Статьи по технологическим темам
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голоса)

Реферат на тему: «Совершенствование технологии уборки зерновых культур»

Ольховый В. А.

Научный руководитель к. т.н., доцент кафедры с.х. техники Машков А. М.

Уборка урожая зерновых культур является наиболее напряженным и ресурсоемким периодом для сельского хозяйства. В современных комбайнах уборка зерновых осуществляется путем среза всей растительной массы и обмолота ее за счет удара и перетирания в молотильном зазоре бильного или штифтового устройства.

Коэффициент полезного действия данного способа обмолота чрезвычайно низок: лишь около 10% мощности тратится на полезную работу – выделение и транспортирование зерна, остальное – на деформацию и измельчение соломы. В результате на единицу подачи расходуется 15…25 кВт мощности двигателя, а для выделения зерна из мелкого вороха и измельченной соломы используются габаритные сепараторы. Эксплуатационная масса комбайнов достигает 15...20 т. Из-за того, что обмолот зерна в большей степени зависит от состояния стебельной массы и ее влажности, потери зерна и его дробление превышают агротехнические требования.

Поэтому средства и технологии уборки зерновых требуют совершенствования. Особый импульс этому процессу придает необходимость интенсификации зернового хозяйства, которая является единственным путем дальнейшего роста производства зерна и направлена на повышение культуры земледелия. Конечная ее цель – рост урожайности, снижение потерь урожая при уборке, сохранение высокого качества зерна, сокращение сроков уборки.

Проблеме уборки зерновых культур и способов ее осуществления посвящено много работ отечественных и зарубежных ученых некоторые из которых приведены и использованы при работе над рефератом [1 - 15]. Канарев Ф. М (технология уборки зерновых с обмолотом на стационаре), Коваль С. М. (совершенствование конструкций и технологических показателей зерноуборочных комбайнов), Галенко М. Д., Каплин И. Н., Федчук В. Т. (обоснование индустриально-поточной комбайновой технологии уборки зерновых культур). Вопросами уборки зерновых культур с обмолотом на корню занимались ученые Украины Шабанов П. А., Погорелый Л. В. , Данченко Н. Н., Голубев И. К., Гончаров Б. И., Повиляй В. М., Аблогин Н. Н. Шабанов Н. П., Машков А. М., Мищук С. А., [10-14]

Целью работы является анализ известных способов уборки зерновых культур, выявление их достоинств и недостатков.

Все машинные технологии уборки зерновых можно разделить на комбайновые и некомбайновые (рис. 1) [10].

Классификация уборочных технологий

Рисунок 1. - Классификация уборочных технологий

В комбайновых технологиях в качестве основного полевого агрегата используется зерноуборочный комбайн, потоки зерна и не зерновой части при этом разделены. Комбайны – сложные агрегаты, сочетающие в себе одновременно функции жатки, молотилки и копнителя. Комбайны в настоящее время основные машины, убирающие зерновые, зернобобовые и крупяные культуры, рис, кукурузу на зерно, подсолнечник, семенники трав и ряд других технических и овощных культур. Специальные приспособления для комбайнов позволяют увеличить число убираемых культур до 50 видов.

Достоинством технологии прямого комбайнирования является то, что зерно собирается в результате прохода одной машины, это положительно сказывается на структуре убираемого поля, сокращает сроки уборки, снижает затраты ручного труда, повышает производительность. С другой стороны сложность и несовершенство конструкции комбайнов, низкое качество технологической сборки, применение необходимой, но ненадежной электроники приводит к повышенному проценту потерь и дробления зерна, снижению рабочих скоростей. Прямое комбайнирование эффективно при влажности хлебной массы не более 20%. В районах, где наблюдаются неблагоприятные условия (туман, дождь, сильная роса), сроки уборки затягиваются, потери растут [3]. Поэтому недостатком данной технологии является зависимость от погодных условий, сложность использования во влажных климатических зонах и на полях с низкой соломистостью, а также повышенные потери зерна, низкое качество уборки не зерновой части урожая, повышенная засоренность и влажность зернового вороха, низкая производительность на засоренной хлебной массе.

В основных зернопроизводящих регионах Украины оптимальным вариантом уборки является сочетание прямого комбайнирования и раздельной уборки. К достоинствам раздельной уборки следует отнести возможность получения сухого зерна. Высокая чистота зернового вороха уменьшает затраты на послеуборочную обработку. Раздельная технология позволяет проводить уборку на засоренных полях, склонных к полеганию и осыпанию, а также на неравномерно созревающих зерновых культурах.

В некомбайновых технологиях зерно и солома в виде цельной или измельченной хлебной массы убираются с поля одновременно и обрабатываются в едином потоке на стационаре. Некомбайновые технологии можно разделить на стационарные, полустационарные и стационарные передвижные. Полевые машины здесь работают на иных принципах, чем комбайны, выполняя более простые операции по сбору урожая. Не касаясь конструктивных подробностей, рассмотрим преимущества и недостатки технологии.

Одна из первых стационарных технологий – трехфазная. Ее испытание проходило в начале 60-х годов. Уборочный процесс состоял из следующих операций: скашивание в валки, подбор валков с измельчением, вывоз хлебной массы на стационарный пункт, обработка урожая с выделением зерна и соломы, очистка зерна. Достоинства: высокое качество зерна, возможность использования электроэнергии, следовательно, экономия дизельного топлива. Основные недостатки технологии в слабом материально-техническом обеспечении: низко производительные машины, отсутствие надежных транспортеров, трудности с перевозкой всего биологического урожая.

В самый ранний период развития преимущества и эффективность стационарных технологий подтверждались исследованиями ученых. Производительность увеличилась на 20%, повысилась урожайность на 0,1...0,2 т/га, уменьшились затраты труда.

Кубанская технология принципиально не отличалась от трехфазной. Использование специальной полевой машины позволяет избежать операции скашивание в валок и подбор валков, т. е. исключается один из источников потерь [7-8] . Две технологические операции объединяются в одну. При прохождении измельченной хлебной массы по сушильно - сепарирующей линии выделяется исключительно цельное, не травмированное зерно с высокими посевными и технологическими качествами. В дальнейшем масса проходит домолот на высокопроизводительном агрегате. Не зерновая часть (солома и полова) транспортируется и складируется. При расстоянии перевозки свыше 5 км целесообразно использовать полустационарные пункты обработки массы. Очистительное оборудование пункта рассчитано на уборку за сутки 35...40 га урожайностью до 10 т хлебной массы.

Индустриально - поточные технологии – “Невейка” и “Ленточная”. В технологиях используется принципиально новый пневмо-инерционный способ сепарации зернового вороха. Производительность сепаратора с засоренностью зерновой массы до 30 % составляет 72 т/ч, а чистота зерна 98,5...99,0%. “Ленточная” технология в отличии от “Невейки” предусматривает укладку скошенной в валок зерновой массы на полиэтиленовую ленту, тем самым исключаются потери на поверхность поля. Затем специальная прицепная молотилка подтягивает ленту с уложенной массой и обмолачивает последнюю. В данной технологии исключен элемент перевозки всей биологической массы, что ведет к снижению затрат на 1 га по сравнению с “Невейкой”. Недостаток технологии в слабой надежности цепочки: лента – валок - молотилка.

Стоговая технология уборки состоит в том, что скошенная или подобранная из валков масса собирается в кузов жатки - стогообразователя, вывозится на край поля и выгружается в виде завершенных стогов. При сборе хлебной массы в кузов происходит ее уплотнение. Это повышает сопротивляемость стогов ветровой эрозии и осадкам. В таком состоянии стога могут находиться довольно длительное время. Затем стога обмолачивают мобильной молотилкой, солома и полова собираются совместно или раздельно. Обмолот проводят не в спешном порядке за 10 дней, а за 30 - 50 суток. Сокращается число молотилок, ослабляется транспортная напряженность, уменьшается потребность в механизаторских кадрах. Недостатки: сложность дозировки хлебной массы из стогов, незначительное сокращение погрузочно-разгрузочных работ, потери зерна под стог, низкое качество зерна при длительном вымокании стогов.

Для зон повышенной и избыточной влажности разработана технология уборки “гигрокомплекс” (ВИМ, ЛатвНИИМЭСХ, СибИМЭ, ВИЭСХ, ЦНИИМЭСХ). Хлебная масса в таких зонах характеризуется высокой влажностью зерна и незерновой части (25...35%), полеглостью и засоренностью хлебостоя, высокой соломистостью и неравномерным созреванием, трудными условиями передвижения по полям и дорогам. Применение комбайновой технологии ведет к снижению производительности труда и большим до 10% потерям. Чтобы избежать потери и сохранить качество зерна и незерновой части при любых погодных условиях, в схему уборочной технологии включают сушку. Новые технологии для таких условий разработали специалисты Латвийской СХА. Уборку проводят в следующей последовательности. Хлебную массу скашивают с одновременным измельчением, загружают в транспортное средство и перевозят на стационар, где проводят вначале сушку, а затем обмолот. В качестве полевой машины используют Е-281 и КСК-100 настроенные на максимальную длину резки 120...150 мм. Использование технологии позволяет сократить потери зерна и соломы в средних условиях с 9 до 4%, а в тяжелых условиях с 17 до 5%. Проверка технологии показала, что полевая машина вымолачивает 60...90% зерна. Перед обмолотом эту массу необходимо отсепарировать так как в молотилке зерноуборочного комбайна зерно может получить повреждения. Испытания позволили сделать вывод о неэффективности зерноуборочных комбайнов в стационарных технологиях. Вторая схема стационарного пункта предусматривает сушку всего урожая до обмолота. Измельченная масса загружается слоем 1,5...2 м в напольные сушилки, после 2...3 дней активного вентилирования атмосферным или теплым воздухом проводят обмолот по первой схеме. Напольные сушилки находятся в крытых помещениях. Использование теплогенераторов, вентиляторов и воздуховодов накладывает на технологию дополнительные капиталовложения, что несколько удорожает себестоимость получаемой продукции.

В основу технологии СибИМЭ положены исследования по дозреванию урожая в стогах и скирдах, сформированных в фазе восковой спелости. Полевой агрегат скашивает хлебную массу и загружает воздушным потоком в тележку. Хлебную массу на стационаре формируют в скирды (2,5´9,0´9,0м) с вентиляционным каналом. Просушивают и обмолачивают комбайнами. Недостаток технологии в большом количестве погрузочно-разгрузочных работ, а это дополнительные потери зерна, повышенный расход топлива.

По пути совершенствования технологии уборки зерновых в условиях повышенной влажности работают ученые и практики в странах Западной Европы. Так, например, в Англии, где климатические условия не позволяют выращивать высококачественное зерно, фуражное зерно получают путем обмолота с предварительным измельчением хлебной массы. Еще в начале 50-х годов инженеры по сельскохозяйственной технике из университета в Дурхеме применили одну из разновидностей силосоуборочного комбайна, дальнейшее совершенствование которого привело к созданию специальных полевых машин.

В ряде НИИ Украины, а также ближнего и дальнего зарубежья находит применение технология уборки зерновых культур методом обмолота растений на корню. Как показывают поисковые исследования, данная технология может осуществляться различными способами:

1. с использованием серийного зерноуборочного комбайна;

2. с использованием в качестве энергетического средства КПС-5Г или других энергетических средств таких как “Морал”, МПУ-150, с последующим домолотом и зерноочисткой на стационаре;

3. с использованием прицепного комбайна энергетическим средством, для которого предусмотрен трактор;

4. в перспективе создание принципиально нового зерноуборочного комбайна, специально для работы с навесными очесывающими устройствами.

Альтернативным направлением существенного уменьшения напряженности при уборке зерновых культур, уменьшения затрат и потребности в технике является повышение в 1,5-2 раза пропускной способности комбайна путем оснащения их жатками очесывающего типа [12, 14] . Способ уборки зерновых, семенников трав, риса и других культур с использованием очесывающих жаток, в отличие от традиционных, когда срезается и подается в молотилку комбайна вся хлебная масса с сорными растениями, заключается в обмолоте (очесывании) колосьев или соцветий без срезания стеблей. При этом собираются наиболее ценные составляющие урожая – зерно и полова, обеспечивается значительное уменьшение поступления массы в комбайн, что дает возможность почти в двое увеличить его производительность, уменьшить потери и повреждение зерна, а так же почти на половину снизить затраты топлива, избежать поломок и преждевременного старения комбайнов.

Проведенные в Укр ЦИТ многолетние испытания очесывающих жаток свидетельствуют, что при оборудовании комбайна СК-5 “Нива” очесывающей жаткой, его производительность возрастает вдвое и составляет 12-14т/час, при допустимых потерях зерна до 1,5%, т. е. равняется производительности комбайна “ДОН-1500”. При этом значительно (на 50-60%) снижаются затраты топлива, комбайн работает с меньшей нагрузкой и практически без поломок [9, 11, 13] . Такая технология уборки хлебов все больше находит применение в Канаде, США, Англии, Франции, Китае, Австралии и других странах. Для этого применяются отработанные и высокоэффективные конструкции очесывающих жаток фирмы “Шельборн Рейнольдс” (Англия). В 1990 году в Англии комбайн “Командор 228” фирмы “Клаас” с такой очесывающей жаткой установил мировой рекорд по продуктивности, намолотив за день 358 тонн зерна с площади 44,5 га. При этом его производительность с минимальными потерями (до 1%) и высоким качеством обмолота составила 44,8 т/час или 5,6га/час, средняя скорость комбайна 9 км/час.

В 1998 году 6-метровая жатка этой фирмы прошла испытания в Украине при уборке озимой пшеницы, ячменя и риса. Комбайн ТС-57 фирмы “Нью-Холланд” (аналог комбайна СК-5 “Нива”) на уборке ячменя обеспечил производительность 16,7 т/час или 5,1 га/час, тогда как обычной жаткой – 5,6т/час (1,7 га/час). На уборке озимой пшеницы производительность такого комбайна с очесывающей жаткой почти втрое выше в сравнении с обычной и составила 21,7 т/час.

При уборке риса в Херсонской области отечественный комбайн “Лан”, оборудованный очесывающей жаткой “Шельборн Рейнольдс”, убирал рис за один проход, а с обыкновенной жаткой осуществлял двойной обмолот после скашивания в валок. Производительность комбайна “Лан” с очесывающим устройством составила 9,8 т/час, потери до 2%, а дробление до 3%, что удовлетворяет агротребованиям и значительно выше в сравнении с традиционною технологией уборки.

Технологическая схема для обмолота растений на корню включает в себя жесткий (гибкий) рабочий орган, установленный на одно- или двух барабанном устройстве, который при своем вращении путем удара и прочесывания растений выделяет зерна и швыряет их вверх, где продукты обмолота собираются с помощью отражающей поверхности.

К настоящему времени по данной технологической схеме наиболее перспективные конструкции устройств для обмолота растений на корню были созданы на Украине (Мелитопольский институт механизации сельского хозяйства, Крымский государственный аграрный университет) (рис. 2, а) и в Англии (Национальный институт механизации сельского хозяйства совместно с фирмой “Шелбурн Рейнолдз”) (рис.2, б).

Украинский вариант (рис. 2, а) состоит из неподвижного отражающего кожуха (2) в котором фронтально располагались битер-отражатель (3), очесывающий барабан (1) с шестью металлическими гребенками и шнек (5).

Английский вариант (рис. 2, б) состоит из очесывающего барабана (1) с восемью рядами гребенок из полипропилена, транспортера (6), шнека (5) и подвижного кожуха (4).

а) Схемы очесывающих устройств а)

б) Схемы очесывающих устройств б)

Рисунок 2. - Схемы очесывающих устройств: а – Украинский вариант; б – Английский вариант; 1 – очесывающий барабан, 2 – битер-отражатель, 3 – неподвижный отражающий кожух, 4 – подвижный отражающий кожух, 5 – шнек, 6 – транспортер.

Основными конструктивными отличиями этих двух устройств являются:

· в Украинском варианте дополнительно установлен битер-отражатель, служащий для снижения потерь зерна осыпью, путем изменения траекторий вверх низко движущихся зерен;

· в Английском варианте установлены гибкие гребенки из полипропилена, их число увеличено до восьми. Зазор между пальцами гребенок имеет треугольную форму (в отличие от прямоугольной в украинском) заканчивающуюся отверстием в виде замочной скважины (рис. 2б). Диаметр очёсывающего барабана уменьшен с 0,7м (украинском варианте) до 0,53м.

Разработанные очесывающие устройства могут быть использованы, как в комбайновой, так и в индустриально-поточной технологии с получением и сбором продуктов очеса в полевой уборочной машине и доработкой вороха на стационаре.

Наиболее близка к внедрению разработка комбайновой технологии с обмолотом растений на корню. При этой технологии производительность комбайна повышается в 1,5 - 2 раза без увеличения энерго и металлоемкости. Обмолот на корню в индустриально-поточных технологиях значительно сокращает объем перевозок хлебной массы на стационар и этим дополнительно повышает эффективность уборки. Кроме того, важное преимущество технологии в том, что уборка урожая с высокой производительностью возможна при высокой влажности соломы, засоренностью и полеглостью растений. Это дает возможность не только повысить производительность, но и увеличить период работы комбайна на протяжении дня, в утренние и вечерние часы.

Наряду с отмеченными положительными сторонами внедрения очесывающих устройств, необходимо отметить еще не решенные вопросы, которые сдерживают широкое распространение данного прогрессивного способа уборки. К ним относятся, уборка не зерновой части урожая, доработка очесанного вороха (сепарация, домолот) в комбайновой технологической схеме и стационарном обмолоте, а также дальнейшее снижение потерь зерна и его дробления.

В результате обзора технологий уборки зерновых культур, анализа их преимуществ и недостатков, можно определить два наиболее приемлемых способа. Первый способ – это прямое комбайнирование, являющееся в настоящее время самым используемым способом уборки не только на Украине, но и в мире. Второй наиболее перспективный – это обмолот растений на корню. Как видно из обзора технологий обмолот растений на корню имеет ряд серьезных преимуществ при уборке различных зерновых культур. При уборке риса обмолот растений осуществляется за один проход. При уборке трав значительно уменьшаются потери осыпью в результате создания воздушного потока очесывающими рабочими органами. При уборке способом обмолота растений на корню имеет место мягкий режим обмолота, позволяющий обеспечить наличие семенного не травмированного материала. Очесывающие устройства, навешиваемые на серийные зерноуборочные комбайны, также позволяют обеспечить полный сбор урожая, увеличить качество уборки при увеличении рабочих скоростей, сокращении сроков уборки и снижении затрат топлива на единицу продукции. Все это прямым или косвенным образом положительно сказывается на экологии в сравнении с существующими способами уборки.

Таким образом, анализ технологий уборки зерновых культур показывает, что очесывающее устройство и серийный зерноуборочный комбайн является эффективным сочетанием для реализации технологии очеса растений зерновых культур на корню.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Азовцев Н. Г. Исследование технологии двойного обмолота зерновых культур. – Науч. тр./ЧИМЭСХ, Челябинск, 1968, вып. 35, с.24-28.

2. Алферов С. А. Закономерность при сжатии соломы // Сельхозмашина. – 1957. – № 3.

3. Апрод А. И. Влияние сроков уборки и условия хранения риса на качество зерна: Автореф. дис. на соиск. уч. ст. канд. с.-х. наук. – Краснодар, 1960. – 16 с.

4. Артемов И. И. Исследование молотильного устройства ударно-вибрационного воздействия для обмолота риса. Дисс. на соиск. уч. ст. к. т.н. – Краснодар, 1973. – 164 с.

5. Воробьев В. И. О способе уборки риса очесом на корню. – Бюлл. НТИ ВНИИ риса, вып. 8, 1972. – С. 60-63.

6. Галенко М. Д., Каплин И. Н., Федчук В. Т. Обоснование индустриально-поточной комбайновой и безкомбайновой технологии уборки зерновых культур //Механизация и электрификация сел. хоз-ва. – 1983. – № 8

7. Канарев Ф. М., Гончаров В. Н. / Кубанская индустриальная: четыре страды // Сел. механизатор. – 1986. – № 1. – С. 12-15.

8. Канарев Ф. М Технология уборки зерновых с обмолотом на стационаре // Земледелие. – 1986. – № 2. – С. 43-46.

9. Коваль С. М. Напрямки розвитку конструкцій і узагальнені технологічні показники зернозбиральних комбайнів // Техніка АПК. – 1998. – №4. – С. 28-31.

10. Мищук С. А. Принцип работы зерноуборочных комбайнов с пневматической очисткой вороха и очесывающим устройство с. х. культур на корню // Тр. КГАУ. – Вып. 59, ч. ІІ. – С. 61-67.

11. Погорілий Л. В. Досвід Європейського сільгоспмашинобудування та прогресивні технології – підприємствам України // Техніка АПК. – 1998. – №4. – С. 24-25.

12. Уборка зерновых очёсыванием растений на корню. Шабанов П. А., Данченко Н. Н., Голубев И. К. и др.// Достижения науки и техники АПК. – 1990. – №2.

13. Шабанов П. А., Шабанов Н. П., Машков А. М., Дубинин В. В. Обмолот на корню – перспективный способ уборки зерновых культур // Проблемы ресурсосбережения и охраны окружающей среды в полеводстве Крыма. – Симферополь: КСХИ. – 1996. – С. 147-153

14.Шабанов П. А., Шабанов Н. П., Машков А. И., Емельянов Г. О. Совершенствование рабочих органов очесывающего устройства для обмолота зерновых культур на корню // Труды Таврическая государственная агротехническая академия – Вып.1. – Т.22. – Мелитополь: ТГАТА, 2001. – 156 с.

15. John Carrol The World Encyclopedia of tractors and farm machinery London: Anness Publishing Limited, 2002.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

По темам:

История Украины

Культурология

Высшая математика

Информатика

Охотоведение

Статистика

География

Военная наука

Английский язык

Генетика

Разное

Технологиеские темы

Украинский язык

Филология

Философия

Химия

Экология

Социология

Физическое воспитание

Растениевосдство

Педагогика

История

Психология

Религиоведение

Плодоводство

Экономические темы

Бухгалтерские темы

Маркетинг

Иностранные языки

Ветеринарная медицина

Технические темы

Землеустройство

Медицинские темы

Творчество

Лесное и парковое хозяйство

Агрономия

Преподавателям

Юридические темы

Google