Эксплуатационные показатели тракторов и сельскохозяйственных машин реферат

Обновлено: 30.06.2024

Задачей курсовой работы является анализ и оценки эксплуатационных качеств трактора и почвенных условий на его тяговые качества, мощность и почвенную экономичность.
В нашей стране сельскохозяйственные работы настолько разнообразны, что для их механизации требуются тракторы различных типов. Так, для пахоты и других энергоемких работ, наиболее пригодны трактора, способные развивать большую силу тяги.

Работа содержит 1 файл

Двигатель Д-240Т.docx

Задачей курсовой работы является анализ и оценки эксплуатационных качеств трактора и почвенных условий на его тяговые качества, мощность и почвенную экономичность.

В нашей стране сельскохозяйственные работы настолько разнообразны, что для их механизации требуются тракторы различных типов. Так, для пахоты и других энергоемких работ, наиболее пригодны трактора, способные развивать большую силу тяги.

Творческое понимание курсовой работы, понимание логичной взаимосвязи уравнений, применяемых в расчетах, осмысленный выбор коэффициентов являются основой получения знаний, необходимых инженеру сельскохозяйственного производства в его практической деятельности.

Определение номинальных параметров двигателя.

определение номинальной мощности двигателя.

Мощность двигателя, необходимая для создания тяговой мощности трактора, движущегося равномерно по горизонтальной поверхности:

= 14 Кн. – сила тяги;

= 3 м/с – скорость трактора;

_{=0,55 – тяговое КПД трактора, учитывающее потери мощности в трансмиссии, двигателя и почвенного фона} .

Номинальная мощность двигателя с учетом отбора мощности на ВОМ:

Где =20% - величина отбора мощности на ВОМ%.

номинальная частота вращения вала двигателя, удельныйи часовой расход топлива находим:

95 кВт; ;

диаграмма баланса мощности и потенциальная характеристика трактора.

анализ кинематической схемы трансмиссии трактора-прототипа и определяем КПД трансмиссий.

КПД трансмиссии на различных передачах:

= 0,985…0,990 =0,985 – КПД цилиндрической пары шестерен или эпициклического планетарного ряда;

- число пар цилиндрических шестерен.

= 0,975..0,980 – КПД конической пары шестерен,

- КПД ведущего участка гусеничного движителя (учитывается только для гусеничного трактора)

=0,03…0,05=0,03 – величина, показывающая какую часть номинального крутящего момента двигателя составляет момент холостого хода трансмиссии,

Результаты анализа кинематической схемы трансмиссии трактора МТЗ-100

определение эксплуатационного веса трактора и построение кривой буксования.

Вес трактора прижимает движитель к почве. Именно за счет этого реализуется эксплуатационный вес трактора, необходимый для получения заданной силы тяги на крюке:

где - оптимальный коэффициент использования веса трактора,

Сцепной вес трактора :

При тяговом расчете трактора принимается, что на заданном почвенном фоне для каждого типа движителя величина буксования зависит от удельной силы тяги , которая представляет собой отношение силы тяги к сцепному весу трактора:

Результаты расчета кривой буксования:

0,18	0,29	0,40	0,48	0,52	0,54	0,55
5	10	20	30	50	70	100
7,2	11,6	16	19,2	20,8	21,6	22

расчет и построение диаграммы баланса мощности и потенциальной тяговой характеристики.

При равномерном движении трактора по горизонтальной поверхности с отбором мощности на ВОМ баланс мощности описывается следующим уравнением:

Касательная сила тяги кН, где - сопротивление качению трактора, принимаем независящим от нагрузке на крюке , где f – коэффициент сопротивления качению трактора f=0.12

Теоретическая скорость движения трактора: ; где – мощность, подведенная к движителю; , где ;

Действительная скорость трактора

Мощность, затрачиваемая на качение для колесного трактора кВт

Разность ( которая является тяговой мощностью) . Мощность, затрачиваемая буксование для колесных тракторов тяговую мощность

Удельный тяговый расход топлива г/кВтч , где - часовой расход топлива, затрачиваемый двигателем на создание тяговой мощности кг/ч

Тяговый КПД трактора

Результаты определения составляющих диаграммы баланса мощности баланс мощности и потенциальной характеристики и потенциальной характеристики

кН	0	7,2	11,6	16	19,2	20,8	21,6	22
кН	5,64	12,84	17,24	21,64	24,84	26,44	27,24	27,64
м/с	11,5	5	3,7	3	2,6	2,4	2,37	2,34
0	5	10	20	30	50	70	100
м/с	11,5	4,75	3,33	2,4	1,82	1,2	0,7	0
кВт	64,6	26,79	18,78	13,54	10,26	6,77	3,95	0
кВт	0	37,81	45,82	51,06	54,34	57,83	60,65	64,6
кВт	0	3,21	6,38	12,98	19,38	31,73	45,19	64,6
кВт	0	34,2	38,63	38,4	34,94	24,96	15,12	0
г/кВтч	532	470	473	527	737	1217
%	0	0,46	0,51	0,51	0,46	0,33	0,2	0

анализ потенциальной тяговой характеристики.

Для трактора с идеальной бесступенчатой трансмиссией при изменении нагрузки на крюке, тяговая мощность не остается постоянной, несмотря на постоянство мощности двигателя. Максимум тяговой мощности соответствует силе тяги, при которой сумма потерь мощности на качение и буксование имеет минимальное значении. Указанная сила тяги при работе трактора на стерне определяет его тяговый класс. Удельный тяговый расход топлива при работе с номинальной силой тяги имеет минимальное значение, а скорость считается оптимальной.

Тяговая характеристика трактора со ступенчатой трансмиссией.

Тяговая характеристика трактора о ступенчатой трансмиссией представляет собой графики изменения тяговой мощности, действительной скорости движения, часового и удельного расхода топлива на каждой передаче в зависимости от силы тяги. Кривая буксования вычерчивается одна для всех передач. По тяговой характеристике определяют основные энергетические и топливо - экономические показатели трактора при комплектовании машинно-тракторного агрегата. Для построения тяговой характеристики необходимо иметь скоростную характеристику его двигателя, передаточное число и КПД трансмиссии, динамический радиус колеса и кривую буксования.

номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя .

Частота вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу

Крутящий момент на номинальном режиме

Максимальный крутящий момент , где - коэффициент запаса крутящего момента:

Различают следующие группы показателей эксплуатационных свойств машинно-тракторных агрегатов: агротехнологические, энергетические, технико-экономические, технико-эксплуатационные и эстетико-эргономические.

Агротехнологические свойства агрегатов, прежде всего, определяют всю совокупность показателей, характеризующих качества выполнения технологических операций. Это технологические возможности режимов работы агрегата и различные внешние условия, при которых качественно осуществляется технологическая операция (скорость движения, влажность почвы, урожайность, пропускная способность, норма внесения, полеглость хлебов).

Энергетические показатели эксплутационных свойств агрегатов характеризуются величиной энергетических затрат на работу сельскохозяйственной машины и соответствием энергоемкости последней тяговым и мощностным показателям энергетического средства в диапазоне скоростных и нагрузочных режимов, установленных агротехническими требованиями.

Технико-эксплуатационные свойства агрегатов оценивают следующими показателями: производительностью за 1 час (основного, технологического, сменного времени), коэффициентами рабочих ходов и использование времени, оценками надежности, (например, наработкой на технический и технологический отказ), универсальностью, возможностями работы агрегата в комплексе с другими агрегатами, маневренностью и управляемостью.

Технико-экономические показатели свойств агрегатов включают в себя: затраты труда на единицу выполненной работы, прямые и приведенные затраты денежных средств, топливную экономичность.

Эстетико-эргономические показатели свойств агрегатов – микроклимат, запыленность воздуха, загазованность, шум и вибрации на рабочем месте механизатора, освещенность и обзорность рабочей зоны, удобства и безопасность обслуживания, продольная и поперечная устойчивость, прочность кабин, тормозные качества. Совершенство машины в современном понимании подразумевает и соответствие ее определенным эстетическим требованиям. При этом возникает соответствующее эстетико-технологическое отношение механизатора к машине и тем самым создаются условия для получения максимального эффекта.

