Технология уборки незерновой части урожая
Оглавление диссертации кандидат технических наук Боровой, Николай Иванович
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Использование незерновой части урожая колосовых культур в народном хозяйстве
1.2. Обзор применяемых технологий уборки незерновой части урожая колосовых культур.
1.3. Анализ научных работ по совершенствованию технологии уборки биологического урожая зерновых колосовых культур
1.4. Выводы по разделу. Цель и задачи исследований
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ УБОРКИ НЕЗЕРНОВОЙ ЧАСТИ УРОЖАЯ КОЛОСОВЫХ КУЛЬТУР.
2.1. Основные факторы, определяющие эффективность и применимость технологий уборки незерновой части урожая
2.2. Обоснование критериев оптимальности технологий уборки незерновой части урожая.
2.3. Система экономико-математических моделей
2.3.1. Алгоритм выбора технологий уборки незерновой части урожая зерновых колосовых культур
2.3.2. Алгоритм определения производительности агрегатов и расхода топлива.
2.3.3. Алгоритм имитации использования незерновой части урожая колосовых в хозяйстве.
3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. ОБОСНОВАНИЕ
ПАРАМЕТРОВ С0Л0М0УБ0Р0ЧНЫХ МАШИН.
3.1. Программа и методика экспериментальных исследований
3.1.1. Методика лабораторно-полевых исследований соломоуборочных агрегатов
3.1,2. Методика получения исходной информации
3.2. Методика обоснования основных параметров соломо-уборочных машин.
3.2.1, Методика оптимизации полезной вместимости толкающей волокуши и стоговоза
3.2.2, Методика определения коэффициента трения скольжения соломистой массы по стерне зерновых колосовых
3.2.3, Методика определения удельной грузоподъемности толкающей волокуши и самозагружающегося стоговоза
4.РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Т1ШШ0ГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ УБОРКИ НЕЗЕРНОВОЙ ЧАСТИ УРОЖАЯ ЗЕРНОВЫХ КОЛОСОВЫХ КУЛЬТУР. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ИХ ПШМИМОСТИ С УЧЕТОМ ПШРОД-Н0-ПР0ИЗВ0ДСТВЕННЫХ УСЛОВИЙ.
4.1. Результаты лабораторно-полевых исследований соло-моуборочных машин.
4.2. Поточная технология уборки НЧУ.
4.4. Копенная технология уборки НЧУ.
4.5. Валковая технология уборки НЧУ.
4.6. Основные параметры перспективных соломоуборочных машин.
4,6.1. Основные параметры толкающих волокуш и самозагружающихся стоговозов.
4.7. Технологические комплексы по уборке НЧУ в условиях хозяйств Северо-Кавказского природно-экономического района РСФСР.
5.ПРОВЕРКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ПО УБОРКЕ НЕЗЕРНОВОЙ ЧАСТИ УРОЖАЯ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ.
6.ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПШМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА.
Оптимизация процессов и разработка технических средств комбайновой технологии уборки и обработки всего биологического урожая зерновых колосовых культур 1998 год, доктор технических наук Шабанов, Николай Иванович
Оптимизация процесса уборки незерновой части урожая зерновых культур с использованием методов имитационного моделирования 1984 год, кандидат технических наук Данилова, Галина Митрофановна
Механико-технологическое обоснование и разработка энергосберегающей технологии использования соломы на удобрение 1996 год, доктор технических наук Трубилин, Евгений Иванович
Оптимизация машинно-технологического обеспечения ресурсосберегающих процессов уборки зерновых культур в регионах с широким диапазоном распределения урожайности (на примере Краснодарского края). 2011 год, доктор технических наук Абаев, Василий Васильевич
Влияние комплектации зерноуборочного комбайна "Дон-1500Б" соломоуборочными средствами на основные эксплуатационные показатели его работы 2006 год, кандидат технических наук Пьянов, Виктор Сергеевич
Развитие экономики нашей страны и курс на повышение жизненного уровня народа требуют дальнейшего подъема сельскохозяйственного производства, который невозможен в современных условиях без повышения производительности труда, без снижения затрат труда и средств на единицу продукции /I/. Основной предпосылкой повышения производительности являются достижения научно-технического прогресса, использование наиболее эффективных систем машин и непрерывное совершенствование сельскохозяйственных агрегатов.
Перед работниками сельского хозяйства майским (1982 года) Пленумом ЦК КПСС были поставлены ответственные задачи, решение которых обеспечит выполнение принятой Продовольственной программы /2,3/. Так, валовый сбор зерна намечено довести до 238. 243 млн.т в год. При этом побочная продукция - незерновая часть урожая составит 335.355 млн.т, и она может быть использована для удовлетворения нужд животноводства, для получения полнорационных гранул, а также в качестве органического удобрения и мульчи. В настоящее время проблема рационального использования незерновой части урожая зерновых колосовых, вызванная необходимостью повышения эффективности отрасли животноводства и снижения затрат, связанных с уборкой незерновой части урожая, стоит весьма остро; Клетчатка играет важную физиологическую роль в питании жвачных животных, поэтому, при необходимости увеличения поголовья скота, в связи с уменьшением доли сена в этом случае в рационах, требуется выравнивание содержания клетчатки, а с этой целью эффективнее всего использовать незерновую часть урожая колосовых культур /4/.
Выбранное в качестве основного направления в данной работе обоснование рационального технологического процесса уборки незерновой части урожая зерновых колосовых осуществлялось с учетом природно-производственных условий, характерных для Северо-Кавказского экономического района.
Исследования выполнялись во ВШИИМЭСХ, в соответствии с координационным планом научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по теме: "Разработать индустриальные технологии, комплексы машин и экспериментальные автоматизированные предприятия по поточной уборке и переработке продукции полеводства на промышленной основе в условиях Северо-Кавказского района РСФСР, обеспечивающих снижение затрат на единицу продукции"* номер государственной регистрации 760221103, входящей в состав проблемы 0«51*12. ГКНТ СМ СССР.
Б данной диссертационной работе были решены следующие задачи: с учетом основных факторов и на основе принятой системы критериев разработана система экономико-математических моделей для обоснования рациональных технологических процессов; проведены лабораторно-полевые исследования соломоуборочных машин; проанализирована эффективность различных технологических процессов уборки НЧУ и выявлены наиболее рациональные; выполнены экспериментально-теоретические исследования по обоснованию основных параметров перспективных соломоуборочных машин, а также хозяйственная проверка рекомендованного технологического комплекса.
Основные положения работы доложены на научно-технических конференциях ВШПТИМЭСХ (1980.1982 гг.), АЧИМСХ (1982 г.), на П областной научно-практической конференции "Роль молодых ученых и специалистов, членов НТО в реализации продовольственной программы" (Зерноград, 1982 г.), а также на Всесоюзной научно-технической конфренции "Конструирование и производство сельскохозяйственных машин" (Ростов-на-Дону, 1982 г.);
Проект технологии и комплекса машин для уборки незерновой части урожая в зоне Северного Кавказа рассмотрен и одобрен на заседании НТС МСХ РСФСР (протокол В 73 от 21-22 июля 1982 года).
По результатам исследований были разработаны и утверждены проекты агротребований на стоговоз гидрофицированный, самоза; -мужающийся* а также на толкающую волокушу.
Автором диссертации предложены и выносятся на защиту следующие теоретически обоснованные и экспериментально подтвержденные научные положения, а также методические, технологические и технические решения: методика определения с учетом природно-производственных условий рациональных технологических процессов уборки незерновой части урожая колосовых культур, обеспечивающих наименьшие затраты труда и средств при выполнении необходимого объема работ; результаты экспериментальных и теоретических исследований, в том числе: технология уборки соломы из копен с применением высокопроизводительных соломоуборочных машин; основные параметры толкающей волокуши и самозагружающегося стоговоза, агрегатируемых с тракторами типа К-700; условия эффективного применения и направления дальнейшего совершенствования перспективных соломоуборочных машин.
1. Копны соломы и половы должны быть убраны на край поля или к месту скирдования одновременно с уборкой зерновой части урожая. Поле должно быть освобождено от соломы в день уборки. При уборке соломы с засоренных полей остатки соломы надо сжечь, приняв меры противопожарной безопасности.
2. Выгрузка копен должна производиться прямолинейными рядами, не допускается растягивание копен при выгрузке из копнителя комбайна. Поверхность поля для скирдования соломы и половы сои должна быть ровной, без ям и канав.
3. Солому следует скирдовать на краях полей, расположенных ближе к отделениям или фермам, на обочинах дорог, на выгонах, залежах. Скирды должны быть уложены на расстоянии 15—20 м от дороги и опаханы двумя проходами четырехкорпусного плуга.
4. Заскирдованная измельченная солома должна удовлетворять зоотехническим требованиям и сохранять кормовые качества. Загрязнение землей не должно быть более 2%.
5. Потери легких соломистых фракций при сборе и скирдовании не должны превышать 5%.
6. Контролируют качество сбора и скирдования соломистых продуктов визуально.
1. В хозяйствах Дальнего Востока солому сои убирают по различным технологическим схемам в зависимости от имеющихся в хозяйстве машин. Каждой схеме соответствуют определенные машины (табл. 54).
Состар агрегатов иа уборке соломы сои
Сельскохозяйственная машина, приспособление
Уборка копей копново-
Зом с отвозкой со
Ломы на небольшие
Измельчение соломы на
Забор соломы из куч с
Мельчением и подпрес-
Ние стогов и выгруз
Ка их на краю поля
Сбор измельченной со
Ломы в смеиные те
Лежки одновремеиио с
Сельскохозяйственная машина, приспособление
Подбор и прессование соломы из валков пресс-подборщиком Погрузка тюков в тележки и выгрузка их иа краю поля Скирдование тюков
Транспортирование иа ферму
2. Наиболее эффективно для уборки соломы применение агрегата (рис. 67), состоящего из трактора К-700, изготовленной в условиях мастерских навесной волоку-
Рис. 87. Схема агрегата для уборки соломы: 1 — трактор; 2 — проушииа; 3 — стойка волокуши; волокуши; 5 —раскос; 6 — опорные лыжи
Ши (ширина захвата — 10 м, объем формируемых волокушей копен — 100 м3, рабочая скорость движения агрегата — 8 км/ч, производительность — 100—120 га/смен), стогообразователя СНГ-60 (формирует стог до 3—4 т, шириной —3,1 м, длиной —5 м, высотой — 3,2 м, плотность массы в стогу —0,047—0,078 т/м3). Для перевозки сформированных стогов эффективен стоговоз СПУ-4,0, для перевозки копен — копновоз КНУ-11 (КУН-10).
ПОДГОТОВКА МАШИН К РАБОТЕ
1. Устанавливают колеса трактора на колею не менее 1600 мм.
2. Проверяют и при необходимости устанавливают давление в шинах передних колес — 1,7 кгс/см2, задних — 1,3 кгс/см2.
3. Устанавливают грузы на лонжероны трактора у передней оси. Закрепляют грузы задних колес выпуклостью наружу.
4. Монтируют гидропривод управления верхней рамки.
6. Устанавливают одинаковую длину раскосов навески и регулируют горизонтальное положение грабельной решетки.
7. Проверяют работу рамки на подъем.
8. Устанавливают трактор на заданную колею. Задние колеса трактора должны быть установлены на наибольшую ширину, а передние — на ширину 1500 мм.
9. Устанавливают на навесное устройство трактора балласт.
10. Навешивают на трактор стогометатель.
РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРЕСС-ПОДБОРЩИКА ПСБ-1,6
11. Регулируют фланцевым соединением правильность взаимодействия переднего упаковщика и поршня. Их движения должны быть строго согласованы.
Если передний и задний упаковщики взаимодействуют правильно, их кривошипы направлены навстречу один к другому и расположены на одной линии. При необходимости снимают цепь и регулируют кривошипы.
12. Регулируют шайбами зазор между ступицей маховика и поводком в осевом направлении 0,2—0,6 мм.
13. Регулируют вязальный аппарат. Тюки перевязывают в двух местах стальной, термически обработанной проволокой (на каждую тонну соломы в зависимости от плотности прессования требуется до 9 кг проволоки). При неудовлетворительной работе вязального аппарата надо вхолостую дополнительно обкатать его в течение 2 ч с постоянным включением и выключением, без заправки проволокой.
14. Проворачивая механизмы машины за маховики от руки, проверяют правильность установки игл. В исходном положении зазор между носиками игл и дном камеры должен быть 20 мм. В крайнем верхнем положении расстояние от центра ролика игл до наружной челюсти зажимов должно быть 65—70 мм, в этом случае достигается наилучшее зажатие и разрезание проволоки.
15. Изменением длины тяги устанавливают положение игл относительно днища камеры и челюсти зажимов. При движении иглы должны проходить по центру прорезей прессовальной камеры, а также над центром паза челюсти зажимов.
16. Устанавливают при помощи регулировочных шайб необходимое положение рамки игл относительно прорезей прессовальной камеры. Зазор между роликами игл и гребнями зажимов допустим до 2 мм.
В правильно отрегулированном аппарате поршень отжимается под воздействием на него трубы игл и возвращается в камеру после отхода трубы от ролика. В исходном положении расстояние от упора до внутренней стенки прессовальной камеры должно быть 20—25 мм. При вхождении игл в прессовальную камеру, зуб поршня входит внутрь прессовальной камеры не менее чем на 28 мм.
РЕГУЛИРОВАНИЕ СТОГООБРАЗОВАТЕЛЯ СНГ-60
17. Регулируют точность копирования почвы подбирающим механизмом (при нормальной регулировке подбирающий механизм поднимается за опорные полозки усилием 10 кгс).
18. Очищают и смазывают внутренние поверхиостн посадочных мест передней рамы и трубы рамы подбирающего механизма.
19. Регулируют предохранительную муфту подбирающего механизма на передачу крутящего момента 12±3 кгс-м. При этом пружины предохранительной муфты должны быть затянуты так, чтобы оставался запас их сжатия при пробуксовке зубчатых дисков не менее 3 мм.
20. Устанавливают верхний дефлектор так, чтобы ои плоскостью угольников нижней рамки плотно прилегал к плоскости верхней рамки нижнего дефлектора.
21. Устанавливают зазор между торцами втулки рабочего колеса вентилятора и внутренней поверхностью боковины кожуха не более 20 мм, перемещая вал вентилятора в сферических шарикоподшипниках вместе с закрепленными втулками; зазор между торцами шкива вентилятора и торцом корпуса подшипника должен быть не менее 5 мм.
22. Регулируют натяжение приводных ремней так, чтобы не происходило нх пробуксовывания.
23. Регулируют натяжение цепей таким образом, чтобы бородком можно было повернуть звено на угол 20—30°.
РАБОТА АГРЕГАТОВ НА ЗАГОНЕ
КОМПЛЕКС I (см. табл. 54)
Тракторист-машинист подает агрегат к копне, опускает пальчатую платформу копновоза до соприкосновения пальцев с почвой, поднимает до отказа прижимную рамку, включает задний ход трактора и подводит пальцы платформы под основание копны. Затем останавливает трактор, опускает прижимную рамку до полного погружения пальцев в копну, поднимает платформу с копной в транспортное положение и, включив переднюю передачу, перевозит копну к месту скирдования.
Если для полной загрузки копновоза одной копны недостаточно, тракторист поднимает пальчатую платформу вместе с первой копной в крайнее верхнее положение, подъезжает ко второй копне и выгружает на нее первую, затем накалывает пальцами на платформу сдвоенную, а при необходимости строенную копну и перевозит ее к месту скирдования.
Мелкие копны можно убирать сталкиванием нх при движении агрегата до заполнения всей платформы и начала буксования трактора. После этого опускают прижимную рамку, поднимают платформу и перевозят копну к месту скирдования.
2. Схема работы копновоза КУН-10 на уборке и транспортировании копен. Тракторист-машинист подает агрегат к копне, опускает заднюю платформу и одновременно поднимает верхнюю рамку. Загружает заднюю платформу при движении трактора назад вдоль ряда копен. Аналогично загружают переднюю платформу, но при движении агрегата вперед. У места скирдования сначала выгружают переднюю, а затем заднюю платформу с помощью сталкивающего устройства при одновременном движении трактора в сторону, противоположную выгрузке копны.
3. Схема работы стогометателей СШР-0,5Б; ПФ-0,5. Для захвата порции соломы опускают грабельную решетку, поднимают прижимную рамку, включают первую передачу трактора и погружают пальцы грабельной решетки в солому до упора ее в сталкивающую стенку. Затем солому прижимают прижимной рамкой. Тракторист-машинист, подав трактор назад, отрывает порцию соломы и одновременно поднимает грабельную решетку на высоту 1 м. При подъезде к скирде тракторист поднимает грабельную решетку несколько выше формируемой скирды так, чтобы она своей массой уплотняла солому в скирде. Затем поднимает прижимную рамку и агрегат отъезжает назад, одновременно сталкивая рамкой солому на скнрду. Если солому следует подать в середину скирды, тракторист-машинист сталкивает копну не отъезжая. После сбрасывания соломы сталкивающую стенку возвращают в исходное положение, а прижимную рамку оставляют приподнятой.
При отъезде агрегата от скирды грабельную решетку опускают в транспортное положение.
1. Схема работы стогообразователя СНГ-60: при
Движении агрегата пальцы подборщика подхватывают массу из валка и подают в заборный воздуховод, откуда струей воздуха она перемещается в кузов, равномерно заполняя его. При заполнении кузова водитель останавливает агрегат и включает прессовальный механизм. После двух-трех уплотнений массы агрегат снова включают и он работает до полного заполнения кузова. •
Затем снова включают подпрессованный механизм. Формирование стога в кузове стогообразователя заканчивается после двух-трех циклов уплотнения массы. Затем подбирающий механизм поднимается в транспортное положение и агрегат отъезжает к месту выгрузки стога.
При выгрузке стога сначала включается гидроцилиндр привода удерживающей решетки, устанавливающий ее в горизонтальное положение, а затем гидроцилиндр выдвижения днища. Диище со стогом, выдвигаясь из кузова, открывает задние створки. Как только они откроются полностью, пальцы ограничительной решетки возвратятся в исходное положение до упора в торец стога. После этого продолжается выдвижение днища из кузова до полного соприкосновения его заднего торца с почвой. Затем водитель на первой передаче и средних оборотах вариатора отъезжает вперед, включая одновременно гидроцилиндр привода сталкивающей стенки, под действием которой стог сходит с днища. Задние створки кузова под действием пружин закручивания закрываются, днище возвращается гидроцилиндром в исходное положение, а сталкивающая стенка устанавливается на переднем конце днища, при этом пальцы удерживающей решетки также возвращаются в первоначальное (вертикальное) положение, удерживая задние створки от раскрытия в момент переездов и заполнения кузова массой. В дальнейшем процесс повторяется.
2. Схема работы стоговоза СПУ-4,0. Тракторист-машинист подает стоговоз к стогу, наклоняет пальчатую платформу с помощью гидроцилиндра до соприкосновения концов пальцев с землей. При этом верхний прижим поднимается, одновременно расходятся и боковые прижимы, и при заднем ходе трактора пальцы платформы входят под стог на максимально возможную величину. После этого задняя часть стога охватывается погрузочной сеткой, концы которой присоединяют к тяговым тросам лебедок. Включив лебедки, с помощью погрузочной сетки и тяговых тросов стог надвигают на платформу, периодически подавая трактор с платформой назад. Как только стог дойдет до выгрузной стенки, платформа со стогом устанавливается в горизонтальное положение, верхний прижим опускается и одновременно сходятся боковые прижимы. Платформу фиксируют в горизонтальном положении захватами, предохраняющими ее от произвольного опускания на почву, и транспортируют стог к месту хранения.
Выгрузка стога производится следующим образом. Присоединив концы тяговых тросов от погрузочной сетки, включают муфту лебедок и тяговые тросы перекидывают через вращающиеся блоки на задних балках рамы, крюками присоединяя к выгрузной стенке. Проверив положение тросов и выгрузной стенки, включают лебедки и, медленно подавая вперед трактор, сгружают стог. В дальнейшем все процессы повторяются.
В зависимости от зоны и условий уборки комбайны комплектуют копнителем для образования копен массой 250–350 кг; капотом для укладки соломы в валок; универсальным измельчителем с раздельным сбором соломы и половы.
Копнитель предназначен для формирования и периодической выгрузки на ходу комбайна копен соломы вместе с половой. Камера копнителя образована двумя боковинами 19 (рис. 8.12.), днищем 22 с пальцами 18, выгрузным клапаном 16 и решеткой 9.
Рис. 8.12. Копнитель:
а – общий вид; б, в – схемы процесса заполнения копнителя и выгрузки копны; г – схема закрытия копнителя; 1, 11 – рычаги; 2 – коленчатый вал; 3 – подшипник граблины; 4 – зуб граблины; 5 – шкив; 6, 13 – гидроцилиндры; 7, 14, 17 – датчики; 8 – граблина; 9 – решетка; 10, 12, 20, 27 – тяги; 15 – защелка; 16 – клапан; 18 – пальцы; 19 – боковина; 21 – винтовая стяжка; 22 – днище; 23 – пружина; 24 – щиток; 25 – предохранительная муфта; 26 – клавиша соломотряса; 28 – брусья
Для заполнения камеры соломой и половой копнитель оборудован соломо- и половонабивателями, а для выгрузки копны – предохранительно-выгружающим устройством и механизмом принудительного закрытия клапана. Установленные сверху копнителя граблины 8 соломонабивателя обеспечивают подпрессовку собираемой в копнителе соломы. Подпрессовочная камера, образованная брусьями 28 и щитком 24, сужается к выходной части.
Половонабиватель, действующий также, как и соломонабиватель, подает полову в переднюю часть камеры копнителя. Для выхода воздуха при заполненном копнителе в боковинах выполнены люки.
Степень прессования соломы в камере копнителя ограничивается максимальным вращающим моментом, на который отрегулирована предохранительная муфта 25 (рис. 8.12. а), смонтированная на приводном валу. При переполнении копнителя муфта срабатывает и выключает привод. По мере заполнения копнителя соломой датчик 7 отклоняется назад (рис. 8.12. б) и, достигнув верхнего положения, включает электрозолотник гидрораспределителя так, что масло из гидросистемы поступает в гидроцилиндр 6. При этом рычаг 1 (рис. 8.12. а) через тягу 10, рычаг 11 и тягу 12 отводит защелку 15, удерживающую клапан 16 и днище 22, и включает механизм выгрузки копны. Днище 22 (рис. 8.12. в) поворачивается и через тягу 20 открывает клапан 16. Пальцы 18 опускаются на поверхность поля, солома сцепляется со стерней, пальцы выходят из-под копны, оставляя ее на поле (при выгрузке копны комбайн движется). Датчик 17 сходит с верха копны (рис. 8.12. г) и включает гидроцилиндры 13, которые возвращают дно и клапан в исходное положение.
Регулировки копнителя заключаются в следующем. Вращением стяжки 21 добиваются, чтобы зазор между задней кромкой лотка половонабивателя и передней кромкой днища составлял 10-40 мм. Натягивая пружину 23, необходимо следить за тем, чтобы ее длина при закрытом днище составляла 630 мм. Крюк защелки 15 должен свободно заходить за зацеп клапана. Для этого регулируют длину тяг 10 и 12. Перемещая щиток 24 сброса соломы, изменяют зазор между щитками и клавишами (10-15 мм) и между щитком и зубом 4 граблины (5-10 мм).
Объем сформированной копны изменяют, переставляя скобы электромагнитов датчика 7 сигнализатора заполнения копнителя. При уборке влажной хлебной массы устанавливают минимальный объем (скоба крепится в среднем или нижнем положении), а при уборке хлебов нормальной влажности – на максимальный объем (скоба – на верхнем отверстии).
Измельчитель (рис. 8.13.) устанавливается на молотилку комбайнов вместо копнителя. Может использоваться для уборки незерновой части урожая по различным технологическим схемам. Он состоит из двух систем, работающих независимо одна от другой.
Система измельчения и транспортировки соломы включает в себя капот 15, измельчитель, соломопровод 3, проставку с клапаном 5, направитель потока соломы, щиток 4 сброса соломы и механизм привода. Измельчитель состоит из корпуса, барабана 8 с молотками 9, шарнирно закрепленными на его дисках, противорежущего устройства 10, снабженного сегментными ножами, и поворотной заслонки 6. Система отбора и транспортировки половы включает в себя шнек 12, вентилятор 13, половопровод 2, скатную доску 14 и привод.
Рис. 8.13. Измельчитель:
1 – соломотряс; 2, 3 – трубопроводы; 4 – щиток сбора соломы; 5 – клапан проставки; 6 – заслонка; 7 – направитель; 8 – барабан измельчителя; 9 – молотки; 10 – противорежущее устройство; 11 – прицепное устройство; 12 – шнек; 13 – вентилятор; 14 – скатная доска; 15 – капот
Поворачивая заслонки, скатную доску и брус противорежущего устройства, измельчитель настраивают на четыре технологические схемы уборки соломы и половы:
Незерновая часть урожая - солома и полова в 1.2…1.5 раза по массе превышает количество зерна. Своевременная уборка соломы за зерноуборочным комбайном обеспечивает быстрое и качественное проведение лущения стерни, что в значительной степени сохраняет влагу, создавая предпосылки более высокого урожая будущего года.
Наибольшее распространение получили три способа уборки соломы: в целом, измельченном и пресованном виде. Кроме того, в некоторых хозяйствах полову собирают отдельно от соломы.
Уборку цельной соломы выполняют по следующим технологическим схемам (рис. 5.6).
Рис. 5.6. Технологические схемы уборки соломы и половы:
а, б, в - уборка цельной соломы; г, д - уборка измельченной соломы;
е - уборка соломы с прессованием; ж, з - уборка половы
1. Копнение соломы копнителем комбайна, уборка копен с поля троссово-рамочной волокушей ВТУ-10 или копновозом КУН-10, скирдование стогометателем СНУ-0.5 или ПФ-0.5 (рис. 5.6.а).
Преимущества такой схемы в независимой работе комбайно и соломоуборочных машин, что повышает производительность последних, минимальные материальные, трудовые и энергетические затраты при уборке соломы с поля.
Недостатки схемы в больших потерях соломы троссовыми волокушами (до 40%), сильное загрязнение ее почвой. Последующие операции уборки соломы (скирдование, забор из скирды, измельчение, транспортировка) требуют применения многих специальных машин (скирдорезов, скирдовозов, фуражиров и т.д.) и больших затрат труда. Копны на поле (особенно при большой соломистости) мешают проведению разгрузки зерна из бункеров на ходу, что снижает производительность комбайнов.
2. Копнение соломы копнителем комбайна, погрузка копен стогометателем в тележку, транспортировка и скирдование как в схеме 1 (рис. 5.6.б).
Производительность соломоуборочных машин по этой схеме ниже, но меньше засоренность и потери соломы.
3. Укладка соломы в валок установленным на комбайне сузителем-валкообразователем ПУВ-0.6, подбор фуражиром ФН-1.2 с подбирающим приспособлением ПВФ-1.4 с погрузкой в тракторные прицепы2ПТС-4-887А, отвозка на край поля, скирдование стогометателем (рис. 5.6.в).
Преимущества технологической схемы - возможность выгрузки зерна из бункера комбайна на ходу, что повышает его производительность на 15…20%, высокое качество соломы при малых ее потерях.
Недостаток - низкая производительность уборки соломы с поля по сравнению с первой схемой.
Уборка соломы с измельчением возможна при ее низкой влажности (в южной зоне А). Применяют следующие технологические схемы (рис. 5.6. г и д).
1. Измельчение соломы на комбайне навесными измельчителями ИСН-3.5, ИНК-3.5 или приспособлением ПУН-5, сбор ее вместе с половой в сменный прицеп 2ПТС-4-887А и отвозка к месту хранения, скирдование стогометателем СНУ-0.5 или ПФ-0.5.
2. Измельчение соломы на комбайне, укладка измельченной соломы с половой в валок, подбор фуражиром ФН-1.2, отвозка на край поля и скирдование стогометателями.
Первая технологическая схема применима в неурожайные годы для обеспечения потребности животноводства в грубых кормах, поскольку обеспечивает минимальные потери при высоком качестве собранной незерновой части урожая. К недостаткам первой схемы следует отнести снижение производительности комбайнов до 30% и высокую стоимость собранного продукта.
Вторая технологическая схема меньше отражается на снижении производительности комбайнов и затрат средств, но имеет несколько большие потери незерновой части урожая.
При уборке соломы с прессованием (рис. 5.6. е) ее после комбайна укладывают в валок навесным приспособлением СВ-0.6, подбирают и прессуют пресс-подборщиком ПСБ-1.6 в тюки. Технологическая схема применима при необходимости транспортировки соломы в отдаленные районы или для закладки на длительное хранение.
При раздельном сборе соломы и половы последнюю с помощью приспособления собирают в прицепленный слева от комбайна сменный тракторный прицеп 2ПТС-4-887А, транспортируемый по мере заполнения к местам хранения (рис. 5.6.ж) или в тележку-прицеп, из которой полову выгружают в копны на краю поля (рис. 5.6.е), а солому в копнитель или укладывают в валок. Солому убирают по одной из рассмотренных технологических схем, а полову из копен грузят в прицепы с помощью фуражира с присоблением ПВФ-1.4 и транспортируют к местам хранения. При втором варианте теряется до 15% половы, но производительность комбайна значительно выше.
Получили распространение новые технологические схемы и комплексы машин для уборки незерновой части урожая, которые резко повысили уровень механизации и производительность труда.
Промышленность выпускает подборщики-уплотнители ПВ-6 и рулонные пресс-подборщики ПРП-1.5, агрегатируемые с тракторами класса 14 кН, подборщики-стогообразователи СНГ-60 для районов повышенного увлажнения, подборщики-стогообразователи СПТ-60, универсальные скирдовальные агрегаты УСА-10, стогообразователи СПМ-200 (для стационарного скирдования соломы - скирдообразователь ЭСО-200), стоговозы СПТ-2 и ТПС-6, агрегатируемые с тракторами класса 30кН. Для сталкивания соломы широкое применение нашла толкающая волокуша, навешиваемая на гидросистему трактора К-701, производительностью более 10 га/ч, а для доставки соломы на край поля - гидрофицированный саморазгружающийся стоговоз производительностью до 15 т/ч.
В основных направлениях экономического и социального развития СССР на І98І. І985 гг. и на период до 1990 г, указано, что в земледелии важнейшая задача - всемерное повышение плодородия почв и урожайности, дальнейший рост производства зерна, кормов и другой продукции на основе применения зональных научно обоснованных систем ведения хозяйств.
В Продовольственной программе СССР до 1990 г,, принятой на майском (1982 г.) Пленуме ЦК КПСС, указано, что "ускоренное и устойчивое наращивание производства зерна является ключевой проблемой в сельском хозяйстве". Указаны основные пути решения проблемы, в том числе завершение комплексной механизации возделывания и уборки сельскохозяйственной продукции /1,2/.
В производстве зерна один из основных этапов работы - процесс уборки зерна, соломы и половы. О важности уборки незерновой части урожая зерновых культур и дополнительных мерах по обеспечению своевременного и полного сбора ее с полей имеются многочисленные указания директивных органов. До сих пор наиболее трудоемкими операциями при уборке зерновых культур являются сбор соломы с поля, ее погрузка, транспортировка к местам хранения и скирдование. К тому же зональный характер зерно- и кормопроизводства в стране и различные варианты использования незерновой части в народном хозяйстве предопределяют многообразие технологических схем ее уборки, перевозки и хранения.
В настоящее время научно-исследовательскими организациями и конструкторскими бюро промышленности разработаны многочисленные образцы различных соломоуборочных средств, из которых можно составить более 70-и комплексов машин, реализующих копенную,
7 валковую и поточную технологии уборки незерновой части урожая. Такая многовариантность применения соломоуборочных средств создает большие трудности в выборе оптимальных вариантов в каждой зоне и оценке эффективности их применения, так как масштабность, большая длительность и стоимость проведения натурных испытаний комплексов машин, усугубляющихся сложностью сохранения идентичности условий, почти исключают экспериментальный метод поиска. Это ведет к увеличению сроков проверки и внедрения наиболее эффективных соломоуборочных комплексов. В связи с этим возникает необходимость разработки более совершенной методики сравнительного исследования технологических схем уборки соломы и половы, которая позволяла бы в наибольшей степени учитывать многообразие внешних факторов, различий природно-производственных условий основных зон страны и обеспечивала бы получение объективных характеристик уборочных комплексов.
Одним из путей ускорения разработки и внедрения в сельскохозяйственное производство перспективных технологий уборки зерновых культур является использование современных методов имитационного моделирования. В ВИМе и других сельскохозяйственных институтах накоплен положительный опыт применения моделирования на ЭВМ для решения проблем обоснования рациональных поточных технологий послеуборочной обработки зерна, картофеля и др.
Основные варианты технологий и комплексов машин уборки незерновой части урожая зерновых культур
Другим перспективным направлением утилизации соломы является промышленная переработка ее для изготовления кормовых дрожжей, целлюлозы бумаги, картона. Для районов, где имеется избыток соломы, разработаны типовые проекты заводов по комплексной ее переработке производительностью 50 и 100 тыс. т в год.
Из одной тонны соломы влажностью 12% можно получить 150 кг небеленой целлюлозы, 60 кг кормовых дрожжей и 200 кг лигносуль-фатных концентратов. При производстве этих продуктов солома должна быть созревшей, не поврежденной гнилью или плесенью, спрессованной в кипы плотностью 200 кг/м3 с содержанием половы не выше 5%, сорных трав и зеленых стеблей - не выше 5% и влажностью не более 15% /12,13/.
Возможность использования соломы и половы на корм скоту и на другие цели в народном хозяйстве, а также необходимость освобождения полей от пожнивных остатков одновременно с уборкой зерна ставят задачу - разработать технологию комплексной уборки всего биологического урожая зерновых культур.
В настоящее время в нашей стране и за рубежом комбайновый способ является основным при уборке зерновых культур. Он сохранит свое значение на будущее и будет базироваться на использовании высокопроизводительных комбайнов, снабженных соответствующими средствами для уборки незерновой части урожая. В соответствии с комбайновым способом уборки зерновых культур определены три основные технологии /14/ уборки незерновой части урожая: коленная, валковая и поточная, основанная на использовании комбайнов, оборудованных универсальными навесными приспособлениями, с помощью которых можно собирать полову отдельно от соломы. Установленные ВИМом на основании обобщения научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок, выполненных организациями-соисполнителями по проблеме 051.IE ГКНТ СССР "Разработать перспективные технологические процессы комплексной уборки урожая зерновых культур, включая незерновую часть, по основным зонам страны, а также создать технические средства для их осуществления и выдать рекомендации для внедрения" рациональные соотношения объемов внедрения различных технологий уборки незерновой части урожая зерновых культур следующие:
В настоящее время промышленностью выпускаются комбайны, оснащенные копнителями, капотами и измельчителями. Их производство обусловлено потребностью хозяйств в сборе соломы в цельном, измельченном и прессованном видах, а также в раздельном сборе соломы и половы. На рис.2 показаны возможные варианты технологий уборки зерновых колосовых, которые можно применять в условиях Южно-Степной зоны /5,6,12,14. 52/. Так, при работе комбайнов, оснащенных копнителями, солома и полова укладываются на стерню копнами массой до 500 кг (в зависимости от конструкции копнителя и влажности соломы). На подборе копен незерновой части урожая последние годы широко применяли тросово-рамочные волокуши ВТУ-10 (вариант I) и копновозы КУН-Ю (вариант П) на подборе и транспортировке соломы к местам хранения и скирдования, удаленных от поля на расстояние не более 3 км. Кроме того, с помощью погрузчиков типа ПФ-0,5 можно подбирать и загружать транспортные тележки вместимостью 60 м3 (вариант Ш), которые транспортируют к местам скирдования. Ограничения в распространении этих комплексов машин обусловлены сравнительно невысокой производительностью и большими потерями незерновой части урожая (до 30. 35%). С целью сокращения потерь и повышения производи-тельности при копенной технологии в настоящее время ведутся работы по созданию толкающих волокуш, навешиваемых на тракторы T-I50 или K-70I (технология ІУ), производительность которых в 2 раза выше по сравнению с волокушами ВТУ-Ю и потери не превышают 10%. Если тракторные прицепы вместимостью 45 м3 использовать как копнители зерноуборочных комбайнов, то на сборе и транспортировке копен к местам скирдования можно использовать стоговоз СПТ-2 (технология У). Применение этого комплекса при реализации копенной технологии значительно уменьшит загрязнение соломы землей, сократит потери соломы и половы.
Схема системного анализа зерносоломоубороч-ных комплексов машин с использованием методов имитационного моделирования
Анализ технологий уборки зерновых культур (см.рис.2) показал, что в зависимости от оснащения комбайна соломоуборочными средствами можно использовать различные варианты комплексов машин, т.е. при осуществлении поточных технологий уборки зерна и незерновой части урожая (соломы и половы) существуют взаимо-обусловливающие связи, определяющие структуру зерносоломоуборочных комплексов. Проанализировав варианты уборки незерновой части урожая, выделили типовые схемы взаимодействия агрегатов комплекса друг с другом и с обрабатываемым материалом и установили, что каждый агрегат последовательно выполняет циклически повторяющиеся операции; простои агрегатов или скопление соломистого вороха имеют местоj если производительность одного агрегата не равна производительности сопряженных с ним других агрегатов. Это приводит к несогласованности окончания и начала каждой операции технологического процесса. Особенности взаимодействия агрегатов друг с другом и с обрабатываемым материалом при моделировании позволяют сформировать типовые блоки программ и с их помощью исследовать практически любую технологическую схему уборки зерна, соломы и половы. Наиболее интересной с точки зрения возможностей исследования и применения различных схем уборки незерновой части урожая является Южно-Степная зона. В климатическом отношении Южно-Степная зона характеризуется неустойчивым увлажнением со среднегодовым количеством осадков в пределах 400. 450 мм. Осадки выпадают преимущественно в летние месяцы в виде ливней /36/. Полевой период в зоне колеблется в пределах 230. 255 дней (кроме южных областей Казахстана, где он продолжается 150. 170 дней). Согласно существующим агротехническим требованиям зерновые должны быть убраны за 10. 12 дней. Рельеф полей в основном ровный. Южно-Степная зона характеризуется высокими урожаями зерновых культур, из числа которых основной является озимая пшеница. Средняя ее урожайность 30 ц/га. Почвы Новокуданского района Краснодарского края, где проводили сравнительные испытания исследуемых комплексов, - наиболее плодородны в нашей стране. Урожаи зерна здесь достигают 70 ц/га. Для условий Южно-Степной зоны представляется целесообразным исследовать следующие технологические варианты (рис.3): обмолот хлебной массы комбайнами класса 6. 8 кг/с (СК-6П), оборудованными хедером шириной захвата 6 м, копнителем, формирующим солому и полову в копны, которые стягиваются волокушами к местам скирдования; обмолот хлебной массы комбайнами класса 6. 8 кг/с, оборудованными хедером шириной захвата 6 м и навесным приспособлением типа ПУН, обеспечивающим сбор половы в прицепные к комбайну тележки 2ПТС-4-887А, и использование соломы в качестве мульчи. Транспортировка тележек от комбайна осуществляется тракторами типа МТЗ-50; обмолот хлебной массы комбайнами класса 6. 8 кг/с, оборудованными хедером шириной захвата 6 м, капотом, позволяющим укладывать солому и полову в валок с последующим его подбором и транспортировкой к местам скирдования подборщиком-уплотнителем типа ПВ-6, эгрегатируемым с постоянно прицепной тележкой 2ПТС-4-887А; обмолот хлебной массы комбайнами класса 6. 8 кг/с, оборудованными хедером шириной захвата б м и капотом, обеспечивающим укладку соломы и половы в валок с последующим его подбором пресс-подборщиками типа П(М,б, агрегатируемыми со сменными тележками 2I1TC-4. Транспортировка последних к местам скирдования соломы осуществаляется тракторами класса 1,4. Исследование этой технологии продиктовано тем, что серийно выпускаемые пресс-подборщики ЇІС-1,6, осуществляющие подбор соломы из валка и формирующие тюки прессованной соломы массой 18. 20 кг, характеризуются нестабильностью технологического процесса. Не сформированные тюки соломы (розвязи), уложенные на стерню, трудно поддаются дальнейшей механизированной уборке. В то же время уборка незерновой части урожая в прессованном виде представляет большой интерес; обмолот хлебной массы комбайнами класса 6. 8 кг/с, оборудованными хедером шириной захвата б м и капотом, обеспечивающим укладку соломы в валок с последующим его подбором рулонным прессом ПРП-1 6, который формирует рулоны соломы массой 200. 300 кг. Уложенные на стерню поля рулоны подбираются либо специализированными тележками, либо фронтальным погрузчиком ПФ-0 5 с присне-соблением ППУ-0,5, обеспечивающие их укладку в тележки 2ПТС-4. По мере наполнения тележки транспортируют на любые расстояния. В работе /29/ В.П.Горячкин отмечал, что динамические процессы сельскохозяйственных машин необходимо изучать комплексно, так как они являются результатом взаимодействия машин-двигателей, рабочих машин и обрабатываемого материала.
Зерноооломоуборочный комплекс можно рассматривать как сложную систему с иерархической организацией (рис.4). Подсистемы -машины, в свою очередь, могут расчленяться на рабочие органы, непосредственно взаимодействующие с обрабатываемым материалом. Однако при исследовании и оптимизации технологии уборки соломы и половы в качестве элементов системы целесообразно рассматривать отдельные машины выполняющие элементарные операции технологического процесса /23,90,94,103. 112/. Между отдельными уровнями сложной системы существуют прямые и обратные связи. С одной стороны, при комплектовании эффективного комплекса используют оптимальные конструкции машин, рабочих органов. С другой стороны, исходя из условий обеспечения эффективной работы комплекса, формируют требования к рациональной конструкции отдельных машин и рабочих органов.
Характер внешних воздействий на рабочие органы зерноеоломо-уборочных машин определяется свойствами обрабатываемой зерносо-ломиотой массы, которые обусловлены почвенно-климатичеокими условиями и биологической природой растений. К примеру, весовое отношение зерна к соломе у зерновых культур разных сортов колеблется от 1:0,8 до 1:4. Знание статистических характеристик полей под зерновыми культурами необходимо при исследовании и оптимизации поточных технологий;, отдельных зерносоломоуборочных средств и комплексов. Оно позволит обосновать минимальную продолжительность их испытаний.
Методика определения статистических характеристик агрегатов зерносоломоуборочных комплексов при полевых испытаниях
Исследование и оптимизация технологических вариантов уборки всего биологического урожая, обоснование требований к конструктивным параметрам агрегатов зерносоломоуборочных комплексов с применением методов имитационного моделирования на ЭВМ должны опираться на анализ статистических характеристик работы отдельных агрегатов в полевых условиях. Соответствующие статистические исследования показателей работы эгрегатов зерносоломоуборочных комплексов в полевых условиях осуществлялись в рамках совместных работ ВИМа и КубНИИТИМа на полях хозяйств Краснодарского края и на Северо-Кавказской МИС Ростовской области.
Определение оптимальной структуры комплексов машин для уборки зерна, соломы и половы
Для выполнения одинакового объема работ необходимо увеличить число комбайнов. Поскольку их производительность ниже по сравнению с комбайнами, оборудованными копнителем и капотом, то сокращается число обслуживающих их автомобилей. Так, если при обмолоте хлебной массы с укладкой незерновой части урожая в валок или копны необходимо закрепить за одним комбайном два автомобиля, а за пятью комбайнами - шесть автомобилей (см. табл.4.2), то при обмолоте хлебной массы со сбором половы и разбрасыванием измельченной соломы по полю за одним комбайном необходимо закрепить один автомобиль, а за пятью комбайнами - только три автомобиля, хотя грузоподъемность автомобилей одинакова. Однако удельные затраты труда на уборку І т зерна последнего комплекса почти в 2 раза выше за счет снижения сменной производительности.
Вместимость тракторного прицепа. Имеется ряд подходов к обоснованию параметров тракторных прицепов. Ф.К.Попов /131/, И.В.Павловский /133/, С.Д.Сметнев /I3V и др. определяют параметры тракторных прицепов (вместимость, грузоподъемность, ширину захвата и др.) исходя из максимальной их производительности по формуле:
Заменив коэффициент Z использования времени выражениями, учитывающими вместимость, грузоподъемность, ширину захвата, расстояние перевозки и др., получают формулу, которая устанавливает зависимость сменной выработки от ряда факторов. Однако обоснование оптимальных параметров исходя из максимальной производительности при определенных условиях приводит к повышению себестоимости продукции, удельных и приведенных затрат и затрат труда. Он не учитывает возможное снижение скорости агрегата с увличением грузоподъемности, снижение маневренности и других характеристик, от которых зависит сменная выработка тракторных прицепов.
Другой подход по обоснованию параметров тракторных прицепов основан на учете мощности трактора. При этом учитывают не только факторы, влияющие на производительность, но и условия агрегатирования прицепов с тракторами определенных классов. Оба подхода по определению оптимальных параметров транторных прицепов не учитывают факторы, определяющие стоимость работ. Поэтому в определенных условиях грузоподъемность, обеспечивающая максимальную производительность тракторного прицепа, удорожает работы. Я.Г.Озсл /135/, С.Н.Никулин /136/ в своих исследованиях по обоснованию оптимальных параметров тракторных прицепов, обеспечивающих максимальную производительность, наряду с мощностью учитывают экономические факторы (прямые затраты на единицу производительности). Такой подход к обоснованию оптимальных параметров тракторных прицепов наиболее приемлем. В качестве критерия приняты прямые издержки без затрат на загрузку (в частности удобрений) тракторных прицепов.
Основным недостатком всех рассмотренных подходов к обоснованию оптимальной грузоподъемности тракторных прицепов является то, что не учитываются не только затраты, связанные с приобретением машин и стоимостью погрузочных работ, но и факторы снижения производительности, обусловленные групповой работой тракторных прицепов.
В.В.Воропаев /85/, используя методы теории массового обслуживания, исследовал групповую работу тракторных прицепов и определил оптимальное соотношение погрузочных и транспортных средств при внесении в почву органических удобрений. Удобрения транспортировали на расстояние I и 3 км. При этом предполагалось, что плотность потока поступающих на вход - погрузку - тракторных прицепов в течение смены постоянна. Разработанная математическая модель не является универсальной, так как она дает возможность исследовать групповую работу только агрегатов двух типов: погрузчиков и тракторных прицепов. Применение этой модели для определения оптимальной вместимости тракторного прицепа, предназначенного для отвозки половы от комбайна СК-бП "Колос", осуществляющего поточную технологию сбора зерна и половы с использованием соломы в качестве мульчи, не представляется возможным, так как уборочный комплекс, реализующий эту технологию, содержит машины и агрегаты более трех типов.
Для определения этого влияния по разработанной методике имитационного моделирования исследовали работу комплекса, ведущим агрегатом которого являлся комбайн СК-бП "Колос", оборудованный универсальным приспособлением типа ПУН, который осуществлял сбор половы в сменные тракторные тележки вместимостью 45, 50, 55, 60 м3. По мере их заполнения полова транспортировалась на расстояние 3 км. По результатам моделирования работы исследуемого комплекса машин с комбайнами класса 6. 8 кг/с (в частности СК-бП "Колос") можно заключить (рис.19), что применение тракторных прицепов вместимостью 60 м3 способствует повышению сменной выработки комплекса на I га (примерно на 3%). При этом удельные затраты труда комплекса в целом снижаются то же на 3% по сравнению с комплексом, использующим тракторные прицепы вместимостью 45 м3. Однако удельные приведенные затраты комплекса, укомплектованного тракторными прицепами вместимостью 60 м3, возрастают с 51,4 до 53,1 руб/га, т.е. на 5% по сравнению с комплексом, использующим тракторные прицепы вместимостью 45 м3.
Читайте также: