6 do 30 kN uzyskiwana była przy prędkości 2,2-2,5 m/s. Narzuca to określone wymagania w stosunku do mocy silnika.

Warunki weryfikacji eksperymentalnej zakwalifikowania ciągnika do określonej klasy:

- ściernisko

- gleba średniozwięzła o wilgotności 15-18%

- poślizg: ciągniki kołowe 15%,

gąsienicowe 6%

- prędkość 2,2 m/s.

2. Klasyfikacja wg grup użytkowych:

M- mikrociągniki

A- ciągniki bardzo lekkie

B- lekkie

C- średnie

D- ciężkie

E- bardzo ciężkie

3. Klasyfikacja wg zastosowań eksploatacyjnych:

- pomocniczy

- uniwersalny

- podstawowy

- ciężki

Charakterystyczne prędkości ciągników i ich zastosowanie.

Pełzające- od 0,14 do ok.0,55-0,8 m/s są wykorzystywane do wykonywania niektórych prac specjalnych, wymagających powolnego ruchu ciągnika np: sadzenie ziemniaków lub rozsady sadzarkami półautomatycznymi.

Zapasowe- od ok. 0,55 do 1,4 m/s. Używane w trudnych warunkach terenowych, np. w pracy z maszynami żniwnymi.

Robocze- od ok. 1,4 do 3,3 m/s. Wyróżnia się dwie grupy prędkości niższe(2,0-2,5) i wyższe(do 3,3). Niższe mają zastosowanie do ciężkich prac polowych, siew nasion, zbiór plonów; wyższe do bronowania, wysiewu nawozów, przetrząsania siana.

Transportowe- niższe 3,3-4,2 m/s i wyższe 5,6-8,3 m/s.

Charakterystyka maszyn i urządzeń transportowych.

Przemieszczenia materiału i środki:

- materiały produkcyjne, np. nasiona, nawozy;

- płody rolne, np. ziarno, okapowe, siano;

- mleko; - paliwa i smary; - maszyny i narzędzia; - opał; - mat. budowlane;

- zwierzęta i ludzie.

Stosowane środki transportowe- to najczęściej wielofunkcyjne urządzenia typu kołowego, niemal wszystkie wyposażone w resorowane podwozia, a wszystkie w układ hamowania i instalację elektryczną dostosowującą je do poruszania się po drogach publicznych.

Podział środków transportowych:

-wielofunkcyjne

-specjalne:

- do przewozu stałych mat. objętościowych, przyczepy: objętościowe, paszowe, zbierające

- do przewozu mat. ciekłych

- do przewozu ludzi

- do przewozu zwierząt

- do przewozu maszyn

Podział przyczep wielofunkcyjnych
( uniwersalnych) :

1. Skrzyniowe: nieresorowane, resorowane.

2. Samowyładowcze: wywrotki ( z przechylaniem bocznym, z przechylaniem do tyłu), przenośniki podłogowe.

3. Jednoosiowe.

4. Dwuosiowe: z szeroko rozstawionymi osiami (z nie napędzaną osią, z napędzaną osią), z osiami w układzie tandem.

Cechy szczególne przyczep rolnych:

- nisko położona podłoga skrzyni ładunkowej dzięki zastosowania kół jezdnych o mniejszej średnicy niż w przyczepach samochodowych,

-możliwość instalowania nadstawek do przewozu materiałów objętościowych.

Parametry środków transportowych stosowanych w rolnictwie:

1. przyczepy uniwersalne

2. ładowność- od 1,5 do 6 t

3. pojemność- od 2,8 do 10 m³

4. przyczepy objętościowe do 60 m³

5. przyczepy i naczepy do przewożenia płynów- pojemność do 9000 dm³

Środki transportowe o charakterze specjalnym:

1. przyczepa paszowa z: przenośnikiem podłogowym, urządzeniem frezującym, przenośnikiem poprzecznym

2. przyczepa zbierająca ( samo ładowana).

Siła uciągu koni pociągowych:

F_k=k_u*G_k

F_k- siła uciągu konia kN

k_u- wsp. wskazujący jaką część ciężaru konia stanowi jego siła uciągu. Waha się od ok.0,11(konie ciężkie) do ok. 0,20(konie lekkie)

Siła uciągu konia:

F_k=0,11G_k+0,12 lub

H_k- wysokość konia w kłębie

Siła działająca wzdłuż postronków:

Bilans mocy ciągnika kołowego:

Efektywna moc P_e silnika jest to moc wytwarzana na wale silnika i musi ona być równa następującym mocom:

-mocy traconej w przekładniach ciągnika P_m,

-mocy traconej na poślizg ciągnika P_δ,

-mocy traconej na opory toczenia kół ciągnika P_f,

-mocy zużytej na pokonanie wzniesienia P_α,

-mocy zużywanej na przyspieszanie agregatu P_a,

-mocy zużywanej do napędu maszyny wałem odbioru mocy P_p,

-mocy zużywanej na dostarczenie siły uciągu P_u,

-mocy zużywanej na ciągły napęd zespołu maszyny poprzez układ hydrauliki zewnętrznej ciągnika P_h,

P_e=P_m+P_δ+P_f+P_α+P_a+P_p+P_u+P_h

Moc tracona w przekładniach ciągnika:

P_m=P₁(1-η_m)

P₁-moc obciążająca silnik bez uwzględnienia strat w przekładniach

Moc tracona na poślizg kół napędowych

P_δ=F_kδv_t lub P_δ=F_k(v_t-v)

F_k- siła obwodowa na kołach napędowych ciągnika kN

v_t- prędkość teoretyczna ciągnika

v- prędkość rzeczywista ciągnika

δ- współ. poślizgu kół

Moc tracona na opory ruchu ciągnika

F_f- opór toczenia kół ciągnika

Moc przek. wałkiem przekaźnika

P_p=M_o*ω_p

M_o- moment obrotowy wałka

ω_p- prędkość kątowa wałka

lub

M_p- moment przekazywany na WOM

n_p- prędkość obrotowa WOM

Moc tracona na pok. wzniesienia

P_α=F_fw*δ

F_fw- siła oporu toczenia ciągnika pod górę

F_fw=G_c(fcosα+sinα)

Warunki pracy ciągnika w agregacie

Siła uciągu ciągnika

Może ona w znacznym stopniu odbiegać od rzeczywiście uzyskanej w określonych warunkach terenowych.. Wielkość siły obwodowej na kołach napędowych zależy nie tylko od momentu napędowego, lecz również od przyczepności kół do podłoża. Maksymalną siłę uciągu zależną od przyczepności kół do podłoża i obciążenia tych kół wyrażamy:

F_kmax=ψ*G_n

F_kmax- maks. Siła obwodowa kół napędowych ciągnika kN

ψ- wsp. przyczepności charakteryzujący podłoże i mechanizm jezdny

G_n- ciężar ciągnika przypadający na koła napędowe kN

Potrzebną wartość siły napędowej na kołach ciągnika F_k oraz obciążenie pionowe tych kół Y_k można obliczyć na podstawie warunków równowagi ciągnika.

F_k=F_p+f(F_ptgγ+G_c)

Y_k=l/l₀[G_c(l₀-l_g)+F_p*h_p*tgγ(l₀+l_p)

f- wsp. oporu toczenia kół

F_p- składowa siły F_u

γ- kąt jaki tworzy siła F_u do poziomu

l₀- rozstaw osi kół

l_p- odległość punktu zaczepienia narzędzia od osi tylnego koła

l_g- odległość środka ciężkości ciągnika od osi tylnego koła

h_p- wysokość działania siły F_p nad powierzchnią ziemi

Sposoby zw. przyczepności do podłoża kół napędowych ciągnika:

1. Stosowanie narzędzi i maszyn zawieszanych.

2. Stosowanie obciążników kół napędowych.

3. Zwiększenie styku opony z podłożem przez obniżenie ciśnienia w ogumieniu koła.

4. Stosowanie kół bliźniaczych lub drabinkowych.

5. Zastosowanie napędu na 4 koła.

Opory maszyn i narzędzi

Całkowite opory maszyn i narzędzi składają się z oporów jałowych i roboczych.

Opory jałowe są to siły, które należy pokonać w związku z przyciąganiem maszyny lub narzędzia także wówczas gdy nie wykonują one zasadniczej pracy.

Opory robocze wynikają z realizowanego procesu technologicznego daną maszyną.

W większości maszyn i narzędzi opory są rozłożone równomiernie na całej ich szerokości roboczej a wypadkowa oporu leży w osi symetrii maszyny.

W pługach, w których zespoły robocze mają budowę asymetryczną siła oporu jest skierowana ukośnie do kierunku ruchu i dąży do zepchnięcia narzędzia w bok.

W płaszczyźnie pionowej opory są nachylone pod kątem, co powoduje powstanie składowej pionowej siły oporu, zapewniającej wraz z siłą nacisku narzędzia na podłoże, jego zagłębienie w glebę.

Opór pługa:

R=k₀*a*b

Opór pozostałych narzędzi:

R=k₁*b

R- opór całkowity narzędzia kN,

k₀- opór jednostkowy pługa kN*m^-2

a- głębokość orki

b- szerokość orki

k- opór jednostkowy gleby

k₁- opór jednostkowy narzędzia

Opór przyczep i maszyn, w których przewożona masa ma istotny wpływ na ich opór całkowity oblicza się ze wzoru:

R=f*G

f- wsp. oporu toczenia kół

G- ciężar maszyny z ładunkiem

W przypadku ruchu agregatu pod górę całkowity opór oblicza się z zależności:

R- opór pracy na terenie poziomym

G- ciężar maszyny lub narzędzia

w- nachylenie terenu w %

Wpływ różnych czynników na opór pługa(wzór Goriaczkina):

R=f_p*G_p+k*a*b+ε*a*b*v²

f_p- wsp. oporu toczenia pługa

G_p- ciężar pługa kN

k- opór jednostkowy gleby kNm^-2

a- głębokość orki m

b- szerokość orki m

ε- dynamiczny wsp. oporu gleby kNs²m^-4

v- prędkość ruchu pługa

Systematyka ciągników rolniczych

1.Klasyfikacja ciągników wg nominalnej siły uciągu.

Nominalna siła uciągu jest iloczynem dopuszczalnego obciążenia opon kół napędowych i współczynnika przyczepności.

F_obl-2ψ_oblF_n

F_obl- obliczeniowa nominalna siła uciągu

ψ_obl- obliczeniowy wsp. przyczepności odpowiadający danemu rozmiarowi opony

F_n- nośność opony danego rozmiaru

8 podstawowych klas ciągników

Klasa	0	1	2	3	4	5	6	7
Fun kN	1	2	6	9	14	20	30	50

Dopuszczalne obciążenie ustalono dla typowych rozmiarów opon stosowanych w ciągnikach. Współczynnik przyczepności określa się na podstawie danych doświadczalnych wynikających z powierzch. styku opony z podłożem. Powierzchnię eliptycznego śladu styku opony z twardym podłożem ustala się przy ciśnieniu 0,1 MPa i obciążeniu odpowiadając. nośności opony. Zaliczenie ciągnika do danej klasy może być dokonane wówczas, gdy obliczeniowa siła uciągu F_obl stanowi co najmniej 90% nominalnej siły uciągu F_un przyjętą dla danej klasy F_obl>0,9F_un.

Dodatkowym warunkiem jest to aby nominalna siła uciągu dla ciągników klas od

Charakterystyka polowych agregatów maszynowych.

Agregat maszynowy- celowo dobrany zestaw źródła napędowego ( ciągnik, silnik, koń roboczy, a także człowiek) i narzędzia lub maszyny roboczej.

Podział agregatów:

1. Ze względu na liczbę elementów w agregacie i liczbę wykonanych czynności:

• proste

• złożone: jednoczynnościowe, wieloczynnościowe.

2. Ze względu na sposób wykonywania pracy:

• pociągowe

• stacyjne

• kombajnowe

• kombinowane.

3. Ze względu na sposób łączenia odbiornika energii ze źródłem energii:

• przyczepiane

• półzawieszane

• zawieszane

• nabudowane.

Napęd maszyn rolniczych.

Źródła napędu zespołów roboczych maszyn pracujących w agregacie:

• koła jezdne maszyny

• wał odbioru mocy ciągnika: z obrotami zależnymi, z obrotami niezależnymi

• własny silnik maszyny

• układ hydrauliczny ciągnika lub maszyny z własnym silnikiem.

Sterowanie pracy maszyny.

Urządzenia i układy ciągników do sprzęgania i napędu maszyn:

• podnośnik hydrauliczny z układem zawieszenia narzędzia

• zaczep transportowy

• zaczep rolniczy

• zaczep jednoosiowy

• układ hydrauliki zewnętrznej.

Systemy zawieszania narzędzi na ciągniku:

1. swobodne

2. związane :

• regulacja pozycyjna (stałe położenie narzędzia względem ciągnika)

• regulacja siłowa (utrzymanie stałej wartości oporu roboczego): przez łącznik górny, np. Ursus C-360, przez cięgła dolne, np. Ursus U-902

• regulacja mieszana (pozycyjno-siłowa)

• regulacja ciśnieniowa (utrzymanie stałego ciśnienia w cylindrze podnośnika hydraulicznego i tym samym stałej wartości siły utrzymującej narzędzie na stałym poziomie w celu dociążenia kół napędowych ciągnika.

Zasady stosow. agregatów maszynowych:

1. Zapewnienie wysokiej jakości wykonanej pracy.

2. Uzyskanie niemal pełnego wykorzystania mocy ciągnika.

3. Uzyskanie możliwie wysokiej wydajności pracy poprzez:

• wzrost szerokości roboczej

• prędkości roboczej

• wzrost udziału czasu roboczego w czasie operacyjnym, np. poprzez stosowanie narzędzi i maszyn zawieszanych

4. Zapewnienie małego poślizgu kół napędowych- do 15-20 %.

5. Zapewnienie możliwości pokonywania chwilowo oporów maszyny:

• rezerwa mocy dla narzędzi i maszyn pracujących powierzchniowo- od 5-10 %

• rezerwa mocy dla narzędzi i maszyn pracujących wgłębnie- od 5-10%.

Prędkości:

• pełzająca

• zapasowa

• robocza: niższa i wyższa

• transportowa: niższa i wyższa.

Struktura czasu pracy agregatu.

T₁- efektywny czas pracy

T₂- czas pomocniczy

T₂₁- czas nawrotów

T₂₂- czas przejazdów jałowych

T₂₃- czas przerw technologicznych

T₃- czas obsługi technicznej

T₃₁- czas codziennej obsługi technicznej

T₃₂- czas przygotowania maszyny do pracy

T₃₃- czas przeprowadzenia regulacji

T₄- czas usuwania usterek

T₄₁- czas usuwania usterek technologicznych

T₄₂- czas usuwania usterek technicznych

T₅- czas odpoczynku

T₆- czas przejazdów transportowych

T₆₁- czas przejazdów z miejsca postoju maszyny na pole i z powrotem

T₆₂- czas przejazdów z pola na pole

T₇- czas codziennej obsługi technicznej maszyn towarzyszących

T₈- straty czasu z przyczyn niezależnych od maszyny

T₈₁- straty czasu z przyczyn organizacyjnych

T₈₂- straty czasu z przyczyn meteorologicznych

T₈₃- straty czasu z innych przyczyn

T₀₂- operacyjny czas pracy maszyny

T₀₄- czas roboczy

T₀₇- ogólny czas zmiany

T₀₈- czas zmiany kontrolnej

Wydajność agregatu

Wydajność efektywna

Wydajność w czasie operacyjnym

Wydajność w czasie roboczym zmiany

Wydajność tzw. eksploatacyjna w ogólnym czasie zmiany

lub

Wydajność teoretyczna agregatu

W_t=0,36*b*v

b- szerokość robocza

v- prędkość ruchu agregatu

Współczynniki wykorzystania czasu pracy maszyn

Wsp. wykorzystania czasu operacyjnego

Wsp. wykorzystania czasu roboczego

Wsp. wykorzystania czasu ogólnego zmiany

lub

Wsp. pewności technicznej(eksploatacyjnej)

Wsp. obsługi technologicznej

Wsp. obsługi technicznej maszyny

Wydajność agregatów transportowych

Wydajność operacyjną zestawu transportowego oblicza się wg wzoru:

Q_p- ładowność środka transportowego

t₀- czas obiegu środka transportowego

Czas obiegu jest zarazem czasem operacyjnym agregatu transportowego T_02p i najczęściej składa się z następujących odcinków czasowych:

t₀=t_z+t_r+t_j+t_w

t_z- cz. załadunku środka transportowego

t_r- cz. jazdy z ładunkiem

t_j- cz. jazdy bez ładunku

t_w- cz. wyładunku

Liczba środków transportowych gdy transport stanowi operację główną.

i_p- liczba zestawów transportowych

Q- masa ładunku do przemieszczenia

W_02p- wyd. operacyjna agregatu transport.

t- czas w którym należy przetransportować masę

Liczba środków transportowych gdy transport stanowi operację pomocniczą.

