CC BY
53
МЕХАНИЗАЦИЯ ________СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
УДК 631.361.2:631.1
ДОСТИЖЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ В ИНЕРЦИОННО-ОЧЁСНОМ ОБМОЛОТЕ
А.К. Скворцов, С.В. Иленёва, А.Л. Герман
ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия
Представлены результаты исследований и перспективы применения инерционно-очёсного обмолота при возделывании зерновых культур. Кратко изложены пути совершенствования уборки урожая культур в широком диапазоне влагосодержания с целью одновременного получения высококачественного зерна на семена и листостебельной массы на корм, снижения поврежденности семян и энергозатрат на обмолот.
Обмолот - это один из основных этапов возделывания зерновых культур. Было создано и создается множество рабочих органов молотильно-сепарирующих устройств (МСУ), цель которых состоит в одном: в отделении зерна от материнского растения деформацией плодоножки.
Молотильно-сепарирующее устройство (МСУ) «барабан-дека», которое традиционно используется во всех зерноуборочных комбайнах, не отвечает
такому предназначению, так как, кроме отделения зерна, осуществляется
перетирание листостебельной массы.
Возможность обмолота зерна без повреждений при его влажности порядка 25-30 % и сохранение стеблей и листьев в процессе обмолота в целости (в них более широкий диапазон влагосодержания - до 60-70 %) - это необычные факты. Однако данные результаты подтверждены многократно в лаборатории, на стационарных молотилках и в полевых условиях.
Во все времена задача науки заключалась в повышении производительности труда, повышении качества технологических процессов и уменьшении материальных и энергетических затрат.
К 1988 году стало совершенно ясно, что рабочими органами молотилок будут лопасти синхронных битеров. Эти лопасти в профиле криволинейны, с выпуклостью наружу, крепятся на опоре-трубе с наклоном назад.
На Волгоградском заводе электронного машиностроения (ВЗЭМ) были изготовлены детали лопастей длиной 400 мм: собственно лопасть, канавка и выступ; всего 300 комплектов. К настоящему времени (маю 2006 г.) из этого запаса израсходовано около 180 лопастей.
Кстати пришелся заказ НПО «Саратовсорго» на изготовление инерционно-очёсных битеров к четырем выносным молотильным камерам соргоуборочного агрегата. Рабочая длина битеров 500 мм, диаметр - 150 мм. Агрегат для уборки всего биологического урожая сорго (рис. 1) в разные ёмкости состоял из комбайна СК-5 «Нива», приставки для уборки кукурузы ППК-4 и выносных молотильных камер, установленных на портале впереди ППК-4. Испытание агрегата состоялось в 1990 году на участках вблизи пос. Зональный. Зерно собиралось в бункер, а измельченные зелёные листья и стебли - в автомобиль-самосвал. Убрано 13 га сахарного сорго.
Вторым выходом в практическое использование была селекционная
молотилка, изготовленная в 1991 году для заведующего Волгоградским филиалом ВНИИ сорго (теперь ВНИИ СЗК) А.И. Куликова. Стационарная молотилка получила положительные отзывы. Были заказаны ещё 4 таких молотилки, но из-за отсутствия средств заказчик не смог их выкупить.
Третье производственное испытание инерционно-очёсного МСУ состоялось в лаборатории профессора В.И. Филина Волгоградской ГСХА. Аспиранты А.А. Бугреев и В.А. Чертоусов с 11 ноября 1992 г. по 15 января 1993 г. обмолотили на двух лабораторных МСУ (рис. 2) 5800 кг метёлок сорго-суданкового гибрида с выходом семян свыше 5000 кг.
Четвёртый выход МСУ в производство совершила стационарная молотилка для веничного сорго МСВ-60 (рис. 3). Благодаря сохранению инерционно-очёсным МСУ ветвей высших порядков, из 10 стандартных снопов, обвязанных жаткой-сноповязалкой ЖК-1,9, получается не 20, а 26 веников с лопастью шириной 30 см, то есть молотилка инерционно-очёсного воздействия увеличивает выход продукции (веников из сорго) с единицы посевной площади на 30 %.
Масса молотилки МСВ-60 22 кг, мощность электродвигателя - 0,27 кВт. Новая молотилка при одном подавальщике готовит за 1 час работы сырьё на 60 веников, что соответствует сезонной программе веничного цеха - 30 тысяч веников. По свидетельству заведующего мастерской Д.В. Сёмина и трёх вязальщиц, качество обмолота значительно превышает то, что получается на бильном барабане с мощностью двигателя 4,0 кВт. Веники имеют хороший товарный вид и реализуются по самой высокой рыночной цене: в 2003 году -40 руб. за веник, в 2005 году - по 50 руб. за веник.
Пятое внедрение данного МСУ в производство. В «Волгоградагропромэнерго» в зимний сезон 1995-1996 гг. на инерционно-очёсной молотилке МСВ-60, изготовленной А.К. Скворцовым, было обмолочено 5000 снопов веничного сорго.
Шестое практическое использование МСУ инерционно-очёсного воздействия - это макетный образец сорговеничного комбайна (рис. 4), собранный аспирантом Р.В. Шариповым при непосредственном участии и консультации автора инерционно-очёсного обмолота А.К. Скворцова. Комбайн состоит из трактора Т-16МГ, прямоточной выносной молотильной камеры (ПВМК) со щелевыми трехлопастными битерами, жатки, ленточного транспортера и прицепленной к трактору тележки. Щелевые битеры имеют длину 1200 мм и диаметр 150 мм.
Технологическая схема макетного образца комбайна такова: ПВМК обмолачивает растения на корню, её метатели транспортируют зерно в бункер, жатка срезает обмолоченные растения на необходимой высоте, они падают на транспортер, перемещающий их в тележку. В августе-сентябре 2002 года макетный образец сорговеничного комбайна прошел полевые испытания с положительными результатами. Производительность макетного образца комбайна за один час составила: сырья - для 2540 веников, семян - 1900 кг. В макетном образце комбайна использованы патенты №№ 2023369, 2090048, 2299203 и 2220531. Инерционно-очёсный обмолот проводится с окружной скоростью 9-10 м/с в просторном молотильном зазоре. Проверка семян на энергию прорастания и на всхожесть не обнаружила снижения показателей по сравнению с контролем. Способность инерционно-очёсных МСУ обмолачивать растения в широком диапазоне влажности открывает перспективы уборки всего биологического урожая одним комбайном в разные
ёмкости.
Представляется перспективной уборка урожая метёлочных и колосовых культур в фазах неполной спелости вегетационного периода. В уборке урожая риса и сорго можно искусственно сократить период вегетации. В уборке колосовых культур эта технология позволяет расширить сроки уборки.
Анализ работы в 1990 году (НПО «Саратовсорго») соргоуборочного агрегата на основе зерноуборочного комбайна показал, что агрегат или комбайн подобного назначения должен создаваться на основе мобильного источника энергии в соединении с жаткой, косилкой или косилкой-измельчителем .
Компоновка может быть разнообразной: передней - с блоком ручьевых или фронтальных молотильных камер; заднеправой навеской на трактор или прицепом к трактору. Ширина захвата - от 0,7 м для селекционных комбайнов до 12 метров для крупных хозяйств и ровных площадей.
Перспективен комбайн-платформа с поворотными колёсами. В транспортном положении ширина комбайна-платформы равна 3 метрам, а на поле, в работе, ширина захвата составит 12 м. Бункеры должны быть подъёмно-самосвальными.
Дальнейшие исследования инерционно-очёсного обмолота перспективны повышением производительности через скорость агрегата. Нами, в основном, изучался обмолот с окружной скоростью 10 м/с (для селекции и семеноводства). Скорость подачи при этом равнялась 0,5-1,5 м/с. Мягкость воздействия на семена, судя по энергии прорастания и всхожести, не отличается от обмолота в ладонях. Успешно проведена серия опытов обмолота с окружной скоростью до 18 м/с и скоростью подачи до 3 м/с (рис. 5). Нет преград в теоретическом плане для повышения скорости обмолота до 30-35 м/с и далее, до повреждения ударом влёт. Работы в этом направлении перспективны.
Пробный обмолот пшеницы, сои и нута инерционно-очёсным МСУ (А.К. Скворцов, С.В. Иленёва, А.Л. Герман) в 2001 году вселяют уверенность в успехе обмолота культур с различными соцветиями, что подтверждают полученные ранее на метёлочных культурах показатели удельных энергозатрат - 0,16-0,36 кВт-с на 1 кг подачи хлебной массы.
Мы не ставили целью добиться такой производительности, как у престижных комбайнов РСМ-10Б, СК-10В «Ротор», СКР-7 «Кубань» или «Енисей-1200Р». Наша цель - создать платформу для разработки новых уборочных машин, и эта платформа имеется:
- разработана теория инерционно-очёсного обмолота различных соцветий;
- осуществляется обмолот в широком диапазоне влажности растений: от 14 до 70 %; сохраняются все части растения, кроме плодоножки;
- низкие удельные энергозатраты - порядка 0,16-0,36 кВт-c на 1 кг подачи хлебной массы;
- универсальность: обмолачиваются метёлочные, колосовые, бобовые культуры;
- низкая засорённость зернового вороха (2,8 %) при высокой степени вымолота (98,6 %).
Внедрение инерционно-очёсного способа обмолота в производство намечено проводить по следующим позициям:
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
1) использование в стационарной молотилке типа МСВ-60 для обмолота веничного сорго, селекционного обмолота и первичного семеноводства;
2) в переносной молотилке - для селекционеров;
3) в прямоточной выносной молотильной камере (на любом мобильном источнике энергии);
4) в виде вставки в зерноуборочный комбайн «Нива», «Дон», «Вектор» между наклонным транспортёром и барабаном с целью постепенного перехода на инерционно-очёсный обмолот, а также с целью уборки всего биологического урожая (зерна и листостебельной массы) одновременно в разные ёмкости;
5) перспективно создание простых, надёжных, экономичных зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов, например, массой 2750 кг, с мощностью двигателя 40 кВт и производительностью 7,2 т зерна в час (подача хлебной массы - 5 кг/с);
6) проведённые лабораторные опыты с высокими результатами (скорость подачи хлебной массы - 3 м/с, окружная скорость вальцов - 18 м/с) дают возможность вместе с многократным снижением удельных энергозатрат на обмолот культур значительно повысить производительность комбайнов.
2ПТС-4М
Рис. 1. Агрегат для уборки всего биологического урожая сорго в разные ёмкости
Рис. 2. Лабораторное МСУ и семена сорго-суданкового гибрида
скорость обмолота, м/с
Рис. 3. Мо.кшпка МСВ-60
Рис. 4. Макетный образец сорговеничного комбайна
1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
скорость подачи, м/с
Рис. 5. Граничный режим обмолота риса вальцами профиля Е (с выпуклыми гранями)
