Обоснование системы машин для эксплуатационно-ремонтных работ на осушительных системах

Гантман, Владимир Бенцианович

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Обоснование системы машин для эксплуатационно-ремонтных работ на осушительных системах
ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Обоснование системы машин для эксплуатационно-ремонтных работ на осушительных системах"

со

V Московский государственный университет природообустройства

~~ На правах рукописи

Гантман Владимир Бенцианович

ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ МАШИН ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-РЕМОНТНЫХ РАБОТ НА ОСУШИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

Специальности:

06.01.02 - Сельскохозяйственная мелиорация 05.20.04 - Сельскохозяйственные и мелиоративные машины

Диссертация в виде Научного доклада на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 1998

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Сурин В.А.

Доктор технических наук, профессор Казаков B.C.

Доктор технических наук, профессор Особое В.И.

Ведущая организация - департамент мелиорации земель и сельскохозяйственного водоснабжения Министерства сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации.

Защита состоится 18 мая 1998 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 120.16.01 в Московском государственном университете природообустройства по адресу: 127550, Москва, Ул. Прянишникова, 19, ауд. 1/201

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомитьс; в библиотеке МГУП.

Диссертация в виде научного доклада разослана « » апре ля 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета профессор, канду дат техн. наук Яковлева Л.В.

Введение

Мелиорация земель играет весьма важную роль в интенсификации сельскохозяйственного производства, повышении плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур и решает важные социальные задачи, способствуя охране природы и рациональному использованию природных ресурсов.

Для осуществления мелиоративных мероприятий создают осушительные (гумидные зоны) и оросительные (аридные зоны) системы. В России к гумидной зоне относится Нечерноземье, Западная Сибирь и Дальний Восток. Особенно подвержены избыточному увлажнению земли, расположенные в Северо - Западной и Центральной частях Нечерноземной зоны.

Эффективность сельскохозяйственных мелиораций требует глобального научного обоснования и экономической оценки. Большой вклад в развитие мелиорации внесли отечественные ученые Костяков А.Н., Аверьянов С.Ф., Айдаров И.П., Аскоченский А.Н., Брудастов А.Д. Голованов А.И., Зубец В.М., Зузик Д.Т., Марков Е.С., Сурин В.А., Шабанов В.В., Шумаков Б.А., Шумаков Б.Б. и др.

Но мелиорация требует значительных капитальных вложений, в том числе и на приобретение необходимого парка разнообразных машин. Эти затраты могут быть весьма высоки. При конструировании и производстве машин вопросы снижения стоимости мелиоративной техники должны быть учтены в первую очередь.

Из машин, применяемых в мелиорации, нами выбрана для исследования техника, предназначенная для проведения эксплуатационно-ремонтных работ, имеющих весьма важное, а иногда и решающее значение для нормального функционирования систем. Среди этих работ наиболее трудоемкими и сложными для исполнения являются операции по уходу и ремонту открытых мелиоративных каналов. Это обстоятельство следует выделить особо, что и учтено при исследовании.

Разграничим зоны осушения и орошения. Различия зон достаточно велики. Это связано с номенклатурой эксплуатационных операций, конструктивными формами каналов, соотношением их геометрических размеров, удельными объемами очистки, видами грунтов и видами растительности,

засоряющей русла, а также дополнительными ограничениями, вызванными шириной дамб, подходами к каналам, наличием креплений и антифильтрационных покрытий и т. д. Поэтому нет сомнений, что речь должна идти о двух группах машин: одной - для зоны осушения, другой - для зоны орошения. Разумеется, отдельные машины или рабочие органы могут оказаться идентичными, но в целом следует создавать совершенно самостоятельные комплексы.

Наши исследования касались, в основном, зоны осушения, к которой и относятся все дальнейшие выводы и предложения.

Отметим, что в 1971 г. в МГМИ, при кафедре мелиоративных и строительных машин, была организована Отраслевая научно-исследовательская лаборатория по механизации эксплуатационно-ремонтных работ на мелиоративных системах (ОНИЛ). Автор был научным руководителем и ответственным исполнителем лаборатории. Все эти годы в ОНИЛ проводились научно-исследовательские работы, направленные на создание и усовершенствование мелиоративной техники. По результатам этих исследований пять аспирантов и сотрудников ОНИЛ под руководством автора защитили кандидатские диссертации

Актуальность проблемы. Первая специальная машина, предназначенная для проведения эксплуатационно-ремонтных работ, появилась в нашей стране еще в 1945 г. Однако говорить о комплексе машин можно было только с конца шестидесятых годов, когда целый ряд институтов и КБ продемонстрировали свои разработки. Проблема оказалась весьма непростой и практически все машины, созданные в те и последующие годы, имели существенные недостатки. Поэтому актуальность проблемы отбора наилучших машин с целью постановки их на производство сохраняется до самого последнего времени. Однако, если раньше главные требования к машине, помимо технологического соответствия, составляли такие показатели как производительность, надежность, качество выполняемых работ, то в настоящее время во главе угла могут оказаться и цена машин и влияние их на природную среду.

Новые социально-экономические отношения в нашей стране, появление многоукладное™ в сельском хозяйстве, перевод всех землепользо-

вателей на хозрасчет может поставить под сомнение целесообразность использования целого ряда машин. Уже сейчас, без всяких экономических расчетов, ясно, что такие машины как многоковшовый коналоочиститель типа ЭМ-152Б (ЭМ-202) и коналоочиститель МР-16 на базе гусеничного трактора тяных работах из-за чрезмерно высокой их стоимости.

В то же время необходимо уже сегодня решить, производство каких машин должно быть возобновлено, какие машины требуют доработки и в чем она заключается, а также обозначить круг основных задач при конструировании новых средств механизации.

Цель исследований. Создать и научно обосновать параметры, режимы работы и конструкции каналоокашивающих машин и канало-очистителей. Определить технико-эксплуатационные и экономические показатели машин в различных условиях эксплуатации и с учетом их технологических возможностей, качества работ и рентабельности рекомендовать для включения в Систему машин 1996 - 2006 г.г.

Задачи исследований. Для решения рассматриваемой проблемы были поставлены следующие задачи:

1 Собрать данные по осушительным системам в различных регионах нашей страны и странах СНГ.

2 Определить объемы эксплуатационных работ на осушительных системах.

3 Определить требования к качеству выполняемых работ.

4 Проанализировать общую классификацию машин и обосновать выбранные для комплекса конструктивные схемы.

5 Обосновать выбор базовых шасси.

6 Определить энергетические затраты на бесподпорный срез растений на откосах канала.

7 Определить приоритеты различных типов очистных машин по результатам использования их на системах с открытой и закрытой осушительной сетью.

Методология исследований. В основу исследований положен системный анализ. В качестве изучаемой системы рассматриваются мелиора-

тивные объекты, комплекс машин, с одной стороны, и природная среда с другой.

В соответствии с целями и задачами проведены лабораторные и полевые эксперименты. Широко использованы производственные проверки машин в периоды их приемочных и эксплуатационных испытаний. Данные хронометража этих испытаний, проводимых многократно на различных системах, позволили с достаточной степенью достоверности определить целый ряд технико-эксплуатационных показателей испытуемых машин. При обработке экспериментальных данных использовались методы теории вероятности и математической статистики с применением ЭВМ.

Научная новизна работы заключается в установлении приоритетов машин эксплуатационно-ремонтного назначения на основании их технологических качеств, влияния на окружающую среду, а также технико-эксплуатационных и экономических показателей.

Результаты исследований позволили обосновать Систему машин, которую мы рекомендуем на ближайшие 8... 10 лет.

Намечены также пути дальнейшего снижения стоимости эксплуатационных работ на осушительных системах за счет создания группы машин с новыми конструктивными схемами.

В расчеты технико-эксплуатационных и экономических показателей введено понятие - скорость выполнения ремонтов. Эта величина, измеряемая в км/ч, учитывает не только рабочие проходы, но и неизбежные на очистных работах технологические холостые пробеги. В эту величину может быть заложен и коэффициент использования машины по времени. В энергетических расчетах учтена специфика окашивания откосов ротационным режущим аппаратом. Проведенные лабораторные и полевые исследования позволили установить величину усилия при косом срезе стебля. Эта величина в дальнейшем закладывалась в расчеты, связанные с определением потребной мощности двигателя и силовых агрегатов гидросистемы.

Предложена технология и комплекс машин, предназначенные для механизированного окашивания и удаления растительности с берм и откосов каналов с целью их дальнейшей промышленной переработки и ис-

пользования в кормопроизводстве. Экспериментальная проверка указанной технологии была проведена в Калининградской области. Также предложено определять удельные технико-эксплуатационные и экономические показатели машины не в виде стоимости окашивания или очистки канала по длине или площади скашивания, а относить стоимость всех затрат на гектар осушаемого массива, на котором функционирует сеть.

Новизна технических решений зарегистрирована Государственным комитетом по изобретениям и открытиям, где автору совместно с другими исследователями выдано 17 авторских свидетельств, в том числе два патента на технологии и конструкторские разработки мелиоративных машин.

Практическая ценность. Проведенные исследования в лаборатории, в полевых условиях, включая многократные испытания различных режущих аппаратов, макетов, опытных образцов, были воплощены в конструкции новых машин, создание которых было возложено, в том числе, и на Отраслевую научно-исследовательскую лабораторию МГМИ (МГУП).

В рамках работ ОНИЛ МГМИ, при научном руководстве и непосредственном участии автора, были созданы и доведены до производства следующие каналоокашивающие машины и каналоочистители, которым присвоен индекс РР - русловой ремонтер (таблица 1).

Каналоокашивающие машины РР-26, РР-28 и РР-42, а также кана-лоочистителиь РР-303 в свое время были включены в Систему машин на 1986 - 1996 г.г. Все перечисленные машины широко использовались и применяются до настоящего времени на осушительных системах России, Белоруссии, Украины, Прибалтики.

Отметим, что в конструировании новых машин, их испытаниях, доводке и постановке на производство активно участвовали сотрудники и аспиранты ОНИЛ В.В. Андросов, A.B. Васильев, A.A. Воеводин, A.B. Тихонов, В.А. Полинский.

Таблица 1 Каналоокашивающие машины и каналоочистители, созданные в МГМИ (МГУП) и поставленные на производство

1 Каналоокашивающие машины

Марка Базо- Режущий Ши- Рабо- Завод - Количество

ма- вые аппарат рина чий изготови- изготов-

шины шасси захвата, м вылет, м тель ленных машин, шт

1 2 3 4 5 6 7

РР-21 T-25 Сегментно-пальцевый 2,0 2,0 Тирасполь- скиймех. завод 120

РР-22 МТЗ-80 Сегментно-пальцевый 2,0 2,0 Тирасполь- скиймех. завод 200

РР-23 MT3-80 Сегментно- 2,0 Тирасполь- Опытный

(фронтальная) пальцевый ский мех. завод образец

РР-26 МТЗ-80 Ротационный 2,0 2,0 1)Бронницк ое отдаление сельхозтехники 2) Курский рем. завод 12000 6000

РР-28 МТЗ-80 Сегментно-пальцевый 1.5 3,0 Бронницкое отделение сельхозтехники Опытный образец. Рекомендован к производству

РР 41 ДТ-75 Ротацион- 2,0 4,0 Бронницкое 2000

и ный отделение

РР-42 сельхозтехники

Продолжение таблицы 1

1 2 3 4 5 6 7

РР-44 (двух-брус-ная) ДТ-75 Ротационный 4,0 4,0 Бронницкое отделение сельхозтехники Опытный образец. Рекомендован к производству

2 Какалоочистители

Марка машины Базовые шасси Рабочий орган Рабочий вы лет,м Завод -изготовитель Количество изготовленных машин, шт

РР-300 Экскаватор размерной группы Ковш с продольным движением по оси канала 4,5 Бронницкое отделение сельхозтехники Опытный образец. Рекомендован к производству

РР-303 ДТ-75 Б Ковш с продольным движением по оси канала 4,5 Рем. Завод в г. Хасавюрте Опытная партия - 7 шт.

В докладе представлены также новые разработки автора с рекомендациями о включении их в Систему машин до 2006 г. Помимо каналоока-шивающих и очистных машин, которые следует считать основными на эксплуатационно-ремонтных работах, нами предложены и разработаны средства малой механизации в виде навесных быстросъемных рабочих органов, устанавливаемых на заднюю навеску тракторов. Эти рабочие органы предназначены в основном для строительных и ремонтных работ при обустройстве крестьянских хозяйств, но могут быть использованы и для механизации ряда операций при обслуживании и ремонте сооружений на мелиоративной сети. В 1994 - 1995 г.г. по заданию Главводхоза МСХиП РФ эти рабочие органы начал изготавливать Лакинский завод "Ремез".

Апробация и реализация работы. Результаты исследований и работ по созданию новой техники неоднократно докладывались на научно-

-ехнических конференциях и совещания в МГМИ, БелНИИиВХ, 4НИИМЭСХ, СКБ "Мелиормаш", ВНИИГиМ, ЛитНИИГиМ, ВНИИЗемМаш, а акже на техсоветах Министерств мелиорации и водного хозяйства СССР и ^СФСР, Белоруссии, Украины, Латвии, а также на техсоветах Главводхоза 'ИСХиП РФ.

Будучи членом четырех государственных и девяти ведомственных приемочных комиссий, автор участвовал и выступал с докладами на всех технических советах, где обсуждались итоги испытаний новых машин. Являясь одним из разработчиков Системы машин 1986 - 1996 г.г., выступал с докладами и сообщениями на совещаниях по этому вопросу, обосновывая свою позицию. Наши доклады были представлены на всех совещаниях -семинарах, проводимых Министерством мелиорации и водного хозяйства СССР совместно с объединением "Росводэксплуатация" в Калининграде, Новгороде, Дмитрове, Раменском, Саратове, Нальчике, Моздоке.

Основой для составления научного доклада явились 45 опубликованных работ, в том числе 8 учебников для вузов и техникумов, 4 справочника, монография по механизации строительства и эксплуатации мелиоративных каналов, 17 авторских свидетельств, включая два патента по данной тематике.

Ряд разработок помещен в учебники и учебные пособия и используется в учебном процессе для подготовки научных кадров и квалифицированных специалистов.

Машины, разработанные в МГМИ, демонстрировались на всех выставках строительной и сельскохозяйственной техники, проводимых в Москве начиная с 1975 г. Автору доклада присуждены две золотые, две серебряные медали ВДНХ и медаль лауреата ВВЦ. Идеи автора нашли отражение в работах пяти аспирантов, защитивших кандидатские диссертации, и в лекциях на ФПК при переподготовке инженерных кадров.

1 ЭКСПЛУТАЦИОННО - РЕМОНТНЫЕ РАБОТЫ НА ОСУШИТЕЛЬНЫХ

СИСТЕМАХ

Механизация эксплуатационно - ремонтных работ на мелиоративных системах, в частности в зоне осушения, является достаточно сложной про-

блемой. Трудности вызваны в первую очередь разнообразием естественно-производственных условий. Специфика географических зон, геометрические размеры каналов, размещение их на местности, удельные объемы заиления и наносов, плотность и характер зарастания предопределяют систему машин с широким диапазоном параметров рабочих органов, конструктивных схем. Положение усугубляется различным состоянием каналов: деформированным профилем, изменением уровня воды в течение сезона - от паводка до полного высыхания, засоренностью русла камнями и погребенной древесиной. Наконец, затрудняют механизированную очистку многочисленные сооружения на каналах: мосты, затворы, водовыпуски и т.п.. Нередко на осушительных системах затруднены подходы к каналам. Это может носить постоянный характер, например, близость лесного массива, строений и т.д., и временный. В последнем случае ограничения вызывают посевы, когда запахиваются дороги вдоль каналов и бермы, вплоть до самых бровок. Заметим также, что заиление и наносы распределяются по длине каналов крайне неравномерно. Для проводящей сети, например, максимальные объемы сосредоточены обычно в местах сопряжений каналов. В то же время в других частях каналов объемы наносов могут быть в несколько раз меньше. Такая же картина наблюдается на каналах регулирующей сети, где необходимость в очистке возникает главным образом на нижних отметках.

В состав ежегодных и периодических эксплуатационно - ремонтных работ входят следующие операции:

1 очистка дна каналов от заиления и наносов;

2 скашивание растительности с откосов, берм и дна каналов;

3 срезка кустарника;

4 удаление скошенной растительности из русла канала;

5 разравнивание кавальеров, профилирование дорог вдоль каналов;

6 нарезка, транспортировка и укладка дерна для крепления откосов;

7 подъемно-транспортные работы при ремонте сооружений;

8 нарезка и забивка кольев и другие операции при ремонте креплений откосов.

Очевидно, что из всего комплекса профилактических мероприятий основополагающими и, в то же время наиболее трудоемкими и технологически сложными, являются окашивание откосов и дна каналов и очистка цна от наносов и заиления. По этим двум видам ремонтных работ нужны зовершенные, высокопроизводительные и в то же время недорогие машины. А разнообразие естественно-производственных условий требует определить и оптимальный комплекс машин, позволяющий выполнить эксплу-тационно -ремонтные работы на различных системах с минимальными затратами.

Для решения поставленных вопросов прежде всего необходимо знать объемы работ.

Начиная с 1969 г. нами собран обширный материал по осушительным системам РСФСР, Белоруссии и другим Союзным республикам СССР. Так, на начало 70-х годов в РСФСР насчитывалось 2515 тысяч гектаров земель с осушительной сетью. Из общего количества 76% земель приходилось на две зоны: Северо-Западную и Центральную (1900 тыс. га). Из них почти половина (800 тыс. га) была расположена в Калининградской области. Осушенный земельный фонд Белоруссии составлял 1022 тыс. га. Подавляющая часть земель в те годы осушалась открытыми каналами. Однако после известного Постановления правительства СССР о мелиорации положение в России значительно изменилось за счет ввода новых осушенных земель в Нечерноземье. Причем, что весьма существенно, все новые системы, как правило, создавались с осушением закрытым дренажом. В качестве примера можно привести Смоленскую область, где имеется 200 тыс. га осушаемых земель, на которых расположено 265 хозяйств. Таким образом средний осушенный массив в области составляет 750 га.

Эти данные позволяют определить удельную протяженность каналов отдельно для систем с открытой и закрытой осушительной сетью (таблица 2).

Таблица 2 Удельная протяженность каналов осушительных систем

I Осушение открытыми каналами Осушение закрытым дренажом

Средние данные по Белоруссии (на 1000 га осушаемых земель на 01.01.70.) Средние данные по Смоленской области (на 1000 га осушаемых земель на 01.01.83r.)'

Тип канала Протяженность, км Тип канала Протяженность, км

Магистральные 18,1 Магистральные 2,53

Коллекторы 11,4 Проводящие 12,06

Оградительные 5,1 Оградительные 2,13

Осушители 35,2 Осушители 1,2

С точки зрения механизации важным является и другой параметр канала, а именно его глубина. В таблице 3 такие данные приведены, как по системам с открытой осушительной сетью (Белоруссия), так и по системам с закрытой осушительной сетью (Смоленская область).

Таблица 3 Распределение по глубине осушительных каналов в зависимости от их назначения

Средние данные по Белоруссии, Средние данные по Смолен-

в процентах. ской области, в процентах.

Назначение Глубина канала, м Назначение Глубина канала, м

каналов каналов

ДО 1.5... 20... свы до 1Д.. 2Д.. са>|

го 3,0 ив 1,5 2,0 3,0 ше

3,0 зд

Магистраль- - 66,0 24,0 10,0 Магист- - 23,6 63,7 12

ные ральные 7

Коллекторы 34,0 48,0 18,0 - Проводя- - 68,5 27,7

щие 3,8

Осушители и 30,0 60,0 10 - Огради- 73,4 23,0 3,6

оградитель- тельные -

ные каналы

В.П.Зенков, М.И.Хальненков. Планирование ремонтно-эксатуатационных забот мелиоративных систем на примере Смоленской области. // Тр. ВНИИ-ГиМ,- 1990r.-T.77.

2 Исследования рабочих органов каналоокашивающих

машин

Началом производства и освоения в нашей стране мелиоративных машин эксплуатационно-ремонтного профиля следует считать 1967 - 1970 г.г. Целый ряд институтов и КБ обратились к этой тематике. В первую очередь это институты ЦНИИМЭСХ и СКВ "Мелиормаш", к которым в дальнейшем присоединились ВНИИГиМ, ВНИИЗемМаш, СевНИИГиМ, ЮжНИИ-ГиМ, ЛитНИИГиМ.

Большой личный вклад в развитие этой отрасли машиностроения внесли ученые и конструкторы В.Н. Балакло, И.А. Иванова, В.М. Донской, З.Е. Гарбузов, B.C. Казаков, Л.А. Камышенцев, Б.М. Кизяев, Е.И. Копьев, A.A. Коршиков, В. И. Полунин, Е.Д. Томин, Р.Л. Турецкий и другие. Конструкторским работам сопутствовали широкомасштабные научные исследования и испытания машин.

Участвовал в этих работах и ОНИЛ МГМИ. Так, совместно с аспирантом Доан Чай в 1968 - 197О г.г. нами были проведены лабораторные и полевые исследования ротационного режущего аппарата мелиоративной косилки. Базой для исследования стала изготовленная Мозырским заводом первая отечественная однороторная косилка МСР-1,2. При диаметре ротора 1,75 м косилка могла окашивать откосы каналов глубиной до 1,2 м. Было установлено, что ротационный режущий аппарат эффективен, универсален и конструктивно прост. Он пригоден для среза практически любых стеблей с диаметрами до 15 мм с самыми различными физико-механическими свойствами и любой плотностью зарастания. Производительность ротационных рабочих органов оказалась выше, чем косилок с сегментно-пальцевыми режущими аппаратами.

Основной задачей исследований являлось изучение закономерностей процесса бесподпорного среза травянистой растительности на наклонных поверхностях, что отличает работу мелиоративной косилки от косилок сельскохозяйственного назначения.

Кроме того, требовалось установить, насколько ротор обладает свойствами подборщика, т.е. способен ли он не только срезать раститель-

юсть, но и выбрасывать ее за бровку канала. Для достижения этой цели >отор косилки МСР -1,2 был снабжен специальными лопатками.

Теоретические исследования базировались на работах основопо-южников теории режущих аппаратов Г.К.Васильева, В.П.Горячкина, !.А.Желиговского, Е.С.Босого, И.Ф.Василенко, А.Ю.Шилинского, :.М.Гутьяра, Ю.Ф.Новикова, В.И.Особова, Е.М.Штомбеля, В.И.Фомина.

Лабораторный эксперимент проводился на специальной установке с омощью электротензометрического метода измерений. Были исследова-ы усилия при торцевом и косом срезе стеблей различных растений.

Ниже приводятся некоторые результаты обработки эксперимен-шьных данных по определению усилий среза тростника в зависимости от о диаметра и скорости резания. Зависимости приводятся в аналитиче-:ой форме как наиболее удобной для практического использования.

Торцевой (прямой) срез Угол а = 0, скорость V = 5...20 м/с В этом случае усилие среза Р будет равно:

Р = 3,3-Р-е-005\н

эр- площадь живого сечения стебля.

Косой срез

Угол среза а = 20 ... 60° величина угла в формулах выражена в ра-анах, скорость V = 14 ... 20 м/с

В этом случае усилие среза Р будет равно:

Р = 1,5-<$ ■е-0,626'", н

Сравнения усилий среза в зависимости от угла а приведены ниже в ¡лице, где усилие при горизонтальном срезе условно принято за едини-

Таблица 4

эл наклона плоскости среза, в градусах 0° 20° 40° 60°

илие среза 1 0,78 0,65 0,55

Для обоснования выбора параметров гидромотора по мощности и пу оборотов был проведен теоретический расчет и поставлен зкепери-

мент. При этом принят во внимание процесс отбрасывания растительности и вынос ее за бровку канала.

В этом случае мощность, расходуемая на привод рабочего органа, складывается из следующих составляющих:

Мраб =Мср+Мот6+Мх.х,

где Ыср - мощность, потребная на срез стеблей;

1\|отб - мощность, расходуемая на отбрасывание срезанной растительности;

х - мощность холостого хода, которая расходуется на преодоление сопротивления воздуха лопатками и сопротивление трению.

Ыср = РК^Л/р ВТ,

где Р - усилие среза одного стебля, приведенное к среднему диаметру растений,

К' - количество стеблей, одновременно срезаемых одним сегментом, 7! - количество одновременно работающих сегментов, \/р - окружная скорость ротора.

N0x6 = Вт,

где 2., - количество лопаток;

А - работа, затрачиваемая на отбрасывание растительности одной лопаткой в секунду

2 1

где т, - масса растительности, отбрасываемая одной лопаткой в одну секунду.

Для определения массы, отбрасываемой одной лопаткой в секунду, необходимо знать площадь скашивания, осуществляемую одним сегментом за один оборот, которая может быть определена по формуле:

_Ум2яР

ср ш2 где V - скорость движения косилки, м/с,

Г., м2,

й - диаметр ротора с сегментами, м,

со - угловая скорость, с"1,

2 - число сегментов на диске.

Вес стеблей, срезаемых одним сегментом за один оборот

О^О^р, н,

где О - масса стеблей, срезаемых с одного квадратного метра, кг/м2

Если количество сегментов равно количеству лопаток, то масса ггеблей, отбрасываемая одной лопаткой за секунду, равна:

О п ОЯсрп ОУ й кг-с

т, = —- =-— = ——, —---.

60д 60д 2д м2

Скорость отбрасывания стеблей равна геометрической сумме окружной скорости на конце лопатки Уг и относительной скорости \/х:

Проведенные исследования выявили и существенный технологиче-:кий недостаток однороторной косилки. Диаметр ротора порядка двух мет-юв плохо вписывался в естественный микрорельеф откоса. Ножи доволь-ю часто задевали дерн, вырывая целые куски его вместе с грунтом. При 1спытаниях с макетными образцами различных параметров была установка необходимость перехода к многороторным конструкциям с соотноше-шем длины к ширине от 2:1 до 4:1, причем последний вариант более федпочтителен. Сегодня эти выводы подтверждаются образцами машин :ак мелиоративного, так и сельскохозяйственного назначения.

Исследования по определению усилий резания были затем продольны на многороторных косилках. В качестве экспериментального образца >ыл принят 4-роторный режущий аппарат косилки РР - 26.

Аспирант ААВоеводин провел полевые испытания на опытных участках с крутизной откосов 30, 45 и 60 градусов. Растительность на месте юпытаний была разнотравного состава с преобладанием влаголюбивых рав и по характеру травостоя соответствовала растительности, произрастающей на откосах каналов осушительных систем Московской области.

В процессе исследований был получен ряд осциллограмм с записью давлений в напорной и сливной магистралях, частоты вращения вала гидромотора, отметчика пути и времени.

Величину крутящего момента на валу ротора определяли по перепаду давлений в напорной и сливной магистралях, снятом с осциллограмм:

Мкр =0,0156qн -Др, НМ,

где - рабочий объем гидромотора, м3/об,

Др - величина перепада давлений, Н/м2.

Фактическая потребная мощность на привод ротора равна:

где сон - угловая скорость гидромотора с'1, т)„ - механический к.п.д. гидромотора, п„ - количество оборотов ротора за время опыта, I - время опыта, с.

Скорость движения машины регистрировалась числом отметок при помощи путеизмерительного колеса:

где пк - количество отметок за время опыта,

Ц - расстояние, пройденное колесом за время между двумя соседними отметками контактного прерывателя, м.

На рисунке 1 и 2 представлены зависимости N=((0, п), \/м). На рисунке 3 представлен баланс мощности привода ротационного рабочего органа при а=45°, п = 1600 мин"1 , = 2,6 м/с. Опыты проводились при густоте травостоя ч=1 ООО... 1500 стебл/м2. При данных частоте вращения ротора и поступательной скорости движения машины непрокос растительности не имеет места.

(1МК

Рисунок 1 - График функции Ы=Да, п) при ¥м=2,65 м'с, д-]2(Ю стебл'л?, Пр-500 мм.

Рисунок 3 - Баланс мощности привода роторного рабочего органа при а=45°, п = 1300 мин'1, Ум=2,6 м/с Проведенный расчет показал, что и в многороторных косилках н блюдается снижение потребной мощности при скашивании растительност с откосов по сравнению с резанием на горизонтальных участках. В завис мости от коэффициента заложения откоса степень снижения находится пределах 20... 40%.

Это положение может быть использовано в практических целях. Д ло в том, что самые распространенные в сельском хозяйстве трактор МТЗ-80 и ДТ-75 снабжены двигателями примерно равной мощности - око! 50 кВт. Это больше, чем требуется для навески одного режущего бруса шириной захвата 2,0 м. Но вызывало опасение, что для навески 2- брусь с общей шириной захвата 4,0 м, мощности окажется недостаточно.

Выявленное снижение усилий при косом срезе предопределило сс дание двухбрусных мелиоративных косилок. В определенных условиях э позволило увеличить производительность окашивающих машин в 1,5. раза. В 1988 г. такая машина была создана в Отраслевой лаборатор МГМИ. Ее испытания проводились на осушительных системах Латв! Приемочная комиссия Минводхоза СССР ее одобрила. Косилка под инд сом РР-44 была рекомендована к производству.

Теоретическое и экспериментальное исследование энергоемкости процесса сгребания и удаления растительности с откосов. На определенном этапе сложилось положение, когда промышленность уже приступила к изготовлению мелиоративных косилок, однако процесс подборки и удаления растительности из русла канала не был механизирован. Подборщик конвейерного типа ККД-1,5, опытный образец которого изготовлен Люберецким заводом сельскохозяйственного машиностроения, дальнейшего развития не получил, так как на малых поступательных скоростях производительность подборщика эксплуатационников не устраивала, а при увеличении скорости резко снижались качество подборки и надежность грабельного аппарата. В то же время наметившаяся тенденция к организации сбора и утилизации скошенной на каналах растительности для ее дальнейшей переработки на корм скоту не могла быть реализована без такого важного звена как подборщик.

В связи с этим мы с аспирантом А.В.Тихоновым провели лабораторные и полевые исследования процесса сгребания растительности, поставив перед собой задачу выявить возможность повышения производительности за счет увеличения скорости тяговой цепи и увеличения ширины захвата. Исследования также позволили решить вопросы повышения прочности граблин и выбора гидромотора привода цепи по мощности.

Процесс сгребания был снят на кинопленку. Обработка кинограммь позволила проследить движение по откосу одной граблины. Этот процесс состоял в следующем: граблина транспортирует растительность до бровки канала, где происходит разгрузка. При этом в начале движения растительность перед граблиной отсутствует, но по мере перемещения ее по откосу объем равномерно увеличивается. Масса валка перед граблиной изменяется за счет присоединения к общему объему новых растений, которые принимают такое же участие в движении, как если бы это были растения уже заполнившие объем рабочего пространства. Новые растения будут принадлежать к транспортируемым только с момента своего присоединения. Таким образом, движение валка в процессе перемещение граблины по откосу канала можно представить как движение переменной массы по наклонной плоскости.

Схема к определению усилий сгребания приведена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Схема к определению усилия сгребания: а - одной граблиной; б - рабочим органом граблей

Силу тяжести валка тд, находящегося на расстоянии у от начала откоса, разложим на две составляющие. Касательная составляющая силы тяжести Рп создает сопротивление подъему валка, нормальная - сопротивление перемещению за счет сил сцепления травы со стерней.

Считаем, что коэффициент сцепления цс есть величина постоянная, не зависящая от скорости рабочего органа и мощности валка. Тогда сопротивление от перемещения растительности по наклонной плоскости будет:

Рп +РТ =тд -эта+тд!^ со8а= д-у0 -Ь-|-|(5та+|10 -собс^у

где т = у о • И ■ Ь • у - масса валка, выраженная через плотность прокоса

То.

Ь - высота прокоса, Ь - ширина захвата граблины, у - путь набора.

Помимо усилия от сгребания, на каждую граблину еще действуют сопротивление от уплотнения растительности и усилия от динамических нагрузок.

Наряду с аналитическим решением задачи по определению составляющих усилий сгребания был проведен эксперимент с записью опытны) данных на осциллограф.

При известных значениях составляющих сопротивления можно определить баланс мощности на привод граблей. Мощность двигателя тракторного агрегата с грабельным аппаратом расходуется в основном в двух направлениях:

• на привод рабочего органа Ыро;

• на передвижение агрегата с рабочей скоростью Ылер.

Мощность, передаваемая на привод рабочего органа граблей тратится: » на преодоление сил сопротивления подъема валка ;

• на преодоление сил сцепления вал« со стерней Иг;

• на сообщение движение

Рисунок 5 - Баланс мощности тракторного агрегата с конвейерными граблями: а = 45°; Уцет= 3 м'с; У„ = 1 м/с

присоединяющимся растениям Ыпр; • на уплотнение растительности в процессе Г^. В аналитическом виде Ыро равно сумме следующих составляющих: Ь-В-р-д(В + 1г)-Эц -эта

N„ =■

К =

2-tr-nTp Ь- В- q-д(в + tr)-цс • Эц

', Вт;

cosa

2-t, -nTp b • В • q •

, Вт;

пр

tr ■ 11

, Вт;

тр

На рисунке 5 представлен энергетический баланс тракторного агрегата:

На базе проведенных исследований подборщик конвейерного типа был усовершенствован. Его испытание и применение в Калининградской области зафиксировали увеличение производительности на 25% при очень высоком качестве подборки.

3 Каналоокашивающие машины

На рисунке 6 приведена классификация каналоокашивающих машин, увязанная с технологическими приемами работ, а на рисунке 7 - конструктивные схемы некоторых машин. Разнообразие естественно - производственных условий и требований к машинам со стороны эксплуатационных организаций и специалистов - производственников привело к достаточно большому числу типов машин и конструкций. Поэтому прежде всего проанализируем приведенную выше классификацию.

Базовые шасси. Преимущество следует отдать тракторам. Поставленные на крупносерийное производство тракторы при одинаковых параметрах по мощности, скорости и грузоподъемности всегда будут, по крайней мере, дешевле самоходных шасси, хотя при агрегатировании их с навесными рабочими органами нередко возникают трудности.

Режущие аппараты. В большинстве случаев предпочтение следуе отдавать ротационным аппаратам как наиболее эффективным по надеж ности, производительности и стоимости. По технологическим качества|\ они также вполне приемлемы: не повреждают дерн на откосах и позволяю легко собрать скошенную растительность одним из видов граблей. Однак ротационный аппарат нельзя причислить к универсальным, так как он н обеспечивает скашивание травы в каналах, наполненных водой. На поль дерных системах, некоторых других каналах и водоприемниках эти ограни чения могут оказаться решающими с точки зрения отказа от применени рабочих органов ротационного типа.

Режущие аппараты сегментно-пальцевого (стригущего) типа так» не универсальны. С одной стороны, они могут окашивать откосы незав симо от того, сухие они или находятся под водой, но в то же время пр густоте травостоя более 2000...3000 стеблей на квадратный метр у косил'

с этими аппаратами резко снижается производительность. Отметим также преимущество сегментно-пальцеаых режущих аппаратов перед ротацион ными в весовых показателях. При агрегатировании с базовыми шасси косилок с большими вылетами это обстоятельство может оказаться весьма существенным.

Типы машин в зависимости от расположения их по отношению к каналам. Здесь различают машины внутриканальные, седлающие и консольные.

К окашивающим машинам внутриканального типа следует отнести малую механизацию, т.е. легкие конструкции с маломощными двигателями, шириной захвата 0,5 м (максимум 1,0). Однако применение их на крутых откосах с коэффициентами заложения 1...1.5 затруднено.

Машины седлающего типа были в свое время созданы с ориентиром на зону орошения, где каналы, проложенные, например, в полувыемке-полунасыпи, имеют узкие вершины дамб, затрудняющие проход очистных машин. В зоне осушения машины седлающего типа никаких преимуществ не имеют.

Таким образом, основным типом окашивающих машин следует при знать консольный или, как еще его называют, береговой тип. Эти машинь доминируют на осушительных системах.

На первый план при конструировании машин консольного типа выхо дят вопросы обеспечения поперечной устойчивости с коэффициент запаса не менее 1,4. Выполнить это условие непросто, поэтому и про изошло разделение каналоокашивающих машин на две группы: ! группа машин предназначена для окашивания откосов каналов глубиной до 2 м, II группа для каналов до 3 м глубины. Такое деление было предложено институтом ВНИИЗемМаш, в том числе и для каналоочистителей. Такую градацию одобрили и другие ведущие организации, хотя здесь есть и спорные стороны.

Ручные машины следует отнести к малой механизации. Это предопределяет их функции, т.е. применение на вспомогательных операциях. К таким операциям можно отнести доделочные работы по скашивания полос травы шириной до 0,5 м, оставшихся после прохода тракторных косилок на глубоких каналах и окашивание дна каналов, особенно небольшой ширины.

ТВСИС<Х«"ИЯ MEXfcHK:iX0CBAHHCi» ОЧИСТКИ «CMiW»

ОТ РАСТИТЕЛЬНОСТИ

ДОСДЛОчные CttbMXHrte >i да:*>040 рвс»>п«Ао<о>сп> « гиЫ1цад&.*

ОПЕРацИ" at">nf* мссгте. гморотвмнчвсм« сооруймчй pj^ww ма^шиим*

HABÊCHA« ИО^ЬСМЫЙ ТРАССР ФРОНТАЛЬНАЯ

кд мепио-

РАГиВНС1Г*3

НАЗНАЧЕНИЯ

.CETVBrfTHO-гмльцевыЛ РЕКЛЦИИ АППАРАТ

епз^лтио

nOCfWA-TîflbHOfO

попуидзг-

МАЯ «А КО-ЯЕСНыИ ТРАКТОР ко-СиЯКА-ЙЗМЕ

ГНаМИЕЛЬ /КГТОРИЛЯ МЕЛИОРАТИВНОГО ИАЗНАЧН-HUft

РОТОР - иэ-МЁПИИ-

горизонт альн ОЙ ОСЬЮ ВРАЩЕНИЯ

4»-24ф I Г~

SXC»' }

НАЙсСНАЯ НАТфУТОР ИЛИ ASTC-МОбМГЬ

косиж>

ИЗ«Л£ЛЪЧИ. ЩКэ-С

эжёкциёй

H3MDV<£H ИГЙ МАССЫ

КОМБИ-Н*.

яовдиный

6ИЧ«ВОЙ SAfASAH И

зжегто*.

МАЯ УСТАНОВКА

9 iî.'B «и-вм'

J СШУНОЩИЕ J БЕДОВЫЕ | В£РЕГ08Ь-Е | j КОмБИНИ©. 1 1 бЕгеоеыб 1

/ 7 \

/ / \ \ / 1 ' /

/ / M 1 \ / /

CAVQXÛfl НАВЕСНАЯ КАЭ£С»-ХЧ fWTVHABSC НАВЕСНАЯ iXWOXOfl- САМОХОД- ПЛАВУЧИЕ

«ЫЙ *АИА- Н4 ТРАКТО® КОАЕОЫЛ ИЫ6НА НА КОЛ5С- ЧЛЙ КОСТЯ- ИПИ г<А- МАШИНА- И БЕРЕГО-

РОО-ИСТИ- косилка с трактор ТРААГГОР, НЬ'Й ТрАГ,. КА С ИЗЛ'б- SÊCHAK НА ВЫЕ СРЕД*

теяь для ' инерцион- КОСИЛ/А грабли ме- ТОР или няющмм. ТРАКТОР КО- СТ9АДЯЯ

fTOeçCE- ней* РАЗ- МЕ/МОВД- ЛИОАРАТУВ г>щр*агАмг ей ЭОЛЕ- СИЛКА УД4ЛЁК4?

НИ* ТЕЖНИ. ГРУЗКОЙ Тизкхо ногоньа СКИЙ Эк' ТОК» СРАТИ6Н0Г0 CKOlifEX

чежото СРЕЗАННОЙ «ДЗ.Ч^ЧЕ. иАчения CK08AÎCP МЭНА.ЧЕКНЯ НОЛ РАС

У<ОДА ЗА КА- раститель- ИИЙ КОСИЛ** С С БОЛЬШЕ TiiTcnhHiX

КАЛАМИ ности ПОРЦИОИ-НЫМ СБРО- вылетом PA. 604« ОРГА- m

СОМ НОВ

КОУБНМИрО- ротсрс Сёгмеитно ГРАЗЛИ POMCHVM- K0M6WHHP С6ГМЕНТИО сегм&тю- ОЛАВУЧ»«:

8АКНЫЙ. ДВА ИЕРТЖАПЬ «Wbue- КОН- РОТАННЫЬ i'BAi ПАЛЬЦЕВЫЙ С TPAHC-

НО« ОСсО еый.одне- ВРАЕРКО решЕтнА- ДАЛРСЖУ- UAH ДЭ>5МО- Р€Х>И^Й ГКЧППЫМ

АГЛАРАГА С SPA^SCHMfl ИПИ Д ВУХ ТИПА гый ковш ЩИЯ АППА- ЖГвСЙ № АППАРАТ устройсг

ОТВАЛКИ U НОЖЕВОЙ ИСЕГМЕН- РАТА С ОТ. АУЩКЙ АП. аом. s£9b-

МКОГСХО0- РЕЖУЩЕЙ HMbUE ЭАПвМИ И ПАРАТ говые. с

UJOBOS РА- <0бш Ь'А ГР£Й<Ь€Р-

БОЧЕЕ Û6О- UMf. «1ПА- HoiW.OAW

fyjKW'W« РА7 ССЧЛсМЕЯ- -и/w

АППАРАТ КМ мно-

rOKOSlWO-

8UM PAS

PdVO*

рв-22;«д.1,5

охр;

Ccr-ï»

рр-гк, V*

•СССР;

Уисунок 0- Классификация шгшн и приемов механизированного уда тш растительное пи сот

косое мелиорапивные каналов

Рисунок 7 - Конструктивные схемы маишн для удаления растительности с каналов: а -

РР-23Ф; б- Ш-120;в-&1Ьек-Ш\'епа1; г- ШК-650; д-МСР-12; е-РР-22;ж~ ККД-1,5; з -250МВ; и - ВеИ<.епке£ег-3001; к - Ся1Ьеп; л ~ ЭСОКС-3; м - плавучие и береговые средства для удаления скошенной донной растительности Речь здесь идет о так называемых штанговых ротационных косилках, которые навешиваются на плечевой ремень оператора. Эти ручные машины - косилки могут быть снабжены двигателями внутреннего сгорания или электромоторами мощностью 1,0... 1,2 кВт и весят6...8 кг.

Косилки для скашивания растительности под водой. К этой категории машин относятся плавучие косилки и навесные рабочие органы, например, к экскаваторам, в виде специальных ковшей, снабженных режущим аппаратом.

В нашей стране плавучие косилки не изготавливались, хотя попытки их сконструировать были. В результате на некоторых осушительных системах, главным образом в Белоруссии, применялись косилки чехословацкого производства ЭСОКС. Однако для рационального использования плавучих косилок требуются особые условия: достаточная ширина каналов и высокий уровень воды на большой протяженности, что не всегда имеет место. Некоторое распространение получили ковши-косилки, но в этом случае канало-окашивающая машина переходит из ряда машин непрерывного действия в циклическую со всеми негативными последствиями, т.е. с низкой производительностью и высокой стоимостью работ.

Рассмотрим, как согласуется представленная классификация с реальным положением дел по окашиванию каналов в нашей стране.

Из числа машин, выпущенных крупными сериями, следует назвать в первую очередь РР-22, ККД-1,5, РР-26, РР-41, РР-42, МР-14, КМ-82, а также прошедшие приемочные испытания и рекомендованные к производству РР 28, РР-44. Все эти машины существенно отличаются по конструкции, пара метрам, базовым шасси, технологическим возможностям, стоимости. Но I определенных условиях эксплуатации каждая из них может иметь преиму щество перед другими. Поэтому решения вопросов приоритета тех ил иных машин следует искать в комплексе машин, позволяющем в разны сочетаниях проводить все операции по окашиванию на конкретных систе мах.

Технико-экономические расчеты выявляют достаточно высокие за траты на эксплуатацию каналов. Совершенно очевидно, что следует иска! резервы снижения стоимости работ и уменьшения числа машин, занятых н эксплуатационных работах. К таким резервам можно отнести: увеличени производительности, снижение металлоемкости и стоимости машин, в то числе путем замены гусеничных базовых шасси на колесные, увеличени ширины захвата режущих аппаратов и рабочих вылетов и ряд других коне рукторских решений по рабочим органам и их навеске.

При рассмотрении машин, которыми могут воспользоваться эксплуг тационники, обращает на себя внимание, что в основном они базируютс на гусеничных тракторах (РР-41, РР-42, РР-44, МР-14,МР-16) или на спец) ально подготовленном в конструктивном отношении колесном трактор (КМ-82). Единственная косилка РР-26 на базе "чистого" трактора МТЗ-{

имеет ограниченный рабочий вылет до 2 м и только частично может решать проблемы по окашиванига каналов.

Поэтому нами предлагается новая мелиоративная косилка РР-30 (рисунок 8), разработка которой выполнена сегодня на уровне технического проекта. Косилка базируется на тракторе МТЗ-80, без каких либо переделок или доделок последнего. Ротационный режущий аппарат с шириной захвата 1,5 м может окашивать откосы каналов глубиной до 3 м. Но главные достоинства косилки РР-30 - это возможность навески ее на любой трактор МТЗ-80, находящийся в хозяйстве. Таким образом, землепользователь может приобрести только косилку, а трактор для ее навески использовать в периоды, когда он не задействован на сельхозработах.

Для каналоокашивающей машины РР-30 предусмотрены еще два сменных рабочих органа. Это косилка для окашивания дна канала и поворотные грабли для сгребания и удаления скошенной травы из русла. (По конструкциям этих рабочих органов поданы заявки на предполагаемое изобретение).

Ранее косилка для дна не изготовлялась, поэтому считаем необходимым рассмотреть это предложение особо.

Окашивание дна канала крайне важная операция, ибо подъем уровня воды в канале, при прочих равных условиях, полностью зависит от степеж зарастания дна. С другой стороны, дно находится на самой удаленной точке о-бровки, что требует больших вылетов рабочих органов. Но главные трудности при скашивании вызывает наличие в канале воды. Из существующих рабочи> органов наиболее эффективен ковш-косилка, которым снабжены, в частности, ремонтные агрегаты КМ-82. Он универсален и может быть использован как на сухих каналах, так и на заполненных водой. Однако этот рабочий орган позиционного действия и производительность его крайне низка.

Поэтому нами предлагается, наряду с ковшом-косилкой, применять на окашивании дна каналов новый однороторный рабочий орган (рисунок 9). В 1997 г. совместно с аспирантом Чыонг Минь Зунг был выполнен технорабочий проект такой косилки в виде сменного рабочего органа к машине РР-30. Он способен окашивать траву выше уровня воды. Однако малые уровни воды в каналах порядка 0,1...0,15 м следует считать обычными. Высота стерни такого же порядка не вызовет возражений у эксплуатационников. Учитывая сильный разброс размеров дна каналов по ширине, на данной косилке предусмотрена возможность изменения ширины захвата (350, 450 и 550 мм), что достигается

установкой ножей различной длины. Навеска ротора на рабочее оборудование косилки РР-30 показана на рисунке 10.

Предлагается и новый рабочий орган непрерывного действия для скашивания растительности со дна каналов при повышенном уровне воды. Это предложение является альтернативным по отношению к плавучим косилкам. Известно, что некоторое распространение, в том числе и у нас в стране, получили плавучие косилки, главным образом чехословацкого производства. Их эксплуатация выявила наряду с положительными сторонами и определенные трудности в их использовании, связанные с частыми переустановками лодки из-за препятствий на каналах (шлюзы-регуляторы, затворы, мосты) и сложностью перебазировок с одного канала на другой.

Новый рабочий орган этих недостатков лишен. Он агрегатирован с трактором передвигающимся по берме, и с помощью подвески в виде стрелы может быть установлен в любом месте русла канала (рисунок 11). Нами разработан также на уровне изобретения (соавторы В.В.Андросов и Е.Р.Лидеман) режущий аппарат цепного типа с изменяющейся шириной захвата (рисунок 12), который будет установлен на этой машине. Очевидно, что рабочий орган для окашивания каналов, заполненных водой, может быть агрегатирован в виде сменного рабочего органа и к каналоокашивающей машине РР-30.

Предусмотрен к новой машине РР-30 и рабочий орган в веде поворотных граблей самого простого в конструктивном отношении и достаточно эффективного с точки зрения выполняемого технологического процесса. В отличие от обычных граблей, действующих вдоль откоса и способных только сгребать растительность в валки, данный рабочий орган снабжен гидроцилиндром, обеспечивающим поворот граблей на 90°. Такое решение позволяет при повторных проходах собрать все образовавшиеся после сгребания валки и удалить их из русла канала (рисунок 13).

4 Комплекс каналоокашивающих машин

Проблемы механизации эксплутационных работ в настоящее врем$ значительно отличаются от проблем десяти - пятнадцатилетней давности. Во первых, сократилась площадь осушительных систем и, во-вторых, коренныг* образом изменилась социально-экономическая обстановка в стране. Полны] хозрасчет и многоукладность в сельском хозяйстве, безусловно, должна отрг зиться на отношении землепользователей к приобретаемой технике. Покупат

мелиоративные машины, в частности, для эксплуатации каналов, землепользователь будет только по разумным ценам, которые он в состоянии компенсировать будущими доходами от продажи сельскохозяйственной продукции. Впрочем, не исключаются и другие варианты оплаты, когда эксплуатация наиболее важных для экономики страны систем будет финансироваться со стороны государства. Возможны решения и по организации прокатных пунктов, где землепользователь сможет взять на короткое время мелиоративную технику в аренду. Но очевидно, что в любом случае стоимость машин и их эксплуатации будет определяющей.

Предлагаем вести расчеты и давать экономическую оценку проводимым работам по удельным показателям, отнесенным на 1 га осушаемой площади, а не к единице длины канала или 1 га площади окаши-вания, как это принято сейчас. Новый удельный показатель даст возможность сразу определить суммарные затраты на окашивание всего осушаемого массива и дать общую экономическую оценку мелиоративным мероприятиям. Более понятен он и землепользователю, который может сопоставить расходы на 1 га с урожайностью и доходами.

Для определения показателей работы машин необходимо знать объемы работ, производительность машин и капитальные затраты на приобретение техники. Рассмотрим каждый из этих вопросов.

Объемы работ могут быть определены по средним данным отдельно для систем, осушение которых-производится открытыми каналами и отдельно для систем закрытых. В первом случае удельная протяженность каналов в зависимости от их назначения определена на основании данных по Белоруссии (таблица 3). Для закрытых систем в качестве района - представителя принята Смоленская область, где все системы, в основном, построены в недавнее время (таблица 3). Распределение каналов по глубине взято из тех же источников (таблица 4).

Принято, что машины-косилки выполняют операции по скашиванию берм и откосов. Операция по скашиванию дна каналов в расчет не включалась, так как машин для окашивания дна каналов пока не существует.

Рисунок 8- Новая каналоокаиыеаюиря ма иина РР -30-1 с рабочим о раиом для окаиивания отсосов каналов

Рисунок 10- Новая канапоокашваюиря .шиинаРР -30-2со с леннымр сбочимор тсмдяя

окагшвания дна каналов

Рисунок 12 - Предлагаемая конструктивная схема режущего аппарата для срезания растительности под водой

ния и удаления рас гт пильное пи из русла канала

Для определение производительности машин введено новое понятие "Условная скорость выполнения ремонтов" - \>ус, измеряемая в км/ч. Это связано с тем, что протяженность пути машины при окашивании каналов складывается не только из рабочих проходов, но и не в меньшей степени из проходов холостых.

Величина холостых проходов зависит от типа машины и выбранной технологии производства работ. Если обозначить рабочую скорость машины при выполнении операции окашивания - Ч/р, транспортную скорость при движении по проселочные дорогам - V*, то условная скорость выполнения ремонтов будет равна:

V V

уусп =—е——-К., км/ч, усп в

Л к

где А = — , т.е. - это безразмерная величина, показывающая соотноше-

ние протяженности холостых перегонов 1_х к протяженности рабочих проходов 1_р;

Кв - коэффициент использования машины по времени.

Если задан общий фонд годового времени, отведенного землеполь зователями на проведения работ по окашиванию Т, то предлагается фор^ мула для определения необходимого количества окашивающих машин:

вам

п =

Ч-ск0

' I- ^

т-

v тру

тр

где Э - протяженность каналов системы, км; а - количество укосов в течение года;

1 - необходимое количество проходов машин для проведения заданных операций, включая окашивание обеих сторон канала; Ур - рабочая скорость машины, км/ч;

С - коэффициент снижения условной рабочей скорости в зависимости от величины А.

А = холостые перегоны, км/рабочие проходы, км 0 0,5 1,0 2,0 3,0 |

Коэффициент С 1,0 0,95 0,9 0,82 0,71 '

Кв - коэффициент использования машины по времени; 1_ - транспортные перегоны между объектами, км; Ут - транспортная скорость каналоокашивающей машины, км/ч. Величины рабочих и транспортных скоростей машин, так же как и коэффициент Кв, определены опытным путем по данным приемочных и эксплуатационных испытаний целого ряда мелиоративных косилок, проводимых со сплошным хронометражом.

Эти данные помещены в таблицы 5 и 6.

Таблица 5 Рабочие скорости базовых тракторов при окашивании откосов и берм каналов различными режущими аппаратами.

Тип режущего аппарата Ротационный при плотности зарастания до 4000 стеб/м2 Рабочие скорости, км/ч

^ Состояние окашиваемой поверхности

Ровная 6...8 Деформированная 3...5

Ротационный при плотности зарастания выше 4000 стеб/м 5...7 2...4

Сегментно - пальцевый при плотности зарастания до 1000 стеб/м2 6...8 3...5

Сегментно - пальцевый при плотности зарастания более 1000 стеб/м2 2...3 2...3

Транспортные скорости машин на тракторной базе также определены из протоколов испытаний.

Таблица 6 Транспортные скорости каналоокашивающих машин

Ходовое оборудование базового шасси Транспортные скорости, км/ч

Тип дороги

Проселок Шоссе

Колесное 8...12 15...20

Гусеничное 6...10 -

Величина коэффициента Кв для всех машин принята равной 0,55,

что согласуется с большинством данных, зафиксированных на эксплуатационных испытаниях.

Оптовые цены машин определялись по прейскурантам разных лет и калькуляциям заводов-изготовителей. Все цены приведены к 1998 г. с учетом деноминации.

Используя приведенные выше данные, можно провести расчеты по определению приоритетов окашивающих машин и составить из них комплекс с наилучшими показателями. В расчет включены машины, производство которых освоено на заводах России и странах СНГ (КМ-82). Рассматривается и новая мелиоративная косилка РР-30, техническая документация на изготовление которой разрабатывается в настоящее время на кафедре мелиоративных и строительных машин МГУП (таблица 7).

Таблица 7 Каналоокашивающие машины, включенные в расчет

Наименование машин Базовые шасси Ширина захвата рабочего органа, м Глубина окашиваемых каналов, м

РР-26 МТЗ-80 2,0 ДО 2

РР-41 ДТ-75 2,0 доЗ

РР^44 (двухбрусная) ДТ-75 4,0 ДО 3

МР-14 ДТ-75Б 2,0 до 3

КМ-82 ЮМЗ 1,5 доЗ

РР-30 (новая) МТЗ-80 1,5 доЗ

Стоимость машино-часа подсчитывалась отдельно для базовых шасси и рабочих органов. Ремонтные агрегаты МР-14 и КМ-82, снабженные дополнительными сменными рабочими органами для очистных работ, включены в одну таблицу с тракторами.

Данные по стоимости машино-часа приведены в таблицах 8 и 9.

Таблица 8 Стоимость машино-часа работы базовых шасси, агрегати руемых с косилками и ремонтных агрегатов с набором рабочих орга нов, включая косилки

В ценах 1998 г

Наименование базо вьк машш о Годовые затраты и ш -Г Ы п ^ Стоимость машино-часа работы, рубЛ

и Суммарньс э плуатационн! затрат ы.руб. Годовая загрузка машины, ч

|ёю §88: ш -с (3 ■ <в а* И §§ га стоимость амортизация на год-руб/од о о п о о (О о о О) о о {V т- о о ю г- о о со 2100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Трактор МТЗ-80 53000 12,5 6625 21,63 со СО" Ь 8? Сй 00" с%/ ю й 3 8' 25,23 со а"

Трактор ДТ-75 76000 12,5 9500 24,75 56,35 ! 40,55 35,25 32,65 31,05 29,95 ю см а> см

Трактор ДТ-75Б 88000 12,5 11000 25,45 61,45 43,75 37,65 34,55 32,75 31,55 30,65

Агрегат КМ-82 на базе ЮМЗ 117000 16,0 16029 23,95 [ 77,38 [ 50,06 41,76 37,25 34,55 32,85 1 31,58 I

Афегат МРИ 4 на базе ДТ-75Б 130000 16,0 20800 24,55 93,85 59,15 44,65 41,85 38,35 36,05 ю 55'

Таблица 9 Стоимость машино-часа работы каналоокашивающих рабочих органов (без трактора)

В ценах 1998 г.

з X 1 1 га X а. Базовье шасси Назначение рабочего органа Тип рабочего органа * га н X га <0 га X а Глубина окаимвамэго канала ,м \о £ л 3 б к § ¥ г Д Годов ЬБ затрет ы Суммарные экс-плуа таци-он-ные затраты Стоимость машино-часа, рубЛ

1 га г га Стоимость амэртюации Годовая загрузка машины, ч

г« =1 0 ■4: ю >. а аг ю >, а о ш 7™ о о м о 1Л о о (С о ю о 8 5? о

1 $ о. о. 2 со а а ь ^ га £ 3 со ё а) I га ш га б 4 Л X X о ^ 3 га к £ 5 о см" 6 см о =1 7 о о о см т— 8 о со" 9 10 И 12 13 14 15 16 17 ю со" 11 00 оо"

о СП N. ю Т1-" оо" СП ю" 0) оо 00 о"

РР -41и РР -42 Тоэктоо ПТ -75 ч О I- <и * о I- о см" п о СГ о о о (О о со" Т— о со 1Л см О см" О СП ю о т- со Г*." см со" ■з-ю" СО ■5Г

Продолжение таблицы 9

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

ю гт

РР-44 15 а о I-х го а н- То же То же о со О сг 28000 16,0 4480 см СчТ 32,3 17,8 12,9 10,5 9,18 т— СО •ч-К

РР-30 о со о о 1-ы со а 1- То же То же ю т— сэ о 4 14000 16,0 2240 СО 16,2 | о а? со со" ю" 00 -3-" см 05 со"

Результаты расчета удельных показателей каналоокашиваюи машин на системах с закрытой и открытой осушительной сетью предел лены в виде графических зависимостей (рисунки 14 и 15).

На графиках рассмотрены два технологических варианта окаши/

ния.

В первом случае мелиоративная косилка РР-30 и двухбрусная коа ка РР-44 окашивают самостоятельно все элементы каналов, включая б мы.

При втором варианте косилка РР-26 окашивает бермы и перв проходом откосы всех каналов, а косилки с большими вылетами рабо1 органов РР-30 и РР-44 заканчивают операции окашивания вторым и тре им проходами.

Из графика (рисунок 14) видно, что на системах с закрытым дре жом площадью до 3000 га наиболее выгодна технология, при которой элементы каналов скашиваются косилкой РР-30. Однако на больших площади системах двухбрусная косилка РР-44 с шириной захвата 4,( будет составлять ей конкуренцию. Что касается косилки РР-26 с выле-рабочего органа до 2,0 м, то в рассматриваемом случае у нее никаких г имуществ в использовании нет.

МР-14

Бермы и откосы всех каналов.

ПЛОЩЭДЬ4С$иЕНИЯ

Рисунок 14 - Удельные показатели работы капалоокаш ивающих машин на системах, осушаемых закрытым дренажам

По-другому выглядит работа косилки РР-26 на открытых системах [рисунок 15). Здесь удельная протяженность каналов мелкой сети (осушителей) почти в 30 раз больше. В этом случае применение косилки РР-26 недорогой, более простой по конструкции и удобной в управлении окажется целесообразным. На системах, площадь которых превышает 2500 га, совместная работа машин РР-26 и РР-30 оказывается результативной. В то же время двухбрусная косилка РР-44 на открытых системах с площадью до 3000 га выгодного применения не найдет.

Из сопоставления и анализа графических зависимостей можно сделать вывод, что первое место по целесообразности применения на различных системах следует отдать окашивающей машине на базе колесного трактора МТЗ-80 с шириной захвата режущего аппарата 1,5 ми рабочего вылета до 4,5 м.

Очевидно и решение по косилке РР-26. Ее производство следует в( зобновить. Применение косилки на различных системах в той или иной ст( пени будет оправдано. Что касается двухбрусной косилки РР-44, то он может оказаться конкурентоспособной на закрытых системах с больше площадью осушения.

РР-44 Бйрмы и откосы все'

------- РР-30 Бермы и откосы всех качал с> в РР-26 Бермы и откосы \ 1 проход. \ РР-30 отюеы-\ 2 и 3 проходы

il min i '1с v.'-'i 200 0 2500 30í10

ПЛ01Щдь ocyujmw», ra

Рисунок 15 - Удельные показатели работы каналоокашиеающга машин на систе мах, осушаемых открытыми каналами

В расчет были включены и ремонтные агрегаты КМ-82 и МР-14. V графиков видно, что применение их на чисто окашивающих операциях ж целесообразно. Слишком высока покупная стоимость этих машин, что отразилось на показателях.

Во всех приведенных расчетах годовая загрузка базового трактор принята 1200 ч. Это означает, что по окончании операций окашивания кг налов трактор, если это возможно, будет использован на других работах.

Величина А, равная соотношению протяженности холостых и рабе чих проходов, принята равной для закрытых систем - 1,0, для открытых 0,5.

5 Технология удаления и использования в

кормопроизводстве растительности, скошенной с берм и

откосов каналов

Снижению затрат на техническую эксплуатацию систем может способствовать утилизация скошенной травы для нужд кормопроизводства Такую задачу мы поставили с аспирантом А.В.Тихоновым, изучив естественно-производственные и социальные условия в развитом в мелиоративном отношении регионе России - Калининградской области.

Практика сбора скошенной травы и использование ее на корм скоту существовала давно. На некоторых системах, особенно это было распространено в Белоруссии, откосы и бермы специально засевались ценными в кормовом отношении травами. Сосредоточение значительного количестве травы на каналах и удобство ее ручного скашивания всегда привлекалс внимание окрестных сельских жителей. Однако о промышленных метода} заготовки травы для использования ее в кормопроизводстве долгое врем! речь не шла. Далеко не везде для этого были благоприятные условия, не главное не было комплекса машин, способного полностью механизироват все заготовительные операции.

С усовершенствованием подборщика конвейерного типа, способног с достаточной производительностью и при хорошем качестве собирать откосов скошенную траву и выкладывать ее за бровку канала на берм; такая возможность появилась.

Технико-экономические расчеты показывали, что в отдельных ра& онах страны использование растительности для нужд кормопроизводств. может дать большой экономический эффект. Так, в Славском районе Калинин градской области на территории 1350 км2 протяженность мелиоративных ка налов составляет более 8 тыс. км. С откосов и берм этих каналов може' быть скошено в год (при средней урожайности 60 - 70 ц/га) более 50 тыс/ травы, из которой можно приготовить травяную муку, сенаж, силос или се но.

Для проводящих и магистральных каналов технология включает пять операций (рисунок 16):

1 Окашивание бермы фронтальной косилкой мелиоративного назначения РР-23Ф.

2 Скашивание растительности с откосов косилкой первое типоразмера РР-22 или ККД 1,5.

3 Скашивание растительности с откосов косилкой второго типе размера ККД-1,5 (вылет рабочего органа до 3 м).

4 Сгребание скошенной растительности с нижней части откоса не верх на расстояние до 1,5 - 2 м от бровки канала. Операция выполня ется граблями конвейерного типа ККД- 1,5Т.

5 Сгребание растительности в верхней части откоса и образовг ние валка на берме канала (ККД-1,5Т).

Вывоз травы на кормозаготовительные пункты завершает технолог ческий процесс окашивания откосов и берм и является дополнительны источником кормов для животноводства.

Уложенный конвейерными граблями валок может быть собран сель скохозяйственными уборочными машинами: подборщиками - измельчит« лями -погрузчиками, пресс-подборщиками и другими машинами общег назначения. Пути дальнейшего использования растительности зависят с ее кормовой ценности и климатической зоны хозяйства. Кормовая ценное! растительности, произрастающей на каналах, ежегодно повышается с вн( дрением подсева культурных трав, вытесняющих сорняки, а также путе залужения и одерновки откосов.

Проведенные обследования мелиоративных систем Калининградскс области выявили большое разнообразие растительности, пригодной для ну) кормопроизводства:

ценные кормовые.......................................45...55%

грубые и кормовые в молодом состоянии......20...25%

сорные......................................................10... 25%

Также было установлено, что удаленность осушаемых площадей ( кормозаготовительных предприятий не превышает в среднем 13-15 км. Н пример, для Славского района это расстояние составило 0,5 - 20 км.

Скаиа передЬиЛения коншекса пиши«

мо приготовление трабяной пуки

на сена*

напри901пе8/>ем/е иьтпьченнозо сена

на жиВотио&дческие на силос ^рлы

Рисунок 16- Технологический колппекс маимн для вьпачнения опер арт скаиивания.сгребания и подборки рас пи пильное пи с каналов и далб с целью испол шования ее в производств корлюв : I-фронтмьная косинка РР -23Ф; 2- косилка 1типоразлера РР -22; 3- косилка Пт июразлераККД-1,5; 4и 5- подборирк ККД-1,5; 6- подборЩ1 к кзлельчитглъ погрузчи к К>'Ф-1,8

Рисунок 17 - Зависимость затрат Н, себестоимости продукции С и величины прибыли Э от урожайности убираемых трав у при Ь=15 км. В ценах 1980 г.

На рисунках 17 и 18 представлены графические зависимости, характ ризующие производство работ комплексом машин в рассматриваемом техн логическом процессе.

На рисунке 17 даны зависимости затрат Н, себестоимости продукць С и величины прибыли Э от урожайности растительности q, в ценах 1980 Зависимости построены для объема работ окашивания 8 тыс. га и средж дальности перевозок травяной резки 15 км. Как видно из графика, мак с мальная прибыль 67,5 тыс. руб будет получена при урожайности 110 ц/г Минимальная прибыль 4,8 тыс. руб. при урожайности 30 ц/га. С увеличен ем урожайности себестоимость продукции снижается от 0,9 до 0,3 руб./ Таким образом, эффективность технологии обеспечивается даже при с мой низкой урожайности убираемых трав.

На рисунке 18 даны эти же зависимости, но от средней дальнос перевозок. При увеличении дальности транспортирования от 5 до 25 * себестоимость возрастает, а эффективность технологии снижается. Тг при расстоянии 5 км будет получен максимальный эффект 49,4 тыс. руб

Рисунок 18 - Зависимости затрат Н, себестоимости продукции С и величины прибыли Э от дальности транспортирования растительности L при q-110 ц/гс

' В ценах 1980 г.

Эксперимент показал, что выпускаемые в настоящее время отечес венной промышленностью машины позволяют составить технологичесм комплекс, обеспечивающий выполнение всех операций от скашивания (. доставки растительности с каналов на кормозаготовительные предприятия

Рентабельность указанных работ обеспечивается при урожайност растительности не более 30 ц/га и дальности транспортирования до 20-2 км.

6 Комплексы каналоочистительных машин

Рассматривается группа мелиоративных машин, предназначенна: для очистки дна канала от наносов и заиления. Очистные операции прово дятся ежегодно в рамках ухода за сетью и периодически раз в 2 ... 4 года. Ь первом случае удельные объемы наносов, как правило, незначительны порядка 0,015 ... 0,025 м3 Если возникает необходимость в ремонте кана ла, то на небольшой длине, главным образом, вблизи устьев каналов и е местах их сопряжений.

Однако с течением времени положение меняется, процесс обра: вания наносов идет более интенсивно и через несколько лет удельн объемы могут достигнуть 0,1 ... 0,3 м3 и более, угрожая нарушением не мального функционирования канала. Очистные работы в этом случае пр урочивают к текущим ремонтам сети и выполняют специальными машш ми.

Отметим, что текущий ремонт каналов ответственная операция, качественного выполнения которой в большой степени зависит не толь работа сети, но и сроки службы самих каналов.

Известно, что при надлежащей технической эксплуатации осуи тельной сети капитальные ремонты сведены к минимуму и составляет в( го 1,5 - 3,0% от протяженности всех каналов. Причем цифры эти складые ются, главным образом, из аварийных объемов в результате обрушен! оползней, завалов после паводков, ливневых дождей и т.п. На отдельн системах, где сеть состоит из одернованных каналов с укрепленными от1 сами, а уход проводится особенно тщательно, надобность в капитальн ремонтах практически отпадает.

До семидесятых годов почти все эксплуатационные операции, в т числе по окашиванию и очистке дна каналов, выполнялись вручную сила русловых ремонтеров. Они и обеспечивали надлежащее качество работ.

Очевидно, что с появлением очистных машин требование к качест ни в коем случае не должно снижаться. Однако этот вопрос оказался ! мым сложным. Далеко не все из выпускаемых ныне машин могут выполм эти требования. Как следствие сроки службы каналов до очередного каг тального ремонта стали быстро снижаться.

Специальные мелиоративные машины для очистки дна каналов пс вились на осушительных системах СССР в 1967 г. Это были фрезерн] каналоочистители Д-490, Д-910, КОБ-1,5, МР-7 и, наконец, МР-14 на ба трактора тягового класса 3,0 (ДТ-75Б), обладающего наиболее соверши ной конструкцией и способного очищать дно каналов глубиной до 2 м.

Для более глубоких каналов машиностроители создали фрезерн! каналоочистители МР-10 на базе гусеничного трактора тягового класса £ (Т-130Б), а затем МР-16 на базе болотоходного трактора Т-170Б тяговс класса 10,0.

Длительное время эти каналоочистители были по сути единстве ными машинами, предназначенными для очистки дна каналов. Отношени«

ним со стороны мелиораторов неоднозначно. С одной стороны, отмечалась высокая производительность, с другой, - выражалось сомнение в целесообразности их использования из-за низкого качества работ. Обращали внимание и на другие недостатки: быстрый износ лопастей ротора, забрасывание грунтом не только откосов, но и прилегающих к каналу участков полей. Но основные претензии со стороны производственников относятся все же к качеству работ. Трактористу, двигающемуся по неровной поверхности бермы и на достаточно большом расстоянии от дна канала, трудно избежать нарушения прямолинейности и заданной глубины канала, что приводит к крайне нежелательному подрезанию нижних частей одернованных откосов, что затем нередко заканчивается их размыванием и обрушением.

Ряд институтов и КБ пытались выправить положение. Появились новые специальные рабочие органы на базе одноковшовых экскаваторов: драглайн с боковой стрелой, уширенные и поворотные ковши к обратной лопате. Но эти машины обладали очень низкой производительностью.

В 1986 г. к работам по созданию машин для очистки дна каналов подключилась и Отраслевая лаборатория МГМИ. Нами был предложен, на /ровне изобретения, новый тип навесного каналоочистителя с продольным движением ковша по жестким направляющим. Главное его преимущество -зысокое качество проводимых работ по очистке и планировке дна каналов а высокая надежность машин в целом.

Эта машина циклического действия, но благодаря большому рабочему ходу ковша (5,5...6,Ом)ее производительность оказалась приемлемой.

Указанный каналоочиститепь под индексом РР-303 был поставлен в 1987 г. на производство заводом Минводхоза СССР в г. Хасавюрте. Голов-юй образец проходил длительные эксплуатационные испытания на очист-:е каналов польдерных систем в Ярославской области. За три года экс-туатации не произошло ни одной значительной поломки. Эксплуатацион-|ая производительность каналоочистителя составляла 200...250 м очи-ценного канала в час. Однако в 1990 г. выпуск каналоочистителя РР-303, ак и всех других очистных машин, по известным причинам был приоста-ювлен.

Сложившееся сегодня положение требует безотлагательных реше-ий как по возобновлению выпуска крайне необходимой мелиоративной ехники уже проверенной временем, так и по проведению исследователь-

:жих и конструкторских работ по поиску новых, более совершенных, типов иашин.

Разнообразие естественно-производственных условий не исключает 1рименение на эксплуатационно-ремонтных работах машин различных по -ехнологическим особенностям, производительности и даже качеству вы-юлняемых работ, однако основным условием выбора той или иной машины все же является стоимость очистки.

Рассмотрим приоритеты машин по затратам на примере каналоочи-стителей, освоенных нашей промышленностью и уже применяемых на производстве. Это фрезерные каналоочистители непрерывного действия МР-14 и МР-16 и цикличные машины: ремонтный агрегат КМ-82 с обратной лопатой и поворотным ковшом и каналоочиститель РР-303 с продольным движением ковша.

В таблице 10 приведены результаты расчета стоимости машино-часа указанных машин в зависимости от их годовой загрузки.

На базе полученных данных определены удельные затраты использования четырех различных типов машин, выполняющих текущие ремонты каналов на системах с закрытой осушительной сетью (на примере Смоленской области) при периодичности проведения ремонтов один раз в 3 года.

На графиках (рисунок 19) обращают на себя внимание чрезмерные затраты на эксплуатацию каналоочистителя МР-16, особенно на системах с площадью осушения до 1000 га. Напомним при этом, что средний размер осушительного массива по Смоленской области составляет 750 га. Видимо, на подобных системах каналоочиститель МР-16, агрегатированный с трактором промышленного типа, вряд ли найдет применение. Несколько лучше показатели у фрезерного каналоочистителя МР-14. Однако обращаем внимание, что по своим параметрам эта машина способна очищать только каналы глубиной до 2 м.

Таким образом, каналоочиститель циклического действия РР-303 оказывается на сегодняшний день лучшим по экономическим показателям.

Но при выборочном проведении текущих ремонтов, как это имеет место в рассматриваемом случае, универсальный ремонтный агрегат КМ-82 с набором сменных рабочих органов, позволяющих последовательно проводить и очистку и окашивание, может при определенном соотношении объемов работ по этим двум операциям оттеснить на второе место комплект из 2 машин каналоочистителя РР-303 и мелиоративной косилки.

Весьма важен и другой вопрос - качество ремонта. Здесь, на наш 1яд, вне конкуренции каналоочиститель с продольным по оси канала 1жением ковша. Такая технологическая особенность машины позволяет |В0дить очистку дна каналов с таким качеством, которое может быть внимо с ручными работами. Применение подобных машин может суще-енно, в несколько раз, увеличить сроки службы каналов до капитального юнта, что окажется решающим экономическим фактором.

В то же время каналоочиститель РР-303 на базе гусеничного тракто-цостаточно металлоемкая и дорогая машина, что нельзя не учитывать, ому нами сделана попытка разработать новые конструктивные схемы иин упрощенного типа со сниженной продажной стоимостью, но доста-чо эффективных для широкого применения.

Таблица 10 Стоимость машино-часа работы каналоочиститель-(машин

В ценах 1998 г.

дмено- Балан- Услов. Годовые затраты Сум- Стоимость машино-

■ие ма- совая скор. марные часа, руб.

шин стои- вы- Амо Стои- эксплуа- Годовая загрузка ма-

мость, полн. рто- мость тац. шины, ч

руб. ремонтов, км/ч за- ция, % амортизации в год, рубУгод затраты на час работы, руб. 50 300 900

-14 на 130000 0,6 16 20800 24,55 440,5 93,8 47,6

е трак-аДТ-75

-16 на 360000 0,5 16 57600 31,01 1183,0 223,0 95,0

этрак-Т-170Б

-82 на 117000 0,1 16 18720 23,95 398,3 86,3 44,7

этрак-¡ЮМЗ

303 на 95000 0,25 16 15200 22,9 326,9 73,5 39,7

з трак-ДТ-75Б

1000 2000 Площадь осушемкя, г«

Рисунок 19 - Удельная стоимость очистки дна каналов в зависимости от площади осушения при периодичности текущих ремонтов - раз в три года

7 Пути снижения эксплуатационных затрат за счет

создания машин с новыми конструктивными схемами

Конъюнктурные соображения, связанные с экономикой, требуют, по райней мере на ближайшие 6...8 лет, максимально снизить стоимость ма-иин эксплуатационно-ремонтного назначения, даже в ущерб их некоторым показателям, например производительности. Если это не сделать, то най-ется немало землепользователей, вынужденных отказаться от мелиора-ии из-за нехватки средств. Сегодня совершенно ясно, что сложные и дороге мелиоративные машины вряд ли найдут спрос.

В связи с такой постановкой вопроса нами разработаны на стадии :кизных проектов варианты окашивающей и каналоочистительной машин, эсилку под индексом РР-31 можно назвать быстросъемным приспособле-1ем к трактору МТЗ-80 для скашивания откосов каналов. Ее основные па-шетры: ширина захвата двухроторного режущего аппарата -1,0 м, рабо-)й вылет - 3,0 м, а со вставкой до 4,0 м (рисунок 20), Привод косилки осу-эствляется от гидросистемы трактора и не требует установки дополни-

ельного насоса на валу отбора мощности. Шарнирно сочлененная система (авески рабочего органа типа "стрела - рукоять" заменена телескопической ггрелой простейшей конструкции. Подмоторная рама отсутствует, посколь-у навеска стрелы осуществлена впереди трактора, что, кстати, очень добно для монтажа. Предельно облегчен и режущий аппарат. Косилка РР-11 по предварительным расчетам будет дешевле косилки РР-30 в 2...3 1аза.

У предлагаемой новой машины для очистки дна каналов РР-304 со-ранена схема продольного движения ковша по жестким направляющим, но онструкция ее по сравнению с каналоочистителем РР-303 значительно зменена. Во-первых, гусеничный базовый трактор ДТ-75Б заменен на колес-ый МТЗ-80. В этом уже заложена немалая экономия стоимости эксплуатации. 1о главная особенность, коренным образом влияющая на экономическую си-уацию, состоит в том, что конструкция каналоочистителя выполнена в виде абочего органа, монтируемого сбоку трактора (рисунок 21). Это означает, что абочий орган может быть куплен отдельно и легко соединен с любым трак-ором МТЗ-80. Такой рабочий орган может быть охарактеризован как при-тавной. Он опирается на собственный колесный ход и шарнирно соединятся с трактором в двух точках.

Предусмотрена и регулировка плеча восстанавливающего момента а счет изменения длины тяг, соединяющих рабочий орган и трактор. Рас-еты показывают, что такая конструкция может обеспечить устойчивость ашины при очистке каналов глубиной до 3 м при вместимости ковша 0,15 3 Проработан и вариант приставного каналоочистителя к трактору Т-25 ля очистки дна каналов глубиной до 2 м.

Стоимость приставного рабочего органа РР-304 будет в 4...5 раз еньше стоимости любого из рассматриваемых выше каналоочистителей.

Определенную пользу при эксплуатации мелиоративных систем моет принести и малая механизация. К малой механизации мы относим бы-гросъемные навесные, простые по конструкции и недорогие, рабочие ор-1ны различного назначения, которые в считанные минуты могут быть уста-эвлены на заднюю навеску любого трактора и после выполнения ремонтах операций легко сняты.

Малая механизация значительно облегчит проведение технического эслуживания и ремонта сооружений на мелиоративной сети: мостов, пе-зездов, шлюзов-регуляторов, колодцев и др. Приобретенные рабочие ор-

аны землепользователь сможет с успехом применить и на других работах, Фязанных с обустройством крестьянских хозяйств, на погрузочно->азгрузочных операциях, очистке территорий, ремонте хозяйственных по-;троек.

Все рабочие органы, представленные на рисунке 22, сконструирова-1Ы лично автором доклада. Нами же разработана и вся техническая доку-иентация, необходимая для серийного выпуска машин.

Рабочие органы прошли ведомственные приемочные испытания и поставлены на производство на Лакинском заводе "Ремез".

ШЖ.

if—^z^ 1 ¡

Рисунок 20- Новая костка для окаиивания откосов РР -31

Рисунок 21- НовыI каналоочиспитгль с продольным деижнием ко виа РР -304 (;ар и -апт агрегагшрования с трактзром Т -25)

На

-Л £

чл-Д --ч». л

рисунок 22- Комплекс быстросъемных навесных рабочих органов к тракторам гяговых классов 0,б... 1,4. а) Обратная лопата; б) Гидравлический кран; в) Фронтальный погрузчик; г) Погрузчик с задней навеской; д) Кран-стрела; е) Универсальный подъемник-погрузчик

8 ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Проведенные исследования и испытания машин позволяют сделать 1едующие основные выводы:

1 Определены приоритеты отдельных машин и групп машин в азличных сочетаниях при использовании их на системах с открытой и застой осушительной сетью.

Предложено не возобновлять производство каналоокашивающих лашин РР-28, РР-41 и каналоочиститетелей ЭМ-152Б и МР-16 как не ¡меющих преимуществ в технологическом плане и нерентабельных по тоимости эксплуатации.

При выборе базового шасси для косилок следует ориентироваться ■олько на колесные тракторы, например тягового класса 1,4 в стандартном 1сполнении.

Гусеничные базовые шасси, например ДТ-75, будут конкурентоспособны только при навеске двухбрусных косилок с общей шириной захвате не менее 4,0 м, при использовании их на крупных системах, осушаемых закрытым дренажом.

Установлено, что фрезерные каналоочистители не решают всех задач по проведению текущих ремонтов каналов из-за низкого качества выполняемых работ и значительных эксплуатационных затрат. Более перспективными являются каналоочистители с продольным движением ковша. Они более качественно выполняют операции по очистке дна канала, что приводит к значительному увеличению межремонтных сроков проведения капитальных ремонтов. Это обстоятельство может иметь решающее значение.

2 Намечены пути дальнейшего снижения стоимости эксплуатационных затрат за счет создания машин с новыми конструктивными схемами. Предложены быстросъемная навесная косилка и совершенно новый тип приставного каналоочистителя к колесным тракторам. Это позволит землепользователю приобретать только рабочие органы, которые могут быть легко агрегатированы с любым трактором, находящимся у него в хозяйстве.

3 Обоснована Система машин для эксплуатационно-ремонтных работ на осушительных системах. Рекомендуется включить в Систему ряд машин, уже освоенных отечественной промышленностью и новые, предложенные в ходе проведенных исследований (таблица 11).

4 Выявлена возможность частичной компенсации эксплуатационных затрат за счет использования скошенной травы в кормопроизводстве. В связи с этим предложен комплекс машин, позволяющий осуществить полный цикл скашивания и сбора растительности. Комплекс испытан и внедрен в Славском районе Калининградской области. Установлено, что только в одном этом районе на площади окашивания, равной 8 тыс. га., урожайности травы на откосах и бермах 110 ц/га может быть вывезено на загото-

1ьные пункты 68,0 тыс. т травы. При средней дальности транспорти-1 15 км прибыль выразится в сумме 675 тыс. руб. (в ценах 1998 г.), что иа существенно.

5 Проведены исследования по энергетике процесса скашивания. Ус-шено, что при бесподпорном косом срезе стеблей имеет место значите, на 20.. .40%, снижение усилий среза. Это обстоятельство реализова-з практике, в частности, при создании конструкции двухбрусной косилки 4. Полученный расчетным и экспериментальным путем баланс мощности юокашивающей машины позволил обосновать выбор параметров гидро-ода режущих аппаратов.

6 Исследована кинематика и динамика подборщика для скошен-растительности конвейерного типа, в результате чего найдены конст-орские решения, повышающие его производительность и надежность.

7 В расчетах по определению технико-эксплуатационных и эконо-5ских показателей работы машин предложено производительность 1ставлять в виде условной скорости проведения ремонтов с учетом хо-ых технологических проходов, а экономическую оценку эксплуатацион-емонтной техники давать на основании удельной стоимости гектара иаемой площади.

8 Обосновано применение средств малой механизации для техни-:ого обслуживания и ремонта сооружений на мелиоративной сети, дложены конструкции новых быстросъемных рабочих органов к колес-I тракторам.

пица 11 Мелиоративные машины эксплутационно-ремонтного на-чения, рекомендуемые для включения в Систему машин В...2006 г.г.

А. Каналоокашивающие машины

ме- Выполняемая Базо- Основные параметры Состояние

шие операция вое производства

чин шасси ширина захвата, м рабочий вылет, м

2. 3. 4. 5. 6.

-26 Окашивание откосов МТЗ-80 2,0 2,0 Возобновление производства

Продолжение таблицы 11

РР-44 (двух-брусная)

То же

ДТ-75

4,0

Возобновлю производст

РР-30 с тремя видами сменных рабочих органов: РР-30-1

РР-30-2

РР-30-3

Окашивание

откосов Окашивание дна канала Сгребание растительности

МТЗ-80 Тоже То же

1,5 0,35... 0,55 2,0

4,5 4,5 4,5

Новая

РР-31

{упрощенный вариант)

Окашивание откосов

То же

1,0

3,0

Новая

Ковш-косилка

Окашивание дна канала

КМ-82

2,0

4,0

Возобновле производст!

Б. Каналоочистители

МР-14 Очистка дна каналов ДТ-75 Б 0,7 2,0 Возобновлен производстве

РР-303 То же ДТ-75Б 0,35...0,55 4,5 Возобновлен производствг

РР-304 То же МТЗ-80 0,35 4,0 Новая

КМ-82 с поворотным ковшом Очистка дна каналов ЮМЗ 2,0 4,5 Возобновлен производствг

должение таблицы 11

Быстросъемные рабочие органы «тракторам тяговых классов 0,6...3,0 для обслуживания и ремонта сооружений на мелиоративной сети

ле- Базовый Основные параметры Состояние

а- трак- Тяговый класс трактора производства

а тор (тяго- 0,6 1.4 3,0

о- вый

о а- класс)

2 3 4 5 6

• Т-25 (0,6) Вмести- Вмести- Поставлен на

3- МТЗ-80 мость мость производство

к (1.4) ковша ковша

0,25 м3 0,5 м3

ав- Т-25 (0,6) Грузоподъ- Грузо- То же

MT3-S0 емность подъем-

н (1.4) 0,3 т ность 0,5т

Н- Т-25 (0,6) Грузоподъ- Грузо- Грузоподъ- То же

е- МТЗ-80 емность подъем- емность 2 т

1 (1.4) 0,3 т ность

ДТ-75 (3,0) 0,63 т

1- Т-25 (0,6) Грузоподъ- Грузо- То же

)- МТЗ-80 емность подъем-

ь- (1.4) крана 0,3 т ность

по- Вмести- крана

3- мость ков- 0,63 т

к ша 0,25 м3 Вмести-

мость

ковша

0,5 м3

СПИСОК НАУЧНЫХ ТРУДОВ И ИЗОБРЕТЕНИЙ, ПОЛОЖЕННЫХ В ОСНОВУ НАУЧНОГО ДОКЛАДА

Справочник по эксплуатации и ремонту строительного оборудования. - №: Стройиздат, 1954. -12 п.л. (Соавт. Коперин В В.).

2 Обследование одноковшовых экскаваторов в условиях эксплуатации // Техн. сборник ВНИИстройдормаша 1946. - 0,2 п.л.

3 Новые Машины для очистки осушительных каналов // Гидротехника и мелиорация. - М.: 1967. - № 1. - 0,3 п л.

4 Машина для прокладки мелиоративных каналов // Техника в сельском хозяйстве. - М.: 1967. № 6. - 0,2 п.л.

5 Рекомендации по системе машин для эксплуатационных работ // Тез. докл. на семинаре МГМИ 1984г.

6 Об улучшении использования машин на очистке осушительных каналов II Гидротехника и мелиорация. - М., 1969. - № 2. - 0,2 п л. (Соавт. Кокоз В.А.).

7 Каналоокашивающие машины на мелиоративных работах // Сельское хозяйство Белоруссии. - Бел.,1969. - № 11. (Соавт. Розанцев Ю.М.).

8 Вопросы проходимости гусеничных экскаваторов на слабых грунтах II Гидротехника и мелиорация. - М., 1967. - № 9.

9 Охрана труда : учеб. пособие для гидромелиоративных ин-ов. - М.: Колос, 1966. - 11,7 пл.

10 Механизация эксплуатационных работ на мелиоративных системах Латвии // Тез. докл. на совещании в Минводхозе Латвии, 1968 г.

11 Мелиорация и водное хозяйство : Справочник (глава по механизации эксплуатационных работ). - Бел., - 1969. - 0,4 п.л.

12 Малая механизация при уходе за мелиоративными системами // Сельское хозяйство Латвии. - Лат., - 1969. - № 11. (соавт. Кроме М.Э.).

13 Условие применения машин для окашивания растительности на каналах // Труды МГМИ. -М., - 1969.

14 Механизация работ по устройству и эксплуатации мелиоративных каналов: Монография. - М.: Колос, 1969. - 14,5 п.л. (Соавт. Томин Е.Д., Копьев Е.И.).

15 Рекомендации по применению каналоочистителя КОБ 1,5. - М.: Изд. Минводхоза СССР, 1969. - 0,6 п.л. (Соавт. Томин Е.Д., Коньев Е.И.).

16 Рекомендации по применению каналоочистителя Д-490. - М.: Изд. Минводхоза СССР, 1969. - 0,6 п.л.

17 Загрузка каналоочистительных машин // Сельское хозяйство Латвии. - Лат., 1969. - 0,2 п. л. (Соавт. Кроме М.Э.).

18 Эффективность механизированной очистки мелиоративных каналов //Труды МГМИ. - М., 1969. -0,3 п.л.

Э Зарубежные машины для очистки каналов // Инф. сборник Минст-ройдормаша СССР. - М., 1970. - 0,5 п л.

} Комплекс машин для проведения операций ухода за осушительной сетью // Тез. семинара Минводхоза СССР 1970 г.

1 Механизация мелиоративных работ // Гидротехника и мелиорация. -М., 1971. -№ 6. - 0,3 п.л. (Соавт. Розанцев Ю.М.).

I Рекомендации по применению косилки РР-22. - М.: Изд. Минводхоза СССР, - М., 1972. - 1,0 п.л. (Соавт. Андросов В.В., Полинский В.А.)

3 Механизация гидротехнических работ : Учебное пособие для с.-х. техникумов по специальности "Гидромелиорация". - М.: Колос, 1973. -18 п.л. (Соавт. Рябов Г.А., Суриков В.В.).

% Техника безопасности при управлении косилкой РР-26. - М.: Изд. Минводхоза СССР, 1977.'- 1,0 п.л. (Соавт. Андросов В.В., Сюи Л.С.).

5 Рекомендации по применению косилки РР-41. - М.: Изд. Минводхоза СССР, 1977. - 1,0 п.л. (Соавт. Андросов В.В., Тихонов A.B.).

3 Рекомендации по применению косилки РР-26. - М.: Изд. Минводхоза СССР, 1978. - 1,0 п.л. (Соавт. Андросов В.В., Тихонов A.B.).

7 Какой комплекс машин необходим для содержания осушительных каналов? // Гидротехника и мелиорация. - М., 1977. -№ 4. - 0,4 п.л. (Соавт. Васильев Б.А., Иванов В.И.).

В Новая мелиоративная косилка // Гидротехника и мелиорация. - М., 1977. - № 8. - 0,3 п.л. (Соавт. Андросов В.В., Воеводин A.A.).

Э Технологические приемы механизированного удаления растительности. // Труды МГМИ. - Т. 59-0,3 п.л. ( Соавт. Тихонов A.B.).

Э Технология удаления и использования в кормопроизводстве растительности с откосов каналов и дамб. // Труды МГМИ. - Т. 59 - 0,3 п.л. (Соавт. Тихонов A.B.)

I Мелиоративные машины : Учебник для с.-х. вузов по специальности "Механизация гидромелиоративных работ". - М.: Колос, 1980. - 30,8 п.л. (Соавт. Суриков В.В., Ревин Ю.Г. и др.).

! Эксплуатационникам комплекс машин // Гидротехника и мелиорация. - М., 1980.-N311.-0,3 п. л.

3 Безопасность при эксплуатации ротационных косилок II Труды МГМИ. -М., 1981. - Т. 70. 1-0,2 п.л. (Соавт. Андросов В.В., Сюи Л.С.).

54 Технологическое и технико-экономическое обоснование комплекса каналоокашивающих машин//Труды МГМИ. - М., 1982. - Т. 71. -0,2 п л. (Соавт. Воеводин A.A.).

35 Исследование энергоемкости процесса скашивания растительности с откосов канала ротационным рабочим органом // Труды МГМИ. -М., 1984. - Т.77. - 0,25 п.л. (Соавт. Воеводин A.A.).

36 Агрегат для скашиввания водной растительности Н Труды МГМИ. -М., 1986. - Т. 80. - 0,2 п.л. (Соавт. Андросов В.В.).

37 Мелиорация и водное хозяйство : Справочник. - М.: Колос, 1984. - Т. 2 (Коллектив авторов).

38 Система машин для сельского хозяйства на 1986... 1995 г.г. Раздел "Мелиорация". -М., 1988. (Коллектив авторов).

39 Поворотный рыхлитель к гидравлическому экскаватору II Труды МГМИ. - М., 1989. - 0,2 п.л. (Соавт. Андросов В.В., Леонтьев Ю.П.).

40 Современное состояние и перспективы развития автоматики при строительстве и ремонте мелиоративных каналов // Тез. докл. на научно-технической конференции МГМИ 1990 г.

41 Практикум по мелиоративным машинам : Учебное пособие для студентов с.-х. вузов по специальности "Механизация гидромелиоративных работ". - М.: Колос, 1995. - 12 п.л. (Соавт. Суриков В.В., Ре-вин Ю.Г. и др.).

42 Строительные машины для механизации гидромелиоративных работ : Учебник для вузов по специальности "Механизация мелиоративных работ". - М.: Агропромиздат, 1991. - 29 п.л. (Соавт. Суриков В.В., Поддубный В.И. и др.).

43 Мелиоративные и строительные машины : Учебник для с.-х. техникумое по специальности "Гидромелиорация". - М.: Агропромиздат, 1985. - 19,€ п.л. (Соавт. Суриков В.В., Васильев Б.А.).

44 Мелиоративные и строительные машины. - М.: Агропромиздат, 1992 - 30 п.л. (Соавт. Суриков В.В., Павлинов A.A.).

45 Мелиоративные машины. - М.: Колос, 1998. - 30 п.л. (в печати). (Со' авт. Ревин Ю.Г., Суриков В.В и др.).

Изобретения

Рабочее оборудование к стреловому экскаватору. - A.c. № 272152, 1970. (Соавт. Кизяев Б.М., Томин Е.Д., Копьев Е.И.) Навесная косилка. - A.c. № 411800, 1974. (Соавт. Андросов В.В., Полинский В.А.).

Гидромеханический привод ножа косилки. - A.c. № 46288, 1975. (Коллектив авторов).

Планетарный механизм привода ножа режущего аппарата. - A.c. № 417120, 1974. (Соавт. A.B. Тихонов, В.А. Полинский, В.В. Андросов). Ходовая часть каналоочистительной машины. - A.c. № 214406, 1968. (Соавт. Кизяев Б.М., Томин Е.Д., Копьев Е.И.).

Устройство для навески на самоходные шасси режущего аппарата косилки. - A.c. № 562239, 1977. (Соавт. В.В. Андросов, В.А. Полинский, В.Б. Марцинковский). : Ковш планировщика. - A.c. № 569688, 1977. (Соавт. В.В. Андросов,

A.B. Васильев, Ю.П. Леоонтьев).

I Каналоочиститель. - A.c. № 562626, 1977. (Соавт. А.В.Васильев,

Ю.П. Леонтьев, В.А. Полинский, В.В. Андросов), t Устройство для очитки дна каналов. - A.c. № 638685, 1978. (Соавт.

B.А. Полинский, В.В. Андросов, A.B. Васильев).

5 Ковш землеройно-транспортной машины. - A.c. № 606941, 1978.

(Коллектив авторов). 5 Ковш землеройной машины. - A.c. № 734350, 1980. (Соавт. В.А. Полинский, В.В. Андросов, Ю.П. Леонтьев, A.B. Васильев). 1 Сменное оборудование к одноковшовому экскаватору. - A.c. № 728428, 1979. (Соавт. В.В. Андросов, A.B. Васильев, В.А. Полинский, В.Г. Песков).

8 Рабочее оборудование гидравлического экскаватора. - A.c. № 840242, 1981. (Коллектив авторов).

9 Агрегат для скашивания водной растительности. - A.c. № 1309928, 1987. (Соавт. В.В.-Андросов, И В. Федоров, Е.Р.Лидеман).

0 Пат. 146072 ГДР 1981. Каналочиститель. (Соавт. В.В. Андросов, A.B. Васильев, В.А. Полинский).

1 Пат. 206090, ЧССР, 1984. Каналоочистительное оборудование к экскаватору. (Соавт. A.B. Васильев, В.В. Андросов, В.А. Полинский).

Московский государственный университет природообустройства ® ЛР№ 020360 от 13.01.1992

Зак№ 230 Тираж!

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора технических наук, Гантман, Владимир Бенцианович, Москва

Московский государственный университет природообустройства

Гантман Владимир Бенцианович

ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ МАШИН ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-РЕМОНТНЫХ РАБОТ НА ОСУШИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

Специальности:

06.01.02 - Сельскохозяйственная мелиорация 05.20.04 - Сельскохозяйственные и мелиоративные машины

Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора технических наук

С / |1

Й?

-{Москву 1998

Q & JT / # V с Э

■г ' / / / -Л

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Сурин В.А. Доктор технических наук, профессор Казаков B.C. Доктор технических наук, профессор Особое В.И.

Защита состоится 18 мая 1998 г " заседании дис-

сертационного совета Д 120/ ударственном

университете природообустс' 127550, Москва, Ул. Прянии

С диссертацией в видь лакомиться

в библиотеке МГУП. ___

Диссертация в виде науч а5_ » апреля 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета профессор, кандидат техн. наук Яковлева Л.В.

еоетсш

ГОСУ^ДРСТЗЕНН* "Шшотщ*

а 3510-$$ А

¿/'W-.-г/ jjf- &

' * ~ v- / 1

Введение

Эффективность сельскохозяйственных мелиорации требует глобального научного обоснования и экономической оценки. Большой вклад в развитие мелиорации внесли отечественные ученые Костяков А.Н., Аверьянов С.Ф., Айдаров И.П., Аскоченский А.Н., Брудастов А.Д. Голованов А.И., Зубец В.М., Зузик Д.Т., Марков E.C., Сурин В.А., Шабанов В В., Шумаков Б.А., Шумаков Б.Б. и др.

Из машин, применяемых в мелиорации, нами выбрана для исследования техника, предназначенная для проведения эксплуатационно-ремонтных работ, имеющих весьма важное, а иногда и решающее значение для нормального функционирования систем. Среди этих работ наиболее трудоемкими и сложными для исполнения являются операции по уходу^ ремонту открытых мелиоративных каналов. Это обстоятельство сле-; - ет ^ыделить особо, что и учтено при исследовании.

j Разграничим зоны осушения и орошения. Различия зон достаточно Это связано с номенклатурой эксплуатационных операций, конст-,явными формами каналов, соотношением их геометрических размеров, . -эльными объемами очистки, видами грунтов и видами растительности,

--1: 1

Новые социально-экономические отношения в нашей стране, появ-лёние многоукладное™ в сельском хозяйстве, перевод всех землепользо-

Задачи исследований. Для решения рассматриваемой проблемы были поставлены следующие задачи:

1 Собрать данные по осушительным системам в различных регионах нашей страны и странах СНГ.

2 Определить объемы эксплуатационных работ на осушительных системах. ' "

3 Определить требования к качеству выполняемых работ.

4 Проанализировать общую классификацию машин и обосновать выбранные для комплекса конструктивные схемы.

5 Обосновать выбор базовых шасси.

6 Определить энергетические затраты на бесподпорный срез растений на откосах канала.

тивные объекты, комплекс машин, с одной стороны, и природная среда с другой.

В соответствии с целями и задачами проведены лабораторные и полевые эксперименты. Широко использованы производственные проверки машин в периоды их приемочных и эксплуатационных испытаний. Данные хронометража этих испытаний, проводимых многократно на различных системах, позволили с достаточной степенью достоверное™ определить целый ряд технико-эксплуатационных показателей испытуемых машин. При обработке экспериментальных данных использовались методы теории вероятности и математической статистики с применением ЭВМ.

Научная новизна работы заключается в установлении приоритетов машин эксплуатационно-ремонтного назначения на основании их технологически х качеств, влияния на окружающую среду, а также технико-эксплуатационных и экономических показателей.

Результаты исследований позволили обосновать Систему машин, которую мы рекомендуем на ближайшие 8... 10 лет.

В расчеты технико-эксплуатационных и экономических показателей введено понятие - скорость выполнения ремонтов. Эта величина, измеряемая в км/ч, учитывает не только рабочие проходы, но и неизбежные на очистных работах технологические холостые пробеги, В эту величину может быть заложен и коэффициент использования машины по времени. 8 энергетических расчетах учтена специфика окашивания откосов ротационным режущим аппаратом. Проведенные лабораторные и полевые исследования позволили установить величину усилия при косом срезе стебля. Эта величина в дальнейшем закладывалась в расчеты, связанные с определением потребной мощности двигателя и силовых агрегатов гидросистемы.

1 Каналоокашивающие машины

Марка Базо- Режущий Ши- Рабо- Завод - Количество

ма- вые аппарат рина чий изготови- изготов-

шины шасси захвата, м вылет, м тель ленных машин, шт

1 2 3 4 5 6 7

РР-21 Т-25 Сегментно-пальцевый 2,0 2,0 Тирасполь- скиймех. завод 120

РР-22 МТЗ-80 Сегментно-пальцевый 2,0 2,0 Тираополь- скиймех. завод 200

РР-23 МТЗ-80 Сегментно- 2,0 Тирасполь- Опытный

(фрон- пальцевый ский мех. образец

тальная) завод

РР-26 МТЗ-80 Ротационный 2,0 2,0 1)Бронницк ое отделение сельхозтехники 2) Курский рем,завод 12000 6000

РР-28 МТЗ-80 Сегментно-папьцевый 1,5 3,0 Бронницкое отделение сельхозтехники Опытный образец. Рекомендован к производству

РР 41 ДТ-75 Ротацион- 2,0 4,0 Бронницкое 2000

и ный отделение

РР-42 сельхозтехники

Продолжение таблицы 1

1 2 3 4 5 6 7

РР-44 (двух-брус-ная) ДТ - 75 Ротационный 4,0 4,0 Бронницкое отделение сельхозтехники Опытный образец. Рекомендован к производству

2 Каналоочистители

Марка машины Базовые шасси Рабочий орган Рабочий вы лет, м Завод -изготовитель Количество изготовленных машин, шт

РР-303 ДТ-75Б Ковш с продольным движением по оси канала 4,5 Рем. Завод в г. Хасавюрте Опытная партия - 7 шт.

технических конференциях и совещания в МГМИ, БелНИИиВХ, 4НИИМЭСХ, С КБ "Мелиормаш", ВНИИГиМ, ЛитНИИГиМ, ВНИИЗемМаш, а "акже на техсоветах Министерств мелиорации и водного хозяйства СССР и ^СФСР, Белоруссии, Украины, Латвии, а также на техсоветах Главводхоза ТГСХиП РФ.

1 ЭКСПЛУТАЦИОННО - РЕМОНТНЫЕ РАБОТЫ НА ОСУШИТЕЛЬНЫХ

системах

блемой. Трудности вызваны в первую очередь разнообразием естественно-производственных условий. Специфика географических зон, геометрические размеры каналов, размещение их на местности, удельные объемы заиления и наносов, плотность и характер зарастания предопределяют систему машин с широким диапазоном параметров рабочих органов, конструктивных схем. Положение усугубляется различным состоянием каналов: деформированным профилем, изменением уровня воды в течение сезона - от паводка до полного высыхания, засоренностью русла камнями и погребенной древесиной. Наконец, затрудняют механизированную очистку многочисленные сооружения на каналах: мосты, затворы, водовыпуски и т.п.. Нередко на осушительных системах затруднены подходы к каналам. Это может носить постоянный характер, например, близость лесного массива, строений и т.д., и временный. 8 последнем случае ограничения вызывают посевы, когда запахиваются дороги вдоль каналов и бермы, вплоть до самых бровок. Заметим также, что заиление и наносы распределяются по длине каналов крайне неравномерно. Для проводящей сети, например, максимальные объемы сосредоточены обычно в местах сопряжений каналов. В то же время в других частях каналов объемы наносов могут быть в несколько раз меньше. Такая же картина наблюдается на каналах регулирующей сети, где необходимость в очистке возникает главным образом на нижних отметках.

В состав ежегодных и периодических эксплуатационно - ремонтных работ входят следующие операции:

1 очистка дна каналов от заиления и наносов;

2 скашивание растительности с

Информация о работе

Гантман, Владимир Бенцианович
доктора технических наук
Москва, 1998
ВАК 06.01.02

Диссертация

Обоснование системы машин для эксплуатационно-ремонтных работ на осушительных системах - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы