Введение 6
1 Состояние вопроса 9
1.1 Тенденции и перспективы развития колесных тракторов общего
назначения 9
1.2 Техническая характеристика тракторов семейства «Кировец» 16
1.3 Занятость колесных тракторов в составе почвообрабатывающих
комплексов 19
1.4 Направление энергосберегающего использования агрегатов для
обработки почвы 21
1.5 Выводы и задачи дипломного проекта 22
2 Результаты исследования эффективных режимов работы тракторов
«Кировец» 24
2.1 Оценка тягово-сцепных свойств колесного трактора К-701 24
2.2 Зависимость вертикальных нагрузок на ведущих мостах от тягового
усилия тракторов «Кировец» 29
2.3 Потенциальные возможности энергонасыщенных колесных тракторов
на различных фонах 39
2.4 Рациональные режимы использования тракторов «Кировец» концепции
в составе почвообрабатывающих агрегатов 48
3 Улучшение сцепных свойств трактора 64
3.1 Обзор патентов по изменению давления в шинах 64
3.2 Обоснование схемы системы регулирования давления в шинах
трактора 74
4 Конструкторская разработка 78
4.1 Устройство и принцип работы системы регулирования давления в
шинах 78
4.2 Расчет системы и ее элементов 80
5 Безопасность и экологичность проектных решений 89
5.1 Характеристика объекта проектирования 89
5.2 Обеспечение безопасности при работе трактора 90
5.3 Удобство обслуживания системы 91
5.4 Инструкция по охране труда для тракториста 92
5.5 Экологичность проекта 95
6 Экономическое обоснование рациональных параметров и режимов работы тракторов «Кировец» в составе почвообрабатывающих агрегатов 97
Заключение 105
Список используемой литературы и используемых источников 107
Приложение
«Трактор сложная машина, и требования, предъявляемые к ним, настолько разнообразны, что для их удовлетворения необходимо наличие ряда эксплуатационных качеств. Эти качества должны в комплексе характеризовать эффективность работы трактора в тех или иных условиях» [17].
Требования, предъявляемые к эксплуатационным качествам тракторов непрерывно, развиваются и дифференцируются в зависимости от назначения машин и условий их использования.
«Производительность трактора определяется размером земельной площади, которая может быть им обработана в агрегате с соответствующими сельскохозяйственными машинами в единицу времени при соблюдении заданных качественных показателей. Она зависит, прежде всего, от ширины захвата сельскохозяйственных машин, с которыми работает трактор, и скорости движения при выполнении данной операции» [9].
«Экономичность трактора определяется себестоимостью выполненных работ и зависит от величины расхода топлива, смазочных материалов и их стоимости, затрат на заработную плату, расходов на техническое обслуживание и ремонт, срока службы деталей, размеров отчислений на амортизацию и ряда других факторов» [6].
«Полная оценка эксплуатационных качеств может быть сделана на основе сочетания расчетно-теоретического анализа и соответствующих экспериментальных исследований» [23].
«Эффективность сельскохозяйственного производства, при
многообразии технологических операций с различной энергоемкостью, в значительной степени определяется эксплуатационными параметрами и режимами работы тракторных агрегатов. При сложившихся формах собственности и хозяйствования в АПК региона около половины продукции растениеводства и животноводства производят 20% наиболее крупных предприятий (площадь пашни более 6000 га), качественный состав тракторного парка которых предопределен зональной системой машин» [24, 28].
«Основной причиной низкой эффективности агрегатирования энергонасыщенных колесных тракторов с установленными для зоны характеристиками, является недоиспользование потенциальных
возможностей из-за низких тягово-сцепных свойств» [23].
Существенным резервом в решении данной проблемы является системная адаптация эксплуатационных параметров тракторов, машин- орудий и режимов их совместной работы к условиям региона использования.
«Актуальность проблемы: Современные тракторы отличаются высокой энергонасыщенностью, а применяемые на них дизели характеризуются большим коэффициентом запаса крутящего момента. Однако при работе трактора на некоторых сельскохозяйственных операциях в составе тяговых агрегатов эксплуатационная мощность двигателя реализуется не полностью вследствие ограничения максимальной скорости по агротехническим и технико-экономическим требованиям» [23].
В результате этого увеличивается расход топлива, который составляет 45% от общего числа затрат на производство единицы продукции. Недостаток механизаторских кадров на селе особо остро ставит вопрос о повышении производительности машинно-тракторного агрегата (МТА), а в условиях рискованного земледелия сокращения сроков полевых работ еще острее ставят эту проблему.
«Снижение топливно-энергетических затрат, повышение
производительности МТА, сокращения сроков полевых работ, можно достичь путем применения тяжелых тракторов общего назначения семейства «Кировец» в составе современных энергосберегающих технологических комплексов, обеспечения их рациональных параметров и режимов работы на основе системных принципов ее адаптации к основным природно¬производственным факторам» [12].
Таким образом, оптимизация параметров и режимов работы МТА на базе энергонасыщенных тракторов является перспективным направлением экономии топливно-энергетических ресурсов и приобретает особую актуальность.
Цель работы: Повышение технологического уровня колесных
тракторов на основе оптимизации параметров и режимов работы для снижения энергетических и материальных затрат.
Объект исследования - процесс взаимодействия показателей рабочего хода тяговых агрегатов с факторами эксплуатации.
Предметом исследования является закономерности формирования и взаимосвязь энергетических и топливо-экономических показателей с природно-производственными условиями при использовании тракторов, машин-орудий и режимов их совместного функционирования.
Наиболее полное решение проблемы ресурсосберегающего технического обеспечения операционных технологий достигается на основе системного подхода оптимизации эксплуатационных параметров и режимов работы МТ использование научно-обоснованных принципов операционных технологий механизированных работ позволило установить основные этапы многоуровневой системы адаптации тракторных агрегатов к условиям эксплуатации.
Проведенный анализ тягово-сцепных свойств колесного трактора 4К- 4Б на разных почвенных фонах позволил: получить параметрические уравнения связи буксования с коэффициентом использования веса; установить максимальные и допустимые значения тягового КПД, определяющие ширину рациональных тяговых диапазонов; определить условия рационального агрегатирования тракторов с переменными массоэнергетическими параметрами в составе почвообрабатывающих и посевных агрегатов.
По результатам проведенных исследований определены зависимости изменения вертикальных нагрузок от силы тяги на крюке, найдены оптимальные значения тяговых усилий по нагрузкам на ведущих мостах с одинарными и сдвоенными колесами, тЭ max / тЭ тт, при котором происходит выравнивание нормальных реакций по осям.
Обоснованы рекомендации по оптимальным значениям давления в шинах на разных почвенных фонах, при котором обеспечивается минимальное сопротивление перекатывания и кинематическое соответствие между окружными скоростями передних и задних колес в зоне номинальных тяговых усилий.
На основании потенциальных тяговых характеристик тракторов «Кировец» установлено, что при выполнении энергоемких тяговых операций на фонах высокой твердости (залежь) оптимальный режим достигается снижением границы минимальных рабочих скоростей установкой сдвоенных колес или дефорсированием трактора. По установленным тяговым показателям и эквивалентам производительности и удельных энергозатрат обоснованы рациональные параметры и режимы работы трактора тягово-энергетической концепции в различных условиях агрегатирования.
Проведены патентные исследования существующих систем по улучшению сцепных свойств движителей и учтя их достоинства и недостатки обоснована собственная схема системы регулирования давления воздуха в шинах трактора.
Конструктивно разработана система регулирования давления воздуха в шинах, описан ее принцип работы и рассчитаны основные элементы.
Эффективная целесообразность повышения степени использования потенциальных возможностей тракторов «Кировец» на рабочих скоростях, в том числе ниже минимально допустимой по буксованию V, путем установки сдвоенных колес обоснована по результатам энергетического и экономического анализа. Срок окупаемости установки сдвоенных колес на трактора «Кировец» кроме К744Р (на который не рекомендуется установка сдвоенных колес) при полной загрузке в течение сезона на всех видах работ достигает 1-4 сезона.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
