Зерноуборочные комбайны
В современной сельскохозяйственной технике известно большое количество комбайнов, предназначенных для уборки зерновых культур, однако, несмотря на многообразие, они состоят из одних и тех же основных функциональных частей. Конструктивный облик и характеристики комбайна при этом определяются конструкцией его молотильного устройства, в зависимости от которой их можно разделить на комбайны с последовательно-битерной схемой обмолота и комбайны аксиально-роторного типа.
Молотильное устройство в комбайнах первой группы содержит один или несколько последовательно размещенных по ходу движения обмолачиваемой массы поперечных молотильных барабанов, под которыми установлены деки, выполненные в виде частично охватывающих барабаны снизу неподвижных подбарабаний. По такой схеме выполнены известные комбайн «Нива», «Колос», «Енисей», «Дон» /1/.
Молотильное устройство подобного типа способно вымолотить не более 75% зерна, поэтому для его дальнейшего выделения необходима установка длинного соломотряса, который существенно ограничивает скорость движения через комбайн обмолачиваемой массы. Для предотвращения забивания ячеек дек обмолачиваемой массой они должны иметь достаточно большие размеры, вследствие чего через них вместе с зерном проходит большое количество сбоины и кусков необмолоченных колосьев. Для отделения от них зерна под молотильным устройством устанавливают мелкоячеистые решета очистки, просеивающие зерно в полость зернового шнека, откуда оно с помощью зернового элеватора перемещается в расположенный в верхней части комбайна накопительный бункер, а остатки необмолоченных колосьев отделяются от сбоины и подаются на повторный обмолот в молотильное устройство с помощью колосового элеватора. Необходимость установки указанных устройств (соломотряса, решет очистки, зернового, колосового элеваторов и т.п.) существенно усложняет конструкцию комбайна, увеличивает его массогабаритные характеристики, металлоемкость, нагрузку на почву и повышает энергозатраты на проведение уборочных работ. Требуемая пропускная способность комбайна в силу ограниченной скорости движения через него обмолачиваемой массы при этом достигается за счет увеличения пропускных сечений и размеров соломотряса, что также увеличивает массогабаритные характеристики комбайна.
В современных комбайнах аксиально-роторного типа молотильное устройство состоит из осевых молотильных барабанов, частично охватывающих их снизу неподвижных дек и оснащено устройствами для принудительного осевого перемещения обмолачиваемой массы. Параллельно каждому молотильному барабану в этом комбайне могут быть установлены отбойные битеры с возможностью встречного относительно барабанов вращения, передние части которых выполнены в виде шнеков, установленных в открытых сверху желобах, а между ними размещен отражатель. Для предотвращения наматывания стеблей обмолачиваемой массы на молотильные барабаны между жаткой и молотильным устройством в таких комбайнах может быть установлен измельчитель стеблевой массы /2/.
Комбайны аксиально-роторного типа по сравнению с комбайнами предыдущей группы имеют более компактную конструкцию, существенно меньшие массогабаритные характеристики и высокую пропускную способность за счет высокой скорости прохождения через них обмолачиваемой массы, однако эффективность вымолота зерна в их известных конструкциях остается низкой, что приводит к повышенным потерям зерна. Это обусловлено, во-первых, тем, что колосья в них подвергаются обмолоту вместе со всей массой скошенных стеблей, которые существенно затрудняют выделение зерна и увеличивают загрузку молотильного устройства, и, во-вторых, тем, что непосредственный вымолот зерна в молотильном устройстве происходит не на всем пути прохождения через него обмолачиваемой массы, а только на отдельных его участках, протяженность которых определяется углом охвата молотильных барабанов деками и составляет относительно небольшую часть всего пути. Ячейки дек, как и у комбайнов с последовательно-битерной схемой обмолота, должны иметь достаточно большие размеры, что приводит к необходимости установки решет очистки, зернового и колосового элеваторов и размещению накопительного бункера в верхней части комбайна.
Из отмеченного выше следует, что повышение эффективности вымолота зерна в аксиально-роторном молотильном устройстве может быть достигнуто двумя способами: либо посредством отделения колосьев от кусков измельченных стеблей до их попадания в молотильное устройство, либо обеспечением непрерывного вымолота зерна на всем пути прохождения через него обмолачиваемой массы.
Для реализации первого способа в 1992-1997 годах нами было разработано и запатентовано два варианта комбайна. Отделение колосьев от кусков измельченных стеблей в них предлагалось осуществлять в воздушной камере с помощью воздушных потоков, создаваемых вентиляторами. Принципиальные схемы их устройства показаны на приведенных ниже Рисунках 1, 2, а более подробные сведения об их конструкции и работе приведены в описаниях /3, 4/.
Рисунок 1. Первый вариант комбайна с воздушной камерой
Рисунок 2. Второй вариант комбайна с воздушной камерой
Последующие проработки и расчеты, однако, показали, что снабжение комбайна воздушной камерой для предварительного отделения колосьев от кусков измельченных стеблей до их попадания в молотильное устройство хотя и позволяет повысить эффективность вымолота зерна, но приводит к его повышенным потерям вследствие выдувания большого количества необмолоченных колосьев в устройство для сбора и удаления отходов мимо молотильного устройства, что обусловлено малым различием показателей парусности кусков измельченных стеблей и колосьев. В связи с этим, в течение 2002-2003 годов нами был разработан зерноуборочный комбайн аксиально-роторного типа, в котором обеспечен непрерывный вымолот зерна на всем пути его прохождения через молотильное устройство с помощью вращающихся дек.
Список использованных источников
- А.Ф. Морозов «Зерноуборочные комбайны», М., Агропромиздат, 1991 г.
- Авторское свидетельство СССР №741821 по Кл. А 01 Д 41/02 (41/00), 1988 г.
- Патент РФ №2085068 по Кл. А 01 Д 41/02 (41/00), 1997 г.
- Патент РФ №2113100 по Кл. А 01 Д 41/02 (41/00), 1998 г.