Издательство «Агрорус»
Ромашко С.С. – рук. отдела;
Земсков А.М. – ведущий инженер;
Васильева Н.А. – агроном.
ФГБУ «Северо-Западная машиноиспытательная станция» проведены испытания машин для уборки камней производства фирмы «Schulte» (Канада): машины поворотной камнеуборочной с валкоукладчиком SRW 1400 (в дальнейшем – валкователь) и машины камнеуборочной «JUMBO» RS 320. Машины призваны работать совместно: валкователь производит сбор в валки мелкие и средние камни на поверхности почвы, камнеуборочная машина убирает камни диаметром от 51 до 711 мм с поверхности почвы из валков в бун-кер, транспортирует их и выгружает в местах складирования или на краю поля. Камне-уборочные машины контактируют с технологическим материалом, имеющим высокие прочностные свойства, поэтому они изготовлены из высокопрочных материалов и в кон-струкцию заложен высокий запас прочности, что подтвердилось результатами испытаний — при наработке в объёме более 100 часов основного времени отказов по машинам не отмечалось.
Валкователь SRW 1400 (рис.1; 2) состоит из основной рамы, к которой шарнирно, с помощью соединительного пальца, крепится прицепное устройство, устанавливаются поворотные стойки с ходовыми колѐсами и подъѐмное колесо с гидроцилиндром, исполь-зуемое для транспортных переездов. Поворотная рама с ротором так же соединена по-средством соединительных пальцев с основной рамой и может с помощью гидроцилиндра фиксатором на штоке устанавливать ротор в необходимое положение по высоте относительно поверхности почвы. Горизонтальность относительно поверхности почвы регули-руется перестановкой стремянок с подушками на стойках ходовых (они же опорные при рабочем положении машины) колѐс. В транспортном или рабочем положениях поворот-ное прицепное устройство фиксируется с помощью съѐмного клинового фиксатора в зам-ках на основной раме. Технологический процесс валкователем (рис. 5) выполняется по схеме «всвал», при этом ширина загонки выбирается в зависимости от степени засорѐнно-сти поля камнями и валок может формироваться как при движении «челночным» спосо-бом в прямом и обратном направлениях, так и при движении «в круговую», перемещая камни от периферии к центру, но в этом случае возникает трудность в кратной числу про-ходов отбивке загонки.
Камнеуборочная машина RS 320 (рис. 3; 4) состоит из основной рамы, к которой шарнирно, с помощью соединительного пальца, крепится прицепное устройство, ходовых колёс, бункера, уборочной части конвейерного типа, гидросистемы с гидромотором для привода верхнего вала конвейера и синхронного подъёма (опускания) посредством гидро-цилиндров двухстороннего действия бункера и уборочной части машины. Выполнение технологического процесса камнеуборочной машиной (рис. 6) заключается в поочерёдной уборке камней из валков, сформированных валкователем SRW 1400, транспортировке за пределы поля и выгрузке камней из бункера.
Камнеуборочные машины работали в агрегате с трактором Беларус 82.1, обеспечи-вающим по энергетическим параметрам работоспособность машин, на четырёх фонах: фон 1 — поле после комбайновой уборки картофеля в предыдущий год; фон 2 — поле, подготовленное под посев зерновых после зяблевой вспашки многолетних трав; фон 3 — поле после уборки зерновых культур в предыдущий год; фон 4 — поле после зяблевой вспашки многолетних трав и весенней обработки дисками. Основными являются фоны, где после обработки почвы производится посев. Хотя «борьбу» с камнями можно вести при любом подвернувшемся случае, на любом фоне и при любых возможных условиях. Влажность почвы при работе валкователя SRW 1400 составляла 10,8-21,9 %, твёрдость 0,2-1,0 МПа.
При работе валкователя на поле после комбайновой уборки картофеля на сборе в валки камней со средним диаметром 72 мм при засорённости почвы камнями в количестве 20,8 тыс.шт/га (18,1 т/га) производительность за 1 час составила: основного времени — 1,48 га (26,86 т); сменного и эксплуатационного времени (в связи с отсутствием технических отказов) — 1,18 га (21,30 т). Удельный расход топлива получен равным 4,35 кг/га.
При выполнении технологического процесса на поле после комбайновой уборки картофеля с влажностью почвы 21,9 % в слое 0 – 10 см, производится уборка камней со скоростью движения агрегата 4,01 км/ч, с рабочей шириной захвата 3,7 м (при конструкционной ширине захвата — 4,0 м) и средней глубиной хода зубьев валкователя 6,9 см. Полнота сбора камней составила 91,2%. Не собираются в валок камни, которые частично залегают в почве и, как правило, находятся в углублениях микрорельефа. При этом встречающийся с камнем зуб валкователя, соприкасаясь с поверхностью камня в месте, расположенном выше геометрического центра, не смещает его в сторону формируемого валка, а вминает в почву или сдвигает вперёд вместе с почвой. Валкователь SRW 1400 формирует валок при движении в прямом и обратном направлениях со средней высотой 13,3 см, средней шириной 53,0 см. В сформированном валке содержится: камней — 62,4%, почвы — 37,3%, растительных остатков — 0,3%.
Рисунок 5 — машина поворотная камнеуборочная с валкоукладчиком SRW 1400 в работе в агрегате с трактором Беларус 82.1.
Производительность валкователя SRW 1400 за 1 час при работе на поле, подготов-ленном под посев, на сборе в валки камней со средним диаметром 63 мм при засорѐнно-сти почвы камнями в количестве 2,3 тыс.шт./га (1,7 т/га) составила: основного времени — 2,36 га (4,03 т); сменного и эксплуатационного времени — 1,61 га (2,74 т). Удельный рас-ход топлива получен равным 2,13 кг/га.
При выполнении технологического процесса на поле подготовленном под посев после зяблевой вспашки с влажностью почвы 19,8 % в слое 0 – 10 см, производится убор-ка камней со скоростью движения агрегата 6,05 км/ч, с рабочей шириной захвата 3,9 м и средней глубиной хода зубьев валкователя 11,3 см. Полнота сбора камней составила 80,5%. Валкователь SRW 1400 формирует валки со средней высотой 18,9 см, средней ши-риной 47,9 см. В сформированном валке содержится: камней — 19,7%, почвы — 42,5%, растительных остатков — 37,8%.
Производительность валкователя SRW 1400 за 1 час при работе на поле после уборки зерновых культур на сборе в валки камней со средним диаметром 60 мм при за-сорѐнности почвы камнями в количестве 5,3 тыс.шт./га (2,5 т/га) составила: основного времени — 2,42 га (6,04 т); сменного и эксплуатационного времени — 1,59 га (3,98 т). Удельный расход топлива получен равным 2,53 кг/га.
При выполнении технологического процесса на поле после уборки зерновых куль-тур с влажностью почвы 15,4 % в слое 0 — 10 см, производится уборка камней со скоро-стью движения агрегата 6,2 км/ч, с рабочей шириной захвата 3,9 м. Полнота сбора камней составила 71,7%. Валкователь SRW 1400 формирует валок со средней высотой 11,3 см, средней шириной 42,2 см. В сформированном валке содержится: камней — 50,3%, почва отсутствует, растительных остатков — 49,7%, то есть производится сгребание в валок большого количества пожнивных остатков (соломы).
Производительность валкователя SRW 1400 за 1 час при работе на поле после зяб-левой вспашки многолетних трав и весенней обработки дисками на сборе в валки камней со средним диаметром 63 мм при засорѐнности почвы камнями в количестве 10,0 тыс.шт./га (14,5 т/га) составила: основного времени — 2,15 га (31,2 т); сменного и эксплуа-тационного времени -1,43 га (20,79 т). Удельный расход топлива получен равным 2,58 кг/га.
При выполнении технологического процесса на поле после зяблевой вспашки мно-голетних трав и весенней обработке дисками с влажностью почвы 10,8 % в слое 0 — 10 см, производится уборка камней со скоростью движения агрегата 5,9 км/ч, с рабочей шириной захвата 3,7 м и средней глубиной хода зубьев валкователя 9,0 см. Полнота сбора камней составила 87,5%. Валкователь SRW 1400 формирует валок при движении в прямом и об-ратном направлениях со средней высотой 12,9 см, средней шириной 42,3 см. В сформиро-ванном валке содержится: камней — 25,6%, почвы – 47,3%, растительных остатков – 27,1%.
Поворотная камнеуборочная машина с валкоукладчиком SRW 1400 производит сбор камней на поверхности почвы в валок, но при этом полнота сбора составляет 71,7-91,2%. Наибольшее количество камней не собирается при работе на поле после уборки зерновых культур — 28,3%, лучшие результаты по данному показателю получены на поле после комбайновой уборки картофеля. В валок перемещается большое количество почвы при работе валкователя — 37,3 — 47,3%, что обусловлено конструкцией зубьев на роторе валкователя: боковая проекция зуба имеет вид трапеции, большим основанием зуб прива-рен к трубе ротора, образуя своеобразную лопатку, которая и перемещает почву в валок вместе с камнями и растительными остатками.
При работе камнеуборочной машины «JUMBO» RS 320 влажность почвы в слое 0-10 см составляла 10,8-21,9%. Уборка камней производилась из валков, сформированных валкователем SRW 1400.
При работе камнеуборочной машины «JUMBO» RS 320 на уборке камней из вал-ков, сформированных на поле после комбайновой уборки картофеля, производительность за 1 час составила: основного времени — 62,9 т; сменного и эксплуатационного времени (в связи с отсутствием технических отказов) — 23,59 т. Удельный расход топлива составил 0,10 кг/т.
Одним из факторов, повлиявших на снижение производительности за час сменного времени до 23,59 т/ч является потеря времени на разравнивание технологического мате-риала в бункере. Необходимость разравнивания технологического материала в бункере периодически возникает из-за скопления подаваемых уборочной частью машины камней и других примесей в передней части бункера, вблизи схода вороха с решѐтки уборочной части машины. При этом скопившийся ворох препятствует прохождению подаваемого во-роха вглубь бункера и камни скатываются вниз по уборочной части. Процесс разравнива-ния вороха в бункере заключается в остановке, частичном подъѐме бункера и вибрацион-ными действиями гидросистемы, производимыми механизатором, смещении вороха из передней части бункера в центр и в заднюю часть. Кроме того, на уборочной части маши-ны отсутствуют эффективные устройства, позволяющие копировать рельеф поверхности при «плавающем» положении рычага управления уборочной частью гидросистемой трак-тора. При «плавающем» режиме работы гидросистемы происходит «зарывание» убороч-ной части машины в почву, что приводит к скоплению большого количества вороха на наклонной плоскости, возникает необходимость в остановке агрегата и прокручивании элеватора до момента полной очистки от технологического материала на уборочной час-ти. При выполнении технологического процесса механизатор вынужден постоянно кон-тролировать работу уборочной части и, при необходимости, надо отметить — часто возни-кающей, производить корректировку высоты установки уборочной части машины.
При выполнении технологического процесса на поле после комбайновой уборки картофеля с влажностью почвы в слое 0-10 см 21,9 %, производится уборка камней из валков шириной 53 см, высотой 13,3 см. При этом полнота сбора камней составляет 96,4%. Неубранными остаются камни, находящиеся в неровностях микрорельефа. Содержание почвы и растительных остатков, вынесенных с убранной массой камней, составляет 19,4% (почва — 19,0%). Большой вынос почвы с камнями обусловлен конструкционными особенностями машины: решётка уборочной части машины выполнена из брусьев Т-образного профиля с шириной верхней полки 65 мм, расстояние между брусьями на на-клонной поверхности составляет 31-34 мм. Поэтому отделение почвы из вороха на решётке происходит не достаточно эффективно, решётка практически играет роль наклонной плоскости.
Производительность камнеуборочной машины «JUMBO» RS 320 при уборке кам-ней из валков, сформированных на поле подготовленном под посев зерновых после зябле-вой вспашки, за 1 час составила: основного времени – 2,92 т; сменного и эксплуатацион-ного времени — 1,04 т. Удельный расход топлива составил 1,88 кг/т. Коэффициент надеж-ности технологического процесса составил 0,87. Снижение коэффициента обусловлено затратами времени на удаление заклинивших камней между зубьями гребѐнок конвейера на уборочной части машины с помощью подручных средств (молотком, ломиком) и холо-стое прокручивание конвейера при скоплении большого количества технологического ма-териала на уборочной части машины.
При выполнении технологического процесса на поле, подготовленном под посев зерновых после зяблевой вспашки, с влажностью почвы в слое 0-10 см 19,8 %, произво-дится уборка камней из валков шириной 47,9 см, высотой 18,9 см. Полнота сбора камней составляет 89,8%. Неубранными остаются камни, которые при перемещении попадают во впадины между бороздами зяблевой вспашки. Содержание почвы и растительных остат-ков, вынесенной с убранной массой камней, составляет 79,4% (почвы — 43,9%).
Производительность камнеуборочной машины при уборке камней из валков, сфор-мированных на поле после уборки зерновых культур, за 1 час составила: основного вре-мени — 4,46 т; сменного и эксплуатационного времени — 1,18 т. Удельный расход топлива составил 1,88 кг/т. Коэффициент надежности технологического процесса составил 1,0. На данном фоне из-за наличия большого количества пожнивных остатков не происходит за-клинивания камней между зубьями гребѐнок конвейера. Снижение производительности за час сменного времени обусловлено затратами времени на переезды к месту выгрузки и обратно из-за быстрого заполнения бункера большим количеством пожнивных остатков (в валке их находилось 49,7%), имеющих большой объѐм и маленькую массу, разравнивание технологического материала в бункере.
При выполнении технологического процесса на поле после уборки зерновых культур влажностью почвы в слое 0-10 см 15,4 % производится уборка камней из валков шири-ной 42,2 см, высотой 11,3 см. Полнота сбора камней составляет 100%, Содержание расти-тельных остатков, вынесенных с убранной массой камней, составляет 79,9%. Большой вынос растительных (пожнивных) остатков обусловлен отсутствием возможности у машины производить отделение пожнивных остатков от камней.
Производительность камнеуборочной машины «JUMBO» RS 320 при уборке камней из валков, сформированных на поле после зяблевой вспашки многолетних трав и весенней обработки дисками, за 1 час составила: основного времени – 22,0 т; сменного и эксплуатационного времени — 7,99 т. Удельный расход топлива составил 0,29 кг/т.
Коэффициент надежности технологического процесса составил 0,96. Снижение коэффициента обусловлено затратами времени на удаление заклинивших камней между зубьями гребёнок конвейера на уборочной части машины с помощью подручных средств (молотком, ломиком).
На снижение производительности за час сменного времени до 7,99 т/ч повлияли за-траты времени на переезды к месту выгрузки и обратно, выгрузку, на устранение технологических неисправностей, разравнивание технологического материала в бункере, прокручивание конвейера.
При выполнении технологического процесса на поле после зяблевой вспашки и весенней обработки дисками с влажностью почвы в слое 0-10 см 10,8%, производится убор-ка камней из валков шириной 42,3 см, высотой 12,9 см. Полнота сбора камней составляет 79,2%. Неубранными остаются камни, которые при перемещении попадают во впадины между бороздами зяблевой вспашки. Содержание почвы и растительных остатков, вынесенной с убранной массой камней, составляет 41,6% (почвы — 16,7%).
Машина камнеуборочная «JUMBO» RS 320 выполняет уборку камней из валков, при этом: на полях, подготовленных под посев, полнота сбора камней составила 79,2 — 89,8%, вынос почвы — 16,7 — 43,9%; на полях после уборки сельскохозяйственных культур полнота сбора камней составила 96,4 — 100%, вынос почвы — 19,0 – 57,9%.
При сборе камней на поверхности поля в валок валкователем SRW 1400 прямые эксплуатационные затраты составили 351,91 руб./га, в том числе на текущую эксплуатацию, включающую в себя затраты средств на оплату труда, на топливно-смазочные мате-риалы, ремонт и ТО составляют 237,92 руб./га. Затраты средств на амортизационные отчисления составляют 113,99 руб./га. При уборке камней из валков камнеуборочной машиной JUMBO» RS 320 прямые эксплуатационные затраты составили 59,64 руб./т, в том числе на текущую эксплуатацию — 26,46 руб./т.
Эффективность от применения данных машин в технологии уборки камней может быть достигнута при применении на сборе камней в валки машины, производящей сбор камней без значительного перемещения в валок почвы вместе с камнями и на уборке камней из валков машины, обеспечивающей достаточную сепарацию почвы.