Модернизация конструкции глубокорыхлителя

Работает глубокорыхлитель следующим образом. При движении машины страктором по полю лапы (рисунок 3) заглубляются на установ-ленную глубину  и рыхлят пласт почвы за счет деформации ее снизу вверх вынесенным вперед долотом 4. Плоскорезы 3 разрезают сорняки и произво-дят дополнительное крошение почвы.

Барабаны 5 и 6 (рисунок 3), перекатываясь  за стойками рыхлящих лап 2, производят дополнительное крошение и выравнивание почвы за счет активно-пассивной  расстановки зубьев 7-8 (рисунок 5).

После прохода машины почва имеет выровненную поверхность, грубое рыхление и грубое крошение на глубине от 20 до 60 см и мелкое – на глубине до 20 см.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. КОМПЛЕКТОВАНИЕ И ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

  ПРЕДЛАГАЕМОГО ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО  АГРЕГАТА

 

Состав предлагаемого  почвообрабатывающего агрегата включает полноприводной колесный трактор 4×4, навесной глубокорыхлитель с приспособлением  для дополнительного крошения и  выравнивания почвы.Такое совмещение технологических операций, кроме  комплексного выполнения работ, обеспечивает снижение всех видов затрат, экономию влаги и прибавку урожая последующих  культур.

Цель предлагаемого метода расчета – обосновать параметры  энергетического средства (трактора) к известному составу агрегата в  конкретных условиях работы. Основной критерий оценки рационального комплектования агрегата – добиться максимальной производительности и минимального расхода  топлива на  выполняемый  комплекс работ.

Расчеты выполняют в следующей  последовательности [19]:

1. Установить диапазон  агротехнически допустимых скоростей  движения заданного агрегата: в  соответствии со справочными  данными  минимальная скорость υ_min глубокорыхлителя составляет 6 км/ч, а максимальная υ_max– 10 км/ч.

2. Определим тяговое сопротивление R_априцепной части агрегата [18]:

 

R_а= к_м +В_р= к_мо[1+Δк·(υ_max – υ₀)]·В_р,     (1)

 

где  к_м– коэффициент удельного сопротивления машины(глубокорыхлителя

сприспособлением)на выбранной  скорости движения, кН/м;

В_р– рабочая ширина захвата глубокорыхлителя,(В_р = 4 м), м;

к_мо– коэффициент удельного сопротивления машины при работе на

  скорости υ₀, равной 5 км/ч, кН/м;

Δк– приращение удельного сопротивления машины с увеличением

             рабочей скорости на 1 км/ч после υ₀ = 5 км/ч (в долях от 1).

Решим уравнение (1):

 

 

 

 

 

3. Определим мощностьN_аг, необходимую для работы предлагаемого почвообрабатывающего агрегата в заданном диапазоне скоростей:

 

 

 

Согласно уравнению (2):

 

 

 

 

 

4. Определим требуемую мощностьдвигателяN_е трактора в интервале допустимых скоростей движения (6-10 км/ч):

 

 

 

где η_м – механический КПД трансмиссии трактора (η_м = 0,91 для колесного);  

δ – буксование ходовых колес трактора (δ = 15 %);

λ – доля эксплуатационного веса трактора, приходящаяся на движитель

(λ = 1 для колесного с формулой 4К4);

μ – коэффициент сцепления движителя трактора с почвой по стерне

колосовых (μ = 0,85).

 

 

 

 

 

5. Определим эксплуатационный весG трактора (4):

 

 

 

 

 

Учитывая полученные расчетные  данные по формулам 3-4, можно предположить наиболее предпочтительные колесные тракторы тягового  класса  5 – К5280,  К744Ри др.

6. Примем для примера  трактор К5280, у которого эффективная  мощность двигателя до 205 кВт,  вес до 140 кН, диапазон рабочих  скоростей –  4,2-40 км/ч,  удельный  расход топлива – 205 г/кВт-ч).

Определим максимально возможную  тяговую мощность выбранного трактора (5):

 

 

 

 

 

7. Определим рациональную скорость движения предлагаемого состава агрегата υ_рац(6):

 

 

Принимаем υ_рац= 9,1 км/ч, т.е. максимальную в агротехнически допустимом диапазоне скоростей движения (6-10 км/ч).

8. Определим требуемую  для работы заданного агрегата  тяговую мощность N_аг (2):

 

 

 

9. Представим решение  рассматриваемой задачи в графоаналитической  форме (см. рисунок 7):

9.1 Определим возможную  для реализации в агрегате  тяговую полезную мощность  (7):

 

 

 

 

 

9.2 Определим тяговую мощность, зависящую от сцепных свойств выбранного трактора (8):

 

 

 

 

 

9.3 МощностьN_аг, необходимая для работы нашего агрегата, определена по формуле (2) в п. 8.

9.4 Определим коэффициент использования тяговой мощности η_uм трактора К5280 (9):

 

 

9.5 Определим тяговый КПД трактора η_Т(10):

 

 

 

Максимально возможный КПД  трактора определим также по известной  зависимости (11):

 

 

 

9.6 Определим используемую трактором эффективную мощность двигателя N_е и коэффициент загрузки двигателя η_з (12-13):

 

 

 

 

 

9.7 Часовая производительность  агрегата по известной формуле  определится W_ч:

 

W_ч= 0,1·В_р· υ_р=  0,1 · 4· 9,1= 3,7 га/ч.

 

9.8 Удельный расход топлива q_T:

 

 

 

Согласно графику (рисунок 7) возможная тяговая мощность, которую может создать выбранный трактор К5280 в зависимости от сцепных

N, кВт

	ηuм = 0,92 ηТ = 0,64   Nе =1803  кВт ηз = 0.91
	Условие достаточного сцепления ходового аппарата  трактора с почвой                                     Nаг

  6                   7                   8                  9 υ_max10  υ,км/ч

                                 υ_minυ_рац

 

Рисунок 7 – Графическое  определениеυ_рац агрегата при достаточном

 

свойств лежит в интервале 326,9…206,3 кВт, а требуемаяN_агдля работы нашего агрегата – 70…130,9 кВт, т.е. вполне обеспечивается. Достаточное сцепление движителя трактора с почвой обеспечивается при >, т.е. 138,7 > 136,9 кВт.