CC BY
14УДК. 631.354:631.819
НОВОЕ В КОНСТРУКЦИИ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПОДБОРА ВАЛКОВ
Шабанов Н. П., кандидат технических наук, доцент;
Ена В. Д., кандидат технических наук, доцент;
Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского»
Подборщики валков однобарабан-ного и транспортерного типов, которые используются при двухфазной уборке сельскохозяйственных культур, несовершенны и имеют существенные недостатки. Поиск новых конструктивных схем подобных устройств показал, что применение подборщиков с двумя барабанами увеличивает надежность и производительность процесса.
Ключевые слова: двухфазная уборка, валки, подборщики.
THE NEW IN WINDOW PICK-UP FACILITY CONSTRUCTION
Shabanov N. P., Candidate of Technical Sciences, Associate Professor; Ena V. D., Candidate of Technical Sciences, Associate Professor; Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University»
Window pick-up of single-drum and carrier type, which are usedfor two-phase crop species harvesting, are imperfect and have considerable minuses. Search of new construction pattents of similar devices showed that using window pickup with two drums could increase the process reliability and efficiency.
Keywords: two-phase harvesting, swath, window pick-up.
Введение. На сегодняшний день значительную часть сельскохозяйственных культур (зерновые, кормовые, эфиромасличные, лекарственные и др.) убирают двухфазным способом. Первая фаза уборки включает скашивание растений и укладку их в валок. Вторая - подбор валков в комбайн, переработку (измельчение, обмолот, сепарацию, уплотнение и т.п.) растительной массы и её погрузку в транспортное средство. Если первую фазу уборки выполняют косилками или жатками, то вторую фазу обеспечивают подборщики.
Несмотря на высокую надежность процесса подбора валков современные подборщики имеют существенные недостатки. Чтобы избавится от недостатков существующих подборщиков, повысить качество и производительность процесса подбора валков, необходимо разрабатывать и внедрять новые технологические схемы и конструкции этих устройств.
Материал и методы исследований. Целью работы было определение новых вариантов конструктивных схем подборщиков валков для двухфазной уборки сельскохозяйственных культур с более высокими технико-экономическими показателями.
В настоящее время в аграрном производстве распространение получили два вида подборщиков - барабанного (универсальный подборщик 54-102 и его аналоги) и транспортерного типа (полотенно-транспортерный ППТ-3А, платформы-подборщики для комбайнов и другие устройства).
Подборщик барабанного типа представляет собой барабан (рис. 1а), в котором являются активными только пальцы 1. Они осуществляют движение по заданной траектории (рис. 1б) и имеют наиболее оптимальный угол наклона а для подъёма валка.
Преимущество барабанного подборщика: небольшие габариты и относительно небольшая масса, что упрощает транспортировку и монтаж устройства на любые типы машин.
Недостатки данного устройства:
1. Рабочие поверхности барабана (пластинчатые скаты 2 между активными пальцами 1) при его работе остаются неподвижными, это создает дополнительное сопротивление (трение) для стебельной массы, которая по ней движется.
2. Сложная траектория движения и внутренняя конструкция барабана ограничивают скорость перемещения его пальцев (по сравнению с простым барабаном). Поэтому максимальная допустимая поступательная скорость подборщика незначительная - не превышает 5...8 км/ч (это не способствует высокой производительности комбайна), к тому же полностью изготовить такое устройство в условиях хозяйства не представляется возможным.
3. При несоответствии скорости движения пальцев и поступательной скорости уборочной машины происходит или скапливание массы перед машиной (при завышенной скорости), или растягивание валка (при замедленной скорости) на составляющие и выброс стеблей за пределы устройства, что приводит к их потерям.
4. Воздействие на валок и его подъём происходит только за счет активности пальцев. Пассивные скатные пластины между пальцами тормозят и растягивают массу. В результате нарушается целостность перемещаемого валка, а созревшие семена вымолачиваются из соцветий и осыпаются на поле.
С учетом перечисленных недостатков подборщики барабанного типа используются для уборки исключительно кормовых культур - трав и листосте-бельной массы, поэтому они устанавливаются на машинах типа: подборщик сена ТПФ 45-01, пресс-подборщик рулонный ПРЛ-150, пресс подборщик тю-ковый ПРП 1,6, кормоуборочный комбайн RSM-1401 и др.
Подборщики транспортерного типа (рис. 2а) представляют собой полотняный 1 транспортер с закрепленными на его поверхности подпружиненными сдвоенными пальцами 2. Транспортер наклонен в сторону валка под углом р. Пальцы при движении устройства (рис. 2а) подхватывают снизу валок и укладывают его на движущее полотно 1 транспортера. В результате перемещение валка происходит равномерно.
Рис. 1. Подборщик барабанного типа: а - общий вид; б - технологическая схема;
1 - пальцы; 2 - кольцо - скат.
Рис. 2. Подборщик барабанного типа: а - общий вид; б - технологическая схема; 1 - пальцы; 2 - кольцо - скат; 3 - ветровой щит.
Преимущества:
1. Воздействуют на валок всей поверхностью транспортера.
2. Имеют достаточное количество регулировок для подбора валков с разными свойствами.
3. Простая конструкция и не сложное её обслуживание.
Недостатки транспортерного подборщика:
1. При несогласовании режима работы транспортера и движения комбайна нарушается технологический процесс:
• при большой скорости транспортера нарушается целостность валка, он растягивается на порции и часть стеблей забрасывается пальцами за ветровой щит 3 (см. рис. 2а);
• при недостаточной скорости транспортера валок перед ним накапливается и часть его остаётся в поле - теряется.
2. Ременной материал транспортера не долговечен и требует постоянной регулировки по натяжению или замены всего полотна.
3. При увеличении скорости свыше 2,5 м/с полотно начинает проскальзывать на ведущем и ведомом валах и заметно изнашиваться.
4. При сильном (более 10 м/с), особенно боковом ветре процесс подбора нарушается и потери резко возрастают: при подъеме поток воздуха сносит валок с рабочей поверхности транспортера, стебли с соцветиями (колосками) выбрасывает за боковины или ветровой щит.
Несмотря на перечисленные недостатки качество работы подборщика транспортерного типа достаточно высокое, в связи с чем их используют при двухфазной уборке зерновых культур и устанавливают на комбайны в виде съемных адаптеров: платформы-подборщика ПДЕ-3,4, платформы-подборщика ПВНС-3,4, платформы-подборщика Swa Рюк-340, платформы-подборщика КЗС 9.1.20 и т.п.
Результаты и обсуждение. Следствием из вышеизложенного является разработка и проектирование новых устройств, имеющих более высокие показатели по надежности, производительности и качеству выполняемой операции.
Поисковые исследования, проведенные в Крымском агротехнологическом университете (в настоящее время: «Академия биоресурсов и природопользования», показали, что альтернативой существующим подборщикам валков может быть устройство двухбарабанного типа (рис. 3а.). Его схема аналогична двухба-рабанному очесывающему устройству для обмолота растений на корню [1, 2, 3]. Предлагаемый вариант (рис. 3б) представляет собой камеру 3 с двумя барабанами 1 и 2, на которых закреплены по шесть рядов пальцев. Нижняя часть камеры под барабанами открыта для приёма валка. Пальцы барабанов вращаются навстречу друг другу, создавая в рабочей зоне всасывающий воздушный поток. При этом первый барабан 1 располагается выше второго 2, чтобы валок мог пройти под его кожухом до соприкосновения с пальцами второго барабана 2.
При движении установки пальцы второго барабана 2 подхватывают валок и забрасывают его на шнек 5, который расположен за барабанами. Гарантированную траекторию передачи стебельной массы от второго барабана по верхней внутренней криволинейной поверхности камеры 3 на шнек 5 обеспечивают пальцы первого барабана за счет своей рабочей поверхности и образованного воздушного потока.
Рис. 3. Подборщик двухбарабанного типа: а - общий вид подборщика в агрегате с комбайном СК-5М «Нива»; б - принципиальная схема двухбарабанного камерного подборщика; 1 - первый барабан (отражатель); 2 - второй барабан (рабочий); 3 - камера; 4 - жалюзи для выхода воздушного потока; 5 - шнек;
6 - опорные лыжи; 5 - шнек; 7 - ветровой щит.
Опыты проводились в производственных условиях на уборке риса в с. Пшеничное, Нижнегорского района Республики Крым. Валки были уложены жаткой, навешенной на рисоуборочный комбайн «Енисей - 1200Р». Ширина валков - 1,6...1,7 высота - 0,25...0,3 м, погонная масса - 3...4 кг/м. В качестве подборщика было использовано двухбарабанное очесывающее устройство в агрегате с комбайном СК-5М «Нива». Частота вращения барабанов 400 об./мин., диаметр по концам пальцев - 700 мм. Влажность почвы позволяла комбайну двигаться по чеку на пневмоходу.
Поисковые исследования показали, что процесс подбора валков двухбара-банным камерным подборщиком протекает стабильно независимо от рабочей скорости установки.
Были отмечены следующие положительные стороны двухбарабанного подборщика:
1. Универсальность устройства (по функциям и возможности убирать разные культуры).
2. Подъём валка и его передача на шнек обеспечивается воздействием на него не только пальцев гребенок, но и всей вращающейся поверхностью барабанов.
3. Вращающиеся барабаны дополнительно к механическому воздействию на стебельную массу создают всасывающий воздушный поток (4...6 м/с), который также способствует подъему и перемещению валка в рабочую зону устройства.
4. Широкий диапазон частоты вращения барабанов обеспечивает максимальные значения поступательной скорости (свыше 10 км/ч) уборочного агрегата, а значит и высокую производительность.
5. В устройстве нет быстроизнашиваемых деталей и узлов, а значит данное приспособление надежно, долговечно и не требует специального обслуживания.
6. Зона подбора валка закрыта камерой, которая защищает процесс от ветра и предотвращает выдувания стеблей за пределы установки (боковые стенки и ветровой щит 7).
7. «Дополнительный» - передний барабан обеспечивает улавливание и перенаправление на шнек тех стеблей, которые отражаются в его сторону от основного - второго барабана. Таким образом, передний барабан предотвращает возможные выпадения (потери) стеблей из рабочей зоны устройства.
Выводы. 1. Поисковые опыты показали, что новый вариант подборщика двухбарабанного камерного типа может быть перспективной заменой существующим устройствам: по надежности, производительности и качеству выполнения процесса. 2. Важно отметить что, двухбарабанное гребенчатое устройство может использоваться для двух разных операций: для уборки растений очесом на корню и как приспособление для подбора валков при двухфазной технологии уборки. Универсальность, а значит и востребованность такого устройства высокая. 3. Последующие шаги исследований - оптимизация конструктивных параметров выбранного устройства: размеров и взаимного расположения барабанов, их режимов работы, вида, формы и материалов гребенок (пальцев), характеристики камеры и т.д. 4. Положительные результаты опытов с двухбарабанным подборщиком подводят к необходимости проведения дополнительных поисковых исследований с более простым вариантом камерного подборщика - однобарабанным.
Список использованных источников:
1. Шабанов П. А., Шабанов Н. П. Состояние и пути развития способа уборки зерновых культур на корню. Научные труды Крымского государственного агротехнологического университета. - Симферополь, 2002. -Вып. 68. - С. 215.
2. Шабанов П. А., Шабанов Н. П., Машков А. М. Современный уровень развития способа уборки зерновых
References:
1. Shabanov P. A., Shabanov N. P. The state and the development of a method of harvesting of grain crops on the vine. Proceedings of the Crimean State University Agrotechnological. -Simferopol, 2002. - Ed. 68. - P. 215.
2. Shabanov P. A., Shabanov N. P. Mashkov A. M. The present level of development of the method of cleaning crops growing. Collection of scientific
культур на корню Сборник научных трудов Таврической государственной агротехнической академии. - Мелитополь, 2003. - 237 с.
3. Шабанов Н. П., Ена В. Д., Шабанов А. И. Состояние, проблемы и направления дальнейшего развития обмолота растений на корню Сборник научных трудов Южного филиала «Крымский агротехнологический университет» Национальной академии Украины. Технические науки. -Симферополь, 2008. - Вып. 113. -С. 83-91
Сведения об авторах:
Шабанов Николай Петрович -кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры технические системы в агробизнесе Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», e-mail: schabanovn@mail.ru, п. Аграрное, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского».
Ена Владимир Дмитриевич - кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры технические системы в агробизнесе Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», e-mail: voven777@bigmir.net, п. Аграрное, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского».
works of Taurian state agrotechnical academy. - Melitopol, 2003. - 237 p.
3. Shabanov. N. P., Ena V. D. Sha-banov A. I. State, problems and future development direction of the threshing plant on the vine collection of scientific works of the Southern branch «Crimean Agriculture technology University» of the National Academy of Ukraine. Technical science. - Simferopol, 2008. - Ed. 113. - P. 83-91.
Information about the authors:
Shabanov Nikolay Petrovich - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Assistant Professor of engineering systems in agribusiness Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University» e-mail: schabanovn@mail.ru, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University» Simferopol, Agrarnoe;
Ena Vladimir Dmitrievich - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Assistant Professor of engineering systems in agribusiness Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University» e-mail: voven777@bigmir.net, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University» Simferopol, Agrarnoe.
