Тяговое сопротивление сеялки и выбор трактора

7. Тяговое сопротивление сеялки и выбор трактора

1)  Расчет оптимального состава МТА

Для посева зерновых культур допустимые по аграрным требованием скорости движения МТА υ_lim =7…11 км/ч.

В пределах интервала технологически допускается скорости движения рабочей машины по тяговой характеристики трактора МТЗ – 82 для поля подготовленному к посеву выбираем возможные скорости υ_Р и номинальные тяговые усилия Р_тн при режиме эксплуатации N_T = N_Tmax

V передача	υР = 8,3 км/ч,	Ртн = 13,7 км/ч
VI передача	υР = 9,6 км/ч,	Ртн  = 11,25 км/ч
VII передача	υР =10,8 км/ч,	Ртн   = 9,0 км/ч

Максимальное число машин в агрегате n_м для каждой из возможной передачи трактора определяем из формулы:

[7.1],

где: ξ_рт – степень использования тягового усилия трактора, ξ_рт =0,92;

G – эксплуатационный вес трактора, G = 33.4 кН;

Р_тн – номинальное тяговое усилие трактора на данной передаче из возможных, кН;

α – угол наклона участков поля, α = 0⁰ ;

R_сц – тяговое сопротивление сцепки, R_сц = 2кН;

R_м – тяговое сопротивление рабочей машины, кН;

 [7.2],

где: в_к – конструктивная ширина захвата машины, м , в_к =4,2м

к_м – удельное тяговое сопротивление машины при определённой скорости движения, кН/м

G_м – эксплуатационный вес машины,  кН;

[7.3],

где: к₀ – удельное тяговое сопротивление машины при скорости машины υ_р = 5 км/ч, кН/м;

υ_рн – рабочая скорость трактора на данной передаче, км/ч;

∆С – темп нарастания удельного тягового сопротивления в зависимости от скорости движения агрегата, %

 Принимаем n_м = 1

 Принимаем n_м = 1

 Принимаем n_м = 1

Определяем степень загрузки трактора по силе тяги при движении на V передаче с двумя сеялками

[7.4],

1.  Расчет производительности

Техническая производительность – объём выполненной работы за единицу времени при максимально возможном использовании ширины захвата, скорости движения и рабочего времени.

[7.5],

где: В_р – рабочая ширина захвата агрегата, м;

υ_р – рабочая скорость движения, км/ч;

t_р – чистое рабочее время, ч

,

Выбор способа движения

На рядовом посеве чаще всего применяют челночный способ движения, но можно использовать и загонный способы всвал или вразвал, и баспетлевой способ «перекрытием».

Для обеспечения высокого качества посева и одновременной простоты подготовки поля (чтобы не разбивать его на загоны) применяем челночный способ движения.

2.  Тяговое сопротивление сеялки

Тяговое сопротивление в основном складывается из сопротивления перекатыванию сеялки по вспаханному и подготовленному к посеву полю, сопротивления сошников, погруженных в почву на установленную глубину, и сопротивления вращению рабочих органов высевающих аппаратов и механизмов их привода. По данным ВИСХОМа сопротивление от работы аппаратов, высевающих семена и туковые удобрения, и механизмов их привода составляет 2...3% от общего сопротивления [7]. Сопротивление от рабочих органов и на перекатывание сеялки определяется зависимостью [4]:

; [7.6]

где:  SR_Xi - тяговое сопротивление  i  рядов сошников, Н;

SR_З - тяговое сопротивление загортачей, Н;

m - коэффициент сопротивления перекатыванию опорных колес сеялки, m =0,25;

Q_Z - вертикальная нагрузка на колеса сеялки, Н.

Для лучшего приспособления к рельефу сошники следует размещать ближе к оси колес, при этом передний и задний ряды сошников располагают по разные стороны от оси колес.

Сопротивление сошников зависит от конструкции и давления, необходимого для их устойчивого хода при заданной глубине заделки семян, и состояния и характеристики почвы. В результате динамометрических исследований сошников получены средние значения их тяговых сопротивлений R_х в направлении движении агрегата: при глубине хода 40…80мм. В то же время установлено, что точка пересечения реакции R_xz почвы с рабочим органом сошника отстоит от дна образуемой им борозды на расстоянии, равном примерно одной трети глубины заделки семян. При этом сила  R_XZ  у дисковых и килевидных сошников направлена под углом 22...32° к горизонту.

Тяговое сопротивление SR₃ загортачей составляет 5...8% тягового сопротивления сошников, причем вектор SR₃ направлен под углом 8...15° к горизонту.

На основе анализа существующих конструкций масса двухдискового сошника составляет 12...14 кг.

Реакция  Q_Z  почвы на опорные колеса определяется графически. Для этого в выбранном масштабе вычерчивают схему продольно-вертикальной проекции сеялок.

На прицепную сеялку действуют сила  Q  тяжести с учетом массы семян и удобрений (без учета массы сошников) Q = 21000H, равнодействующая  SТ  сил, действующих на сошники, равнодействующая SR₃ реакции почвы на загортачи, сила  Q_ч  тяжести человека, находящегося на подносной доске (Q_ч = 650...750 H), давление  Q_К  на колеса и сита  F_xz  тяги. Сила  Q  принимается по прототипу. Расстояние L₁ от точки прицепа и L₂ от подножной доски до оси колес принимают равным соответственно 2000 и 500...600 мм.

При определении координаты центра тяжести сеялки (расстояние L_c ) исходят из того, чтобы при ее стационарном положении  F¹_XZ была положительной (т.е. направленной вверх) и составляла 200...350 Н. Последнее достигается соответственным размещением механизмов сеялки, сошников и ящика, при этом необходимо иметь, чтобы центр тяжести сеялки (точка S ) был впереди и по возможности ближе к оси колес.

Задавшись силой  F¹_XZ  и выбрав по прототипу значения силы Q (с учетом массы семян, удобрений и сошников) и длинами плеч L₁ и L₂, определяя необходимое положение центра тяжести сеялки:

; [7.7]

Для определения величины и направления равнодействующей SТ сил тяжести G , реакции R_xz почвы, а также силы G₁ . сжатия пружин штанги (или дополнительных грузов), действующих на сошники, в выбранном масштабе вычерчивает схему продольно-вертикальной проекции сошников переднего и заднего рядов.μ_F = 5 н/мм Равнодействующая сил, для двух сошников составит Т= 450Н, а  равнодействующая сил, для всех сошников переднего и заднего рядков составляет

; [7.8]

; [7.9]

Где:  и  - соответственно число сошников переднего и заднего рядов.

Отдельно от схемы сеялки в выбранном масштабе μ_Р = 300 н/мм строят многоугольник сил. Это позволяет определить силы Q_K  и F_XZ , а следовательно, и  Q_z.

Q_K = 31800Н

F_XZ = 12900Н

Q_z = 31500Н