Содержание к диссертации
Введение
1 .Состояние вопроса. цель и задачи исследования 9
1.1 .Состояние оросительных систем 9
1.2. Анализ эксплуатационных работ на оросительных системах 13
1.3 .Способы удаления древесно-кустарниковои растительности 16
1.4. Существующие способы пиление древесины 17
1.5. Машины для срезания древесно-кустарниковои растительности 20
1.6. Анализ использования активных рабочих органов для срезания древесно-кустарниковои растительности на откосах и бермах оросительных каналов 25
1.7. Цель и задачи исследования 32
2. Теоретическое обоснование необходимости соершенствования технологии и конструкции кустореза для проведения эксплуатационных работ на оросительных каналах 34
2.1 Обоснование работоспособности оросительных каналов 34
2.2. Технологии удаления древесно-кустарниковои растительности на оросительных каналах 35
2.3.Разработка рабочего оборудования кустореза для срезания древесно-
кустарниковои растительности вдоль оросительных каналов 37
2.3.1. Описание предлагаемой конструкции рабочего оборудования кустореза 39
2.3.2. Теоретическое обоснование геометрических параметров навесного кустореза 41
2.4.Кинематика прямолинейного и маятникового движения рабочего
органа кустореза 45
2.5. Силы, действующие на рабочий орган и их динамика 52
2.5.1 .Силы сопротивления резанию 52
2.5.2.Силы сопротивления подаче рабочего органа 56
2.5.3.Силы сопротивления от зажима диска пилы 57
2.5.4. Силы от трения торцов срезанных стволов о диск пилы 60
2.6. Технологический процесс работы навесного кустореза с новым рабочим оборудованием на оросительных каналах 60
2.7. Определение мощности навесного кустореза с дисковым рабочим органом 62
2.8. Производительность навесного кустореза КН-2 при работе на каналах 64
2.9. Обоснование и выбор основных параметров навесного кустореза с новым рабочим оборудованием 66
2.10. Выводы 68
З. Программа и методика проведения полевых и лабораторных исследований 69
3.1.Полевые исследования зарастания оросительных каналов древесно-кустарниковой растительностью 69
3.1.1. Программа проведения полевых исследований 69
3.1.2. Методика проведения полевых исследований 69
3.2. Лабораторные исследования процесса смешанного резания древесины 71
3.2.1.Программа исследований 71
3.2.2.Методика проведения лабораторных исследований физико-механических свойств древесины 72
3.2.3. Методика проведения лабораторных исследований смешанного резания 75
3.2.4. Описание лабораторной установки 75
3.2.5. Определение динамических параметров процесса резания 80
3.3. Проведение полевых исследований работы навесного кустореза 83
3.3.1. Программа исследований 83
3.3.2. Методика проведения полевых исследований работы кусторезов 84
3.4. Методика обработки результатов исследований 86
4. Результаты полевых и лабораторных исследований ... 88
4.1. Анализ и результаты полевых исследований зарастания оросительных каналов древесно-кустарниковой растительностью 88
4.2. Физико-механические свойства древесины кустарника и мелколесья, растущего вдоль каналов 97
4.3. Результаты экспериментальных исследований процесса резания древесины дисковым пильным рабочим органом 98
4.4. Результаты полевых испытаний и исследования работы навесного кустореза с новым рабочим оборудованием 102
4.5. Выводы 106
5. Внедрение результатов исследований и их экономическая эффективность 108
5.1. Внедрение результатов разработок и исследований 108
5.1.1. Применение разработанной технологии при очистке каналов от кустарника и мелколесья 108
5.1.2. Результаты внедрения навесного кустореза с новым рабочим оборудованием 109
5.2. Расчет стоимости изготовления навесного кустореза с новым рабочим оборудованием 111
5.3. Энергетическая оценка усовершенствованной технологии и навесного кустореза с новым рабочим оборудованием 113
5.4. Экономико-энергетическая эффективность внедрения результатов исследований 115
Общие выводы 116
Список литературы
- Анализ эксплуатационных работ на оросительных системах
- Технологии удаления древесно-кустарниковои растительности на оросительных каналах
- Лабораторные исследования процесса смешанного резания древесины
- Физико-механические свойства древесины кустарника и мелколесья, растущего вдоль каналов
Введение к работе
В условиях современного сельскохозяйственного производства в России и в других странах была и остается одной из важнейших отраслей - мелиорация земель. В нашей стране в 70-80-х годах была заложена мощная база для проведения различного рода мелиоративных работ: было освоено большое количество засушливых и заболоченных земель; построено множество оросительных систем, насосных станций, различных гидротехнических сооружений; проложены тысячи километров мелиоративных каналов.
На данном этапе существенно назрела необходимость проведения капитального ремонта и реконструкции ныне действующих оросительных систем. Многие оросительные каналы и другие мелиоративные объекты заросли кустарником и мелколесьем. Древесно-кустарниковая растительность разрушает облицовку, затрудняет доступ каналоочистительных машин к руслу канала. Кроме того, опадающая листва и ветки, скапливающиеся в каналах, значительно увеличивают объём наносов и мусора, снижают качество оросительной воды. Для эффективной транспортировки воды к орошаемым площадям необходимо скорейшее проведение комплекса эксплуатационных работ на оросительных системах, и в первую очередь должна быть проведена очистка оросительных каналов от нежелательной древесно-кустарниковой растительности. Однако необходимо отметить, что в настоящее время практически отсутствуют комплексные технологии и эффективные технические средства для выполнения работ по удалению кустарника и мелколесья. Таким образом, в настоящее время актуальными задачами в мелиоративном производстве являются - разработка и внедрение новых комплексных технологий для проведения эксплуатационных работ на мелиоративных системах, эффективных технических средств для срезания древесно-кустарниковой растительности и оптимизация распределения техники по производственным объектам. Решение данных задач позволит интенсифицировать эксплуатационно-ремонтные работы на оросительных
каналах и повысить их эффективность, что обеспечит, в конечном итоге, повышение урожайности сельскохозяйственных культур на орошаемых полях. Поэтому тема диссертационной работы является актуальной.
С учетом всего выше изложенного, нами выбрана тема диссертационной работы - «Совершенствование технологии и конструкции кустореза для проведения эксплуатационных работ на откосах и бермах оросительных каналов».
Цель исследований - повышение эффективности работы оросительных каналов, за счет совершенствования технологии эксплуатационных работ и конструкции кустореза.
Задачи исследований:
Исследовать состояние оросительных каналов и проанализировать существующие технологии и машины для проведения эксплуатационных работ.
Теоретически обосновать конструктивные параметры рабочего оборудования кустореза для срезания древесно-кустарниковой растительности на откосах и бермах каналов.
Разработать предложения по совершенствованию технологии эксплуатационных работ с применением нового рабочего оборудования кустореза.
Провести экспериментальные исследования усовершенствованной технологии срезания кустарника и мелколесья и нового рабочего оборудования кустореза при проведении эксплуатационных работ на оросительных каналах.
Определить экономическую эффективность усовершенствованной технологии эксплуатационных работ с применением нового рабочего оборудования кустореза и разработать рекомендации по их применению.
Объект исследований - оросительные каналы Ершовской и Приволжской оросительных систем ФГУ «Управление «Саратовмелиоводхоз» и технологический процесс работы кусторезов при проведении эксплуатационных работ на оросительных каналах.
Методика исследований предусматривает теоретический анализ и экспериментальное подтверждение в лабораторно-полевых условиях усовершенствованной технологии и нового рабочего оборудования кустореза с последующей экономической оценкой полученных результатов. Аналитические исследования проводились методами классической механики и математики. Экспериментальные исследования проводились на основе общепринятых методик проведения экспериментов, действующих стандартов и нормативных документов. Обработка результатов экспериментальных исследований осуществлялась на основе методов математического анализа с применением пакетов прикладных программ Statistica (StatSoft, Inc), Excel (Microsoft).
Научная новизна. Предложена усовершенствованная технология срезания кустарника и мелколесья на откосах оросительных каналов, исключающая применение ручного труда и средств малой механизации. Разработана и изготовлена новая конструкция рабочего оборудования кустореза с дисковым рабочим органом (патент РФ №2258354), которая позволяет срезать древесно-кустарниковую растительность, как на берме каналов, так и на откосах с различным их заложением, обеспечивать контроль высоты срезания кустарника.
Применительно для большинства типичных оросительных каналов обоснованы и оптимизированы основные конструктивные параметры рабочего оборудования кустореза, уточнена формула для определения сменной эксплуатационной производительности кустореза с новым рабочим оборудованием.
Научные положения, выносимые на защиту:
усовершенствованная технология срезания кустарника и мелколесья на откосах и бермах оросительных каналов;
новое рабочее оборудование кустореза для срезания кустарника и мелколесья на бермах и откосах оросительных каналов (Патент РФ №2258354);
- уточненная методика определения сменной эксплуатационной производительности кустореза с новым рабочим оборудованием.
Практическая ценность работы и реализация результатов
исследования. Полученные результаты исследований могут быть
использованы при проектировании и изготовлении машин для проведения
эксплуатационных работ на каналах. Результаты исследований использованы
при проведении эксплуатационно-ремонтных работ на Ершовской и
Приволжской оросительных системах ФГУ «Управление
«Саратовмелиоводхоз». Годовая экономия при внедрении предложенной технологии и технических решений составила 110944 руб., а внедрение новой комплексной технологии удаления кустарника и мелколесья с использованием комплекса машин позволило на 18-20 % повысить производительность труда, уменьшить количество используемых машин на 2-3 единицы и получить годовой экономический эффект 229414 рублей.
Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертационной работы докладывались в 2001-2006гг. на научных конференциях Саратовского ГАУ, на международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы сельскохозяйственной науки и образования» (г. Самара, 2005 г.) и на расширенном заседании кафедры "Организация и управление инженерными работами" СГАУ (2006 г.).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 13 работ, из них 2 патента РФ. Общий объем публикаций составляет 5,39 печ.л., из них лично соискателя - 3,14.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка используемой литературы и приложений. Работа изложена на \$8 страницах машинописного текста, содержит 12 таблиц, 6 приложений и 59 рисунков. Список используемой литературы включает 120 наименований.
Анализ эксплуатационных работ на оросительных системах
Под эксплуатацией оросительных систем понимают комплекс водохозяйственных мероприятий направленных на дальнейшее совершенствование и улучшение их состояния, создание условий для механизации и автоматизации процессов водораспределения, улучшения мелиоративного состояния почв, повышения уровня механизации трудоемких процессов и.т.д.
Если рассмотреть работу при эксплуатации оросительных систем и распределив их по кварталам можно увидеть (Рис 1.2).
В первом квартале ведутся в основном работы по обслуживанию и ремонту оборудования и машин. Во втором квартале очищают каналы от мусора и наносов, ремонтируют облицовку и насосные станции. Конец второго и весь третий квартал ведутся работы по обслуживанию канала: срезают растительность с берм канала, очищают от наносов и водной растительности. Сюда приходится самый большой процент работ по эксплуатации оросительного канала и мероприятий по его обслуживанию. Он составляет около 45% от общего объема работ.
В IV квартале начинают подготовку к зимнему периоду, откачивают воду с канала и очищают его.
В зависимости от характера и объема эксплуатационных работ различают: уход и надзор, текущий, капитальный и аварийный ремонты [25]. Уход и надзор за оросительными системами - это основа эксплуатации, включающая в себя комплекс профилактических мероприятий и устранение мелких повреждений и неисправностей, удаление древесно-кустарниковой растительности. Их проводят постоянно, начиная со дня ввода системы в эксплуатацию.
Текущий ремонт на оросительных системах проводят ежегодно. Основная его цель - поддержание оросительной системы в рабочем состоянии.
Капитальный ремонт проводят периодический (один раз в несколько лет) и выполняют тогда, когда текущий ремонт не может обеспечить бесперебойную работу каналов. Цель капитального ремонта - исправление крупных деформаций каналов [25].
В современных условиях требования к оросительным системам значительно повысились, в связи, с чем изменились характер и содержание эксплуатационных работ. Если нет надлежащего ухода и надзора, приходится чаще проводить текущий или капитальный ремонты.
В последнее время из-за отсутствия мероприятия по удалению растительности, каналы оросительных систем заросли кустарниковой растительностью (рис. 1.3), что делает невозможным проведение очистных и ремонтных работ на оросительных системах. Кроме того, данная растительность повреждает облицовку на откосах каналов. Опадающая листва и ветки скапливаются на дне каналов, повышая с каждым годом количество наносов и мусора, ухудшая качество воды (способствуя «цветению» воды), на оросительных каналах в земляном русле кустарник и мелколесье растет также на откосах, снижая их пропускную способность [16].
Наиболее часто встречающимся на каналах открытой оросительной сети являются средний кустарник и мелколесье гнездового типа. Это, как правило, лох узколистный, вяз приземистый, клен. Встречаются также ясень ланцетный, ива, жимолость татарская и т.д. Форма крона различается в зависимости от породы. Как правило, распространена шарообразная и конусообразная форма. Так как на оросительных системах отсутствуют машины для срезания кустарника на откосах каналов, то используют ручной труд.
Из выше изложенного видно что, удаление древесно-кустарниковой растительности является одним из главных и трудоемких мероприятий при эксплуатации оросительных систем. Данные условия требуют разработки ресурсосберегающих технологий и создания эффективных машин для проведения эксплуатационных работ на откосах и бермах оросительных каналов для проведения эксплуатационных работ на откосах и бермах оросительных каналов.
Основная масса древесно-кустарниковой растительности произрастает на бермах каналов. На каналах в земляном русле кустарник произрастает также на откосах, на облицованных каналах в стыках между плитами.
Известно, что заросшие каналы в 1,5 раза увеличивают фильтрацию, в 5-6 раз уменьшают свою пропускную способность [2].
Для очистки открытых каналов от древесно-кустарниковой растительности применяют различные способы: химический, механический, термический. Каждый из этих способов имеет свои как положительные, так и отрицательные стороны удаления древесно-кустарниковой растительности.
Химический способ удаления древесно-кустарниковой растительности основан на опрыскивании ее арборицидами, которые вызывают высыхание древостоя. Доза арборицида зависит от породы и высоты растений. Опрыскивание проводят в начале лета, при весеннем и осеннем опрыскивании дозу увеличивают на 30%. Высохшую древесину ломают, запахивают или собирают в кучи и вывозят через 2-3 года после химической обработки. Этот способ из-за экологического несовершенства применяют редко [18].
При термическом способе древесно-кустарниковую растительность сжигают при помощи огнеметов. В качестве сжигателя используют сжиженный газ или жидкое топливо. Данный способ позволяет уничтожать растительность без деформации периметра канала, но он неэффективен из-за больших затрат сжигающего топлива и высокой степени пожароопасности.
Технологии удаления древесно-кустарниковои растительности на оросительных каналах
Обоснование работоспособности оросительных каналов Для перехода на интенсивный путь развития сельского хозяйства необходимо поднять уровень эксплуатации оросительных каналов, сделать это направление одним из главных в развитии мелиорации [26].
Современный этап развития мелиоративного производства в нашей стране и за рубежом характеризуется повышением технического уровня, совершенствованием и интенсификацией технологий. В этих условиях только научный подход к решению производственных задач различного рода позволит обеспечить высокие темпы развития отрасли [47].
В связи с переходом мелиоративных организаций, в том числе эксплуатационных, на новые методы хозяйствования одним из факторов рентабельности агропромышленного сектора является стоимость воды, которая оказывает влияние на себестоимость сельскохозяйственной продукции. В свою очередь, на цену, существенное влияние оказывают затраты на проведение ремонтно-эксплуатационных работ (РЭР). Этот фактор наиболее трудно учесть, так как в настоящее время нет достаточно обоснованной функциональной зависимости между объемами РЭР, проводимыми в процессе эксплуатации инженерно-мелиоративных систем, и их влиянием на конечную продукцию [48]. Для оценки работоспособности инженерно-мелиоративных систем мы используем методику оценки функционирования мелиоративной сети [48]: q = Ріф/Ріу (2.1) где q - уровень технического состояния инженерно - мелиоративной системы. Ріф, РІД - абсолютные фактическое и допустимое значения і - го показателя номенклатуры.
В настоящее время одна из главных проблем эксплуатации оросительных каналов зарастание оросительных каналов древесно-кустарниковой растительностью, которая мешает выполнению ремонтно-эксплуатационных мероприятий. По данной методике можно делать оценку оросительного канала по зарастанию древесно-кустарниковой растительностью.
Например, qi-показатель зарастания каналов древесно-кустарниковой растительностью. Следовательно: Ч.=Рфі/Рд1+Рф2/РД2+Рфз/РдЗ+. - .+Рфп/Рдп=і: Рфп/Рдп (2.2) 1=1 где Рфь Рф2, Рфз,.-- Рфп - фактические значения, учитывающие соответственно диаметр стволов кустарника, высоту, частоту и т.д. Рдь Рд2 Рдз .- Рдп - номенклатура допустимого значения. Условие, когда Рф Рд, требуется выполнение технологических операций по удалению древесно-кустарниковой растительности чтобы Рф Рд.
Учитывая труды известных ученых в области строительства, реконструкции и эксплуатации инженерно-мелиоративных систем Кизяева Б.М., Щедрина В.Н., Ольгаренко В.И., Кружилина И.П., Кортикова А.А., Самарцева А.Я., Стахиева Ю.М., Гороховского К.Н., Бершадского А.Л., Гниломедова В.П., Абдразакова Ф.К. и др обоснована необходимость совершенствования существующей технологии и кусторезов для срезания кустарника и мелколесья на откосах и берме каналов. Поэтому, прежде всего, необходимо разработать эффективные средства механизации и ресурсосберегающие технологии для удаления древесно-кустарниковой растительности [7,11, 13,15, 107]. Для производительной работы по удалению древесно-кустарниковой растительности на инженерно-мелиоративных каналах в частности на оросительных каналах необходимо разработать эффективную технологию и для нее подобрать комплекс машин. Совмещать определенные операции, например срезание и опрыскивание арборицидом, срезание и погрузка в измельчитель с последующим измельчением.
Существует безотходная технология, которая при удалении древесно-кустарниковои растительности позволяет полностью утилизировать древесину. Она включает отбор древесины, пригодной для строительства (деловой) и хозяйственных нужд (жерди, дрова, колы). Основа технологии - переработка древесины на технологическую щепу для изготовления древесностружечных и древесноволокнистых плит, арболита, тарного картона, кормовых дрожжей, защитных фильтров для дренажа, целлюлозы и т. п., а также на корм скоту (древесно-витаминная мука) и на удобрение. Для этого необходимы специальные рубильные машины, которые перерабатывают древесину и загружают в самосвалы-щеповозы [18].
Существующие технологии (рис.2.1) требуют дополнительного использования различного оборудования и ручного труда. Вследствие этого увеличивается трудоемкость и уменьшается производительность рабочего процесса. Нами предлагается схема технологии (рис. 2.2), которая исключает применение ручного труда и средств малой механизации при срезании древесно-кустарниковои растительности на откосах каналов в земляном русле и в стыках между плитами на облицованных каналах. Схема включает в себя процесс срезания надземной части древесно-кустарниковои растительности. Максимальная высота пней 5 см, так как требуемая высота для каналоокашивающих машин 8... 10 см.
На этом этапе рекомендуется, использование кусторезов с дисковыми рабочими органами, которые способны срезать кустарник, как на берме, так и на откосах каналов.
Лабораторные исследования процесса смешанного резания древесины
Большое значение при резании кустарника и мелколесья на оросительных каналах имеет снижение энергоёмкости резания и назначение оптимальных значений подачи дискового пильного рабочего органа. С целью оптимизации этих параметров разработана методика проведения лабораторных исследований, основываясь на ряде работ по деревообработке.
1. Выбор объекта экспериментальных исследований. Опираясь на результаты предшествующих полевых исследований, выявлялись самые распространенные на оросительных каналах виды древесно-кустарниковой растительности. Выбирались породы, имеющие наибольшие значения ударной вязкости, плотности, твердости. Для проведения дальнейших исследований использовалась порода, на которую затрачивается наибольшее усилие резания при пилении поперек волокон.
2. Определение исследуемых параметров. Определялась форма зубьев, имеющая наименьшее усилие резания и удельное сопротивление резанию. На основании результатов выбиралась определенная форма, и затем исследовались угловые параметры зубьев при определенной величине срезаемой стружки. Далее результаты исследований обрабатывались и представлялись в виде графических зависимостей.
Ознакомившись с рядом установок по исследованию процесса резания древесины [40], можно сделать вывод, что все они имеют усложненную конструкцию и требуют наличия определенного количества аппаратуры для снятия показаний. На основании исследования установки по определению ударной вязкости материалов [69, 70] и разработанной имитационной энергетической модели процесса резания древесины нами предложена лабораторная установка по определению энергетических параметров резания древесины на базе маятникового копра МК-30 [71]. Выбор маятникового копра обусловлен тем, что, модернизировав его, можно определять величину энергии, затрачиваемой при смешанном резании древесины. Кроме того, определение работы на резание с помощью маятника используется в сельском хозяйстве при исследовании резания стеблей растений [58, 72]. Достоинства предложенной установки - простота конструкции; определение энергетических показателей резания древесины, подобным показателям, полученным на других, более сложных стендах; возможность установки требуемой величины подачи на зуб, использование рабочих органов с разными профилями и угловыми параметрами зубьев. Данная установка наиболее близко моделирует процесс поперечной и смешанной распиловки. Маятниковый копер представляет собой следующее устройство.
На станине 1 (Рис. 3.4) имеются две стойки 2, на которых подвешен, на оси тяжелый маятник 3. Маятник подвешен на оси, которая укреплена в шарикоподшипниках посредством подвески 4, представляющей собой жесткую систему растяжек. На той же оси смонтирована подъёмная рама 5, которую можно устанавливать на различной высоте (под разными углами к горизонту). Установка рамы на желаемой высоте производится опусканием собачек на храповики 6, смонтированные на стойках. В верхней части этой рамы имеется защелка, па которой маятник удерживается крючком 7 во взведенном положении. Для предотвращения самопроизвольного спуска маятника при неосторожном обращении с ним служит поворотный диск в раме 5. Этим предохранительным диском запирается защелка маятника. Для спуска маятника из взведенного положения необходимо повернуть головку предохранительного диска 8 и затем потянуть деревянную рукоятку сбоку станины. Эта рукоятка имеет гибкую связь с защелкой на раме. У копра имеется фрикционный веревочный тормоз, останавливающий маятник сразу после одного качания, т.е. после испытания. Этот тормоз состоит из веревки 9, намотанной на неподвижный блок 10 наверху стоек. Один конец веревки прикреплен к крючку 7 на маятнике, а другой натянут грузом 11. При свободном падении маятника груз постепенно опускается, не натягивая веревки (благодаря трению о блок), и поэтому не оказывает влияния на работу маятника. Когда маятник после взлета начинает снова спускаться в вертикальное положение, то груз натягивает шнур и маятник останавливается. Для возвращения маятника в начальное вертикальное положение поднимают груз рукой. Подъемная рамка, опирающаяся на храповики, позволяет менять запас энергии в пределах от I до 30 кгм. Измерение энергии, затраченной на разрушение образца, производится непосредственно в килограммометрах или джоулях при помощи специального приспособления 12. Это измерительное приспособление (Рис. 3.5) состоит из двух горизонтальных планок: планки 1, соединенной с вертикальной шкалой, и планки 2, соединенной с указателем 3, перемещающимся по тонкому вертикальному прутку с трением, достаточным для преодоления его веса.
Физико-механические свойства древесины кустарника и мелколесья, растущего вдоль каналов
Большое значение при резании кустарника и мелколесья на оросительных каналах имеет снижение энергоёмкости резания и назначение оптимальных значений подачи дискового пильного рабочего органа. Учитывая, что мощность на резание определяется по формуле [54]: Np = KbHu = PplKv/t3, (4.1) то явно видна важность определения силы Рр. Зная, что связь скорости подачи и, м/с, с подачей на зуб uz определяется выражением u = uzzn/60, и, учитывая, что частота вращения диска ограничена его работоспособностью [44-46], можно сделать вывод о значимости величины подачи на зуб. На маятниковом копре подача на зуб ввиду постоянства срезаемого слоя равна толщине стружки: uz = сст, мм. В программу исследований входило выявление оптимальных значений силы резания Рр при разных углах наклона испытуемого образца в зависимости от подачи на зуб uz и параметров рабочего органа. Для проведения экспериментальных исследований были изготовлены сегменты пил для поперечного пиления. Что касается выбора оптимальной формы зуба и угловых параметров для дисковых пил при срезании древесно-кустарниковои растительности, то наилучшим вариантом будет выбор следующих угловых параметров: контурный угол резания 5К = 75...80, контурный угол заострения рк = 50...55, угол наклона передней грани (pi = 50...60 [57]. Одним из важнейших геометрических параметров зубьев является ширина режущей кромки (острота) лезвия - диаметр окружности, вписанный в контур его кромки [58]. За эталонную величину ширины режущей кромки принималось ее значение, равное 0,05 мм.
В ходе проведения испытаний рабочие органы закреплялись на взведенном маятнике (Рис. 3.3). Затем производился спуск защелки маятника, и зубья срезали определенный слой древесины. Сопротивление резанию Рр при пилении определяли по формуле (3.8).
Следующим этапом исследований является выбор породы древесины, на резание которой затрачивается большее количество энергии.
Объект исследований (породу древесины) выбираем, исходя из результатов проведенных полевых и лабораторных исследований. Самыми распространенными видами древесно-кустарниковои растительности на оросительных каналах являются вяз приземистый и лох узколистный. Так как вяз приземистый по ряду параметров превосходит лох узколистный. Поэтому окончательно выбираем вяз узколистный.
Так как при срезании древесно-кустарниковои растительности на откосах подача дисковой пилы по отношению к стволу кустарника осуществляется под углом. То, необходимо проанализировав влияние угловых параметров зубьев, подачи на зуб и подтверждения теоретических исследований провести лабораторные испытания.
Уменьшение угла боковой заточки ниже 45 может вызывать быстрое затупление режущих кромок при пилении твердых пород древесины [57]. В соответствии с этим необходимо увеличивать его до 50...60 .
На основании вышеизложенного на графических зависимостях были выделены оптимальные области значений ері, 8К и uz. Производственные испытания и исследование работы кусторезов проводились в Ершовской и Приволжской оросительных системах ФГУ «Управление «Саратовмелиоводхоз» в 2003-2004 гг.
В ходе проведенных исследований было выявлено, что средний диаметр в плоскости среза превышал 70-80 мм. При срезании стволов с диаметром 150-200 мм подачей с использованием трактора, возникают большие вертикальные нагрузки на диск пилы, вызывающие ее деформацию, повышенные нагрузки на вал крепления пилы, особенно при срезании на откосах каналов. В конечном итоге, это может привести к поломкам рабочего оборудования.
Для работы на каналах нами использовались навесной кусторез КН-2 и маятниковый кусторез МК-2 (рис. 2.12). Для КН-2 (СГАУ) подача рабочего органа прямолинейна (рис. 2.12. в), для маятникового кустореза вращением стрелы с закреплённой на краю пилой (рис. 2.12, г).
Испытания кустореза на оросительных каналах начинали с проверки работоспособности их на холостом ходу. Затем осуществляли срезание мелкого кустарника: с подачей рабочего органа движением трактора (рис. 2.13 а). Срезание крупных стволов (Рис. 2.13 б) осуществляли по II режиму технологического процесса срезания древесно-кустарниковой растительности.
На каналах срезалась древесно-кустарниковая растительность преимущественно твердых пород древесины (вяз приземистый, лох узколистный, клен). Влажность срезаемой растительности колебалась, для различных пород, в пределах 61.. .82 %. Диаметр пильного диска -1м.
При срезании кустарника и мелколесья на откосах каналов навесным кусторезом КН-2(СГАУ) высота пней составила 3,2...6 см (средняя высота пней 5,2 см). Высота пней после срезания древесно-кустарниковой растительности кусторезом КН-2(СГАУ) лежала в допустимых пределах, и проведения дополнительной операции корчевания не требовалось (Рис.4.17).
Гистограмма распределения пней после срезания древесно-кустарниковой растительности на откосах. При испытаниях, согласно разработанной методики, определяли техническую производительность кусторезов при работе на разных режимах.
Несколько большие значения производительности для КН-2 можно объяснить лучшими условиями работы (большим вылетом стрелы).
Второй режим работы кустореза (при срезании крупных стволов) характеризуется меньшей производительностью, вследствие затрат времени на остановку, срезание стволов стрелы телескопа или маятника.
