Якісне збирання — оптимізація витрат під час зберігання
Вплив типу системи обмолоту на чистоту зерна Тип системи обмолоту зазвичай асоціюється із типом комбайна — барабанного чи роторного.
М. Занько, канд. техн. наук, завлабораторії збирання
та первинної переробки урожаю,
УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого
Вплив типу системи обмолоту на чистоту зерна
Тип системи обмолоту зазвичай асоціюється із типом комбайна — барабанного чи роторного. Яким чином цей фактор, що, здавалося б, далекий від процесу обмолочування, обумовлює свій вплив на чистоту зерна? Відповідь сакраментально проста: як молотиш — таке й маєш. Тобто система обмолоту роторних комбайнів обумовлює довготривалу дію на солому під час її обмолочування і разом з нею — значне подрібнення соломи. І вона в такому стані — майже до 70% поданої у молотарку та вся отримана під час обмолочування полова — надходить із роторної системи обмолоту в систему очищення зерна. Тут така дрібнофракційна солома потребує до себе особливої уваги, спрямованої на запобігання потраплянню її у надлишковій кількості до складу бункерного зерна. Барабанна молотарка, у якій солома рухається тангенціально до положення барабана, характеризується більш щадним впливом на неї, оскільки солом’яна маса піддається її впливу із певною періодичністю — через проміжок часу проходження соломи між двома сусідніми билами молотильного барабана. Тому барабани збільшеного діаметра, наприклад
800 мм, справляють більш щадну дію на солому, ніж меншого діаметра — 450 мм. Фактично вся обмолочена солома у вигляді крупнофракційних частин потрапляє на соломотряс. А в систему очищення — лише незначна частина дрібної соломи (10–30%) та вся полова. І зразу ж виникає питання: а скільки ж насправді полови надходить у систему очищення? За результатами досліджень, які проводили експериментально під час проведення випробувань зернозбиральних комбайнів на збиранні зернових колосових культур, встановлено, що це — 1/3 урожаю зерна.
Технічний рівень системи очищення зерна невід’ємно пов’язаний із розвитком технічного рівня комбайна. Аналіз свідчить, що зростання пропускної здатності роторних комбайнів можливе тільки за відповідного збільшення параметрів інших його систем: роторної системи обмолоту,
енергозабезпечення та в якості обов’язкової — системи
очищення зерна.
До складу зерноочисної системи входять інші системи та робочі органи, які забезпечують виконання комплексу технологічних процесів, наслідком яких є чисте зерно. На сучасному етапі комбайнобудування всі елементи конструкції системи очищення зерна зазнали змін щодо якісного та кількісного виконання. Будова струшувальної дошки за весь час інтенсивного розвитку конструкції комбайна майже не змінилась. Однак з’явились новації у технології та якості виготовлення її робочої поверхні (особливо — комбайнів IV покоління), завдяки яким розподілення зернового вороху поверхнею відбувається рівномірно, до того ж швидше та якісніше. Така поверхня стійкіша до процесів корозії, в результаті чого забезпечується збереження якісної робочої поверхні, що транспортує зерновий ворох на першому етапі процесу очищення зерна, а разом із тим — підвищується
технологічна надійність упродовж значного часу
служби комбайна.
Класичний решітний стан має у своєму складі два решета. У роторних комбайнах та в комбайнах із багатобарабанними системами обмолоту застосовують три решета.
Два решета — основні у складі решітного стана, а третє, так зване підготовче, є немов би продовженням струшувальної дошки: воно призначене виконати попереднє сортування зернового вороху в цій технологічній зоні. Таке попереднє розподілення вороху дає змогу знизити навантаження на верхнє решето, оптимізувати роботу нижнього і таким чином підвищити якість очищення зерна в цілому.
Верхнє та нижнє решета рухаються протифазно, тобто назустріч одне одному. Такий режим роботи сприяє збільшенню ефективності роботи системи, зменшує вібрацію всієї конструкції та тим самим — навантаження на неї і запобігає забиванню решіт соломою. Регулювання зазорів між жалюзями решіт у комбайнах II–III поколінь відбувається, як правило, механічно, вручну, з допомогою механічних тяг, а в комбайнах IV — воно дистанційне, привід електрифікований, із кабіни оператора.
Для створення потужного повітряного потоку на решітний стан використовують вентилятори. У комбайнах ІІ–ІІІ поколінь, як правило, застосовано шестилопатеві вентилятори. Зазвичай вони односекційні (тобто суцільні за всією довжиною) та мають спрощену конструкцію. Забір повітря ними відбувається тільки з торців вентилятора. Внаслідок цього вони забезпечують найсильніший потік на решета у бокових зонах, розміщених біля боковин молотарки. Таке конструкційне виконання та технологічний принцип дії їхньої роботи створюють «мертву» зону зі слабким та нерівномірним повітряним потоком у центральній зоні решітного стана, що й обумовлює нерівномірне подавання повітря на решета.
Сучасні ж комбайни (ІV покоління) обладнані турбінними вентиляторами, як правило, секційного типу. Така конструкція забезпечує забір більшого об’єму повітря та водночас подавання більшої порції повноцінного і рівномірно спрямованого потоку на решітний стан за всією його шириною. Рівномірне розподілення повітря забезпечується навіть у разі зміни навантаження — кількості оброблюваного технологічного вороху, що подається для очищення на верхнє решето.
