Хто є хто се­ред ком­байнів, або Навіщо пла­ти­ти більше

М. Зань­ко, канд. техн. на­ук, завіду­вач ла­бо­ра­торії зби­ран­ня та пер­вин­ної
пе­ре­роб­ки уро­жаю,
УкрНДІПВТ ім. Л. По­горіло­го

Ранжування барабанних зернозбиральних комбайнів відповідно до пропускної спроможності
Із ура­ху­ван­ням по­каз­ників технічної ха­рак­те­ри­с­ти­ки про­ект­но­му ран­жу­ван­ню підда­но на­явні на рин­ку Ук­раїни 136 ба­ра­бан­них мо­де­лей зер­ноз­би­раль­них ком­байнів провідних ком­паній світу: John Deere, Claas, New Holland, Deutz Fahr, Massey Ferguson, Laverda S.p.a., Sampo Rosenlew, Кор­по­рації AGCO та вітчиз­ня­них підприємств-ви­роб­ників. Для цьо­го бу­ло ви­ко­ри­с­та­но технічні дані, пред­став­лені ви­роб­ни­ком у про­спект­них ма­теріалах на відповідні ком­бай­ни.
Ре­зуль­та­ти ран­жу­ван­ня зер­ноз­би­раль­них ком­байнів із ба­ра­бан­ною си­с­те­мою об­мо­ло­ту за по­каз­ни­ком їхньої про­пу­ск­ної спро­мож­ності фраг­мен­тар­но на­ве­де­но у табл. 2–6.
Аналіз свідчить, що всі мо­делі ком­байнів Sampo Rosenlew серії 2000 (табл. 2) ма­ють од­на­кові па­ра­ме­т­ри мо­ло­тар­ки — її ши­ри­ни, діаме­т­ра мо­ло­тиль­но­го ба­ра­ба­на та площі де­ки об­мо­ло­ту. За ци­ми по­каз­ни­ка­ми мо­ло­тар­ка змо­же за­без­пе­чи­ти про­пу­ск­ну спро­можність на рівні 3,5 кг/с. Збільшен­ня до­вжи­ни со­ло­мо­тря­са до 4,32 м (мо­делі SR-2045 та SR-2065) дає змо­гу змен­ши­ти рівень втрат за мо­ло­тар­кою і завдяки цьо­му збіль­ши­ти про­пу­ск­ну спро­можність до 4 кг/с. Ви­ко­ри­с­тан­ня у си­с­темі об­мо­ло­ту двох ба­ра­банів і збільшен­ня площі об­мо­ло­чу­ван­ня до 0,85 м2 за­вдя­ки до­дат­ковій деці дає змо­гу збільши­ти кількість зер­на, що се­па­рується у МСС, де­що «роз­ван­та­жи­ти» со­ло­мо­тряс — змен­ши­ти втра­ти за мо­ло­тар­кою і та­ким чи­ном збільши­ти про­пу­ск­ну спро­можність до 4,5 кг/с (ком­байн SR-2085 TS).
А як ув’яза­ти із ци­ми всіма па­ра­ме­т­ра­ми по­тужність дви­гу­на, яка в кож­но­му із ком­байнів «своя»? Прак­ти­ка ефек­тив­ної ре­алізації на­яв­но­го енер­го­за­без­пе­чен­ня ба­ра­бан­них ком­байнів свідчить, що, як пра­ви­ло, для ре­алізації про­пу­ск­ної спро­мож­ності у 1 кг/с не­обхідна по­тужність 30 к. с. По­туж­ність дви­гу­на «стар­то­вої» мо­де­лі — се­рії SR-2035 ста­но­вить 100 к. с., що за­без­пе­чує ро­бо­чий по­каз­ник 3,3 кг/с і фак­тич­но відповідає на­шо­му про­гно­зу — 3,5 кг/с. Інша мо­дель — SR-2045 має по­тужність дви­гу­на 125 к. с. Роз­ра­хун­ко­ва про­пу­ск­на спро­можність — 4 кг/с, що іден­тич­но про­гнозній (табл. 2). Про­ект­на про­пу­ск­на спро­можність ком­бай­на SR-2085 TS дорівнює 4,5 кг/с, що не збігається із роз­ра­хун­ко­вою — 175:30 = 5,8 (кг/с). По­яс­нен­ня логічно про­сте: ви­ко­ри­с­тан­ня у МСС двох ба­ра­банів і збільшен­ня площі дек спря­мо­вані на ви­ко­ри­с­тан­ня ком­бай­на на важ­ких аг­ро­фо­нах, де потрібен за­пас по­туж­ності, а от­же, — ви­т­ра­та цих «над­лиш­ко­вих» 40 к. с. Інтен­сивність ро­бо­ти но­жа — 1020 циклів/хв цілком до­стат­ня для за­без­пе­чен­ня по­да­ван­ня хлібної ма­си у ком­байн на рівні 4,5 кг/с.
