезнями и

т.д.

Уборка урожая возделываемых культур включает: кошение трав

на сено, их сушку, сгребание и прессование; раздельное и прямое ком-

байнирование зерновых культур; теребление льна, уборку конопли;

уборку силосных культур и закладку силоса; уборку картофеля, свеклы

и других корнеклубнеплодов. При выполнении этих процессов основная

задача состоит в том, чтобы собрать весь биологический урожай без по-

терь и в возможно короткие сроки.

Транспортные работы связаны с транспортировкой различных

грузов (например, продуктов урожая), а также самих машин, которые

необходимы при выполнении любого мобильного сельскохозяйственно-

го процесса.

Энергетические средства сельскохозяйственного производства

Основными энергетическими средствами сельскохозяйственного

производства являются механические двигатели тракторов, комбайнов,

автомобилей, мобильных модулей и др. Основные энергетические сред-

ства в сельском хозяйстве – это тракторы. Современные сельскохозяйст-

венные тракторы классифицируют по внешнему виду, назначению, кон-

струкции ходовой части и остова, по номинальному тяговому усилию

(тяговому классу).

По внешнему виду различают тракторы и самоходные шасси, по

назначению – тракторы общего назначения, универсально-пропашные,

специальные, малогабаритные и мотоблоки.

Тракторы общего назначения предназначены для выполнения ос-

новных сельскохозяйственных работ, общих при возделывании боль-

шинства культур (вспашка, боронование, культивация, посев и т.д.).

Тракторы универсально-пропашные используются для возделыва-

ния пропашных культур (посев и обработка междурядий), а также для

транспортных работ и тех, которые выполняются тракторами общего на-

значения.

Тракторы специального назначения предназначены для выполне-

ния работ в определенных условиях или для возделывания одной куль-

туры, подразделяются на овощеводческие, садоводческие, свекловодче-

ские, рисоводческие, горные, болотоходные и др.

Малогабаритные тракторы и мотоблоки предназначены для вы-

полнения работ на малоконтурных участках, делянах, террасах, в под-

собных, крестьянских и коммунальных хозяйствах.

По конструкции ходовой части различают колесные и гусеничные

тракторы. В колесной формуле (4 2, 4 4 и т.д.) первая цифра соответст-

вует общему числу колес, а вторая – числу ведущих.

По типу остова тракторы подразделяются на рамные, полурамные

и безрамные. Трактор относят к тому или иному тяговому классу в со-

ответствии со значением его номинального тягового усилия

(табл. 1.2).

Таблица 1.2

Тяговые классы тракторов

Тяговый

класс, Т

0,2

0,6

0,9

1,4

Номинальное

тяговое

усилие, кН

Диапазон

тягового

усилия, кН

0,8–

5,4

5,4–

8,1

8,1–

12,6

12,6–

18–

27–36

36–45

45–54

54–72

72–

108

Номинальное тяговое усилие – это усилие, которое трактор разви-

вает на стерне (чернозем или суглинок) нормальной плотности и влажно-

сти. Буксование колесных тракторов (4 2) допускается при этом не более

17–18%, а гусеничных – 5%.

Классификация зерно- и кормоуборочных комбайнов по основ-

ным технологическим и техническим параметрам приведена в таблицах

1.4 и 1.5.

Эксплуатационные свойства двигателей мобильных машин

Эксплуатационные свойства двигателя определяются его характе-

ристиками, полученными на стендах.

Основными показателями характеристик двигателя являются:

– частота вращения вала двигателя, n

;

– эффективная мощность двигателя, N

;

– крутящий момент двигателя, М

;

– часовой расход топлива, Q

;

– удельный расход топлива, g

Таблица 1.3

Классификация сельскохозяйственных тракторов

Тяговый

класс, т

0,2

0,6

0,9

1,4

2,0

Марка

трактора

Т-30

Т-45А

ВТЗ-

2048А

ЛТЗ-55

ЛТЗ-55А

ЛТЗ-60

ВТЗ-

2080АС

«Беларус-

950; 952,

1025; 1021»

ЛТЗ-155

РТ-М-160

«Беларус-

1221;

1222»

, кВт

10…12

22…35

36,8

44…77

96…120

Тяговый

класс, т

3,0

4,0

6,0

8,0

Марка

трактора

ДТ-75Д, ВТ-

100Д

ВТ-150, ВТ-

175

ХТЗ-150

ХТЗ-150К

ХТЗ-17221

Т-4А

Т-402

Т-404

Т-406

Т-408

Т-250

К-701

К-744Р

Т-500

«Джон

Дир-

9320,

9420,

9520»

, кВт

70…128

95…112

112…220

186

276…331

Все указанные показатели связаны между собой соотношениями

следующего вида:

= М

, g

= G

/ N

где N

– эффективная мощность, кВт;

– крутящий момент на валу двигателя, кН м;

– частота вращения вала двигателя, с

-1

;

– расход топлива, кг/ч;

– удельный расход топлива, кг/кВт ч.

На всех мобильных энергетических средствах сельскохозяйствен-

ного назначения устанавливают дизельные двигатели с всережимным

регулятором, с учетом этого методы анализа их эксплуатационных

свойств будут общими. Указанный анализ целесообразно проводить на

регуляторной характеристике двигателя, которая может быть построена

в функции частоты вращения n

, крутящего момента М

или мощности

Таблица 1.4

Классификация зерноуборочных комбайнов

Марка

комбайна

Производи-

тельность,

т/ч

Мощность

двигателя,

кВт

Ширина

захвата

хедера,

Диаметр

барабана,

мм

Вмести-

мость

бункера,

Масса,

кг

«Дон-1500Б»

165,6

6; 7; 8,6

800

6,0

13240

«Дон-Ротор»

136

6; 7; 8,6

800

5,0

12850

СК-5М-1 «Ни-

ва»

7,2

102,8

600

3,0

8060

«Енисей-960»

136

6; 7

550

5,0

12000

«Енисей-950»

10…11

125…136

6; 7

550

5,0

10524

«Енисей-

1200М»

8…9

106,6

6; 7

550

4,5

9728

«Енисей-

1200НМ»

8…9

125…136

6; 7

550

4,5

10490

«Енисей-1200-

1М»

7…8

106,6

6; 7

550

4,5

8998

КЗС-3 «Русь»

7,5

73,5

4,1

600

2,5

6850

КЗС-7 «Поле-

сье»

10…11,5

132

800

5,0

11000

КЗС-10 «Поле-

сье» «Ротор»

14,4

198

750

7,0

17150

«Лида»

10..12

168

600

6,3

8860

ПН-100 «Про-

стор» прицеп-

ной

3…4,5

–

2,85

570

2,0

3500

Наиболее часто при эксплуатационных расчетах используют ха-

рактеристики, построенные в функции n или М (см. рис. 1.3). Основные

эксплуатационные характеристики двигателя: номинальные мощность

двигателя N

, крутящий момент М

и частота вращения вала n

; мак-

симальные крутящий момент M

и частота вращения n

; максимальная

частота вращения при холостом ходе n

Таблица 1.5

Классификация кормоуборочных комбайнов

Марка

комбайна

Производи-

тельность на

уборке трав,

т/ч

Мощность

двигателя,

кВт

Ширина

захвата жатки

на уборке

трав, м

Рабочая

скорость,

км/ч

Длина

резки,

мм

Масса,

кг

«Дон-

750»

235

4,95

До 12

3,5; 8;

9660

«Дон-

680»

206

4,95

До 12

3,5; 8;

9600

«Дон-

170»

243

До 12

3,5…45

8000

«Енисей-

324»

221

5,2

До 12

5…20

9500

ЯСК-200

33…60

147

4,2

5…20

7150

ЯСК-170

125

4,2

–

7250

ПН-450

28,8

136

3,6

10,8

6…84

5800

«Марал-

125»

140

4,2

5,5…15

5300

«Марал-

300»

140

300

5,2

До 15

3…17

14400

КСК-

100А

158

4,2

До 12

60…80

5950

КСК-

100А-1

158

4,2

До 12

60…80

5950

К-Г-6

206

3,4

До 12

60…140

6500

Ветви характеристики (см. рис. 1.3) на участке от n

до n

назы-

ваются регуляторными, а на участке от n

до n

– перегрузочными или

корректорными. Важнейшей оценочной характеристикой полноты реа-

лизации энергетических возможностей двигателя в процессе его экс-

плуатации является степень использования мощности

= N

/ N

где N

– мощность, соответствующая заданной нагрузке.

При эксплуатационных расчетах часто используется также степень

использования номинального крутящего момента

= M

/ М

где M

– крутящий момент при данной нагрузке.

Анализ зависимостей (см. рис. 1.3) показывает, что минимальный

удельный расход топлива обеспечивается при K

= K

= 1.

Однако такой средний режим нагрузки двигателя при выполнении

полевых работ неприемлем из-за изменчивого характера действующих

сил сопротивления. Чем больше коэффициент вариации сил сопротивле-

ния, тем меньше должны быть значения К

и K

, чтобы запас мощности

двигателя был достаточен для преодоления временных перегрузок. При

недостаточном запасе мощности двигатель может заглохнуть или опера-

тор вынужден перейти на пониженную передачу, что приводит к сниже-

нию производительности МТА.

Способность двигателя преодолевать кратковременные перегруз-

ки в значительной степени зависит от характера изменения корректор-

ной ветви крутящего момента. Перегрузочную способность при этом

оценивают коэффициентами приспособляемости двигателя по крутяще-

му моменту (k

) и по частоте вращения (k

= M

/ М

; k

= n

/ n

Для обычных тракторных дизелей: k

= 1,1-1,2; k

= 1,3-1,6. Пре-

имущества двигателя с более высокими значениями k

и k

выражаются

в том, что значительная часть временных перегрузок в процессе работы

агрегата преодолевается без переключения передач.

Рис. 1.3. Регуляторная характеристика дизеля с всережимным регулятором

2. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА МОБИЛЬНЫХ

РАБОЧИХ МАШИН

Классификация агрегатов

Механизированные процессы в сельскохозяйственном производ-

стве выполняются машинными агрегатами, которые подразделяются на

простые, комплексные и комбайновые. Простой агрегат включает одно-

родные машины-орудия и выполняет одну операцию. Например, пахот-

ный, посевной, культиваторный и т.д. Комплексный агрегат состоит из

разнородных машин-орудий и одновременно выполняет две или более

различных операций (вспашка с боронованием, культивация с бороно-

ванием и др.). Комбайновый агрегат представляет собой конструктив-

ное объединение нескольких разнородных машин-орудий в одну ком-

бинированную и выполняет несколько операций.

В зависимости от способов передачи энергии к рабочим машинам

агрегаты бывают с последовательной, параллельной и со смешанной пе-

редачей энергии.

По количеству используемых источников энергии различают агре-

гаты с одним, двумя и более источниками энергии.

Эксплуатационные свойства агрегатов

Все основные эксплуатационные свойства МТА делят по следую-

щим группам: технологические, энергетические, показатели надежно-

сти.

Технологические свойства характеризуют качество выполнения

МТА технологического процесса в соответствии с научно обоснованны-

ми агротехническими требованиями. Примеры технологических свойств:

глубина обработки; степень крошения пласта, гребнистость, норма высе-

ва семян и др.

Экологические свойства характеризуют воздействие машин на ок-

ружающую среду (почву, воздух, растительный и животный мир, воду).

Свойства данной группы особенно актуальны во всем мире.

Энергетические свойства характеризуют удельный расход энергии

в расчете на единицу объема выполненной работы, зависящей от сил

сопротивления, создаваемых обрабатываемой средой на рабочих орга-

нах машин.

Экономия энергии и топлива является одним из важнейших на-

правлений ресурсосбережения, поэтому режимы работы машин и агре-

гатов в максимальной степени должны отвечать указанным требовани-

ям.

Экономические свойства в основном выражаются производительно-

стью и эксплуатационными затратами в процессе работы машин в составе

агрегатов.

Выбираемые режимы работы МТА должны обеспечивать высокую

производительность при возможно меньших затратах соответствующих

ресурсов.

Эргономические свойства характеризуют приспособленность ма-

шин к биологическим, физиологическим и другим особенностям чело-

века. Режимы работы МТА должны выбираться таким образом, чтобы

создавались оптимальные условия для длительной высокопроизводи-

тельной работы агрегатов в системе человек–машина–среда.

Показатели надежности характеризуют в упрощенном изложении

способность МТА надежно работать в заданных условиях в течение

требуемого промежутка времени.

Баланс мощности трактора

Мощность, развиваемая тракторным двигателем, расходуется на

полезную работу агрегата: тягу машин-орудий и приведение в действие

их рабочих органов. Некоторая часть мощности теряется на преодоле-

ние сил трения в трансмиссии, буксование движителей, перекатывание

и подъем трактора, на преодоление сил инерции (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Баланс мощности трактора

Распределение эффективной мощности двигателя по отдельным

видам сопротивлений называется балансом мощности трактора, кото-

рый выражается уравнением

ТР

кр

При равномерном движении трактора (N

= 0) уравнение баланса

мощности имеет следующий вид:

ТР

кр

Затраты мощности на преодоление сопротивления воздуха не

учитываются при скорости движения до 30 км/ч. Из уравнения можно

определить

кр

ТР

В трансмиссии трактора мощность (

ТР

) расходуется на преодо-

ление трения между зубьями шестерен и в подшипниках, между звез-

дочкой и гусеничной цепью и т.д.

Количественное значение

ТР

можно определить по уравнению:

ТР

где

ТР

– механический кпд трансмиссии,

ТР

= 0,88-0,92.

Мощность расходуется на привод рабочих органов машин-

орудий через вал отбора мощности и равна:

где – мощность, передаваемая на привод сельскохозяйствен-

ной машины от вала отбора мощности, кВт;

– кпд, учитывающий механические потери в передаче от ко-

ленчатого вала двигателя к валу отбора мощности.

Мощность, расходуемая на самопередвижение (

), зависит от его

эксплуатационной массы, типа и состояния почвы, скорости движения,

типа ходового аппарата. Она может быть определена по формуле:

6,3

VР

6,3

VfG

рfрТР

, кВт,

где G

ТР

– эксплуатационная масса трактора, Н;

f – коэффициент сопротивления перекатыванию трактора;

– рабочая скорость движения, км/ч;

– сила, затрачиваемая на передвижение трактора, Н.

Мощность, затрачиваемая на буксование , зависит от физико-

механических свойств почвы, конструкции ходового аппарата трактора

и нагрузки на его крюке. Она может быть выражена уравнением:

· , кВт,

где – коэффициент буксования.

Мощность , расходуемая на преодоление подъема, зависит от

величины уклона i, массы трактора G

ТР

, скорости V

и определяется по

формуле:

6,3

VР

6,3

ViG

ррТР

, кВт,

где – сила сопротивления подъему, Н.

Мощность N

, расходуемая на преодоление сил инерции P

при

неравномерном движении трактора, можно определить из уравнения:

6,3

при V

const, P

0 и N

где P

– сила инерции трактора, Н.

Мощность , затрачиваемая на преодоление сопротивления воз-

духа, равна:

6,3

при V

< 30 км/ч, P

0 и N

где P

– сила сопротивления воздушной среды, Н.

Тяговая, или крюковая, мощность трактора

кр

может быть опре-

делена по выражению:

кр

= (Р

кр

)/ 3,6, кВт,