Повышение эффективности использования МТП при проведении полевых механизированных работ

Для определения удельного сопротивления плуга воспользуемся формулой из методических указаний разработанных на кафедре ЭМТП КрасГАУ.

К = К₀ [1+(Vp - V0) * C/100], (3.3)

где: К - удельное сопротивление рабочей машины, кН/м;

К0 - удельное сопротивление рабочей машины при скорости V0 = 5км/ч;

Vр - рабочая скорость выполнения сельскохозяйственной работы, км/ч; VI)- начальная скорость, км/ч;

C - коэффициент, учитывающий темп прироста сопротивления при повышении скорости движения на один км/ч.

Используя формулу (3.3) определим удельное сопротивление плуга при максимальной тяговой мощности 22 кН, развиваемой Т-150К на 4 передаче при скорости 3,48 м/с (12,53 км/ч), агрофон - стерня колосовых:

К нпл = [1+(12,53 - 5) * 4,5/100] = 69,62 кН/м.

Подставляем рассчитанное К нпл в формулу (3.2) и производим расчет:

R нкор = 0,35 * 0,22 * 69,62 + 5 * 1,4 * (0,7 * 0,1 + 0,035) = 6,09 кН.

Подставляем R нкор в формулу (3.1) определяем количество корпусов плуга:

nкор = 22 - 75,3 * 0,035/6,09 = 3,17 3 шт.

Округление количества корпусов плуга согласно рекомендации из методических указаний производится в меньшую сторону.

Полученное количество корпусов соответствует плугу марки ПЛН-3-35.

Дальнейший расчет производится со ссылкой на него.

Определим полное тяговое сопротивление плуга по формуле:

Ra = Rнпл * nпл , (3.4)

Ra пл = 6,09 * 3 = 18,27 кН.

3.2.2 Определение удельного и полного тягового сопротивлении бороны и планировщика

по данным предприятия и исходя из условий проведения сельскохозяйственных работ принимаем удельное сопротивление рабочей машины при скорости V0 = 5 км/ч: для бороны 0,7 кН/м; для планировщика 0,6 кН/м.определяем удельное сопротивление бороны по формуле (3.3):

Кбор = 0,7 * [1+(12,53 - 5) * 3/100] = 0,86 кН/м.

Удельное сопротивление планировщика:

Кплан = 0,6 * [1+(12,53 - 5) * 2,5/100] = 0,71 кН/м.

Теперь определяем полное тяговое сопротивление бороны и планировщика по формуле:

Ra = К * nм * bк +Gм * i + Gсц * (fсц i), (3.5)

где: Ra - полное сопротивление рабочей части МТА, кН;

nм - количество машин в составе МТА, шт;

bк - конструктивная ширина рабочей машины, м;

Gм - суммарный вес рабочих машин, входящих в состав МТА, кН;

Gсц - вес сцепки, кН.

Расчет начинаем с определения ширины захвата бороны и планировщика.

Если провести от начала бороны к планировщику перпендикуляр, то получится прямоугольный треугольник (см. рис. 3.1). Получается, что борона это гипотенуза, а планировщик катет, прямоугольного треугольника.

Следовательно, ширину захвата бороны можно определить:

bбор = CA 1/2, (3.6)

где: СА - ширина захвата планировщика, м.

Определяем ширину захвата планировщика:

bплан = nкорп * bк , (3.7)

где: nкорп - количество корпусов плуга округленное в меньшую сторону до целого, шт;

bк - ширина захвата одним корпусом плуга, м.

bплан = 3 * 0,35 = 1,05 м.

Следовательно ширина захвата бороны:

bбор = 1,05 1/2 = 2,1м.

Подставив значения в формулу (3.5) получим:

Ra бор = 0,86 * 1 * 2,1 + 0,7 * 0,035 + 0 = 1,83 кН.

Полное тяговое сопротивление планировщика:

Ra план = 0,71 * 1 * 1,05 + 0,68 * 0,035 + 0 = 0,77 кН.

3.2.3 Определение полного тягового сопротивления рабочей части комбинированного МТА

Для последующей оценки эффективности проектируемого комплексного агрегата по анализу степени использования тягового усилия трактора, необходимо произвести расчет полного тягового сопротивления рабочей части МТА.

Для определения полного тягового сопротивления проектируемого МТП необходимо учитывать тяговое сопротивление всех рабочих органов агрегата.

Ra = Ra пл + Ra бор + Ra план , (3.8)

где: Ra - полное сопротивление рабочей части МТА, кН;

Ra = 18,27 + 1,83 + 0,77 = 20,87 кН.

3.2.4 Оценка сформированного комбинированного МТА

Оценка сформированного МТА производится по аналогу степени использования тягового усилия трактора и определяется по формуле:

= Ra / PT - G * i , (3.9)

где: - коэффициент, характеризующий степень использования тягового усилия;

G - вес трактора с установкой ПОМ-630.

= 20,87 / 22 - 75.3 * 0,035

Полученное значение коэффициента сравниваем с рекомендуемой его величиной по таблице.

Допустимое значение коэффициента на вспашке для трактора Т-150К равно 0,89.

Результатом этого анализа могут быть следующие рекомендации. Если полученное значение выходит за пределы рек + 10% в большую сторону, то можно рекомендовать выполнение сельскохозяйственных работ на более низкой передаче, чем было принято первоначально.

_расч = 1,08 - 0,89 / 1,08 * 100 = 17,5%

Так как расч больше рек + 10%, то принимаем более кардинальное решение и производим замену навесного плуга ПЛН-3-35.

Для этого определяем рекомендуемую скорость выполнения сельскохозяйственных работ подходящую всем операциям производимых проектируемым агрегатом.

Из таблицы видно, что рекомендуемые скорости находится в интервале при:

вспашке от 1,94 до 3,33 м/с;

бороновании от 1,94 до 3,62 м/с.

Принимаем среднее значение в интервале рекомендуемых скоростей, скорость которая удовлетворяет все рабочие машины в агрегате, и позволяет полноценно использовать тяговую мощность энергетической машины (Т-150К).

По принятой скорости определяем силу тяги трактора и передачу на которой будет производится работа.

В результате получается, что:

рабочая скорость выполнения сельскохозяйственных работ Vр=2,53 м/с (9,1 км/);

сила тяги трактора РТ = 31,4 кН;

передача III.

При помощи приведенных выше формул произведем расчет:

Удельного сопротивления плуга:

Кнпл = 52 * [1+(9,1 - 5) * 4,5/100] = 61,6 кН.

Тягового сопротивления одного корпуса плуга:

Rнкор = 0,35 * 0,22 * 61,6 + 5 * 1,4 * (0,7 * 0,1 + 0,035) = 5,47 кН.

Полного тягового сопротивления плуга:

Rа пл = 5,47 * 4 = 21,88 кН.

Удельного сопротивления бороны:

Кбор = 0,7 * [1+(9,1 - 5) * 3/100] = 0,79 кН.

Полного тягового сопротивления бороны:

Rа бор = 0,79 * 1 * 2,8 + 0,7 * 0.035 + 0= 2,23 кН.

Удельного сопротивления планировщика:

Кплан = 0,6 * [1+(9,1 - 5) * 2,5/100] = 0,66 кН.

Полного тягового сопротивления планировщика:

Rа план = 0,79 * 1 * 1,05 + 0,68 * 0.035 + 0= 0,77 кН.

Количество корпусов плуга:

nкор = 31,4 -75,3 * 0,035 / 5,47 = 5,25 5 шт.

Что соответствует серийному плугу ПЛН-5-35, но учитывая дополнительное сопротивление оказываемое бороной и планировщиком в дальнейших расчетах принимаем серийный плуг ПЛН-4-35.

Производим расчет полного тягового сопротивления всего МТА по раннее приведенной формуле (3.8).

Rа = 21,88 + 2,23 + 0,77 = 24,88 кН.

После подстановки получаем:

_расч = 24,88 / 31,4 - 75,03 * 0,035 = 0,86.

Что соответствует рекомендуемому значению .

3.2.5 Определение производительности проектируемого МТА

Производительность МТП - это объем работ выполненный за единицу времени.

Фактически часовая производительность определяется по формуле:

Wчф = CW * BP * VP * , (3.10)

где: Wчф - фактическая часовая производительность, га/ч;

CW - коэффициент пропорциональности;

BP - рабочая ширина захвата МТА, м;

VP - рабочая скорость выполнения сельскохозяйственной работы, км/ч;

- коэффициент использования времени смены.

Определяем рабочую ширину захвата проектируемого МТА:

ВР = bk * nкорн * К, (3.11)

где: ВР - рабочая ширина захвата МТА, м;

К - коэффициент использования конструктивной ширины захвата плуга.

ВР = 0,35 * 4 * 1,1 = 1,54 м

Wчф = 0,1 * 1,54 * 9,1 * 0,75 = 1,05 га/ч

Для определения фактической сменной производительности воспользуемся формулой:

Wсмср = Wчф * Тсм , (3.12)

где: Тсм - продолжительность рабочей смены, ч.

Wсмср = 1,05 * 7 = 7,35 га/см.

Таблица 3.1.

Технико-эксплуатационная характеристика проектируемого агрегата

Показатель	Значение
Энергетическое средство	Т-150К
Ширина захвата, м	1,54
Производительность, часовая, га/ч	1,05
Сменная, га/см	7,35
Скорость движения, км/ч	9,1
Передача	III
Коэффициент использования тягового усилия	0,86

Из таблицы видно, что при работе спроектированного агрегата выдерживаются все требования предъявляемые к МТА. Скорость проведения работ увеличилась, оказывается меньшее отрицательное воздействие на почву, за счет объединения трех операций по основной обработке почвы, коэффициент использования тягового усилия находится на допустимых пределах, что позволяет использовать рациональное тяговое усилие трактора и при перегрузке трактора не заглохнет.

3.3 Прочностные расчеты

3.3.1 Расчет пружины

В агрегате предусмотрено шарнирное соединение бороны и планировщика, закрепленного на пружинной стойке.

Исходные данные при расчете пружины:

выбираем класс пружины II;

разряд 1;

вид - растяжение.

Сила пружины при максимальной деформации от 0,15 до 140 кг. Сила пружины при рабочей деформации (соответствует наибольшему перемещению подвижного звена в механизме) 100 кг. Находим силу соответствующую предельной деформации:

РЗ = Р2 / 1 - , (3.13)

где: Р2 - сила при рабочей деформации, Р2 = 100 кг;

= 0,005...0,1;

Р3 = 100 / 1 - 0,005 = 105,3 кг = 1,05 кН;

Р3 = 100 / 1 - 0,1 = 111,1 кг = 1,11 кН.

В интервале сил 105...111 кг на пружину II класса, 1 разряда находим момент пружины и предельную деформацию силы ей соответствующую. Номер пружины 505. сила соответствующая предельной деформации равна 106 кг = 1,06 кН. По номеру пружины определяем параметры:

диаметр проволоки 5,0 мм;

наружный диаметр 33 мм;

жесткость Z, одного витка 25,63 кг/мм = 256,3 Н/мм;

наибольший прогиб одного витка fЗ = 4,136 мм.

Силу пружины при предварительной деформации принимаем равной 25 кг.

По данным параметрам пружины определяем ее жесткость по формуле:

Z = Р2 - Р1 / h, (3.14)

где: Z -жесткость пружины, кг/мм;

Р1 - сила предварительной деформации;

h - длина рабочего хода, мм.

Z = 100 - 25 / 220 = 0,34 кг/мм.

Определяем количество витков по формуле:

n = Z1 / Z , (3.15)

где: n - количество витков;

Z1 - жесткость одного витка, кг/мм;

Z - жесткость пружины, кг/мм;

n = 25,63 / 0,34 75.

Определим деформацию при предварительной силе пружины:

F1 = P1 / Z, (3.16)

F1= 25 / 0,34 = 73 мм.

Определим деформацию при рабочей силе пружины:

F2 = P2 / Z , (3.17)

F2 = 100 / 0,34 294мм.

Определим деформацию при предельной силе пружины:

F2 = P3 / Z , (3.18)

F2 = 106 / 0,34 312мм.

Вычисляем длину пружины по формуле:

H0 = (n + 1) * d, (3.19)

где: H0 - длина пружины, мм;

n - количество витков;

d - диаметр проволоки, мм.

H0 = (75 + 1) * 5 = 380 мм.

Определяем длину пружины при предварительной деформации:

H1 = H0 + F1 , (3.20)

H1 = 380 + 73 = 453 мм.

Определяем длину пружины при рабочей деформации:

H2 = H0 + F2 , (3.21)

H2 = 380 + 294 = 674 мм.

Определяем длину пружины при предельной деформации:

H3 = H0 + F3 , (3.22)

H3 = 380 + 312 = 692 мм.

3.3.2 Расчет длины сварочного шва

При сварке рамы планировщика используем электрод типа Э42, Э42А, Э46. Для расчетов определяем допускаемое напряжение для СТ 3 [р] = 1400 кг/см2. Определяем сопротивление при срезе по формуле:

_ср = р * 0,6, (3.23)

где: р - допустимое напряжение;

_ср = 1400 * 0,6 = 840 кг/см2.

Определяем момент сопротивления сечения уха:

W = Sh2 / 6, (3.24)

где: S - толщина уха, см;

h - ширина уха, см.

W = 0,4 * 42 / 6 1,06

Определяем напряжение в соединении:

= M / W , (3.25)

где: М - крутящий момент.

 = 1100 / 1,06 = 1037 кг/см2.

Находим длину шва:

l = (M - (0,7 * K * h2) /6 * ср )/ 0,7 * K * (h + K) * ср, (3.26)

где: К - катет горизонтальных швов, К = 5 мм;

h - ширина уха, h = 4 см2;

_ср - допускаемое сопротивление при срезе;

М - крутящий момент.

l = (1100 - (0,7 * 0,5 * 42) /6 * 840 )/ 0,7 * 0,5 * (4 + 0,5) * 840 23 см.

3.3.3 Расчет пальца на срез

Палец на срез рассчитывается по формуле:

_ср = F / Аср , (3.27)

где: F -сила, кг; F - 200 кг;

Аср - площадь поперечного сечения пальца, см2.

Аср = * d2 / 4 , (3.28)

где: d - диаметр кольца, см;

Аср = 3,14 * 1,22 / 4 = 1,13 см2.

_ср = 200 / 1,13 = 177 кг/см2 = 1,77 кН/см2.

[ср] = 840 кг/с - допускаемое сопротивление при срезе.

4. БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОЕКТА

Оценка предлагаемой конструкции на соответствие требований безопасности

В предлагаемой конструкции заложены следующие технические решения, обеспечивающие ее безотказность при эксплуатации:

1. Произведенные прочностные расчеты показывают, что при нормальном режиме эксплуатации, согласно требованиям, предъявляемым к работникам, не произойдет отказ и не возникнет опасность травмирования рабочего персонала.

2. Окраску конструкции произведем согласно ГОСТу (ГОСТ-12.4.026-96 ССБТ).

3. Условие электробезопасности обеспечивается согласно ПЭТ-2001.

4. В предлагаемой конструкции управление работой с этим агрегатом производится при помощи гидропривода трактора.

Однако при обслуживании данного агрегата должны соблюдаться следующие меры безопасности:

Инструкция по охране труда для механизатора проводящего работы с данным агрегатом

К производству работ допускаются лица не моложе 21 года, годные по состоянию здоровья. Ознакомленные с устройством, правилами технического обслуживания и ремонта данного агрегата для основной обработки почвы.

Прошедшие инструктаж по технике безопасности, противопожарной безопасности, по оказанию первой доврачебной помощи пострадавшему.

Пред началом работы:

При обслуживании данного агрегата необходимо убедиться в исправности органов управления гидросистемой, состояние системы управления, надежность соединения агрегата с трактором, исправность предохранительный устройств, шлангов и соединений должны обеспечить безопасное выполнение технологического процесса.

При движении к агрегату для навески следует двигаться с минимальной скоростью на нишей передаче удерживая ногой педаль сцепления для немедленной остановки при возникновении опасности. Также надо руководствоваться сигналами подаваемые прицепщиком для более точного подъезда к агрегатируемой машине.

Прицепщик должен находиться в стороне, но в поле зрения тракториста.

В момент навешивания нельзя находится между продольными тягами механизма навески, так как они могут соскочит с рамы машины.

После навески запускают двигатель и поднятием в транспортное положение, а затем отпусканием проверяют исправность гидросистемы.

Во время работы:

Движение к месту работы должно производится с поднятым в транспортное положение агрегатом, по намеченным ранее маршрутам следования и со скоростью обеспечивающей безопасность движения.

Проезды возникших при работе препятствий необходимо производить с поднятым агрегатом при постоянной передачи и скорости.

При выполнении работ между работающими машинами должен быть интервал не менее 30-40 м. При работе в туман и в дождь необходимо включить свет и периодически подавать сигнал.

При проведении разворотов и поворотов с агрегатом следует следить за тем, чтоб не было в зоне досягаемости людей и животных.

В аварийной ситуации:

Все работы по устранению неисправности следует производить на заглушенном и надежно заторможенном тракторе.

Очистку агрегата следует проводить с помощью деревянных приспособлений и в рукавицах.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

В данном дипломном проекте рассмотрены вопросы организации использования МТП при выполнении механизированных работ в СПК «Искра» Сухобузимского района.

В первом разделе дан анализ хозяйственной деятельности предприятия. На протяжении анализируемых лет происходит спад уровня рентабельности, характеризующий экономическую эффективность хозяйства. Основной отраслью хозяйства является растениеводство поэтому для восстановления уровня рентабельности на прежний уровень необходимо рационально организовывать использование МТП при выполнении механизированных работ. При этом повышать коэффициент сменности, уменьшать эксплуатационные расходы и снижать себестоимость усл.эт.га.

Во втором разделе «состояние вопроса» предоставлены и проанализированы основные методы расчета состава и планирования МТП. Для данного хозяйства более приемлемый метод построения графика машиноиспользования с использованием ПЭВМ.

В третьем разделе составлены план проведения механизированных работ и выполнения графика использования тракторов помесячно для каждого вида трактора с помощью электронной таблицы Excel. Корректировка типовых потребностей в тракторах в напряженный период времени позволило сократить количество тракторов.

В конструкторской разработке предлагается комбинированный машинно-тракторный агрегат для основной обработки почвы выполняющий за один проход следующие технологические операции: вспашку, боронование, планирование, внесение жидких удобрений (аммиачная селитра). Проведем сравнительный расчет технико-экономических показателей предлагаемого агрегата. В качестве базы сравнения использовались данные для выполнения выше указанных операции простыми агрегатами. Эксплуатационные расходы у проектируемого МТА на 9% ниже, чем у фактического.

Рациональная организация использования МТП позволила снизить количество тракторов, повысить коэффициент сменности, уменьшить эксплуатационные расходы и тем самым снизить себестоимость 1 усл.эт.га.

В целом экономическая эффективность проектируемого МТП составила 109942 тыс.руб.

В будущем для повышения уровня рентабельности необходимо внедрить новые передовые технологии возделывания сельскохозяйственных культур и более широко применять комплексные и комбинированные агрегаты для основной обработки почвы, посева сельскохозяйственных культур и послепосевной обработки почвы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ормаджи К.С. Правила производства механизированных работ в полеводстве. - М.: Россельхозиздат, 1983.

2. Драгайцев В.И. Определение потребности колхозов и совхозов в сельскохозяйственной технике. - М.: Россельхозиздат, 1974.

3. Иофинов С.А., Лышко Г.П. Эксплуатация машинно-тракторного парка. - М.: Колос, 1984.

4. Зангиев Л.А., Лышко Г.П. Производственная эксплуатация машинно-тракторного парка. - М.: Колос, 1996.

5. Бубнов В.З., Кузьмин М.В. Эксплуатация машинно-тракторного парка. - М.: Колос, 1980.

6. Евсюков Т.П. Курсовое и дипломное проектирование по эксплуатации МТП. - М.: Аграпромиздат, 1985.

7. Справочник по эксплуатации машинно-тракторного парка / Иофинов С.А., Бабенко Э.П., Зуев Ю.А.; Под общ. Ред. Иофинов С.А. - М.: Аграпромиздат, 1985.

8. Справочник по скоростной сельскохозяйственной технике / Голяк А.Я., Щупак А.Ф., Антышев и др. - М.: Колос, 1983.

9. Пособие по эксплуатации машинно-тракторного парка. 2-е издание, перераб. И доп. / Фере Н.Э., Бубнов В.З., Бленев А.В. и др. - М.: Колос, 1978.

10. Карпенко А.П., Халанский В.М. Сельскохозяйственные машины. - М.: Аграпромиздат, 1989.

11. Деловые игры в подготовке инженеров АПК: (практикум) / Добыш Г.Ф., Коженкова К.И., Будко Ю.В. и др.; под ред. Скотников Е.В. - Минск: Урожай, 1988.

12. Типовые нормы выработки на работы в растениеводстве. Том 1: Справочник / Сост. Химченко Г.П. - М.: Россельхозиздат, 1980.

13. Типовые нормы выработки на работы в растениеводстве. Том 2: Справочник / Сост. Химченко Г.П. - М.: Россельхозиздат, 1980.

14. Типовые нормы выработки и расхода топлива на тракторно-транспортные

работы: Справочник / Сост. Орлова Л.С. - М.: Росагопромиздат, 1990.

15. Иофинов С.А. Хабатов Р.Ш. Курсовое и дипломное проектирование по эксплуатации МТП. - М.: Колос, 1991.

16. Технология механизированных работ в растениеводстве / Фирсов И.П., Соловьев А.М., Курочкин К.И. - М.: Аграпромиздат, 1988.

17. Методика экономической оценки с.-х. техники. -М.: Колос, 1983.

18. Кононенко А.Ф. Пути улучшения использования с.-х. техники. -М.:Колос,1980.

19. Шаров Н.М. Эксплуатационные свойства машинно-тракторных агрегатов. - М.:Колос,1981.

20. Артеменко Н.А. Экономическая эффективность использования с.-х. техники. - М.: Аграпромиздат, 1985.

21. Финн Э.А. Обоснование состава МТП в хозяйстве. - М.:Аграпромиздат,1988.

22. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроения. Том 3. М.: Машиностроение, 1979.

23. Федоренко В.А., Шалин А.И. Справочник по машиностроительному черчению. - Л.: Машиностроение, 1981.

24. Канарьев Ф.М., Перечехин М.А., Гричик Г.Н. Охрана труда. - М.:Колос,1982.

25. Трутень В.А. Расчеты на прочность деталей в с.-х. техники с использованием ЭВМ. - Красноярск: КГАУ, 1995.

26. Попова Г.Н., Алексеев С.Ю. Машиностроительное черчение: Справочник. - Л.: Машиностроение, 1987.

27. Артемов М.И. Методические указания по оформлению курсовых и дипломных проектов. - Красноярск: КГАУ, 1992.

28. Годовые отчеты СПК «Искра», 2000-2002.

29. Артемов М.И. Методические указания. Расчет состава и планирования технического обслуживания. - Красноярск: КГАУ, 1997.

30. Расчет количественного состава МТА и его технико-экономические показатели. Составитель: Ушанов В.А.: методические указания. - Красноярск: КГАУ, 1993.

31. Зотов Б.И., Курдюмов В.И. Безопасность жизнедеятельности на производстве. Учебник / издательство Колос, 2000.

Размещено на Allbest.ru