Библиографическое описание:

Липовский М. И., Перекопский А. Н., Махмудова Н. С. Варианты использования универсального молотильного барабана зерноуборочного комбайна // Молодой ученый. — 2014. — №14. — С. 59-61.

Представлены выполненные в СЗНИИМЭСХ работы по созданию высокоэффективного молотильно-сепарирующего устройства, позволяющего создать унифицированную молотилку комбайна для уборки всех зерновых культур и семян трав, включая рис. Перенастройка вариантов использования молотильного аппарата на уборку различных культур возможна силами комбайнера в полевых условиях.

Ключевые слова: зерноуборочный комбайн, зубовый бич, обмолот.

Почти половина выпускаемых в мире зерноуборочных комбайнов двухбарабанные, оснащённые бильными молотильными аппаратами. Последним присущи существенные недостатки: недостаточная вымолачивающая способность при уборке культур с повышенной влажностью; высокая энергоёмкость технологического процесса; значительное повреждение зерна в виде дробления и микротравмирования; высокая чувствительность к отклонению регулировочных параметров (зазоров между барабаном и подбарабаньем, частоты вращения) от оптимальных значений. Недостаточная эффективность обмолота и захватывающая способность при уборке культур с повышенной влажностью вызывают увеличение потерь зерна и нарушение технологического процесса в виде забивания молотильного устройства. К снижению эффективности обмолота ведёт и обычно применяемый режим обмолота, когда первый молотильный аппарат имеет меньшую окружную скорость барабана и большие зазоры между барабаном и подбарабаньем, чем второй [1].

В СЗНИИМЭСХ разработан более эффективный, чем применяемые, способ обмолота, названный рациональным [2], концептуальный принцип которого состоит в двухуровневом энергетическом воздействии на обмолачиваемую культуру путем нанесения по ней малого количества ударов большой интенсивности и большого количества ударов малой интенсивности. Реализация рационального обмолота осуществляется молотильным аппаратом с зубовыми бичами [3, 4]. Проведенные исследования подтверждают высокую эффективность разработки во всех природно-климатических зонах России.

При исследованиях и испытаниях установлены следующие преимущества: лучшая вымолачивающая способность (меньше недомолот зерна); лучшая сепарирующая способность; меньше микротравмирование зерна на 30 %; меньшая энергоемкость обмолота на 20–30 %; незабиваемость [2, 4].

Результатом этих преимуществ является то, что при замене обычного барабана барабаном с зубовыми бичами пропускная способность комбайна повышается на 18–24 % без увеличения массы комбайна и усложнения конструкции дополнительными механизмами и снижении расхода горючего на работу двигателя на 13–19 %. При работе с одинаковой производительностью потери зерна при уборке влажных культур в 2 раза, а при уборке сухих культур в 1,5 раза меньше, травмирование зерна меньше на 30–40 %.

Зерновые культуры, при уборке которых установлена высокая эффективность комбайнов, оборудованных молотильным аппаратом с зубовыми бичами, в зерновом балансе России составляют 90 % [5]. Вместе с тем отсутствуют данные об эффективности нового молотильного аппарата при уборке некоторых убираемых комбайнами с бильным молотильным аппаратом культур, которых около 40.

Проблемным можно считать и необходимость выпуска специальных комбайнов для уборки риса, в молотилках которых, в отличие от зерноуборочных комбайнов, используется штифтовый молотильный аппарат, так как бильный молотильный аппарат неэффективен при обмолоте риса. Дезунификация зерно- и рисоуборочных комбайнов усложняет их производство и комплектование парка комбайнов в сельскохозяйственных предприятиях. Для устранения отмеченных недостатков и обеспечения высокоэффективного обмолота всех культур, убираемых комбайнами, разработан универсальный молотильный аппарат, барабан которого снабжен зубовыми и рифлеными бичами с возможностью быстрой перенастройки с одного варианта на другой, а подбарабанье — съемными планками с выступами.

Универсальный молотильный аппарат [6, 7] (рис. 1) состоит из барабана 1 и решетчатого подбарабанья 2. Барабан содержит корпус 3, образованный дисками и образующими выступы подбичниками 4 и закрепленные на последних зубовые бичи 5. На двух диаметрально противоположных зубовых бичах установлены обтекаемые планки 6. Планки 6 частично перекрывают зубья по длине так, что рабочая часть последних оказывается короче, чем зубья остальных рядов. Зубья могут быть расположены на корпусе по винтовой линии или в шахматном порядке так, что соседние следы зубьев частично перекрывают друг друга, а вершины всех зубьев лежат на одной цилиндрической поверхности. С подбичниками, кроме тех, на зубовых бичах которых установлены обтекаемые планки, шарнирно связаны рифленые бичи 7, которые могут фиксироваться на корпусе 3 в нерабочем и рабочем положениях с помощью разъемных соединений. Подбарабанье снабжено дополнительными поперечными планками 8 с трапециевидными выступами, проходящими между зубьями барабана [8].

а

б

в

г

Рис. 1. Схема универсального молотильного аппарата: а — вариант для риса; б — зубовый вариант барабана; в — бильный вариант барабана; г — вид А.

Молотильный аппарат может использоваться в трех вариантах.

Первый вариант — зубовый вариант барабана (рифленые бичи в нерабочем положении), подбарабанье без съемных планок (рис. 1б) — используется при обмолоте зерновых колосовых и некоторых других культур. Высокая эффективность проявляется в случае обмолота хлебной массы влажностью 30–37 % при уборке зерновых культур на плющение и консервирование фуража в фазе восковой спелости [1, 5].

Например, при уборке ячменя с влажностью зерна 35–39 % на Северо-Западной МИС комбайн «Енисей-КЗС-957», оснащенный двумя зубовыми барабанами, имел потери зерна за молотилкой в 1,5–2,0 раза меньше, чем двухбарабанные комбайны «Енисей-КЗС-954», «Енисей-1200-НМ», однобарабанные комбайны «Енисей-1200-I НМ», Sampo Rosenlev-2065, оснащенные бильными барабанами, при меньших удельном расходе топлива (на 13,6 %) и дроблении зерна.

Второй вариант — бильный вариант барабана, подбарабанье без съемных планок (рис. 1в) — используется при обмолоте культур, для которых предпочтительнее вытирающее действие молотильного аппарата. Это может быть, в частности, обмолот семян многолетних трав.

Третий вариант — зубовый вариант барабана, подбарабанье со съемными планками (рис. 1а) — используется для обмолота риса. На уборке труднообмолачиваемого риса Новосельский-52 пропускная способность опытного комбайна (5,2 кг/с) была на 60 % больше, чем у эталона, а потери зерна — в 2 и более раз ниже. Качественные показатели работы существенно не отличались. Это свидетельствует о более эффективной работе экспериментального молотильного аппарата, по сравнению с бильным, в качестве второго молотильного аппарата рисозерноуборочного комбайна.

Применение универсального молотильного аппарата в конструкции зерноуборочных комбайнов позволяет повысить их технический уровень. Удельные показатели российских комбайнов с бильным молотильным аппаратом достаточно близкие к соответствующим показателям зарубежных моделей. В то же время комбайн «Енисей-957», благодаря оснащению его молотильным аппаратом с зубовыми бичами, имеет наиболее высокую удельную пропускную способность и эффективно работоспособен при наименьшей энергонасыщенности; по удельной материалоемкости находится на уровне лучших зарубежных моделей. С учетом зафиксированного при испытаниях влияния нового молотильного аппарата на производительность и пропускную способность комбайна можно спрогнозировать достижимое повышение технического уровня российских комбайнов, указанное в таблице 1.

Таблица 1

Расчетные удельные показатели зерноуборочных комбайнов при применении универсального молотильного барабана

Марка комбайна

Удельная пропускная способность, кг/(с·м-1)

Удельная материалоемкость, т/(кг·с-1)

Удельная энергонасыщенность, л.с./(кг·с-1)

реальная

возможная

реальная

возможная

реальная

возможная

«Vector»

«Acros»

«Niva Effect»

6,42

6,47

4,66

7,70

7,76

5,59

1,62

1,64

1,46

1,35

1,37

1,22

27,2

25,8

27,6

22,7

21,5

23,0

Таким образом, универсальный молотильный аппарат, реализующий рациональный обмолот зерновых колосовых культур и обеспечивающий комплексное улучшение всех показателей обмолота и снижение потерь зерна в производственных условиях, перспективен для комбайнов классической схемы нового поколения. Применение его в комбайнах производства ОАО КЗ «Ростсельмаш» обеспечит повышение пропускной способности комбайна «Vector» с 7,7 до 9,2 кг/с, что достаточно близко к пропускной способности комбайна «Acros». На изготовление последнего завод расходует на 3 тонны металла больше и предусматривает двигатель большей мощности (на 50 л.с). Т. е. экономится 3 тонны металла, 50 л.с. мощности, соответственно улучшаются экологические качества комбайна за счет снижения давления на почву и уменьшения выброса в атмосферу выхлопных газов. Повсеместное применение в стране комбайнов с новым молотильным аппаратом обеспечит получение дополнительно 2–3 млн. т зерна за счет сокращения потерь при уборке без затрат на обработку почвы, приобретение и внесение удобрений, уход за посевами и уборку урожая.

Литература:

1.         Липовский, М.И., Перекопский, А.Н., Сухопаров, А. И. Чем убирать зерно для плющения? // Кормопроизводство, 2005, № 2, с. 28–31.

2.         Липовский, М. И. Рациональный обмолот зерновых культур. — СПб: СЗНИИМЭСХ, 2005. — 138 с.

3.         Патент № 2239305 Молотильное устройство / Липовский М. И., Перекопский А. Н., Гудков Д. А.

4.         Патент № 2281642 Способ обмолота зерновых культур и устройство для его осуществления / Арбузов П. М., Бадмацыренов Б. Ц., Игнатьев В. Г., Козлов В. В., Липовский М. И., Перекопский А. Н., Сухопаров А. И. — Опубл. 2006. Бюл. № 23.

5.         Могильницкий, В. М., Иванов, А.Е., Перекопский, А. Н. Механизация уборки и послеуборочной обработки зерна в Северо-Западном регионе. / Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2002, № 6, с. 17–20.

6.         Патент № 2400049 Универсальный молотильный барабан / Липовский М. И., Перекопский А. Н.

7.         Патент № 2400050 Универсальный молотильный барабан / Липовский М. И., Перекопский А. Н.

8.         Патент № 2479194 Молотильное устройство (варианты) / Липовский М. И., Перекопский А. Н., Липовский А. М.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle