автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Технология и устройство для повышения качества полива дождевальной машиной "Фрегат" в условиях сложного рельефа

На правах рукописи

003055747

Шереметьев Андрей Викторович

ТЕХНОЛОГИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПОЛИВА ДОЖДЕВАЛЬНОЙ МАШИНОЙ «ФРЕГАТ» В УСЛОВИЯХ

СЛОЖНОГО РЕЛЬЕФА

Специальность 05.20.01 - «Технологии и средства механизации сельского

хозяйства»

АВТОРЕФЕРАТ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Рязань 2007

003055747

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Рязанская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора П.А.Костычева»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Рязанцев Анатолий Иванович

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Макаров Валентин Алексеевич; Кандидат технических наук, доцент Кузин Александр Владимирович. Ведущая организация — Государственное унитарное предприятие

Производственно-научное объединение «Пойма»

Защита состоится 21 феврале 2007 г., в 10 часов на заседании диссертационного совета Д.220.057.02 при ФГОУ ВПО «Рязанская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора П.А.Костычева" по адресу: 390044, г.Рязань, ул. Костычева, д.1, в зале заседаний диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО РГСХА

Автореферат разослан 20 января 2007г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 390044, г.Рязань, ул.Костычева, д.1, Ученому секретарю диссертационного совета.

Объявление о защите и автореферат размещены на сайте ФГОУ ВПО РГСХА WWW rgsha.ru 18 февраля 2007г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

М.Б.Угланов

Обшая характеристика работы

Актуальность темы исследования.

В СНГ на склонах расположено 10 млн. га пахотных земель, 67 млн. га горных лугов и пастбищ и "олее 10 млн. га земель подлежащих освоению. При этом, удельный вес валовой продукции, производимой на ыше указанных площадях, не превышает 10... 16% от всей сельскохозяйственной продукции, что, в сновном, обусловлено низким уровнем механизации работ, в том числе поливных, в усложненных ельефных условиях.

Для орошения участков, расположенных в указанных почвенно-рельефных условиях, применяются уклоновые модификации дождевальных машин (ДМ) и установок, работающие от закрытых трубопроводов.

Недостатком указанных технических средств дождевания являются сравнительно большие затраты труда. В результате, для орошения в зонах с ограниченными трудовыми ресурсами выявлена целесообразность применения более производительных и автоматизированных ДМ, к которым в первую очередь относится машина кругового действия типа «Фрегат» ДМУ-А.

Однако ДМ «Фрегат», в сравнении с другой сельскохозяйственной техникой имеют более сложные условия работы в связи со значительной изменчивостью физико-механических свойств почвы и рельефа, исходя из больших длин дождевателей и орошаемых ими площадей. Это обуславливает образование повышенных стоков под машиной, особенно в ее концевой части, ухудшение тягово-сцепных свойств ее движителей и, в конечном счете, увеличение водных и энергетических затрат при производстве полива.

Поэтому важнейшим в совершенствовании многоопорных дождевальных машин «Фрегат» является, в первую очередь, изучение почвенно-рельефных условий орошаемых земель и их влияние на технологические и технические способы повышения качества распределения дождя по орошаемой поверхности. Также важно исследование изменения величины поверхностного стока в зависимости от величины уклона орошаемой поверхности, так как ее значение оказывает непосредственное влияние на водную эрозию почвы и на параметры колеи самоходных тележек ДМ и, как следствие, на опорную их проходимость.

Настоящая работа посвящена решению ряда вопросов по указанной проблеме.

Цель работы - совершенствование технологии полива площадей со сложным рельефом ДМ «Фрегат» с разработкой конструкции и обоснованием параметров регулирующего устройства расходно-напорных характеристик дождевальных аппаратов.

Объект исследования - процесс работы регулирующих устройств расходно-напорных характеристик дождевальных аппаратов «Фрегата», а также при оснащении ими, технология полива самой дождевальной машиной в условиях сложного рельефа.

Методика исследований:

Теоретический анализ технологических процессов регулирования устройством расходно-напорных характеристик и полива дождевальной машиной «Фрегат» проведен на основе их механико-математического моделирования.

Экспериментальные исследования выполнялись в лабораторных, лабораторно-полевых и полевых условиях с использованием стандартных и частных методик, с применением метода планирования эксперимента. Обработка экспериментальных данных производилась с помощью современного программного обеспечения.

\

Научную новизну работы составляют:

обоснованные показатели технологического процесса полива ДМ «Фрегат» в условиях сложного рельефа;

конструктивно-технологическая схема регулятора давления дождевальных аппаратов ДМ «Фрегат»;

теоретическое обоснование параметров регулятора и схем его расстановки на ДМ «Фрегат»; результаты исследований регулятора и при оснащении им ДМ «Фрегат» в лабораторных, лабораторно-полевых и производственных условиях.

Практическая ценность и реализация результатов исследований: Народно-хозяйственное значение данной работы заключается в повышении эффективности орошения склоновых участков дождевальными машинами «Фрегат», выражающееся в увеличении их производительности, снижении водных и энергетических затрат и, как следствие, себестоимости выращиваемой продукции.

Научная новизна технических решений, приведенных в работе, подтверждена патентом Российской Федерации на изобретение № 2279121 и патентами Российской Федерации на полезную модель №43728, №55161.

Результаты исследований, приведенных в работе, могут быть использованы в сельскохозяйственных предприятиях АПК, использующих для орошения площадей со сложным рельефом многоопорные широкозахватные дождевальные машины кругового действия.

Реализация результатов работы:

По результатам теоретических и экспериментальных исследований откорректирована технология работы ДМ «Фрегат» в условиях сложного рельефа, разработаны и изготовлены для нее регуляторы давления дождеобразующих устройств. Проведение лабораторно-полевых исследований, производственных испытаний и внедрение осуществлено в хозяйствах Московской области: ГУП ПНО «Пойма» Луховицкого, СЗАО «Макеево» Зарайского, СЗАО «Ленинское», ЭПХ ВНИИ «Радуга» и ВГУП ОПК «Непецино» Коломенского районов.

Апробация работы:

Основные результаты исследований доложены, рассмотрены и одобрены на научных конференциях ФГОУ ВПО «Рязанская ГСХА им. проф. П.А.Костычева» 2004...2006гг., ФГОУ ВПО «Брянская ГСХА», ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА», ФГОУ ВПО «Ижевская ГСХА» в 2005г., ГОУ ВПО МО «Коломенский ГПИ» в 2005...2006гг., ФГНУ ВНПО «Радуга» в 2006г. и на Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи (НТТМ - 2006) ВВЦ, где за проект «Разработка и внедрение экологически безопасных технологий орошения на сложном рельефе» награжден свидетельством и дипломом НТТМ ВВЦ.

На защиту выносятся:

- обоснованные экологически безопасные и энергосберегающие показатели технологического процесса полива ДМ «Фрегат» участков со сложным рельефом;

- конструкция и обоснованные параметры регулятора давления дождевальных аппаратов ДМ «Фрегат», их схемы расстановки;

- результаты исследований и испытаний в лабораторных, лабораторно-полевых и производственных условиях;

- технико-экономические показатели эффективности применения откорректированной технологии полива и регуляторов давления дождевальных аппаратов ДМ «Фрегат».

Публикации по теме диссертации:

Основные положения диссертации опубликованы в 12 работах, из которых две статьи в журнале «Сельский механизатор», патент РФ на изобретение № 2279121 и два патента РФ на полезную модель № 43728, №55161.

Структура и объем работы:

Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, выводов, приложений и списка использованной литературы, который включает 102 наименования. Работа изложена на 200 страницах, из которых основной текст содержит 153 страницы машинописного текста, в том числе 78 рисунков и 33 таблицы, включая приложения.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель и задачи исследований, народнохозяйственное значение работы и изложены основные положения, которые выносятся на защиту.

В первом разделе «Состояние вопроса и задачи исследования» дается характеристика орошаемых площадей по рельефу, приводится краткий обзор технических средств полива для участков со сложным рельефом, определяются технологические особенности полива участков со сложным рельефом дождевальной машиной «Фрегат» и пути их совершенствования, а также произведен краткий анализ конструкции регулирующих устройств расходно-напорных характеристик оросительных и коммунальных систем.

Исследования процесса полива многоопорными дождевальными машинами, в том числе на сложном рельефе, проводились Винниковой Н.В., Волчковой Т.Л., Гаврилицей А.А, Гринем Ю.И., Гусейн-заде С.Х., Иванцовой Т.Н., Лебедевым Б.М., Мавзутовым A.B., Митрюхиным A.A., Рыжонковым В.П., Рязанцевым А.И., Сидоренко A.M., Цымболенко C.B., Шумаковым Б.Б., Щербаковой H.M. и др.

Исследования показали, что наиболее эффективным способом повышения качества технологического процесса полива ДМ «Фрегат» в условиях сложного рельефа является ее усовершенствование, с установкой регуляторов давления дождевальных аппаратов.

При этом установлено, что существующие механико-технологические решения настройки дождевальных аппаратов на определенный напор на ровном рельефе не позволяют обеспечить требуемое качество полива и показателей надежности работы ДМ «Фрегат» при работе на сложном рельефе.

На основании анализа состояния вопроса и выполненных исследований сформулированы цели и задачи исследования.

Целью настоящей работы является повышение эффективности и надежности работы ДМ «Фрегат» на площадях со сложным рельефом посредством разработки механико-технологических решений по автоматизированному регулированию расходно-напорных характеристик дождевальных аппаратов ее водопроводящего пояса.

Для достижения намеченной цели необходима постановка и решение следующих задач:

1. Обосновать экологически безопасные и энергосберегающие показатели технологического процесса полива ДМ «Фрегат» участков со сложным рельефом.

2. Разработать конструкцию и обосновать параметры регулирующего устройства расходно-напорных характеристик дождевальных аппаратов ДМ «Фрегат» и схемы его расстановки с проведением исследований в лабораторных условиях.

3. Провести экспериментальные исследования и хозяйственные испытания ДМ «Фрегат» с регуляторами давления дождевальных аппаратов.

4. Осуществить внедрение и выявить экономическую эффективность применения регуляторов давления дождевальных аппаратов ДМ «Фрегат».

Во втором разделе «Теоретические исследования технологического процесса полива дождевальной машиной «Фрегат» площадей со сложным рельефом» обоснован технологический режим полива дождевальной машиной «Фрегат» площадей со сложным рельефом. В результате исследований было выявлено, что машинная поливная норма при орошении уклонов М„,, определяемая по формуле Б.М. Лебедева:

, I1^0)J2g(HTL¿)t3600

М"'=-ТШ^- ' (1)

где р -коэффициент расхода ; ш - площадь сопла дождеобразуюшего устройства, м2; % -

ускорение свободного падения, м/с2; Н - напор перед соплом дождеобразуюшего устройства, м, Ь - длина трубопровода ДМ, 1 - уклон орошаемой поверхности, рад.,Р - площадь орошения ДМ, м2д - время орошения, ч.

не должна превышать ее достокового значения, выраженного зависимостью Н.С. Ерхова, которая после некоторых преобразований принимает вид:

Ре

м.

Г п \

1-

р

V

96,4

г

1-

' Р л —^ + 2 4,7

V Л

паст.

0,5 / 4ТС

Рсре ^

(2)

где Р, - показатель свободного (безнапорного) впитывания воды в почву, численно равный достоковой норме при поливе дождем с интенсивностью 1 мм/мин (мм); рср. - средняя интенсивность дождя (мм/мин); е - основание натурального логарифма, ёс - средний диаметр капель дождя (мм).

Из вышеуказанных зависимостей следует, что при поливе ДМ «Фрегат» определяющим показателем равномерности распределения поливной нормы (слоя осадков), ее достоковой величины является уклон орошаемой поверхности, особенно с отрицательным значением. При работе машины на поверхностях с максимально допустимым общим уклоном (¡=-0,05) происходит возрастание напора в концевой части ее трубопровода с 40м до 60м, или на 50%, приводящее к увеличению интенсивности дождя на 20...25%, и, как следствие, к уменьшению достоковой поливной нормы, с учетом склона, до 50% и более.

Для выявления фактора, оказывающего наибольшее влияние на изменение достоковой поливной нормы на уклоне, а, следовательно, и величины стока, на основании вышеизложенных формул произведено математическое моделирование изменения показателей качества полива от средней интенсивности дождя и диаметра его капель.

I 1000-1100

капель дождя.

Анализ графического изображения показывает, что снижение достоковой поливной нормы, связанное с увеличением интенсивности дождя на уклоне, в пределах их практически встречающихся значений (до 800 м3/га) не компенсируется одновременным уменьшением диаметра его капель.

В свою очередь, интенсивность дождя зависит от значения расхода дождевальных аппаратов и равномерности его распределения по орошаемой площади. При этом, второй параметр на сложном рельефе имеет большее значение. При постоянной силе ветра равномерность полива зависит от размера капли, определяющего дальность ее полета, которая определяется выражением:

гк= 0,9Н ^Feempa(n^2gHftlco%y , (3)

dC

где а - коэффициент, численно равный 0,5; Р - коэффициент, численно равный 25Х10"5; t„- время полета капли, с; у - угол между направлением полета капли и направлением ветра, град; j - опытный коэффициент, равный 25,5, ми/с; F,^ - сила ветра, Н., р. -плотность воды, кг/м3, у - угол между направлением полета капли и направлением ветра, град.

При этом, площадь, орошаемая каждым дождеобразующим устройством, принимает форму элипса,

вытянутого по направлению ветра, что приводит к перераспределению слоя осадков по орошаемой площади

и, как следствие, к снижению К,„. Проведенные Сидоренко A.M. исследования влияния напора перед

дождевальными аппаратами ДМ на равномерность распределения дождя по орошаемой площади показали, что при его изменении относительно базового значения более чем на 20%, происходит резкое ухудшение качества полива.

Для устранения отмеченного и, как следствие, повышения равномерности распределения слоя осадков при поливе, необходимым является разработка автоматических регу ляторов расходно-напорных характеристик (давления), устанавливаемых на трубопроводе ДМ перед теми или иными дождевальными аппаратами. Для оптимизации схем расстановки регуляторов по длине ДМ, исходя из требуемой равномерности распределения дождя по орошаемой поверхности, были разработаны методические положения и алгоритм мест их установки (рисунок 2).

Учитывая, что существующие конструкции регуляторов давления не в полной мере приемлемы для указанной цели, была разработана специальная конструкция регулирующего устройства дождевальных аппаратов машины «Фрегат» с оптимизацией его параметров.

Регулятор состоит из корпуса 1, входного патрубка 2, вкручиваемого в трубопровод 3, и выходного патрубка 4, вкручиваемого в дождевальный аппарат 5, двух боковых цилиндрических ответвлений 6, связывающих полости А и Б патрубков, позволяющих скомпенсировать силы, действующие со стороны потока жидкости на регулирующий орган, избежав тем самым его перекоса, и саморегулирующего органа клапанного типа 7 с чувствительным 8 и подпружиненным запорным 9 элементами (рисунок 3.).

При обосновании параметров регулятора давления, напор на его входе, с учетом потерь на трение в трубопроводе ДМ и изменения геодезической высоты положения соответствующего дождевального аппарата относительно неподвижной опоры, определяется по зависимости:

+ (4)

\5gmil

где Нт - напор в данном сечении трубопровода (м); Н„ - напор на входе в трубопровод у неподвижной опоры (м); X - коэффициент потерь напора в трубе; (),„ - расход воды, проходящий через данное сечение в трубопроводе (л/с); 1,„ - расстояние от неподвижной опоры до данного сечения трубопровода (м);; с1„-диаметр данного сечения трубопровода (мм); / - уклон поверхности (рад), 71=3,14.

Для поддержания в автоматическом режиме требуемого напора производится механическая настройка регулятора.

При повышении давления во входной 4 и выходной 5 полостях запорный элемент 7 заходит во

входную полость, уменьшая площадь проходного сечения регулировочной щели на величину:

Д5 = - 5укл , (5)

где Бр- площадь проходного сечения регулировочной щели клапана регулятора при движении машины по безуклонной поверхности, м2; 5ун - площадь проходного сечения регулировочной щели клапана регулятора при движении машины на уклоне, м2.

Тем самым предотвращается повышение давление на выходе. Величину необходимого изменения проходного сечения регулировочной щели клапана регулятора (рисунок 4) можно определить с учетом выражения по формуле:

й

Ввод лкншл:

О,

7

40Д.Г.

3. Подбор схешс раесгсшюшси доэкпеобразутовдих: устройств и напора перед виыя ю условия : а>„_ — 4. иу.- Ц.

Я,,

у

5. Д//-1—

к и.

6. Определить. где А1Г -0.2

7. в.-ЕжСС^.+г„)-С

8. So.ro. = тО-.1

Ю.Если Кэп 0,7» то выделяются дождеобразующие устройств«, у которых не выполяхется условие пункт» 6. далее провйрха пунктов 7-10 Вели Кщ ^ 0,7, то печать результатов

Схема расстановки дождайэбразунэпдох устройс шшкмяльвое и оптимальное количество регуляторов! давление ехека их расстановки, »качение Км на уклоне без | установки регуляторов давления с мииималь1п>ш оптимальным их количеством

Рисунок 2. - Блок-схема программы для определения мест расстановки регулирующих устройств дождевальных аппаратов ДМ «Фрегат»

ог* К

> 1

е-

| 1ЛИ11.

т та

1-корпус; 2 - входное отверстие; 3 - поршень; 4 - клапан; 5 - винт; 6 - гайка; 7 - кольцо; 8 - пружина; 9 - прокладка; 10 - выходное отверстие; 11 - гайка. Рисунок 3 - Рабочий чертеж регулятора расходно-напорных характеристик дождевальных аппаратов ДМ «Фрегат» (пат. РФ на изобретение № 2279121; пат. РФ на полезную модель №55161)

AS = 7С (tmax- tmin), (6)

где AS - величина необходимого изменения проходного сечения регулировочной шели клапана, м2; tmax и tmin - максимальный и минимальный диаметр проходной щели клапана регулятора в перпендикулярном направлении, м, равный:

v а а

tmK= лтах 'Sln у; (7) 1™л= *min ' sin~2"; (8)

где а - угол наклона боковых поверхностей клапана, град.; х - ход клапана со штоком, м. При этом минимальный ход клапана со штоком определяется по формуле:

а ddamm+ddamах 1 Реых тах , (9)

4 И а \ Р - Р

sin— • жтах вьишах

2

где (1С- диаметр полости управления, м; а максимальный его ход по формуле:

Möa öLmin+4amax 1 Pm,rmin , (10)

и Ad . а \\Р . -Р .

Грег с Sin— V e*min выгПНП

2

где Цд з - коэффициент расхода дождевального аппарата, равный 0,8; ЦреГ - коэффициент расхода клапана, определяемый в зависимости от значения Re.

Учитывая, что число Рейнольдса можно определить по зависимости:

Re_ 2g (11)

Чш„л/2gH

При Re ~ 0,5...0,6, коэффициент расхода клапана ЦрсГ ~ 0,75...0,78. Подставляя формулы 7-10 в формулу 6 получаем:

Д5 = Мд.а.^ö g. min max / _^вш. min__|_^вых. max__(12)

и Ad VP -Р УР -Р

г* рег. с I ftr.min вых. max V 'ürmax вы*, max

Таким образом, выходное давление автоматически поддерживается постоянным: в диапазоне изменения входного давления от нижнего до верхнего пределов и изменения выходного давления, путем уравновешивания силы пружины с одной стороны и с другой - сил от воздействия давления в выходном стакане на эффективную площадь чувствительного элемента и входного давления на эффективную площадь запорного элемента, равную площади сечения штока, находящегося в отверстии седла.

При этом, в момент сграгивания штока клапана, при переходе регулятора со статического на

динамический режим работы (рисунок 5), имеет место уравнение:

zuo = Р„ {Sc,-Sm) - PBlK Sc2 - П - Т (13)

где: z - жесткость пружины, Па; и0-предварительное сжатие пружины, Н; Sci-площадь проходного сечения отверстия клапана, м2; Sun - площадь проходного сечения штока, м; Sc2 - площадь проходного сечения выходной полости регулятора, м2; П - сила инерции штока и пружины, Н; Т - сила трения покоя штока, Н.

и

X - высота подъема клапана; а - угол рабочей фаски седла клапана; I - размер шелн в перпендикулярном направлении потока жидкости

Рисунок 4 - Схема проходного сечения регулируемой щели регулятора давления.

РеА-^

[К

и- 1

я.д

Рисунок 5 - Расчетная схема действия сил в регуляторе давления.

После страгивания штока соответствующие О н Т обращаются в ноль, и уравнение приобретает вид:

г(и0+Ч') = 5ч,Р,ых ±Те

(14)

Из уравнения (14) видно, что величина перемещения штока регулятора зависит во многом от силы трения движения штока и связана с ней линейной зависимостью. Учитывая же, что время на перемещение штока остается постоянным (1=соп51), то и величина гистерезиса характеристик регулятора, связанная с остаточным перемещением штока, связана линейной зависимостью с силой трения движения штока.

Откуда следует, что в рабочем диапазоне жесткость пружины практически не зависит от хода штока, а, следовательно, изменением установочного усилия пружины (предварительное сжатие) нельзя стабилизировать давление на выходе регулятора, а можно только изменить его по величине.

При расчете размеров составных деталей регулятора учитывается, что параметры элементов регулятора зависят от его габаритных размеров, значения хода клапана со штоком, связанного с диапазоном регулирования, и режимами работы. При этом на номинальном расходе обеспечивается соотношение:

+ Рех ' 1 - ) _ Лиг '

(15)

где Ищ,- сила, действующая со стороны пружины на чувствительный и запорный элементы, Н; Рвх - давление на входе в регулятор, МПа.

При этом основной формулой при расчете пружины на прочность является:

8кРю„0„р/т1п 3 = [т], (16)

где к - коэффициент, зависящий от формы пружины и кривизны витка; Ркон- сила, действующая на пружину в конце процесса нагружения, Н; ОпР - средний диаметр пружины, м; ё„ - диаметр проволоки, м; [т] -допустимое напряжение, Па.

Параметры пружины выбираются из выражения:

^ (СД?-р,М;-О) '

Необходимая жесткость пружины г рассчитывается по формуле:

(17)

4 ■ Ах

Максимальное усилие пружины, необходимое для обеспечения проходных сечений в регуляторе при максимальном входном и выходном давлении, равно:

F»p max = ^: (Ршх max' dc ~ рв* тах' W.1 - dL)) ' (19>

Минимальное усилие пружины, необходимое для обеспечения проходных сечений в регуляторе при минимальном входном и выходном давлении, равно:

-Pyramid]-dlj) ■ (20)

Диаметр проволоки

, _ , (21) "= И

где с - индекс пружины.

с = Dnp/dn . (22)

Обоснование параметров регулирующего устройства расходно-напорных характеристик

дождеобразующих устройств производилось с учетом изменения диапазона перепада давления перед регулирующим устройством (от 0,4 до 0,6 МПа) и необходимой точности поддержания напора за ним (±20%, или ±0,08МПа).

В результате расчетов было установлено, что регулятор давления должен иметь следующие параметры: диаметр входного отверстия - 25 мм, боковых ответвлений - 12 мм, выходного отверстия -40 мм, диаметр материала пружины регулирующего органа - 2,2 мм, ее жесткость - 12,96 кПа (указанным требованиям соответствует пружина с параметрами витка по ГОСТ 13770-88 №335 и числом витков п=9,5), площадь проходного сечения щели клапана в зависимости от давления на входе в регулятор должна изменяться с 248 мм2 до 380 мм2.

В третьем разделе «Программа и методика исследований» представлены программа и методика лабораторных исследований регулятора давления дождевальных аппаратов ДМ «Фрегат»; описана конструкция лабораторного стенда; приведены рациональные параметры указанного регулятора давления; представлено описание, план участка и программа лабораторно-полевых исследований работы усовершенствованной ДМ в сложных почвенно-рельефных условиях; представлена методика планирования эксперимента, а также приведены приборы и оборудование, применяемое при лабораторных и лабораторно-полевых исследованиях.

Для проверки расчетных параметров и показателей эксплуатационной надежности регулятора давления дождевальных аппаратов машины «Фрегат» на лабораторном стенде марки Гранфлоу, типа УНВ, производимом фирмой «ADL» (США) (рисунок 6), проводились опыты по плавному (не более 0,02 МПа в секунду) повышению давления в подводящей магистрали до максимального (0,6МПа) с последующим его снижением до минимального (0,4МПа), с одновременным измерением указанного параметра за регулятором.

При лабораторно-полевых исследованиях серийной и усовершенствованной ДМ на участке со сложным рельефом (рисунок 7) проводилась комплексная оценка качества дождя (определялся расход дождевальных аппаратов, интенсивность, дальность полета и диаметр капли дождя, равномерность его распределения по орошаемой плошали), а также оценка от показателя качества полива прочности почвы,

колееобразования под ходовыми системами ДМ и их тягово-сцепные свойства на выровненной и склоновой орошаемых поверхностях.

При агротехнической и эксплуатационно-технологической оценке работы ДМ «Фрегат» на сложном рельефе определялись коэффициент эффективного полива, величина поверхностного стока и коэффициенты технологического обслуживания, эксплуатационной надежности, использования рабочего времени смены.

Математическая обработка результатов исследований заключалась в вероятностно-статистической оценке достоверности полученных данных наблюдений и опытов, а также аппроксимации данных расчетов, экспериментов, наблюдений.

Для проверки теоретических параметров регулятора давления дождевальных аппаратов ДМ «Фрегат»,

исследования влияния изменения величины уклона и ветра на равномерность распределения слоя осадков по

орошаемой площади, а также влияния уклона и интенсивности дождя по длине трубопровода ДМ «Фрегат»

на величину поверхностного стока, были составлены рабочие матрицы планирования двухфакторных

экспериментов (таблицы 1-3).

Таблица 1 - Пределы варьирования факторов при лабораторных исследованиях регулятора давления дождевальных аппаратов

Уровень и интервал варьирования Факторы

Натяжения пружины, об регулировочного винта Напор перед регулятором, м

Верхний (+1) 8 40

Средний (0) 10 50

Нижний (-1) 12 60

Таблица 2 - Пределы варьирования факторов при лабораторно-полевых исследованиях влияния изменения величины уклона и ветра на равномерность распределения слоя осадков по орошаемой площади

Уровень и интервал Факторы

варьирования Величина уклона поверхности, Скорость ветра, м/с

рад.

Верхний (+1) 0 0

Средний (0) 0,026 -

Нижний (-1) 0,052 5

Интервал варьирования 0,026 -

Таблица 3 - Пределы варьирования факторов при лабораторно-полевых исследованиях влияния уклона и интенсивности дождя по длине трубопровода ДМ «Фрегат» на величину поверхностного стока

Уровень и интервал варьирования Факторы

Величина уклона поверхности, рад. Интенсивность дождя мм/мин

Верхний(+1) Средний (0) Нижний (-1) 0 0,0266 0,052 0 1,32

Интервал варьирования 0,026 -

При выполнении работы компьютерная обработка полученных данных производилась при помощи программ для ПЭВМ: Mathcad, Mathematica v 5.0, Maple 9.

а) б)

1- основание; 2- насос с электродвигателем; 3 - присоединительный патрубок; 4-

коллектор; 5 - отсечной кран; 6 - обратный клапан; 7 - расширительный бак; 8- заглушка; 9 - реле давления; !0-манометр; II - шкаф управления.

Рисунок 6 - Схема (а) и Общий вид (6} стенда для исследования регулятора давления дождевальных аппаратов ДМ «Фрегат».

1 - дождевальный аппарат: 2 - водопровода щи й трубопровод; 3 - регулятор давлений дождевального аппарата.

Рисунок 7 - Общий вид ДМ «Фрегат» на Сложном рельефе без регуляторов давления дождевальных аппаратов (а) и с ними (б)

В четвертом разделе «Результаты исследований» представлены результаты лабораторных исследований регулятора давления дождевальных аппаратов ДМ «Фрегат», на основании которых были выявлены факторы, оказывающие наибольшее влияние на точность поддержания регулятором требуемой характеристики.

Из экспериментпьных данных видно (рисунок 8), что при всех вариантах предварительного поджатия пружины обеспечивается поддержание требуемого давления за регулятором, при этом оптимальным является предварительное поджатие пружины при 12 оборотах винта.

По результатам полученных данных были выведены зависимости влияния предварительного поджатия пружины на минимальную и среднюю точность поддержания требуемых характеристик в определенном диапазоне (рисунок 9), которые выражаются уравнениями (23) и (24) соответственно: у= 1,25х+75 (23)

у= - 0,1 18795х2+3,5125х+69,75 (24)

Помимо указанного было выявлено, что изменение давления перед регулятором практически не оказывает влияния на точность поддержания давления за ним. По результатам экспериментальных данных выявлена суммарная зависимость предварительного поджатия пружины и давления перед регулятором на указанную характеристику. Для первого и второго вариантов поджатия пружины (8 и 10 оборотов регулировочного винта) она описывается линейным уравнением:

Рвих = 2,5У, (25)

где У - величина поджатия пружины, об. в которое в виде переменной входит лишь величина поджатия пружины, что подтверждает отсутствие влияния давления перед регулятором на точность поддержания последнего за ним. Для третьего же варианта поджатия пружины (12 оборотов регулировочного винта) вышеотмеченная зависимость примет вид:

Р.«,= 102,2435+0,665Р»Х-1,0625У. (26)

Анализ уравнения 24 показывает, что лишь в указанном случае давление на входе в регулятор начинает оказывать влияние на точность его поддерживания на выходе из регулятора. Это объясняется тем, что силы, действующие со стороны пружины и входного давления на регулировочный элемент регулятора, не уравновешиваются силой, действующей на последний со стороны выходного давления. Однако ввиду незначительности несоответствия вышеотмеченных сил точность поддержания регулируемой

характеристики остается в пределах требований, но дальнейшее увеличение поджатия пружины (более 12 оборотов регулировочного винта) приводит к ее резкому ухудшению (точность регулирования менее 80% -показано пунктирными линиями). Отмеченное подтверждается графическим изображением вышеуказанной зависимости (рисунок 10). Таким образом, лабораторные исследования разработанного регулятора давления с пружиной запорного элемента, выполненной из проволоки, изготовленной из специальной качественной рессорно-пружинной горячекатаной сортовой стали марки 60С2, диаметром 2,2 мм, подтвердили возможность его применения для поддержания требуемого давления в трубопроводе ДМ «Фрегат» перед дождевальными аппаратами на протяжении всего срока ее эксплуатации.

0.6 | 0,55 ? 0,5 1 0,45

I 0,4

с &

г о.з5 I 0,3

X

X

£ 0,25

а

0,2

1 !

Допустимый диапазон давления ........

/ :

"/ 1 7

--

95

75

\ \

1 \ V V \ \ \ \

\ \ \ \ \ \ \ V

40 45 50 55

Давление перед регулятором, Рвх (МПа

60

10 12 Предварительное поджатие пружины, х (об. регулировочного винта)

-А- предварительное поджатие пружины при 8 —■-- минимальная точность регулирования; оборотах винта;

предварительное поджатие пружины при 10 — к- средняя точность регулирования, оборотах винта;

—•—предварительное поджатие пружины при 12 оборотах винта.

Рисунок 8 - Зависимость давления за регулятором от его Рисунок 9. - Зависимость давления за значения перед ним. регулятором от предварительного

поджатая пружины.

Рисунок 10 - Зависимость предварительного поджатая пружины и давления перед регулятором на величину давления за ним.

При лабораторно-полевых исследованях качественных показателей работы ДМ «Фрегат» на склонах было выявлено, что на равномерность распределения дождя по орошаемой поверхности и, как следствие, на его стоковые характеристики значительное влияние оказывает величина уклона орошаемой поверхности и скорость ветра. В результате обработки полученных данных было выявлено уравнение регрессии:

К=78,26453171-1,4882087047V-51,91689643i , (27)

на основании которого построена графическая зависимость влияния изменения величины уклона и ветра на равномерность распределения слоя осадков по орошаемой площади, представленная на рисунке 11. Ее анализ свидетельствует о том, что худшее значение коэффициента эффективного полива (кэ„=0,41) имеет место при синхронном увеличении уклона орошаемой поверхности (до i=0,05) и скорости ветра (до V=5 м/с).

Кроме того, выявлено влияние уклона и интенсивности дождя на величину поверхностного стока под ДМ. Полученная функциональная связь между указанными параметрами идентична их зависимости, входящей в теоретическое выражение (2).

Графическое изображение полученной зависимости между вышеуказанными величинами показано на рисунке 12, из которого видно, что на величину поверхностного стока большее значение оказывает изменение интенсивности дождя, а не величина уклона орошаемой поверхности. То есть, за счет установки регуляторов давления дождевальных аппаратов ДМ «Фрегат» можно добиться большего снижения величины поверхностного стока, нежели посредством выравнивания орошаемой поверхности.

По результатам полевых исследований полива серийной и усовершенствованной дождевальными машинами склоновых участков были выявлены зависимости изменения интенсивности дождя (28,30) и величины поверхностного стока (29,31) по их длине, которые соответственно имеют вид:

для серийной ДМ -

Р=-1,904761 «КГ10/,4 +2»10"7£3 +0,011023809521-0,00007Z,2 , (28)

М =-!-L3+-U + 5 • (29)

4050000 36

для усовершенствованной ДМ -Р=- 7,112857120 • 10"ПГ4 + 9,999999986 • 10"8¿3 + 0,01032142851L - 0,0000512499 9998£2 , (30)

A/cm=-^+-U + 5 ■ (31>

"" 15000 300

Графическое изображение указанных зависимостей показано на рисунке 14, из которого видно, что уменьшение поверхностного стока в концевой части машины составило практически в 2 раза. Это обусловлено снижением интенсивности дождя с 1,32 мм/мин до 0,6 мм/мин или на 54% и улучшением равномерности его распределения по орошаемой поверхности (коэффициент эффективного полива повысился с 0,46 до 0,7), определяемым, по данным исследований влияния на нее длины трубопровода ДМ с регуляторами давления, нижеприведенной зависимостью:

К1П =--— Úoc + — Loc + 46 . <32>

эл 6750 ос 225

где Loe - длина трубопровода ДМ, с регулирующими устройствами, м.

Из выражения (32) видно, что для достижения требуемого значения равномерности распределения дождя (Км=0,7) концевая длина трубопровода ДМ с регуляторами давления на склоновом участке (¡=-0,05) должна быть не менее, чем 300 м.

Данные лабораторно-полевых исследований качества полива усовершенствованной дождевальной машины «Фрегат» на сложном рельефе подтверждаются результатами ее полевых исследований, которыми доказано, что усовершенствованная ДМ в сравнении с серийной машиной имеет более высокие качественные показатели дождя: средняя интенсивность дождя по длине трубопровода улучшилась с 0,72 мм/мин до 0,44 мм/мин или на 38%, а максимальное ее значение в концевой части машины с 1,32мм/мин до 0,6 мм/мин или на 54 % (рисунок 15), коэффициент эффективного полива на уклоне увеличился с 0,46...0,50 до 0,7...0,72 или на 20. ..25%, а в целом на орошаемом участке с 0,64 до 0,72 или на 12,5% (рисунок 16). При этом величина поверхностного стока составляет не более 15. ..20% .

При проведении исследований влияния качества полива ДМ «Фрегат» на колееобразование ее ходовыми системами было установлено, что уменьшение под усовершенствованной ДМ величины стока обуславливает увеличение несущей способности почвы в среднем на 24,2%, и, как следствие, снижение колееобразования машины на 42% (средняя глубина колеи уменьшается с 0,15...0,20 м до 0,07...0,075м) (рисунок 17).

Зависимость изменения глубины колеи от несушей способности почвы определяется выражением 33: Нк„ле„= 0,00044р.,2 - 0,011Р0 +0,7289 . (33)

При этом ширина колеи находится в функциональной зависимости от ее глубины, которую для конкретного случая можно описать уравнением 34:

В«,.™ = -0,03948896632 Нколс„2+2,651567945 Нк„.1е„ +9,31475029 . (34)

Графическое изображение зависимостей приведено на рисунке 17. Анализ экспериментальных данных позволяет выявить зависимости параметров (глубины и ширины) колеи после прохода тележек ДМ «Фрегат» от прочности почвы, определяемой ее механическим составом и влажностью.

Кроме того, также выявлены зависимости между сопротивлением качению и сцеплением ходовых систем ДМ с почвой от ее несущей способности, описываемых уравнениями 35 и 36:

/= - 0,0000716Р02 + 0,00795Р0 + 0,5016 , (35)

фс= 0,000025Ро2 - 0,00225Ро+0,175 . (36)

Анализ вышеуказанных уравнений показывает, что как серийная, так и усовершенствованная ДМ могут

преодолевать уклоны поверхности по направлению движения тележек до 0,05. При графическом

изображении указанных зависимостей видно, что повышение несущей способности почвы под ходовыми

системами усовершенствованной машины до 95кПа (против 50 кПа - у серийной модификации), из-за

уменьшения поверхностных стоков воды (на 15...20%) обуславливает увеличение их сцепных свойств с

почвой (фс) с 0,20 до 0,80, или на 300 % и снижение сопротивления качению (/) с 0,36 до 0,10, или на 72%.

При этом буксование колес тележек уменьшилось с 90% до 10%.

По результатам проведенных исследований сравнительная оценка основных характеристик

серийной и усовершенствованной дождевальных машин «Фрегат» при работе на склоновых участках

(таблица 4) показывает, что модернизация ее водопроводящего пояса обеспечивает достижение ряда

важных технико-экономических эффектов, по агротехническим (их анализ см. выше) и эксплуатационно-

техническим показателям.

Рисунок 11.- Зависимость равномерности распределения слоя осадков по орошаемой площади от ее уклона и силы ветра.

80 т---------

Длина трубопровода ДМ, оснащенная регуляторам! давления д.а., I (м)

Рисунок 12. - Зависимость влияния уклона орошаемой поверхности и интенсивности дождя на величину поверхностного стока

Длина машины, I (м)

—□---X— серийная машина (без регуляторов

давления);

— ▲— --■-- усовершенствованная машина (с регуляторами давления)

Рисунок 13. - Равномерность распределения дождя Рисунок 14. - Изменение интенсивности дождя (—) по длине трубопровода ДМ, с регуляторами давления и величины поверхностного стока (—) по длине дождевальных аппаратов (общий уклон участка 1=-0,05). ДМ «Фрегат» на склоновом участке

(1 = -0,05, скорость ветра 3 м/с).

Таблица 4 - Сравнительная характеристика серийной и усовершенствованной ДМ «Фрегат» при работе на сложном рельефе

Наименование показателя Значение для ДМ «Фрегат

серийная усовершенствованная

Давление на гидранте, МПа 0,60... 0,65 0,60... 0,65

Расход воды, л/с:

на выровненном участке 70 70

на уклоновом участке 85 72

Средняя интенсивность дождя, мм/мин 0,72 0,44

Коэффициент эффективного полива:

на 0-ом уклоне 0,72 0,72

на уклоне 0,05 0,46 0,71

Величина поверхностного стока в начале середине и

концевой частях машины, %:

на уклоне 0 3;7;15 3;5;12

на уклоне в 0,05 5; 17;35 5; 10; 17

Глубина колеи от колес 1,8,16 тележек ДМ, м:

на 0-ом уклоне 0,06; 0,05; 0,08 0,06; 0,05; 0,08

на уклоне 0,05 0,06; 0,05; 0,29 0,06 0,08; 0,085

Коэффициент использования сменного времени 0,74 0,93

Коэффициент эксплуатационной надежности 0,78 0,98

Так, усовершенствованная ДМ «Фрегат» производит полив с высокой степенью надежности технологического процесса полива Кэ„=0,98, против К,„=0,78 для серийной модификации. То есть, усовершенствованная ДМ «Фрегат» обеспечивает на склоновых участках более качественный и надежный технологический процесс полива.

В пятом разделе «Внедрение и экономическая эффективность регуляторов расходно-напорных характеристик дождеобразуюших устройств для ДМ «Фрегат»» приведены результаты внедрения и расчет экономической эффективности от применения предложенной технологии орошения склоновых земель широкозахватными дождевальными машинами «Фрегат».

Разработанные регуляторы расходно-напорных характеристик дождеобразуюших устройств ДМ «Фрегат» внедрены в хозяйствах Московской области: ГУП ПНО «Пойма» Луховицкого, СЗАО «Макеево» Зарайского, СЗАО «Ленинское», ЭПХ ВНИИ «Радуга», ВГУП ОПК «Непецино» Коломенского районов.

Годовой экономический эффект от внедрения усовершенствованной технологии работы и регуляторов давления дождевальных аппаратов ДМ «Фрегат» за счет повышения качества орошения и тягово-сцепных свойств, выражающийся в увеличении ее производительности, снижении водных и энергетических затрат и, как следствие, себестоимости выращиваемой продукции, составил 300... 350 тысяч руб. При этом окупаемость усовершенствованной ДМ осуществляется за один поливной сезон ее работы.

зов зоо too

Дпикэ машмкы. L : ui

ЗОО

Длина M¿3LiJHHt.l. L i м

а)

б)

а - серийная машина {без регулятора); б - усовершенствованная машина (с регулятором); — ¡ = 0; — ¡ = - 0,05

Рисунок 15. - Графики распределения слоя осадков ДМ «Фрегат» по орошаемой площади

-глубина колеи; — ширина колеи

Рисунок 17 * Зависимость параметров колеи от несущей способности почвы

......коэффициент сопротивления качению;

-коэффициент сцепления колес с почвой

Рисунок 18 - Зависимости сопротивления качению и тягово-сцепных свойств тележек ДМ от несущей способности почв ы

С J0 30 «О SO SO га М 80 100 110 ^ 1 Спо* осадил

о го 30 40 s0 60 70 íc во 100 110 120 130 140 ¿¡_ J Слой «мим И (им/

а - серийная машина; б - усовершенствованная машина Рисунок 16. - Частотные графики распределения СЛОЯ осадков ДМ «Фрегат» на склоновом участке

oj*--------—- „с, v

IL, . ч;

и..\I.W*>1 IT', - - O.IH t»' • 11 XV

СП

0,5 •V

ь ó X

X

0.4 i ;

N X

3

SO 5S 6$ 80 95 US

Несущей способность г«мвь< Po (tfflí

120 130 U

h(wu)

w тз во » •«> из -го т»

Несущая с^ахф-ось попы.

Общие выводы и рекомендации производству

1. Установлено, что при поливе ДМ «Фрегат» определяющим показателем равномерности распределения поливной нормы (слоя осадков), ее достоковой величины является уклон орошаемой поверхности, особенно с отрицательным значением, вызывающий возрастание расходно-напорных характеристик машины свыше допустимых их величин.

Для устранения отмеченного и, как следствие, повышения равномерности распределения слоя осадков при поливе, определена необходимость разработки автоматического регулятора давления, устанавливаемого в том или ином месте трубопровода ДМ по ее длине перед дождевальными аппаратами, при изменении напора на входе в которые, относительно его значения на выровненном рельефе, более 20%. Для отмеченного разработаны методические положения и алгоритм по оптимизации схем расстановки регулирующих устройств.

2. Доказано, что регулятор давления должен состоять из корпуса с внутренней частью, включающей полость управления, соосных входной и выходной полостей, между которыми расположен регулирующий орган, выполненный в виде запорного элемента, жестко связанного штоком с чувствительным элементом, и пружины запорного элемента. При этом регулятор должен обеспечивать постоянное давление «после себя», необходимое для работы дождеобразующих устройств ДМ «Фрегат», изменяющееся в практически встречающихся условиях от 0,4 до 0,6 МПа.

3. Установлено, что регулятор давления должен иметь следующие параметры: диаметр входного отверстия 25 мм, боковых ответвлений 12 мм, выходного отверстия - 40 мм, диаметр материала пружины регулирующего органа - 2,2 мм, ее жесткость - 0,1296 кГс/мм (указанным требованиям соответствует пружина с параметрами витка по ГОСТ 13770-88 №335 и числом витков п=9,5), площадь проходного сечения щели клапана в зависимости от давления на входе в регулятор должна изменяться с 248 мм2 до 380 мм2.

4. Доказано, что при лабораторных исследованиях экспериментальный образец регулятора давления дождевальных аппаратов ДМ «Фрегат» с теоретически обоснованными параметрами, обеспечивает, в пределах отклонений по расходу,требуемые значения давления «после себя» при его величине на входе не более 0,4...0,6 МПа. При этом изменение предварительного поджатая пружин влияет на точность регулируемой характеристики посредством изменения диапазона стабилизации ее работы.

5. Определено, что при лабораторно-полевых исследованиях наименьшее значение коэффициента эффективного полива (К,„=0,41) имеет место при синхронном увеличении уклона орошаемой поверхности (до ¡=0,05) и скорости ветра (до V=5 м/с). При этом, на величину коэффициента эффективного полива большее значение оказывает увеличивающаяся интенсивность дождя, связанная с повышением давления, и, как следствие, неудовлетворительной равномерностью его распределения, а не величина уклона орошаемой поверхности, что подтверждено также изменением показателей качества полива по длине ДМ. Однако для обеспечения требуемой равномерности распределения дождя (К,„=0,70) длина концевой части ее трубопровода с регуляторами давления должна быть не менее 300 метров.

6. Выявлено, что при полевых исследованиях усовершенствованная ДМ «Фрегат», на сложном рельефе в сравнении с серийной ДМ, как и при лабораторно-полевых исследованиях, имеет более высокие качественные показатели полива: средняя интенсивность дождя по длине трубопровода улучшилась с 0,72 мм/мин до 0,445 мм/мин, или на 38%, а максимальное ее значение в концевой части машины с 1,32мм/мин до 0,6 мм/мин, или на 54 %, коэффициент эффективного полива на уклоне увеличился с 0,46...0,50 до 0,7...0,72, или на 20...25%, а в целом на орошаемом участке с 0,64 до 0,72, или на 12,5% . При этом величина поверхностного стока под ее трубопроводом составляет не более 15...20%, против 30...35% под трубопроводом серийной ДМ.

7. Установлено, что уменьшение под усовершенствованной ДМ величины стока обуславливает увеличение несущей способности почвы в среднем на 24,2%, и, как следствие, снижение колееобразования машины на 42% (средняя глубина колеи уменьшается с 0,15...0,20 м до 0,07...0,075м). При этом происходит увеличение сцепных свойств ее ходовых систем с почвой (срс) с 0,20 до 0,80, или на 300 % и снижение сопротивления качению (/) с 0,36 до 0,10 или на 72%. В результате отмеченного уменьшается буксование колес тележек с 90% до 10%.

8. Доказано, что при производственных исследованиях усовершенствованная ДМ «Фрегат» производит полив с высокой степенью надежности технологического процесса (Кэн=0,98) и позволяет орошать площади,

содержащие участки с уклоном до 0,05 и выше, без снижения основных агротехнических и эксплуатационно-технологических показателей.

9. Годовой экономический эффект от внедрения усовершенствованной технологии работы и регуляторов давления дождевальных аппаратов ДМ «Фрегат» за счет повышения качества орошения и тягово-сцепных свойств, выражающийся в увеличении ее производительности, снижении водных и энергетических затрат и, как следствие, себестоимости выращиваемой продукции, составил 300... 350 тысяч руб. При этом окупаемость усовершенствованной ДМ осуществляется за один поливной сезон ее работы.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. Рязанцев А.И., Шереметьев A.B. К вопросу повышения эффективности применения дождевальных машин кругового действия на сложном рельефе// Сборник научных трудов РГСХА/ Рязань, 2005г.

2. Рязанцев А.И., Кириленко Н.Я., Шереметьев A.B. Экология и орошение// Сборник материалов XV международной научно-практической конференции «Человек, здоровье в изменяющемся мире»/ Коломна, КГПИ, 2005.

3. Рязанцев А.И., Шереметьев A.B. Особенности полива ДМ «Фрегат» площадей со сложным рельефом // Международный сборник научных статей конференции «Актуальные проблемы механизации сельского хозяйства», посвященный 50-летию высшего аграрного образования в Удмуртии. / Ижевск, 2005.

4. Рязанцев А.И., Шереметьев A.B. К вопросу орошения площадей со сложным рельефом дождевальной машиной Фрегат»// Сборник материалов XVIII международной научно-технической конференции «Конструкция, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения» / Брянск, 2005.

5. Рязанцев А.И., Кириленко Н.Я., Шереметьев A.B. «Фрегат» работает на сложном рельефе.// Журнал «Сельский механизатор». - 2006г. - №5.

6. Рязанцев А.И., Шереметьев A.B. Регулирование расходно-напорных характеристик дождеобразующих устройств ДМ «Фрегат» на сложном рельефе// Международный сборник научных статей конференции «Актуальные проблемы механизации сельского хозяйства», посвященный 50-летию высшего аграрного образования в Удмуртии/ Ижевск, 2005.

7. Шереметьев A.B. К вопросу повышения качества полива дождевальной машиной «Фрегат» склоновых участков// Сборник научных докладов 3-ей всероссийской конференции молодых ученых «Новые технологии и экологическая безопасность в мелиорации»/ Коломна, 2006.

8. Рязанцев А.И., Шереметьев A.B. Обеспечение почвощадящих технологий полива многоопорными дождевальными машинами кругового действия на склоновых землях//Материалы региональной научно-теоретической конференции «Проблемы и методы управления экономической безопасностью региона» / Коломна, 2006.

9. Рязанцев А.И., Шереметьев A.B. Экологически безопасные технологии орошения// Сборник материалов XVI международной научно-практической конференции «Человек, здоровье в изменяющемся мире»/ Коломна, КГПИ, 2006.

Ю.Рязанцев А.И., Кириленко Н.Я., Шереметьев A.B. Регулятор расходно-напорных характеристик// патент на изобретение Российской Федерации N"2279121, Заявл. 22.04.2005, опубл. 27.06.2006, бюл.№18.

11. Рязанцев А.И., Кириленко Н.Я., Шереметьев A.B. Многоопорная дождевальная машина кругового действия Патентна полезную модель Российской Федерации №43728, Заявл. 18.11.2004; опубл. 10.02.2005, бюл.№4.

12. Рязанцев А.И., Кириленко Н.Я., Шереметьев A.B. Регулятор расходно-напорных характеристик // патент на полезную модель Российской Федерации №.55161, Заявл. 04.04.2006; опубл.27.07.2006, бюл.№21.

Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук

Шереметьев Андрей Викторович

ТЕХНОЛОГИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПОЛИВА ДОЖДЕВАЛЬНОЙ МАШИНОЙ «ФРЕГАТ» В УСЛОВИЯХ СЛОЖНОГО РЕЛЬЕФА

Специальность 05.20.01 - «Технологии и средства механизации сельского хозяйства» Бумага офсетная. Гарнитура Times. Печать ризографическая. Усл. печ. л. 0,9. Тираж 100 экз. заказ №15.

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Рязанская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора П.А.Костычева» 390044, г.Рязань, ул. Костычева, д.1.

Отпечатано в информационном редакционно-издательском центре ГОУ ВПО РГСХА 390044, г.Рязань, ул. Костычева, д.1.

Введение

1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Характеристика орошаемых площадей по рельефу.

1.2. Краткий обзор технических средств полива для участков со сложным рельефом

1.3. Технологические особенности полива участков со сложным. рельефом дождевальной машиной «Фрегат» и направления ее совершенствования

1.4. Краткий анализ конструкции регулирующих устройств. расходно-напорных характеристик оросительных систем

Выводы и задачи исследования.

2. Теоретические исследования дождевальной машины «Фрегат» . 49 с усовершенствованным водопроводящим поясом при поливе площадей со сложным рельефом

2.1. Обоснование технологического режима полива дождевальной. машиной «Фрегат» площадей со сложным рельефом

2.2. Обоснование схем расстановки регулирующих устройств. дождевальных аппаратов машины «Фрегат»

2.3. Разработка конструкции и оптимизация параметров. регулирующего устройства дождевальных аппаратов машины «Фрегат»

2.4. Агро-эксплуатационная оценка дождевальной машины «Фрегат» . 75 на площадях со сложным рельефом

Выводы по разделу.

3. Программа и методика исследований.

3.1. Оценка показателей работы регулятора давления дождевальных .82 аппаратов ДМ «Фрегат»

3.2. Выбор участков для проведения лабораторно-полевых. исследований ДМ «Фрегат» на сложном рельефе

3.3. Оценка качественных показателей работы ДМ «Фрегат». на сложном рельефе

3.4. Математическая обработка результатов экспериментальных. исследований

3.5. Методика планирования результатов эксперимента.

3.6. Подготовка приборов для проведения исследований.

4. Результаты исследований дождевальной машины «Фрегат». с усовершенствованным водопроводящим поясом при поливе площадей со сложным рельефом

4.1. Исследование регулятора давления дождевальных аппаратов . 107 дождевальной машины «Фрегат»

4.2. Оценка качества полива усовершенствованной дождевальной машины «Фрегат» на сложном рельефе

4.3. Исследование колееобразования усовершенствованной. дождевальной машины «Фрегат» на сложном рельефе

4.4. Исследования технологии усовершенствованной дождевальной машины «Фрегат» на сложном рельефе в хозяйственных условиях

Выводы по разделу.

5. Внедрение и экономическая эффективность ДМ «Фрегат». с усовершенствованным водопроводящим поясом при поливе площадей со сложным рельефом

В СНГ на склонах расположено 10 млн. га пахотных земель, 67 млн. га горных лугов и пастбищ и более 10 млн. га земель подлежащих освоению. Несмотря на это, удельный вес валовой продукции горной зоны не превышает 10-16% от всей сельскохозяйственной продукции, что в основном обусловлено низкой производительностью труда и низким уровнем механизации, не превышающем в среднем 15%.

При этом традиционные режимы орошения этих земель, включающие поливные нормы величиной 400 - 600 м3 /га, не могут быть применены, так как большая часть ливневых осадков стекает по склону, вызывая эрозию почв и снос значительной части внесенных удобрений и пестицидов. Это сводит на нет эффективность орошения, так как на сильно смытых почвах доход с I га пашни снижается в 4-5 раз, а возможный смыв почв колеблется в различных районах от 0,4 до 387 т/га в год.

Для орошения участков с не выровненным рельефом (i> 0,05) применяются уклоновые модификации дождевальных машин и установок, работающие от закрытых водозаборов.

Однако несовершенство конструкций ранее выпускавшихся дождевальных машин, а также большая длительность сроков их использования (более 8-10 лет), снижает эксплуатационную надежность средств дождевания, ухудшает качество полива и структуру почвы, не дает ожидаемого урожая сельскохозяйственных культур.

Помимо этого, недостатком указанных технических средств дождевания являются сравнительно большие, особенно для переносных установок, затраты ручного труда. То есть, для орошения в зонах с ограниченными трудовыми ресурсами целесообразно применение более производительных и автоматизированных дождевальных машин, к которым в первую очередь относится машина кругового действия «Фрегат» модификации ДМУ-А.

Однако ДМ «Фрегат», в сравнении с другой сельскохозяйственной техникой, имеют более сложные условия работы в связи со значительной изменчивостью рельефа и физико-механических свойств почвы, исходя из больших длин дождевателей и орошаемых ими площадей. Это обуславливает образование повышенных стоков под машиной, особенно в ее концевой части, ухудшение тягово-сцепных свойств ее движителей и, в конечном счете, увеличение водных и энергетических затрат при производстве полива.

Поэтому важнейшим в совершенствовании многоопорных дождевальных машин «Фрегат» является, в первую очередь, изучение почвенно-рельефных условий орошаемых земель и их влияние на технологические и технические способы повышения качества распределения дождя по орошаемой поверхности. Также важно, как изменяется величина поверхностного стока в зависимости от изменения уклона орошаемой поверхности, так как ее значение оказывает непосредственное влияние на водную эрозию почвы и на параметры колеи самоходных тележек ДМ и, как следствие, на опорную их проходимость.

Наибольшую эффективность для повышения качества равномерности распределения дождя ДМ «Фрегат» имеют такие технические средства регулировки напора перед ее дождевальными аппаратами, как краны-регуляторы и дюзы (дроссельные шайбы). Однако существующие решения не обеспечивают требуемого качества полива ДМ на сложном рельефе. Поэтому исследования, направленные на совершенствование технологии механико-технологических решений по регулированию расходно-напорных характеристик дождеобразующих устройств ДМ «Фрегат» при поливе склоновых участков и имеют весьма актуальное значение.

Настоящая работа посвящена решению ряда вопросов по указанной проблеме.

Целью настоящей работы является повышение эффективности и надежности работы ДМ «Фрегат» на площадях со сложным рельефом посредством разработки механико-технологических решений по автоматизированному регулированию расходно-напорных характеристик дождевальных аппаратов ее водопроводящего пояса.

Обработка экспериментальных данных осуществлялась современными программными средствами на персональной ЭВМ.

Объектами исследования являются процесс работы регулирующих устройств расходно-напорных характеристик дождевальных аппаратов «Фрегата», а также при оснащении ими, технология полива самой дождевальной машиной в условиях сложного рельефа.

Исследования проводились с использованием стандартных и частных методик с применением методов планирования эксперимента, экспериментальных исследований, вероятностно-статистической оценки результатов работы.

Научную новизну работы составляют:

- обоснованные показатели технологического процесса полива ДМ «Фрегат» в условиях сложного рельефа;

- конструктивно-технологическая схема регулятора давления дождевальных аппаратов ДМ «Фрегат»;

- теоретическое обоснование параметров регулятора и схем его расстановки на ДМ «Фрегат»;

- результаты исследований регулятора и при оснащении им ДМ «Фрегат» в лабораторных, лабораторно-полевых и производственных условиях.

Научная новизна технических решений, приведенных в работе, подтверждена патентом Российской Федерации на изобретение № 2279121 (приложение А) «Регулятор расходно-напорных характеристик» и патентами Российской Федерации на полезную модель № 43728 «Многоопорная дождевальная машина кругового действия» (приложение Б), №55161 «Регулятор расходно-напорных характеристик» (приложение В).

Практическая ценность работы заключается в том, что применение регулирующих устройств дождевальных аппаратов на ДМ «Фрегат» позволяет обеспечивать при поливе в условиях сложного рельефа значения показателей качества полива по равномерности распределения дождя, его интенсивности и диаметру капель, достоковым поливным нормам в соответствии с агротехническими требованиями, при снижении энергетических и материальных затрат, а также повышении производительности труда.

Откорректированная по расходно-напорным показателям технология полива ДМ «Фрегат» в условиях сложного рельефа и регулирующие устройства ее дождевальных аппаратов внедрены в хозяйствах ГУП ПНО «Пойма» Луховицкого, СЗАО «Макеево» Зарайского, СЗАО «Ленинское», ЭГТХ ВНИИ «Радуга», ВГУП ОПК «Непецино» Коломенского районов Московской области.

Основные результаты исследований доложены, рассмотрены и одобрены на научных конференциях ФГОУ ВПО «Рязанская ГСХА им. проф. П.А.Костычева» 2004.2006гг., ФГОУ ВПО «Брянская ГСХА», ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА», ФГОУ ВПО «Ижевская ГСХА» в 2005г., ГОУ ВПО МО «Коломенский ГПИ» в 2005.2006гг., ФГНУ ВНПО «Радуга» в 2006г. (приложение Г) и на Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи (НТТМ - 2006) ВВЦ, где за проект «Разработка и внедрение экологически безопасных технологий орошения на сложном рельефе» награжден свидетельством и дипломом НТТМ ВВЦ (приложение Д,Е).

По результатам исследований опубликовано 12 работ, из которых две статьи в журнале «Сельский механизатор», патент РФ на изобретение и два патента РФ на полезную модель.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, выводов, приложений и списка использованной литературы, который включает 102 наименования. Работа изложена на 186 страницах, из которых основной текст

Общие выводы и рекомендации производству

1. Установлено, что при поливе ДМ «Фрегат» определяющим показателем равномерности распределения поливной нормы (слоя осадков), ее достоковой величины является уклон орошаемой поверхности, особенно с отрицательным значением, вызывающий возрастание расходно-напорных характеристик машины свыше допустимых их величин.

Для устранения отмеченного и, как следствие, повышения равномерности распределения слоя осадков при поливе, определена необходимость разработки автоматического регулятора давления, устанавливаемого в том или ином месте трубопровода ДМ по ее длине перед дождевальными аппаратами, при изменении напора на входе в которые, относительно его значения на выровненном рельефе, более 20%. Для отмеченного разработаны методические положения и алгоритм по оптимизации схем расстановки регулирующих устройств.

2. Доказано, что регулятор давления должен состоять из корпуса с внутренней частью, включающей полость управления, соосных входной и выходной полостей, между которыми расположен регулирующий орган, выполненный в виде запорного элемента, жестко связанного штоком с чувствительным элементом, и пружины запорного элемента. При этом регулятор должен обеспечивать постоянное давление «после себя», необходимое для работы дождеобразующих устройств ДМ «Фрегат», изменяющееся в практически встречающихся условиях от 0,4 до 0,6 МПа.

3. Установлено, что регулятор давления должен иметь следующие параметры: диаметр входного отверстия - 25 мм, боковых ответвлений - 12 мм, выходного отверстия - 40 мм, диаметр материала пружины регулирующего органа - 2,2 мм, ее жесткость - 12,96 кПа (указанным требованиям соответствует пружина с параметрами витка по ГОСТ 13770-88 №335 и числом витков п=9,5), площадь проходного сечения щели клапана в зависимости от давления на входе в регулятор должна изменяться с 248 мм2 до 380 мм2.

4. Доказано, что при лабораторных исследованиях экспериментальный образец регулятора давления дождевальных аппаратов ДМ «Фрегат» с теоретически обоснованными параметрами, обеспечивает, в пределах отклонений по расходу, требуемые значения давления «после себя» при его величине на входе не более 0,4.0,6 МПа. При этом изменение предварительного поджатая пружин влияет на точность регулируемой характеристики посредством изменения диапазона стабилизации ее работы.

5. Определено, что при лабораторно-полевых исследованиях наименьшее значение коэффициента эффективного полива (Кэп=0,41) имеет место при синхронном увеличении уклона орошаемой поверхности (до i=0,05) и скорости ветра (до V=5 м/с). При этом, на величину коэффициента эффективного полива большее значение оказывает увеличивающаяся интенсивность дождя, связанная с повышением давления, и, как следствие, неудовлетворительной равномерностью его распределения, а не величина уклона орошаемой поверхности, что подтверждено также изменением показателей качества полива по длине ДМ. Однако для обеспечения требуемой равномерности распределения дождя (КЭ11=0,70) длина концевой части ее трубопровода с регуляторами давления должна быть не менее 300 метров.

6. Выявлено, что при полевых исследованиях усовершенствованная ДМ «Фрегат», на сложном рельефе, в сравнении с серийной ДМ, как и при лабораторно-полевых исследованиях, имеет более высокие качественные показатели полива: средняя интенсивность дождя по длине трубопровода улучшилась с 0,72 мм/мин до 0,445 мм/мин, или на 38%, а максимальное ее значение в концевой части машины с 1,32мм/мин до 0,6 мм/мин, или на 54 %, коэффициент эффективного полива на уклоне увеличился с 0,46.0,50 до 0,7.0,72, или на 20.25%, а в целом на орошаемом участке с 0,64 до 0,72, или на 12,5% . При этом величина поверхностного стока под ее трубопроводом составляет не более 15.20%, против 30.35% под трубопроводом серийной ДМ.

7. Установлено, что уменьшение под усовершенствованной ДМ величины стока обуславливает увеличение несущей способности почвы в среднем на 24,2%, и, как следствие, снижение колееобразования машины на 42% (средняя глубина колеи уменьшается с 0,15.0,20 м до 0,07.0,075м). При этом происходит увеличение сцепных свойств ее ходовых систем с почвой (фс) с 0,20 до 0,80, или на 300 % и снижение сопротивления качению (/) с 0,36 до 0,10 или на 72%. В результате отмеченного уменьшается буксование колес тележек с 90% до 10%.

8. Доказано, что при производственных исследованиях усовершенствованная ДМ «Фрегат» производит полив с высокой степенью надежности технологического процесса (Кэн=0,98) и позволяет орошать площади, содержащие участки с уклоном до 0,05 и выше, без снижения основных агротехнических и эксплуатационно-технологических показателей.

9. Годовой экономический эффект от внедрения усовершенствованной технологии работы и регуляторов давления дождевальных аппаратов ДМ «Фрегат» за счет повышения качества орошения и тягово-сцепных свойств, выражающийся в увеличении ее производительности, снижении водных и энергетических затрат и, как следствие, себестоимости выращиваемой продукции, составил 300. 350 тысяч руб. При этом окупаемость усовершенствованной ДМ осуществляется за один поливной сезон ее работы.

1. Орошение и осушение в странах СНГ (краткий обзор по материалам продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, 1997 год). Перевод С.Б. Пинаевой М.: ЦНТИ «Мелиоводинформ», 1999. -38с.

2. Егоров Ю.Н., Рязанцев А.И. Повышение проходимости многоопорных дождевальных машин посредством заравнивателей колеи. Рекомендации. -М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2002.

3. Амельченко Н.А. и др. Тенденции развития конструкции тракторов для горного земледелия. Серия: Тракторы и двигатели, ЦНИИТЭИ.1. М.,-1983г.-№7

4. Перерспективные способы и технологии полива. В.М.Романов, Т.И.Иванцова, Т.Л.Волчкова. М.: «Колос», 1974г.

5. Рязанцев А.И. Механико-технологическое совершенствование дождевальной техники. Коломна: ФГОУ Коломенский ИППК Минсельхоза РФ,2003.

6. Рязанцев А.И., Гаврилица А.О. Оптимизация широкозахватных дождевальных машин кругового действия для сложных почвенно-рельефных условий. Кишинев «ШТИИНЦА», 1991.

7. Халанский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины. М.: «Колос», 2003.

8. Мелиоративная энциклопедия, том I ФГНУ «Росинформагротех», М.,2003г.

9. Информационный листок ВНПО «Радуга», Коломна, 1980.

10. Механизация полива./ Под ред. Щербаковой Н.М. М.: ВО «Агропромиздат», 1990.

11. Информационный листок ВНПО «Радуга», Коломна, 1984.12.0ценка затрат материально-технических и трудовых ресурсов на полив// FAO,Irrig and Drain Puper. Roma, 1982. №35.

12. Винникова H.B., Рыжонков В.П. Технический уровень орошения дождеванием в США. МиВХ. Мелиорация и водное хозяйство: Обзорная информация. М.: ЦБНТИ М Минводстроя СССР, 1989. вып. 8.

13. Sourell Н., Scheibe D. Beregnungsmaschinen und Dusenwagen im Kostenvergleich // Landtechnik/ 1999/ Jg.54, N 2. - S. 76-77.

14. Машина дождевальная электрифицированная круговая «Кубань-JIK» // Руководство по эксплуатации ЭК-90.000РЭ и ЭК-90.000РЭ1, 1986.Ч.1,П

15. Гусейн-заде С.Х. Применение многоопорных дождевальных машин. -М.: «Колос», 1971.

16. Краковец В.М. Никулин С.Н. Справочник оператора «Фрегат» и «Волжанки». -М.: «Колос», 1976.

17. Пат. на полезную модель№32968 РФ, МКИ А 05 G 25/09. Самоходная тележка многоопорной дождевальной машины /Н.Я.Кириленко, А.И. Рязанцев, А.В.Шереметьев (РФ). Заявл. 09.07.2003; опубл. 10.10.2003, бюл.№28.

18. Пат. на полезную модель №34846 РФ, МКИ А. 01G 25/09. Многоопорная дождевальная машина кругового действия /Н.Я.Кириленко, А.И. Рязанцев, А.В.Шереметьев (РФ). Заявл. 09.10.2003; опубл.20.12.2003, бюл.№35.

19. Проспекты ЗАО Научно-производственного объединения «Аркон». 21 Пат. СССР № 1332270, МКИ 4 G05D 7/01. Регулятор расхода

20. В.П.Кречетович, Г.А. Клименко, К.И.Гресь, А.С.Павлов (РФ). Заявл. 22.07.1985; опубл.23.08.1987, бюл.№31

21. Савушкин С.С., Бобров И.А. Дождевальная машина «Транс-пиво»// Информационный сборник передовой производственный и научно-технический опыт в мелиорации и водном хозяйстве, рекомендуемый для внедрения. М., 1990.

22. Дождевальные машины с поливом в движении по кругу (обзор) перевод с английского языка./ Всесоюзный научно-исследовательский институт механизации и техники полива (ВНИИМиТП). М., 1984.

23. Гаврилица А.О., Рязанцев А.И. Расчет технических параметров и расстановки дождевальных аппаратов модификаций «Фрегат» ДМУ-А и «Кубань-ЛК» для работы на склонах с уклонами до 0,07. ДМУ-00.000РР21. -Ленинград, 1988.

24. Никитин Г.А., Комаров А.А. Распределительные и регулирующие устройства гидросистем. М.: «Машиностроение», 1965.

25. А.С. № 2018903 (РФ), МКИ G05D 7/01. Прямоточный регулятор расхода /В.А. Битюков, А.Н. Гаврилов (РФ). Заявл. 08.06.1990; опубл.30.08.1994, бюл.№16

26. А.С. №2092=6819(РФ), МКИ 6 G05D 16/06. Регулятор давления./В.А. Захарычев (РФ). Заявл. 12.05.1995; опубл.20.11.1997, бюл.№32.

27. А.С. №2121704(РФ), МКИ 6 G05D 16/06. Регулятор давления./В.А. Захарычев, Н.Т.Леонтьев, М.В.Корочкин(РФ). Заявл. 06.02.1997; опубл. 10.11.1998, бюл.№31.

28. А.С. №2237919(РФ), МКИ 7 G05D 16/06. Регулятор давления./В.А. Захарычев, Н.Т.Леонтьев, М.В.Корочкин(РФ). Заявл. 27.05.2003; опубл. 10.10.2004, бюл.№28.

29. Данильченко Н.В. Методические указания по расчету водопотребления и оросительных норм сельскохозяйственных культур в Нечерноземной зоне РСФСР, Коломна, 1981.

30. Ермаков Е.И. Концепция регулируемой агроэкосистемы как основы защищенного грунта ноосферного уровня (Агрофизический институт). // Овощеводство. Состояние. Проблемы. Перспективы: Научные труды/ НИИОт.1. / М.: РАСХН, ВНИИО,2001 с. 62-66.

31. Ерхов Н.С. Энергетическое обоснование формулы для определения эрозионно-допустимых поливных норм при дождевании. В сб.: Предотвращение ирригационной эрозии почв Средней Сибири. Красноярск, 1982, с. 34-42.

32. Костяков А.Н. Основы мелиорации. М. Госсельхозиздат, I960.- 624 с.

33. Справочник по овощеводству. М.: Издательство «Колос». Ленинградское отделение, 1982- 215 с.

34. Шумаков Б.Б. Новые подходы к определению водопотребленияи режимов орошения сельскохозяйственных культур. Журнал «Мелиорация и водное хозяйство», № 2, 1994 4-7 с.

35. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и установки дождевальные. Программы и методы испытаний. Отраслевой стандарт. ОСТ 1011.1.2000. М.: Госстандарт, 2000.

36. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и установки поливные. Программа и методы испытаний. Руководящий документ. РД 10.11.3-89 к ОСТу 479. Госстандарт, Госагропром СССР, 1989.

37. Лебедев Б.М. Дождевальные машины. М.: «Машиностроение», 1977.-245 с.

38. Примеры расчетов по гидравлике/ Под ред. А.Д. Альтшуля, М.: Стройиздат, 1976.

39. Альтшуль А.Д. Гидравлические сопротивления. М.: «Недра», 1970.

40. Бредов В.И. Сб.трудов МИСИ им.В.В.Куйбышева, №89. М., 1972.44. «Участие в проведении испытаний опытных образцов ЭДМФ «Кубань-JI» // Отчет о научно-исследовательской работе с определением агротехнических показателей.

41. Пат.на полезную модель№43728, МКИ А. 01G 25/09. Многоопорная дождевальная машина кругового действия /А.И. Рязанцев, Н.Я.Кириленко, А.В.Шереметьев(РФ). Заявл. 18.11.2004; опубл. 10.02.2005, бюл.№4.

42. Рязанцев А.И., Кириленко Н.Я., Шереметьев А.В. Экология и орошение// Сборник материалов XV международной научно-практической конференции «Человек, здоровье в изменяющемся мире». Коломна, КГПИ, 2005.

43. Рязанцев А.И., Кириленко Н.Я., Шереметьев А.В. «Фрегат» работает на сложном рельефе.//Журнал «Сельский механизатор» 2006г. - №5.

44. Шереметьев А.В. К вопросу повышения качества полива дождевальной машиной «Фрегат» склоновых участков// Сборник научных докладов 3-ей всероссийской конференции молодых ученых «Новые технологии и экологическая безопасность в мелиорации». Коломна, 2006.

45. Рязанцев А.И., Шереметьев А.В. Экологически безопасные технологии орошения// Сборник материалов XVI международной научно-практической конференции «Человек, здоровье в изменяющемся мире». -Коломна, КГПИ, 2006.

46. Пат. №2279121 (РФ) МИК G 05 D 16/06 Регулятор расходно-напорных характеристик. /А.И.Рязанцев, Н.Я. Кириленко, А.В.Шереметьев (РФ). Заявл. 22.04.2005; опубл.27.06.2006., бюл.№18.

47. Пат.на полезную модель №55161, МКИ G 05 D 16/06. Регулятор расходно-напорных характеристик /А.И. Рязанцев, Н.Я.Кириленко, А.В.Шереметьев (РФ). Заявл. 04.04.2006; опубл.27.07.2006, бюл.№21.

48. Справочник металлиста в пяти томах, том 2/ Под ред. С.А.Чернавского. М., 1958.

49. Понаморев С.Д. и др. Расчет на прочность в машиностроении, т. 1. -М.: Машгиз, 1956.

50. Чернышев Н.А. Напряженное состояние и деформации цилиндрических пружин, свитых из круглого прута. Сб. «Динамика и прочность пружин». АН СССР, 1950.

51. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя в трех томах, т.З. М.: «Машиностроение», 1979.60. ГОСТ 13770-88 Пружины

52. Русанов В.А. Проблема переуплотнения почв движителями и эффективные пути ее решения. М., ВИМ, 1998г. - 368с.

53. Рязанцев А.И. и др. Отчеты ВНПО «Радуга» по теме 4.0 «Создание унифицированной многоопорной дождевальной машины кругового и фронтального действия». Москва, 1986-1987 гг.

54. Егоров Ю.Н. Технология и устройство для заравнивания колеи от дождевальной машины «Фрегат»// дис. на соискание ученой степени к.т.н. -Рязань, 2004г.

55. Материалы комиссии по проведению испытаний двух опытных машин «Фрегат» (ДМУ) марок ДМУ-417-37 и ДМУ-392-57.

56. Отчет о научно-исследовательской работе за 1989г. Научный руководитель работы зав. лабораторией, к.т.н. А.О. Гаврилица. Кишинев, 1989.

57. Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации/под ред. А.П. Лихацевича. Минск, «Технология», 2000г.

58. Кление Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. М.: «Колос», 1994г.

59. Методические рекомендации по модернизации ДМ «Фрегат» для экологически безопасной технологии полива. Коломна, 2001г.

60. Гидротехника и мелиорация. // Журнал -1979г.- №11.

61. Ерхов Н.С. Методика определения безнапорной водопроницаемости почв при поливе дождеванием. //Журнал «Почвоведение», -1974г, №8.

62. Ерхов Н.С., Кантор О.В. Водопроницаемость суглинистых, дерново-подзолистых почв и допустимая интенсивность дождя. //Журнал Гидротехника и мелиорация. 1977г., -№7.

63. Сидоренко Анатолий Мехайлович Разработка методики расчета и исследование основных параметров многоопорных дождевальных машин, работающих в движении по кругу: Дис. канд. Техн. наук 06.01.02. Киев, 1978г.

64. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. М.: «Машиностроение» 1971г.

65. Башта Т.М Гидропривод и гидроавтоматика. М.: «Машиностроение» 1972г.

66. Альтшуль А.Д. ,Киселев П.Г. Гидравлика и аэродинамика. М.: Стройиздат, 1975.

67. Башта Т.М Гидравлика, гидравлические машины и гидравлические приводы. -М.: «Машиностроение» 1970г.

68. Богомолов А.И. и др. Примеры гидравлических расчетов. -М.:Транспорт, 1977г.

69. Богомолов А.И., Михайлов К.А. Гидравлика. М.:Стройиздат 1972г.

70. Каштанов В.В. Технология и дождевальная установка для орошения приусадебных и садово-огородных участков: Дис. канд.техн.наук.05.20.01. Рязань, 2005г.

71. Ерхов Н.С. К оценке характеристики впитывания воды в почву при дождевании/ Орошение и оросительные системы. Экспресс-информация Серия 1, выпуск 3, Москва, 1968г.

72. Ерхов Н.С. О допустимой интенсивности искусственного дождя в различных почвенно-рельефных условиях./Гидротехника и мелиорация, №8,1974г.

73. Мельников С.В., Алешин В.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследовании сельскохозяйственного процесса/ Ленинград, «Колос», 1972г.

74. Монтгомери Д.К. планирование эксперимента и анализ данных/Пер с англ. Л.: Судостроение, 1980г.

75. Компания ADL Руководство по эксплуатации стенда «Гранфлоу» типа УНВ.

76. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и установки поливные. Программа и методы испытаний. Руководящий документ. РД 10.11.3-39 к ОСТу479. Госстандарт, Госагропром СССР, 1989.

77. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. М.: Наука, 1979

78. Дьяконов В. Mathcad 2000: Учебный курс. С-Пб.: Питер, 2001.

79. Орлова И.В. Экономико-математические методы и модели. Выполнение расчетов в среде Exel. Практикум. Учебное пособие для Вузов. -М.: ЗАО «Финстатформ», 2000.

80. Гутер Р.С., Овчинский Б.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опытов. М.: Физматгиз, 1962.

81. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул. М.: Высшая школа, 1998.

82. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М.: Колос, 1973.

83. Налимов В.В. Таблицы планов эксперимента для факторных и полиномиальных моделей. М.: Металлургия, 1982

84. ГОСТ 11.003 71 Равномерно распределенные случайные числа.

85. Н.Кассандрова, В.В. Лебедев Обработка результатов наблюдений:

86. Учебное пособие. Москва, «Наука», 1970.

87. А.З. Иванов, Г.К. Круг, Г.Ф. Филаретов Специальные вопросы планирования эксперимента: Учебное пособие МЭИ. Москва, 1980.

88. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных/Пер.с англ. М.: Мир, 1980.

89. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин/ под ред. Клецкина М.И. М.: «Машиностроение» т.4, 1969.

90. Феношина Е.Ю. Мелиорация земель и продовольственная безопасность России/ Информационный обзор. ГУЦНТ «Меливодинформ». -М., 1999.

91. Шпилько А.В. и др. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники/ Министерство сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации. М., 1998.

92. Чучулин JI.H. Особенности оценки экономической эффективности сельскохозяйственного производства/Экономика сельского хозяйства и перерабатывающих предприятий. 2003. -№1.

93. Шафронов А. Эффективность производства и факторы ее роста (сельское хозяйство)/АПК: экономика, управление. 2003. -№4.