Спецможливості
Техніка та обладнання

Невикористані можливості

04.10.2012
952
Невикористані можливості  фото, ілюстрація

Дослідженнями, проведеними останніми роками в полі під час жнив, виявлено, що ефективність використання сучасних зернозбиральних комбайнів - у межах 40-65% норми. Що ж спричинює таку ситуацію?

Дослідженнями, проведеними останніми роками в полі під час жнив, виявлено, що ефективність використання сучасних зернозбиральних комбайнів - у межах 40-65% норми. Що ж спричинює таку ситуацію?

А. Демко, канд. техн. наук,
О. Демко, аспірант

Враховуючи нестачу зернозбиральних комбайнів і значні втрати вирощеного врожаю, підвищення експлуатаційної ефективності наявних збиральних засобів - важливе і вкрай потрібне виробниче завдання. Підвищення ефективності використання зернозбиральної техніки має свої економічні показники: раціональне використання ресурсу (довговічності), зменшення витрати палива, зниження амортизаційних витрат на одиницю виробленої продукції.
Причина низької ефективності використання сучасних зернозбиральних комбайнів криється, зокрема, в самій конструкції комбайнів, а саме: в неузгодженості показників пропускної здатності молотильно-сепарувальних пристроїв комбайнів із автоматизованою системою контролю механічних втрат зерна за молотаркою. Раніше (чотири-пять років тому) в технічній документації, що супроводжує придбання комбайна, було подано показники пропускної спроможності молотильно-сепарувального апарата комбайнів у розрахунку кг/с. Що це означало для інженерів, спеціалістів господарств? Знаючи пропускну спроможність молотарки, керівники сільгосппідприємств могли розраховувати потребу в автомобільному транспорті для безперебійної роботи комбайна в загінці. Наприклад, молотарка комбайна має пропускну здатність 11 кг/с. За такої пропускної спроможності комбайн за врожайності 4 т/га (співвідношення зерна і соломи за нормативної вологості - 1:1,5) спроможний намолотити за годину чистої роботи 16 т зерна. Враховуючи тривалість циклу транспортування, очікування і розвантажування зерна, спеціалісти на практиці розраховували потребу в автомобільному транспорті із урахуванням місткості бункера комбайна.Також, відповідно до проектованої пропускної спроможності молотарки, добирають (розраховують) потрібниий двигун, потужності якого має вистачити на два напрями її споживання: на рух комбайна - до 27% номінальної потужності, 63% - на виконання технологічного процесу (скошування, транспортування хлібної маси, обмолочування, сепарація і очищення зерна), 10% потужності, виходячи із теоретичних формул, залишаються резервними для запобігання забиванню молотарки за форс-мажорних обставин.
Останніми роками виробники комбайнів у технічній документації дають конкретні техніко-експлуатаційні характеристики: маса, потужність двигуна, площа соломотряса, кут обхвату підбарабання, інші конструктивні характеристики, що є пріоритетними для конкретної фірми. На жаль, узагальнюючої характеристики щодо пропускної здатності молотарки (кг/с) не наводять, і саме відсутність такої узагальненої інформації не дає змоги спеціалістам розраховувати на перспективу не тільки потребу в автотранспорті, а й потребу у відповідних класах комбайнів для забезпечення збирання врожаю в оптимальні терміни.
Усі сучасні комбайни оснащені автоматизованими, електронними і комп'ютеризованими системами контролю технічних характеристик і технологічних параметрів. Зокрема, всі комбайни мають автоматизовану систему контролю механічних втрат зерна за молотаркою, тобто за соломотрясом і решітним станом (за роторним очисником і решітним станом). В інструкціях написано, що попереднім пробним регулюванням слід налагодити систему за переходу із поля на поле, зі збирання однієї культури на іншу. Рекомендовані втрати не мають перевищувати 1% валового збору врожаю з одного гектара конкретного поля.