W_02m- wydajność operacyjna maszyny wiodącej

W_02p- wydajność operacyjna agregatu transportowego

Składniki czasu obiegu środka transportowego dotyczący zasadniczych sposobów podawania ziemiopłodów z maszyn na środek transportowy:

1. zestaw transportowy porusza się obok maszyny ładującej, a materiał jest podawany w sposób ciągły: t₀=t_z+ t_r+ t_m+ t_j+ t_w , gdzie:

t_m- czas ważenia ładunku, h.

Poszczególne odcinki czasowe oblicza się następująco:

gdzie: W_02m- wydajność operacyjna maszyny głównej, hm²/h; P- plon zbieranego materiału, Mg*hm^-2; s- odległość transportowa, km; v_r- prędkość ruchu agregatu transportowego z ładunkiem, km/h;

v_j- prędkość ruchu agregatu bez ładunku, km/h.

Czas wyładunku materiału ze środka transportowego zależy od sposobu wykonywania tej czynności i może wahać się w szerokich granicach.

2. materiał jest podawany w sposób ciągły na środek transportowy zaczepiony do maszyny głównej: t₀=t_z+ t_p+ t_r+ t_m+ t_w+ t_j gdzie: t_p- czas wymiany przyczep, h.

3. w maszynie znajduje się zbiornik, w którym gromadzi się zbierany materiał;

Przeładunek materiału ze zbiornika na środek transportowy odbywa się cyklicznie po uprzednim zatrzymaniu maszyny lub w czasie jej pracy:

gdzie: Q_z- ładowność zbiornika maszyny,Mg

t_q- czas przeładunku materiału ze zbiornika na środek transportowy, h; t_n- czas napełniania zbiornika maszyny, h.

Koszty pracy maszyny.

Łączny koszt pracy maszyny jest sumą kosztów stałych i eksploatacyjnych co można zapisać następująco:

K_c=A+K₀+ K_r+ K_p+K_rob , gdzie: K_c- koszt całkowity pracy, A-koszt amortyzacji, K₀- koszt oprocentowania, ubezpieczenia i przechowywania, K_r- koszt obsługi technicznej i napraw, K_p- koszt paliwa i smarów, K_rob - koszt robocizny.

Koszt jednostkowy pracy jest to część kosztu całkowitego, jaka przypada na jednostkę wykonanej pracy.

K_j- koszt jednostkowy pracy maszyny zł*hm^-2

W- wydajność maszyny hm²*h^-1

Roczny koszt amortyzacji:

lub

K- wartość nowej maszyny

K_n- wartość końcowa maszyny

n- lata użytkowania

p- stopa amortyzacji

W Polsce w kalkulacjach ekonomicznych przyjmuje się równomierny odpis amortyzacyjny i nie bierze się pod uwagę końcowej wartości maszyny, jak to ma miejsce w wielu krajach. W krajach zachodnich stosuje się regresywną amortyzację środków technicznych, w której np. ciągnik kołowy po 5 latach użytkowania powinien być zamortyzowany w 75% co bardziej sprzyja wdrażaniu postępu technicznego.

Koszty obsługi technicznej i napraw:

K_r- roczny koszt obsługi technicznej i napraw

U_r- wskaźnik łącznych kosztów napraw i przeglądów w stosunku do ceny maszyny

n- lata użytkowania

Koszty paliw i smarów K_p

Koszt robocizny K_rob

Zasady ruchu agregatów maszynowych

Przykładowe rodzaje nawrotów:

a- nawrót bezpętlowy

b- nawrót pętlowy-gruszkowy

c- nawrót pętlowy-ósemkowy

d- nawrót pętlowy-spłaszczony

e- nawrót w kształcie grzybka

f- nawrót złożony

Niezbędną szerokość pasów uwroci:

a- dla nawrotów bezpętlowych E_b

b- dla nawrotów pętlowych E_p

E_b=0,5b+R+e=1,5R+e

E_p+0,5b+2,7R+e+3R+e

gdzie: R- promień nawrotu agregatu[m]

b- szerokość agregatu[m] e- długość drogi wyjazdu agregatu[m].

Długość drogi nawrotu:

1. bezpętlowego S_jb

2. pętlowego S_jp

S_jb=R+X+2e , S_jp=6R+2e , X - odległość między przejazdami roboczymi [m]

Sposoby prowadzenia agregatów po polu.

1. Z ruchem roboczym równolegle do dwóch boków pola:

1. Zagonowy.

2. Czółenkowy.

3. Figurowy (wokółkę).

2. Z ruchem roboczym ukośnie do boków pola:

1. Czółenkowy.

2. Figurowy:

a) zagonowy ruch agregatu- orka w skład

b) zagonowy ruch agregatu- orka w rozorywkę

c) czółenkowy ruch agregatu, np. siew nasion

d) ukośny ruch agregatu równolegle do przekątnej pola, np. bronowanie

f) czółenkowy ukośny ruch agregatu, np. bronowanie w tzw. jeden ślad.

Współczynnik ruchów roboczych

Wyraża udział drogi przejazdów roboczych w drodze przejazdów operacyjnych.

S_r- długość drogi przejazdów roboczych m

S_j- długość drogi przejazdów jałowych m

L_z- długość zagonu

C- szerokość zagonu

b- szerokość robocza agregatu

Długość drogi przejazdów jałowych składa się z drogi nawrotów pętlowych oraz długości drogi nawrotów pętlowych, wykonywanych na pozostałej szerokości zagonu. Jeśli założyć, że szerokość zagonu jest wielokrotnością szerokości roboczej agregatu, łączna liczba nawrotów wyniesie:

w tym nawrotów bezpętlowych

i pętlowych

gdzie: i_n- łączna liczba nawrotów, i_p- liczba nawrotów pętlowych, i_b- liczba nawrotów bezpętlowych.

Znając liczbę nawrotów, które należy wykonać na danym polu oraz średnią długość drogi przy jednym nawrocie, można obliczyć całkowitą drogę nawrotów wg wyrażenia: S_j=S_jb+S_jp=i_b*S_bśr+i_p*S_pśr

S_jb i S_jp- całkowite długości drogi nawrotów odpowiednio bezpętlowych i pętlowych [m]

S_bśr i S_pśr- średnia długość nawrotu bezpętlowego i pętlowego ustalona na podstawie wzorów lub wyznaczona doświadczalnie [m]

Najczęściej stosowane sposoby ruchu agregatów podczas typowych prac polowych.

Orka.

A. Pługiem klasycznym

• zwykle sposobem jednozagonowym w skład lub rozorywkę

• nierzadko sposobem dwuzagonowym, jeden zagon w skład a drugi w rozorywkę

B. Pługiem obracalnym lub wychylnym:

• czółenkowy sposób prowadzenia agregatu

Bronowanie.

Po przekątnej pola i w zależności od pożądanej intensywności spulchnienia roli w jeden lub dwa ślady.

Kultywatorowanie.

Ruch czółenkowy, uwrocia obrabia się na końcu w dwóch lub trzech przejazdach w poprzek pola.

Wałowanie.

Sposobem w okółkę, zaczynając od środka pola.

Uprawa międzyrzędowa i opryskiwanie.

Czółenkowy sposób ruchu.

Zbiór zielonek.

Ruch agregatów w okółkę, a wynika to z bocznego umieszczenia zespołu tnącego kosiarek.

Zbiór zbóż.

Wykonuje się najczęściej sposobem zagonowym lub w okółkę.

Zbiór ziemniaków i buraków.

Przeprowadza się sposobem czółenkowym lub zagonowym. W pierwszym wypadku potrzebne są szerokie uwrocia, a w drugim w wyniku wielokrotnego przejeżdżaniem agregatem po uwrociu nadmierne ugniatanie gleby.

---