Все указанные показатели в той или иной степени оказывают влияние на эффективность использования машинно-тракторных агрегатов – производительность труда, эксплуатационные затраты и качество технологических операций, а в конечном итоге определяют количество, качество и стоимость производимых продуктов растениеводства.

Эксплуатационные свойства сельскохозяйственных машин характеризуются показателями:

Основные технические показатели машин:

- коэффициент полезного действия,

- радиус поворота и длина выезда,

- коэффициенты технической и эксплуатационной надежности.

К эксплуатационным качествам тракторов относят:

технические;

технико-экономические;

Общетехнические показатели.

Из технико-эксплуатационных факторов важнейшее значение имеет техническое состояние тракторного парка, так как он является основой для выбора и комплектования шлейфа машин и систем технического контроля за работой МТА в целом.

Тракторный парк, как отмечалось ранее, является основой для функционирования всех отраслей аграрного производства.

К эксплуатационным факторам относятся: скорость движения, тяговые мощность, усилие, сопротивление, затраты времени на техническое обслуживание в течении смены.

Скоростные режимы агрегатов

Скорость движения — один из основных факторов, определяющих:

- качество технологического процесса,

- экономичность работы подвижных агрегатов.

Скорость движения зависит от частоты вращения и радиуса колеса движителя, а также величины буксования.

Действительный радиус перекатывания колес с пневматической шиной зависит от нагрузки на колесо, внутреннего давления в шине и плотности почвы:

где r_o — радиус ненагруженного колеса, м; λ — коэффициент, учитывающий деформацию шины под воздействием нормальной нагрузки и растягивающих шину усилий, зависящий от внутреннего давления;

- для шин пониженного давления (Р_в 3 ).

Напряженное внимание и наблюдение за участком поля, находящимся впереди трактора, в сочетании с усиленной мускульной работой, затрачиваемой на управление трактором, увеличивают утомляемость водителя. Все это при определенных значениях скорости ведет к снижению производительности труда.

Он может быть значительно повышен соответствующими конструктивными и организационно-производственными мероприятиями.

Экономические ограничения скорости обусловлены изменением энергозатрат на выполнение процесса, эксплуатационной надежности машин в составе агрегата, а также некоторым ухудшением использования сменного времени (рис. 10

Прямые эксплуатационные издержки на единицу выполнения работы отражают влияние энергозатрат, использование времени и производительность труда при работе агрегата.

Изменение эксплуатационной надежности машин, вызываемое в основном ослаблением креплений и другими неполадками, связанными со скоростью движения, ведет к снижению коэффициента использования времени τ, на значение которого влияет увеличение радиуса поворота агрегата с повышением скорости.

Прямые эксплуатационные издержки на единицу выполненной работы обратно пропорциональны производительности агрегата.

Поэтому их изменение в функции от скорости имеет характер вогнутой кривой с выраженным минимумом, соответствующим оптимальному значению скорости движения (рис. 12).

Определение оптимальной скорости по прямым эксплуатационным издержкам на единицу площади (руб/га) не учитывает влияние скорости на качественные показатели процессов, которые сказываются на урожайности.

Более исчерпывающим критерием определения оптимальной скорости могут быть прямые эксплуатационные издержки на единицу продукции (руб/ц), Однако следует иметь в виду, что скорости на урожайность влияют на всех процессах и невозможно выделить влияние скорости отдельного процесса.

При выборе скоростного режима работы агрегата необходимо учитывать все факторы, определяющие в совокупности наивыгоднейший диапазон скорости. В связи со все возрастающим оснащением сельскохозяйственного производства скоростной техникой неотложной необходимостью являются мероприятия, обеспечивающие в эксплуатационных условиях реализацию возможностей скоростных машин.

Неровность поверхности почвы — один из факторов, ограничивающих скорость движения на всех видах работ и снижающих эффективность применения энергонасыщенных скоростных машин. Неровности поверхности почвы, варьирующие от 2 до 16 см, создают при движении агрегата колебания его частей. Это сказывается на равномерности глубины обработки при вспашке, культивации, бороновании, посеве (на высоте среза косилками и жатвенными машинами), ведет к увеличению потерь при работе уборочных машин и транспортных средств.

Встряхивания машин создают дополнительные напряжения в деталях, ослабляют крепления, вызывают поломки и аварии.

Колебания трактора и самоходных машин при отсутствии амортизирующих устройств усиливают напряженность труда обслуживающего персонала и его утомляемость. Поэтому на данном этапе внедрения скоростной техники первостепенное значение имеют мероприятия, уменьшающие колебания частей агрегата.

Одно из агротехнических мероприятий — систематическая планировка полей, засыпка неровностей, тщательная предпосевная подготовка почвы, профилирование полевых дорог. Достигаемое при - этом снижение неровностей до 3. 4 см позволяет поднять эксплуатационные скорости на 15. 25 %.

Большое значение имеет использование самозатачивающихся рабочих деталей почвообрабатывающих орудий (лемехов, лап), так как их затупление:

- повышает тяговое сопротивление,

Необходимо систематически и тщательно подтягивать крепления, особенно машин, только что введенных в эксплуатацию, следить за их регулировкой.

Следует широко применять автоматические механизмы, облегчающие процесс вождения и повышающие его точность.

Значительно большее внимание должно уделяться:

- совершенствованию сидений, амортизирующих устройств,

- применению выравнивателей профиля,

- автоматическому контролю качества и сигнализации на всех скоростных машинах.

Осуществление этого комплекса мероприятий позволяет поднять скорость агрегатов в производственных условиях не менее чем на 25. 35 %, то есть перейти от средневзвешенных скоростей в пределах от 5. 7 до 9…15 км/ч. Это даст соответствующий рост производительности механизированного сельскохозяйственного труда.

Экономические показатели Мта

© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.013)

Рассмотрены основные эксплуатационные показатели современных тракторов.

Мощность двигателя, трактор, тепловой обмен

Bakunov V.A. 1 , Chevchuc V.P. 2 , Popov A.V. 3

1 Student, 2 Ph.D., professor, 3 Assistant,

Volzhsky Polytechnical Institute (branch) VSTU

THE BASIC OPERATING CHARACTERISTICS OF TRACTORS

Presents the work of contemporary tractors.

Engine power, tractor, heat exchange.

Основные эксплуатационные показатели трактора подразделяют на технико-экономические, технические и агротехнические. К технико-экономическим показателям относятся производительность в агрегате, тяговые качества, трудоёмкость обслуживания и ухода, металлоёмкость и др.; к техническим — устойчивость трактора (продольная и поперечная), лёгкость управления, удобство работы персонала (наличие кабины, контрольных приборов; число мест для сидения); к агротехническим— удельное давление на почву, проходимость в междурядьях (дорожный просвет, защитные зоны), манёвренность в агрегате, плавность хода, точность следования по заданному направлению.

Эффективность использования трактора определяется в основном его энергетическими и тягово-экономическими характеристиками, возможностью их реализации наивыгоднейшим образом в условиях эксплуатации. Большое значение при этом имеют свойства моторно-трансмиссионной установки, которая является энергоносителем и регулятором режимов работы трактора и агрегатируемых с ним машин с активными рабочими органами. Функциональное значение моторно-трансмиссионной установки в формировании рабочих процессов тракторных агрегатов очень велико. От свойств и конструктивного исполнения моторно-трансмиссионной установки зависят приспособляемость трактора к переменной нагрузке, надежность работы, простота и легкость управления, безопасность движения и другие эксплуатационные качества, прямо или косвенно влияющие на производственные показатели трактора. В связи с этим обеспечение соответствия энергетических и регулирующих свойств моторно-трансмиссионной установки назначению и условиям эксплуатации трактора является одной из важнейших задач.

Сложность решения этой задачи обусловлена рядом факторов. Во-первых, тем, что современные тракторы по назначению в большей или меньшей степени универсальны: каждый из них предназначен для выполнения комплекса работ, различающихся технологическими процессами. Во-вторых, область распространения тракторов охватывает практически все климатические зоны и разнообразные почвенно-грунтовые условия страны. В-третьих, работа сельскохозяйственных и промышленных тракторов происходит при непрерывно изменяющихся внешних воздействиях, значение и характер которых зависят от вида операции, состава агрегата, состояний окружающей среды и многих других факторов. В силу того, что использование и условия работы тракторов очень разнообразны, не представляется возможным их прогнозировать для каждой машины в отдельности. Следовательно, условия эксплуатации трактора можно отнести к разряду случайных процессов в вероятностно-статистическом смысле. Эта неопределенность обусловила необходимость обеспечения тракторов разнообразными универсальными моторно-трансмиссионными установками.

Они характеризуют те полезные их признаки, от которых зависят качество выполнения работы, производительность, затраты ресурсов и др.

Качественно-эксплуатационные свойства отдельных машин и агрегатов оценивают соответствующими показателями, которые подразделяют на следующие основные группы: технологические, экологические, энергетические, экономические, эргономические, надежности.

Технологические показатели характеризуют качество выполнения машиной технологической операции в соответствии с предъявляемыми агротехническими требованиями.

Экологические показатели характеризуют воздействие машин и агрегатов на окружающую среду (почву, воздух, воду, флору, фауну). Отрицательный эффект такого воздействия должен быть как можно меньше.

Энергетические показатели характеризуются силами сопротивления, действующими на машины и агрегаты, и развиваемой мощностью двигателя для их преодоления. При этом расход энергии на единицу объема выполненной работы должен быть как можно меньше.

Экономические показатели в основном выражаются производительностью агрегатов и эксплуатационными затратами (трудовыми, финансовыми) на единицу объема выполненной работы. Желательно при этом получить высокую производительность агрегатов при наименьших эксплуатационных затратах.

Эргономические показатели характеризуют приспособленность машин и агрегатов к биологическим, физиологическим и другим особенностям человека. При этом параметры и режимы работы машин и агрегатов выбирают такими, чтобы можно было создать наиболее благоприятные условия для длительной высокопроиз-водительной работы механизаторов.

Показатели надежности характеризуют способность машин и агрегатов работать с требуемой надежностью в заданных условиях. Показатели надежности зависят не только от конструктивных факторов, но и от режима эксплуатации. Соответственно условия эксплуатации должны обеспечивать высокий уровень надежности машин и агрегатов.

Одной из основных задач данной дисциплины является приобретение студентами глубоких теоретических знаний и практических навыков по использованию машин и агрегатов с высокими эксплуатационными показателями в зависимости от конкретных условий работы.

5. БАЛАНС МОЩНОСТИТРАКТОРА

Баланс мощности трактора представляет собой равенство между эффективной мощностью на валу двигателя и суммой мощностей, требуемых для преодоления действующих на трактор сил сопротивления при установившейся рабочей скорости.

Задача при этом заключается в том, чтобы как можно больше мощности двигателя потреблялось на полезную работу через крюк или другой тяговый орган типа навесного механизма и через вал отбора мощности (ВОМ).

При движении агрегата с постоянной рабочей скоростью исходное выражение баланса мощности трактора имеет вид:

Сопротивление воздуха при движении МТА со скоростью до 40 км/ч сравнительно мало, поэтому им пренебрегают.

Соотношение между отдельными слагаемыми в формуле (2.11) зависит от конкретных условий работы и может изменяться в широких пределах.

Например, для тяговых агрегатов (N_B=0) доля полезной (тяговой) мощности составляет примерно 68. 78 % — для гусеничных тракторов, 52. 62 —для колесных 4К2 и 62. 70 —для колесных тракторов 4К4 (со всеми ведущими колесами). Первые цифры относятся к работам, выполняемым на стерне (вспашке, лущении стерни и др.), а вторые — к работам, выполняемым на поле, подготовленном под посев (сплошная культивация, боронование).

Из этих данных следует, что в самом тракторе теряется от 32 до 48 % мощности двигателя. Соответственно необходимо дальнейшее совершенствование конструкций тракторов и уровня их эксплуатации с целью уменьшения непроизводительных потерь мощности в самом тракторе.

Одна из задач данной дисциплины — обучение студентов методам решения подобных задач ресурсосбережения. Для этого необходимо установить закономерности влияния различных факторов на составляющие баланса мощности трактора.

Для уменьшения расхода топлива и повышения производительности агрегата желательно, чтобы слагаемые в формуле (2.11) были как можно меньше.

Потери мощности в трансмиссии связаны с преодолением сил трения в подшипниках и между зубьями шестерен, а также с взбалтыванием масла в картерах передач. У гусеничных тракторов добавляются также силы трения между деталями гусеничного хода.

Значение зависит от конструктивных особенностей трансмиссии и ходовой части трактора, а также от нагрузки (постоянная, переменная и т.д.). При установившейся работе агрегата можно принять усредненное значение = 0,86. 0,88.

Уменьшение и соответствующее увеличение в определенных пределах возможно за счет конструктивного совершенствования механизмов трансмиссии трактора, улучшения качества смазки, а также системы технического обслуживания.

Значение буксования в формуле (2.13) определяетсяпо результатам тяговых испытаний трактора из равенства

Предельные допустимые значения буксования на стерне определяются агротехническими требованиями: до 0,05 (5 %) — для гусеничных тракторов; до 0,15 (15 %) — для колесных 4К4 и до 0,18 (18 %) —для колесных тракторов 4К.2. Указанные ограничения на буксование обусловлены не только потерей мощности в соответствии с формулой (2.13), но в большей степени разрушением структурных частиц почвы с последующим усилением процессов, связанных с ветровой и водной эрозией.

Например, для трактора Т-150К при = 125,5 кВт, = 0,90, =0,15, =0,15 потеря мощности на буксование в соответствии сформулой (2.13) округленно составит

что соответствует 13,2 % реализуемой мощности двигателя

Снижение потерь мощности на буксование, как следует из формулы (2.13), возможно в основном за счет уменьшения буксования , повышения сцепления движителей с почвой, увеличения массы трактора, включая балластирование. Для этого же предназначены различные догружающие устройства типа гидроувеличите-ля сцепного веса (ГСВ).

Особенности применения указанных методов более подробно будут рассмотрены в разделе 2.5.

Следует, однако, иметь в виду, что уменьшение указанными методами часто сопряжено с увеличением потерь мощности на самопередвижение и на подъем . Поэтому желаемого положительного эффекта можно добиться лишь в том случае, когда общая сумма слагаемых в формуле (2.11) будет минимальной, рассматривая их взаимосвязано, как это будет сделано далее.

Потеря мощности на самопередвижение согласно рисунку 2.3

Усредненные значения на стерне составляют 0,08. 0,10 и 0,08. 0,11 соответственно для колесных и гусеничных тракторов.

На поле, подготовленном под посев, для тех же тракторов значения рекомендуют соответственно 0,16. 0,20 и 0,10. 0,12.

В формулах и в соответствующих расчетах целесообразно пользоваться массой, поскольку вес является производной от массы величиной в соответствии с СИ.

Численное значение зависит от многих факторов: почвенный фон, конструктивные особенности ходовой части трактора, давление в шинах и др.

Опытами установлено, что для пневматических шин в зависимости от почвенного фона оптимальным считают давление, при котором принимает минимальное значение. Поэтому в шинах следует устанавливать указанное оптимальное давление в соответствии с имеющимися рекомендациями. Уменьшить можно за счет выравнивания полей и удаления препятствий, включая растительные остатки, а также качественное техническое обслуживание.

Слагаемое потерь мощности на преодоление подъема в формуле (2.11) в соответствии с формулой (2.30) и рисунком 2.3 определяют из равенства

При небольших значениях а приближенно принимают по рисунку 2.3

и формула (2.16) имеет вид

В условиях Центрального района РФ наиболее часто встречается угол склона полей а = 3° при i = 5,24 %.

При этом для условий предыдущего примера с трактором Т-150К потери мощности на подъем составят

или 10,56 % реализуемой мощности двигателя.

Тяговая мощность трактора в формуле (2.11) зависит от тягового (крюкового) усилия