Очередность комплектования машинотракторных агрегатов сводится к следующему. В соответствии с условиями работы и вида технологического процесса выбирают трактора и лесохозяйственную машину, затем устанавливают скоростной режим работы и определяют его состав по количеству рабочих машин. Подобранный агрегат комплектуют, устанавливают на заданный режим работы.
Эффективность агрегата в работе определяется по коэффициенту использования тягового усилия трактора. Тяговое сопротивление рабочих машин, которое необходимо приложить для передвижения лесохозяйственной машины в работе, называется тяговым сопротивлением. Тяговое сопротивление рабочих машин в сумме можно выразить следующими сопротивлениями: сопротивлением на передвижение машины; сопротивлением на резины и крошения почвы; сопротивлением подъема; сопротивлением сил инерции, возникающих при неравномерном движении машины.
Тяговое сопротивление машин, входящих в агрегат Rм(кН) :
а) для простого агрегата, состоящего из трактора и одной машины:
Rм=Kv·Bр+Gм i, кН
где: Кv – удельное тяговое сопротивление машины при движении на основной передаче трактора со скоростью Vр(км/ч), кН/м;
Вр – рабочая ширина захвата агрегата, м;
Gм – сила тяжести машины, Н
БДН-3,0 (МТЗ-82)
Rм=Kv·Bр
Rм=3,0*3,0=6,0кН
КЛ-2,6 (МТЗ-82)
Rм=1,2*2,6=3,12кН
БДН-1,3А (МТЗ-82)
Rм=1,2*1,3=1,56кН
ВПН-2 (МТЗ-82)
Rм=3,5*1,05=3,68кН
б) для пахотного агрегата:
Rпл =Kпл * Bпл.р.*h+Gпл *I, где
h – глубина пахоты, м
ПЛН-3-35 (МТЗ-82)
Rпл=1,05*0,30*25=7,875кН
ПЛД-1,2 (ЛХТ-55)
Rпл=1,2*0,25*60=18кН
в) для лесопосадочных машин:
Rм=Gм·f+Kп·h·в·n
где: Gм – сила тяжести машины (с сажальщиками и посадочным материалом), Н;
f – коэффициент трения о почву, перекатывание и смятие почвы колесами ходового аппарата (0,2…0,75)
Кп – удельное сопротивление почвы резанию и раздвиганию сошником (3…15 Н/кв.см.);
h – глубина хода сошника, см;
в – ширина обработки почвы сошником, см;
n – число высаженных рядков.
СШ-3/5 (МТЗ-82)
Rм=0,500*0,2+3*15*15*5=5475Н=5,475кН
ЛМД-81 (ЛХТ-55)
Rм=10000*0,2+3*25*25*1=3875Н=3,875кН
5. Правильность выбора состава агрегата, рабочей передачи (скорости) трактора, его загрузка оценивают по коэффициенту использования номинальной силы тяги (ξр) на основной передаче:
ξр=Rм/Pкр-Gтр*i
где: Ркр – тяговые усилия на крюк трактора, кН.
Оптимальная величина ξр в зависимости от типа трактора и характера выполняемой работы составляет 0,8…0,9. При этом нижние значения предпочтительны для агрегатов с колесными тракторами и для энергоемких работ, верхние – с гусеничными тракторами. Варианты со значениями ξр > 0,95 исключаются, т. к. в данных случаях работа агрегата на выбранной рабочей передаче трактора невозможна из-за перегрузки двигателя при временных колебаниях в сторону увеличения рабочих машин.
Загрузка трактора (коэффициент ξр; на работах по возобновлению леса) допустима ниже оптимальной.
БДН-3,0 (МТЗ-82)
ξр=6,0кН/11,5кН=0,52
КЛ-2,6 (МТЗ-82)
ξр=3,12кН/19,5кН=0,16
БДН-1,3А (МТЗ-82)
ξр=1,56кН/11,6кН=0,13
ВПН-2 (МТЗ-82)
ξр=3,86кН/12,0кН=0,31
ПЛН-3-35 (МТЗ-82)
ξр=7,88кН/15,2кН=0,52
ПЛД-1,2 (ЛХТ-55)
ξр=18кН/54=0,33
СШ-3/5 (МТЗ-82)
ξр=5,48кН/20,1кН=0,27
ЛМД-81 (ЛХТ-55)
ξр=3,88кН/38,0=0,1
2.3 Методика расчета состава тягово-приводных агрегатов
При расчете состава агрегатов с приводом рабочих органов от вала отбора мощности трактора (ВОМ) предельную ширину захвата агрегата не определяют, поскольку их состав обусловлен конструктивными возможностями привода от ВОМ и условиями работы. Для таких агрегатов рассчитывают тяговое сопротивление машины Rм и приведенное тяговое сопротивление Rпр численно равное тяговому усилию, которое бы трактор мог дополнительно развить за счет мощности расходуемой через ВОМ.
