Определить касательную силу тяги дт 75 на 4 передаче на поле подготовленном под посев

Добавил пользователь Morpheus
Обновлено: 19.09.2024

Тяговые показатели трактора и эффективность его использования в сельскохозяйственном производстве в соответствии с назначением и условиями эксплуатации зависят от правильного выбора основных параметров: веса (массы), мощности и типа регуляторной характеристики двигателя, передаточных чисел трансмиссии. При выполнении тягового расчета трактора производятся: расчет основных параметров трактора; расчет и построение регуляторной характеристики двигателя, потенциальной и теоретической тяговых характеристик трактора; анализ его основных эксплуатационных свойств. Все расчеты проводятся в Международной системе единиц измерения физических величин.

Теория тракторов и автомобилей - это наука, представляющая собой систему основных знаний, обобщающих и отражающих объективные закономерности изучения эксплуатационных качеств и свойств трактора и автомобиля; о методах их изучения и определения, а так же о способах влияния и совершенствования этих качеств и свойств. В связи с быстрым ростом уровня механизации сельскохозяйственного производства и расширения сферы применения автотранспорта, требования, предъявляемые к эксплуатационным качествам тракторов и автомобилей непрерывно развивается и дифференцируются в зависимости от назначения машины и условий ее использования. Чтобы иметь возможность оценивать влияние отдельных эксплуатационных качеств на общую эффективность машины, нужно установить объективные, научно обоснованные измерители этих качеств и методику их определения.

1. Исходные данные

К основным исходным данным на проектируемый трактор относятся:

1. Тип (прототип) трактора - ДТ-75М, гусеничный.

2. Тяговый класс и номинальное тяговое усилие, к тяговому классу 3 относится трактор ДТ-75М, номинальное тяговое усилие у которого равно Р_н = 3 тс @ 30 кН, выраженной в тоннах силы (1 тс = 1_*g кН @ 9,81 кН @ 10 кН, где g - ускорение свободного падения).

Номинальное тяговое усилие трактора - это такое максимальное тяговое усилие, при котором движущийся по стерне зерновых культур (при нормальной плотности и влажности почвы) трактор имеет наибольший или близкий к нему тяговый к.п.д. при условии, что потери на буксование движителя d (коэффициент буксования) не превышают допустимых по агротехническим требованиям пределов d_н.доп (тракторы: гусеничные – 3. 5 %;). Номинальное тяговое усилие Р_н является правой границей рабочего интервала тяговых усилий трактора.

3. Номинальная скорость движения V_н =8,0 км/ч. Это скорость движения трактора, соответствующая номинальному тяговому усилию Р_н.

4. Число основных, рабочих передач - z=4.

5. Число транспортных передач - м=2.

6. Агрофон поля: стерня зерновых, средне-суглинистый чернозем.

7. Максимальная транспортная скорость движения трактора

8. Номинальная частота вращения вала двигателя n_н=1780 об/мин.

9. Номинальный удельный расход топлива двигателем g_ен=245г/кВт*ч.

2. Вес и номинальная мощность двигателя

Конструктивный (сухой) вес G_о - вес трактора в не заправленном состоянии, без тракториста, инструмента, дополнительного оборудования и балласта.

Минимальный эксплуатационный вес G_мин, равный конструктивному весу плюс вес заправочных материалов, инструментов и тракториста. Минимальный эксплуатационный вес G_мин в среднем на 7. 11 % больше конструктивного G_о:

Максимальный эксплуатационный вес G_макс, равный минимальному эксплуатационному весу плюс вес балласта G_б:

Балласт применяется для увеличения сцепного веса (нагрузки на ведущие колеса, движитель) G_сц тракторов с целью повышения их тягово-сцепных свойств (уменьшения коэффициента буксования d и увеличения силы сцепления Р_j). При установке балласта на ведущих колесах его вес можно определить по формуле:

где l_к - коэффициент нагрузки ведущих колес:

G - эксплуатационный вес трактора - общее обозначение.

Конструктивный вес трактора G_о надо стремиться снижать до минимума с учетом технических возможностей и экономической целесообразности. С уменьшением конструктивного веса снижается металлоемкость, затраты мощности на передвижение трактора, особенно на транспортных работах. Однако с уменьшением конструктивного веса возрастает стоимость трактора в связи с применением более прочных материалов и совершенных технологий. Более или менее точно конструктивный вес может быть определен только при реальном проектировании. При выполнении курсовой работы величину его следует принимать, ориентируясь на тракторы того же класса и уровень их энергонасыщенности.

Расчетный максимальный эксплуатационный вес G_макс.р трактора определяют исходя их того, чтобы при работе на стерне зерновых культур при нормальной влажности и плотности почвы с номинальной нагрузкой на крюке Р_н он обеспечивал не превышение допустимого уровня буксования движителей d_доп. Для аппроксимации зависимости коэффициента буксования трактора от развиваемого им тягового усилия можно использовать следующую, полученную на основании обработки большого количества опытных данных, зависимость:

где j_m, А, B - коэффициенты, полученные при математической обработке опытных данных - таблица 1;

j_кр - коэффициент использования сцепного веса трактора:

Таблица 1. Коэффициенты: сопротивления качению тракторов и функции аппроксимации кривой буксования d= ln[A/(j_m - j_кр)]/B

1. Исходные данные

К основным исходным данным на проектируемый трактор относятся:

1. Тип (прототип) трактора - ДТ-75М, гусеничный.

2. Тяговый класс и номинальное тяговое усилие, к тяговому классу 3 относится трактор ДТ-75М, номинальное тяговое усилие у которого равно Р_н = 3 тс @ 30 кН, выраженной в тоннах силы (1 тс = 1_*g кН @ 9,81 кН @ 10 кН, где g - ускорение свободного падения).

3. Номинальная скорость движения V_н =8,0 км/ч. Это скорость движения трактора, соответствующая номинальному тяговому усилию Р_н.

4. Число основных, рабочих передач - z=4.

5. Число транспортных передач - м=2.

6. Агрофон поля: стерня зерновых, средне-суглинистый чернозем.

7. Максимальная транспортная скорость движения трактора

8. Номинальная частота вращения вала двигателя n_н=1780 об/мин.

9. Номинальный удельный расход топлива двигателем g_ен=245г/кВт*ч.

2. Вес и номинальная мощность двигателя

Конструктивный (сухой) вес G_о - вес трактора в не заправленном состоянии, без тракториста, инструмента, дополнительного оборудования и балласта.

Минимальный эксплуатационный вес G_мин, равный конструктивному весу плюс вес заправочных материалов, инструментов и тракториста. Минимальный эксплуатационный вес G_мин в среднем на 7. 11 % больше конструктивного G_о:

Максимальный эксплуатационный вес G_макс, равный минимальному эксплуатационному весу плюс вес балласта G_б:

где l_к - коэффициент нагрузки ведущих колес:

G - эксплуатационный вес трактора - общее обозначение.

Конструктивный вес трактора G_о надо стремиться снижать до минимума с учетом технических возможностей и экономической целесообразности. С уменьшением конструктивного веса снижается металлоемкость, затраты мощности на передвижение трактора, особенно на транспортных работах. Однако с уменьшением конструктивного веса возрастает стоимость трактора в связи с применением более прочных материалов и совершенных технологий. Более или менее точно конструктивный вес может быть определен только при реальном проектировании. При выполнении курсовой работы величину его следует принимать, ориентируясь на тракторы того же класса и уровень их энергонасыщенности.

где j_m, А, B - коэффициенты, полученные при математической обработке опытных данных - таблица 1;

j_кр - коэффициент использования сцепного веса трактора:

Стерня, средний суглинок

Пояснения: тип почвы - чернозем; ППП – поле, подготовленное под посев; *) – тракторы с неодинаковыми задними и передними колесами; **) – тракторы с одинаковыми колесами (пахотные)

Решение выражения (4) относительно j_кр позволяет задавшись допустимой величиной коэффициента буксования d_доп определить соответствующее ему значение коэффициента использования сцепного веса j_кр.н трактора:

По полученному значению j_кр.н и известному значению номинального тягового усилия трактора P_н в соответствии с (5) можно определить требуемое значение сцепного веса трактора G_сц и его расчетный максимальный эксплуатационный вес G_макс.р.

Для колесных с колесной формулой 4К4 и гусеничных тракторов сцепной вес равен эксплуатационному весу G_сц = G, поэтому получим:

Если эксплуатационный вес трактора G будет меньше, чем расчетный максимальный эксплуатационный вес G_макс.р, то буксование при номинальном тяговом усилии будет превышать допустимый уровень d_доп.

После определения G_макс.р следует оценить значение конструктивного веса трактора G_о * :

Номинальная (максимальная) мощность двигателя находится из условия реализации заданной номинальной скорости движения V_н при номинальном тяговом усилии Р_н трактора по формуле:

где Р_f - сила сопротивления качению:

где f - коэффициент сопротивления качению, f= 0,07;

h_тр - механический к.п.д. силовой передачи (трансмиссии);

h_ву - к.п.д. ведущего участка движителя гусеничного трактора, следует принимать h_ву. = 0,97;

h_d - коэффициент, учитывающий потери от буксования движителя (для гусеничных тракторов h_d= 0,95, d = 5 %;

h_им - коэффициент использования номинальной мощности двигателя, учитывающий резервирование мощности на трогание с места и преодоление дополнительных сил сопротивления движению, h_им= 0,92.

При определении к.п.д. трансмиссии следует использовать эмпириоаналитическую формулу:

h₁, h₂ - к.п.д. соответственно цилиндрической и конической пар шестерен: h₁ = 0,985; h₂ = 0,975;

n₁, n₂ - число пар соответственно цилиндрических и конических шестерен, работающих в трансмиссии на данной передаче. n₁=4, n₂ = 1.

N_н = (30+ 3,5)·2,22/(0,88·0,97·0,95·0,92)=99,69 кВт=135,6 л.с.

Принимаем: N_н = 136 л.с.=100 кВт.

Далее оценивают удельную массу трактора по формуле:

m_уд * = 10 3 ·46/(100·9,81)= 46,9 кг/кВт.

Затем следует проанализировать и при необходимости скорректировать полученное значение удельной массы m_уд * с учетом этого показателя у трактора-прототипа, других тракторов, учесть тенденции развития тракторостроения (см. табл. 2). Принятое после корректировки значение удельной массы обозначим m_уд.

Таблица 2. Удельная масса тракторов m_уд в зависимости от номинальной скорости движения, кг/кВт

Номинальная скорость движения V_н м/с (км/ч)

Принимаем: m_уд * =90 кг/кВт,

После этого следует уточнить значения конструктивного G_о и минимального эксплуатационного веса (1).

G_мин ³ G_макс.р, то эксплуатационный вес трактора принимают равным G = G_мин=96

Принимаемое в дальнейших расчетах значение эксплуатационного веса трактора для упрощения записей будем обозначать G.

Раздел: Транспорт
Количество знаков с пробелами: 33385
Количество таблиц: 6
Количество изображений: 0

Похожие работы

. сельскохозяйственных процессов. Общее количество тракторов (пи), или инвентарный парк тракторов определится из выражения: nи=nэ/Kг (17) 1.3 Построение графиков загрузки тракторов Принимая состав машинно-тракторного парка, полученный расчетом за действительный, необходимо произвести загрузку каждого хозяйственного трактора по форме, показанной на рис. 2. (Содержание всех граф и цифры в .

. тракторного агрегата для посадки лесных культур Цель работы: произвести расчет и комплектование тракторного агрегата для посадки лесных культур. Содержание работы 1. Произвести тягово-эксплуатационные расчеты тракторного агрегата. 2. Произвести расчет производительности и состава тракторного агрегата. 3. Рассчитать потребность тракторного агрегата в топливе и смазочных материалах. 4. .

. 500х400 860х360 1,26 0,86 1,71 2,3 4,3 1,41 3,42 3,3 6,5 1,8 2,5 1,26 0,86 1,71 2,3 4,3 1,41 3,42 3,3 6,5 1,8 2,5 26,04 14. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ХОДОВОЙ ЧАСТИ И РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ Ходовая часть состоит из: остова, переднего моста, колесного движетеля и подвески. Передними колесами трактора управляют .

2. Определить номинальное тяговое усилие заданного трактора Р_КРН и сравнить о значением, соответствующим его тяговому классу.

3. Определить энергосберегающий диапазон изменения тяговых усилий заданного трактора Р_КР = Р_КРО – Р_КРД и рассчитать соответствующие значения тягового КПД h_ТО h_ТД, а также буксование d_о d_Д.

4. Определить энергосберегающий диапазон рабочих скорей заданного трактора V_о – V_Д

5. Показать полученные диапазоны Р_КРО – Р_КРД и V_о – V_Д на примерной тяговой характеристике трактора

6. Представить итогове результаты расчетов по каждому пункту в форме таблицы, приведенной в конце задания.

Основной целью задания является получение студентами навыков самостоятельного выбора режимов высокоэффективного использования тракторов в зависимости от условий работы.

Трактор является промежуточным звеном при передаче энергии от двигателя к рабочим органам с.-х. машин. Поэтому одной из целей решения соответствующих задач является обоснование такого оптимального скоростного режима, при котором потери энергии при ее передаче к с.-х. машине будут минимальными с учетом допустимого буксования.

Таким образом, с позиций системного подхода полученный в первом задании оптимальный режим загрузки двигателя дополняется оптимизацией режима работы самого трактора.

Методические указания по выполнению задания 2

Методические указания охватывают все основные типы используемых и перспективных тракторов.

1. Исходные данные из табл. 2.1 выписываются в соответствии с номером варианта задания.

Варианты заданий

№ вар.	Трактор	Колёсная формула	Тяговый класс	Эксплуа- тационная масса, кг	Почвенный фон
1	2	3	4	5	6
1	МТЗ–102	4К4 с колёсами разного размера	1,4	4345	Стерня
2	Т–150К	4К4 с колёсами одинакового размера	3	8092	Стерня
3	Т–4А	гусеничный	4	9010	Стерня
4	ДТ–175С	гусеничный	3	7622	Стерня
5	ЮМЗ–6АКЛ	4К2 с колёсами разного размера	1,4	3500	Поле, подг. под посев
6	Т–142	4К4 с колёсами разного размера	2	4840	Стерня
7	ЛТЗ–55А	4К4 с колёсами разного размера	0,9	3157	Поле, подг. под посев
8	К–701	4К4 с колёсами одинакового размера	5	12900	Стерня
9	ДТ–175С	гусеничный	3	7622	Поле, подг. под посев
10	ДТ–75Т	гусеничный	3	6420	Стерня
11	Т–70СМ	гусеничный пропашной для возделывания сахарной свеклы	2	4444	Поле, подг. под посев
12	Т–150	гусеничный	3	7460	Поле, подг. под посев
13	Т–250	гусеничный	5	12200	Стерня
14	Т–3К	4К2 с колёсами разного размера	2	4720	Поле, подг. под посев
15	ЛТЗ–60АВ	4К4 с колёсами разного размера	1,4	3490	Поле, подг. под посев
16	Т–25А	4К2 с колёсами разного размера	0,6	1885	Поле, подг. под посев
17	Т–30	4К2 с колёсами разного размера	0,6	2370	Поле, подг. под посев
18	Т–30А–80	4К4 с колёсами разного размера	0.6	2430	Стерня
19	Т–40М	4К2 с колёсами разного размера	0,9	2620	Стерня
20	К–701М	4К4 с колёсами одинакового размера	5	13800	Поле, подг. под посев
21	Т–30А–80	4К2 с колёсами разного размера	0,6	2530	Поле, подг. под посев
22	ЛТЗ–155	4К2 с колёсами одинакового размера	2	5610	Поле, подг. под посев
23	Т–40АМ	4К4 с колёсами разного размера	0,9	2880	Поле, подг. под посев
24	К–700А	4К2 с колёсами одинакового размера	5	12200	Стерня
25	Т–25А	4К2 с колёсам разного размера	0,6	1885	Стерня
26	ДТ–75М	гусеничный	3	7205	Поле, подг. под посев
27	МТЗ–80	4К2 с колёсами разного размера	1,4	3486	Стерня
28	МТЗ–82	4К2 с колёсами разного размера	1,4	3780	Поле, подг. под посев
29	МТЗ–100	4К2 с колёсами разного размера	1,4	4125	Поле, подг. под посев
30	ЛТЗ–60АВ	4К2 с колёсами разного размера	1,4	3490	Стерня

2. Номинальным тяговым усилием в соответствий с принятой в нашей стране классификацией тракторов называют тяговое усилие трактора базового типа, реализуемое на стерне колосовых нормальной твердости и влажности на суглинистом черноземе при регламентируемом (допустимом по агротехническим требованиям) уровне буксования: 0,15 – для колесных 4К4; 0,17–0,18 – для колесных 4К2 и 0.05 – для гусеничных тракторов при работе двигателя на регуляторной ветви характеристики.

По указанному показателю принято десять, классов с.-х. тракторов 0,2; 0,6; 0,9; 1,4; 2; 3; 4; 5; 6; 8. Указанные цифры соответствуют значениям номинальных тяговых усилий тракторов в тонно-силах, поскольку тяговые классы тракторов принимались тогда когда инженерные расчеты проводили в технической системе единиц (МкГС), в которой единицами измерения силы являлись килограмм-сила и тонна-сила. Для перехода к современной системе (СИ) значения тяговых классов тракторов переводят килоньютоны (кН) путем умножения на 10. При этом в пределах каждого тягового класса оказываются тракторы определенного диапазона номинальных тяговых усилий Р_КРН. Соответствующие литературные данные приведены в табл. 2.2.

Тяговые классы тракторов и соответствующие диапазоны номинальных тяговых усилий

Тяговый класс трактора	Диапазоны номинальных тяговых усилий Р_КРН, кН	Тяговый класс трактора	Диапазоны номинальных тяговых усилий Р_КРН, кН
0,2	1,8–5,4	3	27–36
0,6	5,4–8,1	4	36–45
0,9	8,1–12,6	5	45–54
1,4	12,6–18	6	57–72
2	18–27	8	72–108

Верхние границы каждого диапазона в табл. 2.2 также относятся к соответствующему классу тяги.

Номинальное тяговое усилие заданного трактора Р_КРН в указанных ранее условиях рассчитывается по формуле (кН)

где т – эксплуатационная масса трактора, кг; g = 9,81 – ускорение свободного падения, м/с 2 ; j_Д – коэффициент сцепления движителей трактора с почвой при допустимом буксовании; l – доля веса трактора, приходящаяся на движители (коэффициент нагрузки ведущих колес); f – коэффициент сопротивления качению трактора.

При практических расчетах пользуются упрощённым равенством

где G_H – номинальный эксплуатационный вес трактора, соответствующий допустимому (номинальному) буксованию, кН, j_KPH – коэффициент использования сцепного веса трактора при допустимом (номинальном) буксовании.

На основании обобщения многочисленных тяговых испытании тракторов по литературным данным рекомендуются следующие значения j_KPH для практических расчётов.

j_KPH = 0,37–0,39 – для колёсных тракторов 4К2;

j_KPH = 0,40–0,45 – для колёсных тракторов 4К4;

j_KPH = 0,50–0,60 – для гусеничных тракторов.

Подставив значение j_KPH в (2.1), получим расчетное номинальное тяговое усилие трактора Р_КРН, которое следует сопоставить с данными табл. 2.2. Определенное расхождение, естественно, неизбежно, но в целом результаты должны быть близкими.

3. Энергосберегающий диапазон изменения тяговых усилий трактора находится и зоне Р_КР = Р_КРО … Р_КРД – между значениями Р_КРО при максимальном тяговом КПД h_Т = h_Тт и Р_КРД при допустимом буксовании d = d_Д (значения d_Д приведены ранее).

Обоснование диапазона изменения Р_КР. При максимуме тягового КПд, когда h_Т = h_Тт, суммарные непроизводительные потери мощности в самом тракторе на самопередвижение и на буксование будут наименьшими (потери мощности в трансмиссии при установившемся режиме работы можно принять постоянными). Однако трактор используется с с.-х. машинами, тяговое сопротивление большинства которых возрастает с увеличением скорости трактора, соответственно и всего агрегата. Энергосберегающий режим работы при этом смещается в сторону меньших значений рабочей скорости трактора и агрегата тем значительнее, чем больше влияние скорости на тяговое сопротивление с.-х. машины. Такое уменьшение скорости возможно только до значений V_Д и Р_КРД, соответствующих допустимому буксованию d = d_Д. Как будет показано в последующих заданиях, в диапазоне Р_КР = Р_КРО … Р_КРД трактор работает в энергосберегающем режиме с большинством с.-х. машин. Если тяговое сопротивление с.-х. машины мало зависит от скорости ТО энергосберегающие режимы трактора и всего агрегата совпадают при Р_КР = Р_КРО.

Для определения Р_КРО необходимо выразить тяговый КПД трактора в функции Р_КР, на основании известного из теории трактора исходного выражения

где h_Т – тяговый КПД трактора; h_Т_P ; h_f ; h_d – КПД, учитывающие потери мощности соответственно в трансмиссии, на самопередвижение трактора и на буксование.

Для определения h_f воспользуемся равенством

где Р_КР, P_K – значения тягового усилия и касательной силы трактора, кН; j_кр = Р_КР / 10 -3 × mg – коэффициент использования эксплуатационного веса трактора; P_f = 10 -3 × mg × f – сила сопротивления качению трактора, кН.

Значение h_d зависит от самого буксования d.

Буксование d при этом также определяется в функции j_KP по эмпирической формуле

где а, в - эмпирические коэффициенты, определяемые по результатам тяговых испытаний тракторов.

При этом для всех однотипных тракторов на одном и том же почвенном фоне значения а и в примерно одинаковые, что существенно упрощает практические расчеты.

На основании (2.2)–(2.5) получим значение тягового КПД трактора в функции j_KP.

По условию d×h_Т / d×j_кр = 0 получим оптимальное значение j_КРО, обеспечивающее максимум тягового КПД трактора (h_Т ® max):

Энергосберегающий диапазон скоростей при этом составит:

Из полученных результатов следует, что энергосберегающий диапазон скоростей для однотипных тракторов на одинаковых почвенных фонах и при равных энергонасыщенностях будет один и тот же, что существенно облегчает практические расчеты.

5. Диапазоны энергосберегающих значений тяговых усилий Р_КР = Р_КРО … Р_КРД и рабочих скоростей V= V_Д – V₀ показаны на рис. 2.1 на примерной тяговой характеристике трактора.

Значения Р_КРО и Р_КРД примерно соответствуют передаче, на которой тяговая мощность N_KP имеет наибольшее значение, N_KP = N_KPm, а значение Р_КРД и V_Д определяются при d = d_Д, как показано на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Примерная тяговая характеристика

Если имеется опытная тяговая характеристика трактора на данном почвенном фоне, то приближенные значения Р_КРО, V_о, d_о, и Р_КРД, V_Д, d_Д выбираются непосредственно по тяговой характеристике, а значения h_Т и h_ТД рассчитываются по формулам:

Если описанный, энергосберегающий режим работы трактора в диапазоне Р_КР = Р_КРО – Р_КРД не может быть реализован по агротехническим или другим причинам, то за пределы указанного диапазона можно переходить только при значениях Р_КР V_o, то есть в сторону повышенных скоростей при обеспечении требуемого качества работы. При необходимости возможен и переход на частичный режим работы двигателя, описанный в предыдущем задании. Во всех указанных случаях удельный расход энергии и топлива на единицу объема выполненной работы будет больше по сравнению с оптимальным режимом работы двигателя и трактора.

При выполнении данного задания на компьютере (исследовательская студенческая работа) следует получить закономерности изменения определяемых параметров и показателей, работы трактора для всего диапазона изменения действующих факторов с последующим научным, анализом, и практическими рекомендациями под руководством преподавателя.

Например, можно проанализировать влияние на показатели работы трактора массы балласта, а также дополнительной нагрузки на ходовую часть трактора, создаваемой устройствами типа гидроувеличителя сцепного веса (ГСВ).

Для этого в соответствующих равенствах эксплуатационный вес трактора G = 10 -3 mg упрощенно следует представить в виде:

где m_d – общая масса балластных грузов, кг; P_Г – нормальная нагрузка на ходовую часть трактора, создаваемая ГСВ, кН; m_o – эксплуатационная масса трактора без балластных грузов, кг.

Изменяя m_d и Р_Г в соответствующих пределах, можно обосновать желаемый энергосберегающий режим работы трактора.

При более точных расчётах следует учитывать перераспределение веса трактора между осями другие факторы, включая устойчивость и управляемость в соответствии с теорией трактора.

Тяговый расчет трактора ДТ-75М ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Тяговый расчет трактора

Теория тракторов и автомобилей — это наука, представляющая собой систему основных знаний, обобщающих и отражающих объективные закономерности изучения эксплуатационных качеств и свойств трактора и автомобиля; о методах их изучения и определения, а так же о способах влияния и совершенствования этих качеств и свойств. В связи с быстрым ростом уровня механизации сельскохозяйственного производства и расширения сферы применения автотранспорта, требования, предъявляемые к эксплуатационным качествам тракторов и автомобилей непрерывно развивается и дифференцируются в зависимости от назначения машины и условий ее использования. Чтобы иметь возможность оценивать влияние отдельных эксплуатационных качеств на общую эффективность машины, нужно установить объективные, научно обоснованные измерители этих качеств и методику их определения.

1. Исходные данные

К основным исходным данным на проектируемый трактор относятся:

1. Тип (прототип) трактора — ДТ-75М, гусеничный.

2. Тяговый класс и номинальное тяговое усилие, к тяговому классу 3 относится трактор ДТ-75М, номинальное тяговое усилие у которого равно Р_н = 3 тс 30 кН, выраженной в тоннах силы (1 тс = 1_*g кН 9,81 кН 10 кН, где g — ускорение свободного падения).

Номинальное тяговое усилие трактора — это такое максимальное тяговое усилие, при котором движущийся по стерне зерновых культур (при нормальной плотности и влажности почвы) трактор имеет наибольший или близкий к нему тяговый к.п.д. при условии, что потери на буксование движителя (коэффициент буксования) не превышают допустимых по агротехническим требованиям пределов _н.доп (тракторы: гусеничные — 3…5%;). Номинальное тяговое усилие Р_н является правой границей рабочего интервала тяговых усилий трактора.

4. Число основных, рабочих передач — z=4.

5. Число транспортных передач — м=2.

6. Агрофон поля: стерня зерновых, средне-суглинистый чернозем.

7. Максимальная транспортная скорость движения трактора

8. Номинальная частота вращения вала двигателя n_н=1780 об/мин.

9. Номинальный удельный расход топлива двигателем g_ен=245г/кВт*ч.

2. Вес и номинальная мощность двигателя

Конструктивный (сухой) вес G_о — вес трактора в не заправленном состоянии, без тракториста, инструмента, дополнительного оборудования и балласта.

Минимальный эксплуатационный вес G_мин, равный конструктивному весу плюс вес заправочных материалов, инструментов и тракториста. Минимальный эксплуатационный вес G_мин в среднем на 7…11% больше конструктивного G_о:

Максимальный эксплуатационный вес G_макс, равный минимальному эксплуатационному весу плюс вес балласта G_б:

Балласт применяется для увеличения сцепного веса (нагрузки на ведущие колеса, движитель) G_сц тракторов с целью повышения их тягово-сцепных свойств (уменьшения коэффициента буксования и увеличения силы сцепления Р). При установке балласта на ведущих колесах его вес можно определить по формуле:

где _к — коэффициент нагрузки ведущих колес:

G — эксплуатационный вес трактора — общее обозначение.

Расчетный максимальный эксплуатационный вес G_макс.р трактора определяют исходя их того, чтобы при работе на стерне зерновых культур при нормальной влажности и плотности почвы с номинальной нагрузкой на крюке Р_н он обеспечивал не превышение допустимого уровня буксования движителей _доп. Для аппроксимации зависимости коэффициента буксования трактора от развиваемого им тягового усилия можно использовать следующую, полученную на основании обработки большого количества опытных данных, зависимость:

где _m, А, — коэффициенты, полученные при математической обработке опытных данных — таблица 1;

_кр — коэффициент использования сцепного веса трактора:

Таблица 1. Коэффициенты: сопротивления качению тракторов и функции аппроксимации кривой буксования = ln[A/(_m — _кр)]/B

Полученная точка О будет являться началом координат непосредственно тяговой характеристики. По оси абсцисс в масштабе от начала координат О откладывается сила тяги на крюке трактора:

Р_{кр н 1} =62207–9851,8= 52355,2Н; Р_кр _max ₁ =65935–9851,8= 56083,2Н;

Р_{кр н 3} = 46228 –9851,8= 36376,2 Н; Р_кр _max₃ =48998–9851,8= 39146,2Н;

По оси ординат вверх откладываются в масштабе искомые показатели: буксование движителя δ, скорости движения V, тяговые мощности на крюке N_кр , удельный расход топлива по передачам g_кр , тяговый к.п.д. η_тяг .

2. В начале в верхней части ТХХ строится график кривой буксования δ = f(Р_кр) по аналогии с экспериментальными кривыми, полученных при тяговых испытаниях тракторов этого класса в близких к заданным почвенным условиям или по слкдующей эмпирической зависимости:

где a, b, c – безразмерные эмпирические коэффициенты, зависящие от типа трактора. Для колесных тракторов a = 0,013; b = 0,13; для гусеничных тракторов, а = 0,04; b = 4,0. для всех c = 8

p – относительная сила тяги на крюке:

где φ_к – коэффициент использования сцепного веса, выбирается в зависимости от почвы (Приложение Б табл.6Б;

3. Для каждой заданной передачи определяют теоретическую скорость на холостом ходу (Р_кр = 0)

где значения берутся из нижней части графика регуляторной характеристики.

(пример) км/ч;

Зная величину буксования определяем рабочие скорости движения на каждой передаче:

(пример) км/ч; км/ч;

4. Определяем тяговую мощность для каждой передачи трактора:

(пример) кВт; кВт;

5. Для оценки топливной экономичности трактора в зависимости от нагрузки на крюке определяется удельный расход топлива:

где G_Т_i – часовой расход топлива, берется из нижней части графика регуляторной характеристики.

(пример) г/(кВт . ч); г/(кВт . ч);

г/(кВт . ч); г/(кВт . ч);

г/(кВт . ч); г/(кВт . ч).

6. По построенной тяговой характеристике определяется тяговый к.п.д.:

где N_кр – тяговая мощность в выбранной точке;

N_e – эффективная мощность, развиваемая при этом ДВС.

Полученные значения тягового к.п.д. сравниваем с значениями, определенными по формуле:

при отсутствии ошибок и аккуратном выполнении графических работ резуль-таты расчетов по обеим методам не должны различаться более чем на ±5%.

Расчетные данные для построения теоретической тяговой характеристики трактора заносим в таблицу 2.

Таблица 2 – Теоретическая тяговая характеристика трактора, (пример).

Основная передача	Расчетная точка	N_e, кВт	n_g, мин -1	G_Т, кг/ч	P_н, кН	P_кр, кН	V_р_i, км/ч	N_кр, кВт	g_кр, г/кВт . ч	δ, %	η_тяг
I	62,88	14,46	52355,2	2,58	37,52	385,39	0,141	0,60	0,60
43773,2	3,14	38,18	378,73	0,098	0,60	0,60
36376,2	3,72	37,59	384,68	0,0 77	0,60	0,60
29997,2	4,39	36,58	395,30	0,061	0,58	0,58
II	53,32	12,26	56083,2	2,00	31,16	464,06	0,166	0,58	0,58
46988,2	2,47	32,24	448,51	0,110	0,60	0,60
39146,2	2,95	32,08	450,75	0,083	0,60	0,60
32386,2	3,49	31,40	460,51	0,068	0,59	0,59

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Рисунок 1А – Кинематическая схема трансмиссии трактора Т - 25

Рисунок 2А – Кинематическая схема трансмиссии трактора Т - 40

Рисунок 3А – Кинематическая схема трансмиссии трактора МТЗ - 80

Рисунок 4А – Кинематическая схема трансмиссии трактора Т – 150 К

Рисунок 5А – Кинематическая схема трансмиссии трактора К – 701

Рисунок 6А – Кинематическая схема трансмиссии трактора Т – 70

Рисунок 7А – Кинематическая схема трансмиссии трактора ДТ – 75

Рисунок 8А – Кинематическая схема трансмиссии трактора Т – 150

Рисунок 9А – Кинематическая схема трансмиссии трактора Т – 4А

Рисунок 10А – Кинематическая схема трансмиссии трактора Т – 100 М

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Таблица 1Б – Технические характеристики колесных тракторов

Параметры	Т-16М	Т-25А	Т-40М	Т-40АМ	МТЗ-80	МТЗ-82	Т-150к	К-701
1. Тяговый класс трактора	0,6	0,6	0,9	0,9	1,4	1,4	3,0	5,0
2. Тяговое усилие,кН
3. Тип движителя	колеса с пневматическими шинами
4. Колесная схема	4к2	4к2	4к2	4к4	4к2	4к4	4к4	4к4
5. Расчетная мощность двигателя, кВт	14,7	18,4	29,4	29,4	58,8	58,8
6. Расчетная частота вращения коленчатого вала двигателя, мин -1
7. Конструктивная масса трактора, кг
8. Предельная база трактора, мм
9. Колея, мм	1200-1800	1100-1500	1200-1800	1200-1800	1200-1800	1200-1800	1680-1860
10. Расстояние по горизонтали от ц.т. трактора до оси ведущих колес, мм	668/698
11. Радиус ведущих колес, мм
12. Размер шин в дюймах
- передних колес	6 – 16	6 – 16	6,5 – 16	8,0 – 20	7,5 – 20	8,0 – 20	530 – 510	23,1 – 25
- задних колес	9 – 32	9 – 32	11 – 38	11 – 38	13,6 – 38	12 – 38	539 – 610	23,1 – 26
13. Координаты ц.т. по вертикали, мм
14. распределение массы по колесам, т.
- пердние	0,560	0,880	0,990	0,970	1,260	7,700
- задние	1,100	1,490	1,390	1,930	2,100	4,300
15. Наибольшая высота точки прицепа, мм
16. Общие передаточные числа трансмиссии
- На I-й передаче	71,82	62,4	70,8	70,8	241,9	295,89	59,4	170,82
- На II-й передаче	56,26	49,5	59,43	59,43	142,2	241,29	50,3	140,86
- На III-й передаче	46,16	42,5	50,44	50,44	83,55	189,96	44,3	116,86
- На IV-й передаче	38,97	33,6	43,16	43,16	68,0	115,54	38,0	102,83

Таблица 2Б – Технические характеристики гусеничных тракторов

Параметры	Т-70с	ДТ-75	ДТ-75М	Т-4А	Т-100м	Т-150
1. Тяговый класс трактора	2,0	3,0	3,0	4,0	6,0	3,0
2. Тяговое усилие, кН
3. Тип гусеничного движителя	эластичный	эластичный	полужесткий	полужесткий	эластичный	полужесткий
4. Расчетная мощность двигателя	51,5	55,1	66,1	80,9	79,4	110,3
5. Расчетная частота вращения коленчатого вала двигателя, мин
6. Конструктивная масса трактора, кг
7. Предельная база трактора (Расстояние между осями ведущей звездочки и направляющего колеса, мм)
8. Расстояние по горизонтали от центра тяжести трактора до оси ведущей звездочки, мм
9. Радиус начальной окружности ведущей звездочки, мм
10. Высота центра тяжести над уровнем почвы, мм
11. Наибольшая высота точки прицепа, мм
12. Расстояние от оси шарнира прицепа до середины гусеницы, мм
13. Длина опорной поверхности гусеницы, мм
Колея трактора по центру гусениц, мм
14. Ширина звена гусениц, мм
15. Общие передаточные числа трансмиссии
На I-й передаче	152,09	44,36	44,36	68,79	70,46	37,36
На II-й передаче	89,32	39,69	39,74	59,2	54,04	33,12
На III-й передаче	55,61	35,69	35,69	51,18	37,7	29,37
На IV-й передаче	45,26	32,14	32,14	45,86	25,72	26,9
16. Передаточное число центральной передачи	3,42	3,17	3,17	3,64	2,79	4,45
17. Передаточное число конечных передач	3,53	5,53	5,53	4,38	9,94	4,6

Таблица 3Б – Допустимые коэффициенты буксования

Почвенный фон	Колесные тракторы	Гусеничные тракторы
4 к 2	4 к 4
Стерня	0,17…0,18	0,13…0,15	0,03…0,04
Поле под посев	0,25…0,30	0,15…0,20	0,05…0,07

Таблица 4Б – Передаточное числа главной и конечной передач колесных тракторов

Трактор	Передаточное число главной передачи	Передаточное число конечной передачи
Т-16 М	4,05	5,83
Т-25 А	2,38	4,75
Т-40 М, Т-40 АМ	3,47	6,3
МТЗ-80/82	3,4	5,3
Т-150к	4,45	4,6
К-701	2,92	6,0

Таблица 5Б – Размеры движителя для определения динамического радиуса

ведущих колес гусеничных тракторов

Трактор	Z	L_ЗВ
Т-54 В	11,5	0,176
Т-70 С	11,5	0,176
ДТ-75, ДТ-75 М	0,170
Т-150	0,170
Т-4 А	0,176
Т-100 М	0,203

Таблица 6Б – Коэффициенты сопротивления качению и коэффициенты сцепления

тракторов и автомобилей

Виды почвы или дороги	Тракторы на пневматических шинах	Гусеничные тракторы
Асфальтное шоссе	0,01 – 0,02	0,8 – 0,9
Гравийное шоссе	0,02 – 0,03	0,6
Грунтовая сухая дорога	0,025 – 0,045	0,6 – 0,8	0,02 – 0,07	0,9 – 1,0
Целина, плотная залеж	0,03 – 0,07	0,7 – 0,8	0,06 – 0,07	1,0 – 1,1
Залеж 2-3 лет	0,06 – 0,08	0,6 – 0,8	0,06 – 0,07	0,9 – 1,0
Стерня	0,08 – 0,10	0,6 – 0,8	0,06 -0,08	0,8 – 1,0
Вспаханное поле	0,12 – 0,18	0,5 – 0,7	0,08 – 0,10	0,6 – 0,8
Поле, подготовленное под посев	0,16 – 0,18	0,4 – 0,6	0,10 – 0,12	0,6 – 0,7
Скошенный луг, влажный	0,08	0,6 – 0,8	0,07	0,7 – 0,9
Слежавшаяся пахота	0,08 – 0,12	0,5	0,08	0,6
Укатанная снежная дорога	0,03 – 0,04	0,3 – 0,4	0,06 – 0,07	0,5 – 0,7
Обледенелая дорога	0,02 – 0,025	0,1 – 0,3	0,03 – 0,04	0,2 – 0,4
Болотно-торфяная целина осушенная	0,16 – 0,18	0,3 – 0,4	0,10 – 0,15	0,4 – 0,5

Таблица 7Б – Справочные данные по тракторным шинам

Размер шины в дюймах	Давление воздуха в шинах, кПа	Грузоподъемность шины в кг
Направляющие колеса: 1. Для тракторов
4,00 – 16	0,14 – 0,2	185 – 230
5,50 – 16	0,14 – 0,25	900 – 420
6,0 – 16	0,14 – 0,25	390 – 550
6,50 – 20	0,14 – 0,27	450 – 660
8,00 – 20	0,14 – 0,25	680 – 925
9,00 – 16	0,14 – 0,25	780 - 1100
Ведущие колеса:
8 – 32	0,08 – 0,17	535 – 680
9 – 20	0,08 – 0,14	500 – 695
9 – 42	0,08 – 0,14	695 – 1180
10 – 28	0,08 – 0,11	690 – 845
11 – 38	0,08 – 0,15	975 – 1410
12 – 38	0,08 – 0,14	1130 – 1570
13 - 30	0,10 – 0,13	1360 – 1550
15 - 20	0,11 – 0,14	2100 - 2420

В выводах указываются теоретически определенные показатели, выполняется анализ полученных графических зависимостей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

Экономика как подсистема общества: Может ли общество развиваться без экономики? Как побороть бедность и добиться.

Читайте также: