Разработка рабочего органа каналоочистителя для удаления наносов с закрепленного дна канала

Наибольшее распространение на мелиоративных осушительных системах РФ получили конструкции каналов без крепления дна. Их очистку обычно проводят специальными каналоочистительными машинами, однако в отдельных случаях допускается применение для этих целей одноковшовых общестроительных экскаваторов с рабочим оборудованием обратная лопата. В таких случаях используют, например, каналоочиститель ОКН-0,5. При этом для очистки каналов с закрепленным дном использование рабочего органа поперечного копания неприемлемо ввиду возможного разрушения элементов и конструкций крепления дна и откосов. Исследования проводили с целью модернизации существующей конструкции ковша для очистки незакрепленных каналов и разработки нового рабочего органа для очистки закрепленных каналов. Модернизация ковша заключалась в усилении конструкции с заменой двух внутренних листовых ребер жесткости на две сварные более прочные профильные конструкции. Разработку нового рабочего органа проводили с учетом конструкций и геометрических размеров креплений дна и откосов канала. Он отличается от прототипа наличием дополнительных режущих кромок, приводимых в действие гидроцилиндрами. При опускании рабочего органа в пространство между креплениями дна и откосов режущие кромки внедряются в наносы и заиления затем они смыкаются, наполняя при этом ковш. Затем осуществляется подъем, поворот и разгрузка ковша. Прочностной расчет, выполненный в системе Inventor Pro, показал, что коэффициент запаса прочности конструкции ковша равен 2,3 и находится в допустимых пределах. Разработанная конструкция ковшового рабочего органа имеет большую вместимость, по сравнению с прототипом, поэтому машина с увеличенной в целом массой при движении по берме может нарушить устойчивость откоса. Коэффициент устойчивости откоса очищаемого канала при угле наклона 90° и нагрузке 70 кПа был равен 1,137, что указывает на возможность его обрушения. При меньших углах наклонах (45° и 75°) и нагрузках (30 кПа и 50 кПа) откосы сохраняют свою устойчивость.

1. Nigam Ja., Totakura B. R., Kumar R. Assessment of barriers to canal irrigation efficiency for sustainable harnessing of irrigation potential // Water. 2023. Vol. 15. No. 14. Article 2558. URL: https://www.mdpi.com/2073-4441/15/14/2558 (дата обращения: 12.09.2024). doi: 10.3390/w15142558.

2. Kadpan W. R., Mustafa F. F., Kadhim H. T. A review of control automatically water irrigation canal using multi controllers and sensors // Journal Europeen des Systemes Automatises. 2024. Vol. 57. No. 3. P. 717–727. doi: 10.18280/jesa.570309.

3. Фильтрация в каналах с земляным руслом и новые методы крепления откосов / Ф. К. Абдразаков, А. А. Рукавишников, О. В. Михеева и др. // Аграрный научный журнал. 2023. № 6. С. 107–114. doi: 10.28983/asj.y2023i6pp107-114.

4. Modeling and control of pipeline networks supplied by automated irrigation channels / B. Mavkov, T. Strecker, A. C. Zecchin, et al. // Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 2022. Vol. 148. No. 6. URL: https://ascelibrary.org/doi/10.1061/%28ASCE%29IR.1943-4774.0001676 (дата обращения: 08.09.2024). doi: 10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0001676.

5. Cross-beam dissipators in abruptly expanding channels: Experimental analysis of flow patterns / S. Hajialigol, Ja. Ahadiyan, M. Sajjadi, et al. // Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 2021. Vol. 147. No. 11. URL: https://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%29IR.1943-4774.0001622 (дата обращения: 11.09.2024). doi: 10.1061/(asce)ir.1943-4774.0001622.

6. Абдразаков Ф. К., Михеева О. В., Серебренников Ф. В. Исследование влияния выбранных методов расчета на теоретически рассчитанную пропускную способность водопропускного отверстия на канале // Аграрный научный журнал. 2020. № 11. С. 102–105. doi: 10.28983/asj.y2020i11pp102-105.

7. Абдулмажидов Х. А., Балабанов В. И., Карпов М. В. Разработка сменного ковша с дополнительным захватом для каналоочистителя ОКН0,5 // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2023. Т. 17. № 3. С. 54–60. doi: 10.22314/2073759920231735460.

8. Теоретические исследования фильтрации из оросительных каналов / Ф. К. Абдразаков, О. В. Михеева, Е. Н. Миркина и др. // Мелиорация и гидротехника. 2024. Т. 14. № 4. С. 390–402. doi: 10.31774/2712-9357-2024-14-4-390-402.