 |
Выбор кинематических параметров агрегатов
|
|
|
|
При работе лесохозяйственных агрегатов наибольшее распространение получили два вида поворотов: круговой (чаще применяется при сплошной обработке) и поворот с прямолинейным участком (чаще применяется при полосной обработке) lπ=π*R+2e+xπ-для поворота с прямолинейным участком lπ-путь пройденный машинно-тракторным агрегатом при одном повороте на конце
R-радиус поворота, принимается из выражения R≈В
В- габаритная ширина агрегата
хπ- прямолинейный участок поворота
хπ=lср-2R,
где lср-среднее расстояние между серединами соседних полос
е-длина выезда агрегата,м
Нахождение пути всех поворотов за смену Iп , находится по формуле:п= I'п*n2
n2 - число поворотов за смену находится по формуле:
n2=n1-1
где n1 - число полос, обработанных агрегатом за смену;
Длина полос, обработанных агрегатом за смену I, м. Этот параметр находится по формуле:
I=b1*n1
где b1 - длина участка, обрабатываемого за смену, м, как правило, применяется длине обрабатываемого участка и находится произвольно в зависимости от общей обрабатываемой площади участка S.
Число полос, обработанных агрегатом за смену, n1, находится по формуле:
n1=b2/В,
где В - конструктивная или технологическая ширина захвата агрегата, м,
b2 - ширина участка, обрабатываемого за смену, м, находится по формуле:
b2=S1*k/b1
где S1 - площадь участка, обрабатываемого за смену, га, принимается равной сменной производительности агрегата Wсм,
k - переводной коэффициент;
k=104
Для проверки полученных значений, можно воспользоваться формулой
I= Wсм*10/В
где I - длина полос обработанных агрегатом за смену, км;
Wсм - сменная производительность агрегата, га;
|
|
|
В - технологическая или конструктивная ширина захвата
2.2.1 Выбор кинематических параметров Т-130МГ-1+ТК-4
lπ=π*R+2e+xπ
lπ-путь пройденный машинно-тракторным агрегатом при одном повороте на конце
R-радиус поворота, принимается из выражения R≈В
В- габаритная ширина агрегата
хπ- прямолинейный участок поворота
хπ=lср-2R,
где lср-среднее расстояние между серединами соседних полос
е-длина выезда агрегата,м
lср=4м
е=2,5м
хπ=4-2*1,5=1
R=3м
Lπ=3,14*3+2*2,5+1=15,42м
b2 - ширина участка, обрабатываемого за смену, м, находится по формуле:
b2=S1*k/b1
где S1 - площадь участка, обрабатываемого за смену, га, принимается равной сменной производительности агрегата Wсм,
Wсм=7,3га/см
k - переводной коэффициент;
k=104
b1=2000м
b2=7,3*104/2000=36,5м
n1=b2/В,
где В - конструктивная или технологическая ширина захвата агрегата, м,
В=3,06м
n1=36,5/3,06=12
n2 - число поворотов за смену находится по формуле:
n2=n1-1
n2=12-1=11
I= b1* n1
I -длина полос, обработанных агрегатом за смену, м,
b1- длина участка, обрабатываемого за смену, м (2000)=2000*27=54000
Для проверки полученных значений, можно воспользоваться формулой
I= Wсм*10/В
где I - длина полос обработанных агрегатом за смену, км;
Wсм=7,3га
В =3,06м=7,3*10/3,06=23,8км
2.2.2 Выбор кинематических параметров Т-130МГ-1 + ПЛП-135
lπ=π*R+2e+xπ
lπ-путь пройденный машинно-тракторным агрегатом при одном повороте на конце
R-радиус поворота, принимается из выражения R≈В
В- габаритная ширина агрегата
хπ- прямолинейный участок поворота
хπ=lср-2R,
где lср-среднее расстояние между серединами соседних полос
е-длина выезда агрегата,м
lср=4м
е=2,5м
хπ=4-2*1,5=1
R=1,35м
Lπ=3,14*1,35+2*2,5+1=10,23м
b2 - ширина участка, обрабатываемого за смену, м, находится по формуле:
b2=S1*k/b1
где S1 - площадь участка, обрабатываемого за смену, га, принимается равной сменной производительности агрегата Wсм,
|
|
|
Wсм=4,03га/см
k - переводной коэффициент;
k=104
b1=2000м
b2=4,03*104/2000=20,15м
n1=b2/В,
где В - конструктивная или технологическая ширина захвата агрегата, м,
В=2,7м
n1=20,15/2,7=8
n2 - число поворотов за смену находится по формуле:
n2=n1-1
n2=8-1=7
n1-число полос, обработанных агрегатом за смену.
I= b1* n1
-длина полос, обработанных агрегатом за смену, м,
b1- длина участка, обрабатываемого за смену, м (2000)=2000*8=16000
Для проверки полученных значений, можно воспользоваться формулой
I= Wсм*10/В
где I - длина полос обработанных агрегатом за смену, км;
Wсм=4,03га
В =2м=4,03*10/2=20,15км
2.2.3 Выбор кинематических параметров ЛХТ-55+СЛП-2
lπ=π*R+2e+xπ
lπ-путь пройденный машинно-тракторным агрегатом при одном повороте на конце
R-радиус поворота, принимается из выражения R≈В
В- габаритная ширина агрегата
хπ- прямолинейный участок поворота
хπ=lср-2R,
где lср-среднее расстояние между серединами соседних полос
е-длина выезда агрегата,м
lср=4м
е=2,5м
хπ=4-2*1,5=1
R=2,5м
Lπ=3,14*2,5+2*2,5+1=13,85м
b2 - ширина участка, обрабатываемого за смену, м, находится по формуле:
b2=S1*k/b1
где S1 - площадь участка, обрабатываемого за смену, га, принимается равной сменной производительности агрегата Wсм,
Wсм=4,17га/см
k - переводной коэффициент;
k=104
b1=2000м
b2=4,17*104/2000=20,85м
n1=b2/В,
где В - конструктивная или технологическая ширина захвата агрегата, м,
В=2,5м
n1=20,85/2,5=8
n2 - число поворотов за смену находится по формуле:
n2=n1-1
n2=8-1=7
n1-число полос, обработанных агрегатом за смену.
I= b1* n1
I -длина полос, обработанных агрегатом за смену, м,
b1- длина участка, обрабатываемого за смену, м (2000) I=2000*8=16000
Для проверки полученных значений, можно воспользоваться формулой
I= Wсм*10/В
где I - длина полос обработанных агрегатом за смену, км;
Wсм=4,17га/см
В =2,5м=4,17*10/2,5=16,68км
2.2.4 Выбор кинематических параметров ДТ-75М+КРТ-3
lπ=π*R+2e+xπ
lπ-путь пройденный машинно-тракторным агрегатом при одном повороте на конце
R-радиус поворота, принимается из выражения R≈В
В- габаритная ширина агрегата
хπ- прямолинейный участок поворота
хπ=lср-2R,
где lср-среднее расстояние между серединами соседних полос
|
|
|
е-длина выезда агрегата,м
lср=4м
е=2,5м
хπ=4-2*1,5=1
R=3м
Lπ=3,14*3+2*2,5+1=15,42м
b2 - ширина участка, обрабатываемого за смену, м, находится по формуле:
b2=S1*k/b1
где S1 - площадь участка, обрабатываемого за смену, га, принимается равной сменной производительности агрегата Wсм,
Wсм=9,63га/см
k - переводной коэффициент;
k=104
b1=2000м
b2=9,63*104/2000=48,2м
n1=b2/В,
где В - конструктивная или технологическая ширина захвата агрегата, м,
В=3м
n1=48,2/3=16
n2 - число поворотов за смену находится по формуле:
n2=n1-1
n2=16-1=15
n1-число полос, обработанных агрегатом за смену.
I= b1* n1
I -длина полос, обработанных агрегатом за смену, м,
b1- длина участка, обрабатываемого за смену, м (2000)=2000*16=32000
Для проверки полученных значений, можно воспользоваться формулой
I= Wсм*10/В
где I - длина полос обработанных агрегатом за смену, км;
Wсм=9,63га/ см
В =3м=9,63*10/3=32,1км
Тяговой расчет тракторов
Тяговые свойства тракторов определяются по следующим показателям:
) Эффективная мощность и частота вращения коленчатого вала двигателя;
) Крутящий момент Nе, развиваемый на коленчатом валу двигателя;
) Скорость движения на передачах, V;
) Типом ходового аппарата и характеристикой дорожных условий, определяющих значение коэффициента сопротивления значению f.
Мощность, развиваемая на коленчатом валу двигателя, расходуется на преодоление:
) Трения в трансмиссии трактора, Nтр;
) Сопротивления качению трактора, Nкач;
) Буксирование ведущих колес, Nбукс;
) Сопротивление подъема, Nпод;
) Основная часть эффективной мощности используется для тяги лесохозяйственной машины, орудий носит название крюковой мощности Nкр.
Эффективная мощность двигателя трактора Ne (кВт), равна всем затратам энергии двигателя:
Ne = Nтр + Nn + Nv + Ni + Nk + No
Для пассивных подвесных орудий рассчитывается свободное тяговое усилие на крюке трактора Рк (кН), которое можно реализовать при работе. Принимая во внимание, что No =0, формула принимает следующий вид:
Pk = [Ne -(Nтр + Nn + Nv + Ni)] / Vp
где Ne - эффективная мощность двигателя трактора, кВт, находится по формуле:
|
|
|
Ne = 0,8*Nпост
где Nпост - мощность двигателя по технической характеристике трактора;
Nтр - потери мощности в трансмиссии, которая находится по формуле:
Nтр = Ne*(1-η)
где η - КПД трансмиссии
η = 0,85-0,88 - для гусеничных тракторов;
Nv - потери мощности на буксование и извилистый ход, находится по формуле:
Nv = (Ne-Nтр) · δ/100
где δ - коэффициент буксирования, δ = 10-20%;
Nn - потери мощности на передвижение;
Nп = (Gт+Gм·λ)(f+sin a) ·Vp
где Gт - вес трактора, кН;
Gм - вес навесной машины, кН;
λ- коэффициент догрузки, показывающий какая часть навесного оборудования, догружает трактор, равный при расчистке 1;
f - коэффициент сопротивлению качению трактора;
Vp - рабочая скорость агрегата находится по формуле:
Vp = Vт(1-δ/100)
где Vт - теоретическая скорость агрегата на выбранной передаче трактора, м/с;
Ni - мощность затрачиваемая на преодоление сил инерции, находится по формуле:
Ni = (M·Eu·Vт·i·Vp)/Ga
где М - приведенная масса агрегата, т, с2/м;
M = (Gт+Gм)/g
где g - ускорение свободного падения, м/с2, g= 9,8 м/с2;
Eu - коэффициент, применяется в пределах 7…14 кН/с;
i - коэффициент приведения масс, i = 1,1…1,2 м/с2;
Ga - полный вес агрегата, кН, находится по формуле: Ga = Gт+Gм
3.1 Определение тяговых показателей трактора Т-130МГ-1+ТК-4
Ga = Gт+Gм
Gт=133,4 кН (13600кг)
Gм=22,07 кН (710кг)
Ga=133,4+22,07=155,47кН
М= (Gт+Gм)/g
М= 155,5/9,81=15,8 т с2/м
Ni = (M·Eu·Vт·i·Vp)/Ga= приведенная масса агрегата;15,8 т с2/м
Eu= коэффициент, применяется в пределах;7кН/с2
Vт= теоретическая скорость агрегата на первой передаче трактора; 1,02м/с (3,7км/ч)
i= коэффициент приведения масс; 1,2м/с2
Vp= рабочая скорость; 0,83м/с
Ga= полный вес агрегата; 155,47кН
Ni=(15,8*7*1,02*1,2*0,83)/ 155,47=0,72кВт
Vp=Vт*(1-δ/100)
Vт=1,02м/с
δ =коэффициент буксования; 18,5%
Vp=1,02*(1-0,18) =0,83м/с
Nп=(Gт+Gм*λ)*(f + sinα)*Vp
Nv=(Ne-Nтр)* δ /100
Nv=(94,4-14,2)*0,18=14,4кВт
Gт=133,4 кН
Gм=22,07 кН
λ = коэффициент догрузки; 1,1
f= коэффициент сопротивлению качению трактора; 0,07
sinα=0
Vp=0,83м/с
Nп=(133,4+22,07*1,1)*0,07*0,83=9,16кВт
Nтр=Ne*(1- η)
η = КПД трансмиссии; 0,85
Ne=94,4кВт
Nтр=94,4*(1-0,85)=14,2кВт
Ne=0,8*Nпасп
Nпасп=118кВт
Ne=0,8*118=94,4кВт
Pk = [Ne -(Nтр + Nn + Nv + Ni)] / Vp
Pk= [94,4-(14,2+9,16+14,4+0,72) ]/0,83=67,37кН
Ркас=(Pk+(Gт+Gм*λ))(f + sinα)
Ркас = (67,37+ (133,4 +22,07*1))*0,07 =15,59 кН (вниз по склону)
Рсц= λ 1* Gт*μ
Рсц = 1*133,4*0,8= 106,72кН
λ 1= коэффициент показывающий долю силы тяжести на ведущие колеса трактора, для гусеничных λ 1=1
μ=коэффициент сцепления трактора с почвой; 0,8
Ркас < Рсц
15,59 < 106,72 - условие выполняется
3.2 Определение тяговых показателей трактора Т-130МГ-1 + ПЛП-135
Ga = Gт+Gм
Gт=133,4кН (13600кг)
Gм=9,5кН (970кг)
|
|
|
Ga =140,3+9,5 = 149,8 кН
М= (Gт+Gм)/g
М = (149,8+9,5)/9,81 = 15,2 т с2/м
Vp=Vт*(1-δ/100)
δ =коэффициент буксования; 18,5%
Vт= теоретическая скорость агрегата на первой передаче трактора; 1,02м/с (3,7км/ч) Vp = 1,02*(1-18,5/100) = 0,83 м/с
Ni = (M·Eu·Vт·i·Vp)/Ga
M= приведенная масса агрегата; 15,2 т, с2/м;
Ni = 15,2·7·1,02·1,2·0,83 = 0,72 кВт
149,8
Eu=7 кН/с2
i = коэффициент приведения масс; 1,2 м/с2
Ne=0,8*Nпасп
Nпасп=118кВт
Ne = 0,8·118 = 94,4 кВт
Nтр=Ne*(1- η)
η = КПД трансмиссии; 0,85
Nтр = 94,4·(1-0,85) = 14,2 кН
Nп=(Gт+Gм*λ)*(f + sinα)*Vp
Nп= (133,4+9,5·1,1) ·0,07·0,83 =8,35 кВт
λ = коэффициент догрузки; 1,1
f= коэффициент сопротивлению качению трактора; 0,07, Vp=0,83
Nv=(Ne-Nтр)* δ /100
Nv = (94,4-14,2) ·18,5/100 = 14,4 кВт
Pk = [Ne -(Nтр + Nn + Nv + Ni)] / Vp
Рк = [ 94,4 - (14,2+8,35+14,4+0,72)] = 68,3 кН
0,83
Ркас=(Pk+(Gт+Gм*λ))(f + sinα)
Ркас = (68,3+(133,4+9,5·1))*0,07= 14,78кН (вниз по склону)
λ 1= коэффициент показывающий долю силы тяжести на ведущие колеса трактора, для гусеничных λ 1=1, f= коэффициент сопротивлению качению трактора; 0,07
Рсц= λ 1* Gт*μ
μ = коэффициент сцепления трактора с почвой; 0,85
Рсц = 1·133,4·0,85 = 113,4кН
Ркас < Рсц
,78< 113,4 - условие выполняется.
3.3 Определение тяговых показателей трактора ЛХТ-55 +СЛП-2
Ga = Gт+Gм
Gт=89,27кН (9100кг)
Gм=11,56кН (1180кг)
Ga = 89,27+11,56= 100,83 кН
М= (Gт+Gм)/g
М = (89,27+11,56)/9,81 = 10,27 т с2/м
Vp=Vт*(1-δ/100)
δ =коэффициент буксования; 18,5%
Vт= теоретическая скорость агрегата на первой передаче трактора; 0,80м/с (2,9км/ч)
Vp = 0,80*(1 - 18,5/100) = 0,65 м/с
Ni = (M·Eu·Vт·i·Vp)/Ga
M= приведенная масса агрегата; 10,27 т, с2/м;
i = коэффициент приведения масс; 1,2 м/с2
Eu = 7 кН/с
Ni = (10,27·7·0,80·1,2·0,65)/100,83 = 0,44 кВт
Ne=0,8*Nпасп
Nпасп=58,8 кВт
Ne = 0,8·58,8 = 47,04 кВт
Nтр=Ne*(1- η)
η = КПД трансмиссии; 0,85
Nтр = 47,04· (1 - 0,85) = 7,05 кВт
Nп=(Gт+Gм*λ)*(f + sinα)*Vp
λ = коэффициент догрузки; 1
f= коэффициент сопротивлению качению трактора; 0,07
Nп = (89,27+11,56·1) ·0,07·0,65 = 4,6 кВт
Nv=(Ne-Nтр)* δ /100
Nv = (47,04 - 7,05) ·18,5/100 = 7,19 кВт
Pk = [Ne -(Nтр + Nп + Nv + Ni)] / Vp
Рк = [ 47,04- (7,05+4,6+7,19+0,44)] = 42,7кН
0,65
Ркас=(Pk+(Gт+Gм*λ))(f + sinα)
Ркас = (42,7 + (89,27+11,56·1)*0,07 = 10,04кН (вниз по склону)
λ = коэффициент догрузки; 1
Рсц= λ 1* Gт*μ
λ 1= коэффициент показывающий долю силы тяжести на ведущие колеса трактора, для гусеничных λ 1=1, μ = коэффициент сцепления трактора с почвой; 0,85, Рсц 1*89,27*0,85 =75,87кН, Ркас < Рсц
,04 < 75,87 - условие выполняется
3.4 Определение тяговых показателей трактора ДТ-75М+КРТ-3
Ga = Gт+Gм
Gт=65,23кН (6650кг)
Gм=9,31кН (950кг)
Ga=65,23+9,31=74,54кН
М= (Gт+Gм)/g
М=(65,23+9,31)/9,81=7,6кН
Vp=Vт*(1-δ/100)
δ =коэффициент буксования; 10%
Vт= теоретическая скорость агрегата на первой передаче трактора; 5,3км/ч; 1,4м/с
Vp=Vт*(1-δ/100)
δ =коэффициент буксования; 10%
Vp = 1,4(1 - 10/100) = 1,26 м/с
Ni = (M·Eu·Vт·i·Vp)/Ga
M= приведенная масса агрегата; 7,6 т, с2/м;
Eu=7 кН/с2
i = коэффициент приведения масс; 1,2 м/с2
Ni=(7,6*7*1,4*1,2*1,26)/74,54=1,5кВт
Ne=0,8*Nпасп
Nпасп=66,2кВт
Ne=0,8*66,2=52,96кВт
Nтр=Ne*(1- η)
η = КПД трансмиссии; 0,85
Nтр = 52,96 (1 - 0,85) = 7,9 кВт
Nп=(Gт+Gм*λ)*(f + sinα)*Vp
λ = коэффициент догрузки; 1
f= коэффициент сопротивлению качению трактора; 0,15
Nп = (65,23+9,31·1) ·0,15·1,26 = 14,08 кВт
Nv=(Ne-Nтр)* δ /100
Nv = (52,96 - 7,9) ·10/100 = 4,5 кВт
Pk = [Ne -(Nтр + Nп + Nv + Ni)] / Vp
Рк = [ 52,96 - (7,9+14,08+4,5+1,5)] = 19,8 кН
1,26
Ркас=(Pk+(Gт+Gм*λ))(f + sinα)
Ркас = (19,8 + (65,23+9,31·1))*0,15 = 14,15 кН (вниз по склону)
λ = коэффициент догрузки; 1
Рсц= λ 1* Gт*μ
λ 1= коэффициент показывающий долю силы тяжести на ведущие колеса трактора, для гусеничных λ 1=1
μ = коэффициент сцепления трактора с почвой; 0,8
Рсц =1*65,23*0,8 =52,18кН
Ркас < Рсц
,15 < 52,18 - условие выполняется
Комплектование агрегата
Комплектование агрегата оценивается по степени загрузки. Для агрегатов с пассивными навесными орудиями, рассчитывается по формуле
ηт=R/Pк
ήт- коэффициент использования мощности трактора на валу отбора мощности
R-сопротивление орудия при работе, кН
Рк- свободное тяговое усилие на крюке трактора, кН
4.1.1 Расчет комплектования террасера Т-130МГ-1+ТК-4
R=39,8кН
Pк=67,37кН
ηт=39,8/67,37=0,6
4.1.2 Расчет комплектования плуга Т-130МГ-1 + ПЛП-135.
R=25,36кН
Pк=68,3кН
ηт=25,36/68,3=0,4
4.1.3 Расчет комплектования лесопосадочной машины ЛХТ-55 +СЛП-2
R=4,22 кН
Pк=42,7кН
ηт =4,22/42,7=0,1
4.1.4 Расчет комплектования культиватора ДТ-75М+КРТ-3
R=1,6 кН
Pк=19,8кН
ηт=1,6/19,8=0,1
4.2 Расчет количества машино-смен, необходимых для выполнения данного объема работ, рассчитывается по формуле:
Ms=S/Wсм,
Где S-общая площадь подлежащая данному виду обработки, га
Wсм- сменная производительность агрегата, га/см
|
|
|
