96518

Дождевальная машина «Фрегат», основные характеристики и особенности конструкции

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Дождевальная машина «Фрегат» выполнена в виде движущегося по кругу многоопорного трубопровода с размещенными на нем среднеструйными дождевальными аппаратами и предназначена для полива сельскохозяйственных культур, лугов и пастбищ. Водопроводящий пояс машины высотой 2,2 м над поверхностью земли опирается на самоходные опоры, имеющие двухколесные тележки...

Русский

2015-10-07

1.87 MB

13 чел.

   

Оглавление

Введение 2

Дождевальная машина «Фрегат», основные характеристики и особенности конструкции. 3

Сравнение модификаций и аналогов других машин 25

Требования к машинам и энергоемкость полива 30

Заключение 32

Список литературы 33


Введение

На современном этапе развития существенно возросли требования сельскохозяйственного производства и рационального природопользования к способам и технике полива. Способы и техника полива должны быть в первую очередь ресурсосберегающими и экологически безопасными. Поэтому есть необходимость применения па системах экологически безопасные водосберегающие технологии орошения.

В настоящее время вопросы ресурсосбережения в орошении приобрели актуальность в связи с намечающимся общим подъемом сельского хозяйства в нашей стране. Орошение является мощным дополнительным рычагом дальнейшего подъема агропромышленного комплекса.

С развитием дождевания увеличивается парк дождевальных машин, появляются новые типы и модернизируются существующие. В этих условиях важное значение приобретают вопросы ресурсосбережения, эффективного использования дождевальной техники, повышения качества технологического процесса полива.

В орошении преобладают методы, основанные на принципе периодической подачи и аккумуляции влаги в почве путём периодических поливов, осуществляемых дождеванием, осуществлять его с наиболее .высоким коэффициентом использования воды на поле, т.е. с минимальными потерями.


Дождевальная машина «Фрегат», основные характеристики и особенности конструкции.

В России из орошаемых земель более 54 % орошается дождеванием. Такой вид орошения наиболее близок к оптимальному попаданию влаги к растению, то есть природному выпадению осадков. В настоящее время парк дождевальных машин, установок и отдельных аппаратов насчитывает более двух десятков типов, создающих искусственный дождь разного качества. Наиболее широко применяемые дождевальные машины: «Фрегат», «Днепр», «Волжанка», ДДА-100ВХ, ДДА-100МА и др. создают крупнокапельный, близкий по интенсивности к ливневым дождь.

Опыт эксплуатации показывает, что дождевальная машина «Фрегат» имеет ряд преимуществ перед другими типами машин, которые выражаются в том, что она позволяет полностью механизировать и автоматизировать технологический процесс полива, сократить число операторов и повысить производительность труда за счёт обслуживания одним оператором до 4 машин, а также производить полив в большом диапазоне поливных норм: от 190 до 1200 м /га в зависимости от скорости движения. Качество дождя определяется использованием насадок.

Дождевальная машина «Фрегат» выполнена в виде движущегося по кругу многоопорного трубопровода с размещенными на нем среднеструйными дождевальными аппаратами и предназначена для полива сельскохозяйственных культур, лугов и пастбищ. Водопроводящий пояс машины высотой 2,2 м над поверхностью земли опирается на самоходные опоры, имеющие двухколесные тележки с гидроприводом, работающим от энергии поливной воды. Звено (тележка) машины состоит из колесной самоходной опоры с механизмом гидропривода, трубы водопроводящего пояса с дождевальным аппаратом, А-образной фермы с системой тросового крепления водопроводящего пояса, узлов автоматической системы синхронизации движения и аварийной остановки.

Вода подается от гидрантов закрытой оросительной сети или из скважин погружным насосом. Над гидрантом размещена неподвижная опора – металлическая конструкция, закрепленная на бетонном фундаменте со стояком, вокруг которого вращается машина.

Рис.1  Дождевальная машина «Фрегат».

Поливную норму регулируют, изменяя скорость движения машины.   Для обеспечения равномерного полива площади машина оборудована  среднеструйными дождевальными аппаратами кругового действия четырех типоразмеров и одним концевым аппаратом, работающим по сектору для полива площади углов участка.

На орошаемом участке машину «Фрегат» можно использовать для полива с одной или двух позиций. Перевозит машину в осевом направлении  трактор-буксировщик.

Техническая характеристика дождевальной машины «Фрегат».

Наименование

Показатели

Единицы измере-ния

Привод передвижения машины

Гидравлический

-

Количество самоходных опор

16(и более)

шт.

Длина машины

454

м

Расстояние между самодвижущимися опорами

с 1 по 7 опору

с 7 по последнюю 16

24,7

29,6

м

м

Напор воды на входе в машину при максимально допустимом продолжительном уклоне

7; (0,7)

кгс/см2
(МПа)

Максимальная площадь полива при работе на одной позиции

72

га

Радиус полива при отключенном концевом дождевальном аппарате

468

м

Радиус струи концевого дождевального аппарата

25

м

Минимальное время полного оборота машины

51

час

Минимальная поливная норма

240

м3/га

Количество дождевальных аппаратов

50

шт.

Расстояние от поверхности земли до трубопровода

2,2

м

Технологические схемы работы дождевальных машин «Фрегат» при орошении сельскохозяйственных культур могут быть следующими:

Технологические схемы работы дождевальных машин «Фрегат»

при орошении полей севооборота

Технологическая схема

Особенности

работы

Преимущества

Недостатки

1

2

3

4

Машина работает на одной позиции, орошаемая площадь зависит от конструктивных параметров машины, неорошаемые углы при работе концевого аппарата составляют 16…18%, КЗИ – 0,82…0,84

Машина работает независимо от других, отсутствуют затраты труда и времени на перебазировки в течении вегетационного периода

Низкий КЗИ, минимальная сезонная нагрузка на машину, значительные капиталовложения и срок окупаемости

Машина работает на двух позициях в пределах одного поля или же на смежных полях, КЗИ – 0,82…0,84

Увеличивается сезонная нагрузка на машину, снижаются капиталовложения и срок окупаемости. При обслуживании двумя машинами двух смежных полей сокращается время полива поля  

Низкий КЗИ, необходимость перебазировки машины, не решена проблема полива углов

Машина работает на двух позициях в пределах одного поля. Гидранты расположены на расстоянии, равном конструктивной длине машины, КЗИ – 0,91…0,93

КЗИ повышается до 0,91…0,93. Увеличивается загрузка машины по сравнению со схемой I, сокращается расстояние транспортировки машины

Перекрытие поливом части площади поля, подача на площади перекрытия поливной нормы в два приема. Необходимость изменения скорости движения машины в процессе полива

Машина работает на двух позициях на гидрантах, которые в пределах поля расположены на расстоянии, равном 1,4 конструктивной длины машины. Расстояние между гидрантами на смежных полях составляет 1,925 длины машины, КЗИ – 0,91…0,93

На 7…8% повышается КЗИ, увеличивается по сравнению со схемой I загрузка машины, для полива углов не требуется другая поливная техника

Перекрытие поливом части площади поля, на 6…7% наблюдается перерасход воды, консольная часть машины проходит над соседним полем, ухудшается возможность посадки лесополос между смежными полями

Примечание: L – длина поля; b – ширина поля; – геометрическая длина машины

К машинам «Фрегат» дополнительно поставляют гидроподкормщик  для внесения с поливной водой растворимых удобрений, комплекты щитов  для ограждения гидроприводов и колес тележек при орошении высокостебельных культур, механические тормоза промежуточных тележек на полях с продольным уклоном более 0,05, гибкую вставку у неподвижной опоры, оборудование для отключения концевого дождевального аппарата и для транспортирования машины со стороны неподвижной опоры или консольной части, приспособления для замены коротких труб и прокладок в модификациях ДМУ-А и ДМУ-Б, фильтр, систему внешней аварийной защиты.

Устройство неподвижной опоры.

Жёсткая рама неподвижной опоры (рис. 2.) образована 4-мя стойками 1, скреплённых между собой поперечными балками 2 и 3.

Верхние концы стоек крепятся к лапам, которые приварены к обойме. Нижние концы стоек прикреплены к косынкам полозьев.

Полозья выполнены из труб со сплющенными и загнутыми концами.

В верхней части неподвижной опоры установлено кольцо, предназначенное для установки упоров, которые обеспечивают отключение концевого аппарата. К кольцу также крепятся кронштейн с планкой, устанавливающийся в любом месте в зависимости от условий эксплуатации и предназначен для остановки машины стоп-устройством. В верхней части неподвижной опоры крепится поддон 5, который предназначен для укладки трубки гидравлической защиты и сливной трубки от гидроподкормщика.

 

Рисунок 2.  Неподвижная опора с поворотным коленом

Неподвижная труба 6 крепится к обойме двумя планками и хомутом. В средней части она зафиксирована хомутом и кронштейнами 7. В нижней части трубы имеется фланец, который служит для присоединения к внешней оросительной системе.

Соединение неподвижной трубы с цилиндрическим патрубком поворотного колена 8 уплотняется резиновым кольцом. Цилиндрический патрубок с обоймой образуют подшипник поворотного колена в вертикальной плоскости ограниченного полукольцами приваренными к цилиндрическому патрубку. К фланцу поворотного колена подсоединяется поливной трубопровод.

Устройство водопроводящего трубопровода.

Поливной трубопровод (рис. 3) закрепляется на каждой тележке. Состоит из коротких – 1, крайних – 2, промежуточных – 3.

Короткие трубы крепятся на тележки, крайние трубы примыкают с обеих сторон к тележке. Промежуточные трубы расположены в средней части пролёта.

Пролёты между двумя соседними тележками состоят из 3-х труб. Каждый из пролётов присоединяется к коротким трубам.

Соединение труб фланцев, которое уплотняется резиновыми прокладками.

Пролёты трубопроводов от 1 до 7 тележки состоят из двух крайних труб – 2 диаметром 177,8 мм с толщиной стенки 1,9 мм и длиной 9754 мм и одной промежуточной  3 диаметром 177,8 мм  толщиной 1,9 мм и длиной 4876мм.

Пролёты трубопровода от 7-й до последней тележки состоят из двух крайних труб диаметром 152,4 мм с толщиной стенки 1,9 мм и одной промежуточной 3 диаметром 152,4 мм с толщиной стенок 2,65 мм и имеют одинаковую длину 9754 мм.

На тележках от 1-й до 6-й включительно устанавливаются короткие 1 трубы диаметром 177,8 мм, а на тележках от 8-й до последней включительно – короткие трубы диаметром 152,4 мм.

        

Рисунок  3.  Сборочные единицы трубопровода ДМ «Фрегат»

Кроме указанных участков трубопровода повторяющихся по длине машины в пролётах между 1-й и последней тележками, а в состав трубопровода входят следующие участки:

— участок от неподвижной опоры до 1-й тележки состоит из двух крайних труб диаметром 177,8 мм и длиной 9754 мм.

— на 7-й тележке устанавливается короткая, конусной формы труба обеспечивающая переход от труб диаметром 177,8 мм к трубам диаметром 152,4 мм.

— пролёт между предпоследней и последней тележками состоит из двух крайних труб диаметром 152,4 мм с толщиной стенки 1,9 мм и одной промежуточной трубы диаметром 152,4 мм с толщиной стенки 2,65 мм. Промежуточная труба в отличие от всех имеет в верхней части проушину.

— консольный участок состоит из крайней трубы длиной 4876 мм, концевой трубы длиной 2440 мм и диаметром 152,4 мм. К концевой трубе 5 приварен патрубок 6 для слива воды из трубопровода во время его промывки. Патрубок закрывается стаканом 7 с резиновым кольцом 8 и крепится к трубе планками 9.

К торцу трубы присоединяется заглушка 10 с патрубком для установки концевого дождевального аппарата.

Трубы поливного трубопровода при изготовлении подвергаются гидравлическим испытаниям давлением 1,0 МПа.

В середине каждой трубы приварен сверху штуцер 11 для установки дождевального аппарата, а снизу – штуцер 12 для установки сливного клапана.

Сливные клапаны (рис. 4.) предназначены для обеспечения автоматического слива воды из поливного трубопровода при прекращении её подачи.

Клапан состоит из корпуса 1, уплотнения 2, крышки 3.

Уплотнение выполнено из литой резины. По его периметру имеются пазы полукруглой формы для прохода воды при сливе. При наличии давления воды в трубопроводе уплотнение прижимается к конусной части крышки. При снятии давления воды под действием упругих сил резины уплотнение выпрямляется, и вода проходит через пазы в нижнюю часть крышки, в которой имеется сливное отверстие и отражатель 4.

Рисунок  4. Сливной клапан

Дождевальные аппараты.

Дождевальные машины «Фрегат» оснащены 49 струйными дождевальными аппаратами четырёх типоразмеров и одним дальнеструйным концевым работающим по кругу или сектору.

Аппараты с 1 по 4 – кругового вращения, различаются по расходу воды и размерам, вращаясь вокруг вертикальной оси под действием струи воды, осуществляют полив по кругу. Для равномерности полива необходимо устанавливать дождеватели согласно специальной схемы, которая поступает вместе с машиной.

К каждому дождевателю прикреплена бирка с номером, обозначающим место расположения аппарата по длине водопроводящего трубопровода, нумеруют эти места от неподвижной опоры.

Концевой аппарат устанавливается на консольной части трубопровода, работой которого управляют диафрагменный клапан, упоры на центральной неподвижной опоре и трёхходовой клапан.

Концевой дальнеструйный аппарат может осуществлять полив, как по сектору, так и по кругу.

Гидропривод машины.

Устройство распределительных клапанов гидропривода.

Клапан-распределитель предназначен для периодического подвода и слива воды из гидроцилиндра при его рабочем и холостом ходу.

Клапаны-распределители двойного действия с принудительным открытием и закрытием (рис. 5).

Клапаны состоят из: корпуса 1, штока 2, основания 3.

Существует два типа клапанов-распределителей: низкоскоростной, высокоскоростной.

У низкоскоростного клапана-распределителя (рис. 6.5.а) шток клапана состоит из стержня 2, на конце которого установлен пластмассовый конус 4 с уплотнительными поясками. Вместо поршня в нём применяется пружина 6, которая обеспечивает прижатие штока клапана к нижнему седлу.

У высокоскоростного клапана (рис. 6.5.б) шток состоит из стержня 2 с пластмассовым конусом 4. На торцах конуса имеются уплотнительные пояски. На нижнем конце штока установлен поршень с манжетой 5, а на верхнем упорная гайка 6. Диаметр расточки основания, по которой работает манжета больше диаметра нижнего седла клапана и меньше диаметра верхнего седла.

Соединение основания с корпусом уплотняется резиновым кольцом 7. При верхнем положении штока вода от регулирующего клапана под давлением поступает к гидроцилиндру.

В нижнем положении штока вода из гидроцилиндра поступает на слив.

Рисунок 5.  Клапаны-распределители гидропривода машины «Фрегат»

Устройство гидроцилиндра и механизма привода тележек.

Гидроцилиндр (рис. 6.) состоит из стального тонкостенного цилиндра 1 диаметром 122,8 мм, уплотнительной манжеты 2 и поршня 3, изготовленного из пластмассы, и полого стального оцинкованного штока 4.

В нижней части имеется два технологических отверстия. Цилиндр закрыт с обоих торцов крышками 5.

В нижней чугунной крышке 6 имеется отверстие для прохода штока и два прилива 7 с резьбовыми отверстиями для соединения с силовым рычагом. Во фланце крышки расположено отверстие для отвода протечек воды. Крышки закрепляются на цилиндр четырьмя шпильками 8.

Поршень и манжета затягиваются на штоке через стальную шайбу гайкой, обеспечивая уплотнение рабочей полости по упорному бурту штока и между собой.

Шток крепится с основанием 9, в котором имеется прилив с отверстиями для присоединения к раме тележки и фланец 10 для крепления клапана-распределителя.

Силовой рычаг сварной конструкции закрепляется на раме болтом через стальную распорную втулку.

Рисунок 6. Гидроцилиндр (Гидропривод самоходной тележки)

Плечи силового рычага 11 соединяются шарнирно с нижней крышкой гидроцилиндра болтами.

В средней части щёк силового рычага имеются отверстия для установки муфты возвратной пружины.

Направляющие толкателей колёс закреплены на стойках рамы.

Толкатели колёс крепятся к силовому рычагу шарнирно и служат для привода колёс.

За один ход цилиндра толкатель через зацепы поворачивает колесо на 160 мм. За счёт поворота колёс машина приходит в движение.

Сливная система гидроприводов.

Для отвода отработанной воды из гидроцилиндров дождевальных машин «Фрегат» служит сливная система. Сливная система серийных ДМ «Фрегат» имеет следующую конструкцию (рис. 9). Конструктивное исполнение сливных магистралей представлено на рисунке 10.

Рисунок .9. Серийная конструкция сливной системы гидроприводов

ДМ «Фрегат»

I – гидравлический привод промежуточной тележки;

II – гидравлический привод последней тележки.

1 – гидроцилиндр; 2 – клапан-распределитель; 3 – сливная магистраль.

К основным недостаткам серийной сливной системы гидроприводов ДМ «Фрегат» можно отнести то, что сливная система имеет неоптимизированные параметры и недостаточно надежна, поэтому распределение сливной воды происходит не рационально, что приводит к возникновению поверхностного стока и соответствующим ему негативным последствиям.       

Рисунок 10. Сливные магистрали тележек.

1 – пробка; 2 – переходник; 3 – угольник; 4 – штуцер; 5 – хомутик; 6 – рукав; 7, 8 – планка;

9 – труба сливная; 10 – переходник

Рисунок 11. Сливная система с дождевальной насадкой.

1 – водопроводящий трубопровод; 2 – гидроцилиндр; 3 – клапан-распределитель;

4 – сливная трубка; 5 – дождевальная насадка.

Есть конструкция сливной системы, в которой используется дождевальная насадка, устанавливаемая на короткой трубке соединенной с клапаном-распреде-лителем (рис. 11). Конструкция такой сливной системы проста, однако в данном случае не обеспечивается полный отвод сливаемой воды на достаточное расстояние, и ее большая часть попадает в колею.

Существует сливная система гидроприводов ДМ «Фрегат», которая специально разработана для уменьшения эрозии почвы путем повышения равномерности распределения, сливаемой из гидропривода воды в виде воздушно капельной суспензии. Сливная система (Рис.12) состоит из трубы-стояка 6 с дождевальной насадкой 7. Имеется инжектор 8, вход которого сообщен с атмосферой, а выход – с дождевальным аппаратом 10, и водовоздушной емкостью 9. Верхняя полость емкости связана трубопроводом с другими емкостями 12, 13, установленными вдоль водопроводящего трубопровода машины, и трубкой 14 через клапан-распределитель с трубой стояком 6. Дождевальная машина, снабженная такой сливной системой работает следующим образом.  Вода под давлением поступает в водопроводящий трубопровод 1 к дождевальным аппаратам 2 и в гидропривод. Одновременно вода из трубопровода 1 поступает в инжектор 8, выход которого соединен с дождевальным аппаратом 10.

При этом благодаря инжекции происходят подсос воздуха атмосферы и его накопление, сжатие в верхней части емкости 9 и далее по трубке 11 перемещение в емкости 12 и 13. Под действием гидропривода в период рабочего хода происходит передвижение дождевальной машины. В это время клапан распределитель 5 отсекает трубу-стояк 6 сливной системы от трубопровода 1, а краном 15 – от трубок 11 и 14, соединенных с емкостями 9, 12 и 13. При окончании рабочего хода гидропривода срабатывает механизм переключения и кран 15 и клапан-распределитель 5 перемещаются в положение, после чего гидроцилиндр опускается.

 

Рисунок 12. Сливная система ДМ «Фрегат» инжекторного типа.

1 – водопроводящий трубопровод; 2 – дождевальный аппарат; 3 – опорная тележка;

4 – гидроцилиндр; 5 – клапан-распределитель; 6 – труба-стояк; 7 – дождевальная насадка;

8 – инжектор; 9, 12, 13 – емкости; 10 – дождевальный аппарат; 11, 14  – трубки; 15 – кран.

Следовательно, вода из полости гидроцилиндра через клапан-распределитель 5 поступает в трубу стояк 6 и разбрызгивается через насадку 7. При этом воздух, поступающий из трубок 11 и 14 через кран 15 в трубу стояк 6, способствует распылению сливаемой воды на более мелкие капли и более равномерному ее распылению по площади. После окончания холостого хода цикл повторяется. Недостатком данной сливной системы является сложность ее конструкции и большая материалоемкость.

Известна сливная система такой конструкции, где сливные трубопроводы гидроприводов самоходных опор каждого предыдущего пролета соединены с водопроводящим трубопроводом в начале последующего пролета. Как показал опыт эксплуатации применение такой сливной системы экономически невыгодно из-за высоких затрат на монтаж, демонтаж и обслуживание конструкции.

Назначение регулятора скорости, его устройство и работа.

Регулятор скорости предназначен для автоматического регулирования скорости движения тележек в зависимости от скорости движения последней тележки, а также для поддержания заданной при настройке машины общей линии трубопровода путём изменения скорости движения тележек, отклоняющихся от этой линии.

Система состоит из регуляторов скорости 1 (рис. 7), устанавливаемых на всех тележках, кроме последней и тяг 2, соединяющих регулирующие стержни 3 с крайними трубами водопроводящего трубопровода 4.

Принцип регулирования заключается в изменении количества воды, подаваемой в гидроцилиндр тележки из водопроводящего трубопровода через регулирующий клапан 7 в зависимости от изгиба трубопровода относительно его заданной общей линии.

Забегание или отставание какой-либо тележки тяги 2 воздействуют на стержень 3 регулятора скорости, перемещая его в ту или иную сторону. Стержень 3 с изогнутым участком воздействует на нажимной рычаг 4, последний, поворачиваясь вокруг оси, регулировочным болтом 5 нажимает на шток 6 регулирующего клапана, изменяя проходное сечение в клапане и тем самым, увеличивая количество воды в гидроцилиндре. Скорость тележки увеличивается.

Максимальному открытию клапана соответствует положение стержня 3, когда его длинный участок находит на шток регулирующего клапана 6. Когда тележка выравнивается в общую линию, тяга 2 ослабнет, за счёт пружины стержень 3 вернётся в прежнее положение.

        

     Рисунок  7. Система автоматической синхронизации движения тележек

На кожухе 8 установлен исполнительный клапан с копиром. Маятник находится в вертикальном положении. Для обеспечения срабатывания исполнительного клапана на стержне закреплены два упора 10 с обеих сторон маятника.

В регуляторе скорости производится регулировка установки клапана 7 и его открытия. Регулировочный шток 6 устанавливается так, чтобы при положении длинного прямого участка стержня 3 на ролике 4 шток имел дополнительный ход вниз до упора равный 1,4…1,7 мм.

Устройство системы механической защиты.

Дождевальная машина «Фрегат» комплектуется заводами изготовителями механической и электрической, механической и электрогидравлической или гидравлической системами защиты. Системы защиты предназначены для аварийной остановки машины при опасном для прочности конструкции изгибе трубопровода. Защитной функцией обладает также и система автоматической синхронизации движения самоходных тележек, которая следит за изгибом водопроводящего трубопровода и, изменяя скорость самоходных тележек, предотвращает недопустимый изгиб трубопровода.

Система механической защиты (рис. 8.) предназначена для защиты машины от поломок при недопустимом общем изгибе трубопровода путём уменьшения скорости движения последней тележки, вплоть до её остановки, без отключения водоподачи.

Система состоит из регулирующего крана с приводом 1, смонтированного на последней тележке, и проволоки управления 2, протянутой по всей длине трубопровода и закреплённой одним концом на фланце поворотного колена неподвижной опоры, а другим концом через талреп 3 с регулирующим стержнем 4, двух пружин 6.

Регулирующий кран состоит из корпуса и крышки, уплотнённых по стыку кольцом.

Внутри корпуса между двумя резиновыми кольцами расположен шар с отверстиями. В паз шара входит шлиц штока. Шток уплотняется двумя манжетами, изготовленными из фторопласта.

         

Рисунок 8. Система механической защиты

На свободном конце штока закреплена планка с двумя роликами, при горизонтальном положении которых кран полностью открыт. Вращение штока осуществляется перекрытием крана. Регулирующий кран закрепляется на плите переходником через набор шайб.

Под корпус регулирующего крана устанавливают регулирующие шайбы для обеспечения необходимого зазора 0,4 мм между роликами и копирами.

На плите между направляющими роликами расположен стержень привода, к которому приварен копир 5. К копиру стержня крепится двумя болтами второй подвижной копир. Оба копира образуют профильный контур с прямым участком в середине и двумя криволинейными участками по краям. На плите закрепляется исполнительный клапан гидрозащиты, который поворачивается одновременно со штоком. Исполнительный клапан срабатывает практически одновременно с закрытием регулирующего крана.

Система работает следующим образом. Когда ролик крана не работает по криволинейной части копира, кран 1 полностью открыт и обеспечивается скорость последней тележки, заданная краном-задатчиком. При изгибах трубопровода, вызывающих перемещение стержня 4 в положение, когда профильный контур одного из копиров находит на ролик регистрирующего крана, заставляя его перемещаться по своей поверхности, происходит поворот планки и связанного с ней штока регулирующего крана. При этом уменьшается проходное сечение крана и замедляется скорость движения тележки. Когда ролик находится в верхней части профиля копира, кран закрывается и тележка останавливается.

Уменьшение скорости движения или остановка последней тележки приводит к уменьшению скорости движения остальных тележек или к их остановке системой автоматического регулирования скорости движения тележек.

При восстановлении заданной линии трубопровода регулирующий кран откроется полностью или необходимо вмешательство оператора, и машина начнёт движение с установленной скоростью. После монтажа необходимо проверить механическую защиту. Для этого необходимо снять проволоку с ролика предпоследней тележки и медленно отпустить в сторону тросовой опоры. До того, как проволока коснётся угольников стойки тросовой опоры, копир стержня должен повернуть плиту с роликами регулирующего крана в крайнее положение.


Сравнение модификаций и аналогов других машин

В зависимости от конкретных условий землепользования применяют машины различных модификаций (ДМУ-А и ДМУ-Б), отличающиеся длиной и расходом; базовая модель имеет 16 опор.

Технические характеристики модификаций ДМ «Фрегат»

Модификация машины

«Фрегат»

Число опорных тележек

Длина, м

Расход воды, л/с (числитель), требуемое давление на входе в машину при нулевом общем уклоне, МПа (знаменатель)

Средняя интенсивность дождя по длине машины, мм/мин

Максимальная площадь полива при работе с одной позиции и постоянно включенном концевом дождевальном аппарате, га

Радиус полива при отключенном концевом дождевальном аппарате, м

Расход воды через концевой аппарат, л/с

Минимальная норма полива за один оборот машины (при числе ходов гидроцилиндра последней тележки 5,5 в 1 мин), м3/га

Масса, т

без воды

в рабочем состоянии

(с водой)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

ДМУ-А199-28

7

199,0

28/0,47

20/0,47

0,22

0,17

15,8

211

209

5,7

4,1

137

98

6,5

10,1

ДМУ-А229-32

8

228,7

32/0,48

25/0,47

0,22

0,18

20,2

241

238

5,9

4,6

142

111

7,4

11,5

ДМУ-А253-38

9

253,4

38/0,50

28/0,47

0,24

0,19

24,4

267

265

6,4

4,7

156

114

8,2

12,7

ДМУ-А283-45

10

283,0

45/0,51

30/0,48

0,25

0,18

29,8

297

295

6,9

4,6

170

113

9,2

14,3

ДМУ-А308-30

11

307,8

30/0,48

0,16

34,8

317

4,3

106

10,0

15,5

ДМУ-А308-55

11

307,8

55/0,54

45/0,52

0,27

0,23

34,8

322

321

7,9

6,4

195

159

10,0

15,5

ДМУ-А337-45

12

337,4

45/0,52

34/0,50

0,21

0,17

41,3

350

349

5,9

4,6

147

114

10,9

16,5

ДМУ-А337-65

12

337,4

60/0,59

55/0,55

0,29

0,25

41,3

351

351

8,5

7,2

213

180

10,9

16,9

ДМУ-А362-50

13

362,2

50/0,54

40/0,51

0,21

0,18

47,1

375

374

6,2

5,0

155

124

11,7

18,2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

ДМУ-А392-50

14

391,8

50/0,55

40/0,52

0,20

0,17

54,6

404

402

5,8

4,6

145

116

12,6

19,6

ДМУ-А417-55

15

416,5

55/0,57

45/0,54

0,21

0,17

61,2

429

428

6,0

4,9

152

124

13,4

20,8

ДМУ-Б379-75

13

379,2

75/0,57

68/0,55

60/0,53

0,29

0,27

0,24

51,3

392

390

390

8,6

7,8

6,9

222

202

178

12,2

20,2

ДМУ-Б409-80

14

408,8

80/0,58

72/0,56

65/0,54

0,29

0,26

0,24

59,1

420

420

419

8,7

7,8

7,1

223

200

181

13,2

21,9

ДМУ-Б434-90

15

433,6

90/0,62

80/0,59

70/0,56

0,31

0,28

0,24

66,1

447

445

444

9,2

8,2

7,2

238

212

185

14

23,3

ДМУ-Б463-60

16

463,2

60/0,54

50/0,51

0,2

0,18

74,9

474

473

5,8

4,8

150

125

15

25

ДМУ-Б463-90

16

463,2

90/0,63

80/0,59

72/0,57

0,29

0,26

0,23

74,9

476

474

474

8,7

7,8

7

225

200

180

15

25

ДМУ-Б488-65

17

487,9

65/0,55

55/0,53

0,21

0,18

82,6

498

497

6

5,1

156

132

15,8

26,4

ДМУ-Б488-90

17

487,9

90/0,64

80/0,60

0,27

0,25

82,6

499

498

8,2

7,3

216

192

15,8

26,4

ДМУ-Б518-90

18

517,6

90/0,64

80/0,61

72/0,58

0,26

0,23

0,21

92,5

528

528

528

7,9

7

6,3

205

182

164

16,8

28,2

ДМУ-Б542-90

19

542,3

90/0,65

80/0,61

72/0,58

0,25

0,23

0,21

102,2

553

553

552

7,6

6,7

6,1

194

173

155

17,6

29,5

ДМУ-Б572-90

20

571,9

90/0,66

80/0,62

72/0,59

0,24

0,22

0,20

111,3

583

582

582

7,2

6,4

5,8

189

168

151

18,6

31,3

Для сравнения возьмем несколько модификаций: низконапорную - ДМУ-А283-45, имеющую 10 опорных тележек, базовую - ДМУ-Б463-90 и высоконапорную с двадцатью тележками - ДМУ-Б572-90.

И сравним их по некоторым показателям:

показатели

низконапорная

базовая

высоконапорная

расход воды, л/с

45

90

90

радиус полива, м

297

476

583

масса, т

14,3

25

31,3

Именно эти значения играют большую роль в технике для полива, поэтому по графику можно увидеть, что с увеличением одних параметров будут расти и другие.

Поэтому «Фрегат» имеют такое количество модификаций. Большое число вариантов исполнения, переменных и дополнительных комплектов оборудования, что позволяет удовлетворить разнообразные требования потребителей, предъявляемые к дождевальной технике по обеспечению различной интенсивности дождя и по поливу полей разной площади.

Для дополнительного сравнения мы возьмем еще две дождевальные машины: «Кубань» и «Днепр». И так же по некоторым характеристикам построим графики:

дм фрегат

дм днепр

дм кубань

Масса, т

25

13,5

41

Мощность, кВТ

1,73

1,1

2,2

Расход воды, л/с

90

120

200

Радиус полива, м

488

460

483

«Кубань», имеющую огромную массу, рекомендуется использовать при следующих условиях:  глубина залегания пресных грунтовых вод не менее 1,5 м, при этом используется на любых почвах со спокойным рельефом.

Дождевальные машины «Фрегат» могут работать на участках со сложным рельефом, имеющих неглубокий плодородный слой. Высокая степень равномерности распределения дождя дает возможность одновременно с поливом производить внесение жидких и растворимых минеральных удобрений. Современные насадки для разбрызгивания воды, равномерно установленные на трубопроводе машины, обеспечивают максимально эффективный полив.

Дождевальная машина ДФ-120 «Днепр» с электроприводом предназначена для полива всех сельскохозяйственных культур включая и высокостебельные. Полив осуществляется позиционно от гидрантов закрытой оросительной сети. Но имеет гораздо меньшую производительность чем «Фрегат», а расход больше.

Требования к машинам и энергоемкость полива

Требования к дождевальным машинам и установкам. Различают агробиологические, экологические и технико-экономические требования. К агробиологическим следует отнести требования, обеспечивающие оптимальные (рациональные) условия снабжения растений водой, экологическим - сохранение почв и их плодородия и технико-экономическим - повышение производительности, снижение энергоемкости и т. п.

Агробиологические требования заключаются в следующем. Для достижения малоинтенсивного (бесстрессового) воздействия процесса орошения на растения отношение интенсивности водоподачи к интенсивности водопотребления должно находиться в пределах 1...50. Равномерность распределения воды на поле должна удовлетворять следующим требованиям: Кэф.п =0, 7;  Отклонение от среднего слоя выпавшего дождя не должно превышать ± 25% для машин с коротко- и сред неструйными и ± 30% - с дальнеструйными аппаратами.

Экологические требования заключаются в следующем. С целью сохранения структуры и водопрочности почвенных агрегатов, активной жизнедеятельности микроорганизмов в почвообразовательном процессе и повышения плодородия почв содержание влаги в порах почвы должно находиться в пределах 70...90%, воздуха-10...30%, а отклонение от этих интервалов не должно превышать ±5%. Для предупреждения водной эрозии почвы скорость движения потока воды в поливной борозде должна быть меньше критически допустимой из условий неразмываемости почвы, а для предупреждения лужеобразования и стока средняя интенсивность дождя должна быть меньше или равна скорости впитывания воды в почву. Чтобы исключить разрушение почвенных агрегатов под действием ударов капель дождя, их диаметр не должен превышать 1, 5 мм для коротко- и средне-струйных и 1, 8 мм для дальнейструйных аппаратов.

Технико-экономические требования включают большое число показателей. Однако к наиболее важным из них относятся эффективное использование земли, производительность машин и энергоемкость выполняемого ими процесса. Коэффициент земельного использования, учитывающий потери площади под оросительной сетью и поливной техникой, должен быть равен или больше 0, 97.

Действительная производительность дождевальных машин, работающих в движении, как и любых других мобильных средств, зависит от ширины захвата, скорости движения и коэффициента использования рабочего времени. Разница заключается лишь в том, что во избежание образования луж на почвах с небольшой впитывающей способностью поливать можно не за один, а за несколько проходов. В таких случаях необходимое число проходов

n = m/h,

где m-поливная норма, мм; h-слой воды, вылитый за один проход, мм.

Производительность машин, работающих позиционно, зависит от размера площади S, орошаемой с одной позиции, и числа позиций z в смену, т. е. П = Sz. 

За продолжительность смены Т число позиций

        zkT/t,                                      

где k - коэффициент использования рабочего времени;

t-продолжительность полива с одной позиции.

Технико-экономическими требованиями предусматривается ограничение удельного расхода энергии на 1 м3 поливной воды в следующих пределах: 20,5... 1,5 кВт-ч/м3 для дождевальных машин и установок и 0,05...0,2 кВт • ч/м3 для установок капельного и внутрипочвенного орошения.

Заключение

Самодвижущаяся дождевальная машина «ФРЕГАТ» позволяет получить высокие и устойчивые урожаи зерновых, овощных и технических культур, а также многолетних трав, обеспечивая их качественный полив. «ФРЕГАТ» может работать на участках со сложным рельефом, имеющих неглубокий плодородный слой, что исключает дорогостоящее планирование орошаемых полей. Высокая степень равномерности распределения дождя дает возможность одновременно с поливом производить внесение жидких и растворимых минеральных удобрений.

Технология этих машин не стоит на месте. Завод «Фрегат» разрабатывает новые модели и совершенствует дождевальные машины.

Усовершенствование ДМУ «Фрегат» заключается в переоборудовании дождевого пояса и замене серийных дождевальных аппаратов на малоинтенсивные, экологически безопасные, энерговодосберегающие и почвощадящие дождеобразующие устройства, представляющие собой дюзу-переходник и дождевальные короткоструйные насадки секторного действия с улучшенными расходно-напорными характеристиками.

Результаты государственных испытаний усовершенствованной ДМУ «Фрегат» в 2005 г. подтвердили обеспечение машиной следующих технико-экономических эффектов:

  1.  экологическую безопасность полива;
  2.  создание искусственного дождя с размерами капель менее 1,0 мм;
  3.  снижение потерь оросительной воды на сток и инфильтрацию до 15...20%;
  4.  сведение к минимуму образования почвенной корки;
  5.  увеличение равномерности распределения воды по орошаемой площади более 75%;
  6.  уменьшение размеров колеи от ходовых систем машины;
  7.  снижение энергоёмкости полива на 15...18%.

Список литературы

  1.  Доценко А.И Машины и оборудование природообустройства и охраны окружающей среды города: Учебное пособие,  М.: Высшая школа, 2007
  2.  Ипатов П.П. Машины и оборудование для природообустройства и водопользования – Томск: издательство Томского политехнического университета, 2011
  3.  Слюсаренко В.В. Машины и оборудование для орошения сельскохозяйственных культур – Саратов, 2011.
  4.  http://www.fregat.mk.ua/
  5.  http://fregat.rk.ua
  6.  http://meliosnab.ru/