У турбіні число лопатей досягає кількох десятків. Вони захоплюють повітря невеликими порціями та рівномірно і постійно подають його напрямними каналами на решітний стан. Швидкість обертання вентилятора у сучасних комбайнах змінюється в автоматичному режимі із кабіни комбайна за допомогою електродвигуна. Інформація про режим його роботи (частоту обертання) виводиться на монітор автоматизованої інформаційної системи.
У деяких комбайнів (компанія New Holland) крутий нахил додаткового решета забезпечує додатковий повітряний потік через масу, що подається на поверхню верхнього решета. Завдяки цьому збільшується ефективність роботи системи очищення зерна та підвищується чистота зерна, що надходить у бункер.
Якість роботи системи очищення зерна значною мірою визначається режимом подавання оброблюваної маси (зерно + полова + збоїна) на верхнє решето. Для цього струшувальна дошка в місці з’єднання із додатковим решетом може мати пальцеві подовжувачі.
Однією із проблем під час роботи комбайна на схилах та полях із природним ухилом є забезпечення якісної роботи системи очищення.
У таких умовах решітний стан разом із молотаркою нахиляється вправо або вліво, і вся маса, що підлягає очищенню, також нахиляється та зміщується, відповідно, на ліву або праву сторону. Внаслідок цього весь ворох під дією сил гравітації самовільно зсовується та накопичується на одному боці струшувальної дошки та решета — такий шар маси погано переміщається дошкою та решетами у поздовжньому напрямку, як це передбачається схемою його руху системою, незадовільно продувається повітряним потоком на решеті, а незернові домішки, замість бути видаленими з простору молотарки, провалюються через жалюзі решіт і надходять у бункер. Для попередження цього негативного явища спеціалізована система під час роботи комбайна на схилах приводить решітний стан у горизонтальне положення. У комбайнів, які не мають такої системи, для запобігання зміщенню зернового вороху на дошці та решетах застосовують поздовжні розділювальні реборди.
Оцінка ефективності роботи трирешітного стану зернозбирального комбайна КЗС-1218 (ВО «Гомсільмаш», Республіка Білорусь) свідчить, що навіть за обмолочування пшениці із високою вологістю соломи (табл. 2) та високою продуктивністю — на рівні 25,4 т/год, чистота зерна цілком прийнятна: засміченість зерна не перевищує 0,45% (за вимоги — не більше ніж 3%).
Технологічні режими роботи молотарки
Формування кількісного та якісного складу зернового вороху значною мірою обумовлюється технологічним режимом системи обмолоту (в цьому випадку — барабанної). Слід усвідомити, що комбайн як ніяка інша сільськогосподарська машина поєднав у собі цілу низку властивостей і технологічних нюансів, що зумовлюють формування якісних показників залежно від характеристики та стану технологічної культури. Все це він може інтегрально поєднати воєдино з орієнтацією на оптимальний результат «продуктивність + якість» тільки за участю людини-комбайнера. Широко застосовувана інтенсивність обмолочування — висока частота обертання молотильного барабана і малий зазор на виході маси із МСС (2–3 мм) — забезпечують якісне повне вимолочування зерна із колосу і його сепарацію із системи обмолоту на струшувальну дошку. Водночас спостерігатиметься сильне подрібнення соломи, яка разом із половою надходить у систему очищення зерна і значною мірою буде небажаною для неї. Тому під час технологічного налаштування молотарки на оптимальний режим необхідно встановити ці режими, так би мовити, у «консенсусі», бо в погоні за продуктивністю ми можемо отримати у бункері значні незернові домішки, тобто сміття (їхня кількість часто перевищує на практиці допустимі 3% і може досягати 5–7%). У подальшому це створює значну мороку.
Істотний вплив на формування чистоти зерна обумовлює стан самої системи: рівень технічного обслуговування та технологічні регулювання. Перелік робіт щоденного технічного обслуговування передбачає таку обов’язкову
операцію, як очищення молотарки від рослинних решток. Їхнє накопичення значною мірою зумовлює робота
комбайна на забур’янених полях.
Причому цією мокрою масою,
подрібненою під час обмолочування барабаном, струшувальна дошка буквально залипає як по центру, так і біля боковин молотарки, внаслідок чого вся її поверхня «зализується» до блиску, тож не може бути мови про якісне очищення зерна.
Тому впродовж навіть однієї робочої зміни потрібно по кілька разів контролювати стан як струшувальної дошки, так і решіт. Особливо цієї вимоги слід дотримуватись під час збирання забур’янених хлібів у режимі прямого комбайнування. Впродовж робочого дня необхідно контролювати решітний стан, оскільки за роботи комбайна на полях зі значною кількістю осоту, молочаю, лободи тощо (досить поширених на наших полях) зазначені рослинні грубі рештки «примудряються» пройти через молотильну систему та застряти між гребінками решіт, порушуючи роботу системи. У такому разі без
прямого втручання комбайнера
в цю ситуацію робота системи очищення зерна не налагодиться, а чистота зерна — не поліпшиться.