Эксплуатация машинно-тракторного парка

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ 

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЭКСПЛУАТАЦИЯ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО ПАРКА

Учебное пособие (лабораторный практикум) для студентов 

высших учебных заведений, обучающихся по направлению 

«Агроинженерия»

Ставрополь

2013

УДК 631.1

Учебное пособие по дисциплине «Эксплуатация машинно-тракторного 

парка» подготовили сотрудники кафедры «Процессы и машины в агробизнесе» Ставропольского государственного аграрного университета Высочкина 
Л.И., Данилов М.В., Малиев В.Х., Малюченко Б.В., Сляднев Д.Н., Якубов 

Р.М. рекомендовано к изданию методической комиссией факультета механи
зации сельского хозяйства Ставропольского ГАУ (протокол № 11 от 

03.06.2013 г.).

Рецензенты:

Зубрилина Е.М., к.т.н., доцент кафедры "Технический сервис, стандар
тизация и метрология";

Швецов И.И., к.т.н., зав. кафедрой "Мобильные энергетические сред
ства"

Эксплуатация машинно-тракторного парка: Учебное пособие (лабора
торный практикум) для студентов высш. учеб. заведений / Высочкина Л.И.,
Данилов М.В., Малиев В.Х., Малюченко Б.В., Сляднев Д.Н., Якубов Р.М. –
Ставрополь: Бюро новостей, 2013. - 74 с.

Рассмотрены вопросы аналитических расчетов тягового, мощностного 

баланса трактора, расчет состава машинно-тракторных агрегатов. Материал 
пособия изложен в соответствии с программой курса «Эксплуатация машинно-тракторного парка» и содержит справочные материалы для самостоятельного выполнения расчетно-графических работ.

Пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, 

обучающихся по направлению 110800 «Агроинженерия».

© 
Л.И. Высочкина, М.В. Данилов, 

В.Х. Малиев, Б.В. Малюченко, Д.Н 
Сляднев., Р.М. Якубов, 2013.

С О Д Е Р Ж А Н И Е

Введение ..............................................................................…..........….....4

Правила оформления расчетно пояснительной записки……………….5

Работа 1. Определение основных эксплуатационных 

показателей работы трактора ……….............................................………6

Работа 2. Расчет состава машинно-тракторных агрегатов .....…....…..13

Литература .................……......................................................….......…...24

Приложения…………………………………….………………………...25

ВВЕДЕНИЕ

Удовлетворение растущих потребностей населения в продовольствии, 

а промышленности в сырье является основной задачей сельского хозяйства. 
Рентабельность производства и качество получаемого сырья во многом зависит от эффективности использования машинно-тракторного парка. Постоянный контроль качества выполняемых операций, использование передового 
опыта и научно обоснованных методов хозяйствования, позволяет достигать 
максимальных результатов.

Переход к рыночным отношениям и эффективное функционирование 

сельскохозяйственного производства возможно только на основе механизации и автоматизации и при качественном применении высокопроизводительной техники. Также должны быть экономически обоснованы создание
или реконструкция базы для проведения технического обслуживания и ремонта, отношения со специализированными предприятиями технического
сервиса.

Проблемами обоснования методов и способов рациональной эксплуа
тации машинно-тракторных агрегатов (МТА), машинно-тракторного парка
(МТП) и высокоэффективного использования сельскохозяйственной техники
занимается наука
об
эксплуатации машинно-тракторного
парка

(ЭМТП).

Практические занятия по дисциплине «Эксплуатация машинно
тракторного парка» имеют цель: закрепление и углубление теоретического 
материала, приобретение практических навыков применения полученных 
знаний, позволяющих эффективно использовать МТП в сельскохозяйственных предприятиях России.

Практическим курсом по дисциплине «Эксплуатация машинно
тракторного парка» предусмотрено выполнение двух расчетно-графических
работ. Примеры для выполнения рассматриваются преподавателем в аудитории.

Содержанием данного лабораторного практикума предусмотрен вспо
могательный и справочный материал, позволяющий облегчить поиск исходных данных для расчета.

ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ

ЗАПИСКИ

Расчётно-графические работы студенты выполняют самостоятельно по 

индивидуальному заданию преподавателя в соответствии с ГОСТ 2.105-79 
(СТ СЭВ 2667-80) «Общие требования к текстовым документам». Записку 
необходимо выполнять чётким разборчивым почерком на одной стороне листа чёрными или синими чернилами.

По каждому рассматриваемому показателю дают: название, формулу, 

обозначение физических величин, входящих в неё, единицы измерения. Расчёты выполняются в соответствии с методическими указаниями.

Ссылка на используемые литературные источники обязательна. Все 

чертежи, графики, схемы выполняют на отдельных листах бумаги формата 
А4. Графическую часть выполняют с обязательным нанесением всех расчётных точек (без цифрового сопровождения). При нанесении шкал показателей 
следует выбирать такие масштабы, которые позволяют максимально заполнять лист и в то же время свободно читать их значения.

Представленная на проверку работа должна иметь: титульный лист, за
дание на выполнение, расчётную и графическую часть, список литературы.

Пример заполнения титульного листа приведён в приложении.

РАБОТА 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ 

ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ТРАКТОРА

Цель работы - научиться рассчитывать значения составляющих тяго
вого и мощностного баланса трактора, количественно оценивать влияние 
технических показателей двигателя, трансмиссии и ходового аппарата, а 
также свойств и состояния грунта и рельефа поля на возможности перемещения (работы) трактора.

Рассчитать на заданных передачах следующие эксплуатационные пока
затели работы трактора:

Ркас– касательную силу тяги, кН;
Fсц– силу сцепления ходового аппарата трактора с почвой, кН;
Gсц – сцепной вес трактора, кН;
F – движущую агрегат силу, кН;
Pнсц – потери касательной силы тяги при недостаточном сцеплении хо
дового аппарата трактора с почвой, кН;

Pf– сопротивление передвижению трактора, кН;
Pα – сопротивление движению трактора на подъём, кН;
PTH – номинальную силу тяги трактора, кН;
Vp – рабочую скорость движения, м/с;
Nмех– потери мощности в трансмиссии, кВт;
Nf– потери мощности на передвижение, кВт;
Nα– потери мощности на подъём, кВт;
Nнсц– мощность, не используемую по условиям сцепления, кВт;
Nδ– потери мощности на буксование, кВт;
NTH – номинальную тяговую мощность, кВт.
Построить график тягового баланса трактора для заданных условий на 

одной из передач (рис.1.1) и график баланса мощности (рис.1.2) на одном из 
почвенных фонов.

Проанализировать изменение тяговых свойств трактора в зависимости 

от почвенного фона.

Проанализировать характер изменения составляющих баланса мощно
сти трактора в зависимости от скорости движения. Установить оптимальную 
скорость движения трактора, соответствующую его максимальной тяговой 
мощности.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Эксплуатационные показатели работы трактора определяют отдельно 

для каждого состояния почвы на заданных рабочих передачах, используя 
данные технических характеристик и литературных источников [1,2,3,4,5].

1.1. Касательная сила тяги определяется по формуле

н
к

мех
е

к

мех
e

кас
n
r
2

i
N

r

i
M
P

н
н














т
т

,
(1.1)

где
Мен – номинальный крутящий момент двигателя, кНм;
Nен – номинальная эффективная мощность двигателя, кВт; [прил., табл. 

2-4];

iT – общее передаточное число трансмиссии [прил., табл.2,4];
мех – к.п.д. трансмиссии и движителя, [прил., табл.1];
rк – динамический радиус ведущего колеса, м; [прил., табл.2,4];
nн – номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, с-1, 

[прил., табл.3];

г
кон
цил
мех









,
(1.2)

где цил, кон – соответственно механические к.п.д. одной пары цилиндриче
ских и конических шестерен [прил., табл.1];

г – к.п.д. гусеничной цепи, [г =0,95];
,  – соответственно число пар цилиндрических и конических шесте
рен, находящихся в зацеплении, [прил., табл.2,4];

Динамический радиус ведущего колеса вычисляют (для колесных трак
торов) по формуле:

ш
ш
о
к
h
k
r
r



,
(1.3)

где
r0 – радиус стального обода колеса, м, [прил., табл.2,4];
kш – коэффициент усадки шины, [прил., табл.5];
hш – высота профиля шины, м, [прил., табл.4].
Для гусеничных тракторов rк равняется радиусу начальной окружности 

ведущей звёздочки r0.

1.2. Сила сцепления ходового аппарата трактора с почвой определяет
ся по формуле

сц
сц
G
F

 
,
(1.4)

где
Gсц – сцепной вес трактора, кН;
 – коэффициент сцепления ходового аппарата трактора с почвой

[прил., табл.6].

Для гусеничных тракторов, а также тракторов с четырьмя ведущими 

колёсами


cos
G
Gcц


,
(1.5)

где
G – вес трактора, кН, [прил., табл.2,4];
 – угол уклона местности, град.
Для колёсных тракторов с одной ведущей осью


cos
G
3
2
Gсц



,
(1.6)

1.3. Определение движущей агрегат силы
Движущую агрегат силу F для вариантов расчёта выбирают из следу
ющих соображений.

Когда сила сцепления Fсц равна или больше касательной силы Ркас (Fсц 

Pкас), движущая агрегат сила будет равна касательной силе, т.е.

кас
P
F 
,
(1.7)

Это условие работы трактора является условием достаточного сцепле
ния.

Когда сила сцепления Fсц меньше касательной силы Ркас (Fсц  Pкас), 

движущая агрегат сила будет равна силе сцепления трактора, т.е.

сц
F
F 
,
(1.8)

Это условие работы трактора является условием недостаточного сцеп
ления, и потеря касательной силы будет представлена разностью

сц
кас
нсц
F
P
P


,
(1.9)

где
Рнсц – потеря касательной силы тяги при недостаточном сцеплении, кН.

1.4. Определение сопротивления передвижению трактора


cos
G
f
Pf



,
(1.10)

где
f – коэффициент сопротивления качению трактора.

1.5. Сопротивление движению трактора на местности с уклоном



sin
G
P 
.
(1.11)

1.6. Сила тяги трактора определяется по формуле


P
P
F
P
f 


т
.
(1.12)

1.7. Рабочая скорость движения трактора определяется по формуле






 




100
1
2



тi
n
r
V
d

к
p
.
(1.13)

где
nd – действительная частота вращения коленчатого вала двигателя, с-1;
 – буксование движителя трактора, %.
Действительная частота вращения коленвала двигателя при достаточ
ном сцеплении и полном использовании мощности двигателя Neн равна nн.

При недостаточном сцеплении nd определяется по формуле




кас

нсц

н
х
н
d
P

Р
n
n
n
n




,
(1.14)

где
nн – максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя на хо
лостом ходу, с-1, [прил., табл.3]

Значения буксование движителя , соответствующие Рт на каждой пе
редаче берут из тяговой характеристики трактора, близкой к заданным почвенным условиям [прил. табл. 10-27].

1.8. Потери мощности в трансмиссии определяется по формуле



мех
е
мех
1
N
N



.
(1.15)

При определении потерь мощности в трансмиссии величина Ne прини
мается при достаточном сцеплении равной Neн, а при недостаточном сцеплении Nеф, определяемой по формуле [Neн см. прил., табл.2-4]



100
мех

p

еф
1

FV

N




.
(1.16)

1.9. Потери мощности на передвижение трактора определяется по 

формуле

p
f
f
V
P
N

.
(1.17)

1.10. Потери мощности на преодоление подъёма (уклона) определяется 

по формуле

p
V
P
N

 
.
(1.18)

1.11. Потери мощности на буксование определяется по формуле

100
N
N
мех
e
б





.
(1.19)

При определении потерь мощности на буксование величина Ne прини
мается так же, как при определении потерь мощности в трансмиссии.

1.12. Мощность, не используемая по условиям сцепления

еф
ен
нсц
N
N
N


.
(1.20)

1.13. Тяговая мощность трактора определяется по формуле

p
V
P
N


т
т
.
(1.21)

1.14. Проверка правильности расчётов
Если расчёты значений отдельных составляющих баланса мощности 

трактора будут выполнены правильно, то

т
N
N
N
N
N
N
N
нсц
f
мех
ен








.
(1.22)

1.15. Результаты расчётов занести в таблицу 1.
1.16. Построение графика тягового баланса трактора
График тягового баланса трактора (рис.1.1) строят для двух состояний 

поля (согласно заданию) при работе  на  одной  из передач  по  данным  таблицы 1. При построении графика тягового баланса следует по оси ординат 
отложить в одном масштабе все величины сил, составляющие тяговый баланс. По оси абсцисс строят шкалу значений  в соответствующем масштабе 
и на шкале отмечают значения  для каждого состояния поля. На рис.1.1. показан график тягового баланса для условий достаточного и недостаточного 
сцепления. При достаточном сцеплении линия Fсц будет проходить выше линии Ркас, а при недостаточном сцеплении линия Fсц будет расположена ниже 
линии Ркас.

Для любого варианта должна быть установлена графически величина 

при которой Ркас =Fсц. Для этой цели линии Ркас и Fсц при необходимости 
должны быть продлены до их пересечения и найдено искомое значение .

1.17. Построение графика баланса мощности
График  баланса  мощности  трактора строят по данным таблицы 1. 

(рис. 1.2).

При построении графика баланса мощности в функции от скорости 

движения трактора следует по оси ординат отложить все величины, составляющие баланс мощности в одном масштабе. По оси абсцисс строится шкала 
Vp рабочих скоростей движения трактора на заданных передачах.

Рисунок 1.1 – Тяговый баланс  трактора………..на……передаче

Рисунок 1.2 – Баланс мощности трактора…..на…..(указать состояние поля)