Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ состояния каіiajiob и конструкций мелиоративных косилок 13
1.1. Интенсивность зарастания мелиоративных каналов 13
1.2. Влияние степени зарастания каналов на их гидравлические параметры 17
1.3. Распределение сорной растительности по поперечному сечению канала 20
1.4. Основная сорная растительность мелиоративных каналов 24
1.5. Способы уничтожения сорной растительности на мелиоративных каналах 26
1.5.1. Механический способ борьбы с сорной растительностью 27
1.6. Конструкции режущих аппаратов мелиоративных косилок 30
1.7. Мелиоративные косилки отечественного производства 36
1.7.1. Косилки с режущим аппаратом возвратно-поступательного типа 36
1.7.2. Мелиоративные косилки с режущим аппаратом ротационного типа с вертикальной осью вращения 38
1.7.3. Косилки с режущим аппаратом ротационного типа с горизонтальной осью вращения (спирального типа) 41
1.7.4. Плавучие камышекосилки для борьбы с растительностью на каналах 43
1.8. Косилки зарубежного производства 51
1.9. Выводы по главе 53
ГЛАВА 2. Теоретическое исследование технологического процесса скашивания растительности на каналах 55
2.1. Математическая модель поверхности дамб каналов 55
2.2. Теоретическое обоснование параметров копирующего устройства режущего аппарата косилки 51
2.3. Влияние процесса скашивания растительности на КПД каналов 59
2.4. Анализ основных параметров режущего аппарата возвратно - поступательного действия 62
2.5. Анализ параметров режущего аппарата спирального (шнекового) типа с горизонтальной осью вращения 69
2.5.1. Уравнение траектории движения стеблей по винтовой линии 70
2.5.2. Выбор скорости резания и подачи режущего аппарата 75
2.6. Режущий аппарат ротационного типа с вертикальной осью вращения 80
2.7. Режущий аппарат ротационного типа с цепным рабочим органом 83
2.7.1. Динамическое уравновешивание ротора 83
2.7.2. Выбор скорости резания и количества режущих элементов... 86
2.7.3. Энергоёмкость рабочего процесса цепного режущего аппарата косилки 90
2.8. Теоретические основы резания растительности в воде 93
2.9. Плавучая камышекосилка нового поколения 106
2.9.1 .Расчёт скорости резания и потребной мощности для работы режущего аппарата плавучей камышекосилки 109
2.10. Выводы по главе 111
ГЛАВА 3. Программа и методика эксперимнта льных исследований 113
3.1. Программа экспериментальных исследований 113
3.2. Методика лабораторных исследований работоспособности режущего аппарата ротационного типа 114
3.3. Методика лабораторных исследований копирующего устройства режущего аппарата косилки 118
3.4. Методика лабораторных исследований режущих аппаратов различных косилок 121
3.5. Методика лабораторных исследований режущего аппарата косилки с цепным рабочим органом 125
3.6. Методика проведения полевых исследований косилки с режущим аппаратом подпорного резания 129
3.7.Методика испытания плавучей камышекосилки 143
3.8. Выводы по главе 145
ГЛАВА 4. Результаты экспериментальных исследований 146
4.1. Зависимость дальности отбрасывания и качества резания стеблей от скорости ножа 146
4.2. Результаты исследования копирующего устройства режущего аппарата косилки 148
4.3. Влияние типа режущего аппарата мелиоративных косилок на качество скашивания растительности на каналах !48
4.4. Результаты исследования режущего аппарата косилки с цепным рабочим органом 155
4.5. Результаты полевых исследований косилки с режущим аппаратом подпорного резания 155
4.6. Объемы работ по очистке каналов от растительности 160
4.7. Выводы по главе 172
ГЛАВА 5. Оптимизация количественного состава косилок для скашивания растительности на каналах 173
5.1, Организация работ и уровень механизации процессов скашивания растительности на каналах 173
5.2. Математическая модель процесса окашивания каналов 179
5.3. Оптимизация параметров технологического процесса скашивания растительности на оросительных каналах 188
5.4. Прогнозирование перспективных каналоокашивающих косилок 197
5.5. Выводы по главе 204
ГЛАВА 6. Технико-экономическая эффективность окашивания мелиоративных каналов косилками подпорного действия 205
6.1. Функционально - стоимостный анализ технологического процесса окашивания мелиоративных каналов 205
6.2. Методика расчета основных технико-экономических показателей 210
6.3. Основные технико-экономические показатели применения косилок подпорного действия 216
6.4-Основные технико-эксплуатационные показатели плавучей камышекосилки 226
6.5.0сновные технико-экономические показатели скашивания растительности на каналах камышекосилками 232
6.6. Выводы по главе 235
Общие выводы 236
Рекомендации производству 239
Список использованной литературы 240
Приложения 269
- Распределение сорной растительности по поперечному сечению канала
- Теоретическое обоснование параметров копирующего устройства режущего аппарата косилки
- Методика лабораторных исследований работоспособности режущего аппарата ротационного типа
- Результаты полевых исследований косилки с режущим аппаратом подпорного резания
Введение к работе
Актуальность исследований. В мелиоративных каналах изобилие влаги и высокая температура воздуха способствуют интенсивному росту растительности, в том числе толстостебельных (камыш, рогоз, тростник). Это приводит к значительному снижению пропускной способности воды в русле каналов. Кроме того, заросшие растительностью каналы являются также одним из очагов распространения сорной растительности на орошаемые участки, где выращиваются культурные растения. Вследствие указанных факторов необходимо периодически уничтожать сорную растительность на каналах.
Существует несколько способов уничтожения сорной растительности на каналах (механический, химический, биологический, термический). Наиболее эффективным в настоящее время является механический, при котором за поливной сезон сорная растительность на каналах скашивается от 2 до 4 раз.
Эффективность скашивания растительности зависит от многих факторов, в том числе от состояния поверхности дамб каналов; физико- механических свойств растительности; типа и конструкции режущего аппарата косилки; требований к утилизации скошенной растительности и других. Выбор типа режущего аппарата обусловлен также такими факторами, как технические, организационные и экономические. Кроме того, при работе косилок их режущий аппарат удерживается на некоторой высоте от скашиваемой поверхности с помощью гидроцилиндров, что способствует образованию различной высоты стерни, а это отрицательно сказывается на гидравлических параметрах канала, что приводит к снижению КПД оросительных каналов до 0,45...0,70.
При наличии воды в канале его дно интенсивно зарастает сорной растительностью. До настоящего времени ни один тип режущего аппарата косилок не обеспечивает эффективного срезания стеблей растительности в воде.
Скашиваемая на дамбах каналов растительность режущим аппаратом возвратно-поступательного действия удаляется дополнительным применением орудий по её сгребанию и удалению.
Все перечисленные факторы свидетельствуют о существовании как народнохозяйственной, так и научной проблемы.
Работа выполнялась в ФГОУ ВПО «Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия им. В.М. Кокова» в течение 19952010 годов в соответствии с планом научно-исследовательских работ по теме: «Технологии и средства механизации гидромелиоративных работ».
Проведенные исследования явились частью республиканской программы «Социально-экономическое развитие Республики Дагестан до 2020 года».
Цель исследований - повышение эффективности использования мелиоративных каналов путем совершенствования технологи и технических средств для скашивания растительности.
Объекты исследований. Технологический процесс скашивания растительности на мелиоративных каналах и режущие аппараты косилок для его выполнения в конкретных производственных условиях.
Предмет исследования. Закономерности и методы осуществления технологического процесса скашивания растительности, режущие аппараты косилок, стабилизация хода косилки по скашиваемой поверхности, а также технико-эксплуатационные показатели окашивания мелиоративных каналов.
Методологические и теоретические основы исследования. Научные данные отечественных и зарубежных ученых в области окашивания мелиоративных каналов, а также прикладные исследования по разработке средств механизации исследуемого технологического процесса.
Общая методика исследований. В основу решения теоретических исследований положен аналитический и экспериментальный методы исследования, основанные на применении специальных разделов теоретической механики с последующей экспериментальной проверкой выводов.
Экспериментальные исследования проведены в лабораторных, лабора- торно-полевых и хозяйственных условиях с применением метода планирования эксперимента. При проведении исследований использовались общепринятые стандартные методики, а также отдельные методические разработки автора. Для измерения различных кинематических и силовых характеристик изучаемых процессов применялось тензометрирование с последующей обработкой результатов исследований на ЭВМ.
Научная новизна исследований:
выявлены условия эффективного функционирования технологического процесса скашивания растительности на каналах, как при малой глубине воды в них, так и без воды;
разработаны теоретические аспекты резания стеблей при малой глубине воды режущими аппаратами различных типов;
разработана новая конструкция роторного режущего аппарата с подпорным резанием растительности;
установлено влияние параметров опорных устройств режущих аппаратов косилок на качество резания стеблей;
разработана математическая модель для оптимизации количественного состава косилок при окашивании каналов;
предложена методика оперативного расчета количества машин при скашивании растительности на каналах;
установлены показатели технико-экономической эффективности процесса скашивания растительности на каналах.
Новизна конструкторских решений подтверждается патентами РФ на изобретение и полезные модели: №№ 2375867, 75272, 78720, 81032, 86387.
Практическая значимость работы состоит в разработке и научном обосновании эффективных режущих аппаратов и копирующих устройств мелиоративных косилок, обеспечивающих высокое качество скашивания растительности и повышение КПД оросительных каналов на 6.. .10 % с одновременным ростом производительности труда в 1,3...1,5 раза.
Личный вклад. Проведён анализ и обобщение результатов исследований многих отечественных и зарубежных ученых, в том числе В.П. Горячки- на, В.А. Желиговского, И.Ф. Василенко, В.И. Фомина, Ю.Ф. Новикова, Е.С.
Босого, Н.Е. Резника, В.А. Константинова, А.А. Коршикова, Н.Г. Фаталиева, Грищенко В.В., Погорова Т.А. и др. по мелиоративным косилкам с различными типами режущих аппаратов. Постановка цели, задач и вопросов исследований, выбор путей их теоретического и экспериментального решения, анализ результатов исследований, выводы и предложения выполнены лично автором. Лабораторно-полевые исследования режущего аппарата роторного типа с подпорным резанием проведены на каналах учебного хозяйства Дагестанской государственной сельскохозяйственной академии и Самур- Дербентских УОС Дербентского района Республики Дагестан, а также в грунтовом канале лаборатории кафедры «Машины и оборудование природо- обустройства» Новочеркасской государственной мелиоративной академии.
Лабораторные исследования режущих аппаратов шнекового типа (с горизонтальной осью вращения) и роторного (с цепным режущим аппаратом) были проведены в различные периоды в грунтовом канале ФГНУ РосНИ- ИПМ и ФГОУ НГМА.
Общая доля автора в научно-исследовательских работах, результаты которых выносятся на защиту, составляет более 80 %.
Реализация научно-технических результатов диссертационной работы осуществлена путём издания монографии по исследуемым вопросам. Полученные результаты исследований прошли производственную проверку в учебном хозяйстве Дагестанской государственной сельскохозяйственной академии и Самур-Дербентском УОС Республики Дагестан.
Апробация и публикации. Результаты исследований и основные положения диссертации доложены на 7 научно-технических конференциях различных регионов России (Москва, Новочеркасск, Махачкала, Ростов-на- Дону, Саратов, Ставрополь, Краснодар), научно-практических семинарах («Совершенствование рабочих органов машин, технологии и организации производства работ в АПК, ФГОУ ВПО «НГМА», г. Новочеркасск, 20022007 г.г.), а также межрегиональных выставках «Дагпромэкспо - 2008-2010), «Деловой мир Дагестана - 2009», на «ВВЦ - 2009» и 13-й московский международный салон изобретений и инновационных технологий «Архимед - 2010» .
По материалам исследований опубликованы 43 печатные работы, в т.ч. 15 статей в изданиях согласно перечню ВАК РФ, 1 монография.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, общих выводов и рекомендаций производству, списка использованной литературы и приложений. Она изложена на 303 страницах машинописного текста, содержит 37 таблиц и 49 рисунков.
Распределение сорной растительности по поперечному сечению канала
Характер распространения сорных растений по поперечному сечению канала зависит от многих факторов, но наибольшее влияние оказывает влажность почвы.
Степень зарастания каналов изменяется по длине и по сечению канала. У большинства каналов периодического действия русло зарастает по всему сечению, при этом древесная растительность (клен канадский, тополь, карагач и др.) располагается выше уреза воды. Зарастание русла канала начинается в расширенной его части, где больше всего снижаются скорость и глубина воды. Наблюдения показывают, что русло не зарастает у каналов с обеспеченной транспортирующей способностью потока и постоянно работающих в период вегетации сельскохозяйственных культур.
По данным В.И. Брежнева [19] на степень зарастания каналов (по зеркалу воды) влияет глубина канала, форма его сечения, скорость воды в канале и др. факторы.
Глубина воды в изученных им каналах была до 1м и более 1м. Данные, приведенные в таблице 1.3, показывают, что при глубине воды в канале более 1м преобладающим сорным растением в самих каналах является тростник (78%), рогоз (17%), ежовник (3%), частуха (2%). В отдельных случаях зарастание капала тростником может достигать 98%.
В каналах с глубиной воды в них до 0,5 м и шириной менее 3 м наблюдается сплошное зарастание зеркала воды гидрофитной растительностью. При глубине воды до 0,5 м и ширине канала 3...6 м наблюдается небольшая часть (до 13 %) в центре канала свободной от сорной растительности. При увеличении глубины воды в канале до 1,5 м происходит уменьшение степени зарастания канала.
Так, у канала с шириной зеркала воды до 3 м она составляет 46 %; при ширине до 5...6м - 30% и при ширине более 6м степень зарастания зеркала воды не превышает 20 % (табл. 1.4).
Наблюдения за высотой тростника на мокром откосе дамбы и у кромки воды в канале (табл. 1.5) показывают, что он может иметь длину стебля в подводной части до 1,7 м (рис. 1.2), а в надводной части (у кромки воды) до 6,0 м. 11а сухом (внешнем) откосе его высота достигает до 2 м. - Степень Аналогичная закономерность сохраняется и у другого гидрофитного сорняка - рогоза широколистного, но высота растений достигает 3,2 м. Растет он преимущественно в воде или у кромки воды. На сухом откосе рогоз имеет высоту до 0,5 м против 2 м у тростника. Поэтому и конкурентоспособность у тростника выше, а рогоз постепенно вытесняется им.
Характер распространения сорных растений различных видов по дамбам и бровке канала (приложение 2) зависит от многих факторов, но наибольшее влияние оказывает влажность почвы.
Чем выше разность между уровнем воды в канале и высотой і-ребня дамбы канала и чем ближе к кромке воды в канале (т.е. более влажный грунт), тем большее преобладание имеет тростник, занимающий до 93 % площади мокрого откоса дамбы канала. С ростом удаленности от кромки воды и ростом разности высот гребня дамбы и поверхности воды в канале количество тростника уменьшается (до 10 %), а количество суходольных растений возрастает (пырей, лебеда, осот и др.).
Наиболее бурное зарастание каналов сорной растительностью наблюдается в середине июня, а в некоторых районах уже в конце мая. 1.4. Основная сорная растительность мелиоративных каналов
Многолетними наблюдениями за зарастанием мелиоративных каналов установлено более 70 видов сорной растительности, активно произрастающей в руслах каналов. Наиболее распространенной сорной растительностью на каналах оросительных систем юга Европейской части России явля-ются тростник, осока, рогоз и другие, произрастающие как в воде, так и на влажных откосах каналов, а также суходольные растения, растущие на сухих и «мокрых» откосах, такие как пырей ползучий, свинорой пальчатый, бодяк полевой, осот (разные виды), лебеда и др.
Тростник, осока, рогоз распространены на Северном Кавказе повсеместно. Ниже приводятся краткие сведения по некоторым сорным растениям [10,20.21,22].
Осот полевой относится к многолетним корнсотпрысковым растсни ям из семейства сложноцветных. Он является самым распространенным сор няком на оросительных системах. Иногда заросшие им участки каналов тянутся на несколько километров. Высота осота в отдельных случаях достигает до 1,5 м, а толщина стебля у основания - от 20 до 30 мм размножается он как семенами, так и корневой порослью. Его семена, попавшие в землю на глубину 1-2 см, имеют высокую всхожесть, но при более глубокой заделке их всхожесть резко падает. Осот имеет мощную, хорошо развитую корневую систему, которая проникает в почву на глубину до 5...6 м.
Теоретическое обоснование параметров копирующего устройства режущего аппарата косилки
Голландская фирма «Звигерс» выпускает ротационную косилку GM-215. Она имеет четыре ротора, вращающихся навстречу друг другу попарно, укладывая тем самым срезаемую растительность в два валка.
Косилка является прицепной к трактору, а привод режущего аппарата осуществляется карданной передачей от ВОМ трактора.
Косилка модели Pottinger (Австрия) навешивается сзади колесного трактора. Рабочий орган состоит из четырех расположенных в один ряд роторов, три из которых имеют форму диска, а четвертый (крайний) выполнен в виде конического барабана. На каждом роторе расположено по два ножа. При встрече с препятствием режущий аппарат отклоняется назад, возвращаясь затем автоматически в рабочее положение. Возможна навеска подборщика.
Косилка модели «Астрон» (США) навешивается на колесный трактор. Система навески рабочего органа позволяет окашивать наклонные плоскости как выше, так и ниже уровня стояния трактора. Рабочий орган представляет собой вращающуюся подвеску, на конце которой шарнирно закреплены два ножа, защищенные кожухом. Благодаря специальной конструкции рукояти с закрепленным режущим аппаратом можно окашивать поверхности, как в движении, так и позициошю, в том числе в труднодоступных местах. Большая длина рукояти позволяет окашивать откосы дамб даже при наличии на них изгороди.
Косилка модели BUS (Германия) навешивается на шасси грузового автомобиля с помощью стрелы, рукояти и поворотного устройства.
Рабочим органом является диск диаметром 1 м с закрепленными на нем сменными ножами. Привод рабочего органа и управление им - гидравлические. Растительность как мягкостебсльная, так и крупностебельная значительно измельчается. На косилке может быть установлен один или два ротора.
Косилка СМ-120 (Чехословакия) имеет рабочий орган роторного типа и подборщик, который удаляет скошенную и измельченную растительность с окашиваемой поверхности. На вал ротора прикреплены 24 ножа. Ножи срезают стебли растительности с откосов дамб и с помощью специального патрубка выбрасывают ее на гребень дамбы. Привод рабочего органа гидравлический,
Английская фирма «Волслсй» выпускает ротационную косилку, наисшиваемую на 3-х-точечную навеску фактора. Привод двух роторов, вращающихся навстречу друг другу, осуществляется от ВОМ трактора. Ножи имеют три разновидности. Первый - предназначен для окашивания газонов и игровых полей; второй тип ножей применяется для скашивания кустарников, ботвы картофеля с одновременной укладкой в валок скошенной массы; третий тип ножей применяется для скашивания ірубостебельной растительности, камыша с одновременным удалением скошенной массы из зоны резания.
Голландская фирма «Хемос» выпускает мелиоративную косилку
HRF-Hemoc 1400. Косилка навешивается на заднюю 3-х-точечную навеску колесного трактора. Рабочий орган косилки приводится во вращение гидромотором, а закреплен он на специальной рукояти, позволяющей окашивать каналы различных размеров.
Анализ технико-эксплуатационных характеристик отечественных и зарубежных косилок для скашивания растительности на мелиоративных каналах показывает, что они удовлетворительно работают на каналах при отсутствии в них воды, а при наличии в них воды Эффективность работы косилок по скашиванию растительности резко снижается.
Это обусловлено тем, что растительность в канале наклоняется под действием как напора движущейся воды в канале, так и воздействия режущего аппарата косилки в процессе резания растительности.
1.9. Выводы по главе
1, Заросшие каналы являются очагом интенсивного распространения семян сорной растительности на орошаемые участки (достигая 6,5 тыс. штук семян в 1м3 оросительной воды). 2. В заросших каналах коэффициент шероховатости увеличивается более чем в 10 раз, т.е. с 0,15 до 2,5. При густоте сорных растений 35...40 штук на 1 м поверхности канала и их высоте ... 60 см потери воды на фильт 54 рацию составляют, примерно, 50%, а ари густоте более 60 штук - до 85%.
3. Поддержание каналов в технически исправном СОСТОЯНИИ ПОЗВОЛИТ повысить их КПД с 0,5...0,6 до 0,75...0,85, а потери воды снизить в 2...3 раза.
4. Наиболее эффективным способом уничтожения сорной растительности на каналах является механический, т.е. периодическое скашивание мелиоративными косилками с режущими аппаратами различных типов.
5. На откосах дамб каналов круче 30 у режущих аппаратов возвратно-поступательного действия резко уменьшается захватывающая способность, и как следствие, наблюдается низкое качество перерезания растительности.
6. Режущие аппараты ротационного типа, как с вертикальной, так и горизонтальной осью вращения надежно перерезают стебли скашиваемой растительности как тонкостебельной, так и толстостебельной на гребне и на откосах дамб каналов с углом заложения до 60. Кроме того, ротационные режущие аппараты многократно перерезают стебли, измельчая их до силосной массы, которая в летнее время быстро высыхает и не является помехой для нормальной работы гидротехнических сооружений (водовыпуски, переезды и др.) и насосов, забирающих воду из каналов.
7. Режущие аппараты отечественных и зарубежных каналоокаши вающих косилок не обеспечивают резания растительности на мелиоративных каналах при наличии в них воды, в связи, с чем возникла необходимость разработки новых режущих аппаратов подпорного резания в наибольшей степени, удовлетворяющие требованиям качественного перерезания растительно сти.
Методика лабораторных исследований работоспособности режущего аппарата ротационного типа
Окашивание мелиоративных каналов в настоящее время осуществляется косилками с режущими аппаратами различных типов: возвратно-поступательного действия; роторного с ножами инерционного действия; ротационного с цепными ножами; шнековый (спирального типа); ротационного (подпорного резания). Каждый тип режущего аппарата имеет как преимущества, так и недостатки.
Основные показатели режущего аппарата: энергетические, технологические и эксплуатационные.
Требования к технологическому процессу предусматривают возможность скашивания растительности, как на гребне дамбы, так и на дне канала, в том числе с учетом наличия воды в канале. В связи с тем, что в весенне-летний период каналы постоянно заполнены водой, то этот фактор в значительной степени влияет на выбор типа режущего аппарата косилки при скашивании растительности на каналах.
Практика окашивания каналов с водой показала, что ни один из серийно выпускаемых режущих аппаратов не обеспечивает удовлетворительное перерезание растительности в воде. При резании растительности в воде роторным режущим аппаратом (в т.ч. и шнековым) наблюдается создание «бегущей» волны в воде, а при срезании растительности по дну и мокрому откосу канала, лезвия ножей «обволакиваются» слоем воды, из-за чего нож становится «тупым», а растительность отклоняется и не перерезается.
Режущий аппарат возвратно-поступательного действия при работе в воде также «обволакивается» уплотненным слоем воды, что приводит к резкому ухудшению процесса резания стеблей.
В настоящее время на многих каналоокашивающих косилках используются режущие аппараты роторного типа. Каждый ротор крепится к раме косилки и опирается на копирующее устройство для обеспечения равновесия агрегата (трактора с косилкой) во время его работы, которое одновременно выполняет и функции копирования окашиваемой поверхности. Копирующим устройством является каток (колесо) или лыжа. Катки чаще забиваются срезанной растительностью и превращавотся в скользящие копиры. В связи с этим для лабораторных исследований принят копир лыжного типа.
Во время работы режущий аппарат ротационного типа отбрасывает срезанную им растительность. Поэтому целью лабораторных исследований было предусмотрено:
- установить зависимость дальности отбрасывания срезанной растительности от скорости резания;
Режущий аппарат представляет собой нож дугообразной формы, режущая кромка которого расположена на его выпуклой части. Режущий аппарат состоит из трех ножей, каждый из которых выполнен заодно со ступицей. Ступица вместе с режущим аппаратом крепится к стойке привода.
Исследования проводились в грунтовом канале лаборатории мелио-ративно-строительных машин ФГНУ РосНИИПМ. Параметры канала: ширина по верху -2 м, глубина - 2,5 м, длина канала - 36 м. Режущий аппарат крепился к тележке, приводимой в движение от силовой установки при помощи троса, наматываемого на барабан, вращаемый электродвигателем мощностью 10 кВт. Привод режущего аппарата осуществлялся от элсктромо-тора через цепную передачу. Изменение угловой скорости режущего аппарата осуществлялось путем замены приводной звездочки с разным количеством зубьев. Частота вращения режущего аппарата определялась тахометром.
В процессе исследования устанавливалась зависимость качества резания стеблей растительности от угловой скорости режущего аппарата, Для этого проводились замеры дальности отбрасывания срезанных растений и подсчет количества не срезанных растений при различных скоростях резания. Поступательная скорость режущего аппарата оставалась постоянной. Растительность, подвергаемая резанию, закреплялась в специальных кюветках размером 50x50 см путем замораживания в них воды. Диаметр стеблей составлял от 2 до 4 мм и они располагались по квадрату со стороной 50 мм. Общее количество стеблей на 1 м2 составляло 400 штук.
При помощи рулетки определялась дальность отбрасывания стеблей режущим аппаратом от кювета до ближайшей точки отброшенного стебля.
Подсчетом количества оставшихся не перерезанными стеблей на 1 м" поверхности дамбы канала определялось качество резания. Отношение количества не срезанных стеблей к общему количеству стеблей в процентах характеризует качество на данной площади.
Результаты полевых исследований косилки с режущим аппаратом подпорного резания
В ходе экспериментов установлено, что диаметр ножа dlf и скорость движения трактора Vm оказывают существенное влияние на качество резания стерни.
При оценке работы различных диаметров цепи ножа видно, что увеличение диаметра с 6 мм до 9 мм ненамного увеличивает потребляемую мощность, но качество очистки при этом резко возрастает.
На больших скоростях наблюдалось порционное удаление скошенной массы, т.е. происходило накапливание небольшого количества скошенной травы, а затем выбрасывание её из зоны резания.
Дальность выброса при этом уменьшается.
Анализ результатов проведенных экспериментов показал, что с увеличением диаметра ножа дальность выброса сначала увеличивается, а затем уменьшается. Это связано с увеличением сил сопротивления резанию и резким увеличением затрачиваемой мощности.
4.5. Результаты полевых исследований косилки с режущим аппаратом подпорного резания
Исследования, проведённые по определению усилия резания растительности, в зависимости от скорости движения агрегата, при числе оборотов ротора с ножами 500 мин", используя формулу 3.15, показали, что с повышениєм скорости резания (движения агрегата), усилие, для резания, увеличивается.
Определение количества машино-смен для операций скашивания растительности на дне и откосах каналов, выполняемых новой роторной косилкой, осущеетвлось по формуле 4.1 подставляя вместо Неыр. ее фактические выработки, полученные в ходе исследований.
Так как, отсутствуют разработанные и утвержденные нормативные данные величин #,.,,. и У для работ, выполняемых на каналах, то при определении необходимого количества машин, по различным видам операций, согласно технологического процесса, возможно применить формулу [154]
Результаты многолетних исследований, проведенных на мелиоративных каналах Северного Кавказа, позволили получить зависимости для ориентировочного расчета количества машин, необходимых для выполнения технологических операций по окашиванию каналов
Потребное количество машин по каждой операции определяется по формуле:
где MFo&Mouftat - общее (расчетное) количество машино-смен для выполнения всего объема работ по каждой операции на рассматриваемой длине канала;
Мсез.Лшш-см — сезонная годовая загрузка машины по данным эксплуатационных организаций, осуществляющих уход за оросительными каналами или нормативные с помощью которых осуществляют выполнение конкретной операции.
В таблице 4.10 приведены примеры расчета потребного количества маш.-смен для скашивания растительности на внутрихозяйственных каналах протяженностью 3000 км.
Рассматриваемые каналы имеют следующие параметры:
- каналы с глубиной до 1,5 м и шириной по дну до 0,6 м имеют протяженность 1500 км.;
- каналы с глубиной до 2,5 м и шириной по дну до 1,2 м имеют протяженность 1000 км.;
- каналы с глубиной более 2,5 м и шириной по дну более 1,2 м имеют протяженность 500 км.
Используя таблицу 4.10, определяется количество маш.-смен работы косилок по каждому типу каналов.
Для сравнения приведён пример расчёта потребного количества маш.-смен при скашивании растительности на откосах каналов косилкой КОС-2,5, как наиболее производительной из существующих, и предлагаемой новой роторной косилкой.
Скашивание растительности на откосах каналов косилкой КОС-2,5:
- для каналов с глубиной до 1,5 м и шириной по дну до 0,6 м, протяженностью 1500 км: Mi = 0,00019-15 00000 = 285 машино-смен.,
- для каналов с глубиной до 2,5 м и шириной по дну до 1,2 м, протяженностью 1000 км: М2= 0,0003hL= 0,00031 1000000 = 310 машино-смен.,
- для каналов с глубиной, более 2,5 м и шириной по дну более 1,2 м, протяженностью 500 км: М3= 0,00046 L= 0,00046 500 000 = 230 машино-смен.
Общее необходимое количество машино-смен работы косилок КОС-2,5 для скашивания растительности на откосах всех каналов (общей протяженностью 3000 км):
Моб = ІИ)+ М2+ М3=285 + 310 + 230 - 825 машино-смен.
