Нетрадиционные способы уборки зерновых культур и машины иных технологий

В последнее время уборка зерновых чаще всего не предусматривает сбор незерновой части урожая. Солома разбрасывается по полю, а целесообразнее  её оставлять на корню. В этом случае в зерноуборочном комбайне заметно разгружается молотилка и почти полностью соломотряс, понятно, что  здесь есть резерв роста производительности, экономии топлива и др.

Машины для уборки колосьев создавались издавна, работа по этой технологии проводится и сейчас многими отечественными и зарубежными машиностроительными предприятиями.

Обобщённое наименование этой машины- жатка очёсывающая.

Работает она по принципиально иной схеме воздействия на хлебную массу- от растений отделяются и подаются в молотильный аппарат комбайна только колосья с зерном, а также незначительная часть выдернутых с корнем стеблей, а очёсанные стебли растений остаются на поле. В этом случае комбайну не приходится выполнять двойную операцию: срез стеблей и, затем, при обмолоте хлебной массы деформация их в молотилке, на что затрачивается большая часть мощности двигателя. Остающаяся на поле высокая стерня способствует улучшению снегозадержания.  

Необходимо отметить, что устройства по счёсыванию колосьев зерновых и крупяных культур на корню появились ранее классических уборочных машин. Но исследовательские работы по уборке методом очёса и разработка машин в мировой практике широко начались с 70-х годов прошлого века.

Принцип работы всех существующих машин в общем то один- очёс вращающимся ротором (барабаном) колосьев прямостоячей или полёглой (до 100%) хлебной массы. Ротор, обычно с шестью или восемью рядами гребёнок (полимерных или стальных), зубья гребёнок имеют форму замочной скважины с закруглённой частью к ротору и расширенной- к внешней стороне вращения.

Начальные разработки и долгое время последующие имели в жатке два ротора, первый подающий, второй собственно очёсывающий, где конструкции гребёнок могут быть различны. Первый ротор (или по отдельным источникам- приёмный битер) имеет большую скорость вращения нежели основной, очёсывающий.

В Украине, в Мелитополе, выпускались жатки МОН- 4 (модуль очёсывающий навесной, 4м), Харьковские машиностроители на ООО «УкрАгро-сервис» производили очёсывающие машины «Славянка УАС-4, захватом 4м, а затем и 5-и метровой ширины захвата. Машины двухроторные.

В настоящее время в разработках больше присутствуют однороторные очёсывающие жатки для упрощения и облегчения конструкции,- появилась возможность создания машин с шириной захвата до 9,6м.

Ведущей фирмой по производству очёсов является британская компания Shelbourne Reynolds. По аналогии с машинами этой фирмы, а также Украинской МОН-4 разработаны Украинские ЖОН (жатка очёсывающая навесная) и отечественные двухроторные типа «ОЗОН» 5; 6; 7м ширины захвата производства ОАО «Пензенский машиностроительный завод», а также ОКД-4 (очёс комбайновый динамический)- ОАО ПО «Красноярский завод комбайнов», испытывавшийся на МИС в 1996 году и однороторная  очёсывающая жатка ЖКО-5,0 к зерноуборочному комбайну разработки ОАО «САД» СО РАСХН, испытанная в 2012 году

Опыт Алтайской МИС использования очёсывающих жаток к зерноуборочному комбайну показал, что комбайн требует дополнительной подготовки, заключающейся в большей герметизации соединения жатки с наклонной камерой.

Кроме этого, для получения существенно большей производительности уборочного агрегата, по рекомендации изготовителя, комбайн подлежит модернизации, включающей в себя до 15 мероприятий: дополняется транспортёр  наклонной камеры эластичными накладками, на углах лопастей приёмного битера закрепляются эластичные пластины, бичи первого молотильного барабана (для комбайна «Енисей-1200») заменяются на скребки, устанавливается дополнительное решето на стрясную доску, по периметру которой устанавливается прорезиненная ткань, заменяется шкив на вентиляторе очистки для увеличения числа оборотов, штифты второго молотильного барабана заменяются билами и др. В таком случае скорость движения комбайна при работе может быть повышена до 15 км/ч.

Испытаниями очёсывающих жаток к комбайну выявлена их малая энергоёмкость 6,7- 12,2 кВт с максимальной загрузкой двигателя  «Енисей-1200» до 54%. Это свидетельствует о нерациональном использовании зерноуборочного комбайна с очёсом до 5м ширины захвата. Если ещё учесть необходимость вышеуказанной модернизации комбайна, теряется целесообразность использования жаток малой ширины на зерноуборочных комбайнах. Импортные очёсы имеют ширину захвата до 9,6м.

Есть смысл для агрегатирования очёсывающих агрегатов использовать энергосредства малой мощности.

Такие машины производили в Украине для использования с тракторами класса 1,4- 2. Это, например, прицепной комбайн КОП-3 «Росич», включающий в себя очёсывающую жатку с молотильно-сепарирующим устройством роторного типа.

В России для небольших фермерских хозяйств ЗАО «ТОНАР –плюс», г.Барнаул разработан прицепной зерноуборочный агрегат «ЭРА- У» с шириной захвата 3м. В конструкции имеется очёсывающее устройство, совмещённое с тангенциально- роторной молотильной системой.

Эта машина комплектуется измельчителем для скашивания, измельчения и разбрасывания соломы. Возможно одновременно с уборкой урожая обработка жнивья с применением игольчатых орудий по типу бороны БМШ- 15 или дисковых лущильников по типу ЛДГ- 10, которые прицепляются  сзади за уборочным агрегатом..

Иная технология энергосберегающей уборки зерновых и крупяных с поля не ограничивается применением очёсывающих агрегатов.

Выпускались машины для уборки всей массы урожая с последующим обмолотом на стационаре, уже в условиях не зависящих от погодных условий.

Это машины полевые МПУ-150  на базе шасси и силовой установки «Дон-1500», с транспортным прицепом на 80 куб.м (г. Балашов).

Данная технология пока не получила должного внимания учёного сообщества и конструкторских организаций с.-х. машиностроения РФ.

Конкретно об испытаниях в 2012г. новой жатки очёсывающей ЖКО-5,0 для комбайнов с шириной молотилки 1200мм  разработки ОАО «САД» СО РАСХН:

Это однороторная машина с установкой ротора на трёх подшипниковых опорах- в боковинах корпуса и посередине.

Привод рабочих органов осуществляется с нижнего вала наклонной камеры комбайна карданной передачей, где от контрпривода приводятся во вращение очёсывающий ротор и приёмный шнек. Частота вращения ротора устанавливается 410 и 550 об/мин.

Регулирование положения жатки по высоте в рабочем режиме гидравлическое с рабочего места оператора в пределах от 70 до 300 мм.

В жатке отсутствует первый, подающий ротор (битер), его роль выполняет подвижный дефлектор, настройка которого осуществляется также с рабочего места оператора в пределах 150- 400 мм до поверхности почвы в зависимости от высоты хлебостоя и его ярусности.

Технологический процесс уборки осуществляется следующим образом:

При движении комбайна дефлектор пригибает стебли до положения, чтобы все колосья оказались на одном уровне по высоте, нивелируя ярусность хлебостоя с учётом его полёглости. Ротор с очёсывающими гребёнками вращаясь с большой скоростью создаёт воздушный поток, который всасывается через хлебостой под дефлектор. Благодаря всасывающему потоку и упругости хлебной массы, стебли при выходе из-под низа дефлектора прижимаются к ротору.

Гребёнки вращающегося ротора внедряются в хлебостой и путём удара и очёсывания растений выделяют зерновки или обрывают колоски (метёлки) и отбрасывают к шнеку жатки по отражающим и направляющим поверхностям дефлектора, крыши, отсекателя и заслонки.

Шнек жатки осуществляет сбор и подачу очёсанного вороха на транспортёр наклонной камеры комбайна.

В остальном: обмолот вороха, выгрузка, вождение аналогичны работе зерноуборочных комбайнов с серийными хедерами.

            По данным испытаний ( протокол испытаний № 01-52-12 (1060012) от 08 ноября 2012 года) получены следующие показатели с комбайном "Енисей-1200":

-потери зерна при уборке полёглых (более20%) хлебов    0,68%;

-производительность за один час основного времени        4,5га;

-скорость движения                                                                 до 10 км/ч;

-потребляемая жаткой мощность                                            до 6,7 кВт;

-удельный расход топлива                                                  менее 4 кг/га.

Испытания показали принципиальную возможность использования машин в практике уборки зерновых культур методом очёса на корню.

Изготовителю рекомендовано устранить выявленные недостатки и представить жатку для проведения квалификационных испытаний.

Жатка очёсывающая ЖКО-5,0 навешенная на комбайн «Енисей- 1200»                             

Очесывающий барабан с гребёнками и шнек жатки

Жатка очёсывающая ЖКО-5,0 на уборке пшеницы

Вид хлебостоя яровой пшеницы после прохода жатки (справа)

Ведущий инженер  Дианов О.П.