Размещено на http://www.allbest.ru/

Оценка эксплуатационной надежности современной дождевальной техники

В.В. Васильев, О.А. Шавлинский

Аннотация

В статье рассмотрены вопросы надежности современной дождевальной техники, применяемой на учебно-оросительном комплексе «Тушково-1», в процессе ее эксплуатации. Приведены материалы натурных исследований по подготовке и использованию современных дождевальных машин. Отмечается более высокая надежность барабанно-шланговых дождевальных машин при проведении поливов сельскохозяйственных культур.

Annotation

The article examines the issues of reliability of modern sprinkling machines, applied at the experimental-sprinkling complex `Tushkovo-1', in the process of their work. We have presented materials about field research into the preparation and usage of modern sprinkling machines. We have noted a higher reliability of cylinder-hose sprinkling machines while watering crops.

Наметившаяся в последние два десятилетия тенденция засушливости теплых периодов и крайне неравномерное выпадение и распределение осадков приводят к объективной необходимости восполнения дефицита почвенной влаги практически для всех сельскохозяйственных культур, которые возделываются на автоморфных почвах различного механического состава [1, 8, 9]. Основным мелиоративным мероприятием, восполняющим в течение вегетационного периода недостаток влаги для сельскохозяйственных культур, является орошение дождеванием [1, 7]. Во многих странах возрастает спрос на применение орошения для интенсификации производства различной растениеводческой продукции. С учетом актуальности этой проблемы в Республике Беларусь освоено серийное производство шланговых дождевальных машин УД-2500, которых выпущено более 60 экземпляров [10]. Кроме того, некоторые хозяйства республики закупают импортную дождевальную технику. Вместе с тем до настоящего времени не выполнена оценка эксплуатационных характеристик современной дождевальной техники, ее применимости и надежности в условиях республики, что в определенной мере снижает обоснованность, а в конечном счете и экономическую эффективность орошения.

Данное обстоятельство и определило цель научного исследования - изучение эксплуатационных характеристик и надежности работы современной дождевальной техники, установленной на учебно-оросительном комплексе «Тушково-1».

Анализ источников. Результаты многочисленных научных и производственных исследований [1, 7, 9] убедительно свидетельствуют о том, что орошение однолетних и многолетних трав, бобово-злаковых травосмесей, овощных и некоторых других сельскохозяйственных культур необходимо и экономически оправдано.

Вместе с тем ситуация, сложившаяся в области использования и развития оросительных систем в республике, не соответствует современным запросам участников сельскохозяйственного производства. Согласно [2], на 1 января 2010 г. оросительные системы на площади 8,3 тыс. гектаров находятся в работоспособном состоянии, на площади 7,6 тыс. гектаров - нуждаются в реконструкции и восстановлении. Поскольку поливная техника и сооружения оросительных систем материалоемкие и дорогостоящие, восстанавливать и реконструировать их предлагается только в тех сельскохозяйственных организациях, где применение орошения не прерывалось в последние годы [2, с. 4]. Используемые ранее классификационные схемы технологии дождевания, дождевальная техника и ее технические характеристики подробно освещены в справочнике [3, с. 102-257]. Типовые нормы выработки и обслуживания на полив сельскохозяйственных культур, сенокосов и пастбищ дождевальными машинами и установками «Фрегат», «Волжанка», «Днепр», «Радуга», «Сигма», ДДА-100МА, ДДН-100, ДДН-70 также были разработаны ранее и приводятся в [4]. На основе этих норм и с учетом особенностей дождевания в Беларуси специалистами БелНИИМиВХ были разработаны технологические карты на полив дождевальными машинами и установками [5], с использованием которых во многих хозяйствах республики, и прежде всего в хозяйствах овоще-молочной специализации, успешно осуществлялось орошение трав и овощных культур. Оросительные системы в Республике Беларусь были построены в основном в 1980-1990 гг. Поскольку срок службы поливной техники ограничен, то за последние пять лет площадь орошаемых земель сократилась более чем в два раза [2, с. 4]. На значительной площади орошаемых земель поливная техника снята с учета по причинам износа и истечения срока амортизации поливного и насосно-силового оборудования, которое производится за пределами Республики Беларусь.

Поскольку развитие орошаемого земледелия в республике не регулируется, то сельхозпроизводители, заинтересованные в применении данного фактора интенсификации производства овощной и другой растениеводческой продукции, стали самостоятельно закупать и применять оросительную технику в основном немецкого и австрийского производства.

Вместе с тем до настоящего времени практический интерес к орошению сельскохозяйственных культур не подкреплен научно обоснованными рекомендациями по выбору техники для дождевания. Учитывая это, в рамках реализации Постановления бюро Президиума НАН РБ от 11 ноября 2009 г. №615 для решения актуальных производственных проблем, связанных с орошением сельскохозяйственных культур, на учебно-оросительном комплексе «Тушково-1» Горецкого района изучалось применение современной дождевальной техники.

Методы исследования. В процессе исследования применялись методы: абстрактно-логический, анализа и синтеза, аналитический, оценки надежности машин и механизмов и другие. В основу научного поиска положены разработки отечественных и зарубежных ученых, опыт применения дождевальной техники, нормативная и справочная литература.

На опытном оросительном комплексе «Тушково-1» в настоящее время применяются: дождевальный машина полив сельскохозяйственный

- дождевальные машины барабанного типа (шланговые дождеватели) JRRILAND «Raptor» (Италия) и Bauer «Rainstar» T-61 (Австрия);

- дождевальные фронтальные машины Lindsay Creenfield (Mini-Pivot) (США), Lindsay-Eurone Omega S-1/2 05OM SIO «Zimmatik» (Франция), ДМУ-А-140-18 «Фрегат» (Россия).

Наличие на оросительном комплексе «Тушково-1» указанных типов дождевальных машин позволяет в натурных условиях исследовать их надежность, технические и эксплуатационные характеристики, накопить информацию о работе и ремонтопригодности техники и выполнять сравнительные наблюдения за ее техническим состоянием.

При выполнении исследований использовались стандартные методы изучения эксплуатационных характеристик технических устройств. По каждой дождевальной машине установлено общее число сборочных единиц, предназначенное для монтажа и демонтажа при расконсервации и консервации. Определены габариты сборочных единиц и установлены требуемые площади и условия хранения после демонтажа.

Возможные отказы техники в процессе ее эксплуатации фиксировались в специальном журнале с указанием сборочной единицы, дефектной детали, материала ее изготовления, вариантов ее замены на исправную, затрат времени на устранение неисправности, стоимости ремонта, а также выявленные или вероятные причины возникновения неисправности. При установлении ремонтопригодности дождевальной техники изучалось наличие запасных частей и затраты на их доставку или изготовление в условиях республики, продолжительность устранения неисправности, вероятность повторения причин, вызвавших поломку. Оценка затрат энергии на выполнение 1 га полива выполнялась с учетом требуемого напора и расхода воды, ограничений по ее качеству и мощности насосно-силового оборудования.

В течение апреля проводилась работа по расконсервации дождевальных машин, установке дождевальных аппаратов и насадок, проверке отдельных узлов. В течение мая одновременно с проведением полевых работ продолжилась работа по полной комплектации машин, устранению отдельных мелких незначительных поломок, опробированию в действии отдельных узлов, выполнению комплекса работ по насосной станции, водозабору и проведению первых пробных поливов. При этом были получены данные по учету эксплуатационных характеристик дождевальных машин, учету поливов и затрат ресурсов на эксплуатационные мероприятия и проведение пробных поливов.

Не останавливаясь на конструктивных особенностях применяемых на УОК «Тушково» дождевальных машин, отметим лишь характерные особенности, влияющие на их эксплуатационную надежность.

Так, при подготовке машины «Фрегат» к сезонной работе необходимо установить манометры, сливные клапаны, концевой дождеватель, краники, соединительные шланги. Следует отметить, что на концевом дождевателе установлен шаровой кран, который выполнен из цветного металла, непрактичный в эксплуатации, так как даже небольшая перетяжка при его монтаже приводит к поломке. В системе гидропривода самоходной опоры «Фрегат» имеются штуцера, изготовленные из пластмассы, которые разрушаются из-за перепадов температуры и особенно морозов. Поэтому их приходится заменять на металлические путем выполнения токарных работ.

Подготовка к работе шлангового дождевателя Bauer «Rainstar» T-61 заключается в проверке работоспособности электронного блока управления, установлении рабочего давления в шинах ходовой тележки и осмотре дождевателя на предмет механического повреждения. При постановке этого дождевателя на хранение разматывается полностью весь шланговый барабан под уклон для слива воды со всего шланга. После опорожнения шланга от воды начинается сматывание шланга на барабан.

Подготовка к работе шлангового дождевателя JRRILAND «Raptor» заключается в следующем: производится снятие его с ручного домкрата, проверяется давление в шинах ходовой тележки, устанавливается фильтр. В конце поливного сезона дождеватель устанавливается на высотной отметке местности. В направлении уклона разматывается и укладывается шланг со всего барабана установки. Сливается вся вода из шланга и производится наматывание шланга на барабан. Смазываются валы шлангоукладывателя, а также все детали согласно схеме смазки на консервацию. Дождеватель устанавливается в склад на винтовые домкраты.

При расконсервации дождевальной машины «Zimmatik» проводится внешний осмотр и контроль давления воздуха в шинах на опорных тележках. В случае необходимости производится подкачка воздуха. С помощью автокрана устанавливается дизель-генератор. Проверяется его исправность и проводится техническое обслуживание. Устанавливается система управления. Подключаются все энергонесущие кабели, проводка. Крепятся электродвигатели (10 шт.) на опорных тележках и на центральной опоре и подключаются к электросистеме машины. Подсоединяются карданные валы с установкой мягких вставок. На центральной опоре выполняются работы по центрированию электродвигателей с редукторами ведущих колес в количестве 4-х штук. При подготовке машины к работе на консольной трубе устанавливается концевой дождеватель и сливной клапан. По всей длине дождевальной машины устанавливаются дождеватели в количестве 93 штук. Проверяется правильность подсоединения электрических двигателей и всей электросистемы. Запускается дизель-генератор и производится пробный пуск машины в движении по фронту вперед и назад и по кругу. При этом в процессе эксплуатации особое внимание нужно обращать на мягкие вставки в карданных передачах. Поскольку они изготовлены из синтетических материалов, то в процессе работы могут расслаиваться и разрушаться. Из-за этого происходит разрушение их металлических крестовин. Часто это возникает неожиданно, так как перед запуском машины все соединения проверяются. Концевой дождеватель очень часто забивается механическими взвесями, подаваемыми насосной станцией с водой. Это приводит к необходимости установки фильтра на напорный трубопровод после насосной станции. При постановке на хранение машина устанавливается в зоне охраны. Производится демонтаж дождевателей (93 шт.) и концевого дождевателя. Снимается сливной клапан с консольной трубы. Демонтируются электродвигатели в количестве 10 штук, а также карданные валы с мягкими вставками (16 шт.). При помощи автокрана демонтируется дизель-генератор. Снимается система управления.

При подготовке к поливному сезону дождевальной машины «Mini-Pivot» от гидранта оросительной сети к центральной опоре подсоединяется водоподающий рукав. Устанавливается дизель-генератор и система управления. По всему трубопроводу укладывается электрокабель. Крепятся три электродвигателя на опорных тележках с установкой карданных валов и мягких вставок. На консольный трубопровод устанавливается концевой дождеватель. Крепятся 16 дождевателей, запускается дизель-генератор. Делается пробный пуск машины и наблюдается движение вперед, назад и по кругу. При эксплуатации машины необходимо вести постоянный контроль за гибкой вставкой, которая разрушается из-за расслоения и выкрашивания. Также наблюдается расслаивание подсоединительного шланга. При консервации машины три тележки устанавливаются на деревянные стеллажи, демонтируются навесные дождеватели в количестве 16 штук и концевой дождеватель. Снимаются электродвигатели в количестве 3 штук и 6 карданных соединений с мягкими вставками. Отсоединяется от гидранта подсоединительный шланг. Снимаются системы управления машиной и дистанционного управления. Затем снимаются электрический кабель и дизель-генератор.

Основные характеристики эксплуатируемой УОК «Тушково-1» дождевальной техники приводятся в табл.

Основные характеристики дождевальной техники, установленной на учебно-оросительном комплексе «Тушково-1»

В 2010 г. основной целью исследований являлось изучение эксплуатационных характеристик дождевальных машин, указанных в табл. 1. Для достижения этой цели контролировались следующие показатели:

- сборочные единицы и трудозатраты при расконсервации и приведении дождевальных машин в работоспособное состояние к началу оросительного периода, а также при консервации техники и подготовке к зимнему хранению;

- отказы техники, полученные в процессе ее эксплуатации;

- ремонтопригодность дождевальных машин.

В течение апреля 2010 г. непосредственные исполнители работ (3 специалиста) были ознакомлены со стандартной методикой проведения исследований, порядком заполнения разработанных форм и таблиц. При расконсервации дождевальных машин, установке дождевальных аппаратов и насадок и проверке отдельных узлов использовались действующие инструкции операторов дождевальных машин.

В течение мая 2010 г., одновременно с проведением полевых работ, продолжилась работа по полной комплектации машин, устранению отдельных поломок, опробированию в действии отдельных узлов, выполнению комплекса работ по насосной станции, водозабору и проведению пробных поливов. Орошение опытных полей и делянок проводилось в период с 1 по 21 июля 2010 г. дождевальными машинами «Zimmatik», JRRILAND «Raptor» и Bauer «Rainstar» T-61.

Некоторые выводы, согласно [6], приводятся ниже:

1. Наиболее сложных и трудоемких работ требует расконсервация и консервация широкозахватных дождевальных машин «Zimmatik» и «Mini-Pivot». Несколько менее сложные, но также достаточно трудоемкие работы выполняются при этом на «Фрегате». Наименее трудоемких действий требует подготовка к поливу после зимнего хранения шланговых дождевальных машин Bauer «Rainstar» T-61 и JRRILAND «Raptor». Однако для их зимнего хранения требуются складские помещения, соответствующие их габаритам.

2. Отказы наблюдались у всех широкозахватных дождевальных машин.

3. Дождевальная машина «Zimmatik» дополнительно нуждается в тщательном устройстве копирной траншеи. У нее также наблюдается быстрое засорение микродождевателей. Для восстановления требуемого качества дождя требуется прекратить полив и провести очистку микродождевателей.

4. При проведении полива широкозахватными дождевальными машинами требуется затрачивать время и энергию на их холостые перемещения, что создает помехи при проведении сельскохозяйственных работ. Шланговые дождевальные машины не имеют указанного недостатка.

5. Широкозахватные дождевальные машины требуют для проведения полива устройства стационарной напорной сети, что значительно удорожает стоимость оросительной системы. Шланговые дождевальные машины могут работать как со стационарными и передвижными насосными станциями, так и с приводом от вала отбора мощности трактора, что значительно упрощает их применение [11].

Заключение

Таким образом, проведенные исследования показали, что барабанно-шланговые дождевальные машины менее подвержены отказам и поломкам при расконсервации и монтаже съемного оборудования к началу оросительного периода, при выполнении орошения сельскохозяйственных культур, а также при консервации техники и ее постановке на зимнее хранение.

Литература

1. Лихацевич, А. П. Дождевание сельскохозяйственных культур: Основы режима при неустойчивой естественной влагообеспеченности / А. П. Лихацевич. - Минск: Бел. наука, 2005. - 278 с.

2. Государственная программа сохранения и использования мелиорипрованных земель на 2011-2015 гг. Утверждена Постановлением Совета Министров Республики Беларусь 31.08.2010 №1262. - Минск: Беларусь, 2010. - 20 с.

3. Справочник по механизации орошения / Б. Г. Штепа [и др.]; под ред. Б. Г. Штепы. - М.: Колос, 1979. - 303 с.

4. Типовые нормы выработки и обслуживания на полив сельскохозяйственных культур, сенокосов и пастбищ дождевальными машинами и установками «Фрегат», «Волжанка», «Днепр», «Радуга», «Сигма», ДДА-100МА, ДДН-100, ДДН-70, ППА-165 с применением поливных трубок, трубок-сифонов и гибких трубопроводов. - М.: Экономика, 1988. - 111 с.

5. Технологические карты на полив сельскохозяйственных культур дождевальными машинами и установками / А. Н. Корженевский, А. П. Лихацевич, В. П. Дальков, Ю. А. Розанов, Г. В. Латушкина. - Минск: БелНИИМиВХ, 1991. - 180 с.

6. Выполнить оценку эксплуатационных характеристик дождевальной техники учебно-оросительного комплекса «Тушково-1»: Отчет о НИР / УО «БГСХА», РНДУП «Институт мелиорации»; рук. В. И. Желязко, А. П. Лихацевич. Горки-Минск, 2010. - 27 с.

7. Справочник по орошению дождеванием / Под ред. М. Г. Голченко и А. И. Михальцевича / сост. О. А. Шавлинский. - Минск: Ураджай, 1993. - 248 с.

8. Стихийные гидрометеорологические явления на территории Беларуси: справочник / Под ред. М. А. Гольберга. - Минск: БелНИИЦентр Экология, 2002. - 132 с.

9. Лихацевич, А. П. Оценка факторов, формирующих неустойчивую влагообеспеченность сельскохозяйственных культур в гумидной зоне (на примере Беларуси, Центрального и Волго-Вятского регионов Российской Федерации) / А. П. Лихацевич, Е. А. Стельмах. - Минск: ООО «Белпринт», 2002. - 212 с.

10. Агроэкологический мониторинг дождевальной техники на учебно-опытном комплексе «Тушково-1» Горецкого района: Отчет о НИР. - Горки: УО БГСХА, 2010. - С. 6-22.

11. Васильев, В. В. Оценка эффективности и эксплуатационной надежности дождевальной техники / В. В. Васильев, О. А. Шавлинский // Научно-технические проблемы водохозяйственного и энергетического комплекса в современных условиях Беларуси: материалы междунар. науч.-практ. конф., Брест, 21-23 сент. 2011 г.: в 2 ч. / Брест. гос. техн. ун-т.; под ред. П.С. Пойты [и др.]. - Брест: изд-во БрГТУ, 2011. С. 6-8.

Размещено на Allbest.ru