CC BY
21
ПРОЦЕССЫ И МАШИНЫ АГРОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ PROCESSES AND MACHINERY OF AGRO-ENGINEERING SYSTEMS
УДК 631.354.2 DOI: 10.24411/1999-6837-2018-13066
ГРНТИ 68.85.87
Канделя М.В., канд. техн. наук, профессор, заслуженный машиностроитель РФ, Приамурский государственный университет им. Шолом-Алейхема, Канделя Н.М., канд. техн. наук, доцент,
заместитель Председателя Правительства Еврейской автономной области, г. Биробиджан, Еврейская автономная область, Россия; Липкань А.В., ст. науч. сотр.,
Дальневосточный научно-исследовательский институт механизации
и электрификации сельского хозяйства,
Самуйло В.В., д-р техн. наук, профессор,
Дальневосточный государственный аграрный университет,
г. Благовещенск, Амурская область, Россия
E-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected];
[email protected]; [email protected]
КОМБАЙН САМОХОДНЫЙ ГУСЕНИЧНЫЙ ЗЕРНОУБОРОЧНЫЙ
© Канделя М.В., Канделя Н.М., Липкань А.В., Самуйло В.В., 2018
В статье рассмотрен вариант запатентованной конструкции комбайна самоходного гусеничного зерноуборочного с бункером для сбора зерна, установленном на раме гусеничной тележки - под решетным станом очистки молотилки, по центру тяжести комбайна. Основание стрясной доски выполнено по конхоиде Никомеда. На скатной доске решетного стана очистки молотилки снизу шарнирно закреплена с возможностью регулировки положения легкая прутковая решетка с поперечными пластинами, расположенными друг от друга на расстоянии, равном амплитуде колебания решетного стана очистки молотилки.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ЗЕРНОУБОРОЧНЫЙ КОМБАЙН, СТРЯСНАЯ ДОСКА, РЕШЕТНЫЙ СТАН, ОЧИСТКА МОЛОТИЛКИ, АМПЛИТУДА КОЛЕБАНИЯ, БУНКЕР ДЛЯ СБОРА ЗЕРНА, ЭЛЕВАТОРЫ.
UDC 631.354.2 DOI: 10.24411/1999-6837-2018-13066
Kandelya M.V., Cand. Tech. Sci., Professor, Honored Engineering Worker of the Russian Federation,
Priamurskiy State University Named after Sholom Aleichem», Candelya N.M., Cand. Tech. Sci., Associate Professor, Vice-Chairman of the Government of Jewish Autonomous Region, Birobidzhan, Jewish Autonomous Region, Russia; Lipkan A.V., Senior Research Worker,
Far East Research Institute of Mechanization and Electrification of Agriculture; Samuilo V.V., Dr Tech. Sci., Professor, Far Eastern State Agrarian University, Blagoveshchensk, Amur region Russia;
E-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]
CATERPILLAR COMBINE HARVESTER
The article considers the variant of the patented design of the self-propelled caterpillar combine harvester with grain tank, mounted on the frame of the caterpillar truck - under the
thrasher cleaning sieve boot, in the center of gravity of the harvester.
The base of shuttle board is made in accordance with Nicomed conchoid. The bottom of the ramp of the thrasher cleaning sieve boot has a light rod lattice frame (pivotally connected and adjustable) with transverse plates spaced by a distance equal to the amplitude of the oscillation of the thrasher cleaning sieve boot
KEY WORDS: COMBINE HARVESTER, SHUTTLE BOARD, SIEVE BOOT, AMPLITUDE OF OSCILLATION, GRAIN TANK, GRAIN-ELEVATORS.
Главной машиной в уборочном процессе является комбайн. С энергетической точки зрения современные зерноуборочные комбайны крайне неэффективны - на бесполезную деформацию и перемещение соломы расходуется 7080% энергии.
В этой статье мы рассмотрим неэффективность компоновочной схемы комбайна. Если на заре создания комбайнов «СК-3», «Нивы» и «Сибиряк» емкость бункера была 1,8; 2,3 и 3м3, а у «Енисея-1200» -4,5м3[1-3], то у современных зерноуборочных комбайнов, например, John Deere 9870, Lexion 760/760 Terra Trac Claas и New Holland CR10.90 она составляет 10,6; 12 и 14,5 м3. Отечественные силовые моторные установки начинались с мощности 65 л.с., а сегодня номинальная мощность двигателей упомянутых выше современных комбайнов достигает 480, 530 и 652 л.с., а максимальная мощность - и того более.
Как бункер, так и моторные силовые установки расположены на высоте 3-4метра. Одно дело, когда 2 тонны создают маховые моменты на данной высоте и совсем другое, когда 8-10 тонн и более. Только на усиление элементов конструкции молотилки необходим дополнительный металл, который увеличивает вес всего комбайна. Сегодня эксплуатационный вес комбайнов достигает 30 и более тонн (российские комбайны TORUM, RSM-161 и другие зарубежные комбайны - John Deere 9870, Lexion 760/760 Terra Trac Claas и New Holland CR10.90).
Цель работы:
1) повысить устойчивость комбайна;
2) улучшить процесс подготовки вороха на стрясной доске;
3) снизить дробление зерна;
4) улучшить качество распределения зерна в бункере;
5) повысить проходимость комбайна и снизить уровень техногенного механического воздействия на почву;
6) уменьшить конструктивную массу комбайна, а за счет этого увеличить полезный объем бункера для сбора зерна.
Данная цель достигается тем, что бункер для сбора зерна установлен на раме гусеничной тележки под решетным станом очистки молотилки по центру тяжести комбайна.
Известны рисозерноуборочные комбайны на гусеничном ходу СКД-5Р, СКД-6Р «Сибиряк», «Енисей-1200Р»[1-3], содержащие жатку с наклонной камерой, двухбарабанное молотильное устройство с промежуточным битером, сепарирующей решеткой и отбойным битером, очистку молотилки с клавишами соломотряса, вентилятором, стрясной доской, решетным станом, зерновым и колосовым элеваторами, бункер для сбора зерна с выгрузным устройством, расположенный сверху - на крыше молотилки, пульт управления с кабиной и моторную установку, также размещенную сверху, - на крыше молотилки.
Существенные недостатки рисозер-ноуборочного комбайна на гусеничном ходу СКД-6Р «Сибиряк», «Енисей-1200Р»:
1) комбайн неустойчив из-за расположения бункера для сбора зерна и моторной установки сверху - на крыше молотилки комбайна;
2) недостаточен путь прохождения вороха по стрясной доске с целью подготовки его для обработки воздушной струей вентилятора, так как двухбарабан-
ное молотильное устройство склонно более мелко измельчать продукт, образуя в ворохе повышенное содержание мелких частиц;
3) бункер для сбора зерна находится сверху - на крыше молотилки комбайна и для транспортирования зерна в бункер применяются зерновой элеватор, шнек зерновой и шнек распределительный бункера, что дополнительно приводит к травмированию зерна;
4) распределительный шнек бункера не способствует качественному разравниванию зерна в бункере, при заполненном бункере углы его всегда пустые.
Комбайн самоходный гусеничный зерноуборочный [4] содержит (рис. 1) жатку 1 с наклонной камерой 2, двухба-рабанное молотильное устройство 3 с подбарабаньями 4, двумя промежуточными битерами 5, сепарирующей решеткой 6 и отбойным битером 7, очистку молотилки с клавишами соломотряса 8, вен-
тилятором 9, стрясной доской 10, решетным станом 11 со скатной доской 12, элеватор 13 для транспортирования недомо-лоченных колосков, бункер 14 для сбора зерна с выгрузным устройством: шнек горизонтальный 15, элеватор 16 и шнек наклонный 17 с приводом, например, от гидромотора 18; половонабиватель19, измельчитель - разбрасыватель соломы 20, пульт управления 21 с кабиной 22 и моторную установку 23, смонтированные на раме 24 тележки гусеничной 25 преимущественно на резиноармированных гусеницах 26.
Бункер 14 для сбора зерна также установлен на раме 24 тележки гусеничной 25 под решетным станом 11 и отцентрирован по вертикали, проходящей через центр тяжести комбайна.
Основание стрясной доски 10 (рис. 2) выполнено по конхоиде Никомеда, полученной при увеличении радиуса-вектора каждой точки данной кривой на один и тот же отрезок:
Рис. 1. Схема предлагаемого комбайна самоходного гусеничного зерноуборочного, вид слева
ь
г =
± а
еоэ^
где г - радиус-вектора; ф - угол поворота радиуса-вектора, <ш» и «Ь» - заданные отрезки постоянной длины, при этом «Ь» > ш».
На стрясной доске 12 решетного стана 11 очистки молотилки снизу шар-нирно закреплена с возможностью регулировки положения легкая, например, прутковая решетка 27 с поперечными пластинами 28, расположенными друг от
друга на расстоянии «С», равном амплитуде колебания решетного стана очистки молотилки.
При движении комбайна жатка 1 (рис. 1) срезает стебли зерновой культуры и подает их в наклонную камеру 2,
которая транспортирует хлебную массу к двухбарабанному молотильному устройству 3 с подбарабаньями 4, двумя промежуточными битерами 5 и сепарирующей решеткой 6 - здесь хлебная масса обмолачивается.
Затем соломистая масса поступает к отбойному битеру 7 и направляется на клавиши соломотряса 8, где освобожда-
ется от свободного зерна, легких примесей и поступает к измельчителю-разбрасывателю соломы 20, который измельчает солому и равномерно разбрасывает ее по полю.
Отсеянное при обмолоте зерно и мелкие примеси через подбарабанья 4 и сепарирующую решетку 6 проваливается на стрясную доску 10.
Рис. 2. Фрагмент схемы комбайна самоходного гусеничного зерноуборочного, вид слева
Благодаря сложному возвратно-поступательному движению стрясной доски 10 ворох движется в направлении решет стрясной доски 10 и решетного стана 11. Вентилятором 9 легкие примеси выдуваются и направляются к полонаби-вателю 19, который удаляет их за предел молотилки.
Отделившееся от вороха зерно проваливается через решето решетного стана 11 и по скатной доске 12 поступает в бункер 14 для сбора зерна, который установлен на раме 24 тележки гусеничной 25 под решетным станом 11 по центру тяжести комбайна.
По мере наполнения бункера 14 для сбора зерна легкая, например, прутковая решетка 27 с поперечными пластинами 28, расположенными друг от друга на расстоянии «С» (рис. 2), равном амплитуде колебания решетного стана 11 с возможностью регулировки ее положения, будет распределять зерно в бункере 14 для сбора зерна.
Проваливающиеся через решето стрясной доски 10 недомолоченные колоски поступают к элеватору 13 для транспортирования их к домолачивающему устройству (не показано), либо к двухбарабанному устройству 3 для повторного обмола.
Привод рабочих органов комбайна осуществляется с помощью моторной установки 23 (рис. 1), также установленной на раме 24 тележки гусеничной 25 преимущественно на резиноармирован-ных гусеницах 26, внизу под молотилкой комбайна.
Управление комбайном осуществляется из кабины 22 с помощью пульта управления 21.
Выгрузка заполненного зерном бункера 14 (рис. 3,а) осуществляется с помощью горизонтального шнека 15, элеватора 16 и наклонного шнека 17, приводимых в действие с помощью, например, гидромоторов 18.
а)
б)
Рис. 3. Фрагмент схемы комбайна самоходного гусеничного зерноуборочного, вид А на рис. 2: а) -техническое решение бункера с выгрузным устройством по патенту РФ № 2449529;
б) - то же по патенту РФ № 2460270
Как вариант, предложено запатентованное техническое решение [5] бункера 14 (рис. 3,б), отличительной особенностью которого является, что он выполнен отдельно от выгрузного устройства 17 и
установлен на тензодатчиках 18. Тензо-усилитель датчиков 18 с показательным устройством выведен на пульт управления. Бункер 14 для сбора зерна в нижней своей части имеет люк 22 с устройством
23 для его открывания и закрывания. Вы- 3) снизить дробление зерна в бункере
грузное устройство имеет загрузочную за счет исключения из конструкции ком-емкость 24, которая располагается напро- байна элеватора зернового, шнека зерно-тив люка 22 и не соприкасается с ним. вого и распределительного шнека бун-При работе комбайна снижается процент кера;
повреждения зерна при выгрузке и обес- 4) улучшить процесс заполнения
печивается возможность определения зерна в бункере за счет применения лег-массы намолоченного и выгруженного из кой прутковой решетки с поперечными бункера 14 зерна. планками;
Использование предлагаемого ком- 5) улучшить проходимость комбайна
байна самоходного гусеничного зерно- и уменьшить техногенное воздействие на уборочного позволит: почву за счет снижения общего центра
1) повысить устойчивость комбайна тяжести и равномерного распределения за счет снижения его общего центра тя- массы комбайна по опорам (кареткам); жести в результате размещения бункера 6) снизить конструктивную массу для сбора зерна и моторной установки комбайна за счет исключения из кон-внизу под молотилкой комбайна; струкции комбайна элеватора зернового,
2) улучшить процесс подготовки во- шнека зернового и распределительного роха на стрясной доске за счет увеличе- шнека бункера, а за счет этого увеличить ния его пути при тех же параметрах полезный объем бункера для сбора зерна. стрясной доски;
Библиографический список
1. Самоходный рисо-зерноуборочный комбайн на гусеничном ходу СКД 5Р. Руководство по эксплуатации / СССР, В/О «Трактороэкспорт».-Москва: Внешторгиздат. - 82 с.
2. Самоходный рисозерноуборочный комбайн «Енисей-1200». Техническое описание и инструкция по эксплуатации / СССР. - М.:
3. Емельянов, А.М.Гусеничные зерно- и кормоуборочные комбайны (основы теории и конструктивно-технологические устройства): монография / А.М. Емельянов [и др.]. - Благовещенск: Издательство ДальГАУ, 2013. - 285 с.
4. Комбайн самоходный гусеничный зерноуборочный : пат. № 2449529, Рос. Федерация: МПК A01D41/02 / И.В. Бумбар, А.М. Емельянов, М.В. Канделя, Н.М. Канделя, В.Н. Рябченко, П.А. Шилько, С.В. Щитов; заявитель и патентообладатель: ФГОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет»; заявка 2010121790/13, заявл. 28.05.2010;опубл.10.05.2012, Бюл. № 13.
5. Комбайн самоходный гусеничный зерноуборочный : пат. № 2460270, Рос. Федерация: МПК A01D 41/02 / М.В. Канделя, Н.М. Канделя, П.А.,В.И. Лазарев, В.В. Масюк, В.Н. Рябченко, П.А. Шилько / заявитель и патентообладатель: ЗАО ПО «Дальсельмаш»; заявка 2010136470/13, заявл. 30.08.2010; опубл. 10.09.2012, Бюл. № 25.
Reference
1. Samokhodnyi riso-zernouborochnyi kombain na gusenichnom khodu SKD 5R. Rukovodstvo po eksplu-atatsii [Tekst] (Caterpillar Rice-Grain Combine SKD 5P. User's Manual [Text] ), SSSR, V/O «Traktoroek-sport»,Moskva, Vneshtorgizdat, 82 p.
2. Samokhodnyi risozernouborochnyi kombain «Enisei-1200». Tekhnicheskoe opisanie i instruktsiya po ek-spluatatsii [Tekst] (Self-Propelled Rice-Grain Combine Enisey-1200. Technical Description and User's Manual, SSSR, M.:
3. Emel'yanov, A.M.Gusenichnye zerno- i kormouborochnye kombainy (osnovy teorii i konstruktivno-tekhnologicheskie ustroistva): monografiya[Tekst] (Caterpillar Grain and Forage Combines (Bases of Theory and Technological Devices) Monograph [Text]), A.M. Emel'yanov[i dr.], Blagoveshchensk, Izdatel'stvo DalGAU, 2013, 285 p.
4. Kombain samokhodnyi gusenichnyi zernouborochnyi [Tekst]: pat. № 2449529, Ros. Federatsiya: MPK A01D41/02 / (Caterpillar Combine Harvester [Text]: pat. №2449529, Russian Federation: MPK A01D41/02/), I.V. Bumbar, A.M. Emel'yanov, M.V. Kandelya, N.M. Kandelya, V.N. Ryabchenko, P.A. Shil'ko, S.V. Shchitov, zayavitel' i patentoobladatel': FGOU VPO «Dal'nevostochnyi gosudarstvennyi agrarnyi universitet», zayavka 2010121790/13, zayavl. 28.05.2010,opubl.10.05.2012, Byul. № 13.
5. Kombain samokhodnyi gusenichnyi zernouborochnyi[Tekst]: pat. № 2460270, Ros. Federatsiya: M PK A01D 41/02 (Caterpillar Combine Harvester [Text]: pat. №2460270, Russian Federation: MPK A01D41/02), M.V. Kandelya, N.M. Kandelya, P.A.,V.I. Lazarev, V.V. Masyuk, V.N. Ryabchenko, P.A. Shil'ko, zayavitel' i patentoobladatel': ZAO PO «Dal'sel'mash», zayavka 2010136470/13, zayavl. 30.08.2010, opubl. 10.09.2012, Byul. № 25.
