Мелиративные машины

Мелиративные машины. 

            Многоопорные электрифицированные  дождевальные машины  «Днепр»  , «Кубань», «Коломенка», а также  колесные трубопроводы ДКН-80 и  ТКС-90 представляют группу машин  оборудованных электроприводом. 

            Колесные трубопроводы ДКН-80, ТКС-90 и дождевальная машина «Днепр» работают позиционно, а от позиции к позиции перемещаются фронтально. Такие условия работы позволяют эффективно использовать электропривод. Так как в этом случае используется один передвижной источник электропитания в комплексе с несколькими машинами, рационально используется земля, а отсутствие у машин насосного агрегата обеспечивает высокую экономическую эффективность топлива. Разобщенность процесса полива и передвижения практически исключают опасность в работе оператора. 

            Перспективен электрический привод  на многодвигательных машинах,  работающих с забором воды  из открытого канала («Кубань»). В  этих машинах для создания  требуемого напора ставятся дизель-насосные  установки. Логическим добавлением  к дизель-насосной установке является генератор для выработки электроэнергии, обеспечивающей питанием  двигатели опорных тележек. Электромеханические передачи имеют ряд преимуществ по сравнению с другими приводами, применяемых в дождевальных машинах. Использование электродвигателей в многоопорных дождевальных машинах позволяет повысить надежность в работе, улучшает тяговые качества машины, создает благоприятные условия для автоматизации управления ими. 

            В последующих разделах  приведены  технические характеристики, технологические схемы работы, элемента привода и автоматизации вышеперечисленных машин с электрическим приводом. 

            Вопросы, связанные с энергосбережением,  улучшением условий труда оператора,  а также с охраной окружающей  среды, ставят под сомнение использование дизельных двигателей в многоопорных дождевальных машинах с электроприводом, т.е. необходима их замена на электродвигатели, подключенные к центральной энергосистеме страны. Многообещающим представляется применение постоянного тока, а также движителей высокой проходимости на базе мотор-колеса. 

  

Дождевальный фронтальный  с механизированным перемещением «Днепр»  ДФ-120. 

            «Днепр» ДФ-120 является одной из  первых отечественных  электрифицированных  машин. Дождевальная машина ДФ-120 предназначена для полива зерновых и технических культур, лугов и пастбищ.  Водопроводящий трубопровод машины расположен над поверхностью поля на расстоянии 2,1 м, что позволяет поливать и высокостебельные культуры. Машина ДФ-120 «Днепр» имеет фронтальное перемещение и работает позиционно. Основные конструктивные элементы машины «Днепр» отмечены на рис.1-2 

Дождевальная машина «Днепр» состоит из водопроводящего  пояса, расположенного на опорных тележках, ферм, на каждой из которых два среднеструйных дождевальных аппарата, передвижной электрической станции. 

  
 
 

Рис. 1 Дождевальная машина «Днепр» : 

  

а - конструктивная схема; б - начальная часть; 1 - опорная тележка; 2 - подсоединительтельный трубопровод; 3 - водопроводящий трубопровод;  4 - дождевальные аппараты; 5 - фермы-открылки; 6 - гидранты; 7 -  передвижная электрическая станция; 8 - мачта; 9 -  стремянка; 10 - соединительная труба; 11 - сливной клапан; 12 - система раскрепляющих тросов 

  

            Водопроводящий пояс представляет  собой трубопровод, собранный из соединительных труб, оборудованных сливными клапанами, двух подсоединительных трубопроводов с опорами. Трубопровод поддерживается системой раскрепляющих тросов, уголками и мачтой на каждой опорной тележке. На выходной патрубок закрытой оросительной сети, от которой работает дождеватель, устанавливаются гидранты, служащие переходным соединительным звеном между водопроводящим поясом машины и оросительной сетью. 
 
 

Рис.2 Дождевальная машина ДФ-120 «Днепр». 

  

а - общий вид; б - схема водоподачи при поливе. 

  

Техническая характеристика дождевателя фронтального ДФ-120 «Днепр». 

  

Тип машины                                                                          Многоопорная машина с фронтальным  

механизированным  перемещением на позиции. 

Водозабор                                                                              Из открытой оросительной 

 сети 

Привод                                                                                   Электрический 

Источник электроэнергии                                                    Передвижная электрическая  

станция-генератор  ЕСС5-82-42 с приводом от ВОМ  

трактора ЮМЗ-6л ( ЮМЗ-6КЛ/6КМ) 

Мощность электродвигателя мотор-редуктора, кВт                      1,1 

Габаритные размеры  машины в рабочем и транспортном 

положении, м: 

            длина                                                                                      448 

            ширина                                                                                   27 

            высота                                                                                    5,3 

Количество секций, шт.                                                                   17 

Расстояние между  гидрантами, м                                                    54 

Расход, л/с                                                                                          120 

Напор на гидранте, м.вод.ст.                                                           45±5 

Средняя интенсивность  дождя, мм/мин                                         0,3 

Количество дождевальных аппаратов, шт.: 

            а) с механизмом секторного  полива и  

с соплами Д=7; 4 мм                                                             4 

            б) без механизма секторного  полива и 

с соплами Д=7; 12 ; 4 мм                                                      30 

Марка дождевальных аппаратов                                                   «Роса-3» 

Производительность за 1 час основного времени при норме 

600 м3/га, га/ч                                                                                     0,71 

Ширина захвата  с учетом перекрытия, м                                        460 

Рабочая скорость передвижения машины, км/ч                             0,49 

Допустимый уклон  поля                                                                  0,02 

Количество опорных  тележек, кг                                                    13700±1,5% 

  

  

  

Привод машины и автоматизация технологических процессов полива 

            Передвижение машины с позиции  на позицию осуществляется с  помощью электропривода. В состав  электропривода входят мотор-редукторы,  смонтированные на каждой из  семнадцати опорных тележках, системы управления и сигнализации, а также силовые кабели. На рис. 3 показан основной элемент привода машины - опорная тележка. 
 
 

Рис. 3 Опорная тележка: 

1 - стеблевод; 2 - колесо; 3 - ось; 4 - кожух мотор-редуктора; 5 - рама; 6 - желоб; 7 - мотор-редуктор; 8 - звездочка натяжная; 9 - цепная передача; 10 - передача зубчатая цилиндрическая. 

            Опорная тележка представляет  собой сварную пространственную  раму из элементов трубчатого  профиля, опирающуюся на два  металлических колеса. Мощность  мотор-редуктора каждой тележки 1,1 кВт, напряжение 230 В. Вращение колес осуществляется через пару цилиндрических зубчатых колес от промежуточного вала. Промежуточный вал, в свою очередь, приводится в движение от звездочек, расположенных на валу мотор-редуктора, при  помощи цепных передач, смонтированных на тележке. 

            Электроснабжение привода обеспечивается  от электрогенератора с ходоуменьшением,  установленного на тракторе ЮМЗ-6М,  с номинальной  мощностью 44 кВт. Электрогенератор приводится  в движение от вала отбора мощности трактора. Напряжение в сети 220 В, частота 50 Гц. 

            Для сохранения прямолинейности  поливного трубопровода имеются  специальные электрические синхронизирующие  устройства с напряжением в  сети 120 В, включающие конечные выключатели, магнитные пускатели и блоки ртутных переключателей. Механизм управления подсоединен ко всем тележкам, за исключением первой и последней. 

            Выравнивание движения промежуточных  тележек выполняется автоматическим  механизмом синхронизации, изображенном на рис. 4. 
 
 

Рис. 4. Механизм  управления машины «Днепр»: 

1 - проводящий трубопровод; 2 - штанга; 3 - опорный ролик; 4 - трос; 5 - тяга штанги; 6 - барабан; 7 - подвеска; 8 - пружина; 9 - ртутный прерыватель; 10 - кулачок; 11 - рычаг сигнализирующего устройства; 12 - кулачковый вал; 13 - концевые выключатели. Стрелкой показано направление движения машины. 

            Если какая-либо тележка опережает  соседние, то штанга смещается  относительно изогнувшегося водопроводящего  трубопровода в сторону, противоположную направлению движения  машины, и с помощью троса поворачивает барабан, а вместе с ним и кулачковый вал, выключая тем самым верхний конечный выключатель. Выключатель отключает магнитный пускатель двигателя-редуктора и тележка останавливается. После выравнивания трубопровода штанга под действием пружины смещается вперед по ходу движения машины, двигатель-редуктор включается и тележка вновь начинается двигаться. 

            Если в результате нарушения  работы электропривода тележки  изгиб трубопровода становится недопустимым, то штанга поворачивает ртутный прерыватель и цепь размыкается. При этом на пульте управления гаснет лампочка и включается звуковой сигнал, требующий вмешательства машиниста-оператора. 

  

Модификация машины «Днепр» ДФ-120. 

            Базовая модель машины имеет  17 опорных тележек. Производственные  условия иногда требуют уменьшения  рабочей длины дождевателя. Для  этих случаев промышленность  выпускает четыре модификации  машины, в которых рабочая ширина  захвата сокращена до 352 м, расчетный расход уменьшен до 92 л/с, а потребляемая мощность уменьшена с 18,7 кВт до 14,3 кВт. Указанные минимальные параметры соответствуют машине с 13 рабочими секциями. 

  

  

  

Использованная литература:  

  

          1. В. Ф. Озерин « Автоматизация и привод дождевальных и поливных машин», Москва 1988, Ротапринт МИИСП им. Горячкина