CC BY
38
Результаты производственной проверки прямого комбайнирования с высоким срезом зерновых культур
А.П. Ловчиков, д.т.н., профессор, В.П. Ловчиков, к.т.н, Ш.С. Иксанов, аспирант, О.С. Шагин, магистрант, ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ
Повышение эффективности уборки зерновых культур прямым комбайнированием является актуальной проблемой. Одним из способов успешного решения этой проблемы является уменьшение со-ломистости хлебной массы во время скашивания за счёт изменения соотношения зерна и соломы по массе посредством высоты среза стеблей [1, 2].
Материал и методы исследования. Исследование было проведено с целью определения потерь зерна колосом за жаткой при прямом комбайнировании зерновых на различных скоростях движения и высотах среза стеблей. В процессе исследования были поставлены следующие задачи: установить изменение потерь зерна колосом за жаткой комбайна в зависимости от скорости движения и высоты среза хлебной массы; провести анализ результатов производственной проверки прямого комбайнирования зерновых с высоким срезом стеблей.
Изучали потери зерна пшеницы сортов Челябинская 2 и Омская 36 на полях ООО «Совхоз «Акбашевский» и ООО «Песчаное» Челябинской области.
Исследование базировалось на общепринятых методических положениях по испытанию зерноуборочных комбайнов [3, 4], на основе которых
получены эксплуатационно-технологические показатели эффективности использования комбайнов. Экспериментальные данные в последующем обрабатывались методами теории вероятности.
Результаты исследования. В ходе производственной проверки прямого комбайнирования зерновых культур при различной скорости и высоте скашивания использовались комбайны, технические характеристики которых указаны в таблице 1.
Агробиологическая характеристика зерновых культур отражена в таблицах 2 и 3. По данным таблиц видно, что хлебостой пшеницы во время производственной проверки характеризовался пониклостью, которая изменялась от 0,82 до 0,96 в зависимости от условий проведения производственной проверки. При этом в стеблестое хлебной массы преобладает диапазон 0,7—0,8 м и 0,8—0,9 (вероятность события 54 и 38% соответственно).
Производственная проверка прямого ком-байнирования зерновых комбайнами РСМ-101 «Вектор-410» + жатка 6,0 м показала, что с увеличением скорости движения машины потери зерна срезанным колосом возрастают (табл. 2), что характерно и для случая увеличения высоты среза стеблей (табл. 3).
В результате проверки установлено, что, независимо от модели зерноуборочного комбайна, с повышением их рабочей скорости комбайнирования и высоты среза стеблей наблюдался рост потерь зерна колосом за жаткой (табл. 2, 3).
1. Технические характеристики комбайнов
Показатель Комбайн
РСМ-101 «Вектор-410» John Deere S9500
Мощность двигателя, кВт 154 158
Тип молотильного аппарата классический, однобарабанный классический, однобарабанный
Тип измельчителя-разбрасывателя соломы измельчающий барабан и направляющие дефлекторы измельчающий барабан и направляющие дефлекторы
Ширина захвата жатки, м 6,0 6,7
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%)
Высота среза, м Скорость комбайна, м/с
1,4 1,9 2,5
потери зерна колосом
г % г % г %
комбайн РСМ-101 «Вектор-410»
0,15 0,25 0,30 0,52 0,69 0,90 0,24 0,35 0,45 0,57 0,80 0,84 0,29 0,40 0,42 0,80 0,82 0,88 0,40 0,43 0,44
2. Потери зерна за комбайном РСМ-101 «Вектор-410» при прямом комбайнировании с высоким срезом зерновых культур
Данные таблицы 2 свидетельствуют, что при повышении высоты скашивания пшеницы и образовании стерни высотой от 0,15 до 0,30 м при постоянной рабочей скорости движения комбайна «Вектор-410», равной 1,4 м/с (5,0 км/ч), наблюдался рост потерь зерна колосом за жаткой до 0,45%, которые находились в агротехнически допустимых пределах (1,0% за жаткой). С увеличением рабочей скорости движения комбайна РСМ-101 «Вектор-410» с 1,4 до 2,5 м/с (9,0 км/ч) просматривалась тенденция роста потерь зерна колосом за жаткой до 0,44%.
Данные таблицы 3 показывают, что с увеличением высоты стерни с 0,15 до 0,30 м (т.е. высоты скашивания пшеницы Омская 36) интенсивность прироста потерь зерна за жаткой комбайна John Deere S9500 составляла 4,3—10,0%. С повышением рабочей скорости движения комбайна John Deere S9500 с 1,4 до 2,5 м/с интенсивность прироста потерь зерна колосом за жаткой была равна 73,5—75,0%. Однако, несмотря на данный факт, потери зерна колосом за жаткой не превышали агродопустимые значения.
Причина роста абсолютных значений потерь зерна колосом за жаткой комбайна РСМ-101 «Вектор-410», в отличие от комбайна John Deere S9500, при прямом комбайнировании пшеницы объясняется тем, что в первом случае скашивание хлебной массы осуществлялось с большой величиной
пониклости стеблестоя (коэффициент пониклости в первом случае равен 0,82, во втором случае — 0,96).
Сопоставление данных таблиц 2 и 3 позволяет сделать вывод о том, что фактор рабочей скорости движения комбайна оказывает более весомое влияние на образование потерь зерна колосом за жаткой, нежели увеличение высоты скашивания зерновых культур.
В ходе производственной проверки прямого комбайнирования зерновых культур с высоким срезом стеблей была осуществлена агротехническая оценка бункерного зерна.
Данные таблицы 4 позволяют утверждать, что с повышением высоты скашивания пшеницы и образованием стерни высотой от 0,15 до 0,25 м независимо от марок комбайнов качественные показатели бункерного зерна соответствуют агротехнически допустимым значениям (чистота — не ниже 95,0%, дробление — не превышает 1,0% [3, 4]). Малые значения дробления зерна за комбайнами объясняются тем, что комбайнирование зерновых осуществлялось при влажности зерна 24—25%, поэтому происходило в большей степени смятие, чем дробление.
Кроме того, во время прямого комбайнирования зерновых культур (пшеницы) была произведена агротехническая оценка работы измельчителя -разбрасывателя соломы комбайнов, которая представлена в таблице 5.
3. Потери зерна за комбайном John Deere S9500 при прямом комбайнировании с высоким срезом зерновых культур
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%)
Высота среза, м Скорость комбайна, м/с
1,4 1,9 2,5
потери зерна колосом
г % г % г %
комбайн John Deere S9500
0,15 0,25 0,30 0,43 0,60 0,73 0,23 0,30 0,40 0,44 0,61 0,78 0,24 0,33 0,42 0,44 0,62 0,79 0,24 0,33 0,42
Скорость комбайна, м/с
1,4 2,5
Комбайн показатель зерна
чистое зерно сорная примесь дробление
г % г % г %
Высота стерни HCT = 0,15 м
РСМ-101 «Вектор-410» 48,2 96,2 1,58 3,2 0,2 0,4
John Deere S9500 48,0 96,0 1,82 3,6 0,2 0,4
Высота стерни HCT = 0,25 м
РСМ-101 «Вектор-410» 48,26 96,5 1,54 3,1 0,2 0,4
John Deere S9500 48,0 96,0 1,77 2,9 0,23 0,46
4. Засорённость и дробление бункерного зерна при прямом комбайнировании с высоким срезом зерновых культур
5. Распределение измельчённой соломы по фракциям
По таблице 5 видно, что при влажности хлебной массы 24—25% степень измельчения соломы измельчителем-разбрасывателем соломы комбайна соответствовала агротехническим требованиям возделывания сельскохозяйственных культур и комбайнов. По результатам оценки работы ИРС
комбайна John Deere S9500 можно сделать вывод о преобладании двух фракций соломы — средне- и мелкоизмельчённых, что объясняется конструктивным различием в рабочих органах ИРС комбайнов.
Выводы. Результаты производственной проверки прямого комбайнирования зерновых комбайнами РСМ-101 «Вектор-410» и John Deere S9500 показали, что независимо от марок машин с повышением рабочей скорости движения от 1,4 до 2,5 м/с и высоты скашивания с образованием стерни высотой 0,15—0,30 м наблюдается увеличение потерь зерна колосом за жаткой до 0,44—0,45%, которые находились в агродопустимых значениях.
Полевые исследования свидетельствуют, что при уборке зерновых культур прямым комбайни-рованием с высоким срезом стеблей в тяжёлых условиях обеспечиваются качественные показатели бункерного зерна, соответствующие агротехническим требованиям.
Литература
1. Ловчиков А.П., Ловчиков В.П., Иксанов Ш.С. Обоснование технологического процесса прямого комбайнирования зерновых колосовых культур с высоким или двойным срезом стеблей // Вестник КрасГАУ. 2015. Вып. 5. С. 86-93.
2. Ловчиков А.П., Ловчиков В.П., Иксанов Ш.С. Теоретический аспект технологического процесса прямого комбайнирования зерновых культур с двойным срезом стеблей // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 3 (53). С. 92-95.
3. ГОСТ 28301-2007. Комбайны зерноуборочные. Методы испытаний. М.: Госстандарт. 2007. 53 с.
4. Рекомендации по снижению потерь и механических повреждений зерна при уборке урожая / А.П. Ловчиков, С.М. Коновалов, М.М. Константинов [и др.]. Омск: ЗАО «Полиграф», 2012. 40 с.
Комбайн РСМ-101 Комбайн
«Вектор-410» John Deere S9500
Интервал, скорость комбайна, м/с
мм
1,4 2,5 1,4 2,5
процент по фракциям
Высота стерни HCT = 0,15 м
более 120 67,1 63,8 - -
100-120 - - - -
80-100 - - - -
60-80 - - - -
50-60 5,9 16,6 72,2 73,5
40-50 6,6 8,4 6,8 6,4
10-40 8,2 6,4 11,2 12,3
менее 10 12,2 22,8 9,8 7,8
Высота стерни HCT = 0,25 м
более 120 52,1 52,5 - -
100-120 - - - -
80-100 - - - -
60-80 - - - -
50-60 15,7 8,1 56,1 69,3
40-50 7,1 8,1 3,9 12,0
10-40 5,9 6,1 7,0 8,8
менее 10 19,2 25,2 33,0 11,7
Конструкционные предпосылки модернизации лопастных смесителей
А.Ю. Титов, аспирант, ФГБОУ ВО Самарская ГСХА
В сельскохозяйственном производстве широко применяются устройства для смешивания и транспортировки зерновой смеси. Данному вопросу посвящено множество работ, в которых обоснованы параметры лопастных смесителей, представлены исследования по качественным показателям процесса и энергоёмкости [1—8].
Материал и методы исследования. Гомогенизация смеси — процесс многофакторный, однако можно выделить ряд факторов, характеризующих как сам процесс, так и его результат [9—11]. Один из них — скорость вращения вала смесителя. Изменение его скорости неизбежно приводит к изменению относительной скорости частиц смеси. Отрицательным моментом повышения скорости является повышение турбулентности, которое помимо энергозатрат увеличивает неуправляемость процессом. Следующий фактор — площадь рабочего органа. Очевидно, что чем больше частиц смеси находится
в контакте с рабочим органом, тем больше возмущающее влияние этого органа на прилежащие слои формируемой смеси. Другой фактор — форма поверхности рабочего органа. Форма эта может быть такова и ориентирована относительно оси вала таким образом, что энергоёмкость может быть неоправданно высокой, а производительность и качество процесса не приведут к адекватному эффекту (рис. 1).
Остальные возможные факторы, в том числе физико-механические свойства материала, можно считать маловлияющими на основные технические показатели. Таким образом, техническое решение поставленной задачи ограничивается следующими условиями:
— рабочий орган должен обеспечивать достаточно высокую окружную скорость частиц при минимуме турбулентности;
— площадь рабочего органа должна возрастать по мере удаления от оси вращения и по мере повышения окружных скоростей;
