книги из ГПНТБ / Джамбуршин, А. Ш. Колосоуборочные машины и механизмы

с колосьями все равно находятся ниже режущего аппа­ рата, а длинные срезаются вместе с соломиной.

Вместе с ростом потерь несрезанным колосом* растут и потери срезанным из-за того, что колос с короткой со­ ломиной плохо захватывается планкой мотовила и про­ валивается между пальцами режущего аппарата. К на­ стоящему времени апробированы различные меры по уменьшению потерь срезанным колосом. Испытывалось, например, пневматическое «мотовило», в котором воз­ душные струи сдувают срезанные колосья с режущего аппарата на платформу жатки.

Оригинальное мотовило применялось в комбайне «Дехенрайтер-4517» (ФРГ) [9]. Оно состояло из двух граблин: передней, на всю ширину жатки, и задней, по ширине, равной полотенно-планчатому транспортеру. Обе граблины монтировались на общей раме и приводились в движение синхронно через цепные передачи от клиноре­ менного вариатора с центральным плавающим диском. Особенностью грабельного мотовила являлось то, что относительная скорость планки переменна для различных положений: для подвода стеблей к ножу, для снимания их с ножа, для укладывания на транспортер. Другой особенностью грабельного мотовила явилось наличие широкой петли абсолютной траектории, что обеспечивает активный подвод стеблей к режущему аппарату.

Делались попытки увеличить эффективность работы мотовила за счет изменения его траектории, диаметра и числа планок. В Казахстане испытывался хедер на рабо­ чей скорости движения 7 км/час. Опыты проводились на уборке пшеницы Кооператорка 194, со средней высотой хлебостоя h = 55,1 см и средней длиной стеблей

1 = 65,5 см.

Качество скашивания на высоком срезе во многом зависит от радиуса мотовила, поэтому опыты проводи­ лись сразу с несколькими. Результаты экспериментов по-

20

казали, что примене- s7. ниє мотовила радиу-

>сом 600 мм по срав­

росшие при этом силы инерции приводили к разбрасыва­ нию стеблей. Следовательно, для минимальных потерь срезанным колосом оптимальным является мотовило, имеющее радиус 600 мм.

Влияние радиуса мотовила на потери несрезанным колосом видно из рис. 4, где по оси абцисс располагается высота несрезанных стеблей, а по оси ординат — относи­ тельное количество стеблей каждой длины. Для мотовил радиусом 500 и 600 мм 8—10% несрезанных колосьев были расположены выше линии среза. Очевидно, это являлось результатом продольных и поперечных проги­ бов стеблей при движении жатки. Совершенно иная картина наблюдалась при мотовиле радиусом 725 мм. В этом случае 22—23% несрезанных стеблей имели высо-

21

ту расположения колосьев больше высоты установки режущего аппарата жатки, т. е. имело место явное ухуд­ шение процесса скашивания при увеличении радиуса мо­ товила.

Проверка результатов этого эксперимента по крите­ рию Фишера показала, что расхождение в количестве потерь несрезанным колосом при радиусе мотовила 500 мм и 600 мм случайно. Сравнение работы жатки с мотовилами, имевшими радиус 600 мм и 725 мм, показа­ ло существенное влияние размеров мотовила на увеличе­ ние потерь зерна. Поэтому для уменьшения потерь не­ срезанным колосом необходимо уменьшить радиус мотовила (уменьшение его менее 600 мм не дает ощути­ мых результатов). Следовательно, R = 600 мм является оптимальным и по потерям зерна в несрезанном колосе.

Проследим теперь за изменением качества работы

Для потерь срезанным колосом на высоте среза 15 и 35 см получаем соответственно следующее отноше­ ние дисперсии (при уровне значимости Р = 0,05):

S2

—1-=4<4>4 при f, = l; f2=18.

22

Следовательно, увеличение высоты среза существенно влияет на увеличение потерь срезанным колосом. Полу­ ченные результаты свидетельствуют о том, что не везде и не всегда можно убирать хлеба на высоком срезе хедерами. Попытаемся обосновать максимально допу­ стимую высоту среза колосовых культур.

Зависимость между относительным содержанием зерна m и относительной высотой среза 1отн носит ли­ нейный характер и имеет вид:

m=0,39+1,20 Іотн

Следует отметить, что линейная зависимость между m и 10тн сохраняется лишь в наблюдавшемся интервале. Область допустимых значений коэффициента ß опре­

По найденному уравнению регрессии для предельных и средних значений а и ß построена графическая зависи­ мость относительного содержания зерна от относительной высоты среза. Учитывая, что содержание зерна в хлебной

механизации и электрификации сельского хозяйства (Вегис В. Ю.) разработана колосоуборочная машина двой-

23

ного резания, в которой режущий аппарат скашивает колосья с большим количеством соломы, а нижний — со­ лому. После среза колосья засасываются вентилятором и транспортируются на обмолот. Поток воздуха, нагне­ таемый вентилятором через лифтеры, поднимает полег­ шие стебли колосьев до верхнего режущего аппарата, а солома срезается нижним и укладывается в валок. Недо­ статком колосоуборочной машины является высокая энергоемкость и большая ее сложность.

Аналогичным аппаратом двойного среза снабжен французский комбайн, где под хедером, скашивающим колосья на меньшей высоте, устанавливается нож, сре­ зающий стерню и колосья, неубранные верхним хедером. Хлебная масса, содержащая до 15—20% зерна, прессу­ ется прямо на комбайне и в виде тюков погружается на транспорт. Эта масса является хорошим полуфабрикатом для комбикормовой промышленности, причем такое прес­ сование исключает потери не только зерна, но и весьма ценного кормового продукта — половы.

Исследования советских и зарубежных ученых убеди­ тельно доказывают повышение производительности ком­ байна и улучшения его характеристик при увеличении высоты среза хедера комбайна. Так, в экспериментах ЦНИИМЭСХ при уборке хлебов урожайностью 20 ц/га на высоте среза 18—20 см скорость была 2,8 км/час, в то время как на высоте 50—55 см скорость комбайна возрос­ ла до 6,0 км/час при номинальной загрузке комбайна, при этом влажность зерна уменьшилась с 17,4 до 14,5, а чи­ стота зерна возросла с 92,5 до 99,7%. Однако следует отметить, что даже на весьма высоком хлебостое (до 1,6 м) потери за жаткой возросли от 0,4 до 0,84%.

Длина стеблей для различных районов Казахской ССР колеблется в весьма широких пределах. По мате­ риалам Государственной комиссии по сортоиспытанию за 1946—1967 годы и данным КазНИИМЭСХ за 1956—

24

Рис. 5. Длина стеблей пшеницы в орошаемом и не­ орошаемом земледелии Казахстана: (1—неорошае­ мое; 2 — орошаемое)

1974 годы были построены интегральные кривые распре­ деления длины стеблей для неорошаемого и орошаемого земледелия Казахстана (рис. 5).

Как мы видим из этого графика, в орошаемом земле-

25

Учитывая, что общая площадь посевов пшеницы в неорошаемом земледелии Казахстана составляет свыше 17 млн. га, то по интегральной кривой можно определить, какую площадь зерновых (в данном случае пшеницы) можно скашивать на выбранной высоте среза. Высота среза определяется по приведенной выше формуле. Под­ считано, что на высоте 35 см с учетом прогиба стеблей хедером можно убрать около 50% зерновых Казахстана.

Иная картина наблюдается в орошаемом земледелии, площадь посевов зерновых в котором не превышает 500 тыс. га. Здесь средняя высота хлебостоя равняется 96,7 см, а уборка хлебов на высоте 35 см возможна на 75—80% площадей (без учета полеглости хлебов).

Таким образом, видим, что уборка хлебов на высоком срезе хедерами постоянно невозможна. В различные годы в зависимости от климатических условий уровень потерь зерна в колосьях, оставшихся под жаткой несрезанными, будет изменяться, но совсем не исчезнет.

МАШИНЫ ДЛЯ ОБМОЛОТА КОЛОСЬЕВ НА КОРНЮ

Все преимущества уборки только колосовой части можно получить не срезая колосьев, а обмолачивая их прямо на корню. Первая колосоуборочная машина Мол­ чанова В. С. состояла из вращающегося барабана с ря­ дом поворачивающихся гребней, перемещающих колосья по рифленой деке, через которую ссыпаются вымоло­ ченные зерна. В зависимости от высоты и состояния стеблестоя гребень этой машины может устанавливаться

26

на различной высоте, и довольно легко — путем пово­ рота вокруг основания.

Позже испытывались аналогичные устройства, пред­ ложенные конструкторами Румянцевым Е. П. и Вурстом Г. А. [10]. Однако все эти устройства имели повышен­ ные потери, так как много колосьев не попадало в обмолачивающие органы из-за полеглости, отклонения стеблей по ходу машины и т. п.

Из более современных разработок весьма интересна машина для обмолота на корню М. А. и М. Л. Пустыгиных {11]. В этой машине растения отделяются порциями, которые рабочими органами охватываются с двух сторон в нижней их части и прочесываются снизу вверх. Устрой­ ство (рис. 6) состоит из двух основных частей: мотовила 1 и планетарного барабана 2, вращающихся синхронно навстречу друг другу.

Лопасти мотовила, отделяющие порции растений, со-

Рис. 6, Машина Пустыгиных для обмолота колосьев на корню

27

стоят из криволинейных решеток 3 и скатов 4. В центре мотовила расположен неподвижный кожух 5, внутри ко­ торого вращается шнек 6, транспортирующий вымолочен­ ное зерно, ссыпающееся сюда по скатам через открытую верхнюю часть кожуха. На концах рычагов 7 планетар­ ного барабана закреплены очесывающие (обмолачиваю­ щие) битеры 8, совершающие двойное вращательное дви­ жение вместе с барабаном вокруг центральной оси и вокруг своей оси.

Угловая скорость мотовила и барабана, а также фор­ ма расположения решеток мотовила, по расчетам Пустыгиной М. Л. [12], должны быть подобраны так, чтобы при встречном движении обмолачивающий битер 8 входил во взаимодействие с решеткой 3 соответствующей лопасти, и в течение всего периода взаимодействия своими бичами образовывал с ней заданный зазор. Для этого между угловыми скоростями мотовила шм и барабана ш6 долж-

ім

но выдерживаться соотношение: ш6 = -^шм где ім—чис- 1б ’

ло лопастей мотовила; і6 —число битеров барабана. Для построения кривой, определяющей формулу ре­

шетки, Пустыгиной был применен метод обращения дви­ жения. Условно остановив мотовило и сообщив барабану дополнительное вращение вокруг оси мотовила в обрат­ ную сторону с угловой скоростью мотовила (юм), мож­ но построить огибающую битера. Для упрощения по­ строения можно, заменив ее сопряжением дуг окруж­ ностей и с учетом постоянно уменьшающегося зазора, определить формулу решетки лопастей мотовила. Оги­ бающая кривая имеет достаточный зазор с предыдущей лопастью мотовила, что, естественно, накладывает огра­ ничение на выбор количества лопастей.

Должно быть также соблюдено условие, чтобы оги­ бающая на выходе битера из зоны мотовила от кромки лопасти находилась на достаточном расстоянии. Соотно-

28

шение окружной скорости мотовила (Ѵокр) к поступатель­ ной скорости машины (Ѵпер) выбиралось из условия, что­ бы край лопасти мотовила и битера барабана осуще­ ствляли симметричный захват обрабатываемой ими порции растения.

Соотношение Х=ЇДІЕдля мотовила комбайнов и вал-

ѵ пер

ковых жаток выбирается обычно равным 1,3-? 1,8, причем большие значения применяются при небольших, а мень­ шие — при более высоких поступательных скоростях. Для оптимальных конструктивных параметров симметричный захват получается при Â= 1,7.

Расстояние между осями симметрии первой и второй петли трохоиды равно толщине отделяемой каждой лопа­

После входа битера во взаимодействие с кромкой ло­ пасти, когда начинается обмолот очередной порции хле­ ба, кромка лопасти в своем абсолютном движении, т. е. относительно поверхности поля и хлеба, будет двигаться по траектории почти вертикально вверх, что надо считать благоприятным для обмолота,порции.

Для обеспечения требуемого зазора между битерами

ирешетками во время их взаимодействия валы мотовила

ибарабана должны быть соединены передачей, исклю­ чающей проскальзывание. Для обеспечения симметрично­ сти захвата хлеба привод мотовила должен быть синхрон­ ным движению машины, поэтому возникла необходи­ мость в устройстве, автоматически регулирующем скорость вращения мотовила в зависимости от скорости движения агрегата.

29