Пло­ща двох дек си­с­те­ми об­мо­ло­ту Tucano — 320 (340) ста­но­вить 0,98 м2 і тро­хи пе­ре­ви­щує пло­щу 0,90 м2 ком­бай­на СК-5 «Ни­ва», про­пу­ск­на спро­можність яко­го 5 кг/с. Збільшен­ня ши­ри­ни мо­ло­тар­ки до 1320 мм та до­вжи­ни клавіші до 4,4 м дає змо­гу збільши­ти її про­пу­ск­ну спро­можність до 6–7 кг/с (табл. 3). Це підтвер­д­жує по­тужність за­сто­со­ву­ва­но­го дви­гу­на: 204:30 = 6,8 (кг/с). Збільшен­ня по­туж­ності до 258 к. с. спря­мо­ва­не на ро­бо­ту у важ­ких умо­вах: пе­ресічний рельєф, грун­ти підви­ще­ної во­ло­гості то­що.
Ком­бай­ни серії SR-3000 Sampo Rosenlew (SR-3045; 3065; 3085 Sampo Rosenlew) ма­ють технічні па­ра­ме­т­ри мо­ло­тар­ки на рівні 6–6,5 кг/с. Це підтвер­д­жує по­тужність «вихідної» серії 3000 ком­бай­на мо­делі SR-3045 Sampo Rosenlew: 175:30 ~ 6 (кг/с) — та збільше­на до 1330 мм ши­ри­на мо­ло­тар­ки і чи­ма­ла до­вжи­на клавіші — 4,3 м. Збільшен­ня площі де­ки до 1,02 м2 і до­вжи­ни клавіші до 4,7 м змен­шує рівень втрат, за­вдя­ки чо­му мож­на от­ри­ма­ти про­пу­ск­ну спро­можність на рівні 7–7,5 кг/с.
Ком­бай­ни ком­панії Massey Ferguson MF-7240 (7245) Activa ма­ють пло­щу де­ки кла­сич­ної си­с­те­ми об­мо­ло­ту 0,83 м2, що спря­мо­ва­но на за­без­пе­чен­ня про­пу­ск­ної спро­мож­ності на рівні 4,5 кг/с. І тільки «втру­чан­ня» у про­це­си се­па­рації зер­на збільше­ної ши­ри­ни мо­ло­тар­ки — 1330 мм та по­до­вже­ної (!) клавіші — 5,1 м дає змо­гу вий­ти на рубіж об­мо­ло­ту 6–6,5 кг/с.
Ана­логічна, порівня­но із ком­бай­на­ми MF-7240 (7245) Activa, си­ту­ація спо­с­терігається і у ком­бай­на CН 644 Challenger (Кор­по­рація AGCO).
Ком­байн John Deere-9540i (табл. 4) має роз­ра­хун­ко­ву про­пу­ск­ну спро­мож­ність  8 кг/с (235 к. с.:30 = 8 кг/с). Од­нак про­ект­на ве­ли­чи­на цьо­го по­каз­ни­ка ста­но­вить 10 кг/с. За­вдя­ки чо­му до­сяг­ну­то збільшен­ня? Відповідь оче­вид­на: за­сто­су­ван­ням у складі МСС двох ба­ра­банів і до­сяг­нен­ням за­вдя­ки цьо­му збільшен­ня площі дек до 1,47 м2, а та­кож по­до­вжен­ням клавіш — 4,6 м. Збільшен­ня по­туж­ності дви­гу­на у мо­де­лей John Deere-9560i та John Deere-9580i спря­мо­ва­не на універ­саль­не ви­ко­ри­с­тан­ня цих мо­де­лей на зби­ранні ку­ку­руд­зи із жат­ка­ми різної ши­ри­ни за­хва­ту, де цей за­пас бу­де ре­алізо­ва­но спов­на.
Ба­зо­ва мо­дель ком­байнів серії Lexion-500 — ком­байн Lexion-520 (табл. 4). Йо­го роз­ра­хун­ко­ва про­пу­ск­на спро­можність ста­но­вить 8,5 кг/с (260 к. с.:30 = 8,5 кг/с) і відповідає про­ектній. Збільшен­ня по­туж­ності дви­гу­на у ре­ш­ти ком­байнів цієї серії (без зміни па­ра­метрів мо­ло­тар­ки) спря­мо­ва­не на ви­ко­ри­с­тан­ня їх у складніших умо­вах: на грун­тах збільше­ної во­ло­гості, пе­ресіч­но­­­­му рельєфі із підйо­ма­ми, на зби­ранні ку­ку­руд­зи, що по­тре­бує збільше­ної ви­т­ра­ти енергії.
Збільше­на ши­ри­на мо­ло­тар­ки — 1500–1600 мм (табл. 5) є тією ба­зою, яка за відповідно­го тех­но­логічно­го ком­по­ну­ван­ня дає змо­гу до­пов­ни­ти її си­с­те­му об­мо­ло­ту кілько­ма ба­ра­ба­на­ми, тим са­мим збільши­ти пло­щу мо­ло­тиль­но-се­па­ру­валь­них дек до 1,75–2,4 м2 і до­вжи­ну со­ло­мо­тря­са — до 4,4 м і та­ким чи­ном збільши­ти її
про­пу­ск­­ну спро­можність.
Ба­зові па­ра­ме­т­ри — ши­ри­на мо­ло­тар­ки 1560 мм та діаметр ба­ра­ба­на
607 мм (ком­байн СS-640 New Holland (табл. 5) — виз­на­ча­ють і «га­ран­ту­ють» по­тужність на рівні ли­ше 7–7,5 кг/с. За­вдя­ки за­сто­су­ван­ню у складі МСС ба­ра­ба­на-со­ло­мо­се­па­ра­то­ра пло­ща се­­па­ру­валь­­­них дек збільши­лась до 2,1 м2. То­му навіть за віднос­но ко­рот­ко­го со­ло­мо­тря­са — 4,16 м про­ект­на про­пу­ск­на спро­можність до­сяг­не 8,5–9 кг/с.
Збільшен­ня по­туж­ності дви­гунів
у інших ком­байнів цієї серії — СS-600 New Holland за незмінних ба­зо­вих па­­ра­метрів мо­ло­тар­ки спря­мо­ва­не на ви­ко­ри­с­тан­ня їх в аг­ре­гаті з енер­го­єм­ни­ми ку­ку­руд­зоз­би­раль­ни­ми адап­те­ра­ми та під час ро­бо­ти у важ­ких умо­вах.
Збільшен­ня діаме­т­ра ба­ра­ба­на до 750 мм обу­мов­лює «син­хрон­не» збіль­шен­ня площі дек ком­байнів серії СX-800 (820; 840; 8080; 8090) New Holland (табл. 5) до 2,4 м2. По­до­вжен­ня траєкторії ру­ху ма­си у МСС, збільшен­ня площі се­па­рації та ча­су дії ба­ра­ба­на на хлібну ма­су підви­щу­ють кількість зер­на, про­се­па­ро­ва­но­го у МСС. У ком­плексній взаємодії: со­ло­мо­тряс се­ред­ньої до­вжи­ни (до­вжи­на клавіші — 3,6–3,8 м) та енер­го­за­без­пе­чен­ня на рівні 281 к. с. — мо­ло­тар­ка обу­мов­лює клас ком­бай­на у 9–10 кг/с. Збільшен­ня по­туж­ності за­сто­со­ву­ва­них дви­гунів від 280 до
405 к. с. пер­шо­чер­го­во спря­мо­ва­не на по­крит­тя енер­ге­тич­них ви­т­рат ком­бай­на під час ро­бо­ти в інших, складніших, тех­но­логічних ре­жи­мах, кліма­тич­них та ек­сплу­а­таційних умо­вах.
Фак­тич­но ана­логічні технічні па­ра­ме­т­ри ком­байнів серії Tucano-300 (400) да­ють змо­гу про­гно­зу­ва­ти їхню про­пу­ск­ну спро­можність на рівні, ана­логічно­му ком­бай­нам серії СX-800 New Holland (табл. 5).
Збільшен­ня функціональ­них мож­ли­во­с­тей мо­ло­тар­ки ек­с­тен­сив­ним шля­хом — за­вдя­ки збільшен­ню її технічних па­ра­метрів на­оч­но де­мон­ст­ру­ють ком­бай­ни ком­панії John Deere серій W-9600 та Т-600 (табл. 6). Виз­на­чаль­ний па­ра­метр, який на­сам­пе­ред обу­мов­лює прий­нят­тя по­туж­но­го по­то­ку ма­си на об­мо­ло­чу­ван­ня — ши­ри­на мо­ло­тар­ки, — ста­но­вить 1670 мм і фак­тич­но до­ся­гає гра­нич­но­го зна­чен­ня (1700 мм) для цьо­го па­ра­ме­т­ра. Ви­ко­ри­с­тан­ня мо­ло­тиль­но­го ба­ра­ба­на збільше­но­го діаме­т­ра — 660 мм та се­па­ру­валь­ної де­ки відбійно­го біте­ра, чо­го не за­сто­со­ва­но у МСС кла­сич­но­го ти­пу, да­ло змо­гу от­ри­ма­ти знач­ну пло­щу си­с­те­ми ос­нов­ної се­па­рації зер­на — 1,87 м2. І третій па­ра­метр, що виз­на­чає ос­та­точ­ний по­зи­тив­ний вплив на змен­шен­ня втрат за мо­ло­тар­кою та спро­можність пра­цю­ва­ти із підви­ще­ною про­дук­тив­ністю, — по­до­вже­ний со­ло­мо­тряс за­вдовжки 4,6 м. Для порівнян­ня: у ком­байнів ма­лої про­дук­тив­ності ос­танній па­ра­метр дорівнює тільки 3,83 м (табл. 2). Ці кон­ст­рук­тивні па­ра­ме­т­ри виз­на­ча­ють фор­му­ван­ня ве­ли­чи­ни про­пу­ск­ної спро­мож­ності для мо­ло­та­рок цієї гру­пи. І навіть не­знач­не збільшен­ня по­туж­ності дви­гу­на — до 350 к. с. не є ви­рішаль­ним фак­то­ром для фор­му­ван­ня цьо­го виз­на­чаль­но­го оціноч­но­го по­каз­ни­ка.
Тен­денцію до ек­с­тен­сив­но­го збіль­шен­ня про­дук­тив­ності шля­хом ви­ко­ри­с­тан­ня кількох ба­ра­банів ви­ко­ри­с­та­но у ком­бай­нах John Deere серії Т-600 (Т-660 і Т -670). У них у си­с­темі об­мо­ло­ту ви­ко­ри­с­та­но шість (!) різно­функціональ­них ба­ра­банів. Вод­но­час і кількість се­па­ру­валь­них дек збільши­лась відповідно до на­яв­них ба­ра­банів, а їхня пло­ща до­сяг­ла 3,36 (!) м2. Ви­ко­ри­с­тан­ня склад­ної і ра­зом з тим — га­ба­рит­ної си­с­те­ми об­мо­ло­ту обу­мо­ви­ло змен­шен­ня про­сто­ру мо­ло­тар­ки, де розміщується со­ло­мо­тряс. То­му об’єктив­но слід за­зна­чи­ти, що со­ло­мо­тряс за­вдовжки 3,2 м,  на пер­ший по­гляд, є за­ко­рот­ким і те­о­ре­тич­но не по­ви­нен справ­ля­ти­ся із за­вдан­ням ви­о­крем­лен­ня зер­на із об­мо­ло­че­ної со­ло­ми за ро­бо­ти у ре­жимі ви­со­кої швид­кості по­да­ван­ня хлібної ма­си. Про­те потрібно ска­за­ти, що функцію відо­крем­лю­ван­ня зер­на від об­мо­ло­че­ної ма­си на 95% по­кла­де­но на си­с­те­му об­мо­ло­ту. Відпо­відно до про­ве­де­но­го аналізу їхню про­пу­ск­ну спро­можність мож­на про­гно­зу­ва­ти на рівні
12–14 кг/с. Зроб­ле­ний про­гноз­ний вис­но­вок не­пря­мо підтвер­д­жує зна­чен­ня енер­го­за­без­пе­чен­ня, яке, відповідно, ста­но­вить 325 і 378 к. с.

   Клю­чо­ве пи­тан­ня: як виз­на­чи­ти про­пу­ск­ну спро­можність ви­хо­дя­чи із фак­тич­ної про­дук­тив­ності ком­бай­на, та на­впа­ки — про­дук­тивність відповідно до про­пу­ск­ної спро­мож­ності?
У про­по­но­ва­но­му до ва­шої ува­ги ма­теріалі та по­пе­редніх стат­тях, де фігу­ру­ва­ла те­ма «зер­ноз­би­ральні ком­бай­ни», як ос­нов­ний оцінно-функціональ­ний по­каз­ник роз­гля­да­ли про­пу­ск­ну спро­можність. Ос­тан­ню мож­на виз­на­чи­ти: а) аналітич­но — згідно із технічни­ми па­ра­ме­т­ра­ми за ме­то­ди­кою, на­ве­де­ною у цій статті; б) роз­ра­хун­ко­во — за ре­зуль­та­та­ми на­робітку ком­бай­на під час ек­сплу­а­тації. Але, на­сам­пе­ред, для пра­виль­но­го виз­на­чен­ня потрібно розтлу­ма­чи­ти аг­ро­номічний термін «со­ло­мистість» ма­си, який є невід’ємним еле­мен­том ро­бо­ти ком­бай­на. Він обу­мов­лює співвідно­шен­ня уро­жаю зер­на до уро­жаю со­ло­ми на один гек­тар або на пробній ділянці вста­нов­ле­ної площі і пе­ре­бу­ває у ме­жах 1:(0,8–1,5). На­при­клад: маємо уро­жайність зер­на 50 ц/га, а вро­жай со­ло­ми із цієї са­мої площі — 60 ц/га. Тоді со­ло­мистість бу­де ста­но­ви­ти: 50:60 = 1:1,2. Ком­байн за 1 год ос­­нов­­­­­но­го (без­пе­рерв­но­го) ча­су ро­бо­ти на­мо­ло­тив (Wз, т/год) 20 т зер­на. На цій ділянці (по­каз­ник со­ло­ми­с­тості — 1:1,2) ком­байн тех­но­логічно об­мо­ло­тив (про­пу­с­тив че­рез се­бе, Wс, т/год) 20 х 1,2 = 24 т со­ло­ми. Усь­о­го ж ком­­байн «у собі» тех­но­логічно пе­ре­ро­бив 20 + 24 = 44 т ма­си. Тоді  про­пу­ск­на спро­можність
(q, кг/с) бу­де рівна: q = (Wз+ Wс )/3,6 = 44:3,6 = 12,2 кг/с. За іншо­го по­каз­ни­ка со­ло­ми­с­тості, на­при­клад 1:0,8 (але за то­го са­мо­го по­каз­ни­ка на­мо­ло­ту зер­на), бу­де об­мо­ло­че­но: 20 + 20 х 0,8 = 36 т хлібної ма­си. Про­пу­ск­на спро­мож­ність, от­же, ста­но­ви­ти­ме: 36:3,6=10 кг/с.
А як «пе­рей­ти» від виз­на­че­ної про­пу­ск­ної спро­мож­ності ком­бай­на відпо­відно до йо­го технічних па­ра­метрів до про­дук­тив­ності? Ком­байн КЗС-9-І «Сла­ву­тич» (табл. 4) згідно із технічни­ми па­ра­ме­т­ра­ми має за­без­пе­чи­ти про­пу­ск­ну спро­можність 9 кг/с. Ці 9 кг ма­си, що про­хо­дять за 1 с че­рез мо­ло­тар­ку, у своєму складі містять і зер­но, й со­ло­му. У якій кількості — од­но­­­го й дру­го­го? Зно­ву ж та­ки, для підра­хун­ку ви­ко­ри­с­таємо по­каз­ник «со­ло­мистість». На­при­клад, із досвіду ви­ко­ри­с­тан­ня у своєму гос­по­дарстві пев­но­го сор­ту зер­но­вої ко­ло­со­вої куль­ту­ри (пше­ниці) відо­мо, що со­ло­мистість ста­но­вить 1:1. Тоді із цих 9 кг на ча­ст­ку зер­на при­па­дає: 9:(1+1) = 4,5 кг. От­же, за 1 год ос­нов­но­го (без­пе­рерв­но­го) ча­су ро­бо­ти бу­де на­мо­ло­че­но 4,5 х 3,6 = 16,2 т зер­на. Але на­мо­лот за 1 год ос­нов­но­го ча­су — це знач­ною мірою іде­алізо­ва­ний по­каз­ник, оскільки він вклю­чає за­тра­ти ро­бо­чо­го ча­су на ви­ван­та­жен­ня зер­на, по­во­ро­ти, певні зу­пин­ки і т. ін.
Унаслідок цьо­го, щоб от­ри­ма­ти ре­аль­ну ек­сплу­а­таційну про­дук­тивність, потрібно по­каз­ник про­дук­тив­ності за 1 год ос­нов­но­го ча­су по­мно­жи­ти на ко­ефіцієнт із діапа­зо­ну 0,67–0,73 (для су­час­них ком­байнів він бу­де рівним більш верхній межі): 16,2 х 0,70=11,3 т. От­же, за 10 год змінної ро­бо­ти бу­де на­мо­ло­че­но 11,3 х 10=113 т.