Исследование рабочего органа каналоочистителя РР-303

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследование рабочего органа каналоочистителя РР-303

Х.А. Абдулмажидов

Очистка каналов осушительной системы от наносов - это наиболее ответственная и трудоемкая операция. От качества выполняемых работ зависит нормальное функционирование системы и ее долговечность. Особенно большое значение в составе этих работ имеет операция по очистке дна осушительных каналов от наносов и растительности. Эта операция выполняется каналоочистительными машинами. В нашей стране создано не мало различных типов мелиоративных машин, в том числе и очистных. За время их эксплуатации определены их достоинства и недостатки, однако, в их оценке выявлено немало противоречий. При очистке дна каналов каналоочистителями необходимо обратить внимание на главные приоритеты: качество проводимых работ и производительность машин. Поэтому, учитывая эти приоритеты, для данной операции могут быть применены не все типы каналоочистительных машин. Предпочтение в этом случае отдается каналоочистителям с продольным по оси канала движением ковша в жестких направляющих.

Каналоочистительные машины отличаются по способу навески, по типу рабочего органа, по базовой машине, но решающую роль, очевидно, с точки зрения качества проводимых работ играют каналоочистители с продольным по оси канала движением ковша в жестких направляющих. Для определения некоторых параметров машин, и в частности вылета рабочего органа, нужно исходить из обобщенных показателей по естественно-производственным условиям зоны осушения. Такие показатели также могут быть различны по протяженности каналов, глубине и ширине по дну, приходящихся на одну тысячу гектар осушенной площади. Причем речь идет о системах, осушаемых открытыми каналами, и системах осушаемых закрытым дренажом.

За последние 30 лет в СССР, а затем и в РФ, было создано немало конструкций каналоочистительных машин с разными вылетами, на разных базовых шасси и с разной шириной рабочего органа.

В существующих машинах в качестве главного параметра, определяющего типоразмер машины, выбрана глубина очищаемого канала. Это правомерно для машин, предназначенных для строительства, реконструкции и капитального ремонта каналов. В этих случаях с увеличением глубины канала увеличивается и объем удаляемого грунта, что в свою очередь отражается на производительности, мощности, массе и стоимости машины.

Совсем иная картина будет иметь место при попытке механизировать операции, входящие в номенклатуру работ по уходу. Например, при очистке дна канала от наносов. Здесь глубина не может служить главной характеристикой, ибо нет прямой связи между этим параметром и удельными объемами наносов. При одной и той же ширине каналов по дну или небольшой разнице в этих размерах, что характерно для осушительной сети, удельные объемы заиления в каналах глубиной в 1 или 3 м могут оказаться примерно равными.

Средние удельные объемы ежегодных работ по удалению наносов составляют от 0,02 до 0,10 м³ на одном метре длины, что соответствует толщине стружки 5…15 см. Так же необходимо отметить, что наносы распределяются по длине наносов крайне неравномерно. Для проводящей сети, например, максимальные объемы, сосредоточены обычно в зонах, близких к устьям дрен или открытых осушителей. В то же время в других частях каналов объемы наносов могут быть в несколько раз меньше, а в отдельных случаях совсем незначительны.

Проведенный анализ отечественных машин показывает преимущество в стоимости проводимых очистных работ, каналоочистителя РР-303 с продольным движением ковша в жестких направляющих. Разница в затратах по сравнению с другими типами машин, а именно МР-14 и КМ-82 составляет 40…60%. каналоочиститель ковш диск нанос

При проведении полевых испытаний машины наряду с преимуществами были выявлены и недостатки каналоочистителя РР-303. К примеру, при очистке дна каналов при меньшей влажности наносов наблюдалось образование призмы волочения перед ковшом и вследствие этого неполное наполнение ковша. И в связи с этим стояла задача определения оптимальных геометрических параметров рабочего органа каналоочистителя РР-303, которые позволяли бы добиться полного наполнения. Особенность каналоочистителя РР-303 заключается в направлении движения ковша по оси канала. Его преимущества перед другими типами машин заключаются также и в высоком качестве работ. Ковш двигается по оси канала строго прямолинейно, срезает стружку грунта заданной толщины и при этом не затрагивает нижние части откосов и не разрушает их дерновой покров. При такой очистке, которая по качеству, мало чем отличается от ручных работ русловых ремонтеров, достигается длительная работа канала без капитального ремонта.

Уточнению в новом рабочем органе - ковше подлежали такие параметры как: вместимость сменных ковшей, геометрические размеры (высота и длина ковшей) их соотношения, которые должны были быть взаимно увязаны с ходом ковша и его заполнением, и поскольку тяга ковша осуществлялась гидроприводом, то необходимо было уточнить усилия, возникающие при наполнении ковша с определенными геометрическими размерами. Необходимо отметить, что сама ширина ковша назначается, исходя из статистики размеров по дну осушительных каналов как собирателей, так и каналов проводящей сети. Получается, что приоритетными размерами являются 400 и 600 мм. Остальные размеры, о которых говорилось выше, а также длина набора грунта определены экспериментально. С другой стороны, чем больше вместимость ковша и длина хода его во время цикла, тем больше будет производительность каналоочистителя при определенной толщине стружки и скорости хода.

Необходимо обратить внимание на то, что величина вместимости ковша ограничена устойчивостью всей машины. У каналоочистителя РР-303 вместимость ковша равна 0,25м³ при вылете рабочего органа 4,5 м. При этом теоретическая производительность его равна 15 м³/ч, а техническая производительность несколько больше за счет коэффициента наполнения, который при испытаниях с использованием отбойной плиты достигал величины 1,2…1,4.

Испытания были проведены с моделью ковша на грунтовом лотке и с ковшом в натуральную величину на грунтовом канале кафедры МиСМ. Эксперименты проводились по многофакторной схеме, то есть учитывались влияния на тяговые усилия таких факторов, как толщина стружки и влажность грунта. Толщина стружки варьировалась от 2 до 8 см. Ход ковша при заполнении определялся визуально с помощью мерительных инструментов. Наконец, усилия копания при различной толщине стружки, ширине ковша, степени заполнения определялась с помощью тензозвеньев и записывались на самописец. По зависимостям, полученным в результате технологических исследований, можно определить место установки отбойной плиты, использование которой совершенно необходимо, ибо она способствует достаточному наполнению и исключает просыпание грунта из ковша в момент его подъема.

На основе проведенных, экспериментальных исследований предложено использовать «ковш каналоочистителя с дисками». Новый ковш каналоочистителя включает днище с режущей кромкой, боковые стенки, заднюю стенку, причем перед ковшом в плоскости боковых стенок установлен дополнительный рабочий орган, выполненный в виде дисков с возможностью свободного вращения вокруг своей оси. Диски жестко связаны с боковыми стенками. Такое конструктивное решение позволяет повысить качество проводимых работ за счет уменьшения тяговых сопротивлений использованием дисков, с помощью которых достигается свободное резание. При работе нового ковша толщину стружки всегда нужно устанавливать меньше радиуса дисков. В результате исследований получены графики, на которых приведены удельные показатели затрат в зависимости от площади осушения. Такой показатель более полно отражает экономическую эффективность каналоочистителя РР-303.

Выводы

1. В процессе испытаний подтверждено главное достоинство каналоочистителя РР-303 - высокое качество работ. Речь идет не только о проведении каких-либо доделочных операциях, но и о значительном продлении сроков службы каналов до капитального ремонта. Выявлены преимущества в стоимости проводимых очистных работ каналоочистителя РР-303 с продольным движением ковша в жестких направляющих. Разница в затратах по сравнению с другими типами машин, а именно МР-14 и КМ-82 составляет 40…60%.

2. Определены основные оптимальные параметры ковшей каналоочистителя (ширина, длина и высота).

3. Подтверждена и необходимость в установке отбойной плиты, что, безусловно, будет способствовать лучшему наполнению ковша, и исключит просыпание грунта в момент его подъема. Все это, несомненно, влияет на производительность.

4. Определены зависимости наполняемости ковша и объема призмы волочения от длины набора грунта, на основании которых можно определить место установки отбойной плиты.

5. Для очистки существующих осушительных каналов с шириной по дну 400 и 600 мм целесообразно применять каналоочиститель РР-303 с оптимизированными параметрами и дополнительными устройствами, предложенными в данной работе, за счет которых можно снизить сопротивления резанию и увеличить качество проводимых работ (то есть приблизить параметры дна каналов к проектным).

Размещено на Allbest.ru