Як же на практиці, в полі, реалізується управління комбайном, виходячи із сигналів втрат автоматизованої системи? Якщо втрати досягли відносного значення 1,5%, комбайнерові подаються візуальний або звуковий сигнали, і він збавляє швидкість руху комбайна та задля запобігання неприємним звукам настирливої сигналізації в подальшому дотримується оптимальної швидкості. Якщо середня врожайність по полю - 4, 5 т/га тощо, то це означає, що на одній ділянці може бути 2,5 т/га, а на іншій - 5,5 т/га, і комбайнер не встигає візуально і психологічно управляти швидкістю комбайна з метою підвищення продуктивності з урахуванням суб'єктивної оцінки врожайності на конкретній ділянці, тому веде комбайн із попередньою апробованою швидкістю.
Що таке відносні механічні втрати обсягом 1% валового збору врожаю з конкретного поля? Наприклад, середня прогнозована врожайність на конкретному полі - 4000 кг/га, а один відсоток втрат становить 40 кг/га, або 4 г/м2, що відповідає в середньому 100 шт. зернин пшениці на 1 м2. В інструкції до комбайнів «Клаас» написано: якщо накрити долонею площу 1 дм2 (10 х 10 см), то на зазначеній площі має бути не більше трьох зернин. Усього на 1м2 має бути не більше 300 зернин за зазначеної врожайності.
Якщо керуватися в управлінні комбайном текстом інструкції, то потужність двигуна і продуктивність комбайна використовуються в середньому на 63% номінального значення. Протягом жнив останніх років проведені практичні дослідження відносних і числових втрат за молотарками комбайнів «ДОН-1500», «Челенджер 647», Lexion 560. Оскільки комп'ютерна система комбайна Lexion 560 дає змогу контролювати робочу швидкість, витрату палива і продуктивність за час намолочування повного бункера зерна, детально розглянемо вплив втрат на продуктивність саме цього комбайна.
   Культура, яку збирають, - пшениця
   Довжина загінки - понад 1000 м
   Урожайність - від 4,83 т/га до 6,37 т/га
   Забур'яненість - до 5%
   Вологість зерна - 13,9-14,2%
   Солома - 16,8%, без вилягання
На початку випробування комбайнер працював із робочою швидкістю приблизно 6,22 км/га (1,72 м/с). Показник датчика втрат за решетами і соломотрясом: в межах 0,004-0,006% вирощеного врожаю. Загінку завдовжки 1058 м комбайн пройшов за 10,2 хв (612 с), тобто зі швидкістю 1,72 м/с; намолотив 3,57 т із площі S=0,738 га, витрата палива - 2,525 кг/т. Урожайність після проходу загінки - 4,83 т/га. За підвищення швидкості загінку завдовжки 1013 м комбайн пройшов за 7,8 хв (486 с), тобто зі швидкістю 2,16 м/с, намолотив 4,63 т за витрати палива у розрахунку на одну тонну обмолоту - 1,729 л/т. Урожайність після проходу загінки підвищилася до 6,37 т/га.
Продуктивність комбайна по зібраних гектарах за рахунок оптимальних показників дозволених датчиком втрат (1,25%) підвищилася на 26%, по зібраній масі врожаю - на 36%, питома витрата палива на обмолочування 1 т за рахунок підвищення завантаження двигуна зменшилася на 36%, або на 0,796 л/т. За намолоту за зміну 100 т економія, завдяки зменшенню витрати палива, може становити приблизно 80 л (на суму приблизно 800 грн за втрат урожаю на рівні 40 кг/га, або 1000 кг/25 га. Такі втрати комбайна - неминучі й конструктивно та технологічно допустимі. За швидкості руху комбайна 1,72 м/с продуктивність комбайна була 4,43 га/год, або 21,38 т/год, а за швидкості 2,16 м/с середня продуктивність досягала 5,45 га/год за намолочування 34,71 т/год. Тобто підвищення ефективності за рахунок оптимізації втрат у межах дозволених датчиком дає змогу підвищити продуктивність використання комбайна до 1 га/год і збільшити намолот на 13 т/год. За 8 год чистого часу роботи комбайна в першому варіанті в полі було б зібрано приблизно 35 га і намолочено 213 т, а за другого - приблизно 43 га і намолочено 277 т. У першому варіанті за 10 днів жнив комбайн орієнтовно міг би зібрати врожай із площі 350 га і намолотити 2130 т, а за другого - 430 га і намолотити 2770 т. Якщо припустити, що обмолочування з площі 80 га переноситься за межі агростроку жнив із втратами 10-15% валового збору, то ймовірні втрати із зазначеної площі можуть становити до 65 т на загальну суму 13000 дол.
Збирання врожаю з 80 га поза жнивним агростроком потребуватиме додаткових паливних витрат: 123 л дизпалива на суму 1230 грн. У першому варіанті ймовірні витрати за молотаркою становитимуть 350 га × 25 кг = 8750 кг ≈ 8,75 т, у другому - 430 га х 65 кг = 27,95 кг = 27,95 т (враховуючи, що у першому варіанті 8,75 т - неминучі збитки від втрат, а в другому - додаткові збитки від втрат становитимуть: 19 т × 200 = 3800 дол.).
