Возможности улучшения качества очеса при уборке сои

Цель исследования – создание и совершенствование технических средств для уборки сои методом очеса на корню. Исследования проводились на сорте сои Лазурная.

Представлены результаты очеса сои и состав зерносоевого вороха. Полученные экспериментальные данные указывают на снижение уровня потерь от неочеса при повышении скорости вращения очесывающего барабана и снижении путевой скорости, но при этом значительно возрастают потери зерна сои на земле. С целью повы- шения качества уборки сои методом очеса рассмотрены перспективные решения модернизации очесывающих жаток: установка дополнительного битера, который будет предотвращать наматывание неочесанных частей стеблей растений сои на барабан и их последующее обрывание; интеграция в конструкцию очесывающей жатки сита для уменьшения процента сорной примеси; использование шарниров в креплениях очесывающих гребенок к барабану и ограничителя, способствующих предот- вращению случайного контакта гребенок с поверхностью поля.

Основные пути модернизации зерноуборочных комбайнов в настоящее время представляют собой интегрирование в узлы и механизмы датчиков и устройств контроля рабочего процесса. В отношении совершенствования рабочих органов ничего принципиально нового в будущем не предвидится. Классическая схема – жатка, включающая в себя режущий аппарат, мотовило с пальчиковым механизмом, приемную камеру с транспортером, молотильно-сепарирующее устройство, систему очистки, зерновой бункер и систему измельчения. На привод этих всех механизмов тратится энергии до 70 МДж/т зерна.

На сегодняшний день эффективным способом уборки сельскохозяйственных культур с наименьшими затратами является метод очеса растений на корню. В условиях повышенной влажности зерна, высокой засоренности посевов и возможного полегания растений использование очесывающих жаток является наиболее перспективным.

При анализе иностранных источников литературы особое внимание стоит обратить на то, что проблема очеса сельскохозяйственных культур (в частности, бобовых) изучена слабо.

В исследованиях рассмотрено эксцентрическое качающееся очесывающее устройство для уборки кустарниковой вишни C. humilis. Ведутся исследования по повышению эффективности и снижению повреждаемости при уборке L. barbarum путем разработки портативного вибро-гребенчатого щеточного комбайна. Представлены результаты исследований по разработке и обоснованию параметров и режимов рабочих органов машины для уборки семян кормовых трав. В статье приведено теоретическое обоснование оптимальной компоновки очесывающего устройства для уборки зерновых культур.

Жатки, работающие по принципу очеса растений на корню, апробированы на уборке таких культур, как лен, белый люпин, пшеница, люцерна, веничный сорго. Ведутся исследования по применению метода очеса на корню при уборке растений сои в Дальневосточном регионе Российской Федерации.

Цель исследований: создание и совершенствование технических средств для уборки сои методом очеса на корню.

Материал и методы

Исследования проводились на сорте сои Лазурная. Сою убирали очесывающей жаткой, навешенной на трактор Т-150К на разных абсолютных скоростях очесывающих гребенок. Ранее предложены пути модернизации полевой машины для уборки сои методом очеса. Авторами предлагаются пути модернизации очесывающей жатки для уборки сои. Для наиболее полного очеса растений, в частности, бобов, расположенных с противоположной стороны стебля относительно хода движения уборочного комбайна, предназначена гребенка, представленная на рисунке 1.

В гребенке для качественного очеса сои на зубе закреплено устройство крестообразной формы, свободно вращающееся на оси. При очесе стебель растения надавливает на устройство, заставляя его вращаться вокруг своей оси.

Стебель попадает в промежуток, который ограничен пазом между зубьями и устройством крестообразной формы. При протяжении стебля имеет место процесс очеса со всех сторон стебля кромками паза гребенки и устройством крестообразной формы.

Указанная гребенка для очеса позволяет улучшить качество уборки урожая сои. На рисунке 2 показано очесывающее устройство с копирами. Устройство состоит из корпуса, барабана с очесывающими гребенками с поводками, копира с возможностью перемещения относительно барабана. Гребенки на барабан крепятся шарнирно. Над барабаном установлен кожух. Благодаря поводкам, заканчивающимся роликами, движущимися по пазу копира, гребенки в процессе вращения совершают колебания относительно барабана. Изменяя положение копира (изменяя эксцентриситет), изменяется амплитуда колебания гребенок, что в итоге ведет к изменению траектории их движения.

Для упрощения предыдущей конструкции гребенки для очеса боба, находящегося за стеблем относительно движения комбайна, зубья очесывающих гребенок (рис. 3) в плане имеют разворот вправо и влево на угол около 15°, и расположение их на барабане чередуется. Благодаря тому, что поводки гребенок движутся по эксцентрично расположенному копиру, гребенка входит в стеблестой максимально поджатой к барабану, постепенно раскрываясь в процессе очеса, очесывая в рабочей зоне в движении, близком к плоскопараллельному, производя очес бобов.

Далее по инерции и увлекаемые воздушным потоком, очесанные бобы и зерна попадают на шнековый транспортер и по наклонному транспортеру поступают в накопительный бункер. Изменяя положение копира относительно очесывающего барабана, изменяем траекторию движения очесывающих гребенок, добиваясь максимального качества уборки с минимальными потерями.

Результаты и обсуждение

Указанная конструкция очесывающей жатки (рис. 4) позволяет производить уборку сои при различных неблагоприятных условиях (полеглость, повышенная влажность, наличие сорняков), а также снизить общие затраты на проведение уборочных работ.

Проведенные ранее полевые опыты с изменением высоты установки обтекателя показали, что установка его на

Рис. 1. Гребенка для очеса сои:

1 – зубья; 2 – зазор; 3 – кромка;

4 – устройство крестообразной формы

Рис. 2. Очесывающее устройство с копирами:

1 –барабан; 2 – очесывающие гребенки;

3 – шарниры; 4 – поводки; 5 – ролики;

6 – копиры; 7 – корпус; 8 – шнек

Рис. 3. Гребенка со скошенными зубьями уровне 500 мм от поверхности поля при средней высоте стеблестоя 650 мм дает наилучшие показатели по величине потерь. Высота установки жатки относительно поверхности поля определяется исходя из высоты прикрепления нижнего боба, присущего очесываемому сорту сои. В случае очеса сои сорта Лазурная расстояние между гребенками и полем составляла около 80 мм.

Абсолютная скорость очесывающей гребенки максимальна в нижней точке очесываемого растения (векторы угловой скорости и поступательной скорости направлены в одну сторону) и минимальны в верхней части растения (векторы скоростей направлены в противоположные стороны). При изменении сочетания угловой и поступательной скорости даже при равных абсолютных скоростях их результирующий вектор изменяет направление.

В таблице 1 представлены результаты очеса растений сои сорта Лазурная.

Результаты наглядно показывают уменьшение потерь от неочеса при увеличении частоты вращения очесы- !►

Таблица 1. Показатели потерь при исследовании работы очесывающей жатки на очесе сои сорта Лазурная

№ опыта	Частота вращения очесывающего барабана, мин-1 /поступательная скорость трактора, км/ч	Вес зерна со стеблей (неочес), г/м2	Вес зерна на земле после прохода очесывающей жатки, г/м2	Общие потери, г/м2 (%)	Абсолютная скорость гребенки в момент очеса, м/с
1	500 /5	45,37	41,48	85,85 (31,8)	10,56
2	500 /7	44,73	41,28	86,02 (31,9)	11,11
3	500 /9	27,16	19,16	46,22 (17,1)	11,67
4	650 /5	23,41	36,23	59,32 (22,0)	13,31
5	650 /7	15,15	42,95	58,1 (21,5)	13,86
6	650 /9	10,77	57,03	67,8 (25,1)	14,42
7	800 /5	1,52	55,57	57,09 (21,1)	16,06
8	800 /7	14,11	66,05	80,16 (29,7)	16,61
9	800 /9	13,96	64,41	78,37 (29,0)	17,17

вающего барабана и снижении поступательной скорости трактора, но при этом значительно возрастают потери на земле. Необходимо найти решение данной проблемы путем изменения

а

б

Рис. 4. Очесывающая жатка:

а) общий вид: 1 – битер; 2 – корпус жатки;

3 – нижний очесывающий барабан;

4 – выгрузной шнек; б) очесывающая жатка в поле конфигурации очесывающих гребенок, установки улавливателей и других дополнений.

Основным недостатком данного устройства является дисбаланс очесывающего барабана, вызывающий вибрацию при работе и снижающий ресурс опорных узлов и жатки в целом. К недостаткам данной конструкции можно также отнести сложность обеспечения соосности роликов гребенки в копирах, что приводит к деформации гребенок при вращении, повышенному нагреву роликов и их износу.

Предлагается очесывающее устройство (рис. 5) с сохранением высокого качества очеса и снижением потерь убираемой культуры.

У данного очесывающего устройства исключены копиры, а вместо роликов на противоположной стороне от зубьев гребенки относительно шарнира на рычагах расположены противовесы с возможностью регулировки их положения, обеспечивающие состояние безразмерного равновесия гребенок относительно их оси вращения.

Очесывающее устройство содержит барабан, очесывающие гребенки, которые крепятся к барабану с помо- щью шарниров и имеют возможность изменять угол наклона относительно барабана. В нижней части барабана установлен ограничитель, препятствующий раскрытию гребенок. Благодаря ограничителю уменьшается минимальная высота очеса, исключается контакт гребенок с поверхностью земли.

При вращении барабана на холостом ходу на гребенку действуют сила тяжести G и зависящие от частоты вращения ω центробежная сила Fц и аэродинамическая сила Fц. Аэродинамическая сила (от сопротивления воз– духа на вращающиеся гребенки) направлена на раскрытие гребенки. В рабочем режиме дополнительно возникает сила сопротивления бобов срезу, направленная на раскрытие гребенок.

Гребенка в нижнем положении удерживается от раскрытия регулируемым ограничителем, обеспечивает вход гребенки в стеблестой по горизонтали, исключает обрыв бобов и выброс их вперед по ходу движения жатки.

Данное устройство обеспечит повторяемость кинематических режимов предыдущей очесывающей жатки, устранив основной ее недостаток – дисбаланс при вращении очесываю-

Рис. 5. Очесывающее устройство:

1 – барабан; 2 – очесывающие гребенки;

3 – шарниры; 4 – ограничитель;

5 – обтекатель; 6 – противовесы;

7 – выгрузной шнек; ω – частота вращения; Fа – аэродинамическая сила;

Fц – центробежная сила; G – сила тяжести

щего барабана. Указанное устройство позволит производить уборку сои с минимальными потерями.

К недостаткам можно отнести высокую сложность динамической балансировки данного устройства. При неправильной балансировке возникают значительные силы трения гребенок об ограничитель, приводящие к их преждевременному износу.

Выводы

О Несмотря на то, что метод очеса повсеместно внедряется в процессе уборки зерновых культур, к уборке сои на сегодняшний день он не адаптирован.

Источник: ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ АПК Агроинженерия f