Rпр=3,6Nвом*ήм/Vp*ήвом
Nвом – мощность, потребляемая для привода рабочих органов машины через ВОМ трактора, кВт
ήм – механический КПД трансмиссии трактора. Для колесных тракторов (0,91…0,92); для гусеничных(0,86…0,88)
Vp- рабочая скорость агрегата, км/ч
ήвом- КПД механизма привода ВОМ;(0,9…0,95)
Полное тяговое сопротивление тягово-приводной машины Rаг (кН)
Rаг =Rм +Rпр
Тяговое сопротивление Rм машин, рама которых в рабочем положении опирается на колеса, а рабочие органы не взаимодействуют с почвой или растениями (разбрызгиватели удобрений, опрыскиватели, подкормщики) рассчитывают по формуле:
Rм=(Gм+Gг)*(f+i),
где Gм – сила тяжести машины (прицепа), кН
Gг – вес груза в кузове машины, кН
f – коэффициент сопротивления качению колес машины.
При известном объеме емкости V (м3) и плотности материала ρм (кг/ м3); приняв значение коэффициента использования объема λ=0,9…0,95, вес материала можно рассчитать по формуле:
Gг= V* ρм* λ/100
1)ОН-400 (МТЗ-82)
Rпр=3,6*5,0*0,91/10*0,9=16,38/9=1,82
Rм=(3,270+4кН)*0,05=0,36
Gг=0,400 м3*1,1т/ м3*0,9/100=0,004
Rаг=0,36+1,82=2,18
2)РМУ-0,8 (МТЗ-82)
Rпр=3,6*18*0,91/4,7*0,9=16,38/9=13,9
Rм=(5кН+11кН)*0,05=0,305
Gг=1,1 м3*1,1т/ м3*0,9/100=0,011
Rаг=0,305+13,9=14,205
Правильность выбора состава тягово-приводных агрегатов ξр= Rаг/Pкр-Gтр*i
1) ОН-400 ξр=2,18/12,4=0,18
2) РМУ-0,8 ξр=14,205кН/21,0кН=0,68
3. Расчет производительности, расхода топлива и затрат труда
3.1 Методика расчета производительности машинных агрегатов
Производительность транспортного агрегата определяется количеством работы, выполненной в единицу времени (час, смена, сезон, год). Ее обычно определяют в единицах площади (га), объема (м3) или массы (кг, т).
Фактическая производительность учитывает действующую ширину захвата агрегата, скорость движения и время работы агрегата.
Из всех факторов, влияющих на производительность агрегата в лесном хозяйстве, важнейшим является степень использования рабочего времени смены. Для ее увеличения необходимо сократить простои, своевременно и в нерабочие время проводить техническое обслуживание, устранить неисправности, заранее подготавливать участок работы, экономить время на переездах и поворотах.
Эксплуатационная часовая производительность (Wч) рассчитывается по формуле:
Wч=0,1·Bр·Vр·T,
где: Bр – ширина захвата, м;
0,1 – переводной коэффициент при ширине захвата в метрах и рабочей скорости в км/ч;
Vр – рабочая скорость машины, км/ч;
Т – коэффициент использования времени смены (0,6…0,9)
1. ОН-400 (МТЗ-82) Wч=0,1 *2*9,0*0,82=1,48га/ч
2. РМУ-0,8 (МТЗ-82) Wч=0,1*1,1*3,4*0,82=0, 31га/ч
3. ПЛН-3-35 (МТЗ-82) Wч=0,1*1,05*8,0*0,86=0,72га/ч
4. БДН-3,0 (МТЗ-82) Wч=0,1*3,0*9,6*0,84=2,42га/ч
5. КЛ-2,6 (МТЗ-82) Wч=0,1*2,6*8,4*0,82=1,79га/ч
6. СШ-3/5 (МТЗ-82) Wч=0,1*1,6*2,2*0,80=0,28га/ч
7. БДН-1,3А (МТЗ-82) Wч=0,1*1,3*9,0*0,84=0,98га/ч
8. ВПН-2 (МТЗ-82) Wч=0,1*1,05*5,2*0,86=0,47га/ч
9. ПЛД-1,2 (ЛХТ-55) Wч=0,1*1,2*2,4*0,81=0,23га/ч
10. ЛМД-81 (ЛХТ-55) Wч=0,1*1,2*3,2*0,8=0,31га/ч
11. КОК-2 (ЛХТ-55) Wч=0,1*2*3,2*0,82=0,52га/ч
Сменная производительность (Wсм, га/см) рассчитывается по формуле:
Wсм=Wч·T,
где: Тсм- продолжительность смены, ч(7).
1. ОН-400 (МТЗ-82) Wсм=1,48га/ч*7ч=10,36га/см
2. РМУ-0,8 (МТЗ-82) Wсм=0, 31га/ч*7ч=2,17га/см
3. ПЛН-3-35 (МТЗ-82) Wсм=0,72га/ч*7ч=5,04га/см
4. БДН-3,0 (МТЗ-82) Wсм=2,42га/ч *7ч=16,94га/см
5. КЛ-2,6 (МТЗ-82) Wсм=1,79га/ч*7ч=12,53га/см
6. СШ-3/5 (МТЗ-82) Wсм=0,28га/ч7ч=1,96га/см
7. БДН-1,3А (МТЗ-82) Wсм=0,98га/ч*7ч=6,86га/см
8. ВПН-2 (МТЗ-82) Wсм=0,47га/ч*7ч=3,29га/см
9. ПЛД-1,2 (ЛХТ-55) Wсм=0,23га/ч*7ч=1,61га/см
10. ЛМД-81 (ЛХТ-55) Wсм=0,31га/ч*7ч=2,24га/см
11. КОК-2 (ЛХТ-55) Wсм=0,52га/ч*7ч=3,64га/см
Производительность за агротехнический срок (Wаг) рассчитывается по формуле:
Wаг=Wдн·Др, га/агросрок
где: Др – количество рабочих дней.
Wдн= Wсм
1. ОН-400 (МТЗ-82) Wаг=10,36га/см*1дн=10,36га/агросрок
2. РМУ-0,8 (МТЗ-82) Wаг=2,17га/см*2дн=4,34га/агросрок
3. ПЛН-3-35 (МТЗ-82) Wаг=5,04га/см*1дн=5,04га/агросрок
4. БДН-3,0 (МТЗ-82) Wаг=16,94га/см*1дн=16,94га/агросрок
5. КЛ-2,6 (МТЗ-82) Wаг=12,53га/см*1дн=12,53га/агросрок
6. СШ-3/5 (МТЗ-82) Wаг =1,96га/см *3дн=5,88га/агросрок
7. БДН-1,3А (МТЗ-82) Wаг=6,86га/см*1дн=6,86га/агросрок
8. ВПН-2 (МТЗ-82) Wаг=3,29га/см*1дн=3,29га/агросрок
9. ПЛД-1,2 (ЛХТ-55) Wаг=1,61га/см*19дн(38/2тр)=30,59га/агросрок
10. ЛМД-81 (ЛХТ-55) Wаг=2,24га/см*14дн(28/2тр)=31,36га/агросрок
11. КОК-2 (ЛХТ-55) Wаг=3,64га/см*28дн=101,92га/агросрок
3.2 Методика расчета расхода топлива
Расход топлива на единицу выполненной агрегатом работы (удельный расход) определяется относительно израсходованного за смену топлива Gсм (кг/см) к сменной производительности агрегата Wсм (га/см).
Удельный расход топлива определяется по формуле:
g=(Gт·η)/Wч, кг/га
где: Gт – часовой расход топлива на рабочем режиме, кг/га;
Wч – часовая производительность, га/ч;
η – поправочный коэффициент, учитывающий неполноту загрузки двигателя при холостых поворотах и переездах, во время остановок трактора с работающим двигателем.
Расход топлива на весь объем выполненной работы рассчитывается:
Qт=g·Ω, кг
где: Ω - объем работы по конкретной технологической операции (га, т, м3)
1. ОН-400 (МТЗ-82)
g=13,8кг/ч*0,91/1,48га/ч=8,49кг/га
Qт=8,49кг/га*3,4га=28,8кг
2. РМУ-0,8 (МТЗ-82)
g=9,1кг/ч*0,91/0,31га/ч=26,71кг/га
Qт=26,71кг/га*3,4га=90,8кг
3. ПЛН-3-35 (МТЗ-82)