Порівняння втрат і збитків на основі результатів першого і другого варіантів із урахуванням паливних витрат і визначення ефективності експлуатації дадуть змогу уникнути збитків від осипання на суму 73280 грн, зменшити витрату палива за рахунок підвищеного завантаження двигуна: 2130 т × 0,796 л/т = 1695 л × 10 грн = 16954 грн. Сумарний ефект за рахунок використання другого варіанта комбайнування для господарства за сезон становитиме: 73280 + 16954 = 90234 грн/комбайн. Під час жнив 2012 р. автори разом із представником редакції журналу «Пропозиція» та представником корпорації «Клаас» перевіряли ефективність використання комбайна Lexion 560 на збиранні врожаю пшениці в одному із господарств за 35 км від Києва. Забур'яненість поля сягала 40%, а місцями - й 100%. Втрати врожаю вимірювали спеціальними ящиками розміром 200 × 500 мм, які закидали під час проходження комбайна під молотарку між переднім і заднім мостами. Середня врожайність на площі була в межах 21 ц/га. Керівництво підприємства пояснило, що зазначене поле взяте в оренду перший рік. До цього поле толокувало (не було в обробітку), й агрофірма не встигла агробіологічними і хімічними методами вивести бур'яни. На початку виміру втрат комбайнер працював на швидкості 6,5 км/год (1,8 м/с). Втрати за молотаркою становили 0,4-0,5% (11-13 зернин на ящик) за допустимих 1%. Робочу швидкість максимально вдалося підвищити до 9 км/год (2,5 м/с). Втрати через забур'яненість підвищилися до 24-26 зернин на площу ящика 0,01 м2, або 240-260 зернин на 1 м2 (1,2% допустимих втрат). За швидкості руху 6,5 км/год потужність двигуна використовувалася на 48%, а за швидкості руху в межах 9 км/год - на 58-62% (із урахуванням рельєфу поля).
Із таблиці 1 видно, що ефективність використання комбайна Lexion 560 за врожайності 6,37 т/га, порівняно з його використанням на забур'яненій ділянці з урожайністю 2,1 т/га, вища за всіма показниками. Збільшення витрати палива у розрахунку за 1 год та на 1 га можна пояснити збільшенням середнього значення маси комбайна з урахуванням маси зерна в бункері. В першому варіанті комбайн за 1 год намолотив більш ніж три бункери: 34,7 т (10,6 м3), - на відміну від другого варіанта - 9,1 т. Найзначніша економія за витратою палива на 1 т зібраної продукції - ≈183%.
Під час збирання забур'янених ділянок на рівні до 100% і більше втрати різко зростали до 80 зернин на ящик, або 800 зернин на 1 м2 (до 3,5%). Зерно із забур'яненої маси не витрушувалося на клавішах соломотряса і належно не продувалося на решетах. Висока забур'яненість посівів - це не тільки ворог урожайності, а й вагома причина зменшення продуктивності, перевитрати палива і зниження показників надійності, довговічності комбайна і, відповідно, підвищених втрат урожаю за молотаркою. Для завантаження двигуна до 90% розрахункова швидкість руху комбайна в загінці (за врожайності 2,1 т/га) мала сягати 12,4 км/год (3,44 м/с). Така робоча швидкість була недоступною з огляду на профіль поля і культуру землеробства (задля запобігання пошкодженню жатки і похилої камери).
Слід погодитися з читачами, що розмір механічних втрат залежить не тільки від завантаження молотарки та швидкості руху комбайна, а й від багатьох суб'єктивних факторів. Зокрема, від технічного стану комбайна, вміння комбайнера виконувати відповідні регулювання для добирання оптимального зазору між барабаном і підбарабанням, від зазорів у решетах і сили подавання повітря вентилятором, тобто від кваліфікації і досвіду комбайнера. Також велике значення для ефективного використання дорогих високопродуктивних машин має кваліфікований зрозумілий інструктаж комбайнера представниками фірми-продавця. У літературі є чимало прикладів, коли представники фірми роблять контрольний об'їзд своїх клієнтів і дають конструктивні рекомендації, як правильно і найбільш ефективно використовувати високопродуктивну техніку. Така практика має бути загальноприйнятою після купівлі потужних тракторів, комбайнів, інших дорогих сільгоспмашин.

Висновки та рекомендації
   Сучасні комбайни мають показувати на приладах не тільки відносні втрати, а також числові втрати із записом у часі і, найголовніше, - показник завантаження двигуна. Подібні пристосування дають змогу контролювати ефективність використання машин за термін зміни і період жнив. Адже моторесурс мобільних машин - не безкінечна величина. Крім того, інженерно-технічні спеціалісти за давністю пройденого вузівського матеріалу призабувають тягові характеристики двигунів, які показують, що мінімальна витрата палива характерна для номінального завантаженя. Якщо в автомобілях оберти двигуна ми задаємо відповідно обраній передачі руху педаллю подавання палива, то для комбайнів такий варіант недопустимий. Зернозбиральні комбайни - специфічна технологічна машина. Перед входженням у загінку комбайнер з допомогою важеля подачі палива має задати номінальні оберти двигуна, щоб усі робочі органи: коса, соломотряс, решета, вентилятор тощо - мали відповідну швидкість. Завантаження комбайна відбувається за рахунок руху комбайна. Для того, щоб завантажити комбайн за врожайності 7 т/год, потрібна робоча швидкість до 4 км/год, а за врожайності 2 т/га ≈ 13 км/год. Чи може комбайн рухатися з такою швидкістю, якщо площа має борозни, гребені, дощові ритвини? Безумовно, - ні. На високих швидкостях динамічні удари на жатку під час переїзду комбайна борозною і через гребені сягають 5 т, тож за таких умов існує висока ймовірність механічного (експлуатаційного) пошкодження комбайна.
   Друга важлива причина зниження продуктивності - забур'яненість полів. За забур'яненості хлібної маси до 50% пропускна спроможність молотарки знижується на 16%. Бур'яновий сік забруднює складні порожнини клавіш соломотрясів, решета і, особливо, - грохота. Грохот після налипання пилу втрачає свій початковий профіль і потребує часу і значних фізичних затрат на очищення.
   Зауваження до інструкцій з експлуатації зернозбиральних комбайнів: у них так лаконічно описані прийоми налагодження комбайнів на допустимі механічні втрати, що без практичного досвіду й дохідливого пояснення кваліфікованих спеціалістів налаштувати комбайн надто складно. Складається прикре враження: що гірше, недостатньо ефективно, використовуються технічні засоби, то краще для фірм-виробників - більше техніки продається. Фірми у своїх рекомендаціях із налагодження комбайнів приводять значення маси 1000 зернин пшениці, ячменю, вівса, але ж на практиці можуть виникати різні нюанси, наприклад, в 1 г пшениці може бути 25-28 зернин (залежно від кондиції, сорту, вологості тощо).
   Доцільність механічних втрат в обсязі 1% за валового збору вирощеного врожаю не знайшло аналітичного техніко-економічного обгрунтування. Тому датчики витрат фіксують відносні значення, а не числові. На наш погляд, механічні втрати обсягом 1% - це більше маркетинговий показник, аніж економічний. Сучасні датчики мають бути точно регульованими і кратними 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3% залежно від вартості одиниці збираної культури. Правомірне питання, чи варто користуватися показаннями датчика механічних втрат обсягом 30-100 кг/га, коли за затягування жнив на термін до 30 днів біологічні втрати від осипання, втрачання зерном фізіологічної кондиції сягають 17-18% (300-400 кг/га). Американські вчені провели спеціальні дослідження і виявили, що за втрат 1% комбайн «Джон Дір» за сезон збирав 2000 акрів (800 га), і фермер мав прибуток із гектара 429 дол. За підвищення втрат до 2,8% комбайн збирав за сезон 4000 акрів (1600 га), даючи фермерові прибуток 420 дол./га. За висновками американських учених, домінуючу роль в економічному ефекті використання комбайнів за другого варіанта відіграють амортизаційні відрахування на одиницю продукції.
Отже, альтернативи підвищенню ефективності використання сучасної високопродуктивної сільськогосподарської техніки, в тому числі зернозбиральних комбайнів, немає. Потрібно розуміти: що менші механічні втрати за молотаркою, то менше вона завантажена, відповідно, менше завантажений двигун, тож менша продуктивність у тоннах, гектарах за годину чистого робочого часу, а значить, більші витрати палива на одиницю продукції, більші амортизаційні відрахування, неефективно використовується ресурс машини. У виробничників є вибір: або за низьких механічних втрат за молотаркою утримувати їхній показник у межах 0,5-1% від вирощеного врожаю, або в намаганні зменшити цей рівень піддатися ризику впливу дощів, вимушеного подовження строків жнив і зазнати втрат від осипання в розмірі 15-20% урожаю, отримати зниження класу зернових від продовольчих сортів до фуражної продукції. Припустимо, якби 10000 сучасних зернозбиральних комбайнів, завдяки збільшенню продуктивності й ефективності використання, за агрострок жнив зібрали на 50-70 га більше, ніж зазвичай, то своєчасно було б зібрано 50000-70000 га, або 1,5-2 млн т зернових продовольчого класу (а не фуражної продукції), зекономлено 1 млн л дизельного палива. Право вибору залишається за виробниками сільгосппродукції. Віриться, що справжній господар омине прикрі уроки недбайливого хазяйнування, про яке говорить народна мудрість: «Чого бідний, бо...».

Інтерв'ю
Компанії «Уніфер» — 20 років! Подія справді знаменна, тому що «Уніфер» — це непересічне явище на українському агроринку. З активною діяльністю компанії пов’язані поява і впровадження в Україні новітніх технологій: перші мікродобрива,... Подробнее
Георгій Гелетуха, голова правління Біоенергетичної асоціації України
Ідея спалювати в котлах ТЕЦ солому ще в 80-х здалася б смішною. Однак зараз учені бачать не тільки можливість замінити ним, кукурудзяним і соняшним бадиллям дві третини газу, але й доводять, що тепло

1
0