Тенденция совершенствования роторных жаток кормоуборочных комбайнов при заготовке силоса.

УДК 631.3 ГРНТИ 55.57.37

В статье рассматривается задача изучения технологических и конструктивных особенностей роторных жаток для скашивания грубостебельных культур зарубежного и отечественного производства с целью оценки их универсальности для применения в различных зонах выращивания кукурузы молочно-восковой спелости и выявления технологических недостатков. Определена тенденция совершенствования конструкции в связи с разработкой энергонасыщенных комбайнов. Разработана функциональная схема широкозахватной жатки, позволяющей получить экономический эффект в производстве и эксплуатации у потребителя.

Ключевые слова: жатки; критерий оценки; особенности конструкции; анализ снижения номенклатуры; функциональная схема.

В настоящее время для уборки кукурузы грубостебельных культур и заготовки их на силос используются жатки трёх основных типов: платформенного, ручьевого и барабанного. К платфор­менным относятся жатки сплошного среза с сегментно-пальцевым режущим аппаратом, имеющие транспортирующие органы в виде ленточного транспортёра и сужающегося шнека. Технологический процесс жаток этого типа заключается в подводе срезанных стеблей мотовилом к режущему аппара­ту и укладки их на транспортёр, который в свою очередь подаёт массу к сужающему шнеку. Далее, через выгрузное окно масса поступает к питающе-измельчающему аппарату комбайна. Главным не­достатком этой конструкции является наличие мотовила, так как, ударяя планками по стеблям рас­тений, оно приводит к большим потерям початками. Также, нельзя не отметить, что ограниченная высота установки мотовила и небольшая протяжённость транспортёра не позволяют применять платформенные жатки на уборке кукурузы высотой более 3 м. Требуется фрезбарабан. Примером платформенной жатки может служить жатка КИС-Об, разработанная ГСКБ ПО «Гомсельмаш» Респуб­лика «Беларусь». Однако указанные машины вследствии насыщенности их в хозяйствах до сих пор применяются на уборке силосуемых культур в Белоруссии. Ручьевые жатки предназначены для убор­ки грубостебельных культур широкорядного посева. Их основными рабочими органами являются ре­жущие роторы малого диаметра, установленные попарно в ручье с небольшим перекрытием режу­щих кромок, транспортирующие цепи, заламывающий брус и сужающийся шнек. Технологический процесс ручьевых жаток заключается в подводе стеблей к режущему аппарату, поддержание их в момент среза и дальнейшему протягиванию к сужающему шнеку, после которого стебли поступают в приёмную горловину комбайна комлем вперёд. Это позволяет применять жатки данного типа на уборке кукурузы любой высоты.

Недостатком ручьевых жаток является то, что при их работе на полях даже с незначительной засорённостью происходит забивание транспортирующих цепей, в результате нарушается техноло­гический процесс машины. Их технологическая надежность работы также зависит от расположения стеблей в междурядье и наличия полёглости кукурузы. На таких агрофонах ручьевая жатка нерабо­тоспособна. На сегодняшний день одним из лидеров по производству ручьевых жаток является не­мецкая фирма CLAAS, выпускающая четырёх-, шести - и восьмиручьевые жатки.

На современном этапе развития сельскохозяйственного машиностроения перед конструкторами сельскохозяйственной техники стоит задача  разработки и выпуска машин, позволяющих обеспечить максимальное сбережение сырьевых, топливных и энергетических ресурсов на этапах производства, переработки и использования сельскохозяйственной продукции.

Наиболее перспективными являются барабанные (роторные) жатки. Они могут использовать­ся при уборке грубостебельных культур как рядного, так и сплошного посева. Жатки этого типа ме­нее чувствительны к засоренности убираемой культуры и позволяют значительно снизить потери початками и зелёной массой. Однако они не обладают универсальными свойствами и не могут рабо­тать на скашивании тонкостебельных трав. Уборка их возможна при наличии прямостоящих кормо­вых культур, обладающих жесткими стеблями или в сочетании тонкостебельных и жестких стеблей. Эта обеспечивает формирование потока при его протяжке подающими барабанами к шнеку жатки. Первичной моделью данного типа жаток является барабанная жатка типа SCYLLA (Франция). В тех­нологической схеме данной машины применены 2 барабана, в которых подача стеблей осуществля­лась пальцами, перемещающимися по профилирующей дорожке внутри барабанов.

В дальнейшем существенный вклад в совершенствование технологического процесса конструкции рабочих органов и привода барабанных жаток внесла фирма KEMPER, которая разработала кормоуборочные комбайны CHAMPION – 2200; CHAMPION – 3000 с последующей их модернизацией.

 В 1987 году Россией была приобретена лицензия на производство кормоуборочного комбайна с барабанной жаткой типа CHAMPION – 3000 на «Гомсельмаше» в Беларуссии, который был переработан применительно к условиям уборки и агрегатирования с новым энергетическим средством УЭС 250 в полунавесной и навесной к комбайну Полессе – 3000 с жаткой ПКК -02.

Этими типами барабанных жаток оснащались самоходные комбайны Палессе 800, КСК – 100 Б и прицепные КДП – 3000. В России комбайны Дон 680, Дон 680А  для скашивания кукурузы оснащали барабанными жатками с переходными вальцами в связи с применением 5-ти вальцевого питающего аппарата для устранения мертвой зоны между подающими барабанами жатки и питателем аналогично комбайну КСК – 100Б.

Дальнейшие работы по устранению технологических недостатков процесса подачи массы, связанные с переносом назад хребтовой балки с приводом внутри в качестве заламывающего бруса значительного эффекта не дали.

В настоящее время прослеживается основная тенденция повышения технического уровня машин данного типа. Это увеличение их производительности на скашивании кукурузы урожайностью 250…850 ц/га в связи с разработкой энергонасыщенных кормоуборочных комбайнов мощностью двигателя 350-650 кВт, что требует наличия широкозахватных барабанных жаток, способным загрузить комбайн в специализированных хозяйствах по заготовке кормов. Эта тенденция характерна и для сельхозпроизводства кормов у нас в России, где серийно выпускаются кормоуборочные комбайны РСМ 1401, готовятся к выпуску комбайны РСМ 2650. Не следует забывать, что в России существует и фермерское хозяйство мелких производителей мясомолочной продукции, которые должны иметь комбайны меньшей шириной захвата барабанных жаток при эксплуатации отремонтированных комбайнов Дон 680.

Зарубежные энергонасыщенные кормоуборочные комбайны комплектуют барабанными жатками, разработанные фирмой KEMPER. К таким комбайнам относится JAGUAR 980 и другие модели, которые комплектуются барабанными жатками «ORBIS», шириной захвата 9 м (12 рядков), 7,5 м (10 рядков), 6 м (8 рядков), мощность двигателя комбайнов 315-650 кВт. Указанные жатки показаны на рисунках 2 и 3.

Кормоуборочные комбайны РСМ 1401 и РСМ 2650 оснащаются барабанными жатками KEMPER 445, захватом 5 м (5 рядков) и МН 600С, захватом 6 м (6 рядков). Мощность двигателя комбайна РСМ 1401 295 кВт.

Кормоуборочные комбайны фирмы «New Holland» комплектуются барабанными жатками 4,5 м (6 рядков), 6 м (8 рядков), 9 м (12 рядков). Мощность двигателя комбайнов 290-565 кВт.

Характерными технологическими и конструктивными особенностями барабанных жаток кормоуборочных комбайнов являются:

- применение питающих аппаратов шириной 730 мм (JAGUAR), 860 мм (New Holland), 680 мм (РСМ 1401);

- наличие шнекового сузителя потока стеблей при скашивании 6-8 рядков кукурузы, что сокращает число вертикальных вертушек;

- наличие низких подающих барабанов с 2х-3х ярусным расположением пальцев по периметру;

- наличие остроклиновых пассивных делителей, разделяющих поток стеблей на стыке подающих барабанов;

- наличие гребенок стеблеподъемников, установленных по периметру траектории подачи стеблей пальцами барабанов. Они обеспечивают опорный срез растений с тыльной стороны гребенок дисковыми ножами и их сопровождение при перемещении во внутрь транспортирующих каналов с опорой на стеблеотводы гребенок;

- наличие вертикальных вертушек с лопастями, установленными на входе в питающий аппарат или в шнековый сузитель потока;

- наличие сузителей потока в виде отводных щитков, установленных на входе в питающий аппарат к центру вальцев;

- наличие шнековых конусных делителей на полевых сторонах жаток с копирующими землю стеблеподъемниками;

- полевые делители, имеющие по верху боковые стеблеотводы стеблей, не вошедших в захват машины;

- на широкозахватных жатках введены устройства сопровождения, перемещения стеблей от полевых делителей в питающий аппарат в видевертушек с лопастями;

- установка подающих барабанов большого диаметра на полевых сторонах для последовательного подсоединения единичных стеблей к потоку, идущему от малых;

- наличие нижнего привода подающих барабанов;

- наличие трубчатых устройств для сопровождения стеблей к центру и устранения их разваливания назад;

- наличие механизма перевода секций в транспортное положение;

- угол установки ярусных пальцев к земле минимален, во избежании волнистого среза и находится в пределах 5-7 градусов.

Анализ априорной информации показывает, что производство и продажа полнокомплектного кормоуборочного комбайна не выгодны в сфере производства и эксплуатации, т.к. урожайность кукурузы в разных районах не стабильна, а трудозатраты на изготовление полного комплекта комбайна высоки. Наличие жаток разной ширины и их недоиспользованность в работе в течении времени увеличивает срок их окупаемости. Поэтому целесообразно выпускать и применять в хозяйстве секционную широкозахватную жатку, позволяющую иметь возможность уборки культур независимо от их урожайности. Что целесообразно как для крупных предприятий, так и для мелких фермерских хозяйств.

Кафедрой «Проектирование и технический сервис транспортно-технологических систем» ДГТУ, учитывая наличие потребности в номенклатуре роторных жаток для уборки кукурузы различной урожайности, которыми оснащаются современные кормоуборочные комбайны, выпускаемые заводом изготовителем, разработала техническое предложение на универсальную секционную роторную жатку с переменной шириной захвата, позволяющую убирать 4,6,8,10 и 12 рядков кукурузы, в зависимости от состояния агрофона. Жатка состоит из 3х секций, имеющих независимое копирование. Базовой является центральная секция, которая может применяться при скашивании высокоурожайных сортов кукурузы, урожайностью до 850 ц/га или автономно, для фермерских хозяйств. Работа жатки может настраиваться на скашивание меньшего количества рядков путем разворота секций и реверсивного вращения подающих барабанов. При необходимости отдельные двухсторонние секции могут демонтироваться и жатка будет работать в одном из сокращенных вариантов настройки автономно.

Техническое предложение разработано составом кафедры, которое представлено на согласование промышленному предприятию.

Технологическая схема машины приведена на рисунке  3.

Разработанное предложение позволяет сократить номенклатуру жаток на производстве и обеспечить снижение материальных затрат в сфере эксплуатации машины у потребителя.

Рисунок 1 – роторная жатка New Holland	Рисунок 2 – роторная жатка Jaguar

Рисунок 1 – Технологическая схема широкозахватной роторной жатки.

1 – работа в настройке скашивания 12 рядков (8,4м)

2 – работа в настройке скашивания 10 рядков (7 м)

3 - работа в настройке скашивания 8 рядков (6,3 м)

4 - работа в настройке скашивания 6 рядков (4,9 м)

5 - работа в настройке скашивания 4 рядков (3 м)

Список используемых источников

1 Клочков А.В. Заготовка кормов зарубежными машинами/ А.В. Клочков, В.А. Павлов, А.В. Адась. – М.: Фирма CLAAS, 2001, 200 с.

2 Особов В.И. Механическая технология кормов / В.И. Особов. – М.: Колос, 2009, 129 с.

3 Примак В.Н. Технологические и конструктивные особенности жаток для уборки грубостебельных культур / В.Н. Примак, Е.А. Пихало, Е.В. Шерер// Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения: сб.трудов международной научно-практической конференции «Интерагромаш» - 3-5 марта 2009, с. 273-279.

Работа выполнена в рамках инициативой НИР.