Библиографическое описание:

Косов П. А., Минин П., Ловчиков А. Теоретическое обоснование необходимой концентрации валка хлебной массы для полной загрузки молотилки высокопроизводительного комбайна // Молодой ученый. — 2012. — №1. Т.2. — С. 172-174.

Раздельный способ уборки зерновых культур способствует созданию благоприятных условий для сохранения качественной ценности зерна. В период сушки валков отмирают и высыхают сорные травы, зерно хорошо очищается и, как правило, не подвергается самосогреванию, при котором в значительной степени теряются семенные и хлебопекарные качества.

Исследованиями установлено, что раздельный способ уборки способствует более быстрому и равномерному созреванию зерна, позволяет раньше начать и закончить уборку, сокращает потери и увеличивает сбор зерна во время уборки, обеспечивает получение сухого и чистого зерна, улучшает качество зерна и соломы, дает возможность своевременно выполнять осенние полевые работы.

Большая производительность на косовице обуславливается тем, что валковая жатка и при повышенной влажности хлебной массы может работать на большей скорости, чем комбайн при прямом комбайнировании. Повышение производительности при подборе и обмолоте валков комбайнами объясняется легкой обмолачиваемостью и сепарацией хорошо просохших сорняков и хлебной массы.

Кроме того, при раздельном способе уборки хлебов получается до 80% кондиционного зерна, не требующего подсушки и доочистки, что сокращает трудоемкие работы на токах и ускоряет темпы вывозки зерна.

Преимущества раздельного способа уборки зерновых культур обусловили необходимость разработки наиболее совершенной технологии ее выполнения. Работы в этом направлении, организованные многими научно-исследовательскими учреждениями, ознаменовались серьезными теоретическими и практическими достижениями.

Сокращение сроков уборки возможно при значительном повышении дневной и сезонной производительности комбайнов, когда комбайн полностью использует пропускную способность молотилки [1, 2].

Развитие мирового комбайностроения направлено сегодня на увеличение пропускной способности молотильно-сепарирующего устройства [3, 4, 5]. У каждого последующего поколения возрастает пропускная способность на 1,5…2 кг/с (таблица 1). Переход к высокопроизводительным комбайнам связан также с дефицитом квалифицированных комбайнеров, что требует увеличивать производительность комбайнов, чтобы уложится в агротехнические сроки уборочного процесса.


Таблица 1

Техническая характеристика зерноуборочных комбайнов

Показатель

Страна, фирма, модель комбайна

Пропускная способность комбайнов 7…8 кг/с


Россия

Дон-1200

США «Джон-Дир» М-9400

Германия «Клаас» Доминатор-88

Польша

Бизон 60-110

Ширина хедера, м

7,0

7,3

5,1

5,0

Мощность
двигателя, кВт

118

116

119

125

Масса, кг

11200

11000

10360

10730

Пропускная способность комбайнов 8…9 кг/с


Россия

Дон-1500Б

США «Джон-Дир» М-9600

Германия«Клаас» Доминатор-108

Италия «Лаверда» М-3890 Макси

Ширина хедера, м

8,6

9,1

6,0

7,6

Мощность
двигателя, кВт

162

189

163

147

Масса, кг

12470 (с копн.)

12990

10620

10870

Пропускная способность комбайнов 10…12 кг/с (роторные)


Россия АО Ростсельмаш

РСМ–181

США «Вайт»

М-9700

Германия«Клаас» Доминатор-116ЦС

Канада «Мэсси Фергюсон»МF-8590

Ширина хедера, м

6; 7; 8,6

7,3

5,8

7,3; 9,1

Мощность
двигателя, кВт

184

185

184

205

Масса, кг

15570

14000

12853

13800

Пропускная способность комбайнов 12…14 кг/с


Беларусь ОАО «Лидагропроммаш» Лида-1600

Украина КБ «Южное» КЗСР-9М

Германия «Клаас»

Mega 218

США

CASE 2366

Ширина хедера, м

6, 7

5, 6, 7

5,1…9,0

7,6

Мощность
двигателя, кВт

239

209

199

186

Масса, кг

17000

15500

11060 (без жатки)

11340 (без жатки)


Однако использование высокопроизводительных комбайнов экономически обосновано лишь на уборке полей с урожайностью 35…60 ц/га. В степных районах, где средняя урожайность составляет около 14,4 ц/га, комбайны загружаются только на 15…60% номинальной пропускной способности. Происходит это из-за того, что при двухфазной уборке применяются обычные валковые жатки (ЖВН-6А, ЖВП-9,1), которые формируют валки недостаточной мощности (1,8…2,7 кг/п.м.) и концентрации.

Загрузка зерноуборочных комбайнов при раздельной уборке в настоящее время обеспечивается преимущественно при их максимальной рабочей скорости V = 7,5 км/ч, но при этом возрастает расход топлива, связанный с повышением затрат мощности (N) на перекатывание комбайнов (рисунок 1). Особенно это заметно у высокопроизводительных комбайнов, имеющих большую массу [6].

Рис. 1 – Зависимости мощности (N) и расхода топлива (Q) от скорости зерноуборочных комбайнов (V) различной пропускной способности (q): 1, 2, 3, 4, 5   кривые зависимости мощности и расхода топлива от скорости зерноуборочных комбайнов при пропускной способности 3,0; 5,5; 7,0; 8,5; 11,0 кг/с соответственно


Загрузка зерноуборочных комбайнов должна осуществляться изменением их рабочей скорости в интервале 2,5…4,7 км/ч (0,7…1,3 м/с), при которой обеспечивается снижение расхода топлива [6]. В этот интервал скорости также входит значение оптимальной скорости, при которой валок во время его подбора не разрывается (т.е подача валка осуществляется равномерно) и не сгруживается перед наклонной камерой.

Работа комбайна за пределами этого интервала допустима лишь в экстремальных условиях. Загрузку зерноуборочных комбайнов в установленном интервале рациональных скоростей движения обеспечивают изменением ширины захвата жаток.

Серийные валковые жатки захватом 6 метров загружают зерноуборочные комбайны 3 класса с пропускной способностью 5...6 кг/с в рациональном диапазоне рабочих скоростей лишь при уборке зерновых культур урожайностью более 23 ц/га. Комбайны с пропускной способностью 7...8 кг/с (4 кл.)   более 37 ц/га, комбайны с пропускной способностью 8...9 кг/с (5 кл.)   более 49 ц/га. Комбайны сверхвысокой пропускной способности 11...12 кг/с (6 кл.) валковые жатки захватом 6 метров загружают при урожайности более 55 ц/га, а комбайны с пропускной способности 12...14 кг/с (7 кл.) – более 60 ц/га.

Из вышесказанного следует, что молотилки высокопроизводительных комбайнов (q > 11 кг/с) при уборке хлебов низкой урожайности (У < 14 ц/га) в оптимальном диапазоне скоростей (V = 2,5…4,7 км/ч) загружены очень слабо. Отсюда можно сделать вывод, что для оптимальной загрузки комбайнов с большой пропускной способностью необходимо создавать мощные валки независимо от урожайности на поле.

С такой задачей могут справиться лишь жатки-накопители, которые аккумулируют хлебную массу на своей платформе, а затем выгружают сформированную порцию на стерню. Для наиболее эффективного совместного использования жатки-накопителя и высокопроизводительного комбайна в уборочном процессе необходимо формировать валок определенной концентрации, чтобы молотилка комбайна была полностью загружена. Для этого необходимо произвести ряд несложных расчетов. Вводными данными служат пропускная способность комбайна (q), ширина валка (ВВ) (принимается исходя из значения ширины захвата подборщика (ВПОДБ)), рабочая скорость движения комбайна (V).

Для примера произведем расчет концентрации хлебной массы в валке при использовании на подборе зерноуборочного комбайна с пропускной способностью q = 14 кг/с, ширине захвата подборщика ВПОДБ = 3 м, и в оптимальном диапазоне рабочих скоростей движения V = 2,5…4,7 км/ч (0,7…1,3 м/с).

По имеющимся данным определим концентрацию хлебной массы валка с помощью следующего выражения

К = q / (V × ВВ),

(1)

где К – концентрация хлебной массы валка, кг/м2;

V – рабочая скорость движения комбайна, V = 0,7…1,3 м/с;

ВВ – ширина валка, которая обычно определяется для жаток-накопителей по следующему выражению

ВВ = ВПОДБ – 0,5…0,6,

(2)

где ВПОДБ – ширина захвата подборщика, м.

По выражению (2) определим необходимую ширину формируемого валка, при этом получим

ВВ = 3 – 0,5…0,6 = 2,5…2,4 м.

Примем для дальнейшего расчета ВВ = 2,45 м.

Далее по выражению (1) определим необходимую концентрацию хлебной массы валка, при этом получим

К = 14 / (0,7…1,3 × 2,45) = 8,1…4,4 кг/м2.

Произведя расчеты концентрации хлебной массы валка необходимой для полной загрузки молотилки зерноуборочного комбайна с пропускной способностью q = 14 кг/с в оптимальном диапазоне рабочих скоростей движения V = 2,5…4,7 км/ч (0,7…1,3 м/с), получили диапазон концентрации хлебной массы валка от 8,1 до 4,4 кг/м2. Хлебные валки такой концентрации, исходя из несущей способности стерни, удерживаются на стерне не проседая под собственной массой.


Литература:

  1. Кондауров Д.И. Пути решения проблемы загрузки зерноуборочных комбайнов. [Текст] / Д.И. Кондауров // Повышение производительности и качества работы зерноуборочных и зерноочистительных машин. – Челябинск, 1985. – С. 8–13.

  2. Шумаков Н.С. Загрузка молотилки комбайна при средней урожайности зерновых культур. [Текст] / Н.С. Шумаков // Повышение производительности и качества работы зерноуборочных и зерноочистительных машин. – Челябинск, 1985. – С. 24–26.

  3. Чепурин Г.Е. Состояние и перспективы развития технологий и техники для уборки зерновых в Сибири. [Текст] / Г.Е. Чепурин // Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора К.Г. Колганова. – Челябинск: ЧГАУ, 2006. – С. 47–53.

  4. Гольтяпин В.Я. Современные зерноуборочные комбайны с роторной и комбинированной молотилками. [Текст] / В.Я. Гольтяпин // Техника и оборудование для села. – 2008. – №6. – С. 29–32.

  5. Новая сельскохозяйственная техника за рубежом (По материалам международной выставки “Agritechnica 2007”, Ганновер). [Текст] / Науч. ан. обзор. – М.: ФГНУ «Росинформагротех» . – 2008. – 132 С.9–25.

  6. Шабанов Н.И. Оптимизация загрузки зерноуборочных комбайнов. [Текст] / Н.И. Шабанов // Техника в сельском хозяйстве. – 1997. – №2. – С. 24–25.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle