Эффективность использования различных моделей рулонных пресс-подборщиков на заготовке сенажа

Введение. Производство качественной и недорогой животноводческой продукции зависит от уровня развития кормопроизводства, которое должно базироваться на применении современных конкурентоспособных технологий.

Наиболее перспективной технологией в этом направлении является заготовка сенажа в рулонах, упакованных в полиэтиленовую пленку. Эта технология за счет сокращения сроков уборки трав, повышенной влажности и высокой плотности прессуемого материала, быстрой и надежной его герметизации позволяет значительно сократить потери заготавливаемого сенажа и повысить качество корма [1, 2].

Для осуществления современной и эффективной технологии заготовки сенажа в рулонах, упакованных в полиэтиленовую пленку, большое значение имеет оснащенность сельскохозяйственных предприятий необходимым комплексом машин, четкая и взаимосвязанная организация их работы, учет природнохозяйственных условий [3].

Одной из важнейших операций в технологии заготовки сенажа в рулонах, упакованных в полиэтиленовую пленку, является подбор трав с одновременным прессованием. Основу этой операции составляет рулонный пресс-подборщик, который обеспечивает высокую плотность и правильную форму рулона для последующей качественной обмотки пленкой.

Методика исследования. Для получения высококачественного сенажа в рулонах, упакованных в полиэтиленовую пленку, необходим правильный выбор нужного типа и марки пресс-подборщика с учетом природно-хозяйственных условий предприятий, изменяющихся в ходе кормоуборки технологических свойств травяной массы, вероятностного характера действующих факторов и взаимодействий машин. Наиболее эффективным методом решения сложных производственных задач с вероятностной природой действующих факторов является имитационное моделирование процессов [4-8]. Нами разработана и реализована на ЭВМ имитационная модель процесса подбора-прессования травяной массы, позволяющая оценить эффективность рулонных пресс-подборщиков в разных условиях эксплуатации [9, 10, 11]. В качестве критериев эффективности сравниваемых моделей рулонных пресс-подборщиков приняты сменная производительность (наработка за смену) и удельные совокупные затраты, которые включают прямые эксплуатационные затраты и стоимость потерь корма.

Разработанная на базе модели программа имитационного моделирования использована нами для выбора рациональных агрегатов на выполнении операции подбора-прессования травяной массы в рулоны.

Результаты исследований и их обсуждение. На сегодняшний день практически все ведущие зарубежные машиностроительные фирмы производят различные модели рулонных пресс-подборщиков («Claas», «Krone», «Kverneland Group», «NewHolland», «JohnDeere2, «Kuhn», «Wolagri» и др.). В нашей стране рулонные пресс-подборщики повышенной плотности прессования выпускают пермские фирмы «Навигатор-НМ» и «Краснокамский РМЗ». Как правило, такое оборудование изготавливают по лицензиям или аналогам зарубежных фирм. Разработанные отечественные модели пресс-подборщиков не обеспечивают плотности прессования травяной массы, необходимой для сенажа, и могут использоваться только на заготовке сена.

На эффективность работы рулонных пресс-подборщиков и качество заготавливаемого сенажа в значительной степени оказывают влияние следующие их конструктивные особенности и технические характеристики:

• 1.    Конструкция камеры прессования:

• -    постоянного объема;

• -    переменного объема;

• -    комбинированная.

• 2.    Размер формируемого рулона:

• -    крупногабаритные (т>500 кг, d=1,8-2,0 м);

  -традиционные (т<500 кг, d=1,2-1,5 м);

• -    минигабаритные (т<50 кг, d=0,55—0,63 м).

• 3.    Наличие измельчающего аппарата.

• 4.    Режим формирования рулонов:

• -    прерывистого действия (с остановкой агрегата во время обвязки рулона и выброски его из камеры прессования);

• -    непрерывного действия (обвязка и выброс рулона - без остановки агрегата).

• 5.    По системе обвязки:

• -    шпагатом;

• -    сеткой;

• -    комбинированные.

Для оценки эффективности различных моделей рулонных пресс-подборщиков сравнивали характерные марки производимых отечественными и зарубежными фирмами прессов, формирующих рулоны диаметром 1,2 и 1,5 м, шириной 1,2 м, с камерой прессования постоянного и переменного объема, оборудованных измельчающим аппаратом и без него (таблица). Исследования проводились в условиях, типичных для большинства хозяйств степной зоны Северного Кавказа: урожайность трав - 15 т/га (нынешняя) и 25 т/га (на перспективу), средняя длина поля - 1000 м, расстояние перевозки - 5 км, темп заготовки сенажа в рулонах - 200-250 т корма за десятичасовую смену.

Основные характеристики сравниваемых рулонных пресс-подборщиков

Состав агрегата Характеристики прессов     \	СМ оо СО 1— + -3 ОО СМ 2	СМ ОО со н + ио m or	СМ ОО СО Н + го о ОТ	СМ оо со I— + 8 СМ в го 0_ "О Z5 О ОТ	СМ оо со н + 8 LO В ГО X "О Z5 О СП	СМ оо со I— + 8 о го о_ о го	СМ оо со + о LO LO О ГО ЕЕ "О Z5 о ОТ
Диаметр формируемого рулона, м	1,5	1,5	1,2	1,25	1,55	1,0-1,5	1,55
Тип камеры прессования	посто янная	постоянная	постоянная	посто янная	постоянная	переменная	постоянная
Наличие измельчающего аппарата	нет	нет	нет	нет	нет	нет	есть
Производитель	Краснокамский РМЗ	Навигатор НМ	Claas, Германия	Krone, Германия	Krone, Германия	Krone, Германия	Krone, Германия

Исследования проводились при различной ширине захвата валкообразователей - 4 м, 7 м и 10 м, чтобы оценить влияние линейной плотности валка на показатели работы пресс-подборщиков.

Результаты вычислительных экспериментов с наиболее распространенными моделями рулонных пресс-подборщиков российского и зарубежного производства представлены на рисунках 1 и 2. На рисунке 1 приводятся данные о наработке за десятичасовую смену звеньев, состоящих из двух агрегатов, составленных из пресс-подборщиков исследуемых моделей и тракторов МТЗ-82 [1].

ч %

R12Super

^ ^ V

^/  4*   ^

RB15/2000

ч ч %

Round Packl250

RoundPack155O

Vari о Pack 1500

RoundPack 1550MC

Rollant 350

Рисунок 1 - Сменная наработка звена из двух пресс-подборщиков

При невысокой урожайности трав - 15 т/га -сменная наработка за 10 часов работы исследуемых моделей пресс-подборщиков различалась несущественно при одинаковой ширине захвата валкообразова-теля. При урожайности трав 25 т/га и ширине захвата валкообразователей 7 м и 10 м более производительными оказались пресс-подборщики Vario Pack 1500 «Krone» - на 15-20% и Round Pack 1550 «Krone» - на 10-15% - по сравнению с другими моделями. Так, пресс-подборщик фирмы «Krone» Round Pack 1550, формирующий рулоны диаметром 1,55 м, на 8-10% производительнее пресс-подборщика этой же фирмы Round Pack 1250 и пресс-подборщика Rollant 350 фирмы «Claas», формирующих рулоны диаметром 1,25 м. Наличие устройства для измельчения травяной массы перед ее прессованием у пресс-подборщика Round

Pack 1550МС приводит к снижению на 5-8% его пропускной способности и производительности по сравнению с аналогичной моделью Round Pack 1550 без измельчающего устройства. При неполной загрузке пресс-подборщиков (из-за низкой урожайности трав и недостаточной ширины захвата валкообразователя) сменная выработка всех сравниваемых моделей пресс-подборщиков различалась незначительно. Только при более высокой урожайности трав (25 т/га) и ширине захвата валкообразователей 7 м и 10 м выявлены преимущества по производительности пресс-подборщиков фирмы «Krone»: Vario Pack 1500 - на 1215% и Round Pack 1550 - на 8-10% по сравнению с другими моделями [1]. Эти преимущества обусловлены большей пропускной способностью и надежностью зарубежных моделей.

1400 -I

1300 -

1200 -

1100 -

1000 -

900 -

800 -

700 -

600 -

500 -

400 -

200 -

100 -

□ и=25т/га

@11=15т/га

RB 15/2000

Rollant350

R12Super

^ <^х ^ч

X '4 '^

RoundPack1250

А ^. ^

RoundPack155O

<5^ <^ ^ % 'т- ч,

VarioPack 1500

<^, <^ Ч-% ^ ^.

RoundPack 1550МС

Рисунок 2 - Удельные совокупные затраты на прессование 1 т сенажа

На рисунке 2 представлены результаты оценки эффективности агрегатов по критерию удельных совокупных затрат. По этому критерию наиболее эффективными являются модели пресс-подборщиков, оснащенных прессовальными камерами постоянного объема, без измельчающего аппарата, формирующих рулоны диаметром 1,5 м. Так, для машин одного производителя - фирмы «Krone» - пресс-подборщик Round Pack 1550 с указанными конструктивными параметрами на 3-7% эффективнее, чем пресс-подборщик Round Pack 1250, формирующий рулоны диаметром 1,25 м; на 12-21% эффективнее пресс-подборщика Vario Pack 1500 с камерой прессования переменного объема; в 2,1-2,3 раза эффективнее пресс-подборщика Round Pack 1550МС, оборудованного измельчающим устройством. Сравнение пресс-подборщиков зарубежного и отечественного производства показывает, что российские пресс-подборщики R12 Super/2000 и RB 15/2000 по критерию удельных совокупных затрат на 35-40% эффективнее зарубежного аналога - пресс-подборщика Round Pack 1550 [1]. В первую очередь это обусловлено большей стоимостью зарубежных машин.

Выводы. Таким образом, результаты, полученные при реализации имитационной модели, показали, что наиболее эффективными на заготовке сенажа в рулонах, упакованных в полиэтиленовую пленку, являются модели рулонных пресс-подборщиков без измельчающего аппарата, с камерой прессования постоянного объема, формирующих рулоны диаметром 1,5 м. Причем пресс-подборщики отечественного производства в условиях России эффективнее по критерию совокупных затрат на 35-40% в сравнении с зарубежными аналогами.