4. При выполнении технологической операции возникает необходимость в комплектовании состава агрегата-трактора и лесохозяйственной машины – машинотракторный агрегат должен удовлетворять требованиям агротехники данного процесса, обеспечивать рациональной использование тягового усилия трактора и технические возможности рабочих машин, работать высокопроизводительно, снижать расходы топлива и себестоимость единицы выполнения механизированных работ.

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;