Российский  Государственный  Аграрный Университет  – Московская сельскохозяйственная академия имени К. А. Тимирязева 

Кафедра сельскохозяйственных машин 
 
 

Курсовой проект по теме:

«РАСЧЕТ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ  ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА» 

Москва 2011

Оглавление

Задание на выполнение курсового проекта 

Вспашка стерни однолетних трав

Исходные данные:

Тип почвы –  легкий суглинок

Длина гона – 520м

Площадь участка – 75га

Угол склона – 2⁰

Удельное сопротивление с/х машины К = 0,36 кгс/м

                        Для вспашки –  К₀ = 0,45кгс/см²

Глубина обработки  почвы а = 22см

Трактор – МТЗ-80 
I  Теоретическая часть

1. Вспашка

Вспашка земли — основной вид обработки  почвы, обеспечивающий оборачивание пласта и рыхление почвенного слоя. Вспашкой добиваются наиболее полного переворачивания пласта почвы с одновременным крошением и рыхлением его, заделывают удобрения (органические и минеральные) и растительные остатки. Проводят вспашку культурными плугами с предплужниками, без которых нельзя одновременно оборачивать пласт земли и хорошо разрыхлять почву. Предплужник оборачивает наиболее уплотненную или задерненную часть и сбрасывает ее на дно борозды без крошения. Плуг, поднимая и переворачивая нижнюю часть пласта, хорошо его крошит и покрывает рыхлым слоем перевернутую предплужником дернину или уплотненный слой почвы. 
В верхнем слое почвы имеется большое количество семян и корневищ сорняков, яиц и личинок вредителей. Предплужник глубоко их заделывает, переворачивая на дно борозды, где большинство их погибает. Глубина культурной вспашки должна быть не менее 20 см; при вспашке на меньшую глубину применение предплужников не дает положительных результатов. Культурный плуг устанавливают так, чтобы предплужник сбрасывал весь задерненный слой (8—10 см), т. е. слой, не способный крошиться, на дно борозды. Если устанавливать предплужник мельче, должного результата не получится. От хорошей наладки предплужников во многом зависит и качество вспашки. 
Все корпуса плуга устанавливают на одном уровне. Для выполнения качественной вспашки большое значение имеет ширина пласта, отрезаемого плугом. На многокорпусных плугах ширину захвата, отрегулировав, фиксируют таким образом, чтобы все корпуса захватывали пласт одинаковой ширины, иначе при вспашке будут огрехи, т. е. невспаханные места или большие гребни. На легких почвах стремятся к более широкому захвату пласта, где ширина может превосходить глубину в два раза; на тяжелых, наоборот - ширина меньше глубины в 1,5 раза.

Глубина вспашки — важнейшая характеристика основной обработки почвы. Она зависит  от биологических особенностей возделываемых  культур, типа почвы, климатических условий и других факторов. Средняя глубина обработки около 20 см. При более глубокой обработке интенсивнее идут биологические процессы в почве, повышается ее влажность, растения лучше снабжаются водой. Глубокая вспашка — это непременное условие борьбы с сорняками и до некоторой степени с засухой. Для цветочно-декоративных растений следует считать оптимальной глубину обработки в пределах 24—28 см.

Большое значение в нечерноземной зоне имеет  углубление пахотного слоя. Но при  неправильном применении оно может привести к отрицательным результатам. Основные условия при углублении пахотного слоя следующие. Углубление   необходимо   проводить   задолго до посева; хорошо его начинать в период зяблевой вспашки, т. е. выворачивать на поверхность неплодородную почву под зиму. В течение зимы ее состояние значительно изменится. Подпахотный слой очень беден питательными веществами и имеет плохие физические свойства, поэтому при углублении необходимо применять повышенные дозы удобрений и проводить известкование или гипсование. Во всех случаях желательно за 2—3 года перед углублением пахотного слоя обрабатывать почву почвоуглубителем — это помогает разрушить «подошву», образующуюся от плужной доски под тяжестью плуга.

Время вспашки определяется планом хозяйства, климатическими условиями, состоянием почвы на участке, биологическими особенностями культур. Это важное условие повышения качества обработки. При слишком ранней вспашке почва будет глыбистой; обработка пересохшей почвы приведет к излишнему разрушению ее структуры.

2. Агротехнические  требования

 Вспашку проводят в агротехнические сроки при  достижении физической спелости почвы (для глинистой — 50...65 % наименьшей влагоемкости, суглинистой — 40...70 %). Не следует пахать влажную почву, так как она не крошится, а налипает на колеса и рабочие органы, вследствие чего увеличиваются тяговое сопротивление плуга и затраты энергии на вспашку.

Зяблевую  вспашку старопахотных земель и  первичную вспашку целинных выполняют  лемешными плугами с предплужниками. Перепашку пара и запашку навоза проводят без предплужников. Задернелые почвы обрабатывают с оборотом, но без рыхления пласта (для рыхления применяют другие орудия). На почвах, засоренных камнями, используют плуги с предохранителями.  

Для интенсивного крошения пласта почвы вспашку совмещают с дополнительной обработкой почвы. При высокой влажности почвы (более 70 %) к плугу присоединяют зубовые бороны. Глубина обработки почвы определяется требованиями возделываемой культуры, строением и толщиной пахотного слоя и другими факторами. Для большинства культур оптимальная глубина вспашки 20...22 см. Почвы с недостаточным пахотным слоем пашут на полную его толщину, постепенно увеличивая ее (для дерново-подзолистых почв на 4...5 см ежегодно) почвоуглубителями.

В результате ежегодной вспашки плужная подошва уплотняется. Чтобы ее разрушить, периодически увеличивают глубину вспашки до 25...27 см или проводят рыхление чизельными плугами. Качество вспашки должно соответствовать установленным нормативам. Коэффициент выравнивания, характеризующий равномерность вспашки по глубине, должен быть не менее 95%.

Отклонение  среднего арифметического значения фактической глубины вспашки  от заданной не должно превышать ±5 % на неровных участках и ±10% на ровных. Отклонение фактической ширины захвата  плуга от конструктивной допускается ±10 %. 

При вспашке  добиваются, чтобы ширина и толщина  пластов были одинаковыми, растительные остатки, сорные растения и удобрения  полностью (не менее 95 %) заделаны, а  гребни пластов имели одинаковую высоту (не более 5 см). Не допускаются высокие свальные гребни, глубокие развальные борозды между отдельными проходами и скрытые огрехи (непропаханные участки). Глыбистость, т. е. суммарная площадь, занимаемая комками размером более 10 см, допускается не более 15% от площади пашни. 

Безотвальная  вспашка должна обеспечить сохранение на поверхности поля 40...50 % стерни и  пожнивных остатков. При этом не допускается крошение почвы на частицы  размером менее 1 мм. Скорость вспашки  должна соответствовать скорости, установленной  для используемых корпусов: 1,4...2,2 м/с для обычных и 2,2...3,3 м/с для скоростных.

3. Эксплуатационные  характеристики

3.1 МТЗ-80

Колесный, универсально-пропашной, тягового класса 1.4, является базовой моделью тракторов  семейства "Беларусь". Предназначен для выполнения в агрегате с навесными, полунавесными и прицепными машинами всех видов сельскохозяйственных работ (предпосевная обработка почвы, посев и междурядная обработка пропашных культур, посадка картофеля, рассады, заготовка кормов и обслуживание животноводческих ферм, уборка сельскохозяйственных культур), для привода различных стационарных машин, на транспортных, строительно-дорожных и других работах.

3.2 Плуг лемешный навесной ПЛН-3-35

Предназначен для пахоты под зерновые и технические культуры на глубину до 30 см различных почв, не засорённых камнями, плитняком и другими препятствиями с удельным сопротивлением до 0,09 МПа и твердостью до 3,0 МПа. 
Работа плугами, оснащенными предплужниками выполняется следующим образом: предплужник подрезает верхний слой почвы на глубину до 12 см, переворачивает и укладывает его на дно борозды. Уложенный слой закрывается пластом, поднимаемым и оборачиваемым основным корпусом, в результате чего достигается полная и глубокая заделка сорняков и пожнивных остатков.

Технические характеристики:

3.3 Требования к МТА

К МТА предъявляют следующие требования: высокая производительность; наименьшее количество  обслуживающего персонала;  минимальный расход топлива; минимальные эксплутационные расходы на единицу работы. 
При составлении  агрегата учитывается следующие показатели: 
1. Изменение тягового сопротивления в зависимости от количества машин в агрегате, рационально использовать тягово-сцепные свойства трактора. 
2. Влияние количества машин на эксплутационную надежность агрегата. 
3.Влияние скоростного режима загрузки на использование мощности трактора  
3. Обеспечивать высокое качество работ в соответствии с агротехническими требованиями. 
4. Создавать условия для нормальной работы при выполнении последующих операций. 
5. Быть удобными в обслуживании, обеспечивать нормальные условия работы механизаторов 
6. Обеспечивать минимальные затраты труда и средств на единицу выполняемой работы. 
7. Обеспечивать хорошую маневренность.

8. Обеспечивать условия максимальной безопасности и удовлетворять требованиям охраны труда и экологической безопасности.

II. Практическая часть

1. Расчет состава машинно-тракторного агрегата

Расчет состава агрегата.

1. Устанавливаем  диапазон рабочих показателей  движения агрегата, при которых  обеспечивается необходимое качество  выполнения необходимой заданной  с/х операции согласно агротехническим требованиям: Vр = 5-10 км/ч.

2. Передачи  трактора, обеспечивающие движение  агрегата в принятом диапазоне  рабочих скоростей: МТЗ-80: IV (7,2 км/ч), V (9,2 км/ч), VI (10,0 км/ч)

3. Для  каждой выбранной передачи по  тяговой характеристике определяем  величину номинального тягового усилия с учетом угла склона (α).

 
Gэ*sin = 3370· 0,035 = 118 кгс

Передача  Рабочая скорость, км/ч   Ркрн (кгс)   Р^αкрн = Ркрн – Рα  (кгс)

IV    7,2     1500   1500 – 118 = 1382

V    9,2     1250   1250 – 118 = 1132

VI   10,0    1060  1060 – 118 = 942

4. Рассчитаем  максимально возможную ширину  захвата МТА (плуг) удельная металлоемкость плуга  
кгс/м

 см

Передача   Р^αкрн    Вмах

IV     1382     134

V     1132      110

VI    942     91

5. Количество  машин или корпусов плуга

n_к=Вмах/b_к

Передача   Вмах    n_к=Вмах/b_к

IV     134     3

V     110      3

VI    91     2

5. Тяговое сопротивление  агрегата.

Передача   n_К          Rпл

IV     3     1040

V     3      1040

VI    2     693,5

6. Рациональность  загрузки трактора.

Передача   Rпл    

IV     3    0,75 

V     3     0,92 

Т.к. оптимальная  величина этого коэффициента находится  в пределах 0,85-0,96, то для дальнейших расчетов выбираем трактор МТЗ-80, работающий на V передаче, со скоростью 9,2 км/ч.

2. Технико-экономические  показатели агрегатов

1. Рабочая ширина захвата агрегата:

м

2. Рабочая скорость движения агрегата:

 км/ч

км/ч

3. Чистое рабочее время при длине гона 520м:

ч

4. Часовая производительность агрегата:

 га/ч

Скорость 9,2км/ч: га/ч

5. Сменная производительность агрегата:

Скорость 9,2км/ч: га/см

6. Время на  остановки агрегата:

 ч

7. Время движения агрегата при холостых поворотах и заездах:

ч

8. Расход топлива на единицу времени:

При скорости 9,2 км/ч: кг/га

9. Затраты труда  на единицу выполненной работы:

чел-ч/га

Эксплуатационные  показатели агрегатов  для выполнения вспашки

3. Настройка машинно-тракторных агрегатов

Настройка машинно-тракторного агрегата осуществляется в следующей последовательности:

3. 1 Подготовка трактора

Необходимо  проверить и подтянуть  все крепления; обратить внимание на крепление переднего и заднего мостов трактора К-701, деталей и механизмов навески, корпусов, муфт сцепления и коробок передач, механизмов рулевого управления, болтов карданных валов и механизмов ходовой части. 
Заправить трактор отстоявшимся не менее 48 часов топливом, маслом, водой. Смазать узлы трактора в соответствии со схемой смазки. Установить давление в шинах тракторов: для передних колес-1,7,задних- 1,1 кгс/см. 
Отрегулировать рулевое управление, тормоза, проверить исправность двигателя, контрольно-измерительных приборов.

3. 2 Подготовка сельхозмашины

Установить  его на регулировочную площадку; проверить  комплектность, правильность сборки, техническое  состояние, подтяжку резьбовых соединений, положение, тип, форму и размеры отвалов лемехов и полевых досок, их установку при выровненном положении рамы плуга. 
Допустимые отклонения по отдельным показателям качества подготовки плуга не должны превышать, мм

Установить  предплужники, правильное рабочее положение  дискового ножа, опорное колесо в рабочее положение, плуг на заданную глубину вспашки. 
Проверить транспортное и рабочее положение плуга. Отрегулировать навески плуга. 
Подготовку агрегата к работе производят заблаговременно, для этого устанавливают его на ровной площадке с твёрдым покрытием. Орудие должно быть комплектным и в исправном состоянии. При проверке обращают внимание на надёжность крепления отдельных узлов, прямолинейность стоек рабочих органов и состояние всех рабочих органов. Осевое перемещение колёс с подшипниками качения не должно превышать 0,5 мм.  
Для настройки агрегата на заданную глубину обработки устанавливают подкладки под опорные колёса толщиной, равной глубине обработки, уменьшенной на 3-5 см (погружение колёс в почву и деформация пневматических шин). Затем рабочие органы с помощью гидросистемы трактора опускают на поверхность и с помощью винтовых механизмов опорных колёс доводят до соприкосновения всех рабочих органов с поверхностью опорной площадки.

4.Разработка  технологий и способы  движения агрегата

Длина гона выбранного участка составляет 520м, поэтому целесообразно использовать технологию с чередованием загонов «всвал-вразвал».                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

5. Кинематические расчеты

Кинематическая  длина агрегата равна кинематической длине трактора и плуга.

1. Оптимальная  ширина загона

м

2. Число  холостых ходов

3. Длина  холостого хода

м

4. Суммарная  величина холостых ходов

м

5. Количество  рабочих ходов

6. Ширина  поворотной полосы

м

7. Длина  рабочих ходов

 м

8. Суммарная  длина рабочих ходов

м

9. Коэффициент использования рабочих ходов

6. Контроль оценка  качества работы  машинно-тракторного  агрегата

Главная задача контроля - предупредить нарушения  агротехники. Контроль качества работы МТА бывает текущий и приемочный. Текущий осуществляется во время работы агрегата, приемочный контроль выполняется в конце смены.  
Работу оценивают по девятибалльной шкале, исходя из суммы балов, получаемых при оценке различных показателей качества выполнения рассматриваемой операции. 
Качество вспашки обычно определяют по трем основным показателям: глубине вспашки, выровненности, гребнистости.

Оценка  качества культивации

При оценке качества работ следует учитывать  и дополнительные показатели: заделку растительных остатков, удобрений, обработку поворотных полос, огрехи, равномерность глубины вспашки корпусами плуга. При невыполнении этих требований общая оценка качества вспашки может быть занижена (независимо от оценки по основным показателям).

Следует подчеркнуть, что основная обработка  почвы должна иметь энергосберегающий  характер, учитывать охрану окружающей среды. В ряде хозяйств применяется  минимализация обработок в сочетании  и отдельно с глубокой отвальной  обработкой плугом.

Если  в результате контроля сумма бальной оценки 8-9 баллов работа выполнена на отлично, 6-7 баллов – хорошо, 4-5 баллов – удовлетворительно, менее 4 баллов – неудовлетворительно.

7. Технологическая  карта

8. Охрана труда и  техника безопасности

Сельскохозяйственные  машины должны быть исправными и полностью  укомплектованными, включая набор  инструментов, приспособлений и медицинскую  аптечку, в соответствии с заводским руководством и требованиями техники безопасности.

Свободный и полный ход тормозных педалей  у машин должен быть в пределах, рекомендованных заводами-изготовителями. Левые и правые тормоза всех колесных машин должны действовать одинаково; педали легко блокироваться и надежно удерживаться во включенном состоянии защелкой, гребенкой (горным тормозом).  
К работе на тракторе, сложных сельскохозяйственных и специализированных машинах допускаются лица не моложе 18 лет, после специального обучения получившие удостоверение на право управления и прошедшие инструктаж по технике безопасности.

Не допускаются  к работе на любых машинах лица, находящиеся в любой степени  опьянения, больные и переутомленные, а также механизаторы, не прошедшие  дополнительного инструктажа по технике безопасности после нарушения ими правил техники безопасности.