26 | 02 | 2017
Учебные материалы
Для преподавателей
Работы студентов
Справочная и техническая литература
Статьи по темам

Состояние и перспективы механизации уборки зернового сорго

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)

Состояние и перспективы механизации уборки зернового сорго

Состояние вопроса. Зерновое сорго это сельскохозяйственная культура, которая издревна возделывается на просторах южной Азии, Африки, Южной и Северной Америки, на юге Европе. Сорго распространена в 85 странах мира и является основной зерновой культурой таких ведущих государств как: США, Индия, Мексика, Аргентина, Китай, Австралия, Бразилия, а также широко представлена на юге России и Украины [1, 2, 3].

Такое распространение сорго получило благодаря своим свойствам, таким как стабильно высокая урожайность (60…110 ц/га), устойчивость к засухе и полеглости, непривередливость к выбору почв, а также обогащенному содержанию питательных элементов. В семена сорго накапливается 65…75 % крахмала, более 12% белка и 3,5…4 % растительного жира.

Данная культура входит в пятерку самых распространенных и востребованных зерновых наравне с пшеницей, ячменём, рисом и кукурузой. Применяют зерновое сорго в пищевой отрасли, кормопроизводстве, в качестве биоэнергоносителя, а также в крахмало-паточной промышленности и для приготовления спирта. В засушливых районах сорго используют для закладки снегозадерживающих кулис на парах и создания ветрозащитных полос на посевах бахчевых культур.

При возделывании зернового сорго в основном используют два способа уборки: раздельный и прямое комбайнирование.

Раздельный способ уборки включает в себя: использование валковой жатки, которая, скашивает массу и укладывает её в валки. После подсушивания валков до влажности 14-16% проводится их подбор и обмолот. Преимущество данного способа заключается в выравненности по влажности массы урожая при её обмолоте, возможности убирать поля засорённые сорняками, в более чистом зерне после его очистке в комбайне и в отсутствии необходимости в дополнительной просушке семян на стационарном пункте.

Прямое комбайнирование включает в себя скашивание с одновременным обмолотом зерноуборочным комбайном за один его проход. Этот способ применяется, когда на поле отсутствуют сорные растения, при благоприятной погоде и выравненности культуры по высоте. Преимущества прямого комбайнирования – возможность провести уборку за одну операцию, с минимальными затратами на её проведения.

Поэтому прямое комбайнирование получило наибольшее распространение при возделывании зерновых культур.

Анализ литературных источников [4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,11, 12, 13, 14,15] показал, что дальнейшим развитием этого способа, является обмолот растений на корню, который обеспечивает высокое качество сбора зерна и увеличение производительности уборочного агрегата на 30…50 %, со значительной экономией топлива и затрат труда.

В связи с выше изложенным предлагается использовать обмолот растений на корню при уборке зернового сорго. Для реализации данного проекта необходимо определить возможные конструкции очесывающих устройств, которые можно использовать на данной операции.

Цель. Анализируя работу разных конструкций очесывающих устройств, выявить недостатки и преимущества их работы, выбрать оптимальные варианты машин для уборки зернового сорго с обмолотом его на корню.

Все представленные на сегодняшний день очесывающие устройства в целом охватывают уборку всех зерновых, крупяных, некоторые виды технических, эфиромасличных и лекарственных культур, а также семенники многолетних трав.

Обзор существующих конструкций. Основное отличие данных машин заключается в устройстве рабочего органа. Согласно схеме 1 они бывают следующих типов: барабанные, стрипперные, транспортерные, комбинированные, дисковые, вальцевые, параллелограмные и ленточные [4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,11, 12, 13, 14,15].

Классификация очесывающих устройств

Схема 1. Классификация очесывающих устройств

Анализ этих устройств позволил выбрать те из них, которые по своим параметрам наиболее полно соответствуют физико-механическим и геометрическим характеристикам данной культуры (схема 2).

Классификация устройств для обмолота сорго на корню

Схема 2. Классификация устройств для обмолота сорго на корню

Полученная схема отражает классификацию машин, которые могут быть использованы при уборке сорго с обмолотом на корню. Обзор существующих конструкций машин осуществлялся с учетом разработанной схемы 2.

Одно из таких приспособлений [5] включает устройство вальцевого типа (рис.1), которое представляет собой пару параллельных цилиндров, на поверхности которых по всей длине равномерно по окружности располагается одинаковое количество пластин.

При работе вальцы вращаются синхронно, и рабочие поверхности их пластин с двух сторон одновременно обмолачивают метелку. Пары вальцов, рассчитанные на обмолот одного рядка, устанавливаются друг от друга на расстоянии, равном ширине междурядий. Обмолот вальцами происходит, в отличие от барабанного устройства, не в продольной плоскости, а в поперечной, и растения в процессе обмолота отклоняются от вертикали на угол трения стеблей о поверхность очесывающих пластин (рис. 1б). Для того чтобы очес происходил качественно, необходимо ось вальцов также наклонить на угол трения. Его достоинства перед барабанными очесывающими устройствами заключается в том, что вальцы качественно обмолачивают растения с большим разбросом метелок по высоте.

технологическая схема сорго уборочной установки с вальцевым очесывающим устройством

Рис. 1. а) технологическая схема сорго уборочной установки с вальцевым очесывающим устройством: 1 – делитель; 2 – подающий транспортер; 3- приемная камера; 4 – вальцы; 5 – днище очесывающей камеры; 6 – ленточный транспортер; 7 – шнек; 8 – наклонная камера; 9 – транспортер; 10 – ограничитель;

б) обмолот вальцами стеблей сорго.

К устройствам дискового [4] типа относится аппарат (рис. 2а), который состоит из барабана с дисковыми рабочими органами 1, приемной камеры 2, делителя 3, подающего транспортера 4 и наклонного транспортера 5. Растения,

технологическая схема соргоуборочной установки с барабанным очесывающим устройством дискового типа

Рис. 2. а) технологическая схема соргоуборочной установки с барабанным очесывающим устройством дискового типа: 1 – очесывающий барабан; 2- приемная камера; 3 – делитель; 4 – подающий транспортер; 5 – наклонная камера;

б) схема дискового рабочего органа барабанного типа для обмолота зернового сорго.

формируясь делителями 3 в рядок, подаются цепочно-ленточным транспортером 4 в приемную камеру 2, где происходит их обмолот пластинами 1, продукты которого, отражаясь от передней стенки, собираются за барабаном и транспортируются наклонной камерой в сборник или молотилку комбайна для дальнейшей их доработки.

Результаты исследований, проводимые на Украине, очесывающих устройств вальцевого (рис. 1.) и дискового типов (рис. 2.) показали, что общие потери зерна у обоих обмолачивающих устройств высокие - 9,4… 14,2%. При этом потери зерна осыпью у вальцевого аппарата в 4…5 раз меньше, чем у барабанного с обмолачивающими дисками. Большую часть потерь осыпью у барабанного устройства составляли потери выбросом вперед под нижнюю кромку передней отражающей стенки. По составу очесанного вороха оба устройства практически не имели дробления зерна, а свободное зерно в ворохе составляло 89… 93%.

Также обмолот сорго на корню исследовали экспериментальной установкой СУМ-1 (рис.3). Которая состояла из очесывающего барабана 1, гибкого соединения 3, установленного между приемной камерой 2 и воздухопроводами 4, всасывающего вентилятора 5 и отделителя 6. Из серийных узлов комбайна были использованы: карданная 7 и главная коническая передачи, мысы 8, направляющие стебли в русло, образованное двумя контурами подъемных цепей 9 и двумя контурами подающих цепей 10, режущего аппарата 11, початкоотрывочных вальцов 12, измельчителя стеблей 13 с направляющими трубами 14.

Технологическая схема экспериментальной установки СУМ-1

Рис. 3. Технологическая схема экспериментальной установки СУМ-1.

Технологический процесс установки протекал следующим образом. При движении машины вдоль рядков, метелки сорго, попадая между пальцами барабана 1, очесывались, а образовавшийся ворох направлялся вверх. Свободное зерно, части оборванных метелок и листостебельная масса подхватывается воздушным потоком, создаваемым в нижней части приемной камеры 2, и подается по воздуховодам 4 к отделителю 6. Здесь аэросмесь

разделяется: тяжелые механические примеси (зерно, метелки и др.) по инерции движутся в бункер отделителя и там оседают, а воздух через вентилятор 5 выходит из системы. Такая схема инерционного разделения аэросмеси использована в работе центробежного отделителя (циклон) и инерционного отделителя. Указанные отделители имеют один общий недостаток: большие габариты. Данная установка хорошо очесывала (потери неочесом – 0,15%), но допускала большие потери свободным зерном – 5,62%.

В настоящее время в сельскохозяйственном производстве используются: одно - и двухбарабанные очесывающие устройства. Однобарабанное, запатентировано в Англии, а двухбарабанное – запатентировано на Украине. Оба устройства адаптированы к серийным машинам и могут навешиваться на любой зерноуборочный комбайн.

Принцип действия двухбарабанного устройства следующий (рис. 4а), при

а)

б)

Рис. 4. а) Схема двухбарабанного очесывающего устройства (жатки-очесывателя); б) Схема однобарабанного (английского) устройства (рис. 4б).

его движении стебли растений отклоняются передним кожухом 4 и под действием всасывающего воздушного потока, создаваемого очесывающим барабаном 1 и битером-отражателем 2, подаются в зону обмолота, где их прочесывают снизу вверх вдоль стебля гребенки очесывающего барабана 1. Полученный в результате ворох под действием рабочих органов и воздушного потока транспортируется в шнек 3, который подает его в наклонную камеру комбайна.

Однобарабанное очесывающее устройство (рис. 4б) работает аналогичным образом, только без переднего битера-отражателя.

Заключение:

1. Сорго является одной из самых значимых зерновых культур.

2. Существующие способы уборки не решают проблемы качественного сбора его зерна.

3. Наиболее перспективным способом уборки сорго является обмолот растений на корню с использованием барабанных, вальцевых или дисковых устройств.

Выводы. Таким образом, решение вопроса качественной уборки сорго прямым комбайнированием с обмолотом на корню предполагает, проведение исследований в следующих направлениях:

1.  Использование при уборке зернового сорго устройства для обмолота его на корню.

2.  Применение рабочих органов, которые максимально учитывают физико-механические и геометрические характеристики культуры.

3.  Создание оптимальных технологических схем уборочных машин.

4.  Проектирование устройств для доработки очесанного вороха сорго.

5.  Разработку технологии по доработке очесанного стеблестоя на корню.

6.  Разработку поточной технологии уборки урожая с доработкой его на стационарном пункте.

Спиок использованной литературы

1.  Шепель Н. А. Сорго. Волгоград. 1994г. – 448 с.

2.  Жукова М. П. Выбор и обоснование элементов возделывания сорго/ Жукова М. П. – Кормопроизводство, 2002.

3.  Олексенко Ю. Ф. Прогрессывная технология возделывания сорго/ Олексенко Ю. Ф. – Киев, Урожай, 1986. – 78 с.

4.  Шабанов П. А. Механико-технологические основы обмолота зерновых культур на корню: Дис. д-ра наук. – Мелитополь, 1988г. – 308 с.

5.  Исследования обмолота зернового сорго методом очеса его на корню. Отчет о научно-исследовательской работе лаборатории рисоуборочных машин: МИМСХ. г. Мелитополь, 1976 г. – 45с.

6.  А. c. 1189380 СССР, А 01 D 41/08. Устройство для очеса сельскохозяйственных культур на корню/ Шаршунов В. А., Миренков А. А., Пархоменко В. В., Назаров И. С. (СССР) - № 3714947/30-15; заявл. 06.01.84; опубл. 07.11.85, Бюл. №41.

7.  А. c. 1440406 СССР, А 01 D 41/08. Устройство для очеса сельскохозяйственных культур на корню/ Шуляков А. Г., Маслов Г. А., Зайцев А. А., Ярмашев Ю. Н., Юров С. А. (СССР) - № 4198809/30-15; заявл. 25.08.88, Бюл. № 44

8.  А. c. 1519563 СССР, А 01 D 41/08. Устройство для сбора колосовой части зерновых культур на корню/ Джамбуршин А. Ш., Галлиулин Р. М., Бегимкулов М. К. (СССР) - № 4269666/30-15; заявл. 29.06.87; опубл. 07.11.89, Бюл. № 41.

9.  А. с. 1516044 СССР, А 01 D 41/08. Устройство для обмолота сельскохозяйственных культур на корню/ Шаршунов В. А., Лосев В. И., Чуксин П. И., Рехман Н. М., Раловец В. В. (СССР) - № 4368799/30-15; заявл. 25.01.88; опубл. 23.10.89, Бюл. № 89.

10.  А. с. 728764 СССР, А 01 D 41/08. Устройство для уборки зерновых на корню/ Гончаров Б. И., Шабанов П. А. (СССР) - № 2602306/30-15; заявл. 06.04.79; опубл. 25.04.84, Бюл.№ 15.

11.  А. с. 1192685 СССР, А 01 D 41/08.Устройство для обмолота мелкосемянных культур на корню/ Шаршунов В. И., Раловец В. В., Ковалев В. Г. и др. (СССР) - №3689922/30-15; заявл. 06.01.84; опубл. 23.11.85, Бюл. № 43.

12.  А. с. 1192689 СССР, А 01 D 41/08. Очесывающий рабочий орган/ Самохвалов А. И., Валуев Н. В., Раздорский Ю. А., Федькин С. И. (СССР). - № 3758879/30-15; заявл. 30.05.84; опубл. 23.11.85, Бюл. № 43.

13.  Пат. 2076565 Российская Федерация, A01D41/08, 1997. Устройство для очеса семенников мелкосемянных сельскохозяйственных культур на корню/ Назаров С. И., Кузьмицкий А. В.; заявитель и патентообладатель Белорусская сельскохозяйственная академия - № 4918197/13; заявл. 11.03.1991; опубл. 10.04.1997.

14.  Чуксин П. И. Совершенствование технологического процесса уборки колосовой части растений зерновых культур путем разработки и оптимизации очесывающих зубьев: автореф. дис. на соискание уч. степени канд. техн. наук: спец. 05.20.01 «Механизация сельскохозяйственного производства»/ П. И. Чуксин – Минск, 1986. – 16 с.

15.  А. с. 1186116 СССР, A01D41/08. Устройство для очеса сельскохозяйственных культур на корню/ В. И. Лосев, В. П. Чеботарев, Г. А. Тарасенко и др. (СССР). – Опубл. в Б. И., 1985, №39.

 

Шабанов Н. П., к. т. н., доцент кафедры сельскохозяйственная техника ЮФ НУБ и П Украины «КАТУ»

Овчаренко Ф. А., аспирант


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить