Зависимость производительности пахотных агрегатов от длины плуга

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зависимость производительности пахотных агрегатов от длины плуга

Бойков Василий Михайлович,

Старцев Сергей Викторович,

Павлов Андрей Владимирович

Башмаков Игорь Андреевич

Аннотации

Рассмотрены схемы скомплектованных многокорпусных широкозахватных пахотных агрегатов в навесном и прицепном вариантах. Выполнен расчет основных кинематических параметров и эксплуатационных показателей агрегатов с трактором К-701, при секционной компоновке корпусов на раме плуга. При классической "плужной" расстановке двенадцати корпусов на раме плуга шириной захвата 6,0м, кинематическая длина навесного агрегата в зависимости от количества секций изменяется от 2,0 до 12,0м. При аналогичной расстановке корпусов на раме прицепного плуга, ширина захвата плуга составляет также 6,0м, но при этом кинематическая длина агрегата изменяется от 5,0 до 15,0м. В результате теоретических исследований установлены графические зависимости цикловой производительности навесных и прицепных пахотных агрегатов от кинематической длины плуга при обработке полей различной длины.

Annotation: Schemes of acquisition of multi-hull wide-reach arable units in hinged and trailer variants are considered. The calculation of the main kinematic parameters and performance indicators of units with a tractor K-701, with sectional row, layout of the bodies on the frame of the plow. With the classical "plow" arrangement of twelve bodies on the plow frame with a width of 6.0 m, the kinematic length of the hinged unit varies from 2.0 to 12 m depending on the number of sections. With a similar arrangement of the bodies on the frame of the trailer plow, the width of the plow is also 6.0 m, but the kinematic length of the unit varies from 5.0 to 15m. as a result of theoretical studies, graphic dependences of the cyclic productivity of mounted and trailed arable units on the kinematic length of the plow when processing fields of different lengths are established.

Ключевые слова: Пахотный агрегат, ширина захвата, многокорпусный плуг, кинематическая длина, цикловая производительность, длина поля.

Keywords: Arable unit, width, multi-body plow, kinematic length, cyclic productivity, field length.

Введение

Лемешно-отвальные плуги общего назначения для технологии основной обработки почвы по способу соединения с трактором разделяются на навесные, полунавесные и прицепные [1]. Навесные плуги устанавливаются на гидравлическую навесную систему трактора и сила тяжести всего орудия в транспортном положении, приходится на трактор. Прицепные плуги имеют устройство, предназначенное для передвижения в рабочем и транспортном положении и воспринимающее полностью вес орудия. Вес полунавесных плугов в транспортном положении распределяется на трактор и ходовую часть орудия. Пахотные агрегаты с навесными плугами с одной стороны более маневренны, имеют низкую материалоемкость[2]. Но с другой стороны, при увеличении мощности трактора и для его загрузки в навесном плуге возрастает количество корпусов, приводящее к увеличению длины плуга [2,3,4]. пахотный навесной трактор

С целью улучшения маневренности многокорпусные прицепные или полунавесные плуги снабжают колесной тележкой, расположенной на раме плуга, в результате чего, плуг в транспортном положении, превращается в длинный, громоздкий, материалоемкий одноосный прицеп [3].

Для уменьшения продольного габарита многокорпусного плуга находит применение способ секционной компоновки корпусов на раме плуга[3]. На рисунке 1 представлены варианты схем навесных двенадцатикорпусных плугов шириной захвата Вк и длиной плуга lпл.

Рисунок 1- Схемы навесных 12-ти корпусных плугов: а - вариант с одной секцией; б - вариант с двумя секциями; в - вариант с тремя секциями; г - вариант с четырьмя секциями; д- вариант с шестью секциями

По варианту а) (рисунок 1) плуг имеет один продольный брус 1, на котором расположены в один ряд двенадцать корпусов 2. Как видно из рисунка 1, вариант с одной секцией имеет самую большую длину плуга lпл. Схема б) включает две секции, на которых расположены по шесть корпусов плуга, при этом ширина захвата Вк плуга не изменяется, но длина плуга lпл уменьшается. Вариант в), у навесного плуга с жесткой рамой имеется три секции с той же шириной захвата Вк, по четыре корпуса на каждой секции. По варианту г), плуг имеет четыре секции с тремя корпусами на каждой и по варианту д), шесть секций по два корпуса. Все плуги имеют одинаковую ширину захвата Вк, но различную длину lпл.

На рисунке 2 представлены схемы прицепных плугов, у которых компоновка аналогична навесным плугам. Длина плугов lпл увеличена на длину прицепа 3.

Рисунок 2- Схемы прицепных 12-ти корпусных плугов: а - вариант с одной секцией; б - вариант с двумя секциями; в - вариант с тремя секциями; г - вариант с четырьмя секциями; д- вариант с шестью секциями.

Принимаем, что в процессе выполнения пахотных работ агрегат с навесными или прицепными плугами движется в загоне по полю, циклично выполняя определенное движение [2,4]. За один цикл совершает два рабочих хода Lр (рисунок 3) в загоне шириной С и два холостых хода на поворотной полосе шириной Е. Кинематика движения при этом включает длину выезда агрегата е за контрольную линию, разворот агрегата на поворотной полосе радиусом R0 [2]. Рассмотрим эксплуатационные показатели пахотных агрегатов скомплектованных с многокорпусными навесными и прицепными плугами различной кинематической длины, выполненных по схемам рисунок 1 и 2.

Рисунок 3 - Схема движения пахотного агрегата за один цикл в загоне: С- ширина загона, м; Lполя - длина поля, м; Е-ширина поворотной полосы, м; Lр - рабочая длина поля, м; е - длина выезда агрегата на поворотную полосу, м; Lагр кинематическая длина агрегата, м; dк - кинематическая ширина агрегата, м; Вк - конструктивная ширина плуга, м.

Цель работы - определить производительность пахотных агрегатов скомплектованных из трактора тягового класса 5 (К-701) и секционного многокорпусного плуга.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1. Рассчитать кинематические параметры и эксплуатационные показатели:

- пахотного агрегата с навесным двенадцатикорпусным плугом с секционной расстановкой рабочих органов на раме;

- пахотного агрегата с прицепным двенадцатикорпусным плугом и секционной расстановкой рабочих органов на раме.

2. Установить зависимость производительности пахотных агрегатов от кинематической длины навесных и прицепных многокорпусных плугов при обработке поля различной длины.

Метод исследования. Для решения поставленных задач использовались методики расчета кинематики движения машинно-тракторных агрегатов [2] и методики эксплуатационной оценки пахотного агрегата согласно: ГОСТ 24055-2016. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки.

Результаты исследований. Кинематические характеристики, параметры и показатели рассчитаем по выражениям, приведенным в работе [5]. Производительность за один цикл работы агрегата в загоне определим по формуле:

Wцикл =0,1?Bр? хр? фцикл, (1)

где фцикл = tр / tр + tхх - коэффициент использования времени цикла;

tр, tхх - соответственно время цикла рабочего хода, время цикла холостого хода агрегата, мин.

Подставив в выражение (1) формулу для определения времени цикла холостого хода [5], получим:

Wцикл =0,1?Bр? хр?[ tр / tр + 0,06 (14Ro + 4Lагр / хх)]. (2)

В расчетах скорость холостого хода хх агрегата принимается равной скорости рабочего хода хр агрегата [2].

В таблице 1 приведены результаты расчетов кинематических параметров и показателей пахотных агрегатов с навесным и прицепным двенадцатикорпусным плугом с расстановкой рабочих органов по варианту с двумя секциями на раме (Рисунок 1 и 2), при обработке поля длиной Lполя=500м.

Таблица 1.- Кинематические параметры и показатели пахотных агрегатов

Из таблицы 1 видно, что при равной конструктивной ширине захвата плугов 6,0м кинематическая длина агрегата в составе с трактором К-701 составит в навесной комплектации Lагр.=6,35м, в прицепной комплектации Lагр.=9,35м. Радиус поворота Ro, согласно [6] приняли равным кинематической длине агрегата. При обработке участка загона с длиной поля Lп=500м и скоростью движения х=2,0м/c коэффициент использования времени цикла у навесного агрегата на 6,7% выше, чем у прицепного агрегата. На рисунке 4 представлена зависимость цикловой производительности Wц пахотных агрегатов в навесной и прицепной комплектации от кинематической длины плуга lпл.

Рисунок 4 - Зависимость цикловой производительности Wц пахотных агрегатов от длины плуга lпл при: 1- навесным плуг; 2- прицепной плуг

Анализ зависимости показывает, что цикловая производительность пахотного агрегата с ростом длины плуга снижается. Так у навесного агрегата при увеличении кинематической длины плуга от 2,0м до 12,0м, производительность агрегата за один цикл работы в загоне длиной 500м снижается на 9,9%.

Используя выражение (2) на рисунке 5 представлена зависимость цикловой производительности пахотных агрегатов Wц с различной кинематической длиной lпл навесного плуга (по схемам рисунок 1) от длины обрабатываемого поля Lп.

Рисунок 5.- Зависимость цикловой производительности Wц пахотных агрегатов от кинематической длины навесного плуга lпл при различной длине поля Lп

Анализ представленных зависимостей показывает, что при снижении длины гона обрабатываемого поля цикловая производительность пахотного агрегата уменьшается. Чем короче длина поля и больше кинематическая длина плуга, тем меньше цикловая производительность агрегата. Увеличение длины гона обрабатываемого поля не дает явного прироста производительности многокорпусного навесного агрегата. При работе на коротких гонах (250м) производительность агрегата при увеличении кинематической длины плуга от 2,0м до 12,0м снижается на 25,4%. При работе на длинных гонах (2000м) производительность агрегата при увеличении кинематической длины плуга от 2,0м до 12,0м снижается на 3,7%.

Заключение

При комплектовании многокорпусного плуга шириной захвата 6,0м, двенадцатью рабочими органами при их "плужной" расстановкой на раме возрастает длина орудия, как следствие кинематическая длина агрегата. Для снижения кинематической длины широкозахватного многокорпусного плуга возможно применение секционной компоновки его корпусов на раме. Такая конструкция плуга агрегатируется с трактором, как в навесном, так и в прицепном варианте. Однако наличие прицепного устройства увеличивает длину плуга и как следствие кинематическую длину всего пахотного агрегата. Изменение длины влияет на кинематические и эксплуатационные показатели агрегатов, особенно при обработке почвы полей с различной длиной гона. Так цикловая производительность пахотного агрегата с двенадцатикорпусным двухсекционным навесным плугом, при обработке поля с длиной гона 500м, на скорости 2,2м/с составила 4,0га/ч, а производительность агрегата с прицепным плугом по той же схеме на скорости 2,2м/с составила 3,7га/ч. Увеличение длины гона обрабатываемого участка повлияла на рост производительности обоих агрегатов, но на длинных гонах (2000м) разница в производительности между навесным и прицепным двухсекционным агрегатом составила 1,6%. Следовательно при выполнении пахотных работ на небольших полях с короткими гонами эффективнее использовать навесные многокорпусные широкозахватные плуги с малой кинематической длиной.

Список используемой литературы

1. Халанский, В.М. Сельскохозяйственные машины / Халанский В.М., Горбачев И.В.//- М.: Колосс, 2003. - 623 С.

2. Зангиев, А.А. Эксплуатация машинно-тракторного парка: учебник / А.А. Зангиев, А.В. Шпилько, А.Г. Левшин. - М.: КолосС, 2006. - 319 с.

3. Лобачевский, Я.П. Современные почвообрабатывающие технологии / Лобачевский Я.П.// -М.: МГАУ им. В.П. Горячкина,1999.-39с.

4. Старцев, С.В. Повышение эффективности использования пахотных агрегатов / С.В. Старцев // ФГОУ ВПО "Саратовский ГАУ". Саратов, 2003. - 144 с.

5. Бойков, В.М. Сравнение кинематических параметров и эксплуатационных показателей широкозахватных пахотных агрегатов / В.М. Бойков, С.В. Старцев, И.А. Башмаков // Аграрный научный журнал. № 12. 2019. С. .

6. Основные кинематические параметры агрегатов. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://studopedia.su/19_125020_osnovnie-kinematicheskie-parametri-agregatov.html

Размещено на Allbest.ru