CC BY
100
вании использования машинно-тракторных агрегатов, выполнения сервисных, ремонтных и обслуживающих работ, что повысит их обоснованность и эффективность.
С целью сокращения времени до момента срабатывания датчиков (при малых амплитудах измеряемых циклических напряжений) можно использовать умножители деформации, подобные описанным в работе [9].
Список литературы
1. Иофинов, С.А. Приборы для учета и контроля работы тракторных агрегатов (теория, проектирование и расчет) / С.А. Иофинов, Х.М. Райхлин. — Л.: Машиностроение, 1972. — 224 с.
2. Техническое обслуживание и ремонт машин в сельском хозяйстве: учеб. пособие / В.И. Черноиванов [и др.]; под ред. В.И. Черноиванова. — М.; Челябинск: Изд-во ГОСНИТИ, ЧГАУ, 2003. — 992 с.
3. Основы теории и расчета сельскохозяйственных машин на прочность и надежность / Под ред. П.М. Волкова, М.М. Тененбаума. — М.: Машиностроение, 1977. — 310 с.
4. Болотин, В.В. К теории датчиков повреждений и счетчиков ресурса / В.В. Болотин, С.М. Набойщиков // Расчеты на прочность: сб. статей. — Вып. 24; под общ. ред. Н.Д. Тарабасова. — М.: Машиностроение, 1983. — С. 79-94.
5. Fricke, W. G. Jr. Fatigue Gages ofAluminum Foil / W. G. Jr. Fricke // ASTM Jnl. — 1962. — V. 62. — P. 268-269.
6. Манило, И.И. Основные положения по применению металлопокрытий при использовании МТП / И.И. Манило, С.Г. Тютрин // Материалы XLIX Международной научно-технической конференции «Достижения науки — агропромышленному производству». —
Ч. 2.- Челябинск: ЧГАА, 2010. — С. 208-212.
7. Tyutrin, S.G. Evaluating machine-part loads by eddy-current monitoring of metallic coatings / S.G. Tyutrin, V.Ya. Gerasimov // Russian Engineering Research. — New-York: Allerton Press Inc. — 2008, Vol. 28, No. 4. — Р. 311-312.
8. Тютрин, С.Г. Контроль работы МТА с помощью перфорированной фольги / С.Г. Тютрин // Тракторы и сельскохозяйственные машины. — 2009. — № 3. — С. 23-26.
9. Умножитель деформации для датчика усталостного повреждения / В.Т. Трощенко [и др.] // Проблемы прочности. — 1987. — № 8. — С. 115-119.
УДК 631.311.5
Х.А. Абдулмажидов, канд. техн. наук
Московский государственный университет природообустройства
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ КАНАЛООЧИСТИТЕЛЯ РР-303
Каналоочиститель с продольным по оси канала движением ковша в жестких направляющих был разработан в отраслевой научно-исследовательской лаборатории МГМИ. Каналоочиститель, получивший индекс РР-303, предназначался для проведения текущего ремонта мелиоративных каналов при очистке от наносов и заиления дна каналов глубиной до 3,0 м, шириной по дну 0,4 м как с укрепленными, так и с неукрепленными откосами. Данный каналоочиститель имеет рабочий орган типа «струг» [1], выполненный в виде ковша, перемещающегося по балке. Наличие воды в канале, а также донной растительности и посторонних предметов не оказывает существенного влияния на работоспособность этого оборудования. Ка-налоочиститель РР-303 одновременно с очисткой может производить также планировку дна канала в соответствии с заданным продольным уклоном. Показатели работы каналоочистителя определены по данным эксплуатационных испытаний, проведенных сотрудниками кафедры мелиоративных и строительных машин МГМИ (МГУП) в Московской и Ярославской областях России. В табл. 1 и 2 представлены техническая характеристика кана-
58
лоочистителя РР-303 и некоторые эксплуатационные показатели, полученные в процессе испытаний [2]. Лабораторно-полевые испытания проводились на действующих системах путем очистки дна каналов проводящей сети. Общим хронометражем фиксировалось эксплуатационное время, время основной работы, время, затраченное на техническое обслуживание, простои, холостые пробеги.
Кроме того, сплошной хронометраж с учетом конкретных условий работы проводился в течение 3-х контрольных смен. Агротехническая оценка в этом случае проводилась на контрольных участках длиной по 50 м. Замерялась с помощью рейки, рулетки и угломера глубина канала, ширина дна и крутизна откосов. Измерение амплитуды и высоты микронеровностей проводилось в плоскости, перпендикулярной направлению движения трактора на мерных участках через каждые 2 м. Измерения проводились через каждые 10 м. Структура наносов определялась визуально. Толщина наносов определялась с помощью линейки через каждые 10 м длины канала.
Фактическая длина рабочего хода ковша находилась путем деления длины мерного участка
Таблица 1
Техническая характеристика каналоочистителя РР-303
Наименование Единица измере- ния Данные параме- тров
Базовая машина Параметры очищаемых каналов: Трактор ДТ-75
наибольшая глубина м 3,0
ширина по дну м 0,4...1,8
Ход ковша м 5,5
Ширина ковша м 0,4; 0,6
Вместимость сменных ковшей: м3
при ширине ковша 0,4 м 0,18
при ширине ковша 0,6 м 0,25
Продолжительность цикла с 50
Конструктивная масса т 11,2
Габаритные размеры: мм
высота 3125
ширина 3400
длина 7300
на число передвижек каналоочистителя. Техническая производительность определялась при установившейся работе каналоочистителя после очистки 50 м канала и на один час чистого времени работы. В итоге техническая производительность определена как среднее арифметическое значений производительностей, полученных в течение трех контрольных смен.
В период испытаний было отмечено высокое качество работы каналоочистителя, не требующее никаких доделочных или дополнительных операций по очистке дна канала. В то же время были выявлены и некоторые недостатки, свойственные конструкциям такого типа. Так, на сухих песчаных грунтах отмечалось неполное наполнение ковша по высоте. Отмечена также тенденция к образованию призмы волочения большого объема. При подъеме горизонтально расположенного ковша в некоторых случаях фиксировалось просыпание части грунта. В связи с этим предлагается установить в конце движения ковша отбойную плиту, которая предотвратит просыпание грунта. В нижней части откосов около дна канала наблюдалось подрезание грунта или наносов, которые с течением определенного промежутка времени могут сползти на дно, заново нарушая конструктивные параметры канала. Устранению замеченных недостатков посвящены дальнейшие работы по усовершенствованию рабочего оборудования каналоочистителя РР-303. При испытаниях машины РР-303 наблюдалось, что устойчивость машины при работе во многом зависит от величины противовеса (т. е. эксплуатация машины сопровожда-
Таблица 2
Результаты агротехнической оценки условий работы каналоочистителя РР-303
Условие работы Единица измере- ния Показа- тели
Глубина каналов м 1,8..2,8
Коэффициент заложения откосов Г- О т
Максимальная амплитуда микронеровностей мм 175
Уровень воды в каналах мм 100...620
Толщина наносов мм 0 2 т 0 6
Засоренность камнями % 0,3
Засоренность погребенной древесиной % 0,63
Средняя густота травостоя на дне стеб./м2 270
Средняя высота растений м 0,74
Средний диаметр стеблей мм 11,0
Максимальный диаметр стебля кустарника мм 38
лась неустойчивой работой рабочего оборудования, было отмечено некоторое раскачивание жестких направляющих с ковшом и машины в целом). В связи с этим было принято решение установить соответствующий противовес с возможностью изменения его положения относительно точки опрокидывания (показано на рисунке). С учетом того, что машина РР-303 относится к каналоочистителям с продольным движением ковша по жестким направляющим, выявлены ограничения по ширине ковша. Это связано с малой шириной по дну большинства осушительных каналов.
Процесс очистки дна каналов напрямую еще связан с реальными объемами наносов, что предопределяет работу ковша со стружками различной толщины. В связи с этим возникает весьма важный вопрос о выборе длины хода ковша, обеспечивающего его заполнение.
Если ориентироваться на большие вылеты рабочего органа, что для проведения очистных работ в мелиорации крайне важно, то выбор параметров ковша по вместимости окажется достаточно ограниченным. Для каналоочистителя РР-303 возможны три типоразмера ковша, вместимость которых соответственно равна 0,25; 0,30 и 0,40 м3. Расчетная величина хода ковша в этих случаях имеет довольно большой разброс от 1,6 до 10,0 м. Однако можно отметить, что при толщине стружки 0,15 м и более длина хода ковшей с различными параметрами не превышает 5...6 м.
Сопоставив эти цифры с габаритными размерами базовой машины — трактора ДТ-75Б (длина трактора 4600 мм), видно, что в конструктивном отношении ход ковша равный 5,0...5,5 м, может быть легко реализован.
59
Каналоочиститель РР-303 на базе трактора ДТ-75М:
а — вид спереди; б — рабочий орган — ковш в жестких направляющих; в — схема запасовки каналов
В зависимости от ширины канала по дну каналоочиститель может очищать дно каналов несколькими способами. Известно, что при работе данного каналоочистителя толщина стружки не меняется, кроме тех случаев, когда по всей длине хода ковша толщина наносов различная или когда ковш движется под уклон.
Более сложно обстоит вопрос выбора и обоснования таких геометрических параметров ковша, как длина ковша и высота его стенок. Соотношения, принятые в практике экскаваторного оборудования, в том числе ковшей драглайна здесь мало подходят из-за ограничений размеров по ширине. Попытка реализовать требуемый объем ковша за счет увеличения высоты его стенок может оказаться неудачной, так как на определенной стадии процесс заполнения ковша грунтом может быть нарушен образованием чрезмерно увеличенной призмой волочения. Причем в различных грунтовых условиях это может по-разному проявляться. По результатам исследований, выполненных сотрудниками кафедры мелиоративных и строительных машин, выбран экспериментальный метод определения критических точек по высоте заполнения ковшей различной вместимости и размеров по ширине. Эксперименты проводились в лабораторных условиях в грунтовом канале как на моделях, так и с ковшами в натуральную величину. В ходе экспериментов, исходя из наполняемости, установлено оптимальное соотношение длины ковша и высоты, равное 2,5 : 1,0.
Вместимость ковшей можно определить по приближенным корреляционным зависимостям,
полученным на основании исследований и испытаний этих рабочих органов. Эти зависимости связывают между собой рабочие усилия, действующие в процессе копания, и вместимость ковша.
Выводы
В процессе испытаний подтверждено главное достоинство этого типа каналоочистителя — высокое качество работ. Речь идет не только о проведении каких-либо доделочных операций, но и о значительном продлении сроков службы каналов до капитального ремонта.
Испытания выявили и пути повышения производительности каналоочистителя за счет более совершенной конструкции ковша и уточнения его параметров. В процессе проектирования машины в целом выбор основных параметров рабочего органа, т. е. длины ковша и его рабочего хода, а также высоты стенок при заданных вместимости ковша и его ширины, не был достаточно обоснован.
Подтверждена и необходимость в установке отбойной плиты, что, безусловно, будет способствовать лучшему наполнению ковша и исключит просыпание грунта в момент его подъема.
Список литературы
1. Строительные машины для механизации мелиоративных работ / В.В. Суриков [и др.]. — М.: Агропро-миздат, 1991. — 464 с.
2. Абдулмажидов, Х.А. Обоснование основных параметров и режимов работы ковшовых каналоочистительных машин для зоны осушения: дис. ... канд. техн. наук / Х.А. Абдулмажидов. — М.:, 2000. — 150 с.
