Лекция 8 Способы движения МТА

ЛЕКЦИЯ 8
Дисциплина: «Машиноиспользование»
Специальность: 050724-«ТМиО»
Продолжительность: 1 час

Способы движения машинно-тракторных агрегат (Кинематика агрегатов)
Основные понятия и определения
Основные кинематические характеристики агрегата и рабочего участка
Основные виды поворотов агрегатов
Классификация основных способов движения агрегатов
Основные оценочные показатели холостого хода агрегатов

Основные понятия и определения
Машинно-тракторный агрегат в процессе работы перемещается по полю, проходя за смену значительные расстояния, измеряемые часто многими десятками километров. Пройденный агрегатом путь состоит из рабочих ходов и холостых поворотов с выключенными рабочими органами. При этом желательно, чтобы холостой путь агрегата и соответствующие потери времени смены, а также непроизводительный расход топлива были как можно меньше.
Под способом движения МТА подразумевается закономерность его перемещения по полю в процессе работы. Эта закономерность в основном определяется его геометрическими характеристиками: формой траектории; радиусом и видом поворота и т. д.
Подготовка полей в зависимости от выбранного способа движения предусматривает комплекс операций по разбивке поля на загоны требуемой формы и размера, обеспечивающие высокое качество технологического процесса и высокую производительность при возможно меньших затратах ресурсов.
Основной задачей кинематики агрегатов является обоснование методов выбора эффективных способов движения МТА и подготовки полей с учетом следующих основных требований:
высокое качество выполняемой работы;
высокая производительность при возможно меньших затратах топлива и других ресурсов на единицу выполненной работы;
обеспечение безопасных условий работы для механизаторов;
наименьшее отрицательное воздействие на окружающую среду (почву, культурные растения и т. д.).

2. Основные кинематические характеристики агрегата и рабочего участка
Основные кинематические характеристики МТА зависят от конструктивных особенностей трактора, сцепки и рабочих машин. К таким характеристикам агрегата относятся: кинематический центр; кинематическая длина; длина выезда; кинематическая ширина; радиус и центр поворота; ширина колеи и продольная база трактора; ширина захвата.
Под кинематическим центром ц агрегата подразумевается условная геометрическая точка на плоскости движения (поверхности поля), траектория которой рассматривается как траектория МТА в процессе движения по полю. Такое упрощение приемлемо в связи с тем, что геометрические размеры МТА неизмеримо меньше размеров обрабатываемого участка или загона. Расположение центра агрегата ц зависит от типа трактора.

Рис. 1. Основные схемы расположения центра агрегата
Для агрегатов, составляемых на базе колесных тракторов с жесткой рамой, точка ц определяется как проекция середины задней ведущей оси трактора на плоскость движения (рис. 1а). У агрегатов с тракторами, имеющими шарнирно-сочлененную раму, за центр агрегата принимается проекция на плоскость движения центра шарнира (рис. 1б). Для МТА с гусеничными тракторами центр агрегата соответствует проекции на плоскость движения точки пересечения диагоналей, проведенных через наружные края гусениц (рис. 1в).
Кинематической длиной агрегата lк называется проекция расстояния между центром агрегата и линией, перпендикулярной продольной оси трактора и проходящей через наиболее удаленные по ходу МТА точки рабочих органов машин при прямолинейном движении. Как видно из рис. 2а, кинематическая длина lк агрегата складывается из кинематических длин lт трактора, lс сцепки и lм рабочей машины, т. е.


Длина выезда агрегата (е) определяется как расстояние, на которое перемещается центр агрегата от контрольной линии (границы обрабатываемого участка) по ходу МТА перед началом и в конце поворота. Такое перемещение МТА необходимо для вывода рабочих органов последнего ряда машин на контрольную линию. По значению е пропорциональна кинематической длине агрегата, т. е.
 
Значения ае для МТА соответствующих типов приведены в справочной литературе по машиноиспользованию.

Рис.2 - Основные кинематические характеристики агрегата

Кинематическая ширина агрегата dK равна расстоянию между проекциями на плоскость движения продольной оси трактора и параллельной линии, проходящей через наиболее удаленную точку агрегата. Различают dK вправо и влево от продольной оси трактора. Указанные расстояния используют при расчете ширины поворотной полосы загона.
Радиус поворота агрегата R (рис. 2б) определяется как расстояние от центра агрегата ц до центра поворота О. Обычно при повороте МТА центр агрегата ц перемещается не по окружности, а по дуге более сложной формы.
Соответственно изменяется как значение радиуса поворота R, так и расположение мгновенного центра поворота О на плоскости движения. При эксплуатационных расчетах принимают среднее значение радиуса поворота R с учетом возможной поправки на скорость МТА.
На рис. 2а дополнительно показаны такие кинематические показатели агрегата, как ширина колеи k и продольная база Lт трактора, а также ширина захвата МТА. При кинематических расчетах значения рабочей В и конструктивной Вк ширины захвата МТА принимают одинаковыми.
Основные кинематические характеристики рабочего участка:
общая L и рабочая Lp длины гона;
ширина С загона;
ширина Е поворотной полосы;
длина е выезда (рис. 3).
Под рабочим участком подразумевается часть поля, отведенная для выполнения определенной сельскохозяйственной операции. Загон представляет собой часть рабочего участка прямоугольной формы, отведенную для работы на ней одного или группы агрегатов.

Рис. 3. Основные кинематические характеристики рабочего участка

Длина L гона часто определяется размерами поля, а ширина С загона шириной В захвата и способом движения МТА. Ширина Е поворотной полосы зависит от ширины В захвата и условий безопасного поворота агрегата.
Рабочая длина гона равна:
По соображениям удобства в последующем в качестве расчетной длины гона используется общая длина гона L.
Такое упрощение мало влияет на конечные результаты расчетов. От контрольных линий (рис. 3) в обе стороны на расстоянии длины е выезда агрегата прокладывают линии выключения и включения рабочих органов. Подготовка рабочего участка в полном соответствии с рисунком крайне важна для качественной, высокопроизводительной и экономичной работы машинно-тракторных агрегатов.

3. Основные виды поворотов агрегатов
Движение МТА в процессе работы часто состоит из прямолинейных рабочих ходов вдоль гона и поворотов на конце гона. При этом в зависимости от типа агрегата повороты могут совершаться как с включенными, так и выключенными рабочими органами (во втором случае происходит холостой поворот).
С учетом большого влияния вида поворота на показатели работы МТА необходимо при его выборе учитывать следующие основные требования:
высокое качество выполняемой работы;
возможно меньшая ширина поворотной полосы;
высокая производительность МТА при наименьших потерях времени, топлива и других ресурсов;
обеспечение безопасных условий работы;
возможно меньшее отрицательное воздействие на окружающую среду, особенно на почву.
Все повороты основных видов для удобства изучения делят на две группы: петлевые и беспетлевые. В пределах каждой группы дополнительно различают способы поворота по углу поворота МТА. На практике наиболее широко применяют повороты, представленные на рис. 4.
Важнейшие кинематические характеристики всех поворотов:
длина lп;
время tп;
радиус R;
требуемая ширина Е поворотной полосы.
Обычно под R и Е подразумевают их минимально возможные значения с учетом изложенных выше требований, а под lп длину траектории центра агрегата от точки ап начала поворота до точки bп его завершения.
Путь агрегата за один поворот
Ln = lп + 2е
Значение lп зависит от радиуса поворота: lп = fe(R), ширина поворотной полосы Е от радиуса R, кинематической ширины dK и длины выезда e МТА: Е=fE (R, dK, e). Формулы для расчета Lп и Е приведены в табл. 1 применительно к основным видам поворотов, показанных на рис. 4.




Рис. 4. Основные виды поворотов МТА: беспетлевые круговой (1); с прямолинейным участком (2); угловой (3); петлевые закрытая петля (4); грушевидный (5); односторонний (6); грибовидные с открытой (7) и закрытой (8) петлей


Таблица1
Зависимости для определения длины пути агрегата
при повороте и ширины поворотной полосы
Вид поворота
Ln
E

Круговой
(3,24,0)R+2e
1,1R+dk+e

С прямолинейным участком
(1.42,0)R+xn+2e
1,1R+dk+e

Угловой
(1.61,8)R+2e
1,1R+dk+e

Закрытая петля
(5.06.5)R+2e
2R+dk+e

Грушевидный
(6.68.0)R+2e
2,8R+dk+e

Односторонний
(6.07.5)R+2e
2,6R+dk+e

Грибовидный с открытой петлей
(4.15,0)R+2e
1,1R+dk+e

Грибовидный с закрытой петлей
(5.05.5)R+2e
1,1R+dk+e


4. Классификация основных способов движения агрегатов
Под способом движения подразумевается закономерность движения агрегата по полю в процессе работы.
Способы движения агрегатов классифицируют по следующим основным признакам:
по характеру разбивки поля на загоны;
по числу одновременно обрабатываемых загонов;
по направлению рабочих ходов;
по виду поворотов.
Используют и такие классификационные признаки, как направление поворотов МТА и др. Однако они не имеют существенного значения для решения основных задач кинематики агрегатов.
По характеру разбивки поля на загоны различают загонные (поле разбивают на отдельные загоны) и беззагонные (поле на загоны не разбивают) способы движения. В зависимости от числа одновременно обрабатываемых загонов возможны однозагонные и многозагонные способы.
Для расчета количественных показателей холостого хода МТА основное значение имеют классификации способов движения по направлению рабочих ходов и по виду поворотов.
Все способы движения МТА по направлению рабочих ходов делят на три группы: гоновые, круговые и диагональные. При гоновых способах движения агрегат совершает рабочие ходы параллельно одной или двум сторонам загона с холостыми поворотами на обоих его концах.
При круговом способе движении МТА рабочие ходы совершаются вдоль всех четырех сторон загона без выключения рабочих органов, за исключением центра загона, где неизбежны несколько холостых петлевых поворотов. Различают круговые способы движения от периферии к центру (рис. 5ж) и, наоборот - от центра к периферии.
При диагональном способе движения рабочие ходы агрегата совершаются под острым или тупым углом к сторонам загона. При этом обработка загона может начинаться как от угла (рис. 5з), так и от диагонали поочередно с одной и другой стороны.
На основе различных сочетаний гоновых способов движения могут быть получены комбинированные способы. Например, на рис. 5д комбинированный способ движения получен на основе способов движения всвал и вразвал.
По виду поворота МТА все способы движения делят на петлевые и беспетлевые. Способ считают петлевым, если в процессе работы на загоне МТА совершает хотя бы один петлевой поворот в соответствии с рис. 4 (рис. 5, а, б, в, г, ж, з). При отсутствии петлевых поворотов способ движения МТА считается беспетлевым (рис. 5, д, в).

Рис. 5. Основные способы движения МТА: гоновые петлевые челночный (а); всвал (б); вразвал (в); чередование способов всвал и вразвал (г); гоновые беспетлевые комбинированный (д); перекрытием (е); круговой от периферии к центру (ж); диагональный (з). v развальная борозда; а свальный гребень

5. Основные оценочные показатели холостого хода агрегатов
В качестве основных показателей холостого хода МТА при количественной оценке различных способов движения наиболее часто используют:
длину холостого пути агрегата;
потери времени смены и топлива, связанные с холостым ходом;
коэффициент рабочих ходов;
коэффициент использования времени движения.
Суммарный холостой ход одного агрегата за смену (или при обработке поля данной площади) равен:
Sx=nз(Sб+Sп+Sз)+Sд + Sп.п,
где пъ - число обработанных загонов; Sб и Sn - суммарная длина беспетлевых и петлевых поворотов МТА на одном загоне, м; S3 - холостой путь при переездах с одного загона на другой; Sд - суммарный холостой путь при дополнительных заездах для заравнивания свальных гребней и развальных борозд, обработки стыков и т. д.; SП.П - суммарный холостой путь МТА при обработке поворотных полос.
Обобщенная исходная формула применима при всех способах движения и организационных формах использования агрегатов (работа каждого агрегата на отдельном загоне или группы агрегатов на одном загоне и т. д.).
Если всю обработанную агрегатом площадь F условно представить в виде прямоугольника шириной С( и длиной L (F = C( L), то суммарный рабочий ход на указанной площади
Sp=npL=C(L/B=F/B
где nр соответствующее число рабочих ходов МТА с шириной захвата В.
Коэффициент рабочих ходов агрегата
(Р = Sp/(Sp + Sx).
По физическому смыслу (p представляет собой кинематический КПД агрегата, поскольку характеризует степень полезного использования пройденного агрегатом пути в процессе работы. Например, при (р = 0,85 из каждых 100 м пройденного агрегатом пути 85 м связаны с полезной работой, а 15 м составляет холостой путь с выключенными рабочими органами.
Время Тх холостого движения МТА зависит от соответствующей скорости УХ холостого хода:
Tx=Sx/vx
Степень полезного использования времени движения МТА характеризуется коэффициентом
  (дв=Тр/(Тр+Тх)
где Тр время чистой работы, с.
13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415



Picture 2Root Entry

Приложенные файлы

  • doc 11163787
    Размер файла: 216 kB Загрузок: 1

Добавить комментарий