Сравнительные показатели работы зерноуборочного комбайна с дифференцированной рабочей поверхностью подбарабанья молотильного аппарата

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 629.336.063

Сравнительные показатели работы зерноуборочного комбайна с дифференцированной рабочей поверхностью подбарабанья молотильного аппарата

В.В. Гусаров

(Поступила в редакцию 12.07.13)

Аннотация

Представлены результаты сравнительных испытаний зерноуборочных комбайнов с подбарабаньями различной конструкции. Применение подбарабанья с дифференцированной рабочей поверхностью положительно сказалось на работе зерноуборочного комбайна. Отличительной особенностью данного подбарабанья является возможность работы с увеличенными зазорами. Работа с увеличенными зазорами позволяет повысить пропускную способность и сепарацию зерна через решетку подбарабанья. У зерноуборочного комбайна с подбарабаньем, имеющим дифференцированную рабочую поверхность, пропускная способность повысилась на 26 %, производительность - на 27,1 %, снижение потерь составило 17,8 % по сравнению с зерноуборочным комбайном, оснащенным серийным подбарабаньем.

Abstract

We have presented results of comparative tests of grain combines with concaves of different construction. Application of concave with differentiated working surface positively influenced the work of grain combine. A feature of this concave is the possibility to work with widened gaps. Work with widened gaps helps to increase throughput capacity and separation of grain through the concave grating. Grain combine with concave, having differentiated working surface, had its throughput capacity increased by 26 %, productivity - by 27.1 %, reduction of losses amounted to 17.8 % in comparison with grain combine equipped with serial concave.

Введение

В «Государственной программе устойчивого развития села на 2011-2015 гг.» предусмотрено к 2015 г. довести валовой сбор зерна до 12 млн. тонн [1, с. 5]. Повышение производительности комбайнов и снижение потерь зерна при уборке являются важными направлениями в увеличении производства зерна. Решение этой проблемы связано с развитием зерноуборочной техники, постоянной ее модернизацией и совершенствованием.

Анализ источников.

Показатели работы зерноуборочного комбайна в значительной степени определяются конструкцией молотильно-сепарирующего устройства (МСУ). Решающая роль в МСУ принадлежит подбарабанью как устройству, предназначенному для выделения зерна из обмолачиваемой массы. Это обусловлено следующими факторами:

- во-первых, выделение зерна подбарабаньем зависит от степени забивания ее решетчатой поверхности продуктами обмолота, почвой, растительными остатками и склонности к залипанию в условиях уборки хлебов повышенной влажности;

- во-вторых, потери за соломотрясом (следующим звеном технологической цепи) пропорциональны количеству поступившего на него зерна и зависят от степени перебивания (измельчения) стеблей растительной массы в молотильном аппарате. Чем меньше зерна с соломой поступает на соломотряс, тем пропорционально меньше общие потери за молотилкой комбайна;

- в третьих, конструкция подбарабанья определяет качество сепарируемого вороха, которое зависит от количества нежелательных компонентов - соломы, сбоины, сорных примесей, - увеличение которых влечет за собой рост потерь за очисткой комбайна.

Шаг планок подбарабанья у комбайнов, как правило, постоянен и от расстояния между планками зависят условия сепарации [2, 6]. Забивание и залипание подбарабанья резко уменьшают ее «живое сечение» и приводят к дополнительным затратам на техническое обслуживание МСУ и простоям комбайна, связанным с периодической очисткой подбарабанья. Вероятность просеивания через решетку подбарабанья эквивалентна вероятности прохождения зерна через отдельную ячейку решетчатой поверхности, очерченную смежными прутками и планками, - элементарной вероятности сепарации; при таком подходе вероятность просеивания приравнивается «живому сечению» ячейки - отношению площади просвета ячейки к общей ее площади [3, 4, 5]. Можно предположить, что два подбарабанья с одним и тем же живым сечением, но разным шагом планок обладают неодинаковой сепарирующей способностью. Посчитав равномерный шаг за частный случай, можно экспериментально найти закон распределения, близкий к оптимальному [3, 5]. Число возможных распределений шагов практически не ограничено.

Итак, основной функцией подбарабанья является максимально возможное просеивание вымолоченного зерна при минимальной степени перебивания стеблей молотильно-сепарирующим устройством. Молотильные аппараты современных комбайнов сепарируют в среднем около 80 % зерна (остальное идет на соломотряс). Возможности сепарирующего действия МСУ не исчерпаны.

С целью повышения пропускной способности и полноты выделения вымолоченных зерен разработано подбарабанье с дифференцированной рабочей поверхностью. Достигается это тем, что у молотильного устройства, включающего барабан с бичами и подбарабанье с поперечными планками, между которыми имеются сепарирующие отверстия, расстояния между поперечными планками уменьшается от входа к выходу из подбарабанья, а высота поперечных планок относительно продольных прутков увеличивается [7].

На рис. 1 изображена схема молотильного устройства зерноуборочного комбайна с дифференцированной рабочей поверхностью подбарабанья.

Рис. 1. Схема молотильного устройства зерноуборочного комбайна с дифференцированной рабочей поверхностью подбарабанья

Молотильное устройство зерноуборочного комбайна состоит из барабана 1, включающего вал 2, спицы 3, подбичники 4 и бичи 5. Снизу молотильного барабана закреплено подбарабанье 6, включающее решетчатое основание 7 с поперечными планками 8.

При работе зерноуборочного комбайна скошенная масса механизмами жатки и транспортером наклонной камеры 9 подается на обмолот. В начале входа в молотильный аппарат растительная масса попадает в зазор между бичами 5 барабана и планками 8 подбарабанья затягивается туда и получает ускорение. При этом бичи 5 наносят удары по обмолачиваемой массе, активно ее деформируют и протягивают с изгибами в продольном направлении. На начальном этапе взаимодействия масса движется с относительно небольшой скоростью и воспринимает большое число ударов бичей.

При этом вымолачивается основное количество зерна, большая часть которого просеивается через сепарирующие отверстия решетчатого основания 7, а некоторая часть зерен задерживается в слое соломы и продолжает движение в молотильном зазоре. Просеивается также часть мелких соломистых примесей в виде половы. Однако по мере продвижения массы вдоль подбарабанья расстояния «i» между планками уменьшаются

(i₁ >i₂ >i₃ >i₄ >i₅ >i₆>i₇),

что способствует повышению скорости движения массы и производительности молотильного устройства. Одновременно увеличиваются расстояния «j» между верхними кромками соседних планок

(j₁ <j₂ <j₃ <j₄ <j₅ <j₆<j₇).

Это повышает степень изгиба слоя движущейся соломистой массы, что облегчает процесс выделения из нее оставшихся зерен и повышает полноту их выделения.

Обмолоченная солома после молотильного аппарата сбрасывается на соломотряс 10 для окончательного выделения остатков зерна. Зерно и мелкий ворох направляются на дальнейшую очистку и сепарацию.

Предлагаемое устройство вписывается в различные технологические схемы зерноуборочных комбайнов. Способно обеспечить повышение пропускной способности комбайна и снизить потери зерна.

Основная часть

Сравнительные испытания проводились с целью определения соответствия показателей работы комбайнов требуемым параметрам с двумя типами подбарабаний по типовой методике проведения испытаний зерноуборочных комбайнов предложенной РКУП «ГСКБ по зерноуборочной и кормоуборочной технике».

Характеристики испытываемых подбарабаний представлены в табл. 1

Таблица 1. Техническая характеристика испытываемых подбарабаний

Расстояние между поперечными планками у базового подбарабанья неизменно и составляет 50 мм, а у экспериментального расстояния изменяются от 44 мм до 70 мм с шагом 1,85 мм. Расстояние от продольного прутка до верхней кромки поперечной планки составляет 14 мм у базового подбарабанья и от 14 мм до 25 мм с шагом 0,8 мм - у экспериментального (рис. 2).

Рис. 2. Подбарабанье с дифференцированной рабочей поверхностью

Эксплуатационно-технологические и функциональные показатели качества выполнения технологического процесса при работе комбайнов с серийным и экспериментальным подбарабаньями определялись на разных фонах в течение уборок 2011 и 2012 гг. Комбайн с экспериментальным подбарабаньем работал в УКСП «Совхоз «Ольса»» Кличевского района на таких культурах, как фацелия (2011 г.), тимофеевка (2011-12 гг.), ежа сборная (2011 г.), рапс озимый(2011-2012 гг.), озимая тритикале (2011-2012 гг.), озимая рожь (2011-2012 гг.), овес (2011-2012 гг.), ячмень (2011-2012 гг.), люпин (2011 г.), горох с подсевом пшеницы (2011 г.), донник белый (2011 г.), гречиха (2012 г.).

Сравнительные испытания проводились на посевах яровой пшеницы в СПК «Колхоз «Несята»» Кличевского района. В табл. 2 представлены условия проведения сравнительных испытаний.

Таблица 2. Условия испытаний

Характеристика убираемой культуры приведена в табл. 3 и соответствует средним условиям Республики Беларусь.

Таблица 3. Характеристики убираемой культуры

При уборке пшеницы яровой с указанными выше характеристиками получены следующие эксплуатационно-технологические и функциональные показатели качества выполнения технологического процесса комбайнами с серийным и экспериментальным подбарабаньями.

Параметры работы и настроечные данные приведены в табл. 4.

Таблица 4. Параметры работы и настройки комбайнов с различными вариантами подбарабаний

Отличительной особенностью в настроечных параметрах являются рабочие зазоры на входе и выходе массы в молотильный аппарат, которые в варианте дифференцированного подбарабанья существенно выше.

Результаты проведенных сравнительных испытаний зерноуборочных комбайнов с серийным и экспериментальным подбарабаньями представлены в табл. 5.

Таблица 5. Результаты сравнительных испытаний зерноуборочных комбайнов с различным типом подбарабаний молотильного аппарата

При скорости движения более 5,9 км/ч у зерноуборочного комбайна с серийным подбарабаньем происходило нарушение выполнения технологического процесса из-за нехватки мощности двигателя, выражающееся в снижении оборотов двигателя с вероятностью его остановки. У зерноуборочного комбайна с экспериментальным подбарабаньем удалось достичь большей скорости при работе, что обуславливается увеличенными зазорами между барабаном и подбарабаньем. Так, рабочий зазор при работе с экспериментальным подбарабаньем составил на входе 48 мм, а на выходе - 34 мм.

По результатам сравнительных испытаний получены следующие результаты:

- увеличение пропускной способности по зерностебельной массе в среднем для трех режимов работы составило 26,0 %,

- производительность увеличилась в среднем для трех режимов на 27,1 %;

- снижение потерь за соломотрясом в среднем для трех режимов составило 23,2 %;

- снижение потерь за решетным станом в среднем для трех режимов составило 3,3 %;

- в целом снижение потерь за молотилкой составило 17,8 %.

Следует обратить внимание на рабочие зазоры между барабаном и подбарабаньем. При работе на других культурах работа также производилась на увеличенных зазорах. При обмолоте озимой тритикале максимальный зазор на выходе составлял 41 мм. Уборка рапса производилась на полностью «сброшенном» подбарабанье, и вымолот был полным, однако возникла проблема поступления стеблей к соломоизмельчителю. Поскольку стебли не ломались барабаном, они имели значительную длину и плохо проходили между клавишами и задней стенкой комбайна. При уборке ячменя для увеличения интенсивности обмолота и лучшего обламывания остей зазор уменьшался на выходе до 22 мм. В целом установочный зазор для экспериментального подбарабанья составил 17 мм на входе и 2 мм -на выходе. Данная величина как оптимальная была определена при работе в 2011 г.

Для сравнения работы двух комбайнов построим графические зависимости общих потерь зерна за молотилкой в зависимости от пропускной способности по зерностебельной массе (рис. 3).

Рис. 3. Зависимость общих потерь зерна за молотилкой от пропускной способности по зерностебельной массе

Из графика видно, что уровень общих потерь в 1,5 % за молотилкой достигается у зерноуборочного комбайна с серийным подбарабаньем при пропускной способности по зерностебельной массе 10,2 кг/с и 13,5 кг/с - у зерноуборочного комбайна с подбарабаньем, имеющим дифференцированную рабочую поверхность.

подбарабанье зерноуборочный комбайн молотилка

Заключение

Применение подбарабанья с дифференцированной рабочей поверхностью положительно сказалось на работе зерноуборочного комбайна.

Отличительной особенностью данного подбарабанья является возможность работы с увеличенными зазорами. Работа с увеличенными зазорами позволяет повысить пропускную способность и сепарацию зерна через решетку подбарабанья.

Увеличение пропускной способности по зерностебельной массе в среднем для трех скоростных режимов работы составило 26,0 %, производительность увеличилась в среднем для трех режимов на 27,1 %, снижение потерь за соломотрясом в среднем для трех режимов составило 23,2 %, снижение потерь за решетами в среднем для трех режимов составило 3,3 %. В целом снижение потерь за молотилкой достигло 17,8 %.

Литература

1. Государственная программа устойчивого развития села на 2011-2015 годы - Минск, 2011. - 99 с.

2. Кузин, Г.А. Интенсификация процессов обмолота и сепарации в молотильных аппаратах зерноуборочных комбайнов / Г. А. Кузин. - Ростов н/Д., 1989. - 503 с.

3. Кузин, Г. А. Выделение зерна подбарабаньем с переменным шагом планок / Г. А. Кузин // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. - 1969. - №6. - С. 14-16.

4. Липкович, Э. И. Процессы обмолота и сепарации в молотильных аппаратах зерноуборочных комбайнов / Э. И. Липкович. - Зерноград, 1973. - 166 с.

5. Артемов, М. Оценка работоспособности подбарабанья / М. Артемов. - Техника в сельском хозяйстве. -1969. - №8. - 57 с.

6. Алферов, С. А. Обмолот и сепарация зерна в молотильных устройствах как единый вероятностный процесс / С. А. Алферов, В. С. Брагинец // Тракторы и сельхозмашины. - 1972. - №4. - С. 23-26.

7. Молотильное устройство: пат. 6335 Респ. Беларусь / А. В. Клочков, В. В. Гусаров; заявители А. В. Клочков, В. В. Гусаров; заявл. 13.11.09 // Афiцыйны бюл./ Нац. Цэнтр iнтелектуальнай уласнасцi. - 2010. - №2. - С. 28.

8. Типовая методика проведения испытания зерноуборочных комбайнов. - Гомель, 2005. - 21 с.

Размещено на Allbest.ru