Машины с электрическим приводом.
«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.
В последующих разделах 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. Основные
конструктивные элементы машины «Днепр» отмечены на рис.1-2
Дождевальная машина «Днепр» состоит из водопроводящего пояса,
расположенного на опорных тележках, ферм, на каждой из которых два
среднеструйных дождевальных аппарата, передвижной электрической станции.
Рис. 1 Дождевальная машина «Днепр»:
а - конструктивная схема;б - начальная часть;1 - опорная тележка;2 -
подсоединительтельный трубопровод;3 - водопроводящий трубопровод;4 -
дождевальные аппараты;5 - фермы-открылки;6 - гидранты;7 -
передвижная электрическая станция;8 - мачта;9 - стремянка;10 -
соединительная труба;11 - сливной клапан;12 - система раскрепляющих
тросов
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.
Рис.2 Дождевальная машина ДФ-120 «Днепр».
а - общий вид;б - схема водоподачи при поливе.
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. 45(5
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. На рис. 3 показан
основной элемент привода машины - опорная тележка.
Рис. 3 Опорная тележка:
1 - стеблевод;2 - колесо;3 - ось;4 - кожух мотор-редуктора;5 - рама;
6 - желоб;7 - мотор-редуктор;8 - звездочка натяжная;9 - цепная
передача;10 - передача зубчатая цилиндрическая.
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, изображенном на рис. 4.
Рис. 4. Механизм управления машины «Днепр»:
1 - проводящий трубопровод;2 - штанга;3 - опорный ролик;4 - трос;5 -
тяга штанги;6 - барабан;7 - подвеска;8 - пружина;9 - ртутный
прерыватель;10 - кулачок;11 - рычаг сигнализирующего устройства;12 -
кулачковый вал;13 - концевые выключатели. Стрелкой показано направление
движения машины.
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.
Использованная литература:
1. В. Ф. Озерин « Автоматизация и привод дождевальных и поливных
машин», Москва 1988, Ротапринт МИИСП им. Горячкина