Антощенков Р. В. канд. техн. наук, викладач 3 страница

– регулювання колії;

– достатній агротехнічний просвіт і абрис;

– вписуваємість рушіїв у міжряддя по ширині;

– гарний фронтальний огляд.

Показник а_тр залежить від рівня пристосованості енергетичного засобу до виконання транспортних робіт і характеризується, насамперед, типом ходової системи трактора. Гусеничні трактор: застосовують тільки в якості резервних транспортних засобів і в умовах крайнього бездоріжжя, тому що вони, з одного боку, не ефективні внаслідок малої транспортної швидкості, а з інший, – і ходова система піддається великому зношуванню при роботі на транспортних швидкостях. Відновлення ходової системи гусеничного трактора коштує дуже дорого. Гусеничні трактори не дозволяється використати на дорогах із твердим покриттям, тому що вони його ушкоджують.

Показник залежить від ефективності використання енергетичного засобу в агрегаті зі збиральними машинами. При цьому варто оцінити можливість агрегатування енергетичного засобу кормозбиральними машинами, ефективна робота з якими пред'являє наступні додаткові вимоги:

– висока потужність двигуна (200...300 к.с.);

– безступінчаста, автоматично регульована трансмісія;

– наявність ВВП, що має кілька передач і здатного тривалий час працювати в режимі передачі повної потужності двигуна;

– фронтальне навішення збиральної машини;

– запас поздовжньої стійкості енергетичного засобу при до навішенні збиральної машини позаду;

–п овний реверс трансмісії та робочого місця тракториста;

– високе розташування водія для гарної оглядовості технологічного процесу.

3.3. Кількісна оцінка технологічної універсальності енергетичного засобу

Керуючись технологічними вимогами, що виникають при проведенні різного виду польових робіт, проведемо оцінку технологічної універсальності енергетичних засобів різної компонувальної схеми за допомогою розглянутих показників ефективності їхнього використання. Через різнохарактерність порівнюваних показників найбільш зручної є бальна оцінка. Приймемо п'ятибальну систему та піддамо аналізу універсально–просапні трактори чотирьох різних компонувальних схем (табл. 3.1).

Табл. 3.1. Бальна оцінка технологічної універсальності тракторів різних компонувальних схем

Отримана сума балів погодиться з експертною логічною оцінкою порівнюваних тракторів по універсальності.

Контрольні запитання:

1. Показник універсальності енергетичного засобу.

2. Показник технологічного рівня енергетичного засобу.

3.Оцінка технологічної універсальності.

4. Показник ефективності використання МЕЗ в складі комбінованого агрегату.

5. Показник ефективності використання на ґрунтообробних операціях.

6. Показник ефективності використання на міжрядній обробці.

7. Показник ефективності використання на збиральних роботах.

8. Показник ефективності використання на транспортних роботах.

9. Кількісна і бальна оцінка технологічної універсальності МЕЗ.

ЛЕКЦІЯ 4. ПОКАЗНИКИ ПРОДУКТИВНОСТІ, АГРОТЕХНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ТА ВАРТОСТІ ВИКОНАННЯ
ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ

4.1. Показники продуктивності

4.2. Показники агротехнічних властивостей

4.3. Показники вартості виконання технологічного процесу

Мета: прослухав лекцію студент повинен;

знати: показники продуктивності,оглядовості з робочого місця водія, керованості, вартості виконання технологічного процесу, а також агротехнічні властивості МЕЗ;

уміти: визначати від яких параметрів і характеристик енергетичного засобу залежить продуктивність, агротехнічні властивості,оглядовість, керованість, вартість виконання технологічного процесу.

4.1. Показники продуктивності

У якість показника продуктивності приймемо потенційну продуктивність енергетичного засобу.

Потенційна продуктивність енергетичного засобу – це продуктивність зі знаряддям такої ширини захоплення, при якій його тяговий опір дорівнює номінальному розрахунковому тяговому зусиллю трактора, а швидкість руху МТА максимальна при даній потужності двигуна, але не перевищує швидкості, установленої правилами агротехніки.

Варто особливо підкреслити, що потенційна продуктивність енергетичного засобу – це той показник, по якому розділяються між собою дві дисципліни – теорії технологічної експлуатації трактора і теорія експлуатації МТП. Потенційна продуктивність характеризує потенційні можливості енергетичного засобу, які можуть бути використані в процесі його експлуатації по–різному: залежно від характеристики агрегатованої з ним машини, вибору технологічного режиму і т.д. Ці питання ставляться до курсу експлуатації МТП.

Розглянемо залежність між потенційною продуктивністю та основними параметрами і характеристиками енергетичного засобу. Для цього використаємо добре відомі залежності з курсу теорії трактора і експлуатації машинно–тракторного парку:

(4.1)

де – потенційна змінна продуктивність; – ширина захоплення знаряддя; – номінальна швидкість трактора; – коефіцієнт використання часу зміни.

Якщо прийняти, як ми вмовилися, тяговий опір знаряддя рівним номінальному тяговому зусиллю трактора, можна записати:

(4.2)

де – питомий опір знаряддя; – коефіцієнт використання ваги: для тракторів 4К2 – , 4К4 – , гусеничні .

З вираження (4.2) слідує, що ширина захоплення конкретного знаряддя при роботі з даним питомим опором залежить від ваги трактора та коефіцієнта використання ваги, тобто від типу ходової системи або від колісної формули трактора.

Швидкість трактора можна знайти з вираження для визначення потужності . Швидкість трактора в складі агрегату варто визначати з урахуванням впливу на неї експлуатаційних факторів:

(4.3)

де – тяговий ККД трактора; – коефіцієнт можливого використання потужності двигуна; – коефіцієнт зниження швидкості трактора

де – дійсна швидкість трактора, – дійсна швидкість трактора при тяглово–динамічних випробуваннях, що відповідає значенню , при якому визначена швидкість .

Підставивши вираження (4.2) і (4.3) у формулу (4.1) одержимо:

(4.4)

З вираження (4.4) треба, що потенційну змінну продуктивність трактора можна виразити через такі його параметри, як вага трактора, енергонасиченість, тяговий ККД, коефіцієнти можливого завантаження, зниження швидкості і використання часу зміни.

Коефіцієнт використання часу зміни розраховують по залежностях, відомим з курсу експлуатації машинно–тракторного парку.

При порівнянні між собою мобільних енергетичних засобів по показниках технологічних властивостей з розгляду варто виключити складового часу зміни, що не залежать від властивостей енергетичного засобу, що відбивають втрати часу зміни по організаційних причинах, метеорологічним умовам, фізіологічним потребам механізаторів, порушенню технологічного процесу. Тоді:

(4.4)

де – сума коефіцієнтів часу зміни, що відбивають втрати часу зміни на підготовчі операції по агрегатуванню енергетичного засобу із сільськогосподарськими машинами , технологічне обслуговування агрегату , усунення несправностей проведення щозмінного технічного обслуговування енергетичного засобу, холості переїзди ; – число коефіцієнтів .

Розглянемо конструктивні параметри та технічні характеристики трактора, що впливають на перераховані вище коефіцієнти.

Час на підготовку МТА до роботи, що враховує коефіцієнтом , залежить від агрегатування трактора із сільськогосподарськими машинами, зручності їхнього з'єднання між собою. Сполучні пристрої повинні бути зручними для використання, без застосування при зборці (демонтажу) спеціального інструмента. Велике значення має чисельність людей, необхідних для складання агрегату.

Пристосованість енергетичного засобу до агрегатування можна проілюструвати на такому прикладі. Якщо воно складається з енергетичного та технологічного модулів (МЕЗ), то на з'єднання або роз'єднання модулів необхідно додатковий час у порівнянні зі звичайним трактором.

Час технологічного обслуговування МТА, що враховує коефіцієнтом , найбільше істотно залежить від наявності в енергетичного засобу площадки для розміщення ємності з технологічним матеріалом, тому що запас технологічного матеріалу дозволяє скоротити час на заправлення агрегату.

Час, затрачуваний на щомісячне технічне обслуговування і на усунення несправностей, визначається ступенем технічної досконалості енергетичного засобу, його технічним рівнем.

Коефіцієнт , що враховує час на холості переїзди, залежить в основному від складу агрегату та у меншій мері від параметрів енергетичного засобу. Маневреність окремо взятого трактора, оцінювана мінімальним радіусом повороту, як правило, завжди більше, ніж агрегату з однієї або декількома сільськогосподарськими машинами.

4.2. Показники агротехнічних властивостей

Структура показника агротехнічних властивостей. У якості загальноприйнятих агротехнічних показників трактора використають; тиск на ґрунт , агротехнічний просвіт і абрис. Перші два показники регламентовані державними стандартами.

Для повної оцінки агротехнічних властивостей енергетичних засобів цих двох показників недостатньо. Поряд з відзначеними якість роботи МТА характеризується огріхами, заїздами на рядок оброблюваних рослин та ін. Ці агротехнічні погрішності в роботі МТА багато в чому залежать від вписуваємості рушіїв у міжрядді, оглядовості і керованості енергетичного засобу. Важливо врахувати також втрати врожайності залежно від площі витоптування поля рушіями. У залежності від виконуваного завдання число показників агротехнічної якості роботи мобільного енергетичного засобу може бути розширено, диференційоване або узагальнено.

Всі показники позначимо буквою з відповідним індексом унизу. В узагальненій формі показник агротехнічних властивостей енергетичного засобу можна виразити в такий спосіб:

(4.5)

де – показники відповідно тиску рушієм на ґрунт, агротехнічного просвіту, захисній зони, оглядовості з місця водія, керованості та втрати врожайності.

Показник оглядовості з робочого місця водія. Оглядовість – це сукупність параметрів машини, що характеризують можливість і умови прямого огляду (без застосування допоміжних пристроїв) об'єктів спостереження з робочого місця оператора в процесі керування машиною. Під умовами огляду розуміють наступне: тракторист повинен перебувати в постійній позі, що не створює фізичної напруженості окремим групам м'язів і органам. При цьому не виключаються періодичні рухи для спостереження за роботою агрегату позаду або збоку.

Оглядовість досить докладно розглянута в розділі «Безпека мобільних енергетичних засобів». На (рис. 4.1) схематично показані зони оглядовості з робочого місця тракториста на прикладі універсально–просапного трактора:

1,2 – зони, використовувані для оцінки стани, рельєфу поля та границі скошеної і нескошеної ділянок;

3 – зона керування, видимість якої забезпечує сприйняття інформації про необхідність зміни або збереження напрямку руху;

4 – зона контролю, видимість якої забезпечує оцінку положення передніх коліс щодо рослин;

5 – зона розташування робочих органів;

6 – зона положення зчіпних і причіпних пристроїв;

7 – габаритна зона силосозбиральної машини;

8 – зона вивантаження технологічного матеріалу.

Рис.4.1. Зони спостереження тракториста при роботі трактора в агрегаті із силосозбиральною машиною:

1,2 – зони, використовувані для оцінки стану, рельєфу поля та границі скошеної і нескошеної ділянок; 3 – зона керування, видимість якої забезпечує сприйняття інформації про необхідність зміни або збереження напрямку руху; 4 – зона контролю, видимість якої забезпечує оцінку положення передніх коліс щодо рослин; 5 – зона розташування робочих органів; 6 – зона положення зчіпних і причіпних пристроїв; 7 – габаритна зона силосозбиральної машини; 8 – зона вивантаження технологічного матеріалу.

Показник керованості. Під керованістю розуміють здатність машини рухатися по заданій траєкторії з необхідною точністю при впливі водія на механізми керування.

Керованість, як і оглядовість, впливає на ергономічні та агротехнічні показники. Розглянемо агротехнічний аспект, тобто вплив керованості енергетичного засобу на агротехнічні показники роботи МТА.

Технологічні вимоги до керованості енергетичного засобу залежать від виконуваної операції. До основних факторів, що визначають технологічні вимоги, ставляться: характер технологічної операції, агротехнічні вимоги до якості виконуваної роботи, діапазон швидкостей руху агрегату, траєкторія руху енергетичного засобу і вимоги потоковості її відстеження, макро– і мікрорельєф поля.

Показники технологічних властивостей енергетичного засобу, що залежать від його керованості, можна звести до наступного:

– кількість огріхів або заїздів у захисну зону, на оброблювану ділянку (рядок рослин, культура, що скошується, звалювання в борозну і ін.);

– чистота зрізу бур'яну;

– частота зрізу оброблюваних культурних рослин при міжрядній обробці;

– складність маневрування на поворотній смузі та при заїзді в борозну або в міжряддя.

Нормативними документами і технологічними картами на проведення кожної операції регламентовані показники агротехнічної якості її виконання. Значення цих показників залежать від керованості, а керованість кожного енергетичного засобу оцінюють експертне, по технічній характеристиці та виражають у балах.

Складність маневрування на поворотній смузі і при заїзді в борозну, міжряддя і т.п. найбільше вірогідно оцінювати по мінімальному радіусі повороту енергетичного засобу.

Показник втрат урожайності від витоптування частини поля рушіями енергетичного засобу визначають за методикою проф. В. А. Скотникова. Шкідливий вплив рушіїв на ґрунт, захисна зона і агротехнічний просвіт як показник якості виконуваної сільськогосподарської операції розглянуті раніше.

Показник вписуваємості трактора в міжряддя характеризує відповідність колії трактора ширині міжрядь (60 і 70 см) з урахуванням захисної зони. Показник вписуваємості трактора в міжряддя визначають при наступних допущеннях: колеса розташовані симетрично щодо поздовжньої осі трактора; праве колесо трактора рухається по центрі міжряддя і не заходить у захисну зону рослин. Критерієм вписуваємості служить перекриття захисної зони рослин не більше ніж на 50 мм.

4.3. Показники вартості виконання технологічного процесу

Як було виявлено раніше, для визначення показників продуктивності та агротехнічних властивостей досить відомостей, що втримуються в технічній характеристиці енергетичного засобу. Для визначення показника вартості виконання технологічного процесу необхідні економічні показники роботи машини.

Приймемо як основу для розрахунку показника вартості технологічного процесу наведену вартість . Структура наведених витрат відома:

(4.6)

де – 0,15 ціни енергетичного засобу; – заробітна плата; – вартість витрачених експлуатаційних матеріалів; – амортизаційні відрахування; – вартість технічного обслуговування, зберігання, ремонту; – вартість виконання допоміжних операцій при роботі трактора.

Таким чином, показник вартості виконання технологічного процесу можна орієнтовно, з достатньої для практичних цілей точністю, обчислити на підставі відомостей, що втримуються в технічній характеристиці енергетичного засобу і довідниках.

Контрольні запитання:

1. Як визначається потенційна продуктивність енергетичного засобу.

2. Проаналізуйте показники продуктивності.

3. Проаналізуйте коефіцієнт використання часу зміни.

4. Аналіз показників агротехнічних властивостей

5. Вплив агротехнічного просвіта і захисної зони на агротехнічні показники МЕЗ.

6. Показники огляду з робочого місця водія і керування. їх аналіз.

7. Вплив колії МЕЗ на його агротехнічні і енерготехнічні показники.

8.Показники керованості енергетичного засобу.

9. Показники вартості виконання технологічного процесу та аналіз їх складових.

10. Аналіз структури експлуатаційних витрат (прямих і наданих).

ЛЕКЦІЯ 5. СВІТОВІ ТЕНДЕНЦІЇ РОЗВИТКУ ТА ВЗАЄМОЗВ’ЯЗОК

ТЕХНОЛОГІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ,

ПАРАМЕТРІВ І ХАРАКТЕРИСТИК МЕЗ

5.1. Загальні тенденції розвитку мобільної енергетики

5.2. Кваліфікаційна схема поколінь МЕЗ

5.3. Характеристика надпотужних сільськогосподарських тракторів

5.4. Характеристики тракторів класичного типу

Мета: прослухав лекцію студент повинен;

знати: загальні тенденції розвитку мобільної енергетики;

уміти: характеризувати і відзначати тенденції розвитку тракторобудування у світі для забезпечення раціонального використання тракторів.

5.1. Загальні тенденції розвитку мобільної енергетики

Основу активних засобів сільськогосподарського виробництва становить мобільна енергетика: трактори, самохідні збиральні та транспортні машини. У зв'язку із загальним технічним прогресом в останні 10–15 років у ЇЇ розвитку почався етап прискореного переходу на нове (умовно четверте) покоління техніки. Еволюційний процес розвитку мобільної енергетики шляхом поетапного нарощування потужності та удосконалення традиційних переважно механічних вузлів та механізмів перейшов у стадію комплексного удосконалення конструктивно–компонувальних схем, енергетичних установок, трансмісій, гідравлічних і ходових систем. Досягнуто певну сталість і пропорційність у розвитку енергозасобів і розпочато швидке їх оснащення комп'ютерними системами оптимізації режимів роботи, контролю і управління.

Розвиток мобільної енергетики базується на потребах виробництва, зокрема вимогах новітніх технологій вирощування та збирання сільськогосподарських культур. Останні найтісніше зв'язані із параметрами складних спеціалізованих самохідних комбайнів, у яких робочі органи є головними в компонувальній схемі та визначають розміри і масові характеристики енергетичного засобу: двигуна, трансмісії, ходової системи, органів керування.

Зауважимо лише, що із збільшенням потужності реверсивних тракторів понад 200 к.с., впровадженням безступінчастих передач на так званих системних тракторах–шасі, які поєднують ознаки універсального трактора і самохідного комбайна, на початку XXI століття можуть бути переглянуті співвідношення самохідних і агрегатованих з тракторами комбайнів у парку АПК.

Розвиток транспортних засобів в АПК тісно зв'язаний із загальним розвитком автотранспорту в різних галузях виробництва. Тут спостерігається тенденція використання автомобілів транспортно–технологічного призначення типу «Унімог», які поєднують ознаки автомобіля (швидкість до 80 км/год) та трактора класу 2–3 із широкими можливостями агрегатування на обпилюванні, обприскуванні тощо.

5.2. Кваліфікаційна схема поколінь МЕЗ

Рис. 5.1. Кваліфікаційна схема поколінь МЕЗ:

Т – трактори; К – комбайни; А – автомобілі та енергомодулі

У даній роботі висвітлено тенденції розвитку саме тракторної енергетики та згаданих загальних механізмів мобільних енергозасобів (МЕЗ), розвиток яких певною мірою зближує між собою трактори, комбайни і автомобілі класичних типів (рис. 5.1), незважаючи на їх відмінності у будові:

у трактора – двигун спереду, кабіна позаду, задня система з'єднання й приводу машин;

у комбайна – кабіна спереду, двигун позаду, робочі органи розміщено спереду та вмонтовано в конструкцію посередині шасі;

у вантажного автомобіля – двигун спереду, кабіна посередині, кузов позаду.

Головними особливостями етапу стрімкого розвитку тракторів, що припадає на завершальне десятиріччя потокового століття, є ріст одиничної потужності (у США він почався з 70–х років), універсалізація, тобто забезпечення багато– (мульті–) функціональності тракторів та МЕЗ, а також суттєве підвищення експлуатаційної ефективності, особливо надійності, паливної економічності, ергономічності, а в результаті продуктивності машинно–тракторних агрегатів (МТА) у цілому.

Блоково–модульна (агрегатна) будова характерна для сучасних механізмів енергозасобів, особливо коробка зміни швидкостей, передніх мостів, електронних систем контролю і управління, а також у цілому для сучасних потужних тракторів, оснащених різноманітним робочим обладнанням і агрофільними радіальними пневмошинами низького тиску, пристосованими для легкого здвоювання, а для потужності понад 300 к.с. – і строювання шин.

Швидкий технічний прогрес у конструюванні потужних тракторів зв'язаний також із створенням і впровадженням багатоступінчастих (до 44 передач уперед) та реверсивних гідромеханічних трансмісій з електрокеруванням, з більш раціональним конструктивно–компонувальним рішенням системи двигун – передній міст, з можливістю використання більшого розміру шин передніх коліс з мінімальним радіусом повороту. Це забезпечує збільшення тяги і вантажопідйомності передньої начіпки. Суттєве збільшення необхідної кількості передач у робочому (4–12 км/год) і підвищеному транспортному (30–40 км/год) діапазонах, можливість агрегатування з комбінованими агрегатами, використання плугів з регульованою шириною захопленню, легке реверсування для роботи з високопродуктивними начіпними збиральними машинами в поєднанні з економічними двигунами, системою електронного менеджменту, високою надійністю і комфортністю практично повністю зняли обмеження щодо недостатнього рівня використання потужності тракторів високого класу, яке мало місце в недалекому минулому.

5.3. Характеристика надпотужних сільськогосподарських тракторів

Практично всі провідні тракторобудівні фірми світу за останні п'ять років вийшли на ринок з новими моделями колісних тракторів потужністю 250 к.с. і більше: «Штайр–9300», «Джон Дір» серії 9000, «Кейз–іх» серій 8000 та «Стейджер–9300», «Фендт–926», «Дойтц–Мюллер Пауамакс 300», «Хорш–кіровець–734/735», «Массей–Фергюсон» серії 9200 тощо (табл. 5.1).

Таблиця 5.1. Характеристика надпотужних сільськогосподарських тракторів

Примітки. ШР – шарнірна рама; 4П – усі поворотні колеса; 2П – передні поворотні колеса; ЕГ – еластичні гусениці.

Характерними рисами тракторів нового покоління є їх універсалізація та блоково–модульна будова. Залежно від ринку на одній моделі європейських тракторів установлюють двигуни фірм «Перкінс», «Рено» або «Мерседес–Бенц»; однакову трансмісію ряду «Передач–ZF–передача» – на класичні «Штайр» і системні трактори «Фендт» та інтегральні «МБ–трак» і «Трак–160» нової фірми ТТВГ (ФРН). Уніфіковані трансмісії 32/32 установлюють на свої трактори «Массей–Фергюсон» (Англія) і «Валмет» (Фінляндія).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: