Научная статья на тему 'Агротехническая оценка работы измельчителей-разбрасывателей соломы комбайнов при уборке зерновых культур прямым комбайнированием'

Агротехническая оценка работы измельчителей-разбрасывателей соломы комбайнов при уборке зерновых культур прямым комбайнированием Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
501
113
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЗЕРНОУБОРОЧНЫЙ КОМБАЙН / СОЛОМА / ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ СОЛОМЫ / GRAIN-HARVESTING COMBINE / STRAW / STRAW CHOPPING

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Ловчиков Александр Петрович, Ловчиков Владимир Петрович, Поздеев Евгений Анатольевич

В статье представлены результаты оценки качественных показателей измельчения соломы зерноуборочных комбайнов на различных режимах работы. Установлено влияние условий уборки на качественные показатели измельчения в зависимости от конкретного комбайна. Так, «John Deere S9500» при уменьшении нагрузки на ИРС показал улучшение показателей измельчения, а РСМ-101 «Вектор-410», наоборот, при большой загрузке на ИРС показывал лучшие результаты. Комбайн «John Deere STS 9570» показал неудовлетворительные результаты на всех режимах работы. При повышении скоростных режимов работы комбайна РСМ-101 «Вектор-410» наблюдается неустойчивое выполнение технологического процесса ИРС при уборке зерновых культур. Сделан вывод об отсутствии единой взаимосвязи качественных показателей измельчения соломы при разных режимах работы комбайнов, а также об актуальности исследований процессов, протекающих в измельчителе-разбрасывателе соломы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Ловчиков Александр Петрович, Ловчиков Владимир Петрович, Поздеев Евгений Анатольевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

AGROTECHNICAL EVALUATION OF THE STRAW-CUTTING AND BROADCASTING COMBINE DEVICES OPERATION IN THE PROCESS OF DIRECT GRAIN CROPS HARVESTING

The results of assessment the quality of straw cutting by grain harvesting combines at different operation regimes are submitted in the article. The impact of harvesting conditions on the indices of straw chopping quality as dependent on the certain combine has been ascertained. Thus, the «John Deere S9500» combine in the trials with reduced load on the straw chopper demonstrated higher indices of chopping, while the РСМ-101 «Vektor-410», on the contrary, showed better results under high load of the straw chopper. The results of the «John Deere STS 95702» combine operation were unsatisfactory under all the regimes used. With increasing the high-speed operation of the РСМ-101 «Vektor-410» the quality of straw cutting during the technological process of grain crops harvesting was unstable. It is concluded that there has not been observed any distinct interconnection between the quality indices of straw chopping under different operation modes of the combines, as well as it is stressed that the studies on the processes taking place in the straw chopping and broadcasting device are really actual.

Текст научной работы на тему «Агротехническая оценка работы измельчителей-разбрасывателей соломы комбайнов при уборке зерновых культур прямым комбайнированием»

Агротехническая оценка работы измельчителей-разбрасывателей соломы комбайнов при уборке зерновых культур прямым комбайнированием

А.П. Ловчиков, д.т.н, профессор, В.П. Ловчиков, к.т.н, Е.А. Поздеев, магистрант, ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ

В последнее время возрастает внимание к ресурсосберегающим технологиям возделывания зерновых культур, включающим в себя биологи-зацию земледелия за счёт использования соломы в качестве органического удобрения, для чего необходимо солому в период уборки урожая зерновых измельчить до агродопустимых размеров и равномерно распределить по поверхности поля [1—3].

Цель исследования — определить и оценить качественные показатели работы измельчителей -разбрасывателей соломы (ИРС) комбайнов при прямом комбайнировании зерновых культур.

Задачи исследования — определить степень измельчения соломы измельчителем-разбрасывателем комбайнов при прямом комбайнировании зерновых культур на различных скоростях движения машин и высоте среза стеблей; выявить фракционный состав измельчённой соломы по длине и установить соотношение фракций по массе.

Материал и методы исследования. В период уборочных работ в 2014 г. (Челябинская область) были проведены экспериментальные исследования по оценке качественных показателей работы ИРС комбайнов: РСМ-101 «Вектор-410», «John Deere S9500», «John Deere 9570 STS» (табл. 1).

Полевые исследования по оценке работы комбайнов при прямом комбайнировании зерновых культур (пшеница, ячмень) осуществлялись на контрольных участках-делянках длиной 30 м, при скоростных режимах от 5,0 до 9,0 км/ч (1,4 и 2,5 м/с) и высоте среза стеблей от 0,10 до 0,25 м.

Оценку степени измельчения соломы проводили по следующей методике: после прохода комбайна в зоне прокоса брали пробы измельчённой соломы в рамке площадью 0,25 м2. Далее пробы просеивали через сита с квадратными отверстиями размером 10, 20 и 50 мм, затем полученные фракции взвешивали. Частицы соломы длиной более 50 мм считали вручную отдельно и взвешивали. Таким образом,

было получено массовое содержание фракций разной длины измельчённой соломы.

Результаты исследования. Фракционный состав измельчённой соломы представлен в таблицах 2—4.

Баланс фракций по длине резки соломы при уборке пшеницы комбайном РСМ-101 «Век-тор-410» позволяет сделать вывод о работе ИРС, частично соответствующей агротребованиям (массовая доля фракций соломы до 100 мм составляет не менее 90%) при малой скорости движения машины и низкой высоте среза стеблей. Повышение рабочей скорости комбайна и высоты среза стеблей ведёт к увеличению длины измельчения соломы, за исключением переходного режима при скорости движении комбайна, равной 7 км/ч, и высоте среза 0,28 м. По таблице 2 видно, что фракция измельчённой соломы до 10 мм изменяется в диапазоне 21,6—45,3%, а фракции до 100 мм и более 100 мм соответственно в диапазонах 33,0—52,3 и 13,2—29,7%.

В ходе производственной проверки установлено, что повышение высоты скашивания при комбайнировании зерновых культур положительно сказывается на балансе фракций измельчённой соломы. В этом случае доля крупной фракции уменьшается, доли средней и мелкоизмельчённой фракций возрастают, что положительно в последующем отразится на работе почвообрабатывающих машин и на плодородии почвы.

Оценка длины измельчения соломы при уборке пшеницы комбайном «John Deere S9500» позволяет сделать вывод, что при работе комбайна на малой скорости и низкой высоте среза стеблей длина измельчённой соломы не соответствует агротре-бованиям (табл. 3).

При этом по таблице 3 видно, что с повышением скорости движения комбайна и высоты среза стеблей наблюдается улучшение степени измельчения соломы, длина которой частично соответствует агротребованиям (массовая доля фракций соломы до 100 мм составляет не менее 90%).

В отличие от РСМ-101 «Вектор-410» и «John Deere S9500», комбайн «John Deere 9570 STS» убирал

1. Технические характеристики комбайнов

Показатель Комбайн

РСМ-101 «John Deere S9500» «John Deere 9570 STS»

Мощность двигателя, кВт 154 158 195

Тип молотильного аппарата классический, однобарабанный классический, однобарабанный роторный

Тип измельчителя-разбрасывателя соломы измельчающий барабан и направляющие дефлекторы измельчающий барабан и направляющие дефлекторы измельчающий барабан и направляющие дефлекторы

Ширина захвата жатки, м 6,0 6,7 6,7

2. Фракционный состав измельчённой соломы пшеницы (комбайн РСМ-101 «Вектор-410»)

Место испытаний: ООО «Совхоз Акбашевский», Челябинская область Культура: Челябинская 2; урожайность - 2,0 т/га; влажность соломы - 25,2%; пониклость - 0,82; ярусность стеблестоя: интервал 0,5-0,6 м (вероятность - 6%); интервал 0,6-0,7 м (вероятность - 2%); интервал 0,7-0,8 м (вероятность - 54%); интервал 0,8-0,9 м (вероятность - 38%)

№ опыта Масса пробы, г Скорость комбайна, км/ч Высота среза, м Содержание фракций, %

до 10 мм от 10 до 20 мм от 20 до 50 мм от 50 до 100 мм от 100 до 150 мм от 150 до 200 мм более 200 мм

1 228,1 5,0 0,150 45,5 24,40 15,0 5,2 5,5 3,2 1,4

2 280,2 5,0 0,150 23,1 26,30 28,0 5,7 10,2 3,7 2,7

* - 5,0 0,150 34,3 25,35 21,5 5,4 7,9 3,4 2,1

3 60,2 5,0 0,280 23,1 24,30 19,3 8,6 14,7 7,1 2,9

4 103,7 5,0 0,280 20,0 19,20 19,8 6,0 17,1 7,9 10,1

* - 5,0 0,280 21,6 21,70 19,5 7,3 15,9 7,5 6,5

5 60,8 7,0 0,280 47,3 17,30 18,8 5,6 6,8 3,5 7,0

6 112,3 7,0 0,280 43,2 21,00 20,4 6,2 4,7 3,0 1,5

* - 7,0 0,280 45,3 19,10 19,6 5,9 5,7 3,3 4,2

7 55,5 9,0 0,275 56,5 13,70 11,8 2,8 5,1 2,8 7,4

8 72,1 9,0 0,275 31,8 12,50 13,9 11,5 11,5 11,5 7,2

* - 9,0 0,275 44,2 13,10 12,8 7,1 8,3 7,1 7,3

Примечание: (здесь и далее) * — Средние значения вышестоящих строчек с одинаковыми значениями условий уборки

3. Фракционный состав измельчённой соломы пшеницы (комбайн «John Deere S9500»)

Место испытаний: ООО «Песчаное», Челябинская область. Культура: Омская 36; урожайность - 1,85 т/га; влажность соломы - 24%; пониклость - 0,96; ярусность стеблестоя: интервал 0,5-0,6 м (вероятность - 4%); интервал 0,6-0,7 м (вероятность - 18%); интервал 0,7-0,8 м (вероятность - 40%); интервал 0,8-0,9 м (вероятность - 38%)

№ опыта Масса пробы, г Скорость комбайна, км/ч Высота среза, м Содержание фракций, %

до 10 мм от 10 до 20 мм от 20 до 50 мм от 50 до 100 мм от 100 до 150 мм от 150 до 200 мм более 200 мм

1 25,5 5,0 0,12 24,5 27,7 15,7 6,2 6,8 12,3 6,9

2 31,4 5,0 0,16 22,0 25,6 16,6 10,7 14,3 9,3 1,4

3 68,7 5,0 0,28 52,7 14,0 16,2 4,2 15,1 6,6 16,0

4 209,0 7,5 0,28 69,2 14,3 5,30 3,6 5,7 3,1 1,1

5 41,7 9,0 0,30 16,9 27,1 13,5 6,3 5,9 2,0 2,6

6 34,8 9,0 0,30 33,1 24,7 28,8 3,8 4,0 2,4 1,2

* - 9,0 0,30 25,1 25,9 21,2 5,0 4,9 2,2 1,9

4. Фракционный состав измельчённой соломы ячменя (комбайн «John Deere 9570 STS»)

Место испытаний: ООО «Россия», Челябинская область. Культура: ячмень; урожайность - 1,75 т/га; влажность соломы - 25,1-26,7%; пониклость - 0,96; ярусность стеблестоя: интервал 0,3-0,4 м (вероятность - 2%); интервал 0,4-0,5 м (вероятность - 62%); интервал 0,5-0,6 м (вероятность - 34%); интервал 0,6-0,7 м (вероятность - 2%)

№ опыта Масса пробы, г Скорость комбайна, км/ч Высота среза, м Содержание фракций, %

до 10 мм от 10 до 20 мм от 20 до 50 мм от 50 до 100 мм от 100 до 150 мм от 150 до 200 мм более 200 мм

1 7,7 5 15 7,7 7,7 21,4 8,1 28,5 14,2 12,2

2 59,6 5 15 4,7 6,2 17,8 7,1 19,5 20,6 24,2

* - 5 15 6,2 7 19,6 7,6 24 17,4 18,2

3 12,6 5 25 5,9 27,1 11,8 8,5 11,3 17 18,4

4 50,8 5 25 54,1 4,4 8,3 0,6 9,8 8,1 15

* - 5 25 30 15,8 10 4,5 10,5 12,5 16,7

5 23,6 7,5 25 32,6 5,9 13,2 5,6 19,6 13,1 10,2

6 29,4 7,5 25 17 10,4 22,1 0 6,8 13,6 29,4

* - 7,5 25 24,8 8,2 17,7 2,8 13,2 13,3 19,8

7 7,6 9,5 25 8,8 14 12,3 4,5 13,4 15,7 31,3

8 18,9 9,5 25 12,9 16,4 18,4 6,6 11,5 14,8 19,7

* - 9,5 25 10,8 15,2 15,3 5,5 12,4 15,2 25,5

5. Статистические данные распределения частиц соломы по длине измельчения

для частиц длиной более 50 мм

Статистические показатели

№ опыта Марка комбайна Скорость комбайна, км/ч Высота среза, см среднее значение, мм средне-квадратическое отклонение, а коэффициент вариации, v, %

1 2 3 4 5 6 7 8 РСМ-101 «Вектор-410» 5,0 5,0 5,0 5,0 7,0 7,0 9,0 9,0 15 15 28 28 28 28 27,5 27,5 125,2 130.7 128 159,1 116,9 126,1 201,4 149.8 49,1 52,6 50,9 76,1 40.4 72.5 131,2 71,3 39,2 40,2 39,8 47,8 34,5 57.5 65,1 47.6

9 10 11 12 13 14 «John Deere S9500» 5,0 5,0 5,0 7,5 9,0 9,0 12 16 28 28 30 30 155,5 123,8 127,8 130,7 170,7 137,3 51.6 49,3 59.8 68.7 69.9 83,9 33.2 39,8 46,8 52.3 41.0 61.1

15 16 17 18 19 20 21 22 «John Deere 9570 STS» 5,0 5,0 5,0 5,0 7,5 7,5 9,5 9,5 15 15 25 25 25 25 25 25 157,3 174.3 167.4 181,1 152.5 212,7 187,1 168,1 63.8 65.1 58.3 57.2 50.9 51,9 59.4 53,1 40,6 37.3 34,8 31,6 33.4 24,4 37,8 31,6

прямым комбайнированием ячмень. В результате оценки установлено, что в этом случае степень измельчения менее всего соответствует агротре-бованиям. Массовая доля фракций измельчённой соломы длиной до 100 мм составляет от 55 до 77%, что неудовлетворительно (табл. 4).

Статистические данные распределения частиц соломы по длине измельчения для частиц длиной более 50 мм представлены в таблице 5.

Большие значения коэффициентов вариации частиц измельчённой соломы длиной более 50 мм на всех режимах работы ИРС комбайнов свидетельствуют о неустойчивости протекания процесса измельчения соломы в измельчителе-разбрасывателе комбайна. Наиболее низкие значения коэффициентов вариации имеет комбайн «John Deere 9570 STS» при уборке ячменя, однако, как видно по таблице 5, его результаты измельчения соломы не соответствуют агротехническим требованиям.

Отдельно отметим неудовлетворительную работу разбрасывателя соломы, во время испытаний наблюдалась неравномерность разбрасывания измельчённой соломы, которая концентрировалась в середине прокоса, в зоне непосредственной близости к ИРС комбайна.

Выводы. В результате производственных проверок и анализа массового состава фракций измельчённой соломы установлено влияние условий уборки на качественные показатели измельчения в

зависимости от конкретного комбайна. Так, «John Deere S9500» при уменьшении нагрузки на ИРС показал улучшение показателей измельчения, а РСМ-101 «Вектор-410», наоборот, при большой загрузке на ИРС показывал лучшие результаты, за исключением отмеченного выше режима работы. Комбайн «John Deere STS 9570» показал неудовлетворительные результаты на всех режимах работы, что связано с убираемой культурой.

При повышении скоростных режимов работы комбайна РСМ-101 «Вектор-410» наблюдается неустойчивое выполнение технологического процесса ИРС при уборке зерновых культур.

На основе вышесказанного можно сделать вывод об отсутствии единой взаимосвязи качественных показателей измельчения соломы при разных режимах работы комбайнов, а также об актуальности исследований процессов, протекающих в измельчителе-разбрасывателе соломы.

Литература

1. Константинов М.М., Ловчиков А.П., Ловчиков В.П. и др. Проектирование и организация эффективного процесса уборки зерновых культур. Екатеринбург: Институт экономики УрО РАН, 2011. 144 с.

2. Ловчиков А.П., Ловчиков В.П., Поздеев Е.А. Биологиза-ция земледелия в ресурсосберегающих технологиях возделывания зерновых культур // Международный научно-исследовательский журнал (International Research Journal). 2016. № 01 (43). Ч. 2. Екатеринбург. С. 44-46.

3. Скорляков В.И., Юрина Т.А., Негреба О.Н. Показатели качества измельчения и разбрасывания соломы зерноуборочными комбайнами ведущих фирм // Техника и оборудование для села. 2013. № 3. С. 30-33.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.