Зернова жатка Case IH Terra Flex 3020 здає екзамен на скошуванні виляглих хлібів

Україна продовжує нарощувати виробництво зерна і за результатами 2014 р. упевнено займає третє місце за його експортом. Значною мірою виконання такого великого обсягу збиральних робіт стало можливим завдяки використанню високопродуктивних зернозбиральних комбайнів пропускною здатністю 20 кг/с, що дає змогу отримати продуктивність на рівні 70–72 т/год основного часу і забезпечити ефективне збирання хлібів. До провідних комбайнів на ринку України відносяться, в першу чергу, роторні комбайни компанії Сase ІH.

М. Занько, канд. техн. наук, завлабораторії
наукових досліджень та випробувань машин
для збирання  урожаю,
УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого

Історія комбайнобудування цієї фірми нерозривно пов’язана із роторним комбайном серії Case IH, який першочергово було створено для задоволення потреб зерновиробників США як комбайн для збирання кукурудзи на зерно. І понині фірма залишається вірною своїм традиціям. Функціональні можливості зернозбиральних комбайнів серії Case IH за пропускною здатністю та продуктивністю досягли нових висот.
За результатами тестових змагань, проведених УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого (жовтень 2013 р.), одна з останніх розробок фірми — роторний комбайн AFS-8230 Case IH в умовах України забезпечує продуктивність із намолоту зерна кукурудзи на рівні 70 т/год основного часу (що за пропускною здатністю становить 20 кг/с). У таких «важких» умовах роботи екзамен «на відмінно» першочергово склала кукурудзяна жатка, яка забезпечила збирання стеблової маси кукурудзи в кількості до 250 ц/га та відокремлення від неї значної кількості качанів (урожайність на тестованій ділянці становила 140 ц/га). Але умови та реалії зерновиробництва підносять хліборобам і зернозбиральним комбайнам постійні сюрпризи, які обумовлюють нові екстремальні умови роботи та вимоги для їхнього успішного рішення.
У 2014 р. були добрі погодні умови під час вегетації зернових, та в період наливання колосу по Україні пролетіли шквальні буревії і поривисті вітри, які спричинили майже суцільне вилягання хлібів. Динаміка висихання виляглої соломистої маси вкрай низька, що зумовлює значну вологість хлібної маси і її неготовність до збирання. Підвищена вологість соломи у період збирання та знач­не її вилягання обумовлюють відповідні умови та режим збирання, а це, своєю чергою, неминуче створює вкрай незадовільні умови роботи штатних зернових жаток зернозбиральних комбайнів. У такому разі жатка фактично «ле­­жить» на поверхні соломистої маси посіву і тим самим додатково придавлює її до землі. У таких умовах роботи про високу робочу швидкість, звісно, не може бути й мови.
Для прикладу: якщо в нормальних умовах — без вилягання хлібів — робоча швидкість комбайна може досягати навіть
8 км/год, то в протилежному разі вона щонайбільше може становити 1–2 км/год. І це не просто рух «зі швидкістю черепахи», а режим руху «крок вперед — півтора назад». Завдяки такому «йорзанню» поверхнею поля вдається якось його «збадьорити» (для того, щоб скосити жаткою «непідйомну» ділянку, комбайн вимушений періодично часто вертатись трохи назад і розпочинати все спочатку, тобто працювати в режимі «дьорг-смик»). Звісно, багато в такому разі не напрацюєш!
Досвід та практика свідчить, що збирання виляглих хлібів можливе тільки за застосування роздільної, або як ще кажуть — двофазної технології. І для багатьох господарств України в 2014 р. вона із розділу теоретичних знань перейшла у сферу конкретного практичного досвіду.
Поставши перед проблемою вилягання збіжжя на власному полі, багато заклопотаних господарів змушені були мимохіть звернути свою увагу на «запасні» технічні засоби — валкові жниварки. Однак, варто об’єктивно зазначити, вони начебто й призначені для роздільної технології збирання саме таких хлібів, але знову ж таки — досить умовно. Оскільки більшою мірою вони призначені для скошування у валки стоячих (!) культур: гречки, проса та виляглих незнач­ною мірою зернових. І більшість зерновиробників знають про це. Тому, коли погода підносить виробникам сюрприз у вигляді виляглого посіву, подумки таке поле вони зазвичай приречено відносять до категорії втраченого. Його реальне збирання зводиться до «перебування» комбайна на такому полі. Після такого горе-«збирання» поле має жалюгідний вигляд «перетовченого»: підсохла стерня піднімається від землі, і висота її досягає іноді 30–40 см. А від картини втрат болісно стискається серце, бо повсюди кидаються в очі незрізані колоски, які жатка не змогла підібрати. Збирання такого поля, ясна річ, не приносить задоволення нікому: для комбайнерів це неабияка морока і важка робота — хочеться швидше залишити таке поле, а для господаря поля — чималі збитки і нервова «гризота».
Але часи та технічний рівень комбайнів для збирання складних, зокрема виляглих, полів змінились. Одним із флагманів технічного розв’язання проблеми збирання таких хлібів є компанія Case IH. Її останні розробки — комбайни серії AXIAL-FLOW 7230 (8230; 9230) устатковані зерновими жатками, які максимально пристосовані до високоякісної роботи в таких умовах.
Одним із основних способів досягнення високої пропуск­ної здатності і продуктивності комбайна є забезпечення на такому самому рівні подавання в молотарку на обмолочування маси технологічної культури. Системою, яка виконує цю функцію, є стандартне обладнання комбайна — жатка для скошування у режимі прямого комбайнування зернових колосових та близьких до них за технологічними характеристиками культур. Саме від неї залежать інтенсивність зрізування технологічної культури, висока інтенсивність подавання цієї маси на обмолочування у молотарку, висока робоча швидкість руху та якість роботи: втрати зерна за жаткою і висота зрізу.
Аналіз свідчить, що в останнє десятиліття жатка, поряд з іншими системами комбайна, зазнала інтенсивного розвитку. Це не забарилось отримати підтвердження в збільшенні її можливості виконувати технологічний процес скошування хлібів у різних умовах роботи, забезпечуючи низьке зрізування стебел — заввишки до 5 см та високу якість роботи (незнач­ні втрати зерна за жаткою).
Жатка — техніко-технологічна система, яка першою контактує із технологічною культурою під час її збирання у режимі прямого комбайнування. Від того, наскільки вона повно, оперативно та якісно може сформувати порцію хлібної маси певних характеристик і стадії стиглості, зрізати її, подати на платформу жатки і в подальшому перемістити у похилу камеру, залежить уся робота комбайна. Відповідно до цих технологічних операцій базується основне конструкційне виконання її систем. У жатках різних фірм і моделей вони значною мірою фактично однотипні за принципом роботи і конструкційним виконанням. Разом з тим, саме ці особливості системи надають жаткам провідних комбайнобудівних фірм своє «обличчя».
Жатка комбайна відповідно до свого функціонального призначення є однією з основних техніко-технологічних систем комбайна, робота якої впливає на якість роботи комбайна в цілому. Втрати зерна за нею під час збирання стоячих хлібів не мають перевищувати 0,5%. Аналіз якості роботи зернозбиральних комбайнів свідчить, що навіть за ширини захвату жатки на рівні 11 м і робочої швидкості комбайна 7 км/год втрати зерна за нею можуть бути мізерними — до 0,07% (!). Водночас слід відмітити, що для роботи зернозбиральних комбайнів характерна робоча швидкість до
5 км/год. Незначні відсотки втрат зерна є цілком зрозумілими та об’єктивними за незначної ширини захвату жатки та невеликої робочої швидкості. А коли використовують широкозахватну жатку, яка до того ж працює на скошуванні виляглих хлібів? Завдяки чому забезпечуються в такому разі високі якість роботи і технологічна надійність жатки?
Більшість фірм дотримуються класичних підходів до конструкційного виконання жаток. Основою конструкції є платформа, на якій змонтовано всі техніко-технологічні системи жатки: мотовило, різальний апарат з технічною системою приводу ножа, шнек, система приводу та агрегатування.
Сучасні комбайни компанії Case IH серії AXIAL-FLOW 7230 (8230, 9230) комплектуються зерновими жатками зі значною шириною захвату, що є першою передумовою досягнення високої продуктивності. Так, жатка Terra Flex для прямого комбайнування зернових культур моделі Case-3020 може мати ширину захвату 7,58/9,15 м, Case-2030 — 7,32/9,15 м, Case-3050 — 7,32/9,15 м.
Першою системою жатки Terra Flex, що контактує із соломистою масою технологічної культури, є 6-планчасте мотовило з пальцями, виготовленими із міцного пластику, який значно легший за метал та не піддається корозії.
Мотовило отримує привід від гідромотора, який забезпечує змінну швидкість обертання залежно від стану хлібостою і лінійну швидкість своїх планок, яка має дещо перевищувати швидкість руху самого комбайна. Лише у такому разі рослини м’яко подаються до різального апарата і після зрізування падають усередину жатки, а не навпаки. Завдяки приводу мотовила від гідромотора комбайни Case IH AXIAL-FLOW здатні автоматично підтримувати оберти мотовила відповідно до швидкості руху комбайна із жаткою. Управління його функціями здійснюється із кабіни комбайна з допомогою кнопок, зосереджених на мультифункціональному важелі управління гідрооб’ємною трансмісією. Винесення мотовила по горизонталі і його підіймання відносно різального апарата здійснюється з допомогою гідроциліндрів.
Технічні параметри мотовила — діаметр (на рівні 1,07 м), число граблин, частота обертання (5–61 об./ хв) — перевірені часом і задовільно забезпечують виконання покладених на них технологічних завдань. Пальці граб­лин мають певну траєкторію (за кутом відхилення) руху. Нахил пальців граблин уперед із певним кутом забезпечує двосторонній ексцентриковий механізм. Компанія Сase IH упровадила механізм (жатки серії 2030), який дає змогу отримати поворот пальців мотовила до 180°положення мотовила відносно різального апарата:
 мінімальний зазор між пальцями граблин мотовила і різальним апаратом по всій його довжині має бути однаковим і перебувати в межах 25–50 мм. Необхідність дотримання цього положення дає змогу у разі комбайнування виляглих хлібів уникнути вибивання пальцями граблин зерна із колоса і пошкодження їх різальним апаратом;
 положення спіральних витків шнека відносно днища платформи жатки: зазор має бути однаковим по всій довжині шнека;
 положення пальчикового механізму: зазор між кінцями пальців і днищем платформи має бути рівномірним за всією їхньою довжиною і становити 12–20 мм.

Результати тестувань жатки Terra Flex
та комбайна CASE IH AFS-8230 під час збирання виляглих хлібів
Під час проведення випробувань у господарських умовах з метою включення комбайна до Державного реєстру технічних засобів для АПК комбайн було укомплектовано зерновою жаткою моделі Case-3020 Terra Flex. Умови роботи та якість виконання технологічного процесу комбайном
CASE IH 8230 визначали в господарських умовах під час збирання озимої пшениці, урожайність якої становила 42,4 ц/га, висота рослин досягала 104 см, співвідношення зерна до соломи — 1:1,7 (табл. 1). Поле, де проводили тестування, характеризувалось великим ступенем вилягання хлібів (47%), яке на окремих ділянках сягало 100%. Звичайно, високий ступінь вилягання маси зумовлює її «спресоване» розміщення в горизонтальному шарі близько до поверхні поля без належного продування повітрям. Унаслідок цього вологість соломи становила 23,8% і перевищувала регламентовану агровимогами вдвічі. І хоча вологість зерна (12,9%) і перебувала в межах вимог до збирання озимої пшениці (до 14%), цей єдиний показник не міг «підсолодити» гіркі умови роботи, і тому їх можна однозначно класифікувати як складні, особливо щодо зрізання та подавання хлібної маси на платформу жатки і молотарку в режимі прямого комбайнування. Саме ці чинники, як правило, не дають змоги досягти потрібного рівня подавання маси, оскільки неможливо працювати з необхідною високою робочою швидкістю, що є основною вимогою для проектного завантаження молотарки комбайна.
За результатами агротехнічної оцінки встановлено, що навіть у таких важких умовах роботи комбайн CASE IH
AFS-8230 забезпечує збирання озимої пшениці із загальноприйнятими показниками якості виконання технологічного процесу для зернозбиральних комбайнів. Навіть за значного рівня вилягання хлібостою — 47% жатка дала змогу комбайнові працювати зі швидкістю руху майже 4 км/год (!). Водночас жатка забезпечує високу надійність технологічного процесу, низьке та якісне зрізування хлібостою (табл. 2). Пропускна здатність комбайна в цих умовах реалізована тільки на рівні 10,6 кг/с, що становить близько 50% його можливостей. Однак і в такому неоптимальному режимі завантаження комбайн забезпечує роботу молотарки на прийнятному рівні. Це обумовило незнач­ні втрати за жаткою — 0,14–0,20% за регламентованого значення цього показника під час збирання хлібів на рівні вилягання до 20% — не більше 1,0%. А за вилягання до 47% втрати агровимогами взагалі навіть не рег­ламентуються (тобто тут слід розуміти: втрат передбачається дуже багато). Якість роботи молотарки комбайна також задовільна: втрати — 0,56–0,76% за допустимих 1,5%. Дроб­лення зерна за встановленої частоті обертання ротора 910 об./хв становило всього 0,2% (за вимогами — не більше 2%).
Експлуатаційно-технологічне оцінювання жатки та комбайна проведено на цьому самому агрофоні (табл. 2). Комбайн проводив пряме комбайнування виляглої пшениці з одночасним подрібненням і розкиданням соломи полем. У цих умовах за комплектації комбайна зерновою жаткою із шириною захвату 9,15 м робоча швидкість становила 4 км/год (табл. 3).
Задля об’єктивності слід сказати, що за зазначеної урожайності зерна —
42,4 ц/га і соломистості 1:1,7 та необхідності завантажити молотарку до 20 кг/с потрібна робоча швидкість на рівні 6–7 км/год. Однак, зважаючи на стан поля, можемо зробити висновок, що в поточних умовах комбайн фактично зробив неможливе: він практично «витягнув» ситуацію і виконав роботу «на відмінно». Якби це був якийсь інший комбайн, можна було б назвати це збирання хліба як «битва за врожай». Але, на щастя, в роботі був комбайн Case IH AFS-8230 із жаткою Case IH 3020 Terra Flex — всі були у зах­ваті: господарі поля, комбайнер та ми — випробовувачі. І отриманому задоволенню від роботи ми завдячуємо саме йому: він просто та красиво виконував своє завдання, без зупинок, без порушень технологічного процесу ні з боку жатки, ні з боку молотарки. Тому коефіцієнт надійності виконання технологічного процесу було цілком справедливо визначено як 1,0, а коефіцієнт використання змінного часу — 0,73. На це поле після збирання проблемних зернових можна було заворожено дивитись, милуватись і від захвату — мовчати.
За період випробувань 2014 р. напрацювання жатки і комбайна під час збирання таких складних хлібів становило
132 год основного часу. За цей час намолочено 2000 т зерна зернових колосових культур. Технічних відмов жатки і комбайна в цілому не відмічено.
За збирання хлібів на полях невеликої площі збільшуються непродуктивні витрати часу на переведення жатки із робочого у транспортне положення (і навпаки). Одним із непродуктивних видів часових затрат у загальному балансі часу робочої зміни є технічна операція агрегатування жатки до комбайна та гідро- й електросистем комбайна і жатки, тож у цьому сенсі варто відмітити нескладність агрегатування цієї жатки з комбайном. Для цього в конструкції жатки передбачено спеціальні технічні пристрої-роз’єми блочної конструкції, на яких змонтовано всі гідравлічні та електричні виводи. Використання таких централізованих з’єднувальних муфт дає змогу зменшити затрати часу та підвищити ергономічність цієї технічної операції. Після того, як комбайн спеціальними захватами похилої камери підійме жатку, необхідно виконати лише чотири операції — і вона повністю готова до роботи. Отже, чотири прості кроки:
 перший — єдиним важелем та стопорними гачками зафіксувати жатку на рамці похилої камери;
 другий — приєднати єдиний блок гідравлічних рукавів до відповідного порту на жатці та зафіксувати його за допомогою фіксатора;
 третій — приєднати єдиний електричний роз’єм;
 четвертий — приєднати привідний карданний вал до привідного вала похилої камери.
Увесь процес агрегатування жатки займає 5 хв. Так само швидко жатка від’єднується від комбайна.

Висновки. Широкозахватні зернові жатки сучасного технічного рівня — це не сьогоденна примха технічної моди, а об’єктивні вимоги і реальність забезпечити високу продуктивність потужних зернозбиральних комбайнів у різноманітних умовах прямого комбайнування хлібів. Вони достатньо адаптовані до строкатих умов роботи: вилягання хлібів, різних показників урожайності зерна і соломистості, рельєфу поля та технологічних культур — у будь-якому разі гарантують високу технологічну надійність та якість роботи.
Комплектування ними зернозбиральних комбайнів середнього та високого класу (пропускна здатність — 14–25 кг/с) дає змогу максимально ефективно реалізувати їхню проектну продуктивність незалежно від умов роботи і тим самим оптимізувати затрати на отримання 1 т зерна на заключному етапі зерновиробництва — збиранні. Зернова жатка Case IH 3020 Terra Flex комбайна Case IH AF-8230 — вагоме та об’єктивне підтвердження цього.