Общее устройство и технологический процесс зерноуборочного комбайна

Размещено на http://www.allbest.ru/

16

Размещено на http://www.allbest.ru/

Общее устройство и технологический процесс зерноуборочного комбайна

1. Количественные и качественные показатели комбайна

Зерноуборочные комбайны предназначены для уборки зерновых колосовых культур. При оборудовании комбайнов специальными приспособлениями ими убирают кукурузу на зерно, просо, гречиху, рапс, подсолнечник, сою, семенные посевы трав, сахарной свеклы, овощных и лекарственных культур. Уборка этих культур сопровождается выполнением комбайнами следующих технологических процессов: скашивание или подбор стеблей из валков и транспортирование их в уборочной машине; вымолот зерна из колосьев и сепарация его из соломы; очистка зерна от примесей и транспортировка его в бункер; сбор соломы в цельном, измельченном, прессованном виде или разбрасывание ее на поле.

Комбайны бывают прицепные и самоходные. Наиболее распространены самоходные комбайны. По типу молотильно-сепарирующих рабочих органов комбайны делят на две группы: с классической и аксиально-роторной молотилкой. К первой группе относятся самоходные комбайны СК-5М «Нива», «Енисей-1200», «Кедр-1200», «Дон-161», «Дон-1500Б», ко второй -- самоходные комбайны СК-10В «Ротор», «Дон-2600» и прицепной комбайн ПН-100 «Простор».

Рассмотрим устройство и рабочий процесс комбайнов первой группы на примере комбайна «Дон-1500Б».

Размещено на http://www.allbest.ru/

16

Размещено на http://www.allbest.ru/

Комбайн «Дон-1500Б» (рис. VIII.3) состоит из жатвенной части

А, включающей в себя жатку, проставку Б и наклонную камеру В, молотилки Г, бункера 10, копнителя 18, двигателя 8, трансмиссии, ходовой системы, гидросистемы, кабины 6, органов управления, электрооборудования и электронной системы контроля технологического процесса и состояния агрегатов. На комбайне «Дон-1500» вместо копнителя можно установить универсальное приспособление для измельчения и сбора соломы и половы в прицепные тележки или разбрасывания их по полю.

В фронтально (спереди) присоединена к раме молотилки У. Жатка соединена с проставкой Б шарнирно и может совершать колебательные движения как в продольной, так и в поперечной вертикальной плоскости. Такое соединение жатки с проставкой обеспечивает ей возможность при опоре на поверхность поля башмаками 38 копировать рельеф поля и поддерживать установленную высоту среза растений режущим аппаратом 39.

На жатке смонтированы делители 41, мотовило 1, режущий аппарат 39, шнек 3, копирующие башмаки 38, в проставке Б -- битер 37, а в наклонной камере В -- транспортер 4. Для подбора валков на жатке устанавливают подборщик, мотовило снимают, а режущий аппарат 39 отключают.

В зонах, где преобладает раздельный способ уборки, вместо жатки на комбайн навешивают платформу-подборщик.

Молотилка состоит из следующих основных частей и механизмов: молотильно-сепарирующего устройства (МСУ), включающего в себя барабан 5, подбарабанье 33 и отбойный битер 7, соломотряса 16, транспортной доски 32, очистки, зернового 30 и колосового 28 шнеков, зернового 13 и колосового 75 элеваторов, домолачивающего устройства 9, снабженного распределительным шнеком. Очистка, расположенная под соломотрясом, состоит из верхнего 26, нижнего 27, жалюзийных решет, удлинителя 25 и вентилятора 31. На крышке молотилки установлен бункер 10, снабженный загрузочным 12 и выгрузным 11 шнеками.

Комбайны снабжены пневматическими колесами: передними ведущими 35 и задними управляемыми 24. Все механизмы и ведущие колеса приводятся в действие от двигателя 8. Работой комбайна управляет машинист при помощи гидравлической системы и соответствующих механизмов, расположенных в кабине.

Рабочий процесс комбайна протекает следующим образом.

Пальцы подборщика, смонтированного на жатке, подают стебли из валков на платформу или мотовило 1 и укладывают на нее стебли, срезанные режущим аппаратом 39. Шнек 3 сужает поток стеблей (хлебная масса) и направляет их к битеру 37, а от него -- к плавающему транспортеру 4. Нижняя ветвь транспортера перемещает стебли в молотильный аппарат. Вращающийся барабан 5 наносит удары по потоку хлебной массы, перемещает ее по подбарабанью 33 и обмолачивает.

Обмолоченная хлебная масса (грубый ворох) состоит из соломы, зерна, половы и примесей. Мелкие части грубого вороха, зерно и полову принято называть мелким зерновым ворохом.

Основная часть (70-80 %) зернового вороха в процессе обмолота проходит сквозь отверстия подбарабанья и падает на транспортную доску 32.

Солома с остатками зернового вороха выбрасывается барабаном с большой скоростью. Отбойный битер 7 уменьшает скорость перемещения соломы и направляет ее на соломотряс 16. Во время перемещения массы по пальцевой решетке, установленной под битером 7, происходит дальнейшее выделение зерна из соломы. Битер, непрерывно отводя обмолоченную массу от барабана, предупреждает наматывание на него стеблей.

Ступенчатые клавиши соломотряса 16, совершая круговые движения, интенсивно перетряхивают солому. Зерно и мелкие примеси просыпаются сквозь отверстия клавиш и сходят по их наклонному дну на транспортную доску 32. Гребенки клавиш продвигают солому к выходу из молотилки.

Зерновой ворох, выделенный подбарабаньем и соломотрясом, по транспортной доске 32 ссыпается на верхнее жалюзийное решето 26 очистки. Зерно просыпается сквозь просветы решета и падает на нижнее решето 27. Под решета направлена струя воздуха от вентилятора 31, которая уносит в копнитель 18 легкие примеси (полову). Очищенное зерно, прошедшее сквозь нижнее решето, собирается в желобе шнека 30, подается скребковым транспортером элеватора 13 в шнек 12 и загружается в бункер 10.

В процессе обмолота часть колосков отламывается от стеблей и необмолоченными поступает на очистку. Такие колоски сходят с верхнего решета на его удлинитель 25 и сквозь просветы последнего просыпаются в желоб колосового шнека 28, который их сбрасывает на наклонный транспортер (элеватор) 15, направляющий колоски в домолачивающее устройство 9. Вращающийся ротор устройства во взаимодействии с зубчатым подбарабанье обмолачивает колоски и сбрасывает образовавшийся ворох в кожух шнека, который подает ворох на транспортную доску 32 по всей ее ширине. В дальнейшем этот ворох поступает на решето 26 очистки для выделения из него зерна.

Крупные примеси (сбоина), не прошедшие сквозь просветы удлинителя, вместе с легкими примесями (половой) выводятся из молотилки. Из бункера зерно выгружают шнеком 11 на ходу или на остановках.

Для сбора соломы и половы на комбайн навешивают гидрофицированный копнитель 18 или измельчитель. В копнитель солома подается соломонабивателем 77, а полова -- половонабивателем 23. Сформированная копна выбрасывается на поле. Комбайн, снабженный измельчителем, может собирать измельченную солому вместе с половой в прицепленную сзади тележку, укладывать солому в валок или разбрасывать по полю.

Устройство и принцип работы остальных комбайнов первой группы в основном аналогичны. Различаются они размерами, устройством отдельных агрегатов, пропускной способностью и производительностью.

Комбайн «Дон-161» предназначен для уборки высокоурожайных посевов зерновых и других культур. Комбайн имеет усовершенствованную молотильно-сепарирующую систему, увеличенную площадь решет очистки и вместимость бункера. Комбайн может комплектоваться жатками четырех типоразмеров и платформами-подборщиками двух типоразмеров. Комбайн снабжают измельчителем или капотом для укладки соломы в валок.

Зерноуборочный комбайн «Енисей-1200» снабжен двухбарабанным молотильно-сепарирующим устройством. Его применяют для уборки зерновых в условиях повышенной влажности хлебной массы. Выпускается три модификации этого комбайна: «Енисей- 1200-1» с однобарабанным молотильным аппаратом для уборки зерновых в зонах с пониженным увлажнением; «Енисей-1200Н» для уборки влажных длинносоломистых и полеглых хлебов в условиях нечерноземной зоны; гусеничная модификация «Енисей-1200Р» с передним штифтовым барабаном для уборки риса.

Зерноуборочный комбайн «Кедр-1200» снабжен однобарабанным молотильно-сепарирующим устройством, а его модификации «Кедр-1200Н» и «Кедр-1200Р» -- двухбарабанным. У комбайна «Кедр- 1200Р» первый молотильный барабан -- штифтовый, а у «Кедр-1200Н» --бильный. Базовая модель «Кедр-1200» предназначена для уборки хлебов в условиях нормальной влажности;

модификация «Кедр-1200Н», имеющая повышенную проходимость, -- для уборки влажных длинносоломистых и полеглых хлебов в условиях Нечерноземной зоны; гусеничная модель «Кедр- 1200Р» --для уборки риса.

Зерноуборочный комбайн «Дон-091», снабженный днобарабанным молотильно-сепарирующим устройством, предназначен для уборки зерновых и других культур в условиях нормальной и повышенной влажности. Устройство и принцип работы зерноуборочных комбайнов второй группы рассмотрим на примере комбайна СК-10.

Комбайн СК-10 (рис. VIII.4), предназначенный для уборки высокоурожайных хлебов, отличается от комбайна «Дон-1500» устройством молотилки. В молотилке СК-10 применено принципиально новое аксиально-роторное молотильно-сепарирующее устройство, в котором вымолот, сепарацию зерна и перемещение хлебной массы к выходу выполняет вращающийся ротор 24. Ось его вращения расположена вдоль продольной оси молотилки.

Ротор состоит из приемной А, молотильной Б и сепарирующей В частей, различающихся конструкцией активных элементов, которыми ротор воздействует на поток стеблей.

Приемная часть ротора снабжена тремя винтообразными лопастями 26 и заключена в конический кожух 25. Части Б и В ротора заключены в цилиндрический кожух, составленный из обмолачивающей деки 23, сепарирующих решеток 9, винтовых направляющих, установленных по всей длине кожуха, входного и выходного окон.

Размещено на http://www.allbest.ru/

16

Размещено на http://www.allbest.ru/

Хлебная масса подается транспортером 4 в приемную часть А ротора 24, захватывается лопастями 26 и подается к бичам 22, которые, ударяя по колоскам, вымолачивают зерно и увлекают массу во вращение. Масса, ударяясь о винтовые направляющие, перемещается по винтовой траектории от входа к выходу. Зерно и мелкие примеси проходят через отверстия решетчатой деки 23 и решеток 9 в шнеки 21 и подаются на верхнее решето 17 очистки. Рабочий процесс очистки аналогичен рабочему процессу очистки комбайна «Дон-1500».

Очищенное зерно поступает в шнек 19, из него в элеватор 8 и загружается в бункер 6. Солому, выходящую из кожуха ротора, захватывает битер 10 и подает в измельчитель 14. Полова, сходящая с удлинителя 75 очистки, поступает в шнек измельчителя 14, из него в кожух вентилятора и далее вместе с соломой загружается в прицепленную к комбайну тележку.

Комбайн может укладывать солому с половой в валок или разбрасывать их по полю.

Комбайн «Дон-2600» снабжен аксиально-роторным молотиль- но-сепарирующим устройством. Он отличается от комбайна СК- 10 конструкцией привода ротора, очистки и устройства для сбора мелкого зернового вороха и подачи его на очистку. «Дон-2600» снабжен дополнительным транспортером для подачи соломы в копнитель. На место снятого копнителя можно навешивать измельчитель и капот для укладки соломы в валок.

Прицепной комбайн ПН-100 «Простор» предназначен для уборки зерновых и других культур на мелкоконтурных участках. Его агрегатируют с тракторами тягового класса 1, 4 и 2. Комбайн снабжен аксиально-роторным молотильно-сепарирующим устройством, ось которого расположена поперек направления движения комбайна параллельно режущему аппарату.

Диаметр ротора 570 мм, длина 1870 мм. Хлебная масса транспортером наклонной камеры подается тангенциально (поперек оси барабана) по касательной к поверхности барабана. В отличие от комбайна СК-10 хлебная масса в комбайне ПН-100 меньше деформируется, а дробление зерна и удельный расход энергии снижены. Комбайн укладывает солому в валок, а сверху на него - полову.

Качество работы комбайнов оценивают по уровню потерь зерна за жаткой и молотилкой, чистоте и дроблению зерна, собранного в бункер. Качество зависит от многих факторов: технического уровня реализованных в комбайне конструктивных решений, состояния и правильной регулировки рабочих органов жатки и молотилки, подачи хлебной массы, ее состава и состояния, засоренности и полеглости посевов, выровненное поверхности и рельефа поля, выбранного направления и скорости движения, мастерства и технологической дисциплинированности комбайнера. Технический уровень комбайна оценивают по показателям, значения которых приведены в таблице VIII. 1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

16

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пропускная способность (кг/с) молотилки -- это предельное количество хлебной массы, которую может обработать комбайн за 1 с с соблюдением агротехнических требований.

Номинальную пропускную способность определяют при испытании комбайнов на уборке прямостоячей безостой пшеницы, имеющей длину стеблей 0,7-0,9 м, урожайность не менее 4т/га, влажность зерна и соломы 15-18%, отношение массы зерна к массе соломы 1:1,5, засоренность в зоне среза не более 5 % и массу 1000 зерен более 40 г.

Производительность комбайнов определяют по намолоту зерна (т/ч) или площади пашни, убранной за 1 ч. Номинальная производительность комбайнов по намолоту, указанная в таблице VIII. 1, определена при испытании в тех же условиях, что и номинальная пропускная способность.

Качество функционирования зерноуборочных комбайнов может рассматриваться как с технической, так и с технологической точек зрения. К показателям качества функционирования зерноуборочных комбайнов с технической точки зрения могут быть отнесены, например, показатели их надежности (безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости), а с технологической точки зрения -- потери зерна (прямые и косвенные). В обоих случаях для оценки качества функционирования зерноуборочных комбайнов необходимо определить степень соответствия исследуемых показателей требованиям потребителя. Эти требования закладываются в конструкцию при проведении НИР и ОКР, обеспечиваются в процессе производства и проявляются при эксплуатации. На рисунке 1 представлена общая схема формирования номинала качества функционирования зерноуборочного комбайна с технической точки зрения. Все нормативы, регламентирующие качество эксплуатации зерноуборочного комбайна, устанавливаются для стандартных (базовых) условий и корректируются для других. В связи с этим номинал качества с технической точки зрения достигается при различной наработке зерноуборочного комбайна, причем при высоком качестве технического обслуживания и ремонта, а также хороших условиях функционирования он достигается с большей наработкой.

Обзор научной литературы и опыт исследований показали, что оценку качества функционирования зерноуборочных комбайнов целесообразно вести на 3 методологических уровнях (рис. 2):

лабораторном, хозяйственном и региональном. Первый методологический уровень охватывает методы и приемы исследований зерноуборочных комбайнов и его систем. На этом уровне учитывают конструктивные параметры машины, их взаимное расположение, характеристики материалов и т.п. Влияние окружающей среды на результаты исследований не учитываются. Этот уровень является элементарным. Теоретические предпосылки на данном уровне основательно разработаны в теоретических курсах сопротивления материалов, теоретической механике, деталях машин и т.д., имеется большой объем экспериментального материала.

Первый методологический уровень нами назван «лабораторным». Но это не означает, что все исследования на данном уровне должны проводиться в лабораторных условиях. Например, исследования прямых потерь зерна зерноуборочным комбайном проводятся в полевых условиях. Объектом исследования на первом уровне является отдельно взятый зерноуборочный комбайн или его системы. По результатам исследований качества зерноуборочного комбайна на первом уровне могут быть рекомендованы изменения конструкции или материала, из которого изготовлена определенная деталь, что приведет к изменениям свойств машины, влияющих на показатели ее качества в процессе эксплуатации. На первом уровне можно прогнозировать или теоретически оценить показатели качества зерноуборочного комбайна, как правило, технические.

Объектами исследования на втором методологическом уровне в зависимости от цели и задач исследования являются процесс уборки зерновых культур или зерноуборочный комбайн, используемый в определенных хозяйственных условиях. Обычно цель уборки, форма и технология четко определены. Установлены относительно стабильные связи между элементами системы, число которых невелико. На данном методологическом уровне при оценке качества функционирования зерноуборочных комбайнов используются достаточно постоянные характеристики внешней среды и их можно учесть в теоретических предпосылках. Управление процессом осуществляют несколько человек, имеющих одну и ту же цель. В службах технического обслуживания и ремонта, бытового и культурного обслуживания, на комбайнах и транспортных средствах работающие имеют, соответственно, практически одинаковую профессиональную подготовку и социально-экономические стимулы. Из этого следует, что научные работы второго методологического уровня не учитывают человеческий фактор. Имеется много научных исследований по качеству работы и надежности зерноуборочных комбайнов для конкретных условий эксплуатации с применением, в основном, теории математической статистики. Так как оценка качества функционирования зерноуборочных комбайнов на втором методологическом уровне осуществляется в условиях конкретного хозяйства, то данный уровень назван «хозяйственным».

На третьем методологическом уровне предполагается проведение исследований в условиях одного зернопроизводящего региона страны (области, края или республики), в состав которого входит определенное множество хозяйств. Управление хозяйствами, как правило, различно, во многих случаях отличаются почвенно-климатические и другие условия, а также социально-экономические стимулы. Применение той или иной технологии, формы уборки зависит от лица, принимающего решение. Процесс исследования на данном уровне имеет сложную иерархическую систему, состоящую из подсистем -- систем второго уровня. Связи между подсистемами нестабильны. Учет факторов третьего уровня весьма сложен.

В связи с этим на данном этапе особая роль отводится методам математической теории исследования операций с выдвижением гипотез изменения показателей качества функционирования зерноуборочных комбайнов в зависимости от субъективных факторов лица, принимающего решение. Объект исследования тот же, что и на втором уровне. На этом уровне необходимо определить показатели качества функционирования зерноуборочных комбайнов в большинстве зерносеющих регионах страны. Третий уровень назван «региональным». Из сказанного выше следует, что основным и наиболее важным для исследования качества функционирования зерноуборочных комбайнов является «региональный» уровень, учитывающий машину, человека и среду. Это уровень обеспечивает системный подход к анализу и оценке показателей качества функционирования зерноуборочных комбайнов. Проведение работ на «региональном» методологическом уровне включает: обоснование и выбор региона, в котором будут проводиться исследования, оценку возможности получения достоверной и полной информации, выдвижение гипотез о влиянии на качество функционировании зерноуборочных комбайнов поведения лица, принимающего решение, установление ограничений на предполагаемые факторы, от которых зависят рассматриваемые показатели качества, выбор показателей качества функционирования зерноуборочных комбайнов, обоснование функции реального результата желаемому (требуемому), выбор методики исследования, сбор информации, моделирование, расчет и выявление эффектов от выбранных факторов, оценка показателей качества функционирования зерноуборочных комбайнов, сравнение показателей качества функционирования зерноуборочных комбайнов с желаемыми (требуемыми).

Следующий этап методологии оценки качества функционирования зерноуборочных комбайнов -- моделирование рассматриваемого процесса. Моделирование, как правило, включает два этапа: разработка (создание) модели (математической или физической); анализ на модели (математическое моделирование или экспериментирование) . Причем, на обоих этапах возможно уточнение модели. По результатам моделирования принимается решение по совершенствованию процесса уборки зерновых культур или конструкции зерноуборочного комбайна в соответствии со следующей структурной схемой (рис. 3).

Показатели качества функционирования зерноуборочных комбайнов проявляются по результатам его работы в условиях реальной эксплуатации.

В связи с тем, что при принятии решения по совершенствованию процесса уборки зерновых культур или конструкции зерноуборочного комбайна учитывается совокупность факторов машины, среды и человека, влияющих на качество функционирования зерноуборочных комбайнов, то для получения значений факторов всех трех групп необходимо иметь информационные источники. Информационными источниками могут быть статистические материалы деятельности сельскохозяйственных предприятий и зерносеющих регионов в целом, данные метеорологических и других служб, результаты сплошного и выборочного хронометража работы зерноуборочных комбайнов и экспериментальных исследований. При этом можно использовать различные методы определения показателей качества: измерительные, регистрационные, органолептические, расчетные, экспертные, статистические. Анализируя возможные информационные данные, можно отметить, что перед началом уборки зерновых культур часть из них известна. К таким можно отнести: урожайность зерновой культуры, соотношение массы зерна к массе соломы, влажность зерна и соломы, засоренность, соотношение посевных площадей под различные зерновые культуры и их сорта, марки зерноуборочных комбайнов, используемых на уборке, и срок их службы и др. Другая часть информационных данных -- неопределенные. Эти данные могут быть случайными с известным или неизвестным распределением, или не стохастической природы.

Список использованной литературы

комбайн уборочный механизм

1. Надежность и эффективность в технике: справочник: в 10 т. / Ред. совет:В.С. Абдуевский (пред.) и др. Т. 7. Качество и надежность в производстве / под общ. ред. И.В. Апполонова. -- М.: Машиностроение, 1989. -- 280 с.

2. Надежность и эффективность в технике: справочник: в 10 т. / Ред. совет:

В.С. Абдуевский (пред.) и др. Т. 3. Эффективность технических систем / под общ. ред. В.Ф. Уткина, Ю.В. Крючкова.-- М.: Машиностроение, 1986. -- 328с.

3. Халанский В.М., Горбачев И.В. «Сельскохозяйственные машины.» -- М.: КолосС, 2004.-- 624 с: ил. -- (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений). ISBN 5-9532-0029-3.

Размещено на Allbest.ru