АГРЕГАТИРОВАНИЕ

АГРЕГАТИРОВАНИЕ, составление (комплектование) машинных агрегатов, т. е. соединение двигателя (источника энергии) с машинами-орудиями с целью выполнения определённых производственных операций или преобразования одного вида энергии в другой. Например: молотилка (см.), соединённая с локомобилем (см.), составляют вместе машинный агрегат, предназначенный для обмолота зерновых или др. с.-х. р-ний; водяная турбина (см. Гидравлический двигатель) в сочетании с электрическим генератором (см.) составляют агрегат для преобразования энергии воды в электроэнергию и т. п.

В с. х-ве слово А, определяет б. ч. комплектование машинно-тракторных агрегатов (т. е. соединение в 1 рабочую единицу трактора с машинами-орудиями), предназначаемых для выполнения одной или одновременно неск. с.-х. работ. Например: трактор (см.) с прицепленным к нему плугом (см.) составляют пахотный агрегат; трактор, соединённый с комбайном (см.), - уборочный (комбайновый) агрегат и т.д. В ряде случаев машинно-тракторные агрегаты представляют сочетание трактора с неск. разнородными машинами и орудиями, выполняющими разные с.-х. операции. Такие агрегаты называют обычно комплексными (рис.), т. к. они выполняют одновременно целый комплекс с.-х. работ. Так, напр., во время уборки зерновых культур применяют агрегаты, состоящие из трактора, комбайна, копнителя и дискового лущильника (см. Лущильник), к-рые одновременно с уборкой хлебов производят копнение соломы, половы и лущение стерни (см.Зябь).

Кроме трактора, источником энергии для работы агрегатов в с. х-ве может быть живая тяга (лошади, волы и т. д.) и др. двигатели (электрические, гидравлические, локомобили и т. д.). В зависимости от применяемого двигателя агрегаты обычно называют конными, тракторными, паровыми и т. д.

По способу работы машинные агрегаты можно разделить на передвижные (когда агрегат при работе движется по полю) и стационарные (когда агрегат при работе установлен на определённом месте или периодически перемещается с одного места работы на другое).

Комплексный агрегат для предпосевной обработки почвы и посева зерновых культур (агрегат состоит из одного культиватора, четырёх звеньев бороны 'Зигзаг', одной сеялки и катка)

В результате индустриализации СССР в годы сталинских пятилеток трактор стал основным источником энергии на полевых с.-х. работах. В связи с этим подбор и комплектование прицепных с.-х. машин и орудий в агрегаты приобрели важное значение в орг-ции тракторных работ, т. к. сопротивление отдельно взятой прицепной машины или орудия часто меньше нормального тягового усилия трактора и полное использование мощности его возможно, в этих случаях, только путём рационального А. Правильно составленный агрегат должен иметь такое количество машин или орудий, при к-ром их рабочее сопротивление будет соответствовать нормальному тяговому усилию трактора.

Рациональное А. определяется след. основными условиями: 1) качество работы машин и орудий, входящих в агрегат, должно соответствовать требованиям агротехники; 2) мощность трактора или двигателя, входящего в состав агрегата, д. б. использована возможно полнее. Коэф-т использования мощности трактора η должен быть не ниже 0,90 - 0,95; 3) подбор с.-х. машин и орудий и их расположение в агрегате должны обеспечивать высокую производительность труда и удобство обслуживания; 4) затраты энергии, топлива и др. средств на единицу обработанной площади или продукции д. б. минимальными.

Для правильного А. необходимо знать величину тягового усилия, к-рое может развить трактор в данных условиях, и рабочее сопротивление с.-х. машин, орудий и сцепки, входящих в агрегат.

Тяговое усилие трактора при работе на одной и той же передаче не является постоянной величиной и меняется, гл. обр., в зависимости от состояния почвы, по к-рой передвигается трактор. Так, при работе на свежевспаханной почве трактор развивает меньшее тяговое усилие, чем при работе на уплотнённой почве (целина, залежь), и т. д.

Табл. 1. Нормальные тяговые усилия отечественных тракторов (в кг) в зависимости от состояния почвы

Примерные нормальные тяговые усилия тракторов отечественного производства при работе на разных, по своему состоянию, почвах приведены в табл. 1.

Рабочее сопротивление одной и той же машины или орудия также не является постоянной величиной и зависит от механического состава почвы, влажности её, состояния растительного покрова, физ. свойств обрабатываемого продукта, скорости движения и др. Напр., сопротивление плуга при одинаковой глубине пахоты может изменяться в очень больших пределах: при вспашке тяжёлых глинистых почв рабочее сопротивление м. б. вдвое больше, чем при вспашке лёгких песчаных . или лёгких суглинистых почв; в одинаковых условиях рабочее сопротивление плуга возрастает с увеличением скорости движения и т. д.

Рабочее сопротивление прицепных с.-х. машин и орудий R, кроме плугов, можно подсчитать, с достаточной для практических целей точностью, по формуле:

где К - удельное сопротивление машины или орудия на единицу шир. захвата в ^кг/_м; В - шир. захвата в м..

Рабочее сопротивление плуга определяют б. ч. по упрощённой формуле:

где к - удельное сопротивление при пахоте в ^кг/_см²; а - глубина пахоты в см; b - шир. захвата 1 корпуса в см; n - количество корпусов.

Эта формула не учитывает влияния скорости движения на рабочее сопротивление плуга. Акад. В. П. Горячкин (см.) предложил рациональную формулу:

где R - рабочее сопротивление плуга в кг; f - коэфициент трения плуга о почву; G-вес плуга в кг; к - сопротивление поперечного сечения пласта почвы деформации её в ^кг/_м²; Е - коэф-т пропорциональности; v - скорость плуга в ^м/_сек; а, b - то же, что и в формуле (2).

Из этой формулы следует, что с увеличением скорости рабочее сопротивление плуга возрастает; по опытным данным, при повышении скорости движения с 1,0 до 2,0 ^м/_сек рабочее сопротивление плуга увеличивается на 10 - 15%.

Примерные ср. значения удельных сопротивлений основных прицепных с.-х. машин и орудий приведены в табл. 2.

Более точно тяговое усилие трактора, в данных условиях, а также рабочее сопротивление машин или орудий, входящих в агрегат, м. б. определено при помощи спец. прибора - динамометра (см.).

Чтобы определить, какое количество машин или орудий д. б. в агрегате, необходимо величину тягового усилия трактора разделить на величину рабочего сопротивления машины или орудия, входящих в агрегат. Если в состав агрегата входят неск. машин и колёсная сцепка, необходимо учесть также тяговое сопротивление сцепки.

Табл. 2. Средние (ориентировочные) значения удельных сопротивлений основных прицепных с.-х. машин и орудий

Количество прицепных машин или орудий в агрегате Z определяется по формуле:

Количество прицепных машин

где Р - тяговое усилие трактора в кг; r - рабочее сопротивление сцепки в кг; R - рабочее сопротивление машины-орудия в кг.

Пример. Определить потребное количество 24-рядных тракторных сеялок в агрегате для максимального использования мощности трактора СХТЗ-НАТИ на посеве зерновых культур. Удельное сопротивление тракторной дисковой сеялки (табл. 2) равно ок. 120 кг на 1 м захвата; шир. захвата 24-ряд-ной дисковой сеялки 3,6 м, следовательно, её рабочее сопротивление:

Из табл. 1 следует, что нормальное тяговое усилие трактора СХТЗ-НАТИ на III передаче равно ок. 1 725 кг (на почве, подготовленной под посев). Рабочее сопротивление сцепки в этих условиях равно ок. 200 кг.

Подставляя в формулу (3) найденные величины, определяем количество сеялок в агрегате:

Количество сеялок в агрегате

Для определения коэф-та использования тягового усилия трактора г,, необходимо общее рабочее сопротивление прицепной части агрегата (сумма величин рабочего сопротивления машин и сцепки) разделить на тяговое усилие трактора:

Коэффицент использования тягового усилия трактора

В приведённом примере коэф-т использования тягового усилия трактора равен:

В приведённом примере коэф-т использования тягового усилия трактора равен

При комплектовании пахотного агрегата, вначале определяют рабочее сопротивление 1 корпуса плуга по формуле

Разделив затем величину тягового усилия трактора на величину рабочего сопротивления корпуса, получают требуемое количество плужных корпусов в агрегате.

Для определения рабочего сопротивления плуга надо знать величину удельного сопротивления при пахоте, к-рое в каждом конкретном случае определяется достаточно точно только опытным путём. Ориентировочно, удельное сопротивление при пахоте можно определить по ряду признаков, характеризующих трудность обработки почвы.

В таблице 3 приведены примерные значения удельного сопротивления при вспашке старопахотных почв в зависимости от их механического состава.

Табл. 3. Ориентировочные значения удельного сопротивления плугов но старопахотных почвах различного механического состава

Пример. Определить потребное количество плужных корпусов в агрегате для загрузки трактора ЧТЗ С-60 на II передаче при вспашке тяжёлой суглинистой почвы на глубину 20 см; шир. захвата корпуса плуга 35 см.

Удельное сопротивление при пахоте тяжёлых, суглинистых старопахотных почв (табл. 3) равно ок. 0,5 ^кг/_см². Подставляя в формулу (2а) численные значения, получим рабочее сопротивление 1 корпуса плуга:

Трактор ЧТЗ С-60 на средне уплотнённой почве развивает тяговое усилие (на II передаче) ~3 300 кг. Следовательно, потребное количество плужных корпусов в агрегате:

Количество плужных корпусов в агрегате

Так. обр., пахотный агрегат м. б. составлен из одного 5-корпусного и одного 4-корпусного ПЛУГОВ. Коэф-т использования мощности трактора ЧТЗ С-60 в таком агрегате будет ≈0,95.

Пользуясь приведёнными приближёнными методами, можно произвести примерные расчёты по комплектованию машинно-тракторных агрегатов для различных с.-х. работ. Точность расчёта будет зависеть от того, насколько правильно учтены все факторы, влияющие на величину тягового усилия трактора и рабочего сопротивления машин или орудий.

В целях получения высокого коэф-та использования тягового усилия трактора, мощные гусеничные тракторы ЧТЗ целесообразно использовать в первую очередь на тяжёлых работах, напр. пахоте, глубоком рыхлении и др.

Рельеф местности оказывает значительное влияние на величину тягового усилия трактора, к-рое при работе на подъёме уменьшается; сопротивление прицепных машин и орудий при работе на подъёмах, наоборот, увеличивается, что необходимо учитывать при комплектовании агрегатов.

Опытами Всесоюзного ин-та механизации и электрификации с. х-ва (ВИМЭ) установлено, что в ср. на каждый градус подъёма тяговое усилие трактора СТЗ-ХТЗ уменьшается примерно на 70 кг, трактора "Универсал" - на 50 кг, гусеничных тракторов ЧТЗ - на 170 кг я СТЗ-НАТИ - на 120 кг.

Рабочее сопротивление машины или орудия при работе на подъёмах R1 можно примерно подсчитать по формуле:

где R - рабочее сопротивление машины или орудия при работе на ровном месте в кг; G - вес машины в кг; α - угол подъёма в градусах.

При работе на неровной местности можно повысить производительность машинно-тракторных агрегатов путём рационального маневрирования передачами трактора.

При переходе агрегата с подъёма на ровное место, или вниз по склону, надо включать высшую передачу трактора и, наоборот, снова включать низшую передачу при переходе на подъём.

Влажность почвы также значительно влияет на тяговое усилие трактора и рабочее сопротивление прицепных машин и орудий. Нормальной влажностью почвы считается такая влажность, при к-рой почва наиболее легко поддаётся обработке (см. Вспашка), а буксование тракторов не превышает 5% для гусеничных тракторов и 10% для колёсных.

Развитие стахановского движения в соц. с. х-ве дало мощный толчок к широкому применению машинно-тракторных агрегатов, в к-рых мощность трактора используется с максимальной эффективностью.

Правильное комплектование агрегатов и рациональное маневрирование передачами трактора позволило передовым МТС и трактористам-стахановцам добиться рекордной производительности на всех с.-х. работах.

Знатный бригадир Можарской МТС, Рязанской обл., И. И. Бортаковский хорошо использует мощность своих тракторов. Так, на пахоте, в начале весенних работ, он прицепляет к гусеничному трактору ЧТЗ С-60 три 4-корпусных плуга (с шир. захвата корпуса 30 см); затем, когда подсыхает почва, он добавляет в агрегат ещё 3-корпусный плуг.

Трактористка-орденоносец П. Н. Ковардак применила на посеве зерновых культур агрегат, состоящий из шести 24-рядных тракторных сеялок, а на посеве пропашных культур (кукурузы и подсолнечника) агрегат из восьми сеялок и достигла на посеве рекордной выработки - более 200 га за рабочий день.

Известные комбайнеры братья Оськины в 1941 с успехом применили на уборке зерновых культур комплексный агрегат, состоявший из трактора ЧТЗ С-60, двух комбайнов "Сталинец" и двух дисковых лущильников.

Во многих МТС и совхозах применяются комплексные агрегаты для обработки почвы перед посевом. Наиболее часто используют комплексные агрегаты, состоящие из культиваторов и борон "Зигзаг". Иногда агрегат составляют из культиватора, борон "Зигзаг", сеялки и катка (рис.). Таким агрегатом весною выполняется па зяби (см.) одновременно весь комплекс работ без разрыва во времени между предпосевной обработкой почвы и посевом.

В наст, время отечественная пром-сть и н.-и. ин-ты заняты усовершенствованием существующих и созданием новых типов тракторов и с.-х. машин, к-рые наиболее полно удовлетворяли бы современным агротехническим и эксплоатационно-хоз. требованиям и при сочетании в агрегатах могли быть использованы наиболее производительно, с минимальными затратами на единицу обрабатываемой площади.

Литература: Бойко И., Значение рельефа в агротехнике и трактороиспользовании, М., 1938; Куликов Д. и Куликов В., Работа тракторных плугов на повышенных скоростях, М., 1937; Свирщевский Б., Эксплоатация машинно-тракторного парка, 2 изд., М., 1948; Справочник механика и бригадира МТС. М., 1945; Фролов Л., Комплектование машинно-тракторных агрегатов, журн. "МТС", М., 1946. № 3; Щучкин Н. [и др.], Об отвалах плужных корпусов для повышенных скоростей, в Сборнике научно-исследовательских работ "Почвообрабатывающие машины", вып. 3, под ред. Н. В. Щучкина, М. - Л., 1940.