К оценке качества работы дреноукладочной машины Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Качественно уложенный дренаж должен, в основном, выполнять две важнейшие функции: хорошо принимать воду из грунта и быстро транспортировать ее к водоприемнику.

Транспортирующая способность дрен зависит от величины продольного уклона и местных высотных отклонений дна траншеи от проектной линии. Считая, что, в целом, генеральный уклон дна траншеи при ее прокладке соответствует проекту, рассмотрим возможность аналитической оценки величин местных относительных высотных отметок.

Оценим точность работы дреноукладчиков, имеющих различные базы: с колесным трактором (типа ЭТЦ - 165) и с гусеничной машиной (типа ЭТЦ - 2011). При этом рассмотрим функционирование этих машин при различных ситуациях: при работе от базы, от дна без системы автоматического управления землеройным рабочим органом по высоте и при наличии этой системы.

Будем оценивать качество работы дреноукладчи-ка по величине амплитуды Авь1х относительной высотной отметки дна траншеи, полученной после вычисления дисперсии этих неровностей по известной формуле статистической динамики:

$вых (ш)= $вх («)• А2(а), (1)

где Бвых(Ш) - спектральная плотность неровностей

дна траншеи, см2"м; Бвх(Ш) - спектральная плотность

2.

неровностей трассы движения дреноукладчика, см ■

м; А(Ш) - амплитудно-частотная характеристика дреноукладчика.

Лк

(2)

Ш - аналог круговой частоты, м'1, (Ш = 2П/Т, где Т -длина волны неровности, м).

Спектральная плотность неровностей трассы может быть представлена следующей формулой:

^вх (®) Вв.

I 2 • 0,3 • а1 + 07

П • О2 +Ш2 )

а

«2

+ ( + Шо )2 + (ш — Шо )

2 (3)

где Бвх - дисперсия неровностей трассы, см , причем Бвх = 80 см2; а1 и а1 - постоянные коэффициенты; а1 ^ 10 м-1; а2 = 0,1 м-1; ю0 = 2п/Т0. Здесь Т0 - длина наиболее часто встречающейся длины неровностей, Т0 « 10-12м.

Выражение амплитудно -частотной характеристики дре-ноукладчика различно для всех рассматриваемых вариантов его работы с разной базой. В общем

виде Л(со) = Р (ш). Здесь Рд(б) -

передаточная функция дреноукладчика. Рассмотрим эти варианты.

1. Дреноукладчик типа

ЭТЦ - 165: при работе от базы Р () =

— sl( — ЯВ

е • а • е — і)

а —1

при работе от дна Р (5) = Рс (5 ) • Рро (),

(4)

(5)

Здесь Рс(э) - передаточная функция колесного трактора относительно точки подвеса рабочего оре—* V

—зВ і

• е —1

в —1

(6)

Рро - передаточная функция рабочего оборудования полуприцепного типа

Рро () = - ^ ^

1 — е^1 + К • е

(7)

2. Дреноукладчик типа ЭТЦ - 2011.

Рк ()

- при работе от базы Р () =

Ро () ’

(8)

Здесь Р0(э) - передаточная функция гусеничной машины относительно центра давления; Рк(э) - передаточная функция гусеничной машины относительно днообразующей кромки рабочего органа.

Р (д)

- при работе от дна Р () = -^()- Рро (), (9)

Р0 д

Здесь Рс(в) - передаточная функция гусеничной машины относительно точки подвеса рабочего обо-

рудования, Ро

В —

, Ро () =

а • ез(в —а) — в—а Ь В • Ґ • 5

+1, (10)

(11)

Рк () = . ех•* _ (х В)(В dУ е(х—В +d

В В • d • х • д

+ X — в + d е(х —Ь +d d 'е

Для работы дреноукладчика с системой автоматического регулирования (САР) землеройным рабочим органом (ЗРО) по высоте передаточная функция дреноукладочной машины:

Рд+а(з) = Рд(з)/(1+Ра(з)),

(12)

где Ра(в) - передаточная функция САР землеройным

рабочим органом, Ра (5 ) =

К у • е“™

(13)

(Т • 5 + 1) • 5

В формулах (4...13) буквенные обозначения следующие: В - длина базы трактора, В = 3,2 м; 1 - расстояние от заднего колеса (задней точки опоры) трактора до днообразующей кромки (ДОК) ЗРО; t -

2

х

расстояние от заднего колеса (задней точки опоры) до точки подвеса ЗРО, t = 0,4 м, ^ - расстояние от точки подвеса ЗРО до днообразующей его кромки, ^ = 0,6 м; ^ - расстояние от ДОК до опорной точки трубоукладчика, ^ = 0,3 м; d - расстояние от передней точки опоры гусеничного хода до центра давления d = 1,3 м; х - координата точки, колебания которой необходимо оценить, х = 2,6..4,0 м; Т - постоянная времени САР, Т = 0,2 с; т - суммарное время запаздывания САР, т = 0,1 с; Ку - коэффициент усиления САР Ку ^ 3с-1.

В результате расчетов получены следующие результаты:

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ------------------------------

Ревин Ю.Г. — профессор, доктор технических наук, МГУП.

реди многочисленных задач по защите окружающей среды есть вопросы по мелиорации оросительных систем. В состав основных ее работ входят строи-

Стельство новых и переустройство действующих каналов и водоприемников, возведение и реконструкция гидротехнических сооружений, а также планировка орошаемых земель.

Устранение недостатков на действующих оросительных системах способствует повышению их продуктивности и обеспечению высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

Для экономии оросительной воды на рисовых системах рекомендуется повторно использовать сбросные воды для орошения, а также уменьшать потери воды на полях за счет поддержания точности спланированной поверхности. Точно спланированная поверхность на орошаемых землях позволяет бороться с сорняками и насекомыми-вредителями без применения ядохимикатов и гербицидов, то есть без загрязнения окружающей среды, что способствует выращиванию экологически чистой сельскохозяйственной продукции.

Требования, предъявляемые к точности планировки по СНиП составляют ±5см. Однако, повыше-

• для дреноукладчика типа ЭТЦ-165 при работе от базы Авых = ±16,5 см;

• от дна - Авых = ±11,3 см; при наличии САР ЗРО Авых = ±10,2 см; и Авых = ±3,5 см соответственно;

• для дреноукладчика типа ЭТЦ-2011 при работе от базы Авых = ±15,4 см;

• от дна Авых = ±9,8 см; при наличии САР ЗРО Авых = 8,6 см и Авых = ±2,2 см соответственно.

Подводя итог, можно с полным основанием утверждать, что предлагаемая математическая модель позволяет вполне адекватно оценивать точность его работы. Это дает возможность целенаправленно совершенствовать конструкцию дреноукладчика в целом и систем его составляющих.

ние точности планировки до ±3см способствует не только увеличению урожая в 1,5 раза и во столько же экономии поливной воды, но и снижению ежегодного прироста удельного объема земляных работ до 40%. Ранее проведенные исследования динамики деформации микрорельефов рисовых чеков доказали обратную зависимость прироста удельных земляных работ от точности спланированной поверхности орошаемых земель.

Высокая точность планировки достигается с применением лазерных систем автоматического регулирования (ЛСАР) высотным положением рабочих органов землеройных машин. В типовой комплект лазерного оборудования входят: лазерный передатчик, формирующий круговую лазерную опорную плоскость, фотоприемное и электрогидравлическое устройства, устанавливаемые на машину для управления высотного положения ее рабочего органа в процессе планировки.

Процесс выравнивания поверхности поля во многом определяется планирующей способностью планировщика. Для оценки планирующей способности рассмотрим модель мелиоративной машины с автоматизированным рабочим органом в качестве многомерной динамической системы с несколькими входами и одним выходом. При этом входные возмущающие воздействия Р непосредственно связаны с машиной, которая представлена в виде передаточной функции ПМ(Б), а входные задающие воздействия - с ЛСАР в виде функции ПА(Б) (рисунок).

Входными возмущающими воздействиями Р являются неровности неспланированной поверхности поля, с которыми осуществляется пассивных кон-

© В.А. Панкратов, 2002

УЛК 622.5

В.А. Панкратов

ПРИМЕНЕНИЕ СКРЕПЕРОВ С АВТОМАТИЗИРОВАННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ИХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ПО ВЫСОТЕ ПРИ ПЛАНИРОВКЕ ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЕЛЬ