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.

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