Передовые решения

Производство зерна — основа аграрного сектора, индикатор уровня продовольственной безопасности и экономического благополучия государства. поэтому совершенствование технологии и технических средств уборки зерновых культур важно как для отдельного агрария, так и для всей страны в целом

Сегодня основными техническими средствами уборки зерновых во всем мире остаются зерноуборочные комбайны. В комплексе операций по производству зерна уборочные работы отличаются значительными затратами материально-технических и энергетических ресурсов. Поэтому совершенствование технологии уборочных работ и технических средств для их реализации необходимо и актуально. Сейчас уже разработаны и нашли применение на практике некоторые новые решения в уборке зерна.

ПОД УГЛОМ

Одной из современных разработок является изобретение американского фермера Бена Диллона. Он создал зерноуборочный комбайн с шарнирно-сочлененной рамой, угол поворота полурам которой равен 30°, и со всеми ведущими колесами. На передней полураме расположена молотилка зерноуборочного комбайна, на задней — зерновой бункер вместимостью 35,2 куб. м. Прежний бункер на молотилке демонтирован, а на его место установлен двигатель, располагавшийся ранее в задней части комбайна. Потребная мощность двигателя находится в пределах 276–294 кВт. На нем установлены три дополнительных гидронасоса, которые предназначены для привода колес комбайна, гидроцилиндров рулевого управления и выгрузного шнека зернового бункера.

Для обмолота и сепарации хлебной массы используется поперечно расположенный ротор. Хлебная масса с платформы жатки забирается наклонным транспортером и передается на второй транспортер, который подает ее в ротор. Затем она захватывается бичами ротора, обмолачивается, сепарируется и, перемещаясь в левую сторону молотилки, выбрасывается на поле двумя распределителями, установленными на задней полураме. Два распределительных шнека, расположенных под кожухом ротора, подают вымолоченный ворох на обрезиненные вальцы-ускорители, которые вбрасывают его через поток воздуха на очистку. Более легкая фракция уносится воздушным потоком в заднюю часть молотилки, не загружая верхнее решето очистки. Очищенное зерно шнеком диаметром 30,5 см подается в зерновой бункер задней полурамы. Для равномерного распределения зерна шнек совершает движения в разные стороны внутри бункера.

Выгрузка зерна из бункера осуществляется шнеком, состоящим из двух секций. Первая расположена на задней внешней стороне бункера под углом 45°, вторая, в транспортном положении, — наверху вдоль левой боковой стороны. Для равномерной загрузки транспортного средства конец шнека второй секции в рабочем положении имеет возможность совершать движения как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости.

Общая длина выгрузного шнека — 6,9 м, диаметр — 55,8 см. Производительность шнека, равная 17,6 куб. м/мин., позволяет выполнить разгрузку бункера за две минуты. Задняя ось комбайна управляемая. За счет ее поворота вокруг вертикальной оси вместе с колесами оператор комбайна имеет дополнительную возможность во время выгрузки приблизить заднюю полураму с бункером к транспортному средству на расстояние до 0,9–1,5 м. В кабине комбайна установлен терминал, предоставляющий оператору информацию, поступающую от видеокамер и датчиков, о положении выгрузного шнека, направлении движения комбайна, расстоянии от него до транспортного средства и других данных, повышающих безопасность и комфортность.

Разработчик комбайна отмечает ряд его преимуществ. Шарнирно-сочлененная рама позволила установить шины большого диаметра, которые меньше уплотняют почву. Они движутся по одному и тому же следу. Благодаря большой вместимости бункера комбайн может без разгрузки преодолеть до 1,6 км, что исключает движение по полю транспортных средств для перевозки зерна, так как его выгрузку из бункера можно проводить вне поля. Масса комбайна 18 т.

АЛЬТЕРНАТИВА ТРАДИЦИЯМ

Государственным институтом сельского и лесного хозяйства и садоводства г. Бернбург в Германии ведутся исследования и отработка «компактного» способа уборки зерновых культур, являющегося альтернативой традиционному. Для реализации этой технологии используется модернизированный зерноуборочный комбайн без устройств очистки зерна и соломотряса.

Скошенная жаткой масса попадает в роторное молотильное устройство, затем смесь обмолоченного зерна, половы и часть измельченной соломы, до 25 процентов, подается в бункер большой вместимости — до 30–35 куб. м. Оставшаяся часть соломы после обмолота измельчается и разбрасывается по полю. В бункере комбайна смесь может подвергаться дополнительному прессованию. После заполнения бункера она перегружается в транспортное средство и перевозится на стационарный пункт, где происходит очистка зерна. Другие продукты очистки могут быть использованы в качестве подстилки, на корм животным, энергетические цели и получение биогаза. Специалисты, занимающиеся исследованиями этой технологии, термин «компактный» объясняют тем, что в нем реализован комплексный процесс уборки всего урожая. Технологический процесс скашивания, обмолота, распределения соломы по полю и подготовки смеси зерна, половы и измельченной соломы к транспортировке осуществляется «компактным» комбайном без системы очистки. Смесь урожая в бункере и транспортном средстве при необходимости уплотняется. Исходя из требований к движению по дорогам, допустимая вместимость прицепа для транспортировки составляет 110 куб. м, или 25 т полезной нагрузки.

ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ МОТОВИЛО

Одна из интересных технических разработок уборки зерновых принадлежит компании AWS. Она предлагает «пневматическое» мотовило, которое монтируется на серийные жатки зерноуборочных комбайнов. Оно включает в себя вентилятор, подающие воздухопроводы и основной воздухопровод с отходящими от него соплами, закрепленный перед механическим мотовилом жатки. Поток воздуха из сопел подается на режущий аппарат жатки и вместе с механическим мотовилом передает срезанную массу растений к шнеку или транспортеру жатки.

В зависимости от типа комбайна и жатки вентилятор крепится на левой стороне комбайна или на одной из сторон жатки. Входное отверстие вентилятора оборудовано вращающимся фильтром. Направление и объем воздушного потока контролируются и регулируются из кабины. Использование пневматического мотовила позволяет повысить производительность скашивания растительной массы, уменьшить потери и повреждение зерна.

Мотовила такой же конструкции производит фирма Crary. Кроме того, она предлагает пневматическое мотовило, на котором основной воздухопровод с соплами находится внутри механической конструкции и является опорой для его вращения.

ТАКИЕ РАЗНЫЕ БУНКЕРА

Швейцарской высшей школой по сельскому хозяйству с 2009 года ведутся исследования технологии уборки зерновых культур со сбором половы в отдельный бункер зерноуборочного комбайна. Нижняя часть бункера — продолжение корпуса молотилки комбайна, а верхняя, выполненная из тканого материала, имеет возможность складываться и раскладываться. Плотность половы колеблется от 25 до 50 кг/куб. м, а вместимость бункера достигает одной тонны, в зависимости от влажности половы. Подача половы в приемник осуществляется по трубопроводу пневматическим способом. При испытаниях технологии полова разгружалась на краю поля на землю одновременно с выгрузкой зерна в транспортное средство. Затем пресс-подборщиком формировались рулоны плотностью 175 кг/куб. м и транспортировались к месту дальнейшего использования.

ПО «Гомсельмаш» в 2014 году планирует наладить производство зерноуборочного комбайна КЗС-1624. Он отличается новым компоновочным решением. Зерновой бункер расположен не наверху, как у всех комбайнов, а снизу. Это позволяет, по мнению специалистов-разработчиков, уменьшить расход энергии на подъем зерна в процессе его очистки и выгрузки. Нижнее расположение бункера, который одновременно является и рамой, упрощает несущие конструкции и обеспечивает более высокую поперечную устойчивость комбайна, так как основная нагрузка распределена в нижней части машины. Новинка будет оснащена двигателем мощностью 331 кВт, жаткой шириной захвата 9 м и системой роторных соломосепараторов. Пропускная способность комбайна — 16 кг/с.

НАШИ РАЗРАБОТКИ

В ГНУ СЗНИИМЭСХ было разработано молотильно-сепарирующее устройство, отличающееся применением на барабане зубовых бичей разной высоты и обеспечивающее рациональный обмолот.

Его основной принцип состоит в двухуровневом энергетическом воздействии на обмолачиваемую культуру путем нанесения по ней малого количества ударов большой интенсивности и большого количества ударов малой интенсивности. Процесс обмолота осуществляется при постоянных молотильных зазорах, установленных на заводе. Молотильно-сепарирующее устройство предназначено для обмолота зерновых колосовых и других культур и устанавливается на одно- и двухбарабанных зерно- и рисоуборочных комбайнах. Обеспечивает повышение пропускной способности на 18–24 процентов, снижение микротравмирования зерна и энергоемкости обмолота на 30 процентов, экономию топлива на 10–13 процентов. Потери зерна молотилками комбайнов, работающих в хозяйственных условиях, уменьшаются в 1,5–2 раза. Зерноуборочные комбайны, оборудованные таким молотильным аппаратом, прошли испытания на Прибалтийской, Центральной, Дальневосточной и Кзыл-Ординской МИС. Около 800 комбайнов с таким молотильным устройством уже эксплуатируются в хозяйствах Красноярского края.

ПРИЗНАННЫЕ ИННОВАЦИИ

Фирма CaseIH одна из первой среди производителей сельскохозяйственной техники разработала систему синхронизации совместной работы двух машин с использованием беспроводной связи. Зерноуборочный комбайн, являясь ведущим, при попадании трактора с прицепом для перевозки зерна в зону активности автоматически управляет его скоростью, направлением движения и расстоянием между машинами. Система также может координировать движение в загонке двух зерноуборочных комбайнов.

Одно из инновационных решений фирмы Claas — система визуальной оценки качества зерна — было награждено серебряной медалью на выставке Agritechnica-2013. Расположенная в головке элеватора цветная фотокамера с высоким разрешением делает снимки убираемого зерна в зерновом потоке. Фотографии анализируются на наличие незерновых примесей и дробленых зерен, а результаты анализа в виде диаграмм передаются на терминал комбайна. Комбайнер имеет возможность сразу просматривать снимки и различать отдельные или прилипшие примеси. Это создает новую и более точную основу для оценки качества зерна и оптимизации настройки жатки и системы очистки на зерноуборочных комбайнах.

Серебряной медалью выставки Agritechnica-2013 отмечено также устройство, автоматически регулирующее равномерное распределение соломы и половы за комбайном. Датчики ветра и уклона расположены на обеих задних фарах комбайна. Они выполнены в форме пластин и фиксируют боковой ветер и одновременно угол склона, раскачиваясь вбок или вперед-назад в соответствии с силой ветра. Измеряется максимальный показатель и частота отклонения датчика, что исключает влияние порывов ветра или подветренного расположения. На основе этой информации формируется команда радиальному распределителю по сбросу соломы против ветра и/или вверх по склону.

На выставке Agritechnica-2013 фирма New Holland была награждена серебряной медалью за систему, автоматически изменяющую частоту вращения приводных валов соломотряса в зависимости от уклона и убираемой культуры. При движении в гору частота вращения валов снижается, а под гору — увеличивается. В обоих случаях плотность вороха становится сравнимой с показателями при уборке на участках с ровным рельефом. При смене культуры система автоматически загружает частоту вращения валов, необходимую для данной культуры. Такого рода адаптация и регулировка частоты вращения валов соломотряса применяются впервые.