Научная статья на тему 'ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОСУШИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ МЕЛИОРАТИВНЫХ СИСТЕМ КАНАЛООЧИСТИТЕЛЕМ С ПРОДОЛЬНЫМ ПО ОСИ КАНАЛА ДВИЖЕНИЕМ КОВША НА ЖЕСТКИХ НАПРАВЛЯЮЩИХ'

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОСУШИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ МЕЛИОРАТИВНЫХ СИСТЕМ КАНАЛООЧИСТИТЕЛЕМ С ПРОДОЛЬНЫМ ПО ОСИ КАНАЛА ДВИЖЕНИЕМ КОВША НА ЖЕСТКИХ НАПРАВЛЯЮЩИХ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
103
12
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МЕЛИОРАТИВНЫЕ КАНАЛЫ / ОЧИСТКА КАНАЛОВ / КОВШ КАНАЛООЧИСТИТЕЛЯ ПРЯМОУГОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ / ТРАПЕЦЕИДАЛЬНЫЙ КОВШ / КАНАЛООЧИСТИТЕЛИ

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Абдулмажидов Х. А.

Различное состояние осушительных каналов не исключает использования на очистительных работах каналоочистителей, отличающихся по технологическим признакам, технико-эксплуатационным показателям и качеству очистных работ, однако решающим критерием для выбора той или иной машины являются технико-экономические показатели. Особенно важным этот вопрос становится при очистке и ремонте каналов с большим объемом наносов и заилений. С точки зрения производительности наиболее оптимальными являются машины непрерывного действия, однако объемы и количество наносов в каналах распределены по их длине крайне неравномерно. В этом случае использование высокопроизводительных каналоочистительных машин нецелесообразно. При очистке каналов возможны случаи точечного проведения операций очистки и ремонта. В этом случае наиболее эффективны одноковшовые каналоочистительные машины. Наибольший интерес представляют каналоочистители с ковшом, движущимся продольно по оси канала на жестких направляющих. Объект. Объектом исследований являются мелиоративные каналы осушительной сети. В качестве предмета исследований рассматривается каналоочиститель с ковшом на жестких направляющих. Материалы и методы. Исследования проводились на основе данных «Системы машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства», а также на основе технико-эксплуатационных, технико-экономических и энергетических показателей машин, полученных при проведении экспериментальных исследований в лабораторных условиях. Результаты и выводы. Каналоочиститель с ковшом на жестких направляющих отвечает требованиям по обеспечению качественной очистки дна каналов и поддержанию угла наклона дна канала. Отличительной чертой данной машины является проведение очистных работ при движении ковша строго прямолинейно по оси канала, тогда как большинство каналоочистительных машин работают по схеме поперечного копания.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Абдулмажидов Х. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

RESTORATION OF DRYING CHANNELS OF RECLAIMING SYSTEMS WITH A SEWER CLEANER WITH LONGITUDINAL ALONG THE AXIS OF THE CHANNEL BUCKET MOVEMENT ON RIGID GUIDES

The different condition of the drainage channels does not preclude the use of canal cleaners for cleaning operations that differ in technological characteristics, technical and operational indicators and the quality of cleaning work, however, technical and economic indicators are the decisive criterion for choosing a particular machine. Abstract Introduction. This issue becomes especially important when cleaning and repairing canals with a large amount of sediment and silting. From the point of view of productivity, continuous machines are the most optimal, however, the volume and amount of sediment in the channels are distributed extremely unevenly along their length. In this case, the use of high-performance sewer cleaning machines is impractical. When cleaning canals, there may be cases of spot cleaning and repair operations. In this case, single-bucket sewer cleaning machines are most effective. Of greatest interest are channel cleaners with a bucket moving longitudinally along the axis of the channel on rigid guides. Object. The object of research is the reclamation channels of the drainage network. As a subject of research, a canal cleaner with a bucket on rigid guides is considered. Materials and methods. The studies were carried out on the basis of the data of the "System of Machines for the Integrated Mechanization of Agricultural Production", as well as on the basis of the technical, operational, technical, economic and energy indicators of machines obtained during experimental studies in the laboratory. Results and conclusions. A canal cleaner with a bucket on rigid guides meets the requirements for ensuring high-quality cleaning of the channel bottom and maintaining the angle of inclination of the channel bottom. A distinctive feature of this machine is the carrying out of cleaning operations when the bucket moves strictly straight along the axis of the channel, while most sewer cleaning machines work according to the scheme of transverse digging.

Текст научной работы на тему «ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОСУШИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ МЕЛИОРАТИВНЫХ СИСТЕМ КАНАЛООЧИСТИТЕЛЕМ С ПРОДОЛЬНЫМ ПО ОСИ КАНАЛА ДВИЖЕНИЕМ КОВША НА ЖЕСТКИХ НАПРАВЛЯЮЩИХ»

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

11. Николенко И. В., Копачевский А. М., Каримов Э. А. Анализ наполнения водохранилищ естественного стока для обоснования путей решения проблем обеспечения водной безопасности Республики Крым и города Севастополя // Водные ресурсы. 2022. Т. 49. № 4. С. 407-422.

12. Обоснование эффективности планирования технологических процессов водопользования и оперативное управление водораспределением на базе использования метода Монте-Карло / В. И. Ольгаренко, И. Ф. Юрченко, И. В. Ольгаренко [и др.] // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 20l8. № 1 (29). С. 49-65.

13. Перспективний ряд i основш параметри поливно! техшки для вггчизняного вироб-ництва: рекомендацп / 1нститут водних проблем i мелюращ НААН. Ки!в, 2012. 36 с.

14. Рациональное водопользование в Республике Крым: значение, ограничения, подходы к достижению / Н. М. Иванютин, В. С. Тарасенко, В. С. Паштецкий, С. В. Подовалова // Водные ресурсы. 2022. Т. 49. № 4. С. 372-381.

15. Сейтумеров Э. Э. Вопросы усовершенствования водохозяйственного комплекса Республики Крым в условиях дефицита водных ресурсов // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. 2018. № 1(69). С. 99-104.

16. Технологические пооперационные проекты выращивания сельскохозяйственных культур на юге Украины: методические рекомендации. Николаев, 1982. 311 с.

17. Юрченко И. Ф., Носов А. К. Оптимизационная модель формирования вариантов развития мелиораций в составе схемы комплексного использования и охраны водных объектов // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2015. № 2. С. 53-66.

18. Юрченко И. Ф., Трунин В. В. Совершенствование оперативного управления водо-распределением на межхозяйственных оросительных системах // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: с научных трудов. 2014. № 53. С. 166-170.

19. Юрченко И. Ф. Компьютерная технология поддержки решения как фактор реформирования системы эксплуатации в мелиорации России // Природообустройство. 2008. № 1. С. 34-40.

20. Using Treated Wastewater in Agriculture. https://www. health. gov.il/English/Topics/EnviroHealth/Reclaimed_Water/kolchim/Pages/agriculture.aspx

21. Water Management in Israel. Key Innovations and Lessons Learned for Water-Scarce Countries. https://openknowledge.worldbank.org/bitstream/handle/10986/ 28097/119309-WP-PUB-LIC-56p-WcmpePr oof. pdf?sequence=l.

Информация об авторе

Юрченко Ирина Федоровна, главный научный сотрудник отдела «Природоохранных и информационных технологий» Всероссийского научно исследовательского института гидротехники и мелиорации имени А. Н. Костякова (РФ, 127550 г. Москва, ул. Большая Академическая , дом 44, строение 2), доктор технических наук, доцент, ORCID: 0000-0003-2390-1736. Тел. +7 916 328-85-81, e-mail: [email protected].

DOI: 10.32786/2071-9485-2023-01-54 RESTORATION OF DRYING CHANNELS OF RECLAIMING SYSTEMS WITH A SEWER CLEANER WITH LONGITUDINAL ALONG THE AXIS OF THE CHANNEL BUCKET MOVEMENT ON RIGID GUIDES

Kh.A. Abdulmazhidov

State Budget Educational Institution of Higher Education «Russian State Agrarian University -Moscow Agricultural Academy named after K. A. Timiryazev»

Received 18.09.2022 Submitted 15.01.2023

The research was carried out as part of the scientific work on the topic "Formation of optimal complexes of reclamation sewer cleaning machines based on their technical and operational

and technical and economic indicators"

Summary

The different condition of the drainage channels does not preclude the use of canal cleaners for cleaning operations that differ in technological characteristics, technical and operational indicators and the quality of cleaning work, however, technical and economic indicators are the decisive criterion for choosing a particular machine.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Abstract

Introduction. This issue becomes especially important when cleaning and repairing canals with a large amount of sediment and silting. From the point of view of productivity, continuous machines are the most optimal, however, the volume and amount of sediment in the channels are distributed extremely unevenly along their length. In this case, the use of high-performance sewer cleaning machines is impractical. When cleaning canals, there may be cases of spot cleaning and repair operations. In this case, single-bucket sewer cleaning machines are most effective. Of greatest interest are channel cleaners with a bucket moving longitudinally along the axis of the channel on rigid guides. Object. The object of research is the reclamation channels of the drainage network. As a subject of research, a canal cleaner with a bucket on rigid guides is considered. Materials and methods. The studies were carried out on the basis of the data of the "System of Machines for the Integrated Mechanization of Agricultural Production", as well as on the basis of the technical, operational, technical, economic and energy indicators of machines obtained during experimental studies in the laboratory. Results and conclusions. A canal cleaner with a bucket on rigid guides meets the requirements for ensuring high-quality cleaning of the channel bottom and maintaining the angle of inclination of the channel bottom. A distinctive feature of this machine is the carrying out of cleaning operations when the bucket moves strictly straight along the axis of the channel, while most sewer cleaning machines work according to the scheme of transverse digging.

Key words: reclamation canals, canal cleaning, rectangular canal cleaner bucket, trapezoidal bucket, canal cleaner with a bucket on rigid guides, quality of drainage canal cleaning.

Citation. Abdulmazhidov Kh. A. Restoration of drainage channels of reclamation systems with a canal cleaner with a bucket moving along the axis of the channel on rigid guides. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2023. 1(69). 491-499 (in Russian). DOI: 10.32786/2071-9485-2023-0154.

Author's contribution. The author of this article directly performed the work on planning, implementation or analysis of this study. The author of this article submitted the final version.

Conflict of interests. The author declares no conflict of interest with anyone.

УДК 631.6

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОСУШИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ МЕЛИОРАТИВНЫХ СИСТЕМ КАНАЛООЧИСТИТЕЛЕМ С ПРОДОЛЬНЫМ ПО ОСИ КАНАЛА ДВИЖЕНИЕМ КОВША НА ЖЕСТКИХ НАПРАВЛЯЮЩИХ

Х. А. Абдулмажидов, кандидат технических наук, доцент

ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. Тимирязева», г. Москва

Дата поступления в редакцию 18.09.2022 Дата принятия к печати 15.01.2023

Исследования проведены в рамках выполнения научной работы на тему «Формирование оптимальных комплексов мелиоративных каналоочистительных машин на основе их технико-эксплуатационных и технико-экономических показателей»

Актуальность. Различное состояние осушительных каналов не исключает использования на очистительных работах каналоочистителей, отличающихся по технологическим признакам, технико-эксплуатационным показателям и качеству очистных работ, однако решающим критерием для выбора той или иной машины являются технико-экономические показатели. Особенно важным этот вопрос становится при очистке и ремонте каналов с большим объемом наносов и заилений. С точки зрения производительности наиболее оптимальными являются машины непрерывного действия, однако объемы и количество наносов в каналах распределены по их длине крайне неравномерно. В этом случае использование высокопроизводительных каналоочистительных машин неце-

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

лесообразно. При очистке каналов возможны случаи точечного проведения операций очистки и ремонта. В этом случае наиболее эффективны одноковшовые каналоочистительные машины. Наибольший интерес представляют каналоочистители с ковшом, движущимся продольно по оси канала на жестких направляющих. Объект. Объектом исследований являются мелиоративные каналы осушительной сети. В качестве предмета исследований рассматривается каналоочиститель с ковшом на жестких направляющих. Материалы и методы. Исследования проводились на основе данных «Системы машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства», а также на основе технико-эксплуатационных, технико-экономических и энергетических показателей машин, полученных при проведении экспериментальных исследований в лабораторных условиях. Результаты и выводы. Каналоочиститель с ковшом на жестких направляющих отвечает требованиям по обеспечению качественной очистки дна каналов и поддержанию угла наклона дна канала. Отличительной чертой данной машины является проведение очистных работ при движении ковша строго прямолинейно по оси канала, тогда как большинство каналоочистительных машин работают по схеме поперечного копания.

Ключевые слова: мелиоративные каналы, очистка каналов, ковш каналоочи-стителя прямоугольного профиля, трапецеидальный ковш, каналоочистители.

Цитирование. Абдулмажидов Х. А. Восстановление осушительных каналов мелиоративных систем каналоочистителем с продольным по оси канала движением ковша на жестких направляющих. Известия НВ АУК. 2023. 1(69). 491-499. DOI: 10.32786/2071-9485-2023-01-54.

Авторский вклад. Автором настоящей статьи непосредственно выполнены работы по планированию, выполнению или анализу данного исследования. Автор настоящей статьи представил окончательный вариант.

Конфликт интересов. Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Введение. Нормальная работа мелиоративных осушительных систем зависит от правильного и своевременного проведения технического ухода и ремонта каналов и сооружений на них. Основными ремонтно-эксплуатационными операциями ухода и ремонта являются: скашивание растительности с откосов и берм каналов; очистка дна каналов от наносов, заилений и водоболотной растительности; ремонт сооружений на каналах [8, 11, 13].

В отличие от одноковшовых общестроительных экскаваторов поперечного копания, применяемых наравне со специальными машинами на каналоочистительных работах, каналоочистители с продольным по оси канала движением ковша наиболее перспективны для проведения очистных работ. Возможность движения ковша по оси канала на жестких направляющих позволяет качественно производить очистку и обеспечивает требуемый уклон дна канала. Такой машиной является каналоочиститель РР-303 (русловой ремонтер с глубиной очистки канала до 3 метров), он предназначен для ежегодного текущего ухода за мелиоративными каналами регулирующей сети. Каналоочиститель может производить очистку дна каналов как с укрепленными, так и с неукрепленными откосами с шириной по дну от 0,4 м и в некоторых случаях - глубиной до 3,5 м. Оборудование каналоочистителя монтируется на гусеничном тракторе третьего тягового класса. Очистка производится по-зиционно при движении машины по берме параллельно оси канала, боковая навеска рабочего оборудования на гусеничных тракторах не требует иных технологических движений каналоочистителя в целом, и особенно эффективна работа такой машины при очистке протяженных каналов. Для управления рабочим оборудованием используется гидросистема базового трактора с добавлением гидроцилиндров подъема опускания стрелы и хода ковша и распределителей к ним [6, 9].

Каналоочиститель РР-303 имеет рабочий орган типа «струг», выполненный в виде направляющей балки, по которой перемещается ковш. Направляющая балка имеет сварную конструкцию и изготовлена из двух швеллеров №14, снабжена двумя концевыми ре-

***** ^ИЗЗВ^Е^С ^Т^^^^Я *****

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

гулируемыми по высоте опорами. Монтируется балка на двух телескопических стрелах, которые шарнирно установлены на поперечных брусьях, расположенных впереди и сзади базового трактора. Общий вид каналоочистителя представлен на рисунке 1.

/У7У7У7У 7У 77

а Ъ

Рисунок 1 - Каналоочиститель с ковшом на жестких направляющих: a - вид сбоку с ковшом трапецеидального сечения; b - вид спереди

Figure 1 - Canal cleaner with a bucket on rigid guides: a - side view with trapezoidal bucket; b - front view

Работа машины осуществляется при позиционном перемещении трактора по берме параллельно оси канала, при этом величина перемещения равна длине рабочего хода (5...5,5 м). Направляющая балка с ковшом опускается на дно канала с помощью гидроцилиндров механизма подъема. Процесс очистки выполняется при включении ходовых гидроцилиндров путем передвижения ковша вдоль балки по направлению перемещения базовой машины. При движении ковша по направляющим осуществляется разработка грунта, наносов и заилений на дне; из них формируется призма волочения перед режущей кромкой ковша. Установка в конце хода ковша отбойной плиты способствует перемещению призмы волочения в ковш и полному его наполнению.

После набора грунта и заилений производится подъем рабочего органа из русла канала. Далее ковш разгружается и возвращается в исходное положение. Выгрузка ковша осуществляется принудительно с помощью подвижной внутренней стенки. Вытолкнутый из ковша грунт падает на берму канала между гусеницами трактора. На этом рабочий цикл каналоочистителя заканчивается, и машина переезжает на новую позицию, причем одновременно с перебазировкой можно выполнить операцию выгрузки, либо подъема, либо опускания рабочего органа. Такого рода совмещение операций позволяет сократить время цикла, соответственно повышается производительность машины. Также следует отметить, что наличие в канале донной растительности не оказывает влияния на процесс набора грунта. Во время перемещения ковша происходит разрушение корневой системы и удаление растительности.

Присутствие в русле канала посторонних предметов не приводит к поломкам рабочего оборудования, как у фрезерных (роторных) каналоочистителей. Во избежание попадания вынутых наносов обратно на откосы канала (что возможно при очистке глубоких каналов, когда базовый трактор движется по бровке канала), каналоочиститель оборудован специальным грунтоприемным устройством - слипом. Это устройство, смонтированное на стреле каналоочистителя под местом разгрузки ковша и выполненное в виде наклонного корыта из тонкой листовой стали, позволяет перемещать вынутые наносы на расстояние до 1 м от бровки канала.

Материалы и методы. Проведенные исследования включали хозяйственные, ходовые и лабораторно-полевые испытания. Глубина очистки каналов менялась в пределах от 1,2 до 3,8 м при заложениях откосов от 1 : 1 до 1 : 1,5. Глубина заполне-

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

ния водой колебалась в пределах от 0,05 до 0,6 м. Очистке подвергались даже сухие каналы. Состояние берм каналов можно было признать удовлетворительным, амплитуда колебаний микронеровностей на берме лежала в пределах до 0,2 м, однако встречались участки с амплитудой неровностей до 0,5 м. Грунтовые условия - торфяник с глубиной залегания до 4 м с выходами супесчаного грунта естественного уплотнения [7, 10, 12].

Лабораторно-полевые испытания проводились с целью определения естественно-производственных условий и выявления технической производительности машины.

Одним из важных показателей, определяющих экономику процесса, является производительность. В целом техническую производительность каналоочистительной машины как машины периодического действия можно определить по формуле:

Пт

Угкнктгц

3600VrkHkT —,

1 н 1 Ir f 5

р

где Vr - геометрическая вместимость рабочего органа (ковша), м3; кн - коэффициент наполнения ковша; кт - коэффициент трудности разработки грунта; кр - коэффициент разрыхления грунта; гц - количество циклов в час; t4 - продолжительность цикла, сек.

Продолжительность цикла, в свою очередь, можно определить в зависимости от продолжительности технологических операций цикла:

tH + ^под + ^раз + ^-пер + ^оп,

где iH, ¿раз - продолжительность наполнения и разгрузки ковша, сек; ¿под, ton - продолжительность подъема и опускания жесткой направляющей с ковшом, сек; ¿пер - продолжительность переезда каналоочистителя на новую позицию, сек. При расчете производительности также нужно учитывать коэффициент использования по времени кв и коэффициент, зависящий от типа и категории грунтов А:гр.

Для определения технической производительности на трассе канала размечались участки длиной 100 м, и секундомером измерялось время их прохождения. По количеству кучек, выброшенных на берму наносов, определялось число циклов на контрольном участке, после чего определялась фактическая длина рабочего хода ковша. Средняя фактическая длина рабочего хода ковша составила 4,7-4,9 м для каналов глубиной до 1,2 м и 4,3-4,5 м для каналов глубиной до 3 м.

В результате испытаний уточнена техническая характеристика каналоочистителя РР-303: тип машины - навесная; базовая машина - гусеничный трактор третьего тягового класса; рабочий орган - жесткая балка со сменными ковшами; привод рабочего органа - гидравлический со скоростным полиспастом; длина хода подвижной стенки ковша - 0,8 м; конструктивная длина хода ковша - 5,5 м; диапазон возможных углов наклона направляющей балки к опорной плоскости базового трактора - ±10°; средняя продолжительность цикла - 45-55 с; продолжительность набора грунта - 12 с.

Геометрические характеристики сменных ковшей представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристики сменных ковшей каналоочистителя РР-303 Table 1 - Characteristics of replaceable buckets of the RR-303 canal cleaner

Параметры ковшей Ковш 0,4 м Ковш 0,6 м Ковш 0,8

Ширина, м 0,35 0,55 0,75

Высота, м 0,58 0,58 0,58

Длина, м 0,9 0,9 0,9

Полезная емкость с установленной подвижной стенкой 0,162 0,255 0,350

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

В целях усовершенствования конструкции, а также технологии проведения очистных работ, кроме каналоочистителя РР-303 с двойной телескопической стрелой, существует конструкция жестких направляющих с ковшом, используемых в качестве сменного рабочего оборудования к одноковшовому экскаватору. Такое техническое решение каналоочистителя обеспечивает рабочему оборудованию большую маневренность, упрощается установка рабочего оборудования на дно канала при возможных смещениях базы от русла, а поворот всего оборудования в горизонтальной плоскости гарантирует качественную установку рабочего органа вдоль русла канала. Для управления каналоочистительным оборудованием к одноковшовому экскаватору используется гидросистема базовой машины, что обеспечивает сокращение рабочего цикла.

Сменное каналоочистительное оборудование к одноковшовому экскаватору состоит из рабочего органа и механизма качания рабочего органа. Механизм качания, связывающий рабочий орган с рукоятью экскаватора, представляет собой четырехзвенник и состоит из серьги, шарнирно монтированной на рукояти, тяги и рычага, которые в свою очередь шарнирно соединены с серьгой направляющей балки. На серьге установлен ко-роткоходовый гидроцилиндр, сочлененный с рычагом. В плавающем режиме гидроцилиндр обеспечивает свободное качание направляющей балки. Таким образом, рабочий орган может устанавливаться строго параллельно дну очищаемого канала независимо от продольного дифферента экскаватора, вызванного микро- и макронеровностями поверхности бермы, различиями в величине просадки почвы под гусеницами, попаданием под них посторонних предметов. В режиме подъема - опускания гидроцилиндр позволяет производить продольный наклон рабочего органа. Такая необходимость возникает при очистке чрезмерно заиленных участков канала первым проходом ковша. При этом, уменьшая толщину срезаемой стружки, добиваются равномерного заполнения ковша по всей длине его рабочего хода. Механизм качания также служит для придания необходимого уклона очищаемого канала; для достижения необходимого наклона направляющей балки в момент выгрузки ковша и при транспортных переездах [1, 2, 5].

Работа экскаватора с каналоочистительным оборудованием осуществляется так же позиционно, как и каналоочистителем РР-303 [3, 4], при последовательном перемещении базовой машины по берме параллельно оси канала, при этом величина перемещения соответствует длине рабочего хода. Установка направляющей балки с ковшом в канал производится путем поворота поворотной части машины и опусканием стрелы и рукояти. Выравнивание направляющей в вертикальной плоскости осуществляется гидроцилиндром механизма качания. Набор грунта осуществляется при перемещении ковша по неподвижной направляющей балке посредством ходовых гидроцилиндров и системы полиспастов.

После набора грунта производится подъем рабочего органа и поворотной части машины для разгрузки. Разгрузка осуществляется принудительно при возврате груженого ковша в исходное положение.

Результаты и обсуждение. Каналоочиститель РР-303 выполняет заданный технологический процесс, очищая дно осушительных каналов глубиной до 3,8 м и шириной по дну до 0,8 м. Зафиксирован широкий диапазон естественных условий, при которых может работать каналоочиститель. Машина надежно очищает каналы с толщиной наносов от 0,05 м до 0,25 м. За период испытаний не наблюдалось случаев технических отказов из-за чрезмерной толщины стружки, несоответствия конструкции машины параметрам канала или неполной разгрузки ковша. Наличие воды в канале, а также вид наносов и грунтовые условия не оказывают существенного влияния на качество очистки. Технологический процесс обеспечивает не только очистку дна от наносов, но и полное удаление донной растительности с разрушением ее корневой системы.

Лабораторные испытания выявили следующие показатели каналоочистителя: продолжительность цикла в зависимости от глубины канала колебалась в пределах 4055 с, средняя продолжительность цикла составила по хронометражным данным 43-47 с,

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

продолжительность машины на очистке неукрепленных каналов составила (ковш вместимостью 0,255 м3) 20-28 м3/ч или 204-412 м/ч.

Управление каналоочистителем РР-303 не вызывает затруднений у тракториста-машиниста. Обзор рабочего органа и полосы движения при физиологически удобной позе оператора - хороший. Технологический процесс протекает без хаотического разбрасывания грунта и случайных предметов. Выгрузка грунта осуществляется на берму канала. Устойчивость канала обеспечивается выносным противовесом. В транспортном положении рабочий орган надежно фиксируется транспортной штангой. Предохранительные устройства тракторной гидросистемы обеспечивают предохранение рабочего органа и стрелы от поломок при встрече с непреодолимыми препятствиями. Рабочий орган канало-очистителя способен освобождать также русло каналов от случайных посторонних предметов, габариты которых превышают загрузочное отверстие ковша. Фактическая длина рабочего хода ковша составила от 4,3 до 4,9 м при конструктивно возможной 5,5 м.

Каналоочиститель РР-303 предназначен для очистки и планировки дна мелиоративных каналов, в том числе и с крепленой донной частью. Для очистки дна с крепленой донной частью применим ковш прямоугольного профиля, однако значительная часть осушительных каналов на территории Российской Федерации выполнены в земляном теле без крепления дна и откосов. Применение ковша прямоугольного профиля в таких условиях приведет к сползанию наносов, сформировавшихся на откосах, в канал, и операции по очистке канала придется повторить. Во избежание таких случаев применим ковш трапецеидального профиля (рисунок 2), который может производить очистку не только дна, но и прилежащих ко дну откосов каналов.

~ЗР

Ж J

>Sp

lui I. Ш JUP

Рисунок 2 - Испытание модели рабочего органа каналоочистителя -ковша трапецеидального профиля в лабораторных условиях

Figure 2 - Testing the model of the working body of the canal cleaner -a trapezoidal bucket in laboratory conditions

Устойчивой работе каналоочистителя способствует применение гусеничного базового трактора, а также использование противовеса с изменяющимся вылетом. Предварительно проведенные прочностные расчеты в системе Inventor Pro показывают, что запас прочности для стальных конструкций находится в допустимых пределах.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Выводы. На основании проведенных экспериментальных исследований в лабораторных условиях с уменьшенной моделью каналоочистителя РР-303 с кошом на жестких направляющих можно сделать следующие выводы:

1. По проведенным лабораторным исследованиям можно сделать выводы о том, что каналоочиститель РР-303 на базе гусеничного трактора третьего тягового класса соответствует своему назначению и вполне работоспособен при очистке дна и откосов осушительных каналов.

2. Полученные в результате испытаний технико-эксплуатационные и экономические показатели можно считать приемлемыми. Основным преимуществом машины по сравнению с другими типами каналоочистителей является высокое качество выполняемых работ и способность очищать каналы с укрепленным дном.

3. По своим параметрам каналоочиститель способен очищать дно каналов глубиной до 2,5 м при заложении откосов 1 : 1,5, т.е. может быть применен для очистки более 70 % всех осушительных каналов зоны избыточного увлажнения.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4. К достоинствам технологического процесса следует отнести: способность работы в широком диапазоне грунтовых условий - на торфяных и минеральных грунтах, в том числе каменистыми включениями и погребенной древесиной; способность работы при зарастании канала растительностью, а также на каналах как с водой, так и без воды; выгрузка грунта производится на берму канала (на полосу движения базовой машины) без попадания его на откосы канала; навеска каналоочистителя не снижает мобильности базовой машины; осуществляется качественная планировка дна канала независимо от состояния бермы и положения на ней базовой машины; работа может проводиться и в налипающих грунтах, поскольку разгрузка ковша осуществляется принудительно; наличие сменных ковшей позволяет с наибольшей эффективностью очищать каналы с различной шириной по дну.

5. По результатам лабораторных исследований имеются рекомендации: по увеличению скорости движения ковша при наборе грунта и холостом ходе, а также скорости подъема рабочего органа за счет модернизации гидропривода; по ограничению возможного перемещения рабочего органа в горизонтальной плоскости при выгрузке грунта; по улучшению условий выгрузки ковша за счет изменения конструкции крепления ковша к траверсе; по использованию некрепленных каналов выпуск сменных ковшей с трапецеидальным профилем.

6. Применение сменного рабочего оборудования с ковшом на жестких направляющих к одноковшовому экскаватору также является работоспособной машиной.

7. В некоторых случаях работа сменного оборудования более эффективна по сравнению с работой каналоочистителя РР-303, это, прежде всего, становится очевидным при установке рабочего оборудования в канал, когда требуется регулировать положение рабочего оборудования в плане.

Библиографический список

1. Абдулмажидов Х. А. Экспериментальные исследования работы модели ковша каналоочистителя // Логистика, транспорт, природообустройство-2014: материалы международной научно-практической конференции. Ереван: Ассоциация "АРМЕНПАК", 2014. С. 89-95.

2. Абдулмажидов Х. А. Обоснование геометрических параметров ковшей каналоочистителя // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Московский государственный агроинженерный университет имени В. П. Горячкина". 2013. № 2(58). С. 30-33.

3. Абдулмажидов Х. А., Мочунова Н. А. Аналитическая модель системы управления скоростью движения ковша каналоочистительной машины // Строительные и дорожные машины. 2014. № 9. С. 13-15.

4. Abdulmazhidov Kh. Analysis of the reclamation canal condition and cleaning methods // E3S Web of Conferences. Nalchik, 2021. P. 01001.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

5. Buber A. L., Bondarik I. G., Buber A. A. Development of approaches to water resources management in the lower Kuban to ensure water user requirements in low-water years // Irrigation and drainage John Wiley & Sons.2020. No 69.

6. Construction and repair of irrigation canals based on converged technologies / F. Abdra-zakov, A. Rukavishnikov, O. Miheeva, C. Churkina, M. Yarmashevich // IOP Conference Series: materials Science and Engineering. 2020. No 883 (1). 012209.

7. Development and evaluation of a water flow and solute transport model for furrow fertiga-tion with surge flow / H. Ojaghlou, T. Sohrabi, H. Javani, F. Abbasi // Irrigation and drainage John Wiley & Sons, 2020.

8. Dubenok N. N., Gemonov A. V., Lebedev A. V. The influence of drip irrigation on growth of plum seedlings in central non-black soil zone of European Russia // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. V. 548 (8). 082014.

9. Intensification of melioration through decreasing maintenance load on irrigation canals / F. K. Abdrazakov, A. A. Rukavishnikov, A. V. Povarov, Y. E. Trushin // E3S Web of Conferences. 2019. No 140. 09009.

10. Machine for carrying works on deep loosening of soil with the simultaneous application of liquid organic fertilizers / N. Martinova, K. Shavazov, N. Telovov, S. Toigambayev, S. Yusupov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. No 614 (1). 012145.

11. Remote sensing data in land-reclamation systems and reclaimed land management assessment / N. N. Dubenok, Yu. G. Yanko, A. F. Petrushin, R. V. Kalinichenko // Sovremennye Problemy Distantsionnogo Zondirovaniya Zemli iz Kosmosa. 2019. V. 16 (3). P. 96-104.

12. Singh A. Salinization and drainage problems of agricultural land*// Irrigation and drainage. John Wiley & Sons, 2020.

13. Water saving eco-friendly technology of rice irrigation / I. P. Kruzhilin, N. N. Dubenok, M. A. Ganiev, K. A. Rodin, S. D. Fomin // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. V. 341(1). 012100.

Информация об авторе

Абдулмажидов Хамзат Арсланбекович, доцент кафедры «Организации и технологий гидромелиоративных и строительных работ» ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет -МСХА имени К.А. Тимирязева» (127550, Москва, ул. Тимирязевская, 49), кандидат технических наук, доцент, e-mail: [email protected], тел.: +79262663345.

DOI: 10.32786/2071-9485-2023-01-55 MATHEMATICAL MODELING AS A BASIS FOR PROGRAMMING

THE HARVEST OF PEANUTS GROWN IN THE STRUCTURE OF GRASS-ROWED CROPPED ROTATIONS OF THE ARID ZONE

A. A. Aytpaeva1, E. G. Loktionova2, M. Yu. Puchkov2, S. D. Fomin3, S. I. Voronov4

¡State autonomous educational institution of the Astrakhan region "Astrakhan State University ofArchitecture and Civil Engineering", Astrakhan 2Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Astrakhan State University

named by V.N. Tatischev", Astrakhan 3Volgograd State Agrarian University, Volgograd 4Federal State Budgetary Institution "Federal Research Center "Nemchinovka", Moscow region

Received 06.12.2022 Submitted 10.02.2023

Abstract

Relevance. In modern conditions, the role of economic methods in the programmed cultivation of crops is increasing. The Astrakhan region is located in the south of Russia in the arid zone. Two thirds of the arable land in the region is not used. The predominant emphasis on the cultivation of vegetables and potatoes led to the manifestation of numerous problems in the crop production of the Astrakhan region. The accumulation of harmful objects, the decrease in soil fertility, the negative balance of humus endanger

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.