CC BY
410
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА
А.Н. Репетов, В.А. Главинский
Аннотация: В статье изложены факторы, влияющие на производительность машинно-тракторного агрегата и предложена формула для ее определения.
Ключевые слова: производительность машинно-тракторного агрегата, коэффициент производительности, удельное сопротивление рабочей машин, тяговый кпд.
Все причины, обуславливающие протекание рассматриваемого процесса, мы называем факторами. Поскольку число факторов, влияющих на ход явления (процессов), может быть весьма большим и разнообразным по характеру, из общего их числа выделяются такие, которые характеризуются свойствами машин. Из числа последних определяются параметры.
Под параметрами мобильных агрегатов понимаются такие данные технических возможностей машин, изменение которых оказывает наибольшее влияние на производительность труда и затраты материальных средств. К таким техническим характеристикам относятся: ширина захвата рабочей машины, скорость движения агрегатов и их вес, зависящий не только от размеров машин, но и от выбора наиболее экономичного варианта использования элементов производственного процесса.
Производительность определенного м.-т. агрегата, если ее выразить в функции от параметров, отражающих технические свойства машин, представлена следующим образом: w=f(B,V), где В — ширина захвата агрегата; V —скорость движения агрегата.
В рассматриваемом случае скорость движения и рабочий захват так взаимосвязаны, что нет никакого основания с изменением одного из них другой принимать за постоянную величину.
Рост производительности машин, увеличение и смещение максимума тягового КПД (nt, шах) в сторону повышения скорости движения возможны при увеличении энергонасыщенности тракторов (увеличение V при B=const).
Для смещения цъ шах в сторону повышения рабочей скорости на 1 км/час при работе м.-т. агрегатов с гусеничными тракторами на стерне требуется прирост мощности двигателя, [Д^,]равный 25—27 л. с. (при допущении, что ANe = const).
Таким образом использовать энергию двигателя — с высокой скоростью движения и малым рабочим захватом или с большой шириной захвата и невысокой скоростью — это задача о выборе оптимальных вариантов использования техники.
В настоящее время оптимальной скоростью движения мобильного агрегата считается такая, при которой тяговый КПД трактора достигает максимального значения. При выполнении данным трактором производственного процесса оптимальной шириной захвата машины-орудия называют такую ширину, которая обеспечивает сопротивление, равное тяге класса.
Такое определение оптимальности параметров м.-т. агрегатов выглядит не совсем обоснованным, несмотря на то, что правильная загрузка энергетического средства оказывает определенное влияние на лучшее использование возможностей агрегата в целом.
Оптимальная величина рабочего захвата есть наибольшее значение обобщенного критерия оценки (производительности труда), выраженного через технические возможности машин. В дальнейшем такая величина ширины захвата рабочей машины нами называется целесообразной.
Производительность мобильного агрегата является одним из основных показателей ввиду непосредственного и существенного влияния ее на производительность труда в сельском хозяйстве. Факторов, от которых зависит производительность м. -т. агрегата, очень много. Кроме технических возможностей самих машин влияние оказывают факторы, относящиеся к условиям работы и организации производства: характеристика почвы, размеры полей, их месторасположение, кинематика движения, квалификация обслуживающего персонала и др. Во всяком случае, не представляется возможным аналитически выразить зависимость производительности от всех переменных, влияющих на нее. Попытка представить рассматриваемый показатель в функции как можно большего числа факторов привела к тому, что в эксплуатации машинно-тракторного парка принято различать производительности: теоретическая, техническая, часовая, сменная и т. д. Кроме того, в некоторых исследованиях предлагаются — идеальная, условная, конструктивная, рабочая, эксплуатационная. Неудобства от большего количества вариантов производительности очевидны.
Если же установить (а это предусматривается вводимой в настоящее время единой международной системой единиц измерения), что скорость движения машины выражается только в м/сек, а производительность - в м2/ сек, то можно записать:
W=B•VTр. , (1)
где В - ширина захвата рабочей машины, м;
УгР - скорость движения агрегата, в м/сек.
Выразив ширину захвата через необходимую тяговую силу Рт (в ньютонах) и полагая, что произведение PTVTp, можно заменить значением крюковой мощности (в ваттах), формулу (1) перепишем так:
Г = ^ = -Пг , м2 (2)
к к ' сек
Здесь к - удельное сопротивление рабочей машины в кг/м,
Пт - тяговый КПД трактора.
Ввиду невозможности выразить производительность машин через все факторы, от которых она зависит, есть целесообразность понимать под ней производительность, зависящую от технических возможностей машин: мощности двигателя, тягового КПД трактора, ширины захвата агрегата, удельного сопротивления рабочей машины, т. е. производительность, определяемую по формулам (1) и (2). Назовем ее технической.
Производительность машинно-тракторного агрегата при выполнении производственного процесса в зависимости от природно-климатических условий, технического состояния машин, организации производства и бесчисленного множества других причин будет варьировать от нуля до величины технической производительности. Такая производительность может быть названа эксплуатационной.
Очевидно, что для конкретного машинно-тракторного агрегата эксплуатационная производительность также является неопределенной величиной.
В связи с вышеизложенным предлагается определение эксплуатационной производительности не связывать с бесчисленным количеством факторов разнообразного характера, а находить ее в функции от технических возможностей машин, кинематики движения и размеров обрабатываемых участков следующим образом:
Жэ = ЖТ -у (3)
Здесь W - техническая производительность,
Ф - коэффициент рабочих ходов.
Для анализа закономерностей изменения производительности мобильных агрегатов очень удобно понятие условной производительности:
Ж
Жу = Ж, (4)
У 1
где п - коэффициент производительности.
Коэффициент производительности, предлагаемый нами для анализа работы машинно-тракторных агрегатов, рассматривается отдельно.
Характеристика любого явления, связанного с использованием техники, выраженная в виде количественной связи отдельных безразмерных коэффициентов с параметрами машин, весьма удобна. Она позволяет провести глубокий анализ сущности явления и обладает возможностью широкого обобщения.
Коэффициент использования времени смены (1) определяется следующим соотношением:
Т
Т = ^ , (5)
где Тр - время, затрачиваемое на рабочие ходы агрегата,
Т - полное время смены, включая все известные элементы потерянного времени (1).
Содержание этого коэффициента отражает, главным образом, организацию производства, дисциплину обслуживающего персонала и качество проведенных ремонтных работ, а не свойства, заложенные в машины. Поэтому коэффициентом ^ можно пользоваться для определения не производительности, а выработки м.-т. агрегата, скажем, за смену или сезон. При сравнении однотипных мобильных агрегатов по производительности величина t не будет отражать качественную сторону машин, их технические возможности. Поэтому в общеизвестных в настоящее время формулах определения производительности:
Ж = 0ЛБрУТРг га/час
д^-шах
Ж = 0,36 —^— 1 Вт га/час
5 'имI
(6)
(7)
как и в формуле (3) лучшим образом соответствует коэффициент рабочих ходов (ф).
Исходным положением необходимости учета рассматриваемого коэффициента и его составляющих (11) в расчетах и оценке качественных показателей с.-х. машин является утверждение— в сельскохозяйственном производстве фактор времени играет решающую роль. Значение этого бесспорного факта, перенесенное без достаточного разбора на характеристику возможностей машины, приводит к неправильным суждениям.
На основании исследований установили, что при определении производительности агрегата необходимо учитывать не только фактор времени, но и ширину захвата, скорость движения, условия работы. С учетом этого предлагается определять производительность машинно-тракторного агрегата по формуле (7).
Список использованных источников
1 Иофинов С.А., Лышко Г.П. Эксплуатация машинно-тракторного парка. - М.: Колос, 1984. - 351 с.
2 Веденяпин Г.В., Киртбая Ю.К., Сергеев М.П. Эксплуатация машинно-тракторного парка. - М.: Колос, 1968. -343 с.
3 Амилцев В.А., Ананьин А.Д., Морозов А.Х. Практикум по эксплуатации машинно-тракторного парка. - М.: Аг-ропромиздат, 1987. - 304с.
Информация об авторах
Репетов Андрей Николаевич, доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».
Главинский Виктор Александрович, аспирант ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА», [email protected]
