автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Методы эффективного использования дождевальной техники в условиях засушливого земледелия

доктор технических наук

Цымбаленко,
Сергей Васильевич

город

Ставрополь

год

2000

специальность ВАК РФ

05.20.03

Автореферат диссертации по теме "Методы эффективного использования дождевальной техники в условиях засушливого земледелия"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

Всероссийский научно-исследовательский и проеетно-. технологический институт механизации и электрификации сельского

хозяйства л Я

(ВНИПТИМЗСХ) ин

На правах рукописи

Цымбалепко Сергей Васильевич

Методы эффективного использования дозадевальной тегшшш в условиях засушливого зегдледелпя

Специальность: 05.20.03 - Эксплуатация, восстановление » ремонт сельскохозяйственной техншеи

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук

ЗЕРНОГРАД 2000

Работа выполнена в Ставропольской государственной сейхскохозгйстазшой акадсшш

Научный консультант - дохсгор технических наук

старший научный сотрудник Бурьзпои Алексей Нсааопич

Официальные ояпопспты: академик РАСХН

заслуженный деятель наукн РФ доктор технических паук профессор Грнгоров Михаил Стефанович

заслужсшшй деятель пауки е техшкн РФ доктор технических тук профессор Коршпкоз Александр Алексеевич

доктор технических наук профессор Богомнпшх Владимир Алексеевич

Всдущан оргапетацпЕ - Государственное предприятие «Южный научно -

исследовательский институт пщротехшосп и мелиорации» (ЮжНИИГиМ)

Защита диссертации состошся 2000 г.

в /О часов на заседании диссертационного Совета Д020.36.01 при Всероссийском научно-исследовательском и проектно-технологическом институте механизации и электрификации сельского хозяйства (ВНИПТИМЭСХ) по адресу: 347740, Ростовская область, г. Зерноград, ул. Ленина 14, в зале заседаний Ученого совета.

С диссертацией можно познакомиться в библиотеке ВНИПТИМЭСХ.

Автореферат диссертации разослан 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук старший научный сотрудник

В. Ф. Хлыстунов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Дальнейшее развитие сельскохозяйственного производства и состояние экономики в Российской Федерации неразрывно связаны с проблемой повышения эффективности имеющегося технического потенциала и технологических приемов получения продукции, в том числе и на орошении. Ставропольский край по своей структуре - аграрный регион с мощным мелиоративным потенциалом. Нужно отметать большую роль и актуальность для Южных степных районов Северного Кавказа исследований, направленных на создание влаго-почво-сберегйющих техники и технологий. Однако для регионов, имеющих развитую инженерно-мелиоративную сеть и значительные массивы орошаемых земель, в том числе и для Ставрополья, актуальными остаются вопросы влагообеспечения сельхозкультур с помощью дождевальной техники. Свыше 2000 дождевальных машин (ДМ), преимущественно многоопорных (кругового и фронтального действия), используются на полях края. В силу ряда причин научного, экономического, технического характера потенциал дождевальной техники в системах технологий и машин (СТиМ) по получению продукции растениеводства используется еще не в полной мере. В отличие от богарного земледелия наличие на поле многоопорных ДМ создает особенности, связанные, например, с образованием колеи при их эксплуатации, с расположением водоподающей сети, с необходимостью ее очистки, обслуживания и т. д. Пробпша повышения эффективности дождевальной техники, совершенствования технического уровня и методов ее использования — важнейшая народнохозяйственная задача. Разработке этих вопросов и посвящена диссертационная работа- Исследования по данной проблеме выполнялись в Ставропольской государственной сельскохозяйственной академии в соответствии с научным планом региональной темы 29.6 «Совершенствование энергосберегающих технологий производства и переработки продукции растениеводства и животноводства, обеспечивающих сохранность окружающей среды» по разделу «Исследование эксплуатационных показателей тракторов, самоходных уборочных машин и мелиоративной техники».

Цель данной работы - научное обоснование путей повышения эффективности использования дождевальной техники на основе разработки организационно-технологических и технико-экономических мер, обеспечивающих экономию ресурсов.

В качестве объектов исследований использовали многоопорные до-• вдевальные машины кругового и фронтального действия типа «Фрегат» и «Кубань», применяемые в системах технологий и машин по возделыванию сельхозкультур на орошении.

Научная новизна исследований заключается в получении следующих результатов, которые выносятся на защиту:

1. теоретические зависимости, отражающие влияние временных факта-

ров на важнейшие эксплуатационный показатель ДМ - производительность;

2. экспериментальные обоснования степени уплотнения, деформации почвы ходовыми колесами ДМ кругового действия типа «Фрегат», значений коэффициентов буксования и их влияние на производительность, норму полива;

3. алгоритм и результаты моделирования процесса эксплуатации многоопорных ДМ при групповом их применении с определением оптимальных составов обслуживающего персонала;

4. алгоритм и результаты оценки энергетической эффективности дождевальной техники и СТиМ по производству продукции на орошении.

5. результаты экспериментальных исследований электрифицированных многоопорных ДМ фронтального действия типа «Кубань» с определением интенсивности включений опорно-приводных тележек, энергозатрат на передвижение, с выводами по определению установочных режимов работы ДМ;

- 6. технические решения, направленные на повышение эффективности использования ДМ: устройства для управления ДМ, для водозабора, для очистки каналов, для защиты мотор-редукторов опорно-приводных тележек, для подачи воды в ДМ при непрерывном их движении; '

7. номограммы определения эксплуатационных показателей многоопорных ДМ: производительности, поливной нормы, буксования, расхода воды и энергии; '

8. организационная структура мониторинга по обеспечению эффективного использования ДМ и адаптивных систем технологий и машин в условиях орошения,' а также алгоритмы расчета составляющих периодических платежей для комплектования орошаемых участков лизинговой дождевальной техники и ее оценки.

Методика исследований. Для достижения поставленной цели и решения задач исследований применяли системный подход, в основу которого положен принцип рассмотрения системы в целом: состояние и концептуальные вопросы оценки эффективности ДМ и СТиМ на орошении, аналитические и экспериментальные исследования взаимодействия с почвой ходовых-колес ДМ «Фрегат» и эксплуатационных показателей электрифицированных ДМ «Кубань» - по результатам которых определяли оптимальные установочные режимы работы ДМ и разрабатывали организационно-технологические и технико-экономические меры, дающие наиболее эффективные результата. Исследование эксплуатационных показателей дождевальной техники и обоснование методов эффективного ее использования провели с учетом существующих ГОСТов, рекомендаций КубНИИТиМ, ВНШТТИМЭСХ, ВНИИ "Радуга".

При проведешш .исследований применяли математический аппарат теории массового обслуживания, методов принятия решений, теории вероятностей, математической статистики и другие методы исследования сложных систем. Экспериментальные исследования проводили в производственных

условиях по специальным методикам, при разработке которых использовали планирование экспериментов, действующие стандарты с применегшем современных комплектов отечественной измерительной аппаратуры и оборудования.

Практическая значимость. Разработаны и внедрены в производство предложения по выбору установочных режимов работы ДМ, позволяющие, получить дополнительную продукцшо при экономной расходовании поливной воды до 14 %. Для практических целей предложены меры по выбору оптимального состава обслужгвающего персонала при групповом применении ДМ, а также технические решения по совершенствованию водозабора, водоподачи, защиты мотор-редукторов опорных тележек, очистки каналов от уплотненного ила. Практическая значимость подтверждается внедрением результатов НИР в двух сельскохозяйствешшх предприятиях Ставрополья, в СтавНИИГиМ, КубНИИТиМ.

Реализация результатов исследований* Основные положения выполненной работы были использованы при разработке «Руководства по эксплуатации ДМ «Кубань» с централизованным энергоснабжением» (положительное заключение Научно-технического совета Минводхоза РСФСР, протокол N13 от 9 февраля 1988г.) при подготовке рекомендаций по эксплуатации многоопорных ДМ в случае группового их применения. По результатам исследований разработана методика комплексно-группового контроля энергетических показателей многодвигательных опорпо-приводных систем, принятая КубНИИТиМ. Результаты исследований по ДМ «Кубань» с централизованным энергоснабжением в соответствии с хоздоговором №49/88 переданы в специализированное конструкторское бюро по ДМ «Дождь» ПО «Компрессор» (г. Ленинград). Основные технические решения по данной проблеме защищены пятью патентами Российской Федерации. Разработанные математическое и программное обеспечение: по решению оптимизационных задач при групповой эксплуатации дождевальной техники (0К80-2); по оценке энергетической эффективности ДМ и СТиМ (Еа-1); по расчету составляющих платежей для оценки лизинговой дождевальной техники -применяются в учебном процессе в Ставропольской госсельхозакздедпш.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на научных конференциях СГСХА, СтавНИИГиМа, Ставшсушшерситета, ЛенС-ХИ, ВНИПТНМЭСХ, на Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы аграрной политики и развития рынка в Российской Федерации», (г. Ростов-на-Дону, 14-16 апреля 1992г.), на второй международной научно -практической конференции «Эффективность и конкурентоспособность аграрного сектора России» Независимого Аграрно-Экономического Общества России, (г. Москва, 23-24 апреля 1998 г.).

Публикации результатов исследований. Основные положения научных исследований опубликованы: в брошюрах по эксплуатации многоопор-нш дождевальных машин (Ставрополь, 1988, 1989 гг.); в журналах «Меха-

низация и электрификация сельского хозяйства» (1987г.), «Сельские зори» (1989, 1990гг.), «Экономика сельского хозяйства России» (1998, 1999 гг.), в учебных пособиях: «Техническая эксплуатация машинно-тракторного парка" (Ставрополь, 1996г.), «Теория и практика высших финансовых вычислений» (Ставрополь, 1998г.); в методических указаниях «Расчет и оптимизация на ЭВМ производственных процессов при эксплуатации машинно-тракторных агрегатов» (Ставрополь, 1989 г.); в методических рекомендациях «Особенности комплектования средствами механизации региональных систем технологий и машин в агропромышленном комплексе на основе финансового лизинга» (Ставрополь, 1999г.).

Всего по материалам диссертации опубликовано свыше 40 работ общим объемом около 30 п. л., в том числе. 5 патентов Российской Федерации.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 312 страницах, иллюстрирована 42 таблицами, 76 рисунками. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы, содержащего 218 наименование, в том числе четыре иностранных, и 25 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана характеристика рассматриваемой проблемы, обоснована её актуальность, сформулированы цель исследований и основные положения, выносимые на защиту.

1. Анализ современного состояния проблемы. Выбор направления

н методов исследования В этой главе отражено современное состояние проблемы в части эффективного использования дождевальной техники и ее роли в системах технологий и машин по производству продукции растениеводства на орошении в условиях недостаточного увлажнения и засушливого климата. В целом, климатические условия большинства районов Ставрополья характеризуются крайне неустойчивым и недостаточным увлажнением. По данным ВНМПТИМЭСХ, наибольший дефицит влажности наблюдается в июле-августе в период активного роста и развития сельхозкультур. Потребность в орошении в этот период резко возрастает, так как увеличивается дефицит влажности воздуха и уменьшается вероятность выпадения естественных осадков. Дана характеристика и классификация дождевальных систем, аргументирована структура эксплуатационных показателей, предопределяющих эффективность применения ДМ. Оценка работы ДМ, как правило, осуществляется через систему эксплуатационно-экономических показателей. Однако достаточно глубокого обоснования энергетической-и экономической эффективности работы этих машин в технологических комплексах по возделыванию сельхозкультур, на орошении с учетом конкретных условий еще нет.

Проведенный обзор и анализ состояния проблемы позволили разработать систему возможных мер эффективного использования дождевальной техники в современных условиях, включающую три группы: технического, технологического и организационно-экономического направлений. Повышение эффективности использования машин достигается при комплексном подходе, с учетом всей совокупности элементов системы. Большой вклад в исследование эксплуатационных показателей машин в сельском хозяйстве и методов эффективного их использования внесли ученые Иофинов С. А., Лышко Г. П., Зангиев А. А., Фортуна В. И., Луцкий В. Г., Гусейн-Заде С. X., Коршиков А. А., Лисунов В. И. и др. Аналитические основы моделирования систем технологий и комплексов машин в различных условиях изложены в трудах Липковича Э. И., Рунчева М. С., Морозова А. X., Маслова Г. Г., Кор-мановского Л. П., Бурьянова А. И., Беспамятновой Н. М. я др.

Часть мероприятий по повышению эффективности работы многоопорных ДМ может быть осуществлена в настоящее время без особых дополнительных капитальных вложений и перестройки внешних связей в сложившейся структуре. Сюда относятся вопросы исследования и определения оптимальных, с точки зрения экономии воды и ресурсов режимов работы ДМ, планирования работы групп машин на поливной сезон, согласования действий всех сторон, участвующих в эксплуатации средств механизации на орошаемых участках, и т. д. Для повышения эффективной эксплуатации ДМ кругового и фронтального действия необходимо обратить внимание на разработку техипческнх решений, направленных на обеспечение равномерности полива, на своевременность очистки облицованных каналов от ила, на обеспечение работы машин при понижении уровня воды в сети с целью исключения остановок и перерывов в поливе. В то же время, в существующих СТиМ дождевальная техника не всегда позволяет получить еще лучшие конечные показателе одновременно и по повышению урожайности и по снижению удельных издержек при возделывании сельхозкультур в условиях орошения - прирост объёмов продукции в I ц /га ведёт к возрастанию затрат энергии на 2%. Орошение дождевальной техникой даже в условиях хорошо развитой водоподаюгдей сети (как например в Труновском, Петровском, Изобкльненском, Советском районах Ставрополья) сопряжено со значительными затратами на тогишвш-смазочные материалы, электроэнергию, с высокой стоимостью техники. Это предопределяет необходимость разработки организационных основ мониторинга по обеспечению эффективного использования ДМ и СтиМ на орошаемых участках, маркетинговых исследований в различных направлениях.

В связи с вышеизложенным была разработана рабочая гипотеза исследований, заключающаяся в том, что повышение эффективности дождевальной техники достигается при комплексном подходе с охватом основной совокупности элементов системы путем исследования эксплуатационных показателей, в том числе при групповом ее применении, на основе мер и техни-

ческих решениД, вводящих к ресурсосбережению, к сшскению удельных затрат. Система проведения исследований включает в себя аналитические, экспериментальные исследования и производственные проверки по ДМ кругового и фронтального действия (рис. 1).

Для реализации гипотезы и цели исследований необходимо решенить следующее научные задачи:

1. Провести исследования эксплуатационных показателей ДМ кругового действия типа «Фрегат» в реальных условиях, связанные с взаимодействием ходовых колес ДМ с почвой, с определением деформации и степени уплотнения почвы, коэффициентов буксования, установочных режимов работы этих машин.

2. Выполнить аналитические исследования связанные с процессом движения, определением производительности ДМ фронтального действия

3. Разработать номограммы определения эксплуатационных показателей и режимов движения многоопорных ДМ.

4. Определить экономическую и энергетическую эффективность применения дождевальной техники, разработать алгоритм энергетической оценки ДМ и в целом. СТиМ по производству продукции растениеводства на орошении.

5. Разработать модель и алгоритм расчета показателей функционирования МДМ при групповом их применении на оросительных системах Ставрополья, обосновать организационно-технологические меры по эффективной эксплуатации МДМ с учетом влагосодержания почвы.

6. Провести производственные проверки и экспериментальные исследования эксплуатационных показателей электрифицированных ДМ фронтального действия типа «Кубань» с разработкой технических мер, связанных с совершенствованием систем управления работой ДМ, водозабора, водопо-дачи, с повышением иадезкности опорно-приводных тележек машин, очистки бетонированных каначов.

7. Разработать алгоритмы расчетов периодических платежей, применяемых для оценю» лизинговой техники и комплектования орошаемых участков комплексами машин.

8. Обосновать мониторинговую модель формирования базы данных для обеспечения эффективного функционирования дождевальной техники и СТнМ по производству продукции растениеводства на орошении.

1. Исследование работа ДМ «Фрегат» на орошаемых участках

- изучение взаимодействия ходовых колес ДМ с почвой, процесса кодее-обрамаащи, степени уплотвиш» почвы

- исследование схем движения ДМ на орошаемых полая

Определение уста-НОВОЧ-НЫХ режимов работы ДМ

Система проведения исследований

Актуальность, постановка проблемы

Формирование научной гипотезы, задачи исследований

2. Аналитические исследования по электрифицированным ДМ фронтального действие

1 урютатршие »рацдсаг

перемещения ДМ, уравнение движения

- определение целей экспериментальных исследований

• исследование производительности как функции отклика о зависимости от временных факторов

- оценка ДМ по количеству выливаемой воды

3. Моделирование процесса группойого применения многоопорной дождевальной техники

• разработка аналитической модели

- определение составлчкь Щ1К критерия оценки вариантов моделирования;

- результаты моделирования

- исследование влажности поча орошаемых участков

- определение момента начала использования ДМ и установочных режимов их работы

4, Экспериментальные исследования электрифицированных ДМ в производственных условиях

- разработка методики исследований миогодвн-гательных систем

- проведение экспери-мешадышх исследований в СХЛ, анализ полученных результатов

-патентные исследования, разработка технических мер повышения эфектнвности использования ДМ

5. Разработка методологии оценки эффектнвно-сти ДМ, комплектования дождевальной техникой СТнМ на штшговой основе в условиях прошения

Структура маркетинговых исследований, модель мониторинга обеспечения функционирования ДМ и СТиМ на орошении

Результаты производственных проверок ...... .......V

2. Методологические и теоретические основы эффективного использования дождевальной техники в системах технологий и машин

Анализ использования систем орошения дождеванием на Ставрополье позволяет отметить, что в зоне неустойчивого и засушливого климата требуется, в отличие от прочих детерминированных ситуаций, и соответствующий технико-экономический анализ с целью принятия решений. Методология исследования эксплуатационных показателей ДМ и оценки их применения как части СТиМ в условиях орошения структурно включает следующие группы вопросов, влияющих на обоснование эффективности использования дождевальной техники - определение и учет условий эксплуатации ДМ, выбор методов исследований, обснование мер повышения эффективности ДМ и в целом СТиМ. Простои, перерывы в эксплуатации дождевальной техники в критические периоды при возделывании зерновых культур приводят к снижению урожая на 25-30%. Не меньший ущерб приносит излишняя влага - переувлажнение почвы, превышение установленного размера поливной нормы, в том числе из-за наличия буксования ходовых колес ДМ при их взаимодействии с почвой. Это ведет к уменьшению производительности ДМ, увеличению затрат на полив, перерасходу дефицитных водных ресурсов. Основу парка дождевальной техники в РФ и на Ставрополье составляют мпогоопор-ные ДМ кругового действия типа «Фрегат». Однако оставались недостаточно исследованными вопросы уплотнения и деформации плодородного слоя почвы ходовыми колесами ДМ, колееобразования. Определение количественных показателей деформации почвы, колееобразования и степени уплотнения почвы ходовыми колесами проводнлис на почвах, характеризующихся как предкавказские маломощные среднесуглинистые корбонатные черноземы. Перед проходом ходовых колес по направлению колеи отрывали траншею глубшой 50 см. (В) и шириной 70 см. (О- На вертикальный срез траншеи наносили координатную сетку с помощью деревянных меток, затем траншею засыпали почвой и послойно утрамбовывали так, чтобы не было выделения на общем фоне поля, а после прохода ДМ вскрывали и производили: фотографирование координатной сетки и последующаую обработку полученных крупномасштабных снимков (рис. 2). Расчеты выполняли следующим образом:

Р = (А/АК)*100,%, (1)

где Р - степень уплотнения почвы, %;

А - сечение в контуре до прохода, кв. см;

Ак - сечение в контуре после прохода, кв. см. .

Ь = (5/ а)* М, см, (2)

где Ь - глубина колеи, см.;

вк - сечение колеи на снимке, см;

а - ширина колеи на снимке, см; М - масштаб снимка.

М = 1/Ь, (3)

где 1 - определенная длина отрезка (фактическая); Ь - длина отрезка на снимке.

Для определения коэффициента буксования 5 в определенном положении ходовых колес ставили отметчик, через 5 оборотов ставили второй отметчик.

6 = (( Ьк1 - Ьк)! Ьк')*Ю0 % , (4)

где Ьк - путь, проходимый колесом за 5 фиксированных оборотов, - измеряемый параметр, м.; ' Ьк1 - длина пути (теоретическая за 5 оборотов):

Ьк' = 10*1Жк, (5)

где Ык - радиус ходового колеса ДМ, м.

Координатная сетка и определяемые параметры колееобразоваппя

рад? -и щж.р

т .. !

.. ...1 - 1— са

Ы_| —*.- +н .....М-- с ГГ 1 1

Результаты исследований позволили установить, что глубина колеи на фонах многолетних трав и на поле, подготовленном под посев озимой пшеницы, составляет 6,1...8,4 см. Глубина колеи на поле, подготовленном под посев, на2...3 см больше, чем на поле'многолетних трав Деформация почвы при проходах не распространяется за пределы плужной подошвы, а уплотнение ходовыми колесами почвы при поливе многолетних трав и посевов озимых составляет-116...118%(табл. 1).

Таблица I

Показатели деформации почвы после прохода ходовых (жестких)

колес ДМ «Фрегат» __

Показатели Обозначения Фоны

многолетние травы озимая пшеница

1. Сечение контура деформации до .прохода ДМ «Фрегат», кв. см А 840 1056

2. Сечение контура деформации после прохода ДМ«Фрегат», кв.см Ак 762 904

3. Степень уплотнения, % Р 118 116

4. Сечение колеи, кв. см Бк 198 132

5. Глубина колеи, см Ь 6,1 8,4

Изменение буксования ДМ «Фрегат» в зависимости от размера поливной нормы

100 200 300 400 . 00 600 700

поливная норма т, куб.м/га Рвс.3

Номограмма определения экслуатационных показателей ДМ "Фрегат"

Веамм обороч ДМ. сутяЛв

. 1.. 10-клкн применение номограичы

Математическая обработка полученных данных позволила установить зависимости (вида у=аЬ*) размера поливных норм от буксования на трех фонах полива (рис. 3) ДМ. Для выбора установочных режимов работы ДМ в практических целях рекомендуется использовать номограмму (рис. 4) для определения продолжительности работы в сутках, потребного количество воды, производительности машин «Фрегат».

Основное преимущество ДМ фронтального действия тппа «Кубань» перед машинами кругового действия - высокий коэффициент земельного использования (0,97), т. е. практически все поле традиционной прямоугольной формы охватывается создаваемым дождем.

Структура данного направления исследований включает в себя аналитические исследования, связанные с оценкой производительности электрифицированных ДМ, с разработкой методики технических решений и проведением экспериментальных исследований. В известных формулах по расчету производительности ДМ основными определяющими факторами являются расход воды машиной, размер поливной нормы, другие показатели. Однако по этим показателям трудно делать анализ и оценку эффективности использования дождевальной техники, в том числе в групповых комплексах. Необходимо учитывать и влияние вероятностно-временных факторов, связанных с продолжительностью непрерывной работы (полива) ДМ, с интенсивностью их обслуживания, со скоростью движения ДМ. При системно»! подходе к оценке эффективности дождевальной техники временные характеристики, например, можно принимать как один из управляющих факторов для рассмотрения задач оптимизации количественного состава обслуживающего

персонала и управления группами ДМ на орошаемом участке. Выполненный аналю процесса „жжения электрифицированных ДМ фронтального действия позволил установить, что возникающие боковые усилия в опорно-приводных тележках способствуют образованию общей стрелы прогиба во-допровйдящего трубопровода Dsu6 а процесс перемещения машин такого типа может быть представлен системой дифференциальных уравнений, позволяющей находить координаты положения опорных тележек через определенные промежутки времени:

Xj - Хм + i? • cos Лги • dt; ' Yi = + R-SinAm-dt; (6)

{Xj-X^f^-TrJ^R2, где Xi, Yi - координаты положения определяемой тележки;

- Xi+i, Yj+i - координаты положения последующей тележки; " R - расстояние между определяемой и последующей тележками в выбранных единицах измерения;

СО - угловая скорость движения определяемой тележки;

Ф = Vx/(Rcos<Z), a=arcsia(DB1>l6/R). (7)

Выявить корректирующие режимов при срабатывании систем стабилизации по курсу можно проведением экспериментальных исследований в производственных условиях. Производительность ДМ фронтального действия нами рассмотрена, как функция скорости движения ведущих опор с учетом влияния временных факторов. Для практических целей представляет интерес выявление степени влияния на производительность машин интенсивности их обслуживания и определение возможного ущерба от перерывов в работе. С вероятностной точки зрения ДМ может находиться в двух состояниях, а нормирующее условие запишется так:

Po(t)+P,(t)=l, (8)

где Ро (t) - вероятность проведения поливов", P1 (t) - вероятность простоев ДМ.

Анализ работы ДМ в групповых комплексах показывает, что, как правило, поток требований на различные виды обслуживания обладает свойствами стационарности, ординарности и отсутствием последней. Потоки, обладающие вышеперечисленными свойствами, называются простейшими или «пуассоновскими»: число требований, поступающих за отрезок времени At, распределяется по закону Пуассона. Основные временные характеристики описываются уравнениями:

Г0=1/Л, Г, =l//i, (9)

где Т» - среднее время работы машины между остановками; Я - плотность потока остановок машины; Т,- среднее время простоя работы машины;

^-интенсивность выполнения заявок - возобновления работы машины после остановки (устранения неисправностей).

Вероятностное состояние машин в подобных условиях и состояние их в момент времени t описывали известными уравнениями: .

Х + ц X + fj л + jU

Скорость движения ДМ типа "Кубань" определяли следующим образом:

Л + ft Л + /х

Сезонная производительность этих машин предопределяется как длиной пройденного пути L , так и количеством опорно-приводных тележек, т. е.

шириной захвата - В (Wca = С * В * Lca):

„, = Jud: или = cp • [Г^ (I - --) + —^. (1 - )], (12)

Сезонная производительность ДМ "Кубань" будет равна

Время T«, - длительность поливного сезона - достаточно велико (более 2500 часов). Тогда вторым слагаемым формулы (13) можно пренебречь, т.е.

или цг^^С'В»^^»——. (14)

Видно, что сезоппая производительность ДМ фронтального действия в конкретных почвегага-климатических условиях предопределяется двумя группами факторов: скоростными возможностями машины - режимами работы и факторами организационно-технологического характера - временными характеристиками (среднего времени работы между остановками Т0 и среднего времени устранения простоев Т„). Производительность, следовательно и скорость перемещения всей машины, величина слоя дождя, создаваемого дождйсальными аппаратами, зависят от скорости ведущих ( крайних) тележек. Режим движения задавали таймером-задатчихом с пульта управления на центральной опоре, а корректпо движения правого и левого крыльев ДМ по курсу осуществляли автоматически (в зависимости от условий перемещения тележек) и вызывали уменьшение скважности - соотношения продолжительности импульсов "работа-пауза" ведущей тележки. Выявить корректирующие режимы и их влиять на среднюю скорость движения ДМ, на интенсивность включений электроприводов опорно-приводных тележек можно проведепием экспериментальных псследоваппй при выполнении поливов сельхозкультур. В связи с тем, что производительности соответствует определенная (средняя) скорость движения, предлагается давать оценку

использования ДМ типа «Кубань» и по количеству воды, выливаемой за установленное время (смену, сутки, сезон):

2. =720 .г,,,.-^!—. (15

Анализ вышеприведенных зависимостей показывает, что количество выливаемой ДМ "Кубань" воды при заданных (установочных) параметрах определяется только длительностью работы в сутки и временными характеристиками Т0 и Т,. Используя методы математического анализа и дифференцирования функций, проанализированы изменения поверхности функцвв отклика - производительности ДМ в зависимости от плотности потока остановок и интенсивности обслуживания машин (рис. 5). Так, снижение плотности потока остановок на 16% позволяет повысить производительность ДМ на 33%.

Поверхность функции отклика - производительности МДМ (т = 600 куб. м/га)

a'720-Тш'

Моделирование функционирования групп ДМ на орошаемых участках осуществляли по специально разработанной программе OKSO-2 (рис. 6). Подготовка информации для работы с программой заключается в выборе данных по количеству машин на оросительной системе М, в определении плотности потока остановок Л, интенсивности обслуживания 1, составляющих целевой функции Y. Критерий Y - минимум возможных простоев дождевальной техники и персонала, обеспечивающего ее эксплуатацию:

Y-Ci*Me* + Cj*Nc» 0 min, (16)

где Ci, Cj - соответственно потери от простоя обслуживаемых ДМ и обслуживаемого персонала;

Блок-схема вычислений по программе «OKSO-2»

Мо* - среднее число ДМ, ожидающих начало обслуживания;

Иса - среднее число свободных операторов.

В целом стоимость потерь (возможный ущерб) от простоя дождевальных машин (С,) складывается из затрат на восстановление (реновацию) С„ затрат йа устранение отказов, неисправностей по техническим и другим причинам Ск, затрат, связанных с недобором продукции из-за простоев С„ т. е.: С1 = С. +СК + С„, руб/ч. (17)

Возможный ущерб от простоев обслуживающего звена (операторов) С2, включает в себя

Сг=^1 + Ч1+Чэ, (18)

где Я1 - затраты на содержание ремонтно-технических, транспортных обслуживающих средств;

q 2 - затраты на тошшвно-смазочные материалы; д3 - зарплата обслуживающего персонала (операторов).

. Специалист, вводя различные значения плотности потока требований на обслуживание Л, интенсивности обслуживания1, моделирует процесс эксплуатации групп машин, а ЭВМ для каждого варианта выдает информацию в виде таблиц, содержащих показатели: вероятность поступления заявок на обслуживание, Рк; вероятность нахождения операторов в свободном состоянии, Ро; число ДМ, ожидающих обслуживания, Мож; число свободных (простаивающих) обслуживающих звеньев (операторов), N«4 число операторов, занятых обслуживанием, Мое,- коэффициент простоя операторов, Кп,- коэффщщент простоя обслуживаемых ДМ, Кет; стоимость ущерба от возможного простоя ДМ и операторов - целевая функция, У. Программа 0К80-2 может быть использована в вычислительных пунктах СХП, района, в учебных центрах, где инженеры, руководители орошаемых участков, на основе изучения условий применения, в том числе и экономических групп техники, при их техническом обслуживании - анализируя результаты моделирования, принимают решения по эффективному использованию машин и трудовых ресурсов. Для этих целей подготовлено и соответствующее методическое обеспечение. Принятие решений специалистом основывается на экономической оценке каждого -варианта, позволяющей выбрать оптимальный вариант для двух подсистем: обслуживаемой и обслуживающей. Результаты расчетов для двух групп ДМ «Фрегат» 8 шт и 21 шг в СХП "Егорлыкское") позволили рекомендовать оптимальные составы операторов с минимальными значениями коэффициентов простоев и суммарных потерь ( табл. 2) при одновременном снижении затрат труда на 16%.

В рыночных отношениях вопросы эффективности применения ДМ н в целом систем технологий и машин непосредственно связаны с получением продукции растениеводства в условиях орошения, с оценкой состояния и устойчивости предприятия

Таблица 2

Г«ул-|'аты расчетоп вариа!ггов модели иа ЭВМ и показатели процесса эксилуатяции ДМ «Фрегат» при групповом их иримеиснии в СХП «Егорлыкскис»

Шобцльпеиского района (8 шт., 21 игг.)_

Оптимальный Вероятность Кол-во Коэф-1гг Кол-во Интенсив- Коэф-нт Плотность Кол-во Суммарные

состав обслу- нахождения ДМ «Фре- простоя Д М операторов ность об- простоя потока операторов. потери от

живающего операторов в гат» в ожи- «Фрегат», свободных служивания операторов, заявок. занятых простоев,

звена, свободном дании об- от обслу- обслужива- (критерии

п,чел. состоянии, служива- живания, нием М, оптимизации)

Р ния, игг Кпт N. чел. Кп чел. У, руб/ч,

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Звено 1 (8 шт. ДМ «Фрегат»)

2 0,45 0,06 0,008 0,82 0,2 0,41 0,5 0,78 17,12

3 0,22 0,05 0,007 1,21 0,2 0,40 1.0 1,38 29,32

4 0,06 0,08 0,01 1,53 0,2 0,38 2.0 2,34 47,96

2 0,67 0,00 0,00 0,94 0,5 0,47 0.1 0,38 10,34

3 0,16 0,11 0,01 1,09 0,5 0,36 0,5 1,67 34,57

4 0,03 0,17 0,02 1,27 0,5 0,31 1.0 2,78 54,93

5 0,00 0,25 0,03 1.11 0,5 0,22 2,0 4,12 78,84

4 0,03 0,17 0,02 1,27 1,0 0,31 0,5 2,78 54,93

5 0,00 0,25 0,03 1.11 1.0 0,22 1.0 4,12 78,84

б 0,00 0,28 0,03 0,85 1,0 0,14 2,0' 5,42 101,62

Звено 2 (21 шт. ДМ «Фрегат»)

6 0.02 0.11 0,00 2,41 0,2 0,40 1,0 3,60 73,66

8 0,00 0,32 0,02 2,08 0,2 0,26 2,0 6,23 120,34

9 0,00 0,33 0,01 2,11 0.5 0,23 1,0 7Д2 138,53

12 0,00 0,49 0,02 1.74 0,5 0,14 2,0 10,74 " 201,23

4 0,13 0,09 0,00 1,70 1.0 0,42 0,1 1,99 42,00

9 0,00 0,33 0,01 2.11 1,0 0,23 0,5 7,22 138,53

12 0,00 0,49 0,02 1.74 1,0 0,14 1.0 10,74 201,23

15 0,00 0,54 0,02 1,36 1,0 0,09 2,0 14,18 262,36

В реальных условиях сельхозпредприятию (фермеру) часто приходится решать вопрос выбора машин с учетом их стоимости, предполагаемой рентабельности, нормативных сроков службы техники. Расчеты показали, что если фермер предполагает получить 15% уровень рентабельности (11=0,15) при эксплуатации на орошаемом участке ДМ «Фрегат» (16-опорный вариант, амортизационный срок службы Т„- 7 лет), то для ожидаемого эффекта в 5% от сто им о „та товарной продукции, приобретение ДМ «Фрегат» будет выгодно, когда стоимость машины не превышает 12% от годовой выручки (равной произведению годового объема и цены продукции). Фермеру выгодно использование ДМ «Фрегат» при первоначальной цене дождевальной техники в 200 тыс. руб. (максимальная цена). Однако в современных условиях необходимым фактором для принятия решений по эффективности ДМ в конкретных условиях является проведение и энергетического анализа. Эффективность использования дождевальной техники в групповых комплексах на орошаемых участках неразрывно связана с получением продукции, т. е. с результатами живого и овеществленного труда. В этой связи ДМ, применяемые на орошаемых участках, нами рассмотрены как элемент влагообеспечения, направленный на эффективное использование автропогенных( прямых и косвенных) н естественных энергетических потоков. Для расчетов энергетической эффективности и средств механизации, процессов используемых в технологиях возделывания различных культур в условиях орошения, разработана программа " Е, -1" (рис. 7 ). Модель расчета энергетического' КПД имеет вид:

,7=-------------,

где Ев, Еж, Еп, Ет, Ем - энергетические эквиваленты соответственно - семян (удобрений), живого труда, топлива, тракторов, сельхозмашин (сцепок), МДж/кг,

Мт, Мм - масса машин, сцепок, кг

7т, Тм- годовая загрузка маннт, сцепок, ч.;

нормы отчислений на амортизацию, техническое обслуживание, ремонт и хранение соответственно машин и сцепки, Расчет составляющих энергопотоков показывает, что в структуре прямых энергозатрат преобладают затраты на почвообработку -до 30% , уборку, транспортировку -до 20%, на работы по поливу, уходу за растениями -до 50%. Полив сельхозкультур является одним из энергоемких технологических процессов

Блок-схема энергетического аиалша «Еа-1»

Таблица 3

Структура экономических к энергетических эатрат возделывания кукурузы па зерно по адаптивной системе технологий и машин

{предшественник | зерновые колосовые )"

С/х кулмуры я группы уоаляэ^р работ Затраты труда Прямые общие эксплуатационные затраты Энергетические показателя СТ и М , МДж/га

руб./ га руб./ т Овеществленная энергия Живой труд Прямые по топливу Прямые по МТА Полные (Э) энергозатраты

чел.-ч МДж га % МДж га % МДж • га % МДж га % МДж га %

в уело я пял орошенип: урожайность основной продукции 9 т/т .

{.Основная обработка почвы 0,678 446 51,7 0 0 77,2 4,43 1011,6 58,54 . 640 37,03 1728,8 100

2.Предпосев-пые и посевные работы 1.4 264,13 29,34 314,25 21.CS 60,76 4,07 385,44 25,826 731,99 49,04 1492,44 100

3. Полив, уход м п«ваии 4.752 595.25 66.13 6624 36,44 285.06 1,56 9556,1 52.5 1709,7 9.5 18174,86 100

4.Уборочнь*е л послеуборочные работы 1,047 378,63 42,07 0 0 45,48 2,26 1504,8 74,77 462,15 22,96 2012,44 100

Уд.вес составляющих полных энергозатратам , % 6938,25 29.63 468,5 2.02 12457,9 9 53.21 3543.84 15.13 23408,54 100

КПД СТиМ - о-П/Э-16.1

без орошення: урожаАностъ основной гт ролукшш - 4.5 т/га .

1.Основная эбработка почвы 0,678 466 84,72 0 0 77,2 4,43 1011,6 58,54 640 37,03 1728,8 100

2.Пр«дпосев-иые и посевные работы 1.4 264,13 48,02 314,25 21,05 60,76 4,07 385,44 25,886 731,99 49,04 1492,44 100

З.Уход за посевами 0.993 78,03 14,18 6624 71,28 60,01 0,66 2212,1 23,80 396,2 4,26 9292,31 100

4.Уборо-»пыс н послеуборочные работы 1,047 378,63 68,84 0 0 45,48 2,26 1504,8 74,77 462,15 22,96 2012,44 100

Уд. вес составляющих полных энергозатратам , % 6938,25 47.76 243,45 1,63 5122,04 35.26 2230,34 15.35 14525,99 100

КГЩСТиМ- о-П/Э-17.7

Изменение энергетического КПД системы технологий и мзшлп при возделывании сельхозкультур па орошении

а наибольшие энергозатраты характерны для оросительных систем с применением ДМ типа «Кубань»-прцмерно на одном уровне с основной обработкой почв.

Неадекватное, по отношению к затратам, приращение урожая и заставляет принимать решения по экономии ресурсов, по снижению удельных энергозатрат на единицу получаемой продукции. Анализ моделироьания образования энергетического КПД (рис. 8), показывает, что интенсивность возрастания КПД в большей степени предопределяется повышением урожайности - увеличение энергии выхода на .10% обеспечивает повышение энергетической эффективности на 16,6%, а снижение энергозатрат на 10% -на 9%.

3. Программа и методика экспериментальных исследовании

Цель экспериментальных исследований эксплутационных показателей электрифицированных ДМ фротального действия типа «Кубань» - определение количества включений опорно-приводных тележек, энергозатрат на передвижение с разработкой технологических и технических мер, направленных на повышение эффективности работы дождевальной техники.

Программой экспериментальных исследований прсдус.мзгр. валось: О наблюдение за состоянием почвенных характеристик по уровню влажности почв и химическому составу;

О подготовка приборов и блоков тензометрического оборудования для непрерывной записи исследуемых параметров в режиме реального времени работы электрифицированной дождевальной машины «Кубань»; О планирование и проведение экспериментальных исследований в производственных условиях, обработка полученных данных, их анализ.

Оценки работы многоопорных ДМ и выработку мер эффективного их использования осуществляли на основе исследований выполненных в производственных условиях на крупной оросительной системе при групповом применении машин в сельскохозяйственном предприятии "Нива" Новоалександровского района.

При исследовании почвенных характеристик с помощью бура на опытных участках проводили забор проб почв с глубин корнеобитаемого слоя культур. Пробы собирали в пронумерованные бюксы, их номера фиксировали в ведомостях учета, сдаваемых в районную агрохимлабораторию г. Ново-алексавдровска вместе с бюксами. По общепринятой методике лаборатория проводила обработку образцов и выдавала результаты. Возделываемые на поливном участке культуры были сгруппированы в три группы по параметру корнеобитания: 0,4 м, 0,6 м, 0,8 м. Предполивную влажность в корнеобитае-мых слоях почвы поливаемых культур сравнивали с огтшальным уровнем влагообеспечения возделываемых в условиях орошения сельхозкультур и определялись: момент начала работы ДМ; установочную норму поливов; режим движения ДМ.

Для реализации программы экспериментальных исследований по ДМ "Кубань" изготовлено петь измерительных комплексов для непрерывной записи параметров. Например, блоки номер один и два осуществляли контроль соответственно правого и левого крыльев ДМ: активной мощности (с помощью преобразователя мощности Е-859/4 с трансформатором тока УН -5); активного тока (с помощью преобразователя тока Е - 854/1 с трансформатором тока УТТ-5); контроль напряжения в сети ДМ осуществлялся самопишущим ампервольтметром Н-339. Обработку полученной информации проводили на ВЦ СГСХА с использованием стандартных программ. Информацию о надежности данных, полученных в результате опытов, и их достоверности получали и путем дисперсионного анализа, а в качестве достоверности опытов применяли критерии Фишера и Стьюдента. Результаты экспериментальных исследований явились основой для разработки технических решений, направленных на повышение-эффективносга эксплуатации ДМ.

4. Разработка мер повышения эффективности использования

многоопорных дождевальных машин в совершенствования их

технического уровня В реальных условиях эксплуатации ДМ в АО «Нива» апробирована организация эксплуатации ДМ «Кубань» на основе данных о влажности почвы. Фактические данные служили основой для выполнения оперативных расче-

тов и корректировки эксплуатационных графиков загрузки при поливе конкретных культур определялись эксплуатационные показатели машин. Согласование работы средств механизации (рис.9) по поливу, обработке почвы, посеву и другим операциям на орошаемом участке осуществляли в соответствии с технологией возделывания сельхозкультур. В межполившлс периоды проводили техническое обслуживание и регулировку дождевальной техники. Одна из рекомендуемых схем работы ДМ на орошаемом участке АО «Нива» в 146 га. приведенная на рис. 10, основана на следующих положениях:

- темно-каштановые почвы участка предполагают проведение поливов нормой 600 куб. м/га за два прохода в минимально возможные сроки;

График последовательности выполпепия механизированных работ па орошаемых полях ДМ «Кубань» и их технического обслуживания

Культуры в виды работ Лло-зидь, га. М Е С Я Ц . Ы

4 апр. 5 май 6 товь 7 1ЯОЛ& 8 авг. 9 севт. 10 ост.

Озимая пшеница 1 .обработка посевов 2.вегетацион вые поливы 3.уборха урожая 200 20-27 О Эрос» гелньгЯ период Орося-тетьтгй период

1-1017-27 Г"1 (—1 1-10 1 П Г~ -22 [ 3

25

Травяиая смесь 1.вспашка и осев 2.вегетшпгокны еполивы 100 г 2 1! • 21 20-26 П,Г~1 15-21 _о

Подготовка площади под второй урожай 1.вспагска 2.влагозарядка 100 1 -5-10 СП

ПРИМЕЧАНИЕ: 1 .Влагозарядка п посев озимой пшеницы на графике не приводятся.

2.Техническне обслуживания ДМ совмещаются с технологическими «окнами».

а)осповпой посев

ороситель

Размер поливной нормы прямой ход

Схема двнженва машины Снятие с хранения ДМ (}-

обратный ход —»-

300 куб. м/га _тр

< <- д

1 >

-4- и >

Уборка, обработка почвы, посев

11 800 м (горох-овес)* * 800 м (озимые) Р

а 1 -4-1 1 • I >

Схема движения машины

< —«—и

РТО1 -культивация почвы с бороноваш!ем

< РТП1

уборка, обработка почвы

лагозарядка

й— -4- >

О - исходная позиция, Д- стоянка машшш, Й-финшпная позиция

- на площади под озимой пшеницей - 146 га (первый урожай) - после уборочных работ и подготовки почвы, выращивается горохо-овсяная смесь -100 га (второй урожай), а на площади в 46 га осуществляются обработка почвы и влагозарядный полив под будущие посевы яровых культур;

- отсутствие (или минимум) холостых перегонов для ДМ;

- оперативный контроль за режимом питания растений и их влагообес-печенностЬю осуществляется между «оливами; .

. - операции TOI, Т02, ТОЗ выполняются в межполивные периоды, когда машина, находясь на исходной позиции, простаивает в ожидании очередного полива (эти «окна» используются и для проведения сложных ремонтных работ).

Предлагаемая организация работ ДМ и друтих средств механизация на орошаемом участке с кошролем режима питания и влагообеспеченности растений, реализованная в АО «Нива», позволила своевременно обеспечить влагой растения в необходимые сроки в требуемых количествах и получигь устойчивые урожаи сельхозкультур (урожайность кукурузы на зерно составляла 63-90 ц/га) при экономном расходовашш поливной воды. Результаты внедрения подтвердили, что эти меры позволяют сократить расход поливной воды на 14,3% и получить прирост урожайности поливаемых сельхозкультур в 6...14 %.

В то же время установлено, что эксплуатация ДМ с дизель - генераторной установкой требует необходимость значительного увеличения топливо -смазочных материалов, причем в самый напряженный период летних полевых работ. Это обусловило необходимость поиска методов по переводу ДМ фронтального действия на централизованное энергоснабжение.

На Ставрополье прошли производственные проверки с нашим участием совместно с СКБ по дождевальным машинам «Дождь'1 ПО «Компрессор», СтавНИИГиМ по использованию ДМ «Кубань» с питанием ог электрических стационарных сетей с полным исключением потребления дизельного топлива.

Внедрение, например, таких машин в ОПХ «Изобильненское» позволило значительно улучшить условия труда операторов, повысить эхологнчность проведения поливов.

Результаты экспериментальных исследований (рис. П...12) позволили установить, что с уменьшением средней скорости движения дождевальной машины удельная частота включений ведущих (консольных) тележек возрастает с 0,2 вкл/м -на первом режиме до 6,2 вкл/м - на десятом режиме. Экспериментальные данные возрастания числа включений Кв левого, правого крыльев ДМ и суммарного значения аппроксимируются соответствую ши-ми зависимостями.

Зависимость количества включений опорно -приводных тележек от режимов работы ДМ

а) количество включений консольных (ведущих) тележек

теоретическая кривая Кв = 0.93 + 16.16Л/ср

Я = 0.93 О - 7.33 Кс! = 0.87

экспериментальные данные

2.0 V«,, м/мин П I

Режимы работы дм

б) суммарное количество включений тележек левого крыла

теоретическая кривая Кс = 56.56 + 84.19Л/ср В = 0.92 С1 в 7.05 = 0.85

экспериментальные данные

2.0 V«, м/мин II I

Режимы работы ДМ

Q3 Q, cd С

га a. h-ra

Зависимость энергозатрат на перемещение от режимов работы ДМ

теоретическая кривая Эп = 2.01

Р = 0.85

__Ct = 4.61

SI ! ! i Kd = 0.72

1.97Vcp + 0.83Vcp

Экспериментальные данные

0.4 o.s i,

0.8 1.0 1.2 1.4 -1_i ., i .

Ill VII VI V

2.0 VPl м/.-лин

IV III II I

Режимы работы ДМ

Зависимость средней скорости и поливной нормы от скважности (tn/tn)

экспериментальные данные

о о о. о

70 80 90

Скважность (tn/tn), 5с

Суммарные удельные энергозатраты на передвижение ДМ в расчете на 10 - метровые участии пути имеют плавный характер подъема при поливах в диапазоне скоростей 0,6... 1,6 м/мин. На 4, 5, 6-м режимах энергозатраты стабилизируются и возрастают с 7 режима, т. е. при поливах с нормами свыше 500 куб. м на га. Анализ данных показывает, что оптимальным, с точки зрения количества включений опорно-приводных тележек и затрат энергии на передвижение, является использование электрифицированных ДМ на режимах 4,5,6, т. е. с поливными нормами 300...4.35 куб. м на 1 га. Для определения эксплуатационных показателей электрифицированных ДМ типа «Кубань» разработана номограмма (рис. 13). В первом квадранте определяется требуемая норма полива в зависимости от влагосодержания почвы, во втором и в третьем - установочные данные таИмера-задатчика и таймера - корректора, в четвертом - суммарные удельные энергозатраты на передвижение ДМ. Результаты экспериментальных исследований можно использовать для обоснования конструктивных параметров приборов ПСК и ПСЛ, мотор-редукторов опорных тележек МДМ. Выявлено, что при больших нормах полива (режимы 7... 10) вступление в работу таймер-корректора (режима коррекции ) увеличивает время простоя (паузы) тележки, следовательно, и количество выливаемой воды на единицу площади. По нашим расчетам, при частоте срабатывания таймер-корректора от 2 до 4 включений на 10-тиметровом участке ведет к перерасходу 12% поливной воды.

Номограмма для определения эксплуатационных показателей ДМ "Кубань"

Рис. 13

Поэтому, особое значение для электрифицированных ДМ с большими расходами воды (до 200 л/с) 1шеет одновременное регулирование и процессом движения и потоком воды при коррекции. Это подтверждает необходимость разработки такого технического решения, которое бы позволяло одновременно корректировать при движении и объем поступающей поливной во-

ды с целью педопущеппя местных переполпвов я экономное расходование воды.

Кроме того, в первый момент трогания ходовых колес нами отмечены высокие пусковые токи (тепловые ударные нагрузки), являющиеся основной причиной выхода из строя таких дорогостоящих узлов, как мотор-редукторов. С целью экономного расходования поливной воды при корректирующих'режимах и ликвидации местных переполивов нами разработано техническое решение - устройство управления многоопорной фронтальной дождевальной машиной (патент РФ №1692397). Данное устройство позволяет экономить до 40 тыс. куб. м вода в режимах коррекции за поливной сезон. Повышение эффективности полива и достижение равномерности полива достигается установкой в водопроводящих трубопроводах (левого и правого крыла) устройств регулирования проходного сечения трубопроводов, связанных с системой автоматического регулирования движением опорных тележек маппш.

С целью повышения надежности работы опорно - приводных систем и снижения затрат труда на обслуживание маппш разработано устройство для регулирования пусковых токов в обмотках асинхронного энектродвигате-ля(патент РФ N2073295). Это устройство, предохраняет привод опорных тележек от длительного воздействия высоких токов путем кратковременного отсоединения и подключения его вновь при выходе на номинальный режим работы. Использование предлагаемого устройства позволяет снизить время воздействия высоких пусковых токов на обмотке электродвигателя, практически исключить выход из строя мотор-редукторов, уменьшить на 15% затраты на техническое обслуживание и ремонт ДМ.

Перерывы в поливах сельхозкультур, остановки ДМ вызываются и нарушением процесса водозабора, уменьшением уровня воды в канале пз-за образования плотного слоя осадка в виде ила. Для уменьшения простоев ДМ работающих от открытых оросительных каналов, предложено водозаборное устройство (патент РФ N1667734). Эффективность эксплуатации данного устройства определяется следующими параметрами: за счет снижения допустимого уровня воды до 0,5 м уменьшаются фильтрация, потери воды на испарение - экономия поливной воды составляет около ЗОООкуб. м за поливкой сезон. Одной из проблем в использовании МДМ, работающих от открытых оросителей, является очистка каналов от наносов в ввде уплотненного ила. Предложенное средство - рабочий орган для очистки оросительных каналов в бетонированной оболочке (патент РФ N 1810436) - в сравпешш с существующими конструкциями позволяет на 16% повысить производительность и обеспечить высокое качество выполняемых работ.

Наличие на орошаемых полях открытого канала, по