Роль механизации и электрификации сельскохозяйственного производства.

Механизация сельского хозяйства – замена ручного труда машинным; внедрение машин и орудий в сельскохозяйственное производство. Механизация сельского хозяйства имеет огромное народно-хозяйственное значение, так как повышает производительность труда, снижает себестоимость продукции, сокращает сроки выполнения работ, избавляет человека от тяжелых, трудоемких и утомительных работ. С механизацией сельского хозяйства неразрывно связан процесс повышения культуры сельскохозяйственного производства – применение новейших достижений науки и техники, освоение прогрессивной технологии, дальнейшая интенсификация сельского хозяйства, осуществление крупных работ по мелиорации земельных угодий и химизации сельскохозяйственного производства. Техника – наиболее активная часть средств производства; она имеет исключительное значение в создании материально-технической базы сельского хозяйства.

Объектами механизации сельскохозяйственного производства являются рабочие процессы:  в земледелии – осушение и орошение земель, культурно-технические работы, обработка почвы (вспашка, лущение, боронование, дискование, культивация, прикатывание), посев (посадка), обработка междурядий, внесение удобрений, борьба с болезнями и вредителями культурных растений и сорняками, уборка, очистка и сортирование зерна, заготовка кормов; на животноводческих фермах – подготовка кормов к скармливанию, раздача кормов, очистка помещений от навоза, поение скота и птицы, доение коров, стрижка овец; в подсобных предприятиях – ремонт сельскохозяйственной техники, переработка продуктов сельскохозяйственного производства.

Эффективность механизации сельскохозяйственного производства очень велика. Так, переход с живого тягла на механическую тягу позволил повысить производительность труда на пахоте в 9 раз, на бороновании, культивации и посеве – в 18 раз, на уборке и молотьбе зерновых культур – в 44 раза. Применение электродойки снижает затраты труда на 67%, а эксплуатационные расходы на 34%. Механизированное водоснабжение животноводческих ферм по сравнению с конно-ручным сокращает затраты труда на 96% и эксплуатационные расходы – на 90%. Еще больший эффект получается при комплексной механизации сельского хозяйства с применением электроэнергии.

Техническое оснащение сельского хозяйства способствует увеличению валовой продукции при одновременном сокращении числа работающих в сельском хозяйстве более чем вдвое.

Устройство и технологический процесс вентиляторных опрыскивателей

Базовыми составными частями опрыскивателя являются: бак, насос, пульт управления, силовой агрегат, универсальное вентиляторное устройство, карданная передача и рама.

Привод опрыскивателя осуществляется от вала отбора мощности трактора.

Вращение рабочему колесу вентилятора передается от вала отбора мощности трактора через валы карданной передачи и валы силового агрегата. Центробежная муфта, встроенная в колесо вентилятора, предохраняет механические передачи от перегрузки в момент пуска и остановки вентилятора. При вращении колеса, вентилятор засасывает воздух из окружающего пространства и подает в распыливающие сопла.

Коленчатый вал насоса получает вращение от вала силового агрегата посредством цепной передачи.

Насос засасывает рабочую жидкость из бака через фильтр и подает ее к пульту управления. От пульта управления жидкость попадает к распыливающему соплу, установленному на вентиляторе, распыливается воздухом на капли и транспортируется воздушной струей  на обрабатываемые культуры.

Необходимое рабочее давление устанавливается рабочим клапаном пульта управления и контролируется по манометру разделительно-демпферного устройства.

Требуемый расход жидкости через распылители регулируются дозатором. Избыток жидкости от пульта управления по рукаву через переключатель переливается обратно в бак.

Часть рабочей жидкости от пульта управления по рукаву подается к гидравлической мешалке, во фланец которой вмонтирован предохранительный клапан.

Заправка опрыскивателя подвозными заправочными средствами осуществляется через горловину бака, в которой размещен заливной фильтр.

Если заправочные средства отсутствуют, то заправка опрыскивателя осуществляется при помощи собственного заправочного устройства эжекторного типа.

Мобильные средства для транспортирования навоза с ферм

            Система  уборки и транспортировки навоза за пределы производственных помещений должна удовлетворять следующим требованиям: обеспечивать постоянную и легко поддерживаемую чистоту помещений для содержания животных, а также проходов и ограждений;  ограничивать образование и проникновение вредных газов в зону обитания животных; быть удобной в эксплуатации и не требовать больших затрат труда на управление, ремонт и санитарно-профилактическую обработку; исключать проникновение  заразных начал с навозом из одной секции в другую.

            Системы удаления навоза разделяют на механические и гидравлические. Механически навоз можно убирать стационарными и мобильными средствами или комбинированно: мобильными – из навозных проходов в поперечные каналы; стационарными – из поперечных каналов в навозоприемники или в тракторные прицепы

            К стационарным навозоуборочным средствам относятся скребковые транспортеры кругового движения ТСН-3.0Б, ТСН-160 и скреперные установки возвратно-поступательного движения УС-15 и УС-10. Кроме названных средств, существует модификация навозоуборочного транспортера ТСН-160 для уборки навоза из поперечных каналов – конвейер навозоуборочный поперечный КНП-10 и модификация скреперной установки УС-250 с длиной контура до 250 м. Предусмотрены также модификации скреперной установки для уборки навоза из-под щелевых полов и комплект оборудования каналов гидравлических систем.

            К мобильным средствам уборки навоза относятся бульдозерная  навеска БН-1 и бульдозер-скребок навесной БСН-1,5. В дополнение к этим машинам предусмотрен мобильный агрегат для уборки навоза из помещений и выгульных площадок, способный не только сгребать навоз, но и транспортировать его за пределы фермы или комплекса.

            Выбор способа и средств механизации уборки навоза из помещений для крупного рогатого скота определяется технологией содержания животных, планировкой помещений, объемно-планировочным решением фермы или комплекса и обеспеченностью подстилочными материалами.

            При наличии подстилки целесообразно применять подстилочный метод содержания животных, при котором создаются более благоприятные санитарно-гигиенические условия для животных и получаются высококачественные органические удобрения. Для механизации внесения подстилки в стойла и боксы используют мобильные кормораздатчики, а при содержании животных на глубокой подстилке – тракторные навозоразбрасыватели. Применение для этих целей прицепных тракторных машин требует широких сквозных навозных проходов.

            Уборку навоза из помещений для беспривязного содержания скота на глубокой подстилке производят бульдозером. В некоторых случаях бульдозер применяют и при бесподстилочном содержании животных. При уборке навоза бульдозером из помещений для боксового или комбибоксового содержания животных навозный проход должен иметь форму прямоугольного лотка шириной не менее 2200 мм. и глубиной 200 мм. Если бульдозер используется в помещениях для привязного содержания коров, проход выполняют в виде двух канавок глубиной 150 – 200 мм. и шириной 550 мм. с расстоянием между ними 1100 мм. Общая ширина проезда должна быть 2200 мм. Бульдозерную лопату выполняют соответственно форме канала и в средней части оборудуют шарнирно закрепленным скребком шириной 1100 мм.

При подстилочном содержании животных навоз выталкивают бульдозером непосредственно в навозохранилище или на компостоприготовительные площадки, примыкающие к животноводческим по­мещениям. При бесподстилочном содержании навоз сбрасывается в навозосборники или поперечный коллектор через люки в концах навозных проходов внутри помещения. Чтобы предотвратить рас­текание бесподстилочного навоза за пределы лотка, рекомендуется оборудовать бульдозер шарнирно закрепленными боковыми щеками длиной 1000—1200 мм, управляемыми с помощью гидроцилиндров. Оборудованный такими щеками бульдозер превра­щается в ковш, способный вместить до 1,5 т навоза. Благодаря этому весь навоз убирается за один проход агрегата и резко сокра­щается время пребывания трактора в помещении. Применение буль­дозера в сочетании с поперечным транспортером позволяет избе­жать значительных потерь тепла, которые неизбежны при выталкива­нии навоза за пределы помещений.

При использовании бульдозера пол проходов должен быть мо­нолитным, толщиной не менее 180 мм из бетона марки не ниже 200 и иметь уклон 0,5 % в направлении транспортирования навоза. Для обеспечения беспрепятственного проезда агрегата по обе стороны от лотка должно быть оставлено свободное пространство шири­ной 200-250 мм.

Стационарные навозоуборочные транспортеры типа ТСН и скре­перные установки УС-15 могут применяться как при подстилочном, так и при бесподстилочном содержании животных.

Во избежание обмерзания поперечных ветвей навозоуборочных установок в районах с расчетной зимней температурой ниже —15°С их следует размещать внутри животноводческих помещений.

Цепные навозоуборочные транспортеры ТСН-160 и ТСН-3,0Б применяются только при привязном содержании животных. Скре­перные установки УС-15 могут применяться как при привязном, так и при беспривязном способах содержания с использованием подстилки и без нее. В случаях использования скреперных уста­новок при привязном бесподстилочном содержании коров для сокра­щения затрат труда на очистку стойл и проходов длина стойл должна быть сокращена до 1500—1650 мм, а навозоприемный лоток расширен до 550 мм. При этом высота переднего края кормушки не должна превышать 250 мм с тем, чтобы лежа корова могла свободно держать голову над кормушкой. Фиксация животных в необходимом положении достигается применением разделителей и соответствующей конструкцией ограждения кормушки. В оборудованных таким обра­зом помещениях затраты ручного труда на очистку стойл сокра­щаются в 2 раза.

Если сборный поперечный коллектор расположен в торце поме­щения, то приводные станции скреперных установок следует разме­щать в том же торце за поперечным коллектором. В противном слу­чае увеличивается усилие в тяговой цепи на 25 % и ускоряется ее износ.

Для того чтобы уменьшить загрязнение навозом приводной стан­ции установки, над поперечным коллектором целесообразно устано­вить холостую звездочку, которая, входя с цепью в зацепление, очищает ее от налипшего и застрявшего между звеньями навоза. В этих же целях участок направляющего желоба над поперечным коллектором делают без дна.

Места сброса навоза в поперечный канал лучше всего выполнять в виде открытых огражденных люков шириной 400 мм, а длиной на 200 мм больше ширины лотка. Если устройство открытых люков в конкретных условиях невозможно, то канал перекрывают шар­нирно закрепленной крышкой, приподнимаемой автоматически при подходе скребка скреперной установки. С этой целью скребок обо­рудуют клином, выступающим вперед по ходу скребка на 800— 1000 мм.

Транспортировку навоза вдоль поперечных каналов осуществляют транспортерами ТСН-3.0Б, а также установками УСН-8, УС-10 и ТС-1. Последнюю можно применять только в том случае, если кормле­ние производится измельченными кормами при бесподстилочном содержании животных или при ограниченном использовании под­стилки.

Установки УСН-8 и ТС-1 благодаря большой длине могут со­бирать навоз из двух или более рядом стоящих животноводческих помещений. В этом случае участки канала между помещениями должны быть надежно утеплены на зимний период. Кроме того, необ­ходимо предусмотреть подачу внутрь каналов теплого воздуха из животноводческого помещения или от калорифера для предотвра­щения замерзания в них массы.

Транспортировать навоз влажностью 76—91% за пределы тер­ритории фермы или комплекса в навозохранилище целесообразно с помощью установок УТН-10. Напорный трубопровод изготавли­вается из стальных труб диаметром 300 мм и располагается ниже уровня промерзания грунта. Главным достоинством поршневых уста­новок является возможность транспортирования густого подстилоч­ного навоза и подача его в навозохранилище снизу, что предотвращает промерзание навоза.

Для удобства обслуживания и ремонта поршневых установок их целесообразно устанавливать выше нулевой отметки, что особенно важно в зонах с высоким стоянием грунтовых вод. Для подачи навоза из приямка поперечного коллектора в горловину насоса можно использовать наклонные транспортеры типа ТСН при подстилочном содержании животных, а при бесподстилочном — ковшовые транс­портеры НПК-30 или шнековые.

Наклонный транспортер следует делать несколько длиннее с та­ким расчетом, чтобы в случае выхода из строя поршневой установки или закупорки навозопровода можно было выгрузить навоз непосред­ственно в тракторный прицеп. Такое дублирование позволяет обес­печить высокую надежность процесса транспортирования навоза за пределы территории фермы.

Для предохранения от замерзания наклонных транспортеров зи­мой необходимо подавать в тамбур воздух из помещения для содер­жания животных с помощью небольшого вентилятора. Обычный центробежный вентилятор № 3 устанавливают в проеме стены, отделяющей тамбур от животноводческого помещения, и снабжают дефлектором, направляющим поток воздуха непосредственно на на­клонный транспортер. Эта мера эффективна только в том случае, если ворота тамбура закрываются достаточно плотно.

Скребковые транспортеры кругового движения. Транспортер скребковый навозоуборочный ТСН-3.0Б. Предназначен для уборки навоза из животноводческих помещений и погрузки его в транспортные средства. Состоит из горизонтального и наклон­ного транспортеров, каждый из которых имеет свою приводную станцию, и шкафа управления. Горизонтальный транспортер, состоя­щий из кованой цепи со скребками, поворотных устройств и при­водной станции, размещается в открытом бетонированном лотке, внутренняя стенка и дно которого облицованы досками. Натя­жение цепи горизонтального транспортера осуществляется путем перемещения подвижной рамы приводной станции. Поворотные устройства устанавливаются за пределами стойл для животных на расстоянии не менее 500 мм. В случае размещения поворотных устройств в пределах крайних стойл устройства закрывают съем­ными щитами.

Наклонный транспортер имеет такую же, как у горизонтального, кованую цепь со скребками, металлический желоб с опорной стой­кой, поворотное устройство и привод. Натяжение цепи регулируется перемещением привода. Транспортер устанавливается под углом к го­ризонту не более 30° и обеспечивает подачу навоза на высоту 2680 мм от нулевой отметки пола коровника. Скорость движения цепи на­клонного транспортера значительно выше, чем горизонтального, что обеспечивает выгрузку жидкого навоза. Высота помещения, в кото­ром устанавливается наклонный транспортер, должна быть не менее 3350 мм. При температуре воздуха ниже —10°С это поме­щение должно отапливаться.

Транспортер поставляется в комплекте с пускозащитной аппара­турой, электрическим кабелем для подсоединения электродвигателей, трубами для прокладки этого кабеля и анкерными болтами.

Транспортер скребковый навозоуборочный ТСН-160. Предназначен для уборки навоза из животноводческих помещений с одновременной погрузкой его в транспортные средства на фермах крупного рогатого скота во всех климатических зонах страны. Состоит из самостоятельных горизонтального и наклонного транс­портеров и шкафа управления. Горизонтальный транспортер состоит из круглозвенной термически обработанной цепи с укрепленными на ней металлическими скребками, автоматического натяжного и по­воротных устройств и привода, включающего электродвигатель, двух­ступенчатый редуктор с передаточным числом 38, 86 и ременную пятиручьевую передачу. Горизонтальный транспортер укладывается в бетонный лоток, внутренняя часть дна которого армируется стальной полосой 4 х 20 мм. Наклонный транспортер включает такую же, как у горизонтального, круглозвенную цепь со скребками, металли­ческий желоб с опорной стойкой, поворотное и натяжное устройства и привод, состоящий из электродвигателя и двухступенчатого ци­линдрического редуктора с передаточным числом 27, 85.

При температуре воздуха ниже —10°С помещение, в котором размещается наклонный транспортер, должно отапливаться. Наклон­ный транспортер устанавливается под углом не более 30° к горизонту и обеспечивает подачу навоза на высоту 2650 мм от нулевой отметки пола коровника. Высота помещения, в котором устанавливается транс­портер, должна быть не менее 3350 мм.

В комплект поставки транспортера входят запасные части, ан­керные болты и 162 пог. м полосы 40 х 200 мм. Защитно-пусковая аппаратура смонтирована в шкафу управления, входящем в комплект поставки. Электрический кабель и трубы для него в комплект по­ставки не входят.

Скреперные установки возвратно-поступательного движения. Ус­тановка скреперная УС-15. Предназначена для уборки навоза из открытых навозных проходов животноводческих помещений при боксовом и комбибоксовом способах содержания животных и подачи его в поперечный канал. Установка убирает навоз одновременно из двух навозных проходов шириной 1800—3000 мм. Состоит из привода с механизмом реверсирования, цепного контура, двух скре­перов и щита управления. Привод состоит из редуктора, механизма реверсирования и рамы. Механизм реверсирования приводится в дви­жение приваренным к одному из звеньев цепи упором. Скрепер состоит из ползуна, шарнирно закрепленных на нем скребков и смонтированного внутри ползуна натяжного устройства. Внутри скреб­ков имеется выдвижной резиновый чистик. В цепном контуре может быть использована круглозвенная цепь 16 х 80, унифицированная с цепью транспортера ТСН-160 — основное исполнение, и кованая цепь, унифицированная с цепью транспортера ТСН-3.0Б — испол­нение 01.

Уборка навоза скреперной установкой производится несколько раз в сутки. Установка работает нормально при использовании под­стилки до 1 кг на голову в сутки. Чистота уборки зависит от качества бетонирования канала. Отклонения стенок канала от вертикальной плоскости допускается не более 10 мм, а дна от гори­зонтальной плоскости — не более 1,5 мм на 1 м длины канала.

Каналы изготавливают из бетона марки не ниже 200, а дно ожелезняют. Толщина слоя бетона должна быть не менее 120 мм, а если по каналу предусматривается проезд тракторов, например для внесения подстилки, то не менее 180 мм. Поперечный уклон дна канала в сторону желоба для цепи должен быть 2—3%, а про­дольный уклон в сторону перемещения навоза — не менее 0,25%. Бетонирование стенок и дна каналов выполняют после установки и выверки металлического желоба для цепи и привязки к нему разборной металлической опалубки. Дно канала формируется гла­дилками, один конец которых скользит по нижней полке продольного швеллера опалубки, а второй — по верхней кромке направляющего желоба.

Поперечный канал может размещаться в середине или в торце помещения, в последнем случае приводная станция установки должна размещаться в том же торце за поперечным каналом. Расстояние от поворотных устройств до крайних стойл должно быть не менее 2500 мм, с тем, чтобы при рабочем ходе скребки полностью раскры­лись при подходе к стойлам. Для обеспечения полного сброса навоза скреперы должны доходить до края сбросного люка, при этом надо следить, чтобы они не наползали на поворотные устройства, для чего запас цепи от ползуна до поворотного устройства в крайнем положении должен быть не менее 300 мм.

Установка навозоуборочная УС-10. Предназначена для транспортирования навоза из поперечных каналов в промежуточный навозосборник на фермах и комплексах крупного рогатого скота. Представляет собой замкнутый контур из двух участков круг­лозвенной цепи со штангами, на которых закреплены рабочие органы — ползуны с шарнирно закрепленными на них скребками. По основным узлам установка УС-10 унифицирована с установкой УС-15 и отличается от нее увеличенной скоростью движения рабочих орга­нов, их количеством и меньшей шириной скребков. Установка вы­пускается в двух исполнениях: основное — одна ветвь контура рабо­чая, вторая — холостая; исполнение 01 — обе ветви контура рабочие и транспортируют навоз вдоль двух близкорасположенных попе­речных каналов.

Ведущая звездочка соединена со ступицей двумя болтами M l2, выполняющими роль срезных штифтов, предохраняющих установку от поломок при случайных перегрузках. Требования к качеству выпол­нения каналов для установки УС-10 такие же, как для установок УС-15.

Мобильные средства для уборки навоза. Бульдозер навесной БН-1. Предназначен для уборки навоза с выгульных площадок с твердым покрытием и из навозных проходов животноводческих по­мещений. Состоит из рамы, выполненной из двух параллельных швеллеров с кронштейнами, и отвала с ножом. Агрегатируется с трактором типа «Беларусь».

Бульдозер-скребок БСН-1,5. Предназначен для уборки навоза с выгульных площадок с твердым покрытием и из навозных про­ходов животноводческих помещений. Состоит из отвала, кронштей­нов и тяг, которыми он присоединяется к раме трактора. Подъем отвала осуществляется с помощью гидросистемы трактора. В рабочее положение отвал опускается под действием собственной массы. Агре­гатируется с тракторами Т-25.

Установка для транспортирования навоза УТН-10. Предназначена для транспортирования навоза от животноводческих помещений крупного рогатого скота в навозохранилище. Состоит из поршневого насоса, гидроприводной станции, маслопроводов, переходника и воронки. Поршень и клапан насоса приводится в действие от гидроцилиндров двухстороннего действия. Гидроприводная станция выполнена в виде отдельного агрегата, представляющего собой емкость для масла, на крышке которой вертикально установлен электродвигатель привода масляного насоса. Гидроприводная станция соединена с поршневым насосом с помощью трубопроводов, что позволяет устанавливать ее в удобном для обслуживания месте. Поршневой насос может устанавливаться в заглубленном помещении непосредственно под желобом навозоуборочного транспортера без каких-либо промежуточных звеньев. Но в этом случае помещение должно иметь надежную гидроизоляцию и вытяжную вентиляцию. Гидроприводная станция в этом случае устанавливается выше нулевой отметки. В местах высокого стояния грунтовых вод целесообразно устанавливать насос выше нулевой отметки, используя для подачи навоза в насос наклонный транспортер, входящий в комплект навозоуборочных транспортеров ТСН-160 или ТСН-3.0Б. В этом случае воронку насоса соединяют непосредственно с днищем желоба рабочей ветки наклонного транспортера. В месте соединения в днище вырезают отверстие по периметру переходника. В случае какой-либо неисправ­ности насоса или закупорки навозопровода отверстие в днище транс­портера закрывают и выгружают непосредственно в транспортные средства.   Это   позволяет   обеспечить   высокую   надежность технологического процесса транспортирования навоза.

Установка поставляется в комплекте с пускозащитной аппа­ратурой и стальными трубами на длину 60 м. Навозопровод вводят в хранилище снизу, что исключает промерзание навоза.

Задача №1

С какой скоростью должен двигаться опрыскиватель, имеющий ширину захвата 4.2 м.? При этом число наконечников – 18, расход через наконечник – 0.5 л/мин., норма расхода ядохимиката – 300 л/га.

РЕШЕНИЕ:

Определим длину пути прохождения опрыскивателя при заданной ширине захвата до покрытия площади, равной 1 га или, что эквивалентно 10 000 м²:

Определим количество ядохимиката, прошедшего через весь агрегат, т.е. через 18 наконечников:

Определим время, которое потребуется для расходования 300 л. ядохимиката при известном расходе всего агрегата:

Путь, который должен пройти агрегат за 33,333 мин. Равен 2380,952 м. Отсюда находим скорость движения агрегата:

Итак: опрыскиватель, имеющий 18 наконечников, расход ядохимиката через которые равен 0,5 л/мин, ширину захвата 4,2 м. при норме расхода ядохимиката 300 л/га должен двигаться со  скоростью, равной 4,285 км/час

Измерение величины сопротивления контура заземления

Защитное заземление — преднамеренное элек­трическое соединение с землей или ее эквивалентом ме­таллических нетоковедущих частей, которые могут ока­заться под напряжением,— является наиболее надежным средством защиты от поражения током при пробое изоля­ции на корпус электроустановки. Рабочее заземле­ние — заземление какой-либо точки токоведущих частей электроустановки — предусматривается для обеспечения ее работы. Защитное и рабочее заземления в совокупности или отдельно образуют заземляющее устройство, состоящее из заземлителей и заземляющих проводни­ков. Заземлители (круглая сталь, полосы, угловая сталь и др.) прокладываются в земле, и через них происхо­дит растекание в ней тока. Заземляющие провод­ники соединяют заземляемые части электроустановок с заземлителем. Магистралью заземления (зануления) является заземляющий проводник или нуле­вой защитный провод с двумя или более ответвлениями.

Металлические части электроустановок (корпуса элек­трических машин, трансформаторов, магнитных пускате­лей и т. п.) в нормальных условиях должны быть хорошо изолированы от токоведущих частей, и прикасаться к ним совершенно безопасно. В аварийных случаях (замыкание фазного провода на нулевой или на корпус электроуста­новки, а также пробой изоляции) металлические части электроустановок, не находящиеся под напряжением, ока­зываются под ним. Прикосновение обслуживающего пер­сонала к их металлическим частям и связанным с ними проводящим конструкциям других машин и аппаратов ста­новится опасным для жизни. Целью защитного заземления является снижение до безопасной величины напряжений прикосновения и шага, появляющихся в результате нару­шения целостности изоляции токоведущих частей электро­установок. Чем меньше электрическое сопротивление за­земляющего устройства, тем меньше будет напряжение на металлических частях электрооборудования и тем под меньшим напряжением в случае аварии окажутся человек или животное. Заземляющие устройства бывают про­стые (одиночные), выносные и контурные. Напряжения прикосновения и шага определяются из простых соотношений: U_пp=(U_з—U_b и U_ш=U_a—U_b. На­пряжение шага U_ш зависит от тока замыкания I_з, сопротив­ления заземлителя, длины шага и характера распределе­ния потенциалов. Чем больше проводимость земли, тем более пологой будет кривая распределения потенциалов и тем меньше будут значения напряжений шага и прикос­новения. Ближе к заземлителю потенциалы точек земли будут выше и наоборот. Изменение потенциала оценивает­ся коэффициентами прикосновения α_пр и шага α_ш. Они определяются по формулам

Коэффициент прикосновения сложного контурного за­землителя равен 0,3 — 0,2, а коэффициент шага — 0,3 — 0,1 и ниже. Чем меньше значения коэффициентов α_пр и α_ш, тем ниже будут напряжения прикосновения и шага.

Поскольку кривая распределения потенциалов пред­ставляет собой гиперболу, то максимальный потенциал относительно точки нулевого потенциала будет иметь сам заземлитель; около 70% от полного потенциала на нем будут падать на расстоянии около 1 м от заземлителя; 25% — между 1-м и 10-м; 5% — между 10-м и 20-м метра­ми. Точки земли, отстоящие от одиночного простого заземлителя на расстоянии 20 м и более, принято считать имею­щими нулевой потенциал.

Выносное заземление делают на некотором расстоянии от заземляемых объектов. При этом производственные помещения с находящимися в них заземленными электро­установками оказываются вне зоны растекания тока в зем­ле. Если выносное заземление удалено от заземляемых объектов на расстояние 20 м и более, то можно считать, что пол в производственном помещении имеет нулевой потен­циал. Поэтому человек, стоящий на нем и касающийся металлического заземленного корпуса электроустановки, когда по заземляющему устройству проходит ток замыка­ния на землю, оказывается относительно нее под полным напряжением. Последнее равно полному напряжению на заземляющем устройстве, которое можно рассчитать по уравнению

где U_з – напряжение на заземляющем устройстве, В; I_з – ток замыкания на землю, проходящий через заземлитель, А; R_з – электрическое сопротивление заземляющего устройства, Ом; U_ч – напряжение, под которым оказывается человек, В.

Следовательно, при выполнении заземляющего устройства, когда производственное помещение находится вне зоны растекания электрического тока в земле, величина поражающего напряжения будет зависеть от сопротивле­ния растеканию тока заземляющего устройства R_з и вели­чины тока замыкания на землю I_з. Более эффективным и надежным по сравнению с выносным заземляющим ус­тройством является контурное. В этом случае заземлители располагаются по контуру вокруг заземляемого электрооборудования. При этом про­изводственное помещение с электроустановками оказыва­ется размещенным внутри контура заземления. Благодаря близкому расположению заземлителей относительно друг друга (обычно на расстоянии 3 — 6 м) и наложению элек­трического поля одного заземлителя на поле другого по­тенциалы точек пола (или земли) внутри контура заземле­ния значительно повышаются. При этом напряжение меж­ду заземленными металлическими частями и полом становится существенно ниже. Иногда для лучшего вырав­нивания потенциалов внутри контура заземления дополни­тельно прокладывают горизонтальные полосы.

Напряжением относительно земли U_з при замыкании на землю называется напряжение между за­земленной частью электроустановки и точками земли, находящимися вне зоны растекания токов (не ближе 20 м). Напряжение прикосновения U_пp — напряже­ние между двумя точками электрической цепи, которых одновременно касается человек. Напряжение шага U_ш — напряжение между двумя точками цепи тока, на которых одновременно стоит человек. Свойство земли как проводника тока характеризуется величиной удель­ного электрического сопротивления, под которым понимается сопротивление кубика грунта с ребра­ми в 1 м. Эта величина может быть определена по формуле

,

где R – электрическое сопротивление некоторого объема грунта, Ом, сечением S, м², и длиной l, м.

Величина удельного электрического сопротивления зем­ля зависит от характера и температуры грунта, а также от содержания солей, кислот или щелочи. Удельное электри­ческое сопротивление уменьшается с увеличением содер­жания в грунте растворимых веществ, уплотнением его час­тиц и повышением общей влажности и температуры. Оно возрастает при пропитывании маслом, нефтью или при промерзании и высыхании грунта. Напряжение шага зави­сит от величины тока замыкания на землю I_з, сопротивле­ния заземляющего устройства R и от характера распреде­ления потенциала и длины шага. Среднее значение шага человека можно принять равным 0,8 м. Шаг сельскохозяй­ственных животных (крупного рогатого скота) принимает­ся 1,6 м (расстояние между передними и задними ногами). Очевидно, что при более пологой кривой распределения потенциала, меньшем напряжении на заземляющем ус­тройстве и коротком шаге снижается и шаговое напряже­ние, приложенное к человеку или сельскохозяйственному животному.

Зоной растекания тока замыкания на землю является поверхность, за пределами которой элек­трический потенциал, обусловленный токами замыкания на землю, может быть условно принят равным нулю. Ради­ус зоны составляет около 20 м. Это значит, что на расстоя­нии 20 м от одиночного заземлителя потенциалы точек земли близки к нулю.

Если заземляющее устройство содержит один верти­кальный заземлитель, то, зная удельное электрическое со­противление земли и ток замыкания на землю, легко опре­делить напряжение шага по формуле

где ρ — удельное электрическое сопротивление земли в месте расположе­ния заземляющего устройства,; l₁—расстояние по поверхности земли от заземляющего устройства до ближайшей ноги человека или сельскохозяйственного животного, м; I_з — расстояние от заземляющего устройства до второй ноги человека или сельскохозяйственного животно­го, м.

При сложных контурных заземлителях потенциал на поверхности земли или пола помещения на расстоянии х от центра контурного заземлителя определяется из вы­ражения

где r – радиус круга, площадь которого равна площади, занимаемой контурным заземлителем, м.

При использовании сложного контурного заземляюще­го устройства потенциалы точек пола или земли, располо­женные внутри контура, повышаются, а напряжение шага снижается. Иногда для уменьшения напряжения за конту­ром заземляющего устройства в землю укладывают допол­нительные стальные полосы на постепенно увеличивающу­юся глубину. Кривая спада потенциала в этом случае становится более пологой.

Различают естественные и искусственные заземлители. В качестве естественных используются проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубы (за ис­ключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов и их смесей); обсадные трубы сква­жин; металлические и железобетонные конструкции зда­ний и сооружений, находящиеся в соприкосновении с зем­лей; свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле;

нулевые провода воздушных линий электропередач напря­жением до 1000 В с повторными заземлениями (при количестве отходящих от подстанции линий не менее двух); рельсовые пути магистральных не электрифицированных железных дорог и подъездные пути (при наличии предна­меренно устроенных металлических перемычек между рельсами), металлические шпунты гидротехнических соо­ружений и ряд других устройств. Если свинцовые оболочки кабелей являются единственными заземлителями, то в рас­чете заземляющих устройств они должны учитываться только при количестве кабелей не менее двух. Алюминие­вые оболочки в качестве естественных заземлителей ис­пользовать запрещено. Последние должны иметь электри­ческую связь с заземляющим устройством (с магистралью заземления электроустановок) посредством не менее чем двух проводников или шин, присоединенных к заземляю­щему устройству в разных местах. В качестве материала для искусственных заземлителей рекомендуется использо­вать сталь. Допускается применение для этих целей и электропроводящего бетона. Заземлители, расположенные в земле, окраске не подлежат.

Не допускается делать заземлители в местах, где земля подсушивается под действием стороннего тепла (например, трубами теплотрассы). Во избежание корро­зии следует применять оцинкованные заземлители. В противном случае необходимо увеличивать их сечение с тем, чтобы обеспечить расчетный срок службы.

В качестве заземляющих проводников, служащих для соединения заземляемых частей с заземлителем, в электроустановках напряжением 380/220 В, кроме стальной проволоки, шины или нулевого провода, могут быть использованы металлические конструкции произ­водственного назначения (например, подкрановые пути и каркасы распределительных устройств), стальные тру­бы электропроводки, свинцовые оболочки кабелей, ме­таллические трубы водопроводной, канализационной или теплофикационной сетей, проложенные открыто (за исключением трубопроводов для горючих жидкостей и взрывоопасных смесей). Применение чугунных труб в качестве заземляющих проводников не допускается ввиду плохого контакта в стыках между ними. Исполь­зовать трубы системы автопоения и вакуум провода на животноводческих фермах в качестве заземляющих проводников недопустимо. Запрещается также исполь­зовать в этих целях голые алюминиевые провода. Нель­зя применять в качестве заземляющих проводников ме­таллические оболочки трубчатых проводов (провода типа ТПРФ — трубка Куло) и металлические оболочки изоля­ционных трубок (трубки Бергмана), а также свинцовые оболочки проводов групповой распределительной освети­тельной сети.

Заземлению подлежат корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников; приводы элек­трических аппаратов; вторичные обмотки измерительных трансформаторов; каркасы распределительных щитков и щитов управления, а также осветительных и силовых щитов. Необходимо заземлять металлические кабельные конструкции, оболочки силовых и контрольных кабелей, стальные трубы электропроводки, металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников. Словом, заземлением должны быть охвачены все металлические части электроустановок, могущие оказаться под напряже­нием в результате пробоя изоляции, и к которым возможно прикосновение обслуживающего персонала и сельскохо­зяйственных животных.

Задача №2

Скомплектовать агрегат для сгребания сена граблями ГП2-14А, имеющими удельное сопротивление 0.7 кН/м.

РЕШЕНИЕ:

Основные положения.

Комплектование агрегатов – важнейший фактор эффективного использования машинотракторного парка. Правильно скомплектованный машинотракторный агрегат должен обеспечивать качественное выполнение работ в соответствии с агротехническими требованиями, наивысшую производительность при наименьших затратах труда и средств.

Эффективность работы агрегата определяется агротехническими и эксплуатационными качествами трактора и сельскохозяйственных машин, входящих в агрегат, правильностью их подбора и соединения, выбором рациональных режимов.

Чтобы скомплектовать агрегат, надо предварительно определить все исходные показатели как энергетического средства, так и машин (орудий), которые предполагается включить в агрегат.

Для решения поставленной задачи нам потребуются такие показатели, как:

ü  Удельное сопротивление агрегата (R_a);

ü  Номинальное тяговое усилие трактора, который может агрегатироваться с вышеуказанным орудием (P_кр.н);

ü  Допускаемый коэффициент использования тягового усилия трактора (η_и);

Допускаемый коэффициент использования тягового усилия тракторов определяется по формуле:

из данной формулы находим номинальное тяговое усилие трактора:

Данная формула позволяет нам выбрать из справочных данных подходящий по классу тяги трактор.

Открываем справочник сельского механизатора, таблицу «Типаж отечественных сельскохозяйственных тракторов», и сопоставляем подходящий трактор полученному результату. Справочные данные показывают, что нам необходимо выбрать трактор, марки Т-40М, так как у него класс тяги 0.9, что обеспечит оптимальную работу, как на ровной местности, так и на небольших склонах и подъемах.

Итак: агрегат для сгребания сена состоит из граблей ГП2-14А и трактора Т-40М или его модификаций.

Экономическая и агротехническая оценка свеклоуборочных машин.

Уборка и послеуборочная обработка свеклы – сложные процессы, выполняемые поточным, перевалочным и поточно-перевалочным способами. Поточный способ уборки ведется комбайнами с погрузкой очищенных корней в рядом движущийся транспорт. Корни отвозят на приемные пункты, а ботву – к местам силосования. При перевалочном способе корни собирают во временные бурты на края поля. Затем из буртов погрузочными и транспортными средствами их доставляют на приемные пункты. При погрузке частично очищают корни от почвы и ботвы. При поточно-перевалочном способе уборки корни частично вывозят на приемные пункты, а частично разгружают в конце поля во временные бурты с последующий их погрузкой в транспортные средства. В нечерноземной зоне, где свекла имеет к началу уборки сильно развитую ботву, урожай которой в 1,5 – 2 раза больше урожая корней, рекомендуется раздельный способ уборки. Ботву при этом убирают ботвоуборочными машинами и отвозят к месту силосования. Корни выкапывают комбайнами, очищают и грузят в транспортные средства.

Для возделывания и уборки сахарной свеклы с минимальными затратами ручного труда в различных природно-климатических зонах, наряду с машинами общего назначения применяются комплексы специализированных машин и приспособлений.

Для уборки используют ботвоуборочные машины БМ-6А, БМ-4, очистители ОГД-6, ОГД-4 головок корнеплодов и корнеуборочные машины КС-6Б, РКС-6, РКС-4.

Для погрузки корнеплодов из куч или кагатов в транспортные  средства предназначены свеклопогрузчики СПС-4,2.

При уборке сахарной свеклы необходимо извлечь из почвы все корнеплоды, обрезать головки с  ботвой, очистить корнеплоды от почвы и боковых корешков, обрезать хвостики и собрать раздельно  корнеплоды и ботву.

При машинной уборке из почвы должно быть подкопано и извлечено не менее 99% корнеплодов, на поверхности поля допускается оставлять не более 5%. Ботва должна быть обрезана так, чтобы плоскость среза проходила не ниже зоны спящих глазков и не выше 2 см. от основания листьев.

Толщина оборванных хвостиков корнеплодов не должна превышать 1 см., допускается  не более 3% корнеплодов с большей толщиной хвостиков. С низким и косым срезом допускается 10 – 15% корнеплодов, а с высоко обрезанной или необрезанной ботвой – 5%. Общая загрязненность корнеплодов не должна превышать 12%, в том числе ботвой не более 3%. Масса срезанных головок, отходящих в ботву, не должна превышать 5% от общей массы корнеплодов. Потери ботвы не должны превышать 18%, а загрязнение ее почвой – 0,5%. Количество корнеплодов с глубокими повреждениями не должно быть более 12% по массе.

Сегодня конструкторы и разработчики сельхозмашин предлагают свеклоуборочные машины, которые имеют широкий спектр регулировок и настроек, что позволяет вплотную приблизиться по качеству к ручной уборке, а по производительности во много раз превышают ручную работу.

Пример тому свеклоуборочный комплекс «Борэкс», в который входят все необходимые машины для полной уборки свеклы с полей машины:

·         Копатель-валкообразователь БОРЭКС - КВЦБ-1,2 предназначенный для уборки корнеплодов сахарной свеклы путем выкапывания, подборки, доочистки и укладки в продовольственные валки. Машина разработана в навесном варианте к тракторам ЮМЗ, МТЗ, Т-70, Т-120. Рабочая скорость достигает  9 км/час, что позволяет увеличить производительность данной машины до 1 га/час при выкапывании 6 рядков за один проход. Размещенный над копачами транспортировочный вал обеспечивает подачу корнеплодов без потерь на валковый механизм. Виброкопачи работают с боковым самоустановлением и вертикальной вариацией, благодаря которым корнеплоды бережно вынимаются из земли и подаются на очистные валики, которые в свою очередь складывают очищенные корнеплоды в продольные валки.