CC BY
75
АГРОПРОМЫШЛЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
УДК 631.361.2:633.174
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ КОМБАЙНОВ ДЛЯ УБОРКИ ВЕНИЧНОГО СОРГО НА КОРНЮ С МСУ ИНЕРЦИОННО-ОЧЕСНОГО ТИПА
А.И. Ряднов, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Р.В. Шарипов, кандидат технических наук, доцент
Волгоградский государственный аграрный университет
Дано описание разработанных авторами технологических схем соргоуборочных прицепных, навесных, одно- и многомодульных комбайнов, оборудованных молотильно-сепарирущими устройствами инерционно-очесного типа.
Ключевые слова: комбайн, технологическая схема, уборка растений на корню, сорго веничное, молотильно-сепарирующее устройство, инерционно-очесный способ обмолота.
Исследования выполнены при финансовой поддержке РФФИ по проекту «Разработка и исследование инерционно-очесного способа обмолота зерновых колосовых и метелочных культур на корню и технологии для его реализации», договор № НК 13-08-01085\13.
Для разработки технологической схемы комбайна с молотильно-сепарирущим устройством (МСУ) инерционно-очесного типа, обеспечивающего обмолот веничного сорго на корню, рассмотрим возможные технологические операции, которые должны выполняться комбайном.
Первой технологической операцией принята операция по обмолоту метелок прямоточной выносной молотильной камерой (ПВМК) и сбор обмолоченного зерна в бункер. После осуществляется скашивание растений на определенной высоте. Затем -транспортировка срезанных растений в транспортное средство.
Разработанное нами МСУ инерционно-очесного типа, оборудованное обмолачивающими щелевыми битерами с транспортирующими пластинами [6] с оптимизированными геометрическими и кинематическими параметрами [4], как показали экспериментальные исследования, способно обмолачивать растения в широком диапазоне их влажности, потребляя при этом небольшую мощность. В целях реализации этих преимуществ, по сравнению с другими типами МСУ, необходимо рассмотреть возможные способы подачи растений в молотильный зазор. Инерционный принцип обмолота накладывает на подачу растений в МСУ два ограничения: лопасти вальцов проглаживают метелку от ее основания к вершине; комель растения должен быть закреплен. Первое ограничение, безусловно, подразумевает однозначную направленность растений метелками в одну сторону, что согласуется с их расположением на поле. Второе ограничение выполняется в стационарных молотилках для семеноводства и селекции и сорговеничных молотилках удержанием пучка растений в руках, а при комбайновом обмолоте - приемными прижимными вальцами или естественным закреплением растений в почве.
В результате исследований нами выделены следующие способы подачи растений на обмолот:
1. Растения подаются в молотильный зазор сверху вниз вершиной метелки вперед, затем обмолоченное растение вынимают из молотильной камеры.
2. Растения опускаются по каналу вниз, вводятся в молотильный зазор снизу вверх, подаются основанием вперед.
3. Растения опускаются в молотильный зазор сверху вниз со скоростью, равной окружной скорости вальцов (9...10 м/с), затем подаются на обмолот со скоростью подачи 0,5.. .1,5 м/с снизу вверх основанием вперед.
4. Вальцы МСУ расположены горизонтально вдоль ряда растений, внизу -протягивающий ролик. Растения закреплены в почве. Метелки подаются в молотильный зазор основанием вперед при движении комбайна посредством протягивающего ролика.
5. Используется ПВМК. Плоскость осей вращения вальцов наклонена вперед примерно на 30°. Подача растений основанием метелок вперед осуществляется движением комбайна. Растения закреплены корнями в почве.
6. Используется ПВМК. Вальцы наклонены назад примерно на 30°. Растения закреплены корнями в почве, подача растений вершиной метелок вперед осуществляется движением комбайна.
7. МСУ базируется на зерноуборочном комбайне. Транспортер подает растения метелкой вперед в приемные вальцы, которые, прижимая растения к транспортеру, направляют их по столу в молотильный зазор. Расстояние между подающими и обмолачивающими вальцами регулируется.
8. Используется ПВМК. У верхнего вальца больше лопастей, чем у нижнего, например, 5 и 3. Вальцы расположены перпендикулярно направлению движения комбайна - т.е. фронтально.
Первые три способа подачи реализуются на стационарных молотилках. С четвертого по шестой - при уборке комбайнами растений, посеянных с междурядьями 0,7 м. Остальные - комбайном при посеве растений с междурядьями 0,15 и 0,3 м.
Способ 1 применяется на селекционном обмолоте. Недостаток этого способа -часть зерен отражается назад, вверх. Способы 2 и 3 дают меньшую производительность, потому что необмолоченная часть метелки оказывает сопротивление протягиванию растений и обмолоченным зернам. Преимущество - все зерно попадает в зерно-сборник. Недостаток способа 4 - сгруживание метелок в задней части молотильного зазора и непременное повреждение стеблей и части листьев при перегибе через ролик. Преимуществами способа 5 являются меньшие потери зерна, по сравнению со способом 6, и наличие готового устройства для протяжки растений. Недостаток - сгружива-ние растений в задней части зазора и заклинивание метелок с увеличением подачи, вследствие чего, производительность невысока. Преимуществом способа 6 является высокая производительность, поскольку вымолоченные зерна, в основном, не встречают препятствий на своем пути, малое усилие протяжки растений, хорошее распределение растений по длине вальцов. Недостатком является отражение зерен в обратную сторону. Способ 7 отличается от всех остальных тем, что через молотильный зазор проходит не только плодонесущая часть растений, но и стебель с листьями. Листосте-бельная часть не повреждается инерционными МСУ, она подвержена вынужденным резонансным колебаниям. Вальцы по способу 8 разные не только по количеству лопастей, но и по транспортирующим пластинам. Здесь могут быть варианты. Один из вариантов такой: транспортирующие пластины движутся параллельно самим себе. Второй вариант: оба вальца за счет особого расположения транспортирующих пластин направляют зерно в сторону оси вращения нижнего вальца. Третий вариант: выступ
нижнего вальца выполняется в форме цилиндра на подшипниках или из материала с малым коэффициентом трения.
До настоящего времени промышленность не выпускает машин для уборки ве-ничного сорго. Применяемые для этой цели машины осуществляют отдельные операции: скашивание, укладка в снопы, укладка массы в прицеп, в валок, но не выполняют операцию обмолота. Наиболее близкой, отвечающим основным параметрам растений веничного сорго, является соргоуборочная машина СМ-2,6. Она выполняет операции: скашивание необмолоченных метелок на необходимой высоте, укладку их на транспортер, транспортировку в прицеп. Эта машина громоздкая и установка дополнительно обмолачивающего устройства потребует значительных изменений конструкции. Кроме того, расположенную сзади трактора машину сложно контролировать.
Нами предложена технологическая схема прицепного комбайна для уборки сорго [1] (рис. 1), в которой использован лучший, с точки зрения качества обмолота растений, способ подачи их в МСУ.
Комбайн выполняет обмолот метелок веничного сорго на корню, подачу обмолоченного зерна по зернопроводу в зерновой бункер, скашивание растений на определенной высоте, связывание обмолоченных растений сорго в небольшие снопы сноповязалкой, транспортировку срезанных и связанных в снопы растений в тракторную тележку.
Рисунок 1 - Схема прицепного комбайн для уборки веничного сорго: 1 - рама; 2 - делитель; 3 - секционный транспортер; 4 - режущий аппарат; 5 - травоотделитель; 6 - вязальный аппарат; 7 - игольчатый транспортер; 8 - ходовая часть; 9 - параллелограмная гидравлическая навеска; 10 - прямоточная выносная молотильная камера; 11- бункер; 12 - транспортер снопов;13 - тракторная тележка
Применение прицепного соргоуборочного комбайна имело существенные преимущества, по сравнению с обмолотом на стационаре. В частности, до 10 раз увеличилась производительность обмолота.
Следующий этап - разработка навесного соргоуборочного комбайна. Нами предложена схема однорядкового навесного сорговеничного комбайна, рис. 2 [5].
Рисунок 2 - Схема однорядкового навесного сорговеничного комбайна: 1 - гидравлическое навесное устройство; 2 - ПВМК; 3 - бункер; 4 - генератор; 5 - жатка; 6 - трактор; 7 - транспортер; 8 - прицеп
Комбайн (рис. 2) монтируется на тракторном самоходном шасси Т-16МГ и состоит из следующих узлов: прямоточная выносная молотильная камера (ПВМК) с пневмотранспортером, гидравлическое параллелограммное навесное устройство для ПВМК, зерновой бункер, косилка, станина с электростанцией, ленточный транспортер с навеской, тяговое сцепное устройство для тележки и сама тележка.
ПВМК этого комбайна оборудовано щелевыми битерами с транспортирующими пластинами.
Гидравлическое параллелограммное навесное устройство обеспечивает установку ПВМК на высоту обмолота в пределах от 0,6 до 2,5 м. Бункер объемом 1 м размещен за навесным устройством, что обеспечивает подачу зерна из ПВМК по зернопроводу в него напрямую. В бункере предусмотрен выгрузной шнек. За бункером, под рамой шасси навешивается станина со смонтированными на ней электростанцией и косилкой, приводимыми от переднего независимого ВОМ шасси. Косилка устанавливается на высоту среза в диапазоне от 0,1 до 0,9 м с шагом 0,05 м. Ширина захвата косилки 0,7 м. Электростанция питает электродвигатели привода обмолачивающих вальцов, пневмометателя, транспортера и выгрузного шнека. Непосредственно за косилкой прицеплен транспортер длиной 5,7 м и шириной 0,4 м. Он выгружает скошенные растения в прицепную тележку. Разработанный сорговеничный комбайн прошел хозяйственные испытания. Преимущество данного комбайна, по сравнению с прицепным, лучшая маневренность.
С целью снижения потерь обмолоченных растений, нами предложена схема навесного соргоуборочного комбайна [2]. Данный комбайн отличается от предыдущего тем, что непосредственно за ПВМК устанавливается промежуточный цепочно-планчатый транспортер, расположенный выше режущего аппарата жатки и параллельно транспортеру растений, имеющий привод ведущей звездочки от ведущего колеса самоходного шасси через синхронизирующую передачу. Промежуточный цепочно-планчатый транспортер позволяет принудительно подавать обмолоченные растения на срез к режущему аппарату жатки и далее на транспортер растений для погрузки в
транспортное средство. Комбайн оборудован также устройством направления подачи растений.
С целью повышения качества обмолота, нами предложена еще одна схема навесного соргоуборочного комбайна [3], отличающего от предыдущего тем, что комбайн снабжен нормализатором, который направляет растения на обмолот перпендикулярно к осям вальцов ПВМК.
Чтобы повысить производительность уборки веничного сорго, нами предложена схема многомодульного комбайна (положительное решение на выдачу патента РФ на изобретение по заявке №2012103615\13(005382 от 02.02.2012). Данная схема отличается от схем комбайна предыдущих моделей тем, что на самоходное шасси закрепляется рама, на которую через гидравлическую навеску монтируются два и более модулей, с возможностью регулировки расстояния между ними, каждый модуль включает ПВМК, нормализатор, промежуточный транспортер и синхронизирующую передачу. Кроме того, возможны два варианта выполнения гидравлической навески: она может быть общей для всех модулей или индивидуальной для каждого.
Таким образом, предложено несколько вариантов технологических схем комбайнов, оборудованных молотильно-сепарирущими устройствами инерционно-очесного типа, для уборки веничного сорго на корню.
Библиографический список
1. Комбайн для уборки сорго веничного [Текст] : пат. 2220531 РФ А01D37/00, A01D41/08, A01D45/00 / Ряднов А.И., Скворцов А.К., Иленева С.В., Шарипов Р.В.; заявитель и патентообладатель - ФГОУ ВПО Волгоградская ГСХА - №2002107188; опубл. 10.01.2004. Бюл. №1.
2. Комбайн для уборки технических культур [Текст] : пат.2421974 РФ A01D 41/08. / Ряднов А.И., Шарипов Р.В., Семченко А.В.; заявитель и патентообладатель - ФГОУ ВПО Волгоградская ГСХА - №2010100341/21; заявл. 11.01.10; опубл. 27.06.11, Бюл. №18.
3. Комбайн для уборки технических культур [Текст] : пат.2447642 Р Ф A01D 41/08. / Ряднов А.И., Шарипов Р.В., Семченко А.В., Матвеева К.А.; заявитель и патентообладатель -ФГОУ ВПО Волгоградская ГСХА - №2010148509/13; заявл. 26.11.10; опубл. 20.04.12, Бюл.№11
4. Ряднов А.И. Оптимизация конструктивно-технологических показателей молотильно-сепарирующего устройства инерционно-очесного типа / А.И. Ряднов, Р.В. Шарипов, О.А. Федорова // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского ГАУ (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2013. - №06(090). - IDA [article ID]: 0901306032. - Режим доступа: http://ej .kubagro.ru/2013/06/pdf/32.pdf.
5. Ряднов, А.И. Универсальный агрегат для уборки сорго [Текст] / А.И. Ряднов, Р.В. Шарипов, А.В. Семченко // Сельский механизатор. - 2010. - № 4. - С. 6.
6. Щелевой битер с транспортирующей пластиной [Текст] : пат. 2199203 РФ A01D 41/08/ Ряднов А.И., Скворцов А.К., Шарипов Р.В., Иленева С.В.,; заявитель и патентообладатель - ФГОУ ВПО Волгоградская ГСХА - №2000128584; заявл. 15.11.2000; опубл. 27.02.03, Бюл. №6.
E-mail: [email protected]
