Білоруське «Палессе» в Лісостепу України Експлуатаційний тест
У статті наведено результати оцінки якості роботи та експлуатаційно-технологічні параметри нового для ринку України комбайна середнього класу КЗС-10 (GS-10) виробництва ВО «Гомсільмаш» на збиранні зернобобових культур та кукурудзи на зерно.
У статті наведено результати оцінки якості роботи та експлуатаційно-технологічні параметри нового для ринку України комбайна середнього класу КЗС-10 (GS-10) виробництва ВО «Гомсільмаш» на збиранні зернобобових культур та кукурудзи на зерно.
В. Погорілий, заступник директора,
М. Занько, завідувач лабораторії,
УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого
В оновленні парку комбайнів України беруть участь усі провідні зарубіжні комбайнобудівні фірми. Серед них помітну роль відіграє і ВО «Гомсільмаш» (Білорусь), яке протягом останніх п’яти років поставляє на вітчизняний ринок добре знані в нас зернозбиральні комбайни серії «Палессе»: КЗС-812 (GS-812) і КЗС-1218 (GS-12). Комбайн GS-812 має барабанну класичну молотарку, ширина якої становить 1200 мм і побудована за схемою: молотильний барабан бильного типу — відбійний бітер — клавішний соломотряс — система очищення зерна. Молотарка комбайна GS-12 задля збільшення продуктивності має суттєві конструкційні відмінності: її ширина становить 1500 мм, у складі барабанної молотильно-сепарувальної системи (МСС) перед молотильним барабаном, діаметр якого — 800 мм, розміщено барабан-прискорювач. Конструкційно-технологічні особливості будови молотарки і технічні параметри дають змогу забезпечити пропускну здатність кожної з моделей комбайна, відповідно, на рівні 8 та 12 кг/с.
Обидва білоруські комбайни — GS-812 «Палессе» і GS-12 «Палессе» — відповідно до заявленої виробником пропускної здатності, гідно відповідають класам 8 та 12 кг/с перспективного типорозмірного ряду комбайнів для різних груп господарств України. Разом з тим, здавалося б, що клас комбайнів продуктивністю 10 кг/с білоруськими комбайнобудівниками не представлено. Але це не так: виробник пропонує новий комбайн серії «Палессе» цієї групи — КЗС-10 (GS-10), який на ринку України поки що не досить відомий.
УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого у 2013 р. провів експлуатаційні випробування комбайна КЗС-10 (GS-10) на збиранні зернових, бобових та кукурудзи на зерно в умовах Лісостепу України з метою визначення його потенційних показників продуктивності та якості роботи і відповідності характеристикам перспективного комбайнового парку 10 класу продуктивності.
Конструкція GS-10
Жатка комбайна
Значною мірою успішна реалізація комбайном проектних показників продуктивності, закладеної в його конструкцію технічними параметрами, зумовлена зерновою жаткою для прямого комбайнування хлібів. Вагомим недоліком більшості зернових жаток (навіть сучасних комбайнів) є низька швидкість зрізування стебел технологічної культури. Внаслідок цього за збільшення робочої швидкості руху комбайна жатка просто переходить у режим «бульдозерної полиці». Для уникнення такого «ефекту» жатка комбайна GS-10 «Палессе» має механізм урухомлення ножа різального апарату за типом «Шумахер», циклічність якого становить 1150 циклів/хв. Таким чином забезпечується висока інтенсивність різання та подавання зрізаної маси в молотарку. А великий обсяг поданої маси — це основний гарант реалізації комбайном його високої продуктивності.
У комбайна GS-10 «Палессе» функцію копіювання рельєфу поля виконує комбінована, але водночас конструкційно проста та ефективна у роботі гідромеханічна система. Її достатньо легко регулювати та перевіряти на відповідність потрібним параметрам перед технологічним налаштуванням жатки до роботи. Зусилля, від якого приводиться в дію механізм копіювання поверхні поля жаткою, становить 20–30 кг.
За роботи у складних умовах не виключена можливість стрімкого накопичення (забивання) маси під шнеком жатки. Для усунення забивання передбачено реверс похилої камери.
Система обмолочування
Найвідомішою та узагальненою характеристикою GS-10 є те, що це комбайн барабанного типу. Можна також упевнено стверджувати, що він значною мірою фактично є продуктом подальшого розвитку добре знаних комбайнів серії «Дон-1500», із якими він має низку ідентичних базових технічних параметрів основної технологічної системи — молотарки, а разом з тим і просту будову, що забезпечує економічність використання.
Історія створення та розвитку зернозбиральних комбайнів такого типу невід’ємно пов’язана з розвитком основних технологічних систем молотарки, зокрема системи обмолочування та основної сепарації зерна із обмолоченої соломи. У комбайнах із традиційною молотаркою цю функцію виконують молотильний барабан, молотильно-сепарувальна дека та відбійний бітер, які технологічно об’єднані у так звану молотильно-сепарувальну систему. Дослідження розвитку цієї системи свідчать, що фактично в однобарабанному (класичному) варіанті вона не зазнала суттєвих змін. Разом з тим, прагнення збільшити продуктивність комбайнів барабанного типу позитивно позначилося на процесі еволюції конструкції та технічних параметрів молотильного барабана зазначеного типу комбайна (табл. 1).
Слід також зазначити, що система обмолочування — молотильний барабан та його дека — разом з іншими елементами молотарки, зокрема соломотрясом та системою очищення зерна, визначають рівень зернових втрат за молотаркою та її пропускну здатність. Барабан за ширини молотарки 1500 мм має площу молотильно-сепарувальної деки 1,37 м2. Таке збільшення параметрів системи барабан — дека дає змогу прогнозувати зростання пропускної здатності та продуктивності комбайна в цілому. Потужний барабан за робочої частоти обертання 800 об./хв забезпечує, насамперед, великий момент інерції. Це гарантує у разі значної вологості та нерівномірного подавання хлібної маси в МСС її технологічну надійність, тобто нечутливість до короткочасних перевантажень цієї системи. Це попереджає забивання МСС масою і водночас забезпечує рівномірність режиму проходження нею зони обмолочування та сепарації зерна. Разом з тим, збільшений діаметр барабана за прийнятого кута обхвату барабана декою 130° дає змогу мати значну довжину траєкторії руху технологічної маси площиною ввігнутої поверхні деки. В поєднанні зі значною шириною молотарки — 1500 мм це збільшує площу обмолочування та основної сепарації зерна, а з урахуванням достатньо довгого соломотряса, довжина клавіші якого становить 4,1 м, таке конструкційне вирішення гарантує максимальне відокремлення зерна з обмолоченої соломи на деках та максимально можливу сепарацію зернових решток, які пройшли через деку МСС і надійшли у складі грубого вороху (обмолоченої соломи) на соломотряс. Тобто широка молотарка забезпечує надходження потужного потоку технологічної маси у свій простір та ефективну його переробку. Внаслідок цього у масі соломи, що залишає простір молотарки, залишається зовсім незначна кількість зерна.
За роботи на різних фонах характерною є ситуація, коли комбайнер візуально — за масою, що надійшла на обмолочування до барабана, — може визначити, що МСС ось-ось неминуче заб’ється. Для запобігання цьому виробник розробив відповідну конструкцію молотильної системи комбайна: у разі потреби слід скористатися системою глибокого скидання деки МСС, яка дає змогу деці стрімко опуститися відносно барабана вниз. У такому разі зазори між барабаном та декою миттєво збільшуються, і значна кількість хлібної маси легко проходить через молотильно-сепарувальну систему, тим самим виключається навіть тимчасове перевантаження МСС комбайна.
Технологічні регулювання молотарки: частоти обертання молотильного барабана і зазорів у ньому, режиму роботи вентилятора системи очищення зерна, а також встановлення режиму і контроль роботи двигуна здійснюють за допомогою бортового комп’ютера. Зручний пульт керування робить управління комбайном простим, легким і ефективним. А це сприяє меншій втомлюваності комбайнера та ефективнішому використанню його фізичних сил для продуктивнішої роботи впродовж усього робочого часу зміни.
Система очищення зерна
Система очищення зерна — трирівнева, складається із чотирьох жалюзійних решіт. У місці технологічного переходу струшувальна дошка (грохот) — верхнє решето використано додаткове решето. Його призначення у системі — оптимізувати режим подавання маси на верхнє решето, забезпечити рівномірний шар технологічного вороху, що піддається очищенню на верхньому решеті, особливо в момент подавання на нього маси. Верхнє решето — основне за функціональним призначенням: воно має отримати та якісно просепарувати максимальну кількість зерна. Решето-подовжувач розміщене за верхнім решетом і лежить в одній площині з ним — воно призначене для відокремлення зерна із необмолочених колосків та полови, які рухаються решетом. Нижнє решето, як і всі три попередні, — жалюзійного типу і розміщене під верхнім решетом. Його призначення — остаточне очищення зерна шляхом сепарації (проходження через робочу площину). Необмолочені колоски, які зійшли із задньої частини решета, потрапляють на скочувальну дошку і далі надходять до колосового шнека та проходять додаткове обмолочування спеціальною системою.
Для порівняння слід навести такий приклад: у конструкції систем очищення зерна в сучасних комбайнах використовують два або три решета і рідко (як у комбайна GS-10) — чотири. Під час очищення зернового вороху підвищеної вологості така система забезпечує якісне відокремлення незернової частини врожаю від зерна та його сепарацію на робочій поверхні решіт.
Технічне обслуговування
Комбайн добре пристосований до проведення технічного обслуговування і технологічного налаштування. Для підтвердження цього достатньо навести приклад щодо зручності доступу до механічних передач, які лежать у вертикальній площині лівої або правої боковин молотарки. Для цього достатньо підняти досить великий захисний щиток. Комбайн має автономну пневматичну систему, яка дає змогу оперативно, просто в полі, виконувати обдування комбайна повітрям. Це особливо важливо для підтримання «комфортних» умов роботи двигуна під час обмолочування ячменю: сильна технологічна пилюка буквально забиває повітрозабірник двигуна.
ЕКСПЛУАТАЦІЙНИЙ ТЕСТ НА ЗБИРАННІ РАННІХ ЗЕРНОВИХ
Найкращим підтвердженням зробленого аналізу є експлуатаційна перевірка комбайна в господарських умовах. Тому для об’єктивної всебічної оцінки комбайна GS-10 «Палессе» в умовах України протягом сезону збирання хлібів 2013 р. було проведено його широкомасштабні тестування. Основна мета цих випробувань — встановити, наскільки продуктивно, якісно та економічно ефективно комбайн забезпечує збирання різних технологічних культур, який рівень технічної надійності, безпеки та ергономічності праці комбайнера та для яких господарств ця модель найефективніша.
Програма тестувань передбачала проведення агрооцінювання молотарки з метою встановлення її функціональних можливостей: пропускної здатності, показника, що визначає продуктивність комбайна за встановленими технічними параметрами та зміну якісних показників роботи — кількості битого (дробленого) зерна та рівня його засміченості — залежно від завантаження молотарки.
Грунтово-кліматичні умови зони Лісостепу України торік були сприятливими для формування високого врожаю зерна, що дало змогу ефективно завантажити комбайн та оцінити його (табл. 2).
Проведення об’єктивного оцінювання функціональних можливостей комбайна певною мірою ускладнювали погодні умови, які торік не були сприятливими та типовими для комбайнового збирання зернових культур у цій зоні на той час: протягом дня проходили рясні та тривалі дощі, денна температура повітря була невисокою, часто не досягала навіть 25°С, а це не сприяло швидкому просиханню соломи навіть у зоні колоса. Солома в зоні висоти її зрізу — 10–15 см не встигала просихати, і тому її вологість на окремих ділянках досягала 35%. Поєднання значної вологості зі значною соломистістю, яка перебувала на рівні співвідношення маси зерна та соломи 1:1,5 (а на окремих ділянках — навіть 1:1,8 (!) створили складні умови роботи, прямо скажемо, екстремальні. Попри це, комбайн продемонстрував свою здатність працювати з якістю, характерною для класичних комбайнів: втрати зерна за молотаркою не перевищують рівня, допустимого для відповідної продуктивності комбайна.
За результатами лабораторно-польових випробувань встановлено, що технічний рівень жатки і якість її виготовлення забезпечують технологічну надійність за роботи у високому діапазоні робочих швидкостей і подавання технологічної маси в молотарку на рівні 16 кг/с. Якість роботи жатки — задовільна: втрати зерна за жаткою не перевищують 0,04%.
Одним із можливих факторів отримання необхідної інтенсивності подавання хлібної маси в комбайн — збільшення або зменшення її потоку — досягається шляхом відповідної зміни робочої швидкості руху. Зазвичай для комбайнів такого класу (за пропускною спроможністю) робоча швидкість — 4,5–5 км/год. В умовах лабораторно-польових досліджень, коли оцінювали здатність жатки щодо більшого подавання маси в молотарку — на рівні 16 кг/с, робоча швидкість комбайна становила 7 (!) км/год. І, слід зазначити, комбайн задовільно виконував технологічний процес: жатка добре та надійно копіювала поверхню поля, процесу «галопування» жатки не спостерігали.
Технологічні режими комбайна, які були встановлені відповідно до інструкції з експлуатації, забезпечують потрібну якість роботи: рівень битого (дробленого) зерна в бункері — задовільний і не перевищує регламентованого ТУ на комбайн (не більше ніж 2%). Низькому рівню втрат за молотаркою значною мірою сприяє високотехнологічна трирівнева система очищення зерна, у складі якої — чотири жалюзійні решета. Засміченість зерна незначна і не перевищує 3%. Пропускна здатність молотарки (за втрат зерна за нею 1,5%) становила 11,2 кг/с. Тобто комбайн GS-10 «Палессе» із «запасом» підтвердив задекларований ВО «Гомсільмаш» один із основних показників його призначення — пропускну здатність на рівні 10 кг/с. Експлуатаційно-технологічну оцінку комбайна GS-10 проведено під час збирання озимої пшениці на площі 175 га. Застосовано метод суцільного хронометражу всіх елементів часу контрольної зміни (7 год змінного часу). Також проведено визначення всіх основних елементів зміни (табл. 3).
У господарських умовах експлуатації під час збирання озимої пшениці за врожайністю зерна 62,1 ц/га і соломистості 1:1,1 продуктивність за намолотом зерна становила 19,6 т/год основного часу. Обмолочену солому після додаткового подрібнення спеціальною системою комбайн GS-10 розсівав полем.
Ця модель має достатню технологічну надійність: коефіцієнт надійності технологічного процесу — 1,0. Непродуктивні часові затрати в структурі балансу часу нормативної тривалості зміни незначні і не впливають суттєво на змінну продуктивність: коефіцієнт використання змінного часу становить 0,65, що відповідає такому у комбайнів аналогічного технічного рівня.
Тестування під час обмолочування бобових та кукурудзи
Експлуатаційну оцінку комбайна GS-10 також проведено в умовах Західного Полісся. Комбайн збирав зернові колосові культури: жито, тритикале, ячмінь та озиму пшеницю. Отримані результати підтвердили його адаптацію до цих умов роботи та здатність забезпечувати високу продуктивність і потрібну якість роботи.
Повніше оцінювання комбайна GS-10 «Палессе» проведено впродовж вересня — жовтня 2014 р. під час збирання пізніх культур: сої та кукурудзи на зерно (табл. 4). Для збирання кукурудзи комбайн агрегатували з шестирядною кукурудзяною жаткою КОК-6-1 (виробництва ВО «Гомсільмаш»). Результати дослідження (табл. 5) свідчать, що універсальна барабанна молотарка зі збільшеним барабаном та клавішним соломотрясом забезпечує обмолочування сої і кукурудзи із дотриманням встановленої якості і продуктивності — на рівні, властивому для зернозбиральних комбайнів цього класу на збиранні зазначених культур.
Оцінювання ефективності комбайна GS-10 «Палессе» проводили за результатами експлуатаційно-технологічного дослідження під час прямого збирання озимої пшениці. Висновок: за річного нормативного навантаження комбайна 180 год і прийнятої ціни комбайна (станом на 2013 р.) затрати праці становлять 0,08 люд.-год./т (або 0,48 люд.-год./га), сума прямих експлуатаційних витрат — менш ніж 120 грн/т.
Досвід використання зернозбиральних комбайнів в умовах України свідчить, що комбайни застосовують інтенсивно впродовж усього сезону збирання всіх видів культур. Це стосується і комбайна GS-10 «Палессе», що зумовлює збільшення його річного навантаження до 300 год і водночас — зниження прямих експлуатаційних витрат на одиницю наробітку в 1,4 раза — до рівня 87 грн/т.
Комбайн GS-10 почали випробовувати відразу після його виготовлення. Це дало змогу провести контроль якості збиральних робіт та визначити ступінь готовності комбайна до роботи. Результати свідчать, що комбайн з моменту надходження у господарство — фактично після вивантаження із автотрейлера — готовий до роботи. Технічна надійність комбайнів достатньо висока, оскільки за період випробувань технічних відмов не відмічено.