Cравнительные тяговые расчеты базового и модифицированного тракторов при работе на стерне и на поле подготовленном под посев

                                  Аннотация 
    В данном дипломном проекте предлагается, с целью снижения вредного воздействия на почву установить на трактор Т-151К вместо одинарных, стандартных широкопрофильных колёс сдвоенные. Предполагается, что данная модернизация позволит значительно уменьшить негативные последствия воздействия на почву.  
    В проекте  проведены сравнительные тяговые расчеты базового и модифицированного тракторов при работе на стерне и на поле подготовленном под посев.
    В конструктивной части  разработана конструкция  сдвоенных колёсных дисков, приведён проверочный прочностной  расчет полуоси.
    В разделе БЖД произведены расчеты углов статической и динамической устойчивости с навесным оборудованием.
    Приведённый в проекте  расчет экономической эффективности предлагаемой модернизации показал, что выбранный способ решения задачи проекта позволит значительно расширить сферу применения трактора.
1. Введение
     Необходимость увеличения поставки сельскому хозяйству колесных тракторов тягового класса 3 в настоящее время усиливается. При этом в сравнении с выпускаемыми сейчас тракторами, машины этого класса должны иметь расширенную сферу применения, более высокую универсальность. Тракторы тягового класса 3 должны выполнять пропашные работы. Они должны, на ровне с гусеничными, применятся  в широком диапазоне сельскохозяйственных работ от ранневесенних до поздних осенних. А также использоваться для работы в составе комбинированных агрегатов совмещающих несколько технических операций. Все это предполагает необходимость расширения возможностей агрегатирования,  предусматривающих эшелонирование агрегатов передней и задней навески, повышенную навесоспособность, значительное увеличение ширины захвата для мало-энергоемких машин, применение технологических емкостей для семян и удобрений, использование машин и оборудования с активными рабочими органами. Такой способ жёстко связан с увеличением геометрических размеров и массы трактора, что приводит  к усилению отрицательного воздействия на почву и повышенному расходу материально-энергетических ресурсов при выполнении сельскохозяйственных операций МТА.
   Решение указанной проблемы усложняется естественным стремлением производителей и потребителей техники не ломать сложившуюся систему машин, не изменять технологию сельскохозяйственных работ, не переделывать промышленное производство.
   Известные способы расширения сферы применения тракторов и повышения их универсальности отличаются противоречиями, главное из которых приводит к тому, что происходит увеличение сцепного веса машины, необходимого для выполнения энергоемких тяговых операций, а следовательно увеличивается вредное воздействие техники на почву.
   
   
     Поэтому важно рассмотреть нетрадиционные способы решения названной проблемы, когда можно получить весомый результат   по снижению расхода материально-энергетических ресурсов при заметном повышении производительности труда.
     Опыт использования для расширения сферы применения тракторов тягово-энергетической концепции модульных энерготехнологических средств (МЭС) показывает, что удается в том случае существенно повысить производительность труда, уменьшить расход материально-энергетических ресурсов, снизить вредное воздействие МТА на почву.
     Такое утверждение следует из результатов исследований, проведенных на базе тракторов тягового класса 3 (Т - 151К). На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований можно оценить изменения таких показателей, как производительность труда, расход топлива, удельная материалоемкость, воздействие на почву, устойчивость движения и управляемость МТА. Что в свою очередь позволяет определить не только пути совершенствования тракторов, но и указать на основные параметры, обеспечивающие наиболее эффективное использование машины.
     К известной оценке способов решения рассматриваемой проблемы добавим более детальный анализ предпринятых харьковским тракторным заводом попыток расширить сферу применения тракторов Т -151К , когда усилия были сосредоточены, в основном, на вопросах улучшения тягово-сцепных свойств машины, снижение её воздействия на почву, более полной и равномерной загрузки в течении года. 
     Это должно было обеспечить возможность использования трактора Т-151К на переувлажнённых почвах, а также с широкозахватными сельскохозяйственными машинами, прицепами повышенной грузоподъемности, большими ёмкостями для размещения технологического материала.
        В представленном дипломном проекте предлагается добавить к стандартным шинам на каждой оси ещё одну стандартную шину, что позволит использовать трактор Т - 151К на междурядной обработке почвы и на почвах повышенной влажности. Применение сдвоенных колес снимает вопросы несколько для пропашника массы трактора тягового класс 3, в сравнении с трактором тягового класса 2.
2.  Обзор существующих конструкций.                                                                                             Трактор Т-151К.

  Трактор Т-151К колесный сельскохозяйственный общего       назначения тягового класса 30 (3). Предназначен для пахоты средних и тяжелых почв, сплошной культивации, предпосевной обработки почвы, лущения, дискования посева и уборки зерновых культур в агрегате с навесными, полунавесными и прицепными машинами и орудиями, а также для выполнения транспортных работ на магистральных и грунтовых дорогах с прицепами и полуприцепами грузоподъемностью до 20 т. и работ с дорожными, дорожно-строительными и другими подобными машинами.
       На трактор Т-151К устанавливается двигатель ЯМЗ-236 (175 л.с.) 
         Кабина трактора имеет повышенную шумо-теплоизоляцию, оснащена отопителем ВАЗ, сиденьем повышенной комфортности, зеркалами, электростеклоподъемниками, электростеклоочистителями, подсветкой входа в кабину, электронными приборами и вентилятором. Кабина каркасная двухместная с повышенной безопасностью, увеличенная по высоте, с системой вентиляции и обогрева. В кабине установлено подрессоренное сиденье водителя улучшенной комфортности. По желанию возможна установка кондиционера. На трактор установлена регулируемая рулевая колонка оригинальной конструкции. Диапазон регулировки по 
высоте - 120 мм, по углу наклона - 15°.
      Несущая система. Рама трактора Т-151К- швеллерная состоит из полурам передней и задней. Угол взаимного поворота по вертикальному шарниру влево и вправо на 30° и по горизонтальному - вверх и вниз на 15°.
     Трансмиссия. Муфта сцепления сухая, двухдисковая с использованием диска нажимного с кожухом ЯМЗ. Коробка передач механическая с гидрофицированным переключением передач на ходу без разрыва потока мощности в пределах каждого диапазона. На тракторе Т-151К установлены мосты с главной гипоидной передачей с самоблокирующимся дифференциалом и колесными редукторами планетарного типа.
  
     Ходовая система. Колесный движитель по схеме 4х4, с четырьмя ведущими колесами одинакового диаметра, с шинами 21,3R24 мод. ФД-14А или 23,1R26 мод. Я-242АБ (стандарт для Т-151-К-09), передние колеса имеют листовые рессоры и амортизаторы.
Скоростные режимы:
- скорость движения при I диапазоне переднего хода, км/ч	3,36-6,03
- скорость движения при II диапазоне переднего хода, км/ч	7,08-12,67
- скорость движения при III диапазоне переднего хода, км/ч	16,27-30,08
- скорость движения задним ходом, км/ч	                               5,10-9,14
     Рулевое управление гидростатическое с насосом дозатором (HKUQ - производства Болгарии) и двумя исполнительными цилиндрами, 
установленными на кронштейнах передней и задней шарнирно сочлененных полурам.
    Система воздухоочистки двигателя двухступенчатая. Состоит из мультициклона для предварительной очистки воздуха и бумажных фильтр-патронов (основного и предохранительного).
    На тракторе предусмотрены дополнительные места для хранения инструмента - с правой и левой стороны под кабиной и третье место - под сидением тракториста.
    Модификации:
    Трактор Т-157 - лесопромышленная модификация трактора Т-151(150)К повышенной проходимости, с каркасом безопасности, шинами 23,1-26. Предназначен для эксплуатации с трелевочным оборудованием. Трактор с навешенным трелевочным оборудованием называется ЛТ-157.
    Трактор Т-158 - промышленная модификация трактора Т-151(150)К-09 с седельным устройством и тяговым крюком с двухсторонней амортизацией.
    Трактор БТ-150К-09 - траншейный цепной экскаватор на базе бульдозера Т-150КД. Предназначен для рытья траншей шириной 0,15/0,4 м, глубиной 1,6 м в том числе в мерзлых и тяжелых грунтах.
  
     Трубоукладчик Т-150КД/ТК1-3,2 на базе бульдозера Т-150КД-09. Предназначен для погрузки, разгрузки и укладывания в траншеи труб массой до 3,2 т. Оснащен трубоукладочным оборудованием, водоотливной помпой и бульдозерным отвалом.
      Бурильно-крановая машина Т-152К/БКМ-630 на базе Т-151К, предназначена для бурения скважин и установки опор ЛЭП высотой до 12 м. Максимальная глубина бурения - 2,2 м, диаметр бурения - 420 мм.
  
          технические характеристики
        Габаритные размеры, мм:
        ширина:
при узкой колее	     2220
при широкой колее                                                                   2400
высота                                                                                                 2825
длина с задним навесным устройством в транспортном  
положении	     5795

База	     2860
        Колея:                                                                                        1680    
  при перестановке колёс                                                             1860
  Дорожный просвет в продольной плоскости, мм
  под мостами	                  412
  под бугелями прицепной скобы	                  300
  Масса заправленного трактора, кг                                           7900


Мощность двигателя
128,7 (175) кВт (л.с.)
Колея
1680-1860 мм
Скорость движения: вперёд             
                                    назад             
5,1-9,14 км/ч                           3,36 - 3,08 км/ч                          
Радиус поворота
6,5 м
Муфта сцепления
сухая двухдисковая
Тормоза
колодочные
                                          
3. Расчетно-технологическая часть
3.1. Ходовая и несущая системы трактора Т - 151К
Колесная схема	4x4.
Шины у трактора камерные пневматические низкого
      давления типа 530-610Р.
Модель шин	ФД-14
Размеры в мм	1400x540
Рама шарнирно сочлененная. Состоит из двух полурам, соединённых вертикальными и горизонтальными шарнирами.
Максимальные углы поворота, полурамы; 
     Градусы:
В горизонтальной плоскости	303
В вертикальной плоскости	153
Подвеска остова трактора состоит из переднего моста подвешенного на двух продольных полуэлептических рессорах с гидравлическими амортизаторами и заднего моста жестко прикреплённого к раме.
               Мосты ведущие для колесных тракторов типа Т-151К.
                    Допустимые нормы эксплуатации и характеристики;



Нагрузка статическая на мост, Н
   60000
Входной крутящий момент, Н  м   
   2100
Частота вращения на входе,n, мин
   3000
Общее передаточное число, i общ.
   20,38
Передаточное число главной передачи, i г.п                                   
 4,44
Передаточное число к. передачи i к.п.
   4,59
Масса, кг
   680











3.2 Установка сдвоенных колес на трактор.
       Установка сдвоенных колес на трактор Т-151К   производится в такой последовательности:
• поднимают трактор домкратом до отрыва колеса от грунта;
• отвинчивают гайки крепления основного колеса и снимают его;
• устанавливают спаренные колеса выпуклой стороной диска трактора и затягивают гайки моментом 3000-10000 Н  м;
• опускают трактор;
•	остальные колеса устанавливают в такой же
последовательности;
•	после установки сдвоенных колес обкатывают
трактор не менее 1 часа, после чего производят
подтяжку гаек на всех колесах. В эксплуатации
затяжку гаек проверяют при ЕТО и, при
необходимости подтягивают.
        При работе в поле скорость трактора должна соответствовать виду выполняемой работы и условиям эксплуатации. На внутрихозяйственных дорогах скорость должна соответствовать качеству дороги, но не превышать 20 км/час.
        При переезде препятствия, через которые нагрузки на колеса распределяются неравномерно, преодолевают на минимальной скорости. Для выполнения «Правил дорожного движения» на задние крылья устанавливают сигнальные щитки с нанесенными на них по диагонали красными и белыми полосами.
                       3.3 Установка сдвоенных колес на колею 3300 мм.
       При проведении культуро-технических работ (т.е. при возделывании и уборке пропашных культур с междурядием 70см), трактор работает на колее 2900мм, которая достигается за счет применения проставок. Для получения колеи 3300 мм на тракторе выполняют следующие работы:
• Устанавливают трактор на ровной площадке, затягивают стояночный тормоз;
• Поднимают домкратом или подъёмником переднюю, часть рамы, чтобы разгрузились передние колёса и подставляют под переднюю часть рамы металлические или деревянные опоры;
• Отворачивают гайки крепления передних колес;
• Снимают колеса;
• Устанавливают проставки с левой и правой резьбами шпильками наружу, соответственно на шпильки левого и правого передних колесных редукторов, и затягивают торцевым ключом 27x32 гайки моментом 500-600 Н  м;
• Отворачивают гайки со шпилек проставок;
• Устанавливают левое колесо на левую сторону а правое колесо на правую сторону выпуклой частью диска во внутрь колеса;
• Затягивают гайки на шпильках проставок моментом 500~600Н  м;
• Опускают переднюю часть трактора;
• Задние колеса устанавливают в такой же последовательности.
       После установки колёс на колею 2900 мм необходимо ограничить углы поворота с целью исключения касания об остов трактора, для чего:
          Вывинчивают упор со сферическим наконечником на расстоянии 135 мм от торца рычага и законтрагаивают его гайкой. Операцию проводят на правом и левом рычагах;
   
       Производят пуск дизеля и проворачивают передние колеса вправо и влево до касания упора в балансир, при этом расстояние от шины трактора до подкрылка на топливном баке правого и левого колеса должно быть в пределах 20-30 мм. При необходимости увеличения или уменьшения зазора регулируют повторно.
3.4 Тяговый расчет трактора Т - 151К.
     Для полного анализа проведем два расчета тяговых характеристик.
      Первый расчет трактора тягового класса 3. проводим для проектируемого трактора со сдвоенными стандартными широкопрофильными колесами.
        Второй тяговой расчет трактора тягового класса 3 с одинарными широкопрофильными колесами. Оба расчета проводим на двух агрофонах - стерне и поле подготовленном под посев.
3.4.1 Расчет веса трактора.
       Вес трактора определяется из условий сцепления движетелей с почвой. Сцепление должно быть достаточным для того, чтобы трактор на горизонтальном участке мог развивать заданное номинальное тяговое усилие (30 кН) при работе на лущённом стерне нормальной влажности с буксованием не более допустимого д = 14% и тяговом КПД  трактора, близким к максимальному.
                                                                         (3.1)
   где - номинальное тяговое усилие, кН;  = 30;
        - коэффициент нагрузки колес трактора = 0,7;
         - коэффициент сцепления  = 0,73
        - коэффициент сопротивления качению  = 0,1




             3.4.5 расчет передаточных чисел трансмиссии.
Расчет радиуса ведущих колес;
                                                           (3.12)
где Аш - переводной коэф.; Аш=0,01
      D - посадочный диаметр шины ведущего колеса, мм; D=1066
      В - ширина профиля шины ведущего колеса, мм
     Ку - коэф., учитывающий радиальную деформацию нагруженной шины;    Ку=0,94

Расчет знаменателя геометрической прогрессии.
Формула расчета имеет вид:
                                                                      (3.13)
где g - знаменатель геометрической прогрессии;
      Vt1- скорость движения трактора на низшей передаче рабочего
      диапазона Vtz=3,51 м/с;
      z - выбранное количество передач рабочего диапазона z=4

Найденное значение g проверяем в соответствии с условием:
1/g  кп,                                                                                             (3.14)
где Кп - коэф., приспособляемости дизеля Кп=1,15...1,2
1/g = 1/0,84=1,19    , условие выполняется



Расчет тяговой мощности: 
                                                             (3.23)
Расчет удельного крюкового расхода топлива: 
                                                 (3.24)
Расчет тягового КПД:
                                                                               (3.25)
где - тяговый КПД
     Результаты расчета теоретической тяговой характеристики трактора на стерне представлены в графической части.
     Исходные данные для тягового расчета проектируемого трактора со сдвоенными колесами на втором агрофоне:
тяговый класс - 3 т.
тип движетеля - колесный
колесная формула - 4x4
почвенный фон - поле, подготовленное под посев
коэф. сопротивления качению fк=0,16
коэф. сцепления =0,9
     Методика расчета аналогична первому варианту. Результаты всех расчетов представлены в графической части.
     Полученные данные используем для построения характеристик на разных агрофонах.



4. Конструктивная часть
4.1 Потенциальные возможности использования мощности колесных тракторов тягового класса 3.
     Рост мощности колёсных тракторов с целью повышения их производительности остаётся одной из определяющих тенденций развития отечественного и зарубежного тракторостроения.
     На перспективу предусматривается переход на более высокий уровень энергонасыщенности путём создания новых и модернизированных моделей тракторов.
     С ростом мощности связана проблема её эффективного использования, приобретающая на данном этапе особую актуальность в связи с повышением требований к общей экономичности тракторной технике. Однако эти требования вступают во всё большие противоречия с возможностями реализации. Степень использования уже достигнутого энергетического потенциала тракторов, оцениваемая отношением фактических энергозатрат на выполненный объём работ к потенциальному энергоресурсу тракторов на этих работах, существенно снижается с ростом их энергонасыщенности и составляет для тракторов типа Т-151К всего около 50%
     Из-за некоторых конструктивных особенностей трактора Т-151К использование этого трактора при выполнении сельскохозяйственных работ составляет всего около 50 %. Одинарные широкопрофильные шины не позволяют использовать трактор на междурядной обработке, на грунтах с низкой несущей способностью. На ране весенних и поздних осенних работах, когда почва переувлажнена и происходит сильное уплотнение почвы, или создание колеи. Применение сдвоенных колёс решает эти вопросы. Сдвоенные колёса решают возможность использования трактора  Т-151К на переувлажнённых почвах, а также с широкозахватными сельхозмашинами, прицепами с повышенной грузоподъёмностью, большими ёмкостями и т.п. При этом улучшаются тягово-сцепные качества машины.


Снижается воздействие на почву колесными движителями, происходит более полная и равномерная загрузка трактора в течении года.      
4.2 Распределение веса трактора по осям и расчёт  нагрузки,    приходящейся на одно колесо.
     Распределение веса трактора по осям:
   57%-передняя ось и 43% - задняя ось.
  Общая эксплуатационная масса трактора 8200 кг.
     Рассчитаем вес трактора, приходящийся на переднюю ось по формуле.
   
                                                                           (4.1)
где mэ - эксплуатационная масса трактора, кг; 
    П - потенциальная доля массы трактора, приходящаяся на переднюю ось,%
   
   Рассчитаем вес трактора, приходящийся на заднюю ось по формуле:
                                                                           (4.2)
   где З - процентная доля массы трактора, приходящаяся на заднюю ось,%
   
   Вес приходящийся на одно колесо расчитываем по наиболее нагруженной передней оси:
                                                                                      (4.3)
   где Gкср –средний вес, приходящийся на одно колесо передней оси, Н
          n - число колёс на передней оси, шт.
        




4.3 Подбор пневматических шин для трактора.
   В зависимости от назначения и условий эксплуатации изготавливают шины ведущих колёс, направляющих колёс и несущих колёс.
   Принимаем шины для ведущих колес трактора Т - 151К ,
   Размеры  21,3R24.
   Наружный диаметр,мм	1512±15
   Ширина профиля без нагрузки	540 мм.
   Статический радиус	700 мм.
   Максимально допустимая нагрузка на шину               12600 Н.
   Давление в шинах соответствует                            0,10-0,18мПа
   Давление в шине, соответствующее этой нагрузке 0,206 мПа.

4.3.1. Проверочный расчет полуоси.

   Наиболее нагружена моментом передняя ось и все расчеты будем проводить по ней.
  Для проведения расчетов принимаем максимальный коэффициент сцепления колеса с почвой фк = 0,6.
   Определим касательную силу, возникающую на колесе при максимальном коэффициенте сцепления колеса с почвой:
                                                                                 (4.4)
где Fk- касательная сила на колесе, Н




   Определим максимальный крутящий момент, образующийся на   колесе.
                                                                                (4.5)
 где Мкмах - максимальный крутящий момент, образующийся на колесе,    Н  м;
      R- радиус колеса, м.


                                                                    (4.6)
где Мnmах - максимальный момент, возникающий на полуоси, Н*м;
       Iб- передаточное число бортового редуктора;
      - КПД бортового редуктора

        
Крутящий момент во всех поперечных сечениях одинаков: 
М = 1265,3 Н  м
Определяем средний диаметр полуоси по условиям прочности по формуле:
                                                                             (4.7)
где [ч] - допускаемое напряжение, мПа
На тракторе Т-150К установлены полуоси dср=60мм из стали 38ХС, [чадм]=40мПа.






Определяем средний диаметр полуоси по условиям жесткости:
                                                       (4.8)
где G- напряжение, G=8  104мПа 
- угол закручивания полуоси
[] = 8° для стали 38ХС на 1 погонный метр, 
[]=1,5 ° для трансмиссионных валов

Диаметр   вала   в   данном   случае   определяется   из   условий жесткости и принимается dcр=60мм
Максимальные касательные напряжения:
                                                                       (4.9)
где  - максимальные касательные напряжения, 
       Wp- полярный момент инерции, мм3,
 
,что удовлетворяет условию.
Определяем     из     условий     прочности     крутящий     момент, передаваемый полуосью:
                                                     (4.10)

,что удовлетворяет условию прочности.



5. Сравнительная оценка воздействия трактора Т-151К на окружающую среду.
      Сельское хозяйство во многом зависит от загрязнения  окружающей среды. К примеру кислотные дожди губительно влияют  на почву, увеличивая ее кислотность. В то же время сельское хозяйство само вносит свой вклад в загрязнение природы: в процессе производства происходит загрязнение атмосферы и воды, уничтожение дикой флоры и фауны, эрозия, засоление, загрязнение, закисление и заболачивание почв.
     В связи с этим, задачами инженера по машинам и оборудованию природообустройства являются:
1. Защита окружающей среды от прямого разрушения и загрязнения;
2. Снижение удельной материалоемкости и энергоемкости производства;
3. Увеличение производства продукции на экологической основе;
4. Уменьшение потерь сельскохозяйственных угодий.
     Значительный урон экологии наносят продукты сгорания органического топлива. По некоторым данным сельское хозяйство потребляет около 40% всех нефтепродуктов, значительную часть которых составляет дизельное топливо.
     И тот факт, что источники загрязнения располагаются невысоко над землёй, ещё более усугубляет проблему.
     Считается, что дизельные двигатели экологически безопасны, однако при детальном рассмотрении (см таблицы 5.1;5.2) видно высокое содержание в отработавших газах альдегидов, бензопирена и сажи.






Окончательное среднее давление на почву рассчитаем по формуле:

                                                                           (5.5)                             

                                                                                       
     Максимальное давление колесного движетеля на почву определим по формуле:
                                                                   (5.6)
где К2 - коэф., продольной неровности распределения веса по площади контакта шины с опорной поверхностью К2=1,5

     Для проектируемого трактора удельное максимальное давление движетелей на почву 36,75 кПа, а у трактора Т-150К -141 кПа
        Благодаря спаренности колес трактора, его восьмиколесности по пропашным культурам, как например, сахарная свекла, картофель, не отмечалось отрицательного влияния на урожайность рядков, расположенных в колее трактора, или это влияние было не существенным, хотя имело место повышенное уплотнение почвы.
      Наибольшее уплотнение по колее отмечено, когда трактор работает а агрегате с передней навесной культиватора и задней - с 18 рядной свекловичной сеялкой.
Но так как уже после первой междурядной обработки почва в колее разуплотнилась, то на урожайность это существенно не повлияло.


   Также очень эффективен проектируемый трактор при работе с 24-х рядной свекловичной сеялкой и с 12-ти рядной кукурузной. Такой агрегат засевает за день до 70 га, т.е. за один - два дня -одно поле. При этом отмечается высокая степень прямолинейности посева, что позволяет производить уход и уборку с высоким качеством.
 5.2. Экологический эффект.
    Специфика выполнения сельскохозяйственных работ такова, что они должны проводиться в сжатые сроки, которые определены агротехническими требованиями. Ясно, что для того, чтобы минимальные сроки выполнения какой-либо операции, тракторный агрегат должен работать с максимальной производительностью. Это приводит к тому, что тракторный двигатель должен работать на форсированных режимах. Поэтому, в сельскохозяйственном производстве наметилась тенденция использования более энерго-насыщенных тракторов, таких как ХТЗ-120 и др., увеличивающая скорости движения МТА.
    С экономической точки зрения нужно добиваться того, чтобы воздействие на почву и выброс вредных веществ в атмосферу были минимальны.
    Тема дипломного проекта направлена на снижение удельного давления на почву путем сдваивания колес, что влияет на снижение уплотнения почвы и расширяет его области применения, увеличения производительности. Этим мы уменьшаем погектарный расход топлива, что приводит  к уменьшению выброса вредных веществ в атмосферу. 
    В результате расчетов в экологической части выпускной квалификационной работы был получен результат при возделывании сахарной свеклы на площади 800 га.   
       Годовая экономия топлива составляет 1512 кг 
    
    
    В 1 кг топлива содержится:
    СО - 24 г/кг топлива;
    N0 - 94,4 г/кг топлива; 
       S02 - 16,8 г/кг топлива
       Следовательно, на площадь 100 га в атмосферу не будет выброшено:
     
     Кроме того, экономия топлива будет вести к экономии природных ресурсов. В результате сохранения структуры почвы увеличивается урожайность на 5-7%.























6.  Экономический расчет
1)	Сущность разработки.
Модернизация трактора Т - 151К путём сдваивания колёс (т.е. установкой проставок между дисками).
2)	Стадия разработки.
Проектируется сдвоенные широкопрофильные колёса для трактора Т - 151К, что позволяет увеличить проходимость трактора по грунтам с низкой несущей способностью (т.е. по заболоченным территориям).
З) База для сравнения. 
Трактор  Т  -   151К   со   стандартными   широкопрофильными шинами.
4)  Зона применения.
Обработка пропашных культур на ранне-весенних и поздне-осенних полевых работах, когда почва переувлажнена.
5) Преимущества.
5.1) Экономические преимущества- снижение удельной себестоимости работ.
5.2) Технические преимущества- повышение тягово-сцепных качеств.
5.3) Технологические преимущества- увеличение проходимости трактора, расширение зоны использования проектируемого трактора Т-151К при обработке не только переувлажнённых почв, а также полей или площадей общего назначения, повышение производительности.
        5.4) Экологические преимущества- уменьшение давления трактора на грунт, позволяет сохранить верхний плодородный, слой почвы. Уменьшение расхода топлива снижает загрязнение атмосферы продуктами сгорания дизеля.
       5.5) Социально-эргономические- улучшение санитарных условий работы, уменьшение трудовых усилий при выполнении работ за счет использования более удобной оснастки, улучшение экологического состояния рабочего места.




Цоб=Цж+З, тыс. руб.                                                                     (6.2)
где  Цж-цена одного колеса трактора Т-150К, руб; по прайс листам
       Цж=17800 руб., число колёс 4 шт.
       З- затраты на изготовительные работы, принимаем 15% от Цж.
Отсюда:
                     Цоб=(17,8 4) +10,7=81,9 тыс.руб.
		 Кн = (1440 + 81,9)  1,07 =  1628 тыс. руб.

6.2 Определение производительности.
Для прототипа принимаем производительность 10,7 Га/ч.(по технической характеристике Т-151К). Для модернизированного производительность будет на 12%-14% больше чем у прототипа 12,2 Га/ч.
Сменная производительность с учётом фактических условий:
                                          (6.3)
где Пт – часовая техническая производительность ;
      tсм=8 час;
     Rб- коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной производительности, Rв=0,6;
     Rэ=0,75 коэффициент перехода от эксплуатационной
производительности к сменной.
                                 Псмб = 10,7 8 0,6· 0,75 = 38,52 га см?? ;
                                     Псмн = 12,2 8· 0,6 ·0,75 = 43,92 га см ??  

    Определяем среднегодовую производительность:
где      Zсм.г -  число смен в году ,принимаем для обеих машин                равным 66(3мес);    
Псг б = 38,52  66 = 2542 га год-1;
Псг н =  43,92  66 = 2898 га год-1.
6.3 Определение удельных капитальных вложений.
           Удельные капитальные вложения Ку  на единицу выполненных
работ  определяются по формуле;
где    К- балансовая стоимость машины, руб.;
         Пэг- эксплуатационная годовая производительность.
Ку б = рубга-1;       Ку н =  руб га-1.
                            6.4 Определение себестоимости машино-смены.
            При вычислении себестоимости машино-смены от эксплуатации рабочего оборудования учитываются единовременные, годовые и текущие эксплуатационные расходы.
Себестоимость работ приходящихся на одну машино-смену рассчитываются по формуле:
Ссм=Сед+Сам+Собс+Сэн+Сто+Сосн,	руб  (м/см)	      (6.6)


где   Сед -единовременные затраты на монтаж, демонтаж и транспортирование оборудования приходящиеся на одну машино-смену, р(м·см)?? ;                                                                                                          
 Сам –амортизационные отчисления, руб  (м/см);
 Собс -сменные затраты на обслуживающий персонал, руб  (м/см);
 Сэн   -сменные энергетические затраты, руб  (м/см);
Сто   -сменные затраты на текущее обслуживание (ТО) и (ТР), руб  (м/см);	                 Сосн -сменные затраты на износ и ремонт сменной оснастки, руб  (м/см).

6.4.1. Определение сменных единовременных затрат.
               Сед=Стр+Сдм, руб  (м/см)                      (6.7)
где  Стр  -стоимость транспортировки оборудования до объекта на одну машино-смену, руб  (м/см);
      Сдм  -средняя стоимость монтажа и демонтажа сменного навесного оборудования, руб  (м/см), 
Так как машина транспортируется своим ходом на объект, то в этом случае не требуется монтажа и демонтажа навесного оборудования и Сдм=0
                           6.4.2.  Затраты на амортизацию трактора Т-151К.
 В годовые затраты, приходящиеся на одну смену, входят амортизационные отчисления на полное восстановление. Сменные затраты на амортизационные отчисления, приходящиеся на одну смену вычисляются по формуле:
        ,                                   (6.8)
где А – амортизационные отчисления на полное восстановление, руб;                                                                                                                                                                
где  а -  общая  норма амортизационных отчислений, принимаем     одинаковой для нового и базового оборудования а = 14,3 %;,
Аб =  = 334,7 тыс. руб.;  
Ан =  = 352,7 тыс. руб.
Соответственно
Сам б =  = 5071,9 руб  (м/см);
                                   Сам н =  = 5343,9 руб  (м/см).
                  6.4.3. Сменные затраты на обслуживающий персонал.
Эти затраты определяют с учетом премиальных доплат (25%).
                                   Собс=3т.ч·tсм·1,25,   руб  (м/см)                 (6.10)
где  3т.ч  - часовая тарифная ставка; согласно единой тарификации для механизаторов  6 разряда Зт.ч = 85 руб ч-1;         
   1.25 – коэффициент, учитывающий премиальную надбавку;
                                  Соб = 85·8·1,25=850  руб  (м/см).
                           6.4.4. Сменные энергетические затраты
        		        Сэн = (Qт·Цт+Свсп)·1,1,     руб  (м/см)      (6.11)
 где  Qт - массовый расход ДТ, кг·(мс/м)
         Цт  - цена одного кг ДТ, руб кг??,  
         Свсп - стоимость вспомогательных и смазочных материалов, руб м/см    
         1,1- коэффициент, учитывающий косвенные затраты.
   Определяем массовый расход  дизельного топлива.
                      Qт=tсм· Nдв· Rдв· [Qмх+(Qмн+Qмх)· Rдм] кг  (м/см)  (6.12)
           где      tсм - время смены, tсм =8 ч;
                  Nдв  -мощность двигателя, Nдв = 121 kВт;
                  Rдв  - коэффициент загрузки ДВС, Rd = 0.70 ;
Qмх - удельный расход топлива на холостых оборотах при номинальной мощности двигателя, Qмх=0.135кг(кВт·ч)??;  
Qмн  - удельный расход топлива при номинальной мощности   двигателя, Qмн = 0,252кг(кВт ч)?? ;
Rдм - коэффициент использования двигателя по времени,Rдм=0.4.
     Qт=8·121,4 0,70  [0,135+(0,252+0,135) 0,4] =197 кг(маш .см)-1.
Стоимость вспомогательных и смазочных материалов:
       где    р - доля затрат на вспомогательные, обтирочные и  смазочные  материалы. Принимаем  р=25%;      
Сменные затраты на топливо
При расчете затрат на топливо уточнена цена одного килограмма дизельного топлива из расчета его удельной плотности и стоимости одного литра.
Стоп = Qт· Цт = 197 ·22,5 = 4432,5 р(м см)-1.
       		Затраты на вспомогательные материалы
Свсп ==1679  руб  (м см)-1;
Сен = (4432,5 + 1679) · 1,1 =6722,6 руб (м см)-1.


6.......................