ЕКСПЛУАТАЦІЯ МАШИН І ОБЛАДНАННЯ
Електронний підручник

Тема 1.1. Енергетичні засоби та класифікація машинно-тракторних агрегатів

1. Енергетичні засоби сільськогосподарського вирощування та їх порівняльна характеристика

Енергетичні засоби сільськогосподарського виробництва поділяють на рухомі (мобільні), обмежено рухомі і стаціонарні.

Рухомі засоби енергетики – трактори, самохідні шасі, автомобілі, жива тяглова сила. Крім того, у сільськогосподарському виробництві використовують авіацію.

Обмежено рухомими засобами енергетики є канатно-тракторні і електротракторні системи тяги.

Стаціонарними засобами енергетики є різні електричні і теплові установки, вітряні, гідравлічні та інші двигуни.

Рис. 1.1.1. Енергетичні засоби сільськогосподарського виробництва
Рис. 1.1.1. Енергетичні засоби сільськогосподарського виробництва

Основні енергетичні засоби для проведення технологічних операцій вирощування культур – трактори і самохідні шасі, а під час виконання транспортних робіт – автомобілі і трактори.

На тракторний парк припадає близько 40 % енергетичних потужностей, які є в сільському господарстві країни.

Трактори порівняно з іншими засобами енергетики в рослинництві мають певні переваги: вони маневрені, надійні в експлуатації, економічні, у них порівняно висока стабільність тягових властивостей.

Трактор – це складна самохідна машина, призначена для переміщення й приводу робочих органів мобільних машин та знарядь, перевезення вантажів, приводу стаціонарних машин за допомогою валу відбору потужності.

Рис. 1.1.2. Класифікація вітчизняних тракторів
Рис. 1.1.2. Класифікація вітчизняних тракторів

Характеристика тракторів за призначенням

 

Трактори загального призначення

Застосовуються для енергоємних сільськогосподарських робіт: оранки середніх і важких ґрунтів, сівби, культивації, дискування. боронування, збирання врожаю та виконання транспортних, землерийних, будівельних, шляхових і навантажувальних робіт. Ці трактори мають тягове зусилля від 20 до 60 кН; робочу швидкість 5-15 км/год; потужність двигуна 60—220 кВт; малий дорожній просвіт (кліренс) 250- 350 мм; широкі шини або гусениці від 390 до 530 мм.

dt75
k700
t150k
t150

Універсально-просапні трактори

Застосовуються для посіву та догляду за просапними культурами: збирання технічних, зернових культур, картоплі, овочів; оранки легких і середніх ґрунтів: суцільної культивації і боронування; виконання землерийних, транспортних і навантажувальних робіт тощо.

Характерні особливості універсально-просапних тракторів:

  • тягове зусилля 2, 6, 9, 14 і 20 кН;
  • збільшено відстань до 600-800 мм між поверхнею ґрунту і найнижче розташованими деталями (кліренс);
  • невеликий радіус повороту (3-4 м);
  • змінна колія;
  • мінімально можлива ширина коліс або гусениць;
  • робоча швидкість до 15 км/год,
  • транспортна швидкість 25-35 км/год;
  • потужність двигуна від 14 до 74 кВт.
bel1025
mtz80
bel1523
vtz2048

Орно-просапні трактори

Використовуються для виконання всього комплексу обробітку ґрунту:

  • оранки;
  • культивації;
  • сівби;
  • збирання урожаю;
  • а також для посіву, догляду і збирання просапних культур та виконання транспортних робіт.

htz21041
casemx275
claas5000

Трактори спеціалізовані

Конструктивні особливості спеціалізованих тракторів:

  • у болотних – широкі гусениці для зменшення тиску на поверхню ґрунту;
  • у гірських – горизонтальне положення остова при роботі поперек схилу;
  • у бавовницьких – триколісна ходова частина зі збільшеним кліренсом та змінною колією ведучих коліс.

Будуються на основі конструкцій існуючих тракторів для роботи в специфічних умовах (болотиста або гірська місцевість), а також для виконання спеціальних робіт, транспортних робіт.

t02
t130
bel1502


У міжнародній практиці відповідно до стандартів ISO 730/1 і 730/3-82 використовують класифікацію тракторів за максимальною тяговою потужністю \(N_{гак.max}\), отриманою під час випробування енергетичного засобу на гладкій горизонтальній і сухій бетонованій поверхні, або поверхні, покритої скошеною/нескошеною травою. Трактори при цьому поділяють на чотири категорії, кожна з яких відповідним чином співвідноситься з класифікацією енергетичних засобів згідно з міжнародним стандартом ГОСТ 27021-86 (СТ СЭВ 628-85, див. табл. 1.1.1).

Таблиця 1.1.1 Співвідношення між тяговими класами і категоріями тракторів
Тяговий клас Номінальне тягове зусилля (\(P_{гак.н}\), кН) Базова модель Потужність двигуна, \(N_e\), кВт Категорія потужності
і тягова потужність, \(N_{гак.max}\), кВт
ГОСТ 2702-86 (СТ СЭВ 628-85) (ІSO 730/1 і 730/3-82)
0,2 1,8 - 5,4 ХТЗ-1410
І < 30
0,6 5,4 - 8,1 Т-25 18,4
0,9 8,1 - 12,6 Т-40 36,8 ІІ – 30…70
1,4 12,6 - 18 **МТЗ-80 55,3
2 18 - 27 Т-70С 51,5
3 27 - 36 **Т-150К 121,5 **ІІІ – 70…135
4 36 - 45 Т-4 80,9
5 45 - 54 К-700 161,8 ІV – 135…300
6 54 - 72 Т-130 116,2
8 72 - 108 К-710 220,5

 

Багаторічна практика останніх років показує, що класифікація згідно з ГОСТ 27021-86 (СТ СЭВ 628-85) дає більш чітку уяву про експлуатаційні властивості трактора. А це, у свою чергу, дозволяє правильно підібрати до нього комплекс сільськогосподарських машин і знарядь.

(Джерело: http://econjournal.vsau.org/files/pdfa/394.pdf)

Порівнюючи трактори за типом ходової частини, існують як переваги, так і недоліки в експлуатації гусеничних і колісних тракторів (рис. 1.1.3).

Рис. 1.1.3. Порівняльна характеристика гусеничного і колісного тракторів
Рис. 1.1.3. Порівняльна характеристика гусеничного і колісного тракторів

Останнім часом ходові системи колісних тракторів значно удосконалено. Застосування чотирьох ведучих коліс, пневматичних шин низького тиску, спарених і арочних шин, довантажувачів ведучих коліс сприяло поліпшенню тягово-зчіпних властивостей колісних тракторів.

Тягові показники тракторів – це один із важливіших нормоутворювальних факторів, які є визначальними енергетичної спроможності використання тракторів у конкретних ґрунтових умовах. Показники енергетичних властивостей визначають як дослідним шляхом, так і розрахунковим.

За даними випробувань будують тягову характеристику.

Тягова характеристика – це залежність тягової потужності (\(N\)), робочої швидкості (\(V_p\)), годинної витрати палива питомої витрати палива (\(G_{год}\)) і величини буксування (\(\delta\)) від зміни тягового зусилля (\(P_{т}\)) (рис. 1.1.4).

Рис. 1.1.4. Тягова характеристика трактора
Рис. 1.1.4. Тягова характеристика трактора

Для тракторів, які використовують у сільськогосподарському виробництві, номінальне тягове зусилля визначають як гранично-максимальне тягове зусилля за умови зчеплення з ґрунтом.

Номінальне тягове зусилля трактора — це зусилля, яке трактор розвиває на стерні середньої щільності і нормальної вологості ґрунту (8-18%) в зоні максимального значення тягового ККД, маючи експлуатаційну масу, яка встановлена в технічній характеристиці, при коефіцієнті буксування ≤18% - для колісних тракторів (4x2), 16% - (4 x 4) і ≤5% - для гусеничних тракторів.

Сукупність типів тракторів створює їх типаж, що охоплює кілька класів машин, які різняться між собою значенням номінального тягового зусилля. Кожний клас складається з групи конструктивно уніфікованих тракторів, що мають приблизно однакові тягові зусилля.

Таблиця 1.1.2 Типаж тракторів за класом і тяговим зусиллям
Клас тяги трактора, тс Номінальне тягове зусилля, кН Трактори
0,2 2 Т-012, ХТЗ-1410, ХТЗ -1210, ХТЗ-1611,
МТЗ-08БС, МТЗ-112ТС
0,6 6 ХТЗ-2511, ХТЗ-2512, ХТЗ-3510,
ХТЗ-3521, МТЗ-80, МТЗ-320А,
СШ-2540, Т-25ФМ, Т-16МГ
0.9 9 ХТЗ-3130, ХТЗ-5020, ХЗ-6020,
ХТЗ-6021, ЛТЗ-55, Т-40М, Т-25Х4М
1,4 14 ЮМЗ-6АКЛ, ЮМЗ-650, ЮМЗ-8070,
ЮМЗ-8271, ЮМЗ-8274, ЮМЗ-8280,
МТЗ-8060, МТЗ-100, МТЗ-570,
МТЗ-590, МТЗ-800, МТЗ-900,
ЛТЗ-60АБ
2,0 20 ХТЗ-100, Т-70СМ, Т-70В, Т-90С,
МТЗ-1021, МТЗ-1221, МТЗ-1222,
ЛТЗ-95, ЛТЗ-155
3,0 30 ХТЗ-150К-03, ХТЗ-150К-09,
ХТ3-150К-12, МТЗ-1523, ХТЗ-151К, ХТЗ-17021, ХТЗ-17022, ХТЗ-17221, ХТЗ-17321, ХТЗ-147421, ХТЗ-121,
Т-150-05-09, ХТЗ-153Б, ХТЗ-150-07, X13-150-08, Т-156А, Т-156Б, Т-156М, Т-150Д, ХТЗ-150Д-03,
Т-150Д-05-09, ДТ-75Д, ДТ-75Н,
ДТ-75МЛ, ДТ-175М, ДТ-175С
4,0 40 ХТЗ-180Р, ХТЗ-181, ХТЗ-201,
ХТЗ-18040, ХТЗ-21042
5,0 50 ХТЗ-220, К-700А, К-701, К-701М,
К-734, К-744
6,0 60 Т-130, Т-170М

2. Поняття про машинно-тракторний агрегат

Машинно-тракторним агрегатом називають сукупність (раціональне співвідношення) робочих машин з джерелом енергії (трактором, самохідним шасі, електродвигуном) для виконання технологічної операції або певної групи операцій.

Поняття про машинно-тракторний агрегат

3. Класифікація машинно-тракторних агрегатів

 

Усі МТА розрізняють: за призначенням, кількістю виконуваних операцій, способом їх виконання, характером використання джерела енергії і передавального механізму агрегату, способом з'єднання з трактором, розміщенням машин відносно трактора.

 

Рис. 1.1.5. Класифікація МТА
Рис. 1.1.5. Класифікація МТА
За призначенням
Орний агрегат
Орний агрегат
Посівний
                        агрегат
Посівний агрегат
Збиральний агрегат
Збиральний агрегат
За кількістю виконуваних одночасно операцій
Простий
                        агрегат
Простий агрегат
Комплексний агрегат
Комплексний агрегат
Комбінований
                        агрегат
Комбінований агрегат
За способом виконання операцій
Мобільний
                        агрегат
Мобільний агрегат
Стаціонарний
                        агрегат
Стаціонарний агрегат
Стаціонарно-мобільний агрегат
Стаціонарно-мобільний агрегат
За характером використання джерела енергії і передавального механізму
Тяговий агрегат
Тяговий агрегат
Тягово-урухомлювальний агрегат
Тягово-урухомлюва льний агрегат
Урухомлювальний агрегат
Урухомлювальний агрегат
Потужність двигунів трактора витрачається на переміщення самого трактора і робочої машини, що виконує будь-яку технологічну операцію (оранку, боронування тощо). Під час використання з трактором транспортних причепів або кузовів тяговий агрегат називають транспортним Потужність двигуна використовується не тільки на переміщення самого трактора і машини, а і для урухомлення механізмів робочої машини (від ходових коліс машини, або через вал відбору потужності трактора) Передавання потужності від двигуна до робочої машини здійснюється через вал відбору потужності (ВВП), пасову передачу, а також за допомогою електро- чи гідроурухомника
За способом з'єднання робочих машин з джерелом енергії
Причіпний агрегат
Причіпний агрегат
Начіпний агрегат
Начіпний агрегат
Напівначіпний агрегат
Напівначіпний агрегат
Складається з трактора і причіпної робочої машини, що має свою ходову частину (колеса, полозки тощо), або кількох машин і зчіпки Складається з трактора (самохідного шасі), начіпної (або кількох) робочої машини і начіпної зчіпки, як правило, маса всієї машини у транспортному положенні сприймається ходовою частиною трактора. У робочому стані маса машини повністю або частково сприймається ґрунтом через робочі колеса, площини і робочі органи Відрізняється від начіпних тим, що вага робочих машин під час транспортування розподіляється між опорними колесами самої машини і ходовою частиною трактора
За розміщенням робочих машин відносно трактора
З переднім
                        розміщенням
З переднім розміщенням
Із заднім розміщенням
Із заднім розміщенням
З боковим
                        розміщенням
З боковим розміщенням
З комбінованим розміщенням
З комбінованим розміщенням
За розміщенням робочих машин відносно поздовжньої осі трактора
Симетричний
                        агрегат
Симетричний агрегат
Асиметричний
                        агрегат
Асиметричний агрегат

