Дождевальные машины с электрическим приводом
Многоопорные электрифицированные дождевальные машины «Днепр», «Кубань», «Коломенка», а также колесные трубопроводы ДКН-80 и ТКС-90 представляют группу машин оборудованных электроприводом.
Колесные трубопроводы ДКН-80, ТКС-90 и дождевальная машина «Днепр» работают позиционно, а от позиции к позиции перемещаются фронтально. Такие условия работы позволяют эффективно использовать электропривод. Так как в этом случае используется один передвижной источник электропитания в комплексе с несколькими машинами, рационально используется земля, а отсутствие у машин насосного агрегата обеспечивает высокую экономическую эффективность топлива. Разобщенность процесса полива и передвижения практически исключают опасность в работе оператора.
Перспективен электрический привод на многодвигательных машинах, работающих с забором воды из открытого канала («Кубань»). В этих машинах для создания требуемого напора ставятся дизель-насосные установки. Логическим добавлением к дизель-насосной установке является генератор для выработки электроэнергии, обеспечивающей питанием двигатели опорных тележек. Электромеханические передачи имеют ряд преимуществ по сравнению с другими приводами, применяемых в дождевальных машинах. Использование электродвигателей в многоопорных дождевальных машинах позволяет повысить надежность в работе, улучшает тяговые качества машины, создает благоприятные условия для автоматизации управления ими.
Далее приведены технические характеристики, технологические схемы работы, элемента привода и автоматизации вышеперечисленных машин с электрическим приводом.
Вопросы, связанные с энергосбережением, улучшением условий труда оператора, а также с охраной окружающей среды, ставят под сомнение использование дизельных двигателей в многоопорных дождевальных машинах с электроприводом, т.е. необходима их замена на электродвигатели, подключенные к центральной энергосистеме страны. Многообещающим представляется применение постоянного тока, а также движителей высокой проходимости на базе мотор-колеса.
Дождевальный фронтальный с механизированным перемещением «Днепр» ДФ-120.
«Днепр» ДФ-120 является одной из первых отечественных электрифицированных машин. Дождевальная машина ДФ-120 предназначена для полива зерновых и технических культур, лугов и пастбищ. Водопроводящий трубопровод машины расположен над поверхностью поля на расстоянии 2,1 м, что позволяет поливать и высокостебельные культуры. Машина ДФ-120 «Днепр» имеет фронтальное перемещение и работает позиционно.
Дождевальная машина «Днепр» состоит из водопроводящего пояса, расположенного на опорных тележках, ферм, на каждой из которых два среднеструйных дождевальных аппарата, передвижной электрической станции.
Водопроводящий пояс представляет собой трубопровод, собранный из соединительных труб, оборудованных сливными клапанами, двух подсоединительных трубопроводов с опорами. Трубопровод поддерживается системой раскрепляющих тросов, уголками и мачтой на каждой опорной тележке. На выходной патрубок закрытой оросительной сети, от которой работает дождеватель, устанавливаются гидранты, служащие переходным соединительным звеном между водопроводящим поясом машины и оросительной сетью.
Техническая характеристика дождевателя фронтального ДФ-120 «Днепр».
Привод машины и автоматизация технологических процессов полива. Передвижение машины с позиции на позицию осуществляется с помощью электропривода. В состав электропривода входят мотор-редукторы, смонтированные на каждой из семнадцати опорных тележках, системы управления и сигнализации, а также силовые кабели.
Опорная тележка представляет собой сварную пространственную раму из элементов трубчатого профиля, опирающуюся на два металлических колеса. Мощность мотор-редуктора каждой тележки 1,1 кВт, напряжение 230 В. Вращение колес осуществляется через пару цилиндрических зубчатых колес от промежуточного вала. Промежуточный вал, в свою очередь, приводится в движение от звездочек, расположенных на валу мотор-редуктора, при помощи цепных передач, смонтированных на тележке.
Электроснабжение привода обеспечивается от электрогенератора с ходоуменьшением, установленного на тракторе ЮМЗ-6М, с номинальной мощностью 44 кВт. Электрогенератор приводится в движение от вала отбора мощности трактора. Напряжение в сети 220 В, частота 50 Гц.
Для сохранения прямолинейности поливного трубопровода имеются специальные электрические синхронизирующие устройства с напряжением в сети 120 В, включающие конечные выключатели, магнитные пускатели и блоки ртутных переключателей. Механизм управления подсоединен ко всем тележкам, за исключением первой и последней.
Выравнивание движения промежуточных тележек выполняется автоматическим механизмом синхронизации.
Если какая-либо тележка опережает соседние, то штанга смещается относительно изогнувшегося водопроводящего трубопровода в сторону, противоположную направлению движения машины, и с помощью троса поворачивает барабан, а вместе с ним и кулачковый вал, выключая тем самым верхний конечный выключатель. Выключатель отключает магнитный пускатель двигателя-редуктора и тележка останавливается. После выравнивания трубопровода штанга под действием пружины смещается вперед по ходу движения машины, двигатель-редуктор включается и тележка вновь начинается двигаться.
Если в результате нарушения работы электропривода тележки изгиб трубопровода становится недопустимым, то штанга поворачивает ртутный прерыватель и цепь размыкается. При этом на пульте управления гаснет лампочка и включается звуковой сигнал, требующий вмешательства машиниста-оператора.
Модификация машины «Днепр» ДФ-120.
Базовая модель машины имеет 17 опорных тележек. Производственные условия иногда требуют уменьшения рабочей длины дождевателя. Для этих случаев промышленность выпускает четыре модификации машины, в которых рабочая ширина захвата сокращена до 352 м, расчетный расход уменьшен до 92 л/с, а потребляемая мощность уменьшена с 18,7 кВт до 14,3 кВт. Указанные минимальные параметры соответствуют машине с 13 рабочими секциями.
Источник В. Ф. Озерин «Автоматизация и привод дождевальных и поливных машин», Москва 1988, Ротапринт МИИСП им. Горячкина
Колесные трубопроводы ДКН-80, ТКС-90 и дождевальная машина «Днепр» работают позиционно, а от позиции к позиции перемещаются фронтально. Такие условия работы позволяют эффективно использовать электропривод. Так как в этом случае используется один передвижной источник электропитания в комплексе с несколькими машинами, рационально используется земля, а отсутствие у машин насосного агрегата обеспечивает высокую экономическую эффективность топлива. Разобщенность процесса полива и передвижения практически исключают опасность в работе оператора.
Перспективен электрический привод на многодвигательных машинах, работающих с забором воды из открытого канала («Кубань»). В этих машинах для создания требуемого напора ставятся дизель-насосные установки. Логическим добавлением к дизель-насосной установке является генератор для выработки электроэнергии, обеспечивающей питанием двигатели опорных тележек. Электромеханические передачи имеют ряд преимуществ по сравнению с другими приводами, применяемых в дождевальных машинах. Использование электродвигателей в многоопорных дождевальных машинах позволяет повысить надежность в работе, улучшает тяговые качества машины, создает благоприятные условия для автоматизации управления ими.
Далее приведены технические характеристики, технологические схемы работы, элемента привода и автоматизации вышеперечисленных машин с электрическим приводом.
Вопросы, связанные с энергосбережением, улучшением условий труда оператора, а также с охраной окружающей среды, ставят под сомнение использование дизельных двигателей в многоопорных дождевальных машинах с электроприводом, т.е. необходима их замена на электродвигатели, подключенные к центральной энергосистеме страны. Многообещающим представляется применение постоянного тока, а также движителей высокой проходимости на базе мотор-колеса.
Дождевальный фронтальный с механизированным перемещением «Днепр» ДФ-120.
«Днепр» ДФ-120 является одной из первых отечественных электрифицированных машин. Дождевальная машина ДФ-120 предназначена для полива зерновых и технических культур, лугов и пастбищ. Водопроводящий трубопровод машины расположен над поверхностью поля на расстоянии 2,1 м, что позволяет поливать и высокостебельные культуры. Машина ДФ-120 «Днепр» имеет фронтальное перемещение и работает позиционно.
Дождевальная машина «Днепр» состоит из водопроводящего пояса, расположенного на опорных тележках, ферм, на каждой из которых два среднеструйных дождевальных аппарата, передвижной электрической станции.
Водопроводящий пояс представляет собой трубопровод, собранный из соединительных труб, оборудованных сливными клапанами, двух подсоединительных трубопроводов с опорами. Трубопровод поддерживается системой раскрепляющих тросов, уголками и мачтой на каждой опорной тележке. На выходной патрубок закрытой оросительной сети, от которой работает дождеватель, устанавливаются гидранты, служащие переходным соединительным звеном между водопроводящим поясом машины и оросительной сетью.
Техническая характеристика дождевателя фронтального ДФ-120 «Днепр».
| Тип машины | Многоопорная машина с фронтальным механизированным перемещением на позиции |
| Водозабор | Из открытой оросительной сети |
| Привод | Электрический |
| Источник электроэнергии | Передвижная электрическая станция-генератор ЕСС5-82-42 с приводом от ВОМ трактора ЮМЗ-6л (ЮМЗ-6КЛ/6КМ) |
| Мощность электродвигателя мотор-редуктора, кВт | 1,1 |
| Габаритные размеры машины в рабочем и транспортном положении, м: | |
| длина | 448 |
| ширина | 27 |
| высота | 5,3 |
| Количество секций, шт. | 17 |
| Расстояние между гидрантами, м | 54 |
| Расход, л/с | 120 |
| Напор на гидранте, м.вод.ст. | 455 |
| Средняя интенсивность дождя, мм/мин | 0,3 |
| Количество дождевальных аппаратов, шт.: | |
| а) с механизмом секторного полива и с соплами Д=7; 4 мм | 4 |
| б) без механизма секторного полива и с соплами Д=7; 12 ; 4 мм | 30 |
| Марка дождевальных аппаратов | «Роса-3» |
| Производительность за 1 час основного времени при норме 600 м3/га, га/ч | 0,71 |
| Ширина захвата с учетом перекрытия, м | 460 |
| Рабочая скорость передвижения машины, км/ч | 0,49 |
| Допустимый уклон поля | 0,02 |
| Количество опорных тележек, кг | 13700 (1,5%) |
Привод машины и автоматизация технологических процессов полива. Передвижение машины с позиции на позицию осуществляется с помощью электропривода. В состав электропривода входят мотор-редукторы, смонтированные на каждой из семнадцати опорных тележках, системы управления и сигнализации, а также силовые кабели.
Опорная тележка представляет собой сварную пространственную раму из элементов трубчатого профиля, опирающуюся на два металлических колеса. Мощность мотор-редуктора каждой тележки 1,1 кВт, напряжение 230 В. Вращение колес осуществляется через пару цилиндрических зубчатых колес от промежуточного вала. Промежуточный вал, в свою очередь, приводится в движение от звездочек, расположенных на валу мотор-редуктора, при помощи цепных передач, смонтированных на тележке.
Электроснабжение привода обеспечивается от электрогенератора с ходоуменьшением, установленного на тракторе ЮМЗ-6М, с номинальной мощностью 44 кВт. Электрогенератор приводится в движение от вала отбора мощности трактора. Напряжение в сети 220 В, частота 50 Гц.
Для сохранения прямолинейности поливного трубопровода имеются специальные электрические синхронизирующие устройства с напряжением в сети 120 В, включающие конечные выключатели, магнитные пускатели и блоки ртутных переключателей. Механизм управления подсоединен ко всем тележкам, за исключением первой и последней.
Выравнивание движения промежуточных тележек выполняется автоматическим механизмом синхронизации.
Если какая-либо тележка опережает соседние, то штанга смещается относительно изогнувшегося водопроводящего трубопровода в сторону, противоположную направлению движения машины, и с помощью троса поворачивает барабан, а вместе с ним и кулачковый вал, выключая тем самым верхний конечный выключатель. Выключатель отключает магнитный пускатель двигателя-редуктора и тележка останавливается. После выравнивания трубопровода штанга под действием пружины смещается вперед по ходу движения машины, двигатель-редуктор включается и тележка вновь начинается двигаться.
Если в результате нарушения работы электропривода тележки изгиб трубопровода становится недопустимым, то штанга поворачивает ртутный прерыватель и цепь размыкается. При этом на пульте управления гаснет лампочка и включается звуковой сигнал, требующий вмешательства машиниста-оператора.
Модификация машины «Днепр» ДФ-120.
Базовая модель машины имеет 17 опорных тележек. Производственные условия иногда требуют уменьшения рабочей длины дождевателя. Для этих случаев промышленность выпускает четыре модификации машины, в которых рабочая ширина захвата сокращена до 352 м, расчетный расход уменьшен до 92 л/с, а потребляемая мощность уменьшена с 18,7 кВт до 14,3 кВт. Указанные минимальные параметры соответствуют машине с 13 рабочими секциями.
Источник В. Ф. Озерин «Автоматизация и привод дождевальных и поливных машин», Москва 1988, Ротапринт МИИСП им. Горячкина
