Основи теорії та розрахунку робочих органів молотарок …

кою, що дорівнює кратної місткості кузова основного засобу, який застосовують для транспортування зерна від комбайна.

Комбайни з пропускною здатністю хлібної маси від 5 до 12 кг/с мають бункери місткістю 3…10 м3 і навіть 11,1 м3. Продуктивність вивантажувальних пристроїв qв таких бункерів становить

24…90 кг/с, а витрати часу від 90 до 160 с. У комбайні «Дон-1500» продуктивність вивантажувальних шнеків становить 25…30 кг/с, місткість бункера 6 м3; у комбайні КЗС-9-1 «Славутич» відповідно —

40 кг/с; 6,7 м3.

Слід мати на увазі, що зі збільшенням місткості бункера на 1 м3 маса комбайна збільшується на 300…400 кг, а витрати потужності на його переміщення — на 2,5…3,5 кВт. Крім цього, виникає потре- ба у підвищенні міцності рами і агрегатів ходової частини, стійкості комбайна тощо.

6.5.2. Тривалість заповнення і розвантаження бункера

Час, протягом якого заповнюється бункер, залежить від подачі qз, тобто

tз = ρзεбVб/qз,

(6.33)

де ρз — щільність зерна в бункері; Vб — місткість бункера; εб ≈ 0,9 —

коефіцієнт заповнення бункера.

Тривалість вивантаження зерна із бункера

tв = ρзεбVб/qв,

(6.34)

де qв — продуктивність вивантажувального пристрою.

6.6. Продуктивність і пропускна здатність комбайна

Продуктивність за годину основного часу, га/год, зернозби-

рального комбайна визначають за залежністю

W = 0,1Bvм,

(6.35)

де B — ширина захвату жатки, м; vм — швидкість комбайна,

км/год.

Для випадку, коли B = 6 м, а vм = 6 км/год,

W = 0,1 6 6 = 3,6 га/год.

Якщо врожайність зерна, наприклад, Qз = 48 ц/га, то продуктив- ність комбайна по зерну за годину основного часу становитиме

W = 0,1BvмQз =0,1·6·6·48 = 172,8 ц/год = 17,28 т/год = 4,8 кг/с.

303

Розділ 6

Отже, 3,6 га/год; 172,8 ц/год; 17,28 т/год; 4,8 кг/с — це продуктив- ність комбайна за годину чистої роботи при заданому режимі роботи

(В = 6 м; vм = 6 км/год).

Змінну продуктивність, га/зміну, комбайна визначають за за- лежністю

Wз = 0,1BvмТτ,

(6.36)

де T — тривалість зміни, год; τ — коефіцієнт використання часу зміни.

Під пропускною здатністю q молотарки комбайна розуміють

кількість хлібної маси, що проходить через молотарку за одиницю часу при співвідношенні зерна до соломи за масою 1 : 1,5 (коефіцієн- ті соломистості β0 = 0,6), а втрати ρ зерна за молотаркою не переви-

щують 1,5 %, подрібнення зерна δз ≤ 2 % і чистота бункерного зерна

не менше ніж 97 %. За еталон беруть збирання прямостоячої пше- ниці продовольчого і фуражного призначення з вологістю зерна 15…18 %, маса 1000 зернин дорівнює 40 г, довжина зрізаних стебел 70…90 см, засміченість не більше ніж 5 %.

Подачу хлібної маси, кг/с, до молотарки визначають за залеж- ністю

q	=	BvмQ	,	(6.37)
1	360
де Q — врожайність зерна і соломи, ц/га:
Q = Qз + Qзβ,				(6.38)

де Qз — врожайність зерна, ц/га; β — частка соломи за масою віднос-

но врожайності зерна.

При співвідношенні зерна до соломи за масою 1 : 1,5; β = 1,5, тоб- то при врожайності зерна Qз = 48 ц/га та β = 1,5, врожайність зерна і

соломи згідно із залежністю (6.38)

Q= 48 + 48 1,5 =120 ц/га,

акоефіцієнт соломистості

β0 = Qзβ = 48 1,5 = 0,6.

Q 120

За умови безперервного процесу і його якості пропускна здат- ність молотарки q має дорівнювати подачі q1 , кг/с (див. залежність

(6.37)), тобто

304

Основи теорії та розрахунку робочих органів молотарок …

	q = q	=	BvмQ	.	(6.39)
			360
	1

Із залежності (6.39) випливає, що комбайн може мати продуктив- ність за годину чистої роботи W = 3,6 га/год при врожайності зерна

Qз = 48 ц/га і соломи Qс = 72 ц/га та при режимі роботи B = 6 м і vм = 6 км/год, якщо пропускна здатність його молотарки

q = 6 6 120 =12 кг/с. 360

Слід зазначити, що будь-який комбайн може сприйняти подачу хлібної маси більшу, ніж його оптимальна пропускна здатність. Од- нак треба мати на увазі, що втрати зерна при цьому за молотаркою становитимуть більше ніж 1,5 % (рис. 6.20).

Проблеми щодо підвищення продуктивності комбайна. Із залежностей (6.36) і (6.39) випливають такі можливі шляхи підви- щення продуктивності комбайна.

Ширина захвату жатки. Нині розроблено жатки, які мають ширину захвату 8,6 м для комбайна «Дон-1500» (Росія); 9 м для комбайна 8570 (Канада); 9,1 м для комбайна TR-97 (США) тощо. Тобто існує технічна можливість збільшити продуктивність комбай- на завдяки збільшенню ширини захвату його жатки. Фактично во- на становить 5…6 м. Це пов’язано з низьким рівнем агротехніки: значна нерівномірність поверхні поля, недостатнє застосування не- полеглих сортів зернових культур, засміченість хлібостою бур’янами тощо. Практикою доведено, що зі збільшенням засміченості хлібо- стою за масою на 10 % продуктивність комбайна знижується на 12 %.

Швидкість комбайна — також один із чинників підвищення продуктивності. Сучасні високопродуктивні комбайни оснащені гід- рооб’ємним приводом ведучих коліс, які можуть забезпечити робочу швидкість 10 км/год і більше. Однак використанню великих швид- костей перешкоджають низький рівень агротехніки і кліматичні умови. Крім того, встановлено, що за швидкості комбайна понад 1,8 м/с збільшуються втрати зерна за жаткою і підбирачем, зменшу- ється напрацювання комбайна на відмову, порушується режим ро- боти соломовідокремлювача і очисника, ускладнюється керування робочим процесом і підвищується втомлюваність комбайнера. Слід мати на увазі, що для комбайнів масою 8…9 т у діапазоні 3…8 км/год збільшення швидкості на 1 км/год додатково підвищує витрати потужності двигуна на 3,7…4,4 кВт.

Тривалість часу роботи комбайна протягом доби може знач-

но підвищити його продуктивність. Тому конструктори приділяють належну увагу, зокрема, освітленню, комфортним кабінам, систе- мам контролю технологічного процесу.

305

306	Розділ
	6

Рис. 6.20. Залежність втрат зерна за молотаркою від подачі хлібної маси для різних типів комбайнів

Основи теорії та розрахунку робочих органів молотарок …

Коефіцієнт використання часу зміни — дуже важливий чинник підвищення продуктивності комбайна. Залежно від техніч- ного рівня, стану комбайна і рівня організації комбайнового зби- рання τ = 0,6…0,8, тобто він пов’язаний з експлуатаційними і орга- нізаційними простоями.

Рівень експлуатаційних простоїв свідчить про технологічну і технічну надійність комбайна. Ось чому цьому питанню приділяють належну увагу, особливо фірми дальнього зарубіжжя.

Організаційні простої, як правило, пов’язані зі способами зби- рання зернових культур, місткістю бункера, кваліфікацією комбай- нера і майстрів-наладників тощо. Їх частка в загальних простоях комбайна значна.

Місткість бункера намагаються вибирати кратною вантажопід- йомності транспортного засобу. В сучасних комбайнах вона стано- вить 2…11 м3. При цьому значну увагу приділяють підвищенню продуктивності вивантажувальних пристроїв зерна із бункера.

Наявність подрібнювача на комбайні з розвантаженням НЗВ у причеплений візок знижує продуктивність комбайна на 25 %. В Україні 70…85 % площі збирають саме таким способом. В Англії 60 % площі збирають з подрібненням НЗВ, але вона розкидається по полю.

Наявність копнувача знижує продуктивність комбайна на 20 %. В Україні на 15…20 % площі застосовують копицеву технологію, тоді як у США на 90 % площі переважає валкова технологія зби- рання НЗВ з пресуванням у паки чи рулони, а в Німеччині — на

40% площі.

Груповий спосіб збирання хлібів значно зменшує простої ком-

байнів унаслідок чекання транспортних засобів, а також скорочу- ється час на усунення несправностей.

Кваліфікація комбайнера істотно впливає на сезонний виробіток комбайна. У комбайнерів зі стажем роботи вісім років і більше се- зонний виробіток на комбайн удвічі більший, ніж у комбайнерів зі стажем роботи один чи два роки.

Одним із важливих шляхів підвищення продуктивності комбай- на є підвищення пропускної здатності його молотарки (див. залеж- ність (6.39)), тобто

360q =

Q Bvм.

Підвищити пропускну здатність молотарки можна, зменшивши втрати за нею.

Проблеми щодо підвищення пропускної здатності моло-

тарки. Допустимі втрати зерна за молотаркою за нормальних умов збирання не повинні перевищувати 1,5 %. Із них 0,8 частини при-

307

Розділ 6

падає на соломовідокремлювач і 0,2 — на очисник. Експеримента- льні й теоретичні дослідження свідчать, що втрати зерна за моло- таркою зменшуються, якщо підвищувати сепарувальну здатність підбарабання, соломотряса, очисника, а також збільшувати їхні геометричні розміри.

Основні шляхи підвищення пропускної здатності молота-

рок. Молотильний апарат і МСП:

y збільшення кроку планок підбарабання: на вході більший, а на виході менший (комбайн «Нива»);

y застосування двофазного обмолоту (комбайни «Колос», «Ени- сей»);

y установлення перед молотильним барабаном барабана- прискорювача (комбайни Мега фірми Клаас);

yзастосування трибарабанних МСП (фірми Дойтц Фар, МDВ);

yустановлення в похилій камері жатної частини додаткового МСП;

yзбільшення кута обхвату підбарабання з 105°, 127° до 140°, 151°;

yзбільшення діаметра барабана з 450 до 550, 600, 700 і 800 мм;

yзбільшення ширини підбарабання з 1200 до 1500, 1600, 1660 мм;

yзабезпечення рівномірності завантаження МСП завдяки засто- суванню автоматичного регулятора та клинових пасів на єдиній ос- нові й пристроїв для автоматичного натягу пасів у варіаторах моло- тильного барабана тощо;

yзастосування роторних МСП з аксіальною та тангенціальними подачами.

Соломотряс:

yустановлення регульованих щитків над клавішним соломотря- сом і додаткових ворушилок з метою інтенсифікації процесу сепара- ції грубого вороху (комбайн «Лан»);

yзбільшення довжини клавіші соломотряса з 3620 («Нива») до 4860 мм (Е-516) та ширини соломотряса з 1200 («Нива») до 1660 мм

(М 8820, США);

yзастосування замість клавішного соломотряса аксіальних і тан- генціальних роторів тощо.

Очисник:

yзастосування потужніших осьових, діаметральних і турбінних вентиляторів;

yвикористання трирешітних очисників або двох трирешітних очисників (комбайн «Аркус»);

yзбільшення площі решіт з 2,15 («Енисей 1200») до 6,5 м2 (TF 46, США) тощо.

Таким чином, зменшення втрат зерна за молотаркою, а отже, збільшення пропускної здатності відбувається за рахунок конструк-

308

Основи теорії та розрахунку робочих органів молотарок …

тивних змін робочих органів та збільшення їхніх геометричних роз- мірів. Причому останнє характерно для комбайнів класичної схеми.

Якщо пропускна здатність комбайнів класичної схеми в колиш- ньому СРСР, і в Україні зокрема, за 40 років (1958 – 1998 рр.) зрос- ла втричі (з 3 до 9 кг/с), то потужність двигуна збільшилась у 4,6 раза (з 46 до 220 кВт), а маса комбайна — у 2,4 раза (з 5650 до

14 000 кг).

Такі масивні машини не бажано застосовувати на полях. Ось чо- му не відкидаються пошуки альтернативних способів збирання зер- нових культур (обмолот на стаціонарі, обчісування суцвіть на коре- ні) та розроблення нових технологічних схем комбайнів.

Типаж комбайнів. Відповідно до пропускної здатності комбай- нів їх можна поділити на чотири класи: І клас — 3…4 кг/с, ІІ —

5…6; ІІІ — 8…9 і IV — 10…12 кг/с.

Намолот зерна за номінальних умов збирання пшениці для кож-

ного класу такий: І — 4,3…5,7 т/год; ІІ — 7,2…8,6; ІІІ — 11,5…12,9; IV — 14,4…17,3 т/год.

Рекомендована врожайність зерна пшениці і ширина захвату жатки за швидкості комбайна vм =1,8 м/с і співвідношення зерна і

соломи за масою 1 : 1,5 відповідно до класу комбайна: І клас — до

22 ц/га (В = 4 м); ІІ — 26 (В = 5 м) і 22 (В = 6 м); ІІІ — 33 (В = 6 м) і 29 (В = 7 м) і IV клас — 44 (В = 6 м) і 38 ц/га (В = 7 м).

309