4. Основні вимоги до машинно-тракторних агрегатів

 

Для проведення сільськогосподарських робіт застосовують багато машинно-тракторних агрегатів різних типів і видів. До них ставлять певні вимоги (агротехнічні, технічні, економічні, ергономічні, охорони праці), яких слід додержувати під час комплектування машинно-тракторних агрегатів.

Рис. 1.1.6. Показники ефективності роботи агрегатів
Рис. 1.1.6. Показники ефективності роботи агрегатів

Агротехнічні вимоги ставлять до робочої машини і трактора

Під час підбору робочої машини слід врахувати якісні показники і агронормативи (глибина оранки, висота зрізування рослин, норма висіву тощо), яким має задовольняти виконана операція; технологічні допуски, допуски втрати врожаю, пошкодження рослин тощо.

До трактора ставлять такі вимоги – прохідність у горизонтальній площині за значенням колії і шириною рушія; прохідність у вертикальній площині за польовим зазором і наявністю обтічників; прохідність за станом ґрунту – недопустимість утворення глибокої колії, значних деформацій, розпилення, ущільнення тощо.

Технічні вимоги охоплюють: допустимі швидкісні режими як руху, так і робочих органів (частота обертання молотильного барабана) машин, кінематичні показники агрегатів, експлуатаційна надійність трактора, машини і агрегату загалом.

Економічні фактори містять мінімальну собівартість за найменших затрат праці. Вихідними даними для визначення собівартості є: продуктивність агрегату, витрати на технічне обслуговування тощо.

Вимоги до зручності обслуговування:

Вимоги охорони праці.

Гігієнічні норми стосовно сільськогосподарського виробництва визначають допустимий рівень вібрації, загазованості, запиленості, оптимальну температуру, освітленість і подібні показники на робочому місці механізатора, що забезпечують нешкідливі і безпечні умови праці.

Антропологічні норми характеризують відповідність робочого місця розмірам людини (раціональна поза, постава, огляд і деякі інші фактори).

Фізіологічні норми характеризують оптимальні умови функціонування людського організму (зусилля на педалях, важелях тощо).

 

5. Значення багатоопераційних машинно-тракторних агрегатів у впровадженні енергозберігальних технологій вирощування сільськогосподарських культур

Ресурсозберігальна технологія забезпечує, крім збереження такого важливого ресурсу, як праця, зниження матеріалоємності і підвищення енергоекономічності системи машин, яка оновлюється; передбачає оптимізацію затрат мінеральних добрив, зокрема і через збільшення виробництва і застосування високоякісних органічних добрив, зменшення витрат пестицидів через використання більш ефективних препаратів і економних способів їх застосування; зниження затрат цілого комплексу всіх інших ресурсів через поєднання технологічних операцій (рис. 1.1.7).

Рис. 1.1.7. Різновиди енергозберігальної технології
Рис. 1.1.7. Різновиди енергозберігальної технології
Рис. 1.1.7. Різновиди енергозберігальної технології

Частковим варіантом ресурсозберігальних технологій є енергозберігальні технології, в яких основну увагу приділяють економії енергетичних ресурсів та хімічних засобів захисту рослин.

Ця технологія базується на використанні досягнень науки та виробничого досвіду, а саме:

Основний показник формування багатоопераційних МТА – якість роботи; проте не слід забувати і про їхні продуктивність і економічність.

Застосування багатоопераційних агрегатів дає змогу:

Питання для самоконтролю

  1. Які енергетичні засоби використовують у сільському господарстві?
  2. Як поділяють сільськогосподарські трактори?
  3. Міжнародна класифікація тракторів за тяговою потужністю.
  4. Що таке машинно-тракторний агрегат?
  5. Класифікація машинно-тракторних агрегатів.
  6. Які основні вимоги ставлять до комплектування машинно-тракторних агрегатів?
  7. Назвіть переваги використання багатоопераційних агрегатів.