CC BY
26
УДК 631.353.3
АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ
И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РУЛОННЫХ ПРЕСС-ПОДБОРЩИКОВ
Ирина Владимировна Кокунова, к. техн. н., доцент
ФГБОУ ВО «Великолукская государственная сельскохозяйственная академия», Россия, г. Великие Луки
Одним из перспективных направлений в кормопроизводстве является заготовка объемистых кормов в прессованном виде с помощью рулонных пресс-подборщиков. Такие технологии обеспечивают полную механизацию технологических процессов и позволяют заготавливать качественные корма в установленные агротехнические сроки вне зависимости от погодных условий. При реализации кормозаготовительных технологий широко применяют рулонные пресс-подборщики. В настоящее время выпускается большое количество разнообразных моделей, отличающихся друг от друга конструктивными особенностями механизмов, режимами формирования рулонов и их размерами, системой обвязки, производительностью и наличием дополнительных опций. Основным классификационным признаком рулонных пресс-подборщиков является конструкция прессовальной камеры. Современные машины можно разделить на следующие группы: пресс-подборщики с прессовальной камерой постоянного объема, переменного объема, с полуизменяемой камерой и комбинированные. Они образуют рулоны разной плотности и равномерности прессования по сечению формируемого рулона. При заготовке рулонного сенажа важны высокие и равномерные плотности прессования, так как в этом случае снижается содержание воздуха, остающегося в рулоне после его упаковки в полимерную пленку, а в сенажируемой массе быстрее прекращаются окислительные процессы и корм получается более высокого качества. Поэтому ведущие мировые производители кормоуборочной техники проводят постоянные исследования и создают все более совершенные машины. Особое внимание при этом уделяется разработке новых технических решений по модернизации прессовальных камер. В настоящее время выпускаются комбинированные высокопроизводительные пресс-подборщики, выполняющие не только прессование растительной массы и формирование высокоплотных рулонов, но и осуществляющие обмотку рулонов полимерной пленкой. В то же время проведение дальнейших исследований в указанном направлении и создание более эффективных машин остается актуальной задачей.
Ключевые слова: сенаж в рулонах, пресс-подборщик рулонный, камера прессования, плотность прессования, качество корма.
Введение
Современные комплексы кор-моуборочных машин обеспечивают полную механизацию технологических процессов заготовки объемистых кормов и дают возможность заготавливать качественные корма в установленные агротехнические сроки вне зависимости от погодных условий, складывающихся в этот
период. Одним из перспективных направлений в кормопроизводстве является заготовка объемистых кормов в прессованном виде с применением рулонных пресс-подборщиков.
Рулонные пресс-подборщики отличаются большой универсальностью. Их можно использовать при заготовке сена, сенажа, силоса и со-
ломы, а также при уборке прядильных культур (льна и конопли). Сегодня производится множество разнообразных моделей машин, отличающихся друг от друга конструктивными особенностями механизмов, режимами формирования рулонов и их размерами, системой обвязки готовых паковок, производительностью и наличием дополнительных опций.
Результаты и обсуждение
Проведенный анализ конструктивных особенностей современных рулонных пресс-подборщиков позволяет выделить среди этого многообразия определенные группы машин, для которых характерны общие свойства, и предложить их условную классификацию. В качестве основного классификационного признака рулонных пресс-подборщиков следует выбрать конструкцию прессовальной камеры. Существующие сегодня пресс-подборщики можно разделить на четыре типа: с прессовальной камерой постоянного объема, переменного объема (с изменяемой геометрией), полуизменяемого объема и комбинированные. Они образуют рулоны разной плотности и равномерности прессования по сечению рулона [2, 4].
В зависимости от вида заготавливаемого корма и его состояния (влажности и степени измельчения) рекомендуются разные плотности прессования. Так, например, при заготовке сена плотность прессования подвяленной растительной массы должна быть 100-200 кг/м3, а при заготовке рулонного сенажа - более 350 кг/м3.
Рабочими органами прессовальных камер постоянного объема чаще всего являются металлические ролики (рифленые вальцы), элеваторные цепи и цепочно-планчатые транспортеры (рисунок 1). Вращение растительной массы и ее уплотнение происходят только после достаточного наполнения прессовальной камеры, поэтому формируемый рулон образуется с рыхлой сердцевиной и достаточно плотным внешним слоем.
Пресс-подборщики с вальцовыми камерами формируют более плотные рулоны, что особенно важно при заготовке сенажа и силоса. Однако при работе с сухой растительной массой происходит эффект ее сваливания, а не закручивания в рулон, поэтому рулон может получиться неправильной формы или просто разваленным.
Рисунок 1 - Схема работы пресс-подборщика с прессовальной камерой постоянного объема, образованной цепочно-планчатым транспортером
В камерах прессования переменного объема (с изменяемой геометрией) рулоны прессуются и формируются обычно резинотканевыми ремнями (рисунок 2), а также роликами или цепями с поперечными планками. Формирование рулона и уплотнение растительной массы начинаются сразу же после поступления первых порций материала в прессовальную камеру. Такие рулоны имеют по всему диаметру примерно одинаковую плотность, однако при работе с влажным материалом наблюдается проскальзывание ремней, что может привести к формированию рулона неправильной формы [3, 6].
Немецкая фирма Krone [8] выпускает серию пресс-подборщиков с полуизменяемой камерой прессования (рисунок 3). Основой этой камеры является фиксированная планчатая камера с возможностью расширения. Поступающая в камеру рас-
тительная масса сначала прессуется в фиксированной камере диаметром 1,2 м. После того как рулон запрессовался, происходит расширение камеры до заданного диаметра. По качественным характеристикам получаемые рулоны близки к рулонам, образованным пресс-подборщиками с постоянной камерой прессования.
Преимущества прессовальных камер постоянного и переменного объема сочетают в себе комбинированные камеры прессования, которые впервые появились в конструкциях рулонных пресс-подборщиков в начале 90-х годов ХХ века. Пресс-подборщики с комбинированной камерой прессования выпускают в настоящее время австрийская фирма POTTINGER, американская фирма John Deere (рисунок 4), российская компания Rostselmash (рисунок 5) и ряд других производителей кормо-уборочной техники [3, 5].
Рисунок 2 - Схема работы рулонного пресс-подборщика с прессовальной камерой переменного объема
Рисунок 3 - Схема работы рулонного пресс-подборщика с прессовальной камерой полуизменяемого объема
Отличительной особенностью этих машин является наличие двух систем прессования. Планочные цепи прессующего транспортера в задней части прессовальной камеры начинают скатывать поступающую растительную массу в рулон значительно раньше, за счет чего ядро рулона получается более плотным. Прессующие вальцы в передней части прессовальной камеры придают рулону оптимальную форму и обеспечивают высокую плотность прессования в конце процесса формирования рулона. Однако, несмотря на явные преимущества, широкого распространения такая конструкция прессовальной камеры не получила, что связано, прежде всего, со сложностью конструкции машины и ее технической эксплуатацией.
Для производства высокоплотных рулонов с более равномерной плотностью прессования по сечению ведущие производители кор-моуборочной техники предлагают оригинальные технические решения. Например, немецкая фирма CLAAS производит рулонные пресс-подборщики серии ROLLANT, оснащенные системой максимального прессования (MAXIMUM PRESSURE SYSTEM) MPS II (рисунок 6). Данная система представлена тремя вальцами, установленными на
Рисунок 4 - Схема формирования рулона пресс-подборщиком F 441М John Deere
качающемся дугообразном сегменте в верхней части прессовальной камеры.
Под действием мощных пружин сегмент смещен к центру камеры, что обеспечивает более раннее н ачало прессования растительной массы , поступающей в прессовальную камеру. С увеличением диаметра рулона, преодолевая сопротивление пружин, дугообразный сегмент перемещается вверх. Такая система обеспечивает производство рулонов с максимально плотной сердцевиной и выровненной плотностью по сечению рулона, что особенно важно при заготовке рулонного сенажа. Кроме того, благодаря дугообразному расположению вальцов рулоны вращаются в камере прессования со сниженным расходом энергии [7].
Проблема дальнейшего увеличения плотности прессования решается зарубежными фирмами и иным способом. Большинство ведущих машиностроительных компаний оборудуют пресс-подборщики измельчающим механизмом (рисунок 7), который может располагаться как перед прессовальной камерой, так и внутри нее. Наличие измельчающего механизма приводит к увеличению массы и энергоемкости пресс-подборщиков, но наряду с этим позволяет увеличить плотность рулонов на 10-20% [8].
Рисунок 5 - Пресс-подборщик Pelikan 1200 Rostselmash
Некоторые производители оснащают пресс-подборщики специальным подающим ротором. Например, подающий ротор фирмы KRONE (рисунок 8), благодаря двум рядам V-образно расположенных зубьев, обладает большой производительностью и надежностью, кроме того, он обеспечивает равномерную подачу растительной массы в прессовальную камеру.
По способу обвязки пресс-подборщики могут быть с обвязкой рулонов шпагатом, сеткой или сочетанием шпагата и сетки. Применение той или иной системы обвязки оказывает влияние на производительность машин. Наименее производительны (при прочих равных условиях) пресс-подборщики с одинарной обвязкой рулонов шпагатом, на которую обычно затрачивается до 40 с. Применение двухшпагатных вязальных головок снижает время
обвязки рулона в два раза и способствует увеличению производительности машины на 10-12%. При обвязке рулонов сеткой достигается более существенное увеличение производительности пресс-подборщиков (на 20-30%). Рулон оборачивается сеткой в 1,5-2 раза быстрее, на что уходит до 10 с [1].
По размеру формируемого рулона пресс-подборщики могут быть крупногабаритными (диаметр рулона - 1,8-2,0 м), традиционными (диаметр рулона - 1,2-1,5 м) и малогабаритными (диаметр рулона -0,55-0,63 м).
На эффективность работы пресс-подборщиков оказывает влияние режим формирования рулонов. Конструкция традиционных пресс-подборщиков предусматривает их остановку во время обвязки рулона и выброски его из камеры прессования.
Рисунок 6 - Система максимального прессования MPS II CLAAS
Рисунок 7 - Ротор режущего аппарата XCut пресс-подборщиков серии Comprina KRONE
Рисунок 8 - Подающий ротор пресс-подборщиков серии Comprina KRONE
Дальнейшим совершенствованием конструкций машин, позволяющим увеличить их производительность, является создание пресс-подборщиков непрерывного действия. Примером такой машины может служить пресс-подборщик Ultima KRONE (рисунок 9). Он является к тому же комбинированной машиной, которая во время обмотки рулона сеткой и при его передаче на стол упаковщика пленкой продолжает двигаться по полю и подбирать растительную массу из валка. Упакованные в пленку рулоны также выгружаются во время движения машины. Камера предварительного прессования обеспечивает безостановочный режим работы пресс-подборщика [8].
Рисунок 9 - Схема работы комбинированного рулонного пресс-подборщика Ultima KRONE
Производительность комбинированного пресс-подборщика Ultima KRONE увеличилась по сравнению с другими известными рулонными пресс-подборщиками с обматывающим устройством до 50%. Полувариационная прессовальная камера машины позволяет формировать рулоны диаметром от 1,25 до 1,50 м.
Примером дальнейшего совершенствования кормозаготовительной техники являются пресс-подборщики фирмы New Holland серии BB 9000, которые не только производят прессование тюков и их
обвязку, но и определяют одновременно количество упакованного корма (прикрепляют бирку-чип с указанием влажности, сроков уборки и других показателей). Система нанесения этикеток на рулоны или тюки позволяет идентифицировать каждый рулон или тюк.
Терминал управления Beta и ISOBUS-терминал CCI 200 пресс-подборщиков KRONE обеспечивают индикацию диаметра формируемого рулона, автоматическое или ручное начало процесса его обматывания сеткой или обвязки шпагатом, настройку и контроль числа обмоток, количество спрессованных рулонов и вызов функций клапанов и датчиков. Возможность подключения к терминалам джойстика (AUX) и камеры создает высокий уровень комфорта при управлении пресс-подборщиком.
Выводы
Анализ конструкций современных рулонных пресс-подборщиков, выпускаемых ведущими мировыми производителями кормоуборочной техники, показал, что исследования по повышению эффективности работы машин ведутся постоянно. Ежегодно производятся новые, более совершенные модели пресс-подборщиков.
Особое внимание уделяется совершенствованию конструкций прессовальных камер, так как от режимов формирования рулонов в значительной степени зависит эффективность их работы и качество производимых кормов. Одной из важнейших задач сегодня является проведение дальнейших исследований по повышению плотности и
равномерности прессования растительной массы по сечению формируемых рулонов.
Современным пресс-подборщикам присуще большое разнообразие выпускаемых моделей, отличающихся друг от друга не только конструктивными особенностями основных механизмов и режимами формирования рулонов, но и производительностью машин и энергоемкостью процессов прессования. Новые тенденции в развитии машин вносят изменения и в существующие классификации пресс-подборщиков, так как в их конструкциях появляются все новые элементы и автоматизированные системы контроля и
управления. Выбор конкретных моделей пресс-подборщиков для определенных условий хозяйствования зависит, прежде всего, от природно-климатических условий региона, видов и объемов заготавливаемых кормов, а также от финансовых возможностей сельскохозяйственных предприятий. Однако необходимо помнить, что погодные условия и производственные программы могут меняться, а эффективным окажется выбор такого пресс-подборщика, который позволит гибко реагировать на изменяющиеся условия и при этом будет надежным в работе и качественно выполнять технологический процесс.
Библиографический список
1. Инновационные технологии заготовки высококачественных кормов: науч. аналит. обзор / В.Ф. Федоренко, С.Н. Сапожников, В.М. Косолапов и др. - М.: ФГБНУ «Росинформа-гротех», 2017. - 199 с.
2. Кокунова И.В. К вопросу повышения качества сенажа, заготавливаемого в сложных погодно-климатических условиях / И.В. Кокунова, А.А. Жуков, М.Г. Подчекаев // Вестник КрасГАУ. - 2019. - №1. - С.51-55.
3. Кокунова И.В. Повышение плотности и равномерности прессования сенажных рулонов / И.В. Кокунова, Е.В. Смирнов // Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования: сб. науч. тр. междунар. науч.-практ. конф. - СПб.: Изд-во СПб ГАУ, 2016. -С.395-398.
4. Производство грубых кормов. В 2-х книгах / под общ. ред. Д. Шпаара. - Торжок: ООО «Вариант», 2002. - Кн. 1. - 360 с.
5. Салеев Ф.И. Совершенствование прессовальной камеры рулонного пресс-подборщика / Ф.И. Салеев, О.А. Лавренов // Новая наука: Современное состояние и пути развития. - 2015. - №4-1. - С.88-91.
6. Эффективность использования различных моделей рулонных пресс-подборщиков на заготовке сенажа / А.В. Орлянский, И.А. Орлянская, С.Н. Капов и др. // Вестник аграрной науки Дона. - 2018. - Т.4, №44. - С.86-90.
7. CLAAS. ROLLANT 520 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.claas.ru/produktsiya/pressy/rollant520, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. рус.
8. KRONE. Рулонные пресс-подборщики [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.krone-rus.ru/p%D 1%83%D 1%81 %D 1%81 %D0%BA%D0%B 8%D0%B9/katalog-produkcii/rulonnye-press-podborshchiki/, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. рус.
E-mail: i.kokunova@yandex.ru
182112 Псковская область, г. Великие Луки, пр. Ленина д. 2, ФГБОУ ВО Великолукская ГСХА
Тел.(81153) 7-16-22
