КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНЫЕ КОМБАЙНЫ

  Главная       Учебники - Сельское хозяйство     Механизация производства и хранения картофеля (К.Ф. Бишоп)

 поиск по сайту           правообладателям

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  ..

 

 

 

КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНЫЕ КОМБАЙНЫ

Непрерывное сокращение численности постоянных и сезонных рабочих на фермах стимулировало разработку и внедрение картофелеуборочных комбайнов. В Великобритании в 1976 г. комбайновым способом было убрано уже 55 % урожая. В самые последние годы возросло применение автоматических комбайнов, используемых на почвах, где предварительно производились уборка и дробление камней (см. главу 2).

Ясно, что перераспределение отводимых под картофель площадей — сокращение их на худших почвах и Увеличение на более пригодных для машинной уборки картофеля — также внесло свой вклад в эту тенденцию.

Комбайны при использовании в идеальных условиях, на легких почвах, освобожденных от камней и

комьев, могут работать с производительностью до 0,5 га/ч (для двухрядных машин) без необходимости выполнения каких бы то ни было ручных операций. В более сложных условиях такая необходимость возникает: при уборке камней, комьев и т. п., для обслуживания машин, а также на погрузочно-разгрузочных работах в хранилищах. При анализе процесса уборки картофеля в целом характеристики технических средств следует оценивать с учетом их места в системе уборки и условий, в которых они функционируют. Следует помнить, что не всякий комбайн может работать удовлетворительно на влажных тяжелых почвах.

Классификация комбайнов. Картофелеуборочные комбайны можно классифицировать по типам согласно рисунку 29.

 

 

 

 

 

 

Рис. 29. Классификация картофелеуборочных комбайнов.

 

 

 

Какой бы ни была принятая классификация, она должна отражать как задачи, общие для всех типов машин, так и те особенности, которые определяют их отличия, в частности по способу отделения клубней от предметов, подобных им по размерам и массе (то есть по способу сепарации). Комбайн за один проход производит выкапывание клубней, их сепарацию и загрузку в мешки, контейнеры либо прицепы. Большинство машин, работающих с ручной переборкой и автоматических, имеют подкапывающий лемех и прутковый элеватор. Лемех подкапывает и рыхлит гребень,

и затем клубни с почвой поступают на первый элеваторный транспортер, где почва отделяется путем просеивания. Следующая стадия — удаление ботвы, оставшейся на клубнях или уже отделившейся от них. Здесь используются устройства для сепарации, которые могут быть либо механизированными — в автоматических комбайнах, либо требующими участия оператора — в машинах с ручной переборкой, либо представлять собой комбинацию обеих систем.

Затем клубни поступают на выгрузной транспортер и в трейлер, бункер, мешки или контейнеры. Существенно, что все операции выполняются с минимальными повреждениями клубней.

Прежде чем обсуждать сравнительные достоинства различных уборочных систем, необходимо рассмотреть основные узлы комбайнов.

Конструкция лемехов. Наиболее широко используемый лемех представляет собой плоское лезвие, напоминающее по форме букву А, либо набор из двух или трех таких лезвий (секций) на каждый ряд (рис. 30).

 

 

 

Рис. 30. Основные типы лемехов:
1 — А-образное лезвие; 2 — круглое лезвие; 3 — многосекциоиное лезвие.

 

 

 

 Односекционный лемех желательно применять на тяжелых почвах, где клубни расположены глубоко и где следует избегать попадания слишком крупных комьев на первичный элеватор. Корытообразные лемехи этого типа, обеспечивающие широкий захват гребня без большого заглубления, удобны при уборке мелких сортов картофеля и на легких почвах, где на основной элеватор вместе с культурой попадает незначительное количество почвы. Составные (из двух или трех секций) лемехи обеспечивают лучшую сепарацию почвы, и в результате она не попадает на элеватор. Кроме того, при наличии сорняков, в особенности пырея ползучего (Agropyron repens), уменьшается вероятность забивания.

Угол наклона лемеха у большинства машин регулируется. Это позволяет при необходимости управлять процессом подкапывания, хотя обычно исходная заводская регулировка почти не требует вмешательства. По обе стороны лемехов устанавливают диски, или лифтеры, предотвращающие забивание лемеха растительностью. На легких почвах вращение дисков затрудняется, поэтому их часто выполняют зубчатыми.

В ряде комбайнов используются дисковые копачи, имеющие по сравнению с неподвижным лемехом некоторые преимущества, несмотря на то, что их производство обходится дороже. Вращающиеся в противоположные стороны дисковые копачи подают на элеватор содержимое одного либо двух рядков картофеля. Тяговое сопротивление при этом почти на 30 % ниже, чем при использовании пассивных лемехов. Вероятность повреждения клубней здесь также сокращается, и поэтому дисковые копачи создают предпосылки для проведения высокоскоростной и одновременно качественной уборки.

Уменьшить тяговое сопротивление можно и путем вибрации лемеха в почве. В этом направлении в Америке ведется ряд экспериментальных работ.

В некоторых машинах, например в комбайне Фоуна, используются комбинации обычного лемеха и вращающихся от привода вертикальных колес с резиновыми бичами. Благодаря наклону к гребню колеса подают почву с клубнями, поднятую лемехом, на вращающийся диск, и затем — под прямым углом — на выносной транспортер. Практика показывает, что эта система дает рекордно малый процент поврежденных клубней.

Чтобы избежать повреждения клубней и попадания на элеватор излишней почвы и комьев, предусматривается регулировка заглубления лемехов. У большинства комбайнов лемехи и передняя часть элеватора крепятся на шарнирной раме, которая, поднимаясь и опускаясь, регулирует заглубление. Установка рамы в нужном положении может осуществляться с помощью разных средств, однако чаще всего для этой цели используют вогнутые копирующие катки, отслеживающие высоту каждого гребня. В большинстве систем регулировки заглубления лемеха предусматриваются меры по уменьшению давления копирующих катков на гребень (масса их не должна деформировать гребень, потому что в этом случае на легких почвах снижается точность копирования). Установка исходной глубины производится с помощью устройств, работающих по принципу винтовых домкратов.

Фирма «Хистайр Харвестерз» использует серво-гидравлическую систему контроля заглубления. Подкапывающий лемех связан с небольшим пневматическим колесом, катящимся по вершине гребня и соединенным сервоприводом с гидроплунжером. Последний автоматически поднимает и опускает каждый лемех в соответствии с положением колеса на вершине гребня. Исходная глубина устанавливается винтом на золотнике распределителя.

В меньших, более дешевых комбайнах используются копирующие катки с плоским ободом, бегущие по краю гребня. Рабочая глубина устанавливается простым винтовым домкратом.

Первичная сепарация. В большинстве машин эта операция производится с помощью элеватора, состоящего из прутков (часто с резиновым или полихлорви-ниловым покрытием), установленных с зазором от 24 мм для ранних до 40 мм для поздних сортов картофеля, выращиваемых на тяжелых влажных почвах. Стандартный зазор для большинства возможных ситуаций при уборке основных сортов составляет 35 мм. В отдельных случаях для уменьшения величины зазора используют покрытие стержней резиной. Это может оказаться необходимым при работе на легких почвах в сухую погоду, когда грунт почти мгновенно просыпается в зазоры между прутками и перестает служить «подушкой» для клубней.

В комбайнах обычно применяются два основных типа элеваторов — цепной и на прорезиненных ремнях (типа «Континенталь»), Цепной транспортер состоит из отдельных прутков, закрепляемых на обоих концах в звеньях стальной цепи, которые, соединяясь между собой, образуют гибкое на всем протяжении полотно. При изнашивании звеньев зазоры между прутками Увеличиваются, что приводит к росту потерь клубней. Звенья бывают двух типов: с прогибом вверх и вниз. Когда они устанавливаются поочередно, в полотне транспортера образуются карманы, препятствующие скатыванию клубней даже при больших углах наклона полотна. Формы покрытия резиной прутков в цепных транспортерах могут быть различными (рис. 31). Покрытие уменьшает величину зазора между прутками и способствует сокращению числа поврежденных клубней.

 

 

 

Рис. 31. Типы покрытий стержней, формирующих полотно элеватора:
1 — прилитое резиновое; 2 —разрезное полихлорвиннловое; 3 —с воздушной подушкой; 4 —двойное резиновое.

 

 

 

Элеватор типа «Континенталь», так же как и цепной, состоит из прутков, которые, однако, крепятся не к звеньям цепи, а заклепками через заданный интервал — к полосам несущего ремня. В этой конструкции также применяются различные покрытия прутков.

Длину основного элеватора-сепаратора и угол его наклона определяют как продолжительность пребывания клубней на полотне, так и конструктивное пространство, требуемое для сепарации. Крутой наклон может после отсеивания почвы приводить к скатыванию клубней. В некоторых комбайнах предусмотрена регулировка угла наклона элеватора, обеспечивающая более крутой наклон при работе на тяжелых почвах и менее крутой — на сухих, легко просеиваемых.

Скорость движения элеватора влияет на количественные показатели сепарации и на вероятность повреждения клубней. Во многих комбайнах скорость элеватора непосредственно зависит от частоты вращения двигателя или от сменной звездочки в передаче от вала двигателя. Часто оказывается невозможным подобрать такую рабочую скорость трактора, при которой оптимальный режим работы сеператора при минимуме повреждений клубней обеспечивался бы с помощью одной пары звездочек в передаче от ВОМ трактора на элеватор. Во многих комбайнах предусматривается двухскоростная коробка передач для

привода от BOM трактора: для нормальной и замедленной работы элеватора. В других моделях для той же цели требуется замена звездочки. Для оптимизации работы элеватора в различных почвенных условиях требуется бесступенчатое регулирование его скорости. Поэтому в ряде современных комбайнов применяются гидроприводы либо передачи с клиновидными ремнями и шкивами переменного диаметра, обеспечивающие плавное регулирование скорости. Одной из проблем при удлинении основного элеватора является обеспечение постоянной скорости и одинаковых зазоров по всей протяженности его полотна. Для ее решения должен быть найден такой компромисс между величиной зазора и скоростью, чтобы одновременно достигались и эффективная сепарация почвы и достаточная защита клубней от повреждений. Эту проблему можно решить путем разделения элеватора на две секции. Первая из них имеет высокую скорость и большие зазоры. При этом эффективной сепарации почвы не сопутствуют ни повреждения клубней, ни потери клубней меньшего размера, потому что на этой стадии еще сказывается эффект почвенной «подушки». Вторая секция движется с меньшей скоростью, обеспечивающей требуемую осторожность обращения с культурой, а уменьшенные зазоры препятствуют потере мелких клубней.

Во всех комбайнах для усиления эффекта сепарации почвы предусматриваются средства для встряхивания основного элеватора. В ряде машин интенсивность встряхивания может изменяться путем простого перемещения рычага храпового механизма. Стандартный встряхивающий механизм состоит из эксцентриковых звездочек, вводимых в контакт с прутками элеватора. Перемещая звездочку, можно изменять зацепление ее зубцов за прутки, тем самым увеличивая, уменьшая или вовсе исключая эффект встряхивания. В некоторых машинах при отсутствии встряхивания используют гладкие ролики. В более дешевых моделях комбайнов для обеспечения встряхивания требуемой интенсивности применяют комплекты взаимозаменяемых звездочек разных размеров, а при работе без встряхивания — гладкие ролики. Встряхивание следует производить только при необходимости, в частности при уборке на сухих комковатых почвах. Задача этой операции — только просеивание почвы, а не измельчение комьев.

Во многих машинах, в особенности с переборочными столами, используются ботвоудалители. Они бывают разных типов, однако чаще всего — это резиновые пальцы или стержни, размещаемые над верхним концом основного элеватора на поперечинах. Чтобы исключить забивание элеватора, предусматривается шарнирное закрепление пальцев на поперечинах.

Ботвоудалители применяют, когда клубни прочно держатся на ботве, и, в особенности, когда картофель убирается зеленым, а ботва не обработана десикантом.

В одной из моделей эта задача решается путем использования конвейерной системы со специальными зубьями, проходящими над основным элеватором и прочесывающими пласт, не приводя к его забиванию. В другой модели используются зубчатые ботвоудалители, совершающие в слое вертикальные возвратно-поступательные колебания.

Подъемники. В комбайнах с переборочными столами и в некоторых автоматических моделях существует необходимость подъема вороха на второй ярус машины, где производится ручная или механическая сепарация. Эта операция может быть выполнена несколькими механизмами:

— барабанным грохотом;

— сдвоенным элеватором;

— скребковым элеватором.

Наиболее широко распространен метод, основанный на использовании барабанного грохота. Открытый барабанный грохот не имеет ни центрального вала, ни радиальных опор и вращается на роликах вокруг воображаемого центра. Клубни поступают в нижнюю половину барабана, затем с помощью внутренних обрезиненных лопастей переносятся на периферию клетки и выгружаются в верхней части машины на сортировальный стол либо сепарирующий механизм. Подъемный барабанный грохот состоит из открытой рамы, обвитой стальными тросами с резиновым или пластиковым покрытием, расположенными с небольшими интервалами по периферии клетки. Такая конструкция обеспечивает просеивание почвы между тросами, не повреждая при этом клубней. При работе на тяжелых влажных почвах имеет место тенденция к залипанию барабана просеиваемой почвой.
 

 

 

Рис. 32. Подъем клубней на картофелеуборочной машине: сдвоенный элеватор.

 

 


Сдвоенный элеватор (рис. 32), используемый в машинах фирмы «Хистейр», включает в себя два транспортера типа «Континенталь», расположенные один над другим. Нижний транспортер приводится в движение с помощью шкивов, установленных для обеспечения требуемого угла наклона на разной высоте. Верхний транспортер вращается вокруг единственной звездочки, расположенной в верхней его части. Клубни проходят между полотнами двух транспортеров, причем верхний транспортер предотвращает их скатывание. При работе комбайна на склонах, когда угол наклона элеватора может увеличиваться, верхний транспортер оснащается скребками и (или) грузами.

Существует несколько типов скребковых элеваторов, применяемых в картофелеуборочных комбайнах. Наиболее распространенный из них строится на базе широкого элеваторного транспортера типа «Континенталь» с резиновыми скребками. Чаще всего такие устройства можно встретить на двухрядных комбайнах с ручной переборкой. В нижней части полотно транспортера имеет небольшой угол наклона, чтобы облегчить захват клубней скребками. В верхней же части для обеспечения выгрузки клубней на сортировочный стол предусматривается еще один наклон транспортера «вперед».

Другой часто применяемый тип подъемника, по принципу действия подобный барабанному грохоту, имеет скребки на внутренней стороне полотна транспортера, движущегося между концом первичного транспортера и сортировочным столом. Клубни при подъеме захватываются только одной стороной полотна, другая же

служит для возвращения пустых скребков на нижний уровень.

При небольшом наклоне подъемника можно использовать обычный транспортер со скребками. Конструкция транспортеров и элеваторов играет важную роль в деле предотвращения повреждения клубней. В этой фазе уборочного цикла уже остается слишком мало почвы для формирования «подушки», поэтому для пластин полотна элеватора следует предусматривать мягкое резиновое покрытие, подобно тому, как это уже было показано при описании элеватора картофелекопателя. Различные способы уменьшения вероятности повреждения клубней при передаче их с одного элеватора или транспортера на другой будут рассмотрены ниже.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  ..