Механическое повреждение зерна дробление

Обновлено: 15.09.2024

Техническое состояние и режимы работы рабочих органов молотилки комбайнов влияют на качество обмолота. Износ рабочих органов молотильного устройства комбайнов нарастает постепенно (три этапа).

Первый этап – комбайн с новыми бичами и подбарабаньем. Потери от дробления зерна сильно повышены, потери от недомолота незначительны. Уменьшить дробление хотя бы до уровня допустимого (2,0 % при уборке продовольственного и 1,0 % при уборке семенного зерна) путем использования технологических регулировок в этот период практически нельзя. Например, при уборке пшеницы (влажность зерна 14,2 %) новым комбайном, который до этого убрал всего лишь пять гектаров, снизить дробление ниже 9,8 % изменением технологических регулировок невозможно. При оборотах барабана 1200 в минуту и молотильных зазорах на входе 14 мм и на выходе 2 мм дробление составляло 20 %, при зазорах соответственно 24 и 12 мм – 10,9 %. Снижение оборотов барабана до 900 в минуту при названных молотильных зазорах уменьшило дробление зерна соответственно до 10,8 и 9,8 %. Потери от недомолота не превышали 0,2 %. Дальнейшее изменение технологических регулировок не имеет практического значения, так как секундная подача массы в молотильное устройство резко снижается, а потери от недомолота резко возрастают. Следовательно, ни снижение оборотов барабана с 1200 до 900 в минуту, ни увеличение молотильных зазоров с 14 до 24 мм на входе и с 2 до 12 мм на выходе не позволяют уменьшить дробление зерна хотя бы в допустимых размерах, если в молотильном устройстве не устранены острые кромки и выступы.

Первый этап относительно невелик и заканчивается уборкой первых 50 гектаров, при этом происходит скругление острых кромок планок подбарабанья до радиуса 0,8 мм. Обмолоченное на этом этапе зерно нельзя использовать на семена и длительно хранить. Таким образом, новыми комбайнами (с завода) нельзя сразу же убирать семенные участки – для этого их специально подготавливают.

Второй этап – рабочие органы молотильного устройства приработаны и происходит дальнейшее округление острых кромок, а также появляется износ по длине верхних граней продольных планок подбарабанья и рифов бича. Зерно дробится меньше, но несколько возрастают потери от недомолота за счет износа рифов и планок. Этот этап в среднем определяется объемом уборки от 50 до 200-250 гектаров в зависимости от условий и режима работы молотильного устройства. Техническое состояние молотильного устройства в этот период позволяет наиболее эффективно использовать его технологические регулировки (обороты барабана и молотильные зазоры), что обеспечивает оптимальное сочетание величин дробления зерна и потерь от недомолота. Дело в том, что на втором этапе износ рифов бичей и продольных планок подбарабанья происходит в основном в поперечном сечении, а не по длине. Однако уже при таком объеме выполненной работы отмечается тенденция, особенно при раздельной уборке, износа рифов по длине бича и продольных планок по длине подбарабанья.

Не менее важное значение имеет своевременная замена изношенного подбарабанья. При изготовлении подбарабаний допускается отклонение планок от прямолинейности (вертикальный прогиб) не более чем на 1 мм. Рациональный срок замены подбарабанья определяется стоимостью потерь зерна, величина которых зависит от износа или прогиба планок. Установлено, что замена подбарабанья выполняется при предельном отклонении планок от прямолинейности на 4 мм. Полный технический ресурс планок подбарабанья вырабатывается примерно при обмолоте 1250 т зерна, что составляет около 800 гектаров при средней урожайности 15 ц/га. В этом случае наблюдается также предельно допустимое округление рабочих граней планок (1,5 мм).

При закруглении передних граней планок выше допустимого подбарабанье можно перевернуть на 180°, тогда задние кромки планок станут рабочими. Такая перестановка значительно увеличивает эксплуатационный срок службы подбарабанья, легко осуществима, так как подбарабанье симметрично по посадочным местам. Не следует допускать перекоса подбарабанья – это приведет к повышенному дроблению зерна и нарушению технологического процесса работы молотилки в целом.

Наиболее интенсивный износ рабочих органов происходит в средней части молотильного устройства, так как конструкция питающих рабочих органов не обеспечивает равномерную подачу хлебной массы по всей ширине молотильного устройства, особенно при подборе валков. Большинство современных рядковых жаток формирует валок, толщина которого постепенно увеличивается от краев к середине. Валок в молотильное устройство подается без деформации. Поэтому в средней части молотильного устройства слой хлебной массы сжимается в несколько раз сильнее, чем по концам бичей и планок. Износ деталей нарастает от концов к середине, и молотильные зазоры по ширине молотильного устройства становятся неодинаковыми. Чтобы несколько сгладить этот процесс, валки нужно периодически подбирать одной стороной подборщика (при условии, если это допускает ширина валка и не возрастают потери зерна за подборщиком).

Зерно повреждается не только рабочими органами молотильного устройства, но и транспортирующими органами (зерновыми и другими шнеками). Особенно опасны незначительные деформации кожуха (нормальная величина зазора между шнеком и кожухом 5 мм), которые не нарушают нормального вращения шнека, но сильно изменяют зазор между лентой и кожухом. Прохождение зерна через зауженные зазоры вызывает его механическое повреждение шнеками.

Нельзя забывать, что в современных молотильных устройствах подбарабанье выделяет 70-80 % вымолоченного зерна, остальные 30-20 % зерна попадают с соломой на соломотряс, который, как и очистительное устройство, должен выделить это зерно.

Современные отечественные, да и импортные комбайны при скорости движения 6-7 км/ч допускают потери зерна, с которыми можно смириться, т. е. 50-80 кг/га, но стоит увеличить скорость до 7,5 км/ч и более, потери возрастают в несколько раз и доходят до 360-400 кг с гектара. Потери! На разных комбайнах они разные, но в среднем составляют не менее 300 кг/га. Не составит труда подсчитать, сколько теряют хозяйства на своих полях. Допущенный убыток – это потеря прибыли. А если появилась возможность значительно сократить потери, то почему бы ею не воспользоваться?

Боковые делители. Они должны быть строго перпендикулярными жатке. На старых комбайнах могут быть искривления шнека и другие повреждения, не поддающиеся выправке – особенно на шнеке и выступающих концах пальцев.

Лучше отрезать их на входе в наклонную камеру, поскольку здесь начинаются выброс колосьев, неравномерная подача массы.

Каким должно быть расстояние от шнека до стола? При уборке зерновых расстояние должно быть 15 мм. А главное, оно должно быть одинаковым на левом и правом концах. Тогда жатка, как и должна, будет работать на весь захват, подавая массу равномерно. Жатка должна работать не на гидравлике, а копировать рельеф поля посредством механизма регулировки в продольном и поперечном направлениях. Неправильно отрегулированная жатка дает потерь больше, чем сепарация.

Режущий аппарат. Если какой-либо палец выступает на 5-10 мм, то он выбрасывает колосья в поле. Необходимо убрать эти выступы, заменив или отрезав их.

На качество работы жатки влияет высота среза. По агротехническим требованиям высота среза 20 см считается предельной. Срез выше 20 см, как правило, является причиной больших потерь колосьев. Чем ниже высота среза, тем меньше потери жатки. Однако при этом увеличивается нагрузка на молотилку, значит, возрастают потери как недомолотом, так и свободным зерном в соломе и полове. На высоту среза влияет рабочая скорость движения комбайна. В зависимости от состояния хлебостоя (урожайности и соломистости) и ширины захвата жатки скорость комбайна колеблется от 2 до 10 км/ч.
От мотовила до вентилятора

Мотовило. Высоту мотовила устанавливают такой, чтоб удар приходился на стебель ниже колоса. Стебель должен обязательно находиться над столом, то есть надо регулировать и вынос мотовила. В противном случае значительная часть колосьев разлетается в поле, не попадая в молотилку.

Основная регулировка мотовила сводится к изменениям скорости вращения, высоты установки над режущим аппаратом и выноса вперед. Скорость планок мотовила должна в 1,2-2,0 раза превышать поступательную скорость движения комбайна. Нижние пределы (1,2-1,5) применяют на высоких скоростях движения комбайна в связи с большим подпором хлебной массы к режущему аппарату. Верхние пределы (1,6-2,0) используют при медленном движении. Для предотвращения потерь зерна от выбивания линейная скорость лопастей мотовила должна минимально превышать скорость движения комбайна.

Регулировка мотовила по высоте и выносу относительно режущего аппарата зависит от состояния убираемой культуры. При прямом комбайнировании вынос мотовила относительно ножа при уборке высоких, густых хлебов и с нормальным хлебостоем осуществляется таким образом, чтобы нижняя часть траектории граблин была удалена от режущего аппарата по высоте примерно на ½ срезаемой части стебля. Вынос мотовила при уборке высоких и густых хлебов максимален, при уборке нормальных – находится между минимальными и средними положениями.

Шнек жатки. В нормальных условиях положение шнека и его пальчикового механизма не оказывает существенного влияния на технологический процесс уборки, поэтому зазор 10-15 мм между шнеком и днищем, а также зазор 12-20 мм между пальцами пальчикового аппарата и днищем являются исходными. Если имеются случаи забивания шнека хлебной массой, то указанные зазоры следует увеличить.

Регулировка наклонного транспортера. Предотвращение потерь во многом зависит от натяжения цепи. Если оно слабое, то лишь часть массы уходит в молотильный барабан, другая же часть выносится транспортером обратно и выбрасывается в поле.

Завышенная частота вращения барабана вызывает увеличение дробления зерна и перебивание соломы. Причиной недомолота чаще всего бывают слишком большие молотильные зазоры. Регулировку молотильного устройства начинают с установки рекомендуемой для данной культуры частоты вращения барабана и несколько завышенного молотильного зазора. Затем молотильный зазор уменьшают (если отмечены потери недомолотом) до тех пор, пока не будет достигнут практически полный вымолот зерна.

При уборке засоренных хлебов условия работы молотильного устройства ухудшаются, так как сорняки в процессе обмолота увлажняют массу и затрудняют выделение зерна в подбарабанье. Для получения полного вымолота необходимо или уменьшить молотильные зазоры, или увеличить частоту вращения барабана.

К концу уборки стебли растений теряют прочность и упругость, при обмолоте легко перебиваются, что ухудшает сепарацию зерна через подбарабанье и на соломотрясе. На очистку поступает ворох с большим содержанием соломистых примесей, что затрудняет выделение зерна на решетах. К этому времени связь зерна с колосом несколько ослабевает, поэтому полный вымолот зерна происходит при меньшей частоте вращения барабана и больших молотильных зазорах, чем в первые дни уборки.

Потери недомолотом определяют следующим образом. Число зёрен в 100 колосьях до обмолота определяют путём отбора без выбора колосьев по всей длине поля. Колосья обмолачивают вручную и подсчитывают число зёрен. Число зёрен в колосьях до обмолота сравнивают с числом зёрен в колосьях после обмолота и определяют потери недомолотом. Если потери зерна недомолотом превышают 0,5 %, необходимо изменять режим работы и технологи-ческие регулировки молотильного устройства.

Решетный стан. В большинстве современных комбайнов установлена ветрорешетная очистка с жалюзийными решетами в виде рядов гребенок.

Многолетние наблюдения за потерями зерна комбайнов свидетельствуют, что в основном количественные потери за молотилкой приходятся на очистку (таблица 2).

В жалюзийных ветрорешетных очистках современных комбайнов активизацию процесса сепарации зернового вороха выполняет решетка, являющаяся продолжением транспортной доски и расположенная над верхним жалюзийным решетом. Однако такое предварительное разделение зернового вороха не всегда эффективно. При пониженной влажности (при пересохшей соломистой фракции) в молотильном аппарате комбайна увеличивается степень перебивания соломы и, как следствие, выход дополнительных соломистых фракций на очистку. Среди них, как правило, преобладает мелкая фракция. В процессе перемещения по транспортной доске ее частицы, достигнув края доски, в силу своих малых размеров не попадают на решетку, а поступают на верхнее жалюзийное решето сразу после схода с транспортной доски. Перемещение соломистой части вороха с транспортной доски на решетку и дальнейшее ее движение по всей поверхности решетки – процесс вероятностный, так как происходит он не только при колебании решетки, но и в зоне воздушного потока, создаваемого вентилятором. Вероятность попадания соломистой фракции на решетку зависит не только от ее размеров, но и от расположения частиц в процессе перемещения по поверхности транспортной доски. Если частицы по отношению к направлению движения расположены поперек и имеют длину большую, чем шаг решетки, то вероятность их попадания на ее поверхность и перемещения затем по всей ее длине увеличивается. Соломистые частицы, находящиеся под углом к пальцам решетки, смогут перемещаться по ней, если будут контактировать с рядом расположенными пальцами своими концами. Частицы же, расположенные вдоль направления движения, на решетку не попадают и поступают вместе с их мелкой фракцией на поверхность верхнего решета, способствуя существенному увеличению толщины слоя вороха. Вынос соломистых частиц воздушным потоком вентилятора с поверхности верхнего решета уменьшается, что приводит к ухудшению сепарации в самом слое вороха (прохождению зерна из верхних слоев в нижние, т. е. к поверхности решета).

Битое зерно увеличивает потери урожая и может привести к снижению стоимости зерна. В чем причина дробления и как избежать последствий этого явления? Ответ на этот вопрос вы получите в статье, предоставленной сельскохозяйственным институтом города Бингена, Германия.

Бичи молотильных барабанов заятавляют зерна быстрее продвигаться по молотилке. Если набравшие скорость зерна неудачно ударяются о подбарабанье, то они разбиваются. Процесс дробления зерна усиливается, если в молотилке отсутствует защитный слой соломы, то есть при неполной загрузке молотилки.

Проблеме дробления зерна при обмолоте начали уделять внимание всего лишь несколько лет назад. Факт, который мало кто знает - экономические потери, связанные с битым зерном, могут легко превзойти потери в клавишном или роторном механизме, или очистке. Все, что не покидает комбайн с соломой, попадает в зерновой бункер. Это может довольно прилично сказаться на продажной цене. Где-то в 2011 г. к дискуссии присоединились конструкторы и инженеры. Дело в том, что приблизительно в это же время на рынке увеличилась доля аксиальных комбайнов. В плане дробления зерна роторные комбайны показывают себя зачастую лучше, чем классические тангенциальные молотилки.

Действительно ли ротор обмолаживает бережнее?

Процессы, связанные с обмолом, в принципе, одинаковы у всех конструкций - это удар, трение и центрифугирование. Но в зависимости от агрегатов, используемых при обмолоте и сепарации, могут иметься существенные различия.

Клавишные комбайны с тангенциальной молотилкой производят обмолот в большей степени ударно. При этом неважно, имеют ли эти комбайны дополнительные сепарирующие роторы для сепарации в виде ускорителей (Claas, Sampo) или центробежных сепараторов (Deutz-Fahr, Fendt, John Deere, Massey Ferguson, New Holland). У всех комбайнов длина пути обмолота между молотильным барабаном и подбарабаньем ограничена. На этом участке происходит интенсивный обмолот и сепарация.
У гибридных комбайнов за тангенциальной молотилкой установлены аксиальные роторы (Claas Lexion Rotor, John Deere серии С). Эффективность сепарации остаточного зерна с помощью роторов во много раз выше, чем у клавишных соломотрясов. Поэтому, даже при конструктивно одинаковых молотилках в пространстве между декой и барабаном всегда будет находиться гораздо больше соломы, что уменьшает интенсивность дробления зерна.

И если молотилка настроена на слишком щадящий режим, то роторы домолачивают все еще остающиеся зерна - это большое преимущество данной конструкции по сравнению с клавишными соломотрясами.

Аксиальные комбайны могут иметь один ротор, как, например, у компаний Case, Fendt, John Deere или Massey Ferguson, или два ротора - New Holland.

Роторы принимают массу и осторожно перемещают ее по спирали. В связи с этим процесс обмолота происходит в большей степени за счет трения, а не за счет ударов. Благодаря чему, само зерно обрабатывается в щадящем режиме, но при этом сильно стирается солома.

Точно так же, как и у тангенциальных молотильных аппаратов, комбайнер и здесь может изменять частоту оборотов ротора и величину зазора подбарабанья, не покидая кабины.

Уже в ходе тестов проводимых в 70-х годах было установлено, что аксиально-роторные комбайны меньше дробят зерна, чем комбайны с обмолотом тангенциального типа. Доля битого зерна у них редко превышает 1%, даже если комбайнирование ведется в жестком режиме, то есть с большой частотой оборотов ротора и малым молотильным зазором.

Комбайны с тангенциальной системой обмолота и клавишным соломотрясом ведут себя по-другому. Если нужна высокая пропускная способность, то обмолот ведут в жестком режиме. то есть при малом молотильном зазоре и большой частоте оборотов барабана. Тогда при окружной скорости барабана в 33 м/сек количество точек удара (частота ударов бичей умноженная на число планок подбарабанья) составит 135 тысяч. Риск повреждения зерна, соответственно, возрастает. У комбайнов аксиального типа этого не происходит, так как зерно не ударяется прямолинейно по планкам подбарабанья.

При правильной настройке - не более 1% битого зерна

В испытательном центре DLG в ходе многочисленных проверок комбайнов, проводимых с начала 80-х годов, доля битого зерна у комбайнов с клавишным соломотрясом превышала 11%. Это, в принципе, вполне реально, если при низкой влажности зерна комбайн настроен исключительно на максимальную пропускную способность. С экономической точки зрения такая процентная доля битого зерна экономически не выгодна.

То, что при соответствующей настройке хорошие результаты покажет и клавишный соломотряс, подтверждают и собственные результаты института. Иногда доля битого зерна была меньше 1%.

Фермеры м сельхозподрядчики, пересевшие с комбайнов с клавишными соломотрясами на гибридные, как правило, были приятно поражены нижкой долей битого зерна. Даже при схожей настройке молотилки, такой же, как у комбайнов с клавишным соломотрясом, процентная доля битого зерна у этих комбайнов при прочих равных условиях меньше. Это может быть обусловлено только более толстым слоем материала в молоттильном зазоре - солома смягчает.

А если производить обмолот в еще более мягком режиме с молотильным зазором, увеличенным на 2-3 мм и окружной скоростью барабана, уменьшенной на 3-5 м/сек, то качество работы будет почти как у аксиальных комбайнов. Даже при влажности зерна около 12% доля дробленного зерна и в этом случае будет меньше 1%.

Дискуссии о том, что аксиальные комбайны имеют, в принципе, меньший процент дробленного зерна, чем клавишные или гибридные, не всегда приемлемы. Хотя опасность ведения обмолота в очень жестком режиме у тангенциальной молотилки выше, профессиональные комбайнеры вновь и вновь доказывают, что высокое качество зерна может быть получено как тангенциальными, так и гибридными комбайнами. Перед настройкой комбайна комбайнер должен оценить условия уборки. В этом ему может помочь общеизвестный прием растирания колоса. Опытный комбайнер сразу увидит, в каком режиме нужно убирать хлеба - в мягком или жестком. Трудности возникают при легко отделяющихся больших зернах в середине колоса и зернах, прочно сидящих у основания и (или) кончике колоса. Тогда настройка превращается в балансирование между дроблением зерна и потерями при обмолоте, а также неотделившейся половой.

Зачастую во внимание не принимается влияние влажности зерна. А ведь чем ниже его влажность, тем более твердым и хрупким становится зерно, и тем больше вероятность его дробления! У большинства хлебных злаков процентная доля битого зерна возрастает при прочих равных условиях при влажности зерна ниже 13-14%. Однако склонность зерна к дроблению может зависеть и от сорта.

Часто комбайнер настраивает молотилку на слишком жесткий режим

У многих комбайнов молотилка настроена на слишком жесткий режим. Как правило, именно неопытный комбайнер действует по принципу "кашу маслом не испортишь" и устанавливает частоту вращения барабана повыше, а молотильный зазор поменьше, считая, что уж в этом случае зерно будет вымолочено полностью, да и с производительностью все будет в порядке. Конечно, отделение зерна в подбарабанье при возрастании числа оборотов молотильного барабана улучшается. При спелых хлебах и низкой влажности зерна зазор молотильного барабана должен быть увеличен во избежание дробления зерна.

В зависимости от системы, базовые настройки комбайнов могут сильно отличаться друг от друга. При этом комбайнов с клавишным соломотрясом и стандартными молотилками или молотилками с центробежными сепаратором называют для пшеницы, как правило, окружную скорость молотильного барабана от 23 до 35 м/сек. Это соответствует (в зависимости от диаметра молотильного барабана от 45 до 75 см) частоте вращения от 1000-600 об/мин до 1500-900 об/мин. В мощных комбайнах лучше всего использовать уже сохраненные в памяти компьютера базовые настройки, т.к. перепрограммирование с помощью инструкции по эксплуатации может привести к ошибкам.

Молотилки с ускорителем настраивают на меньшие окружные скорости - от 23 до 25 м/сек, что в зависимости от диаметра барабана от 45 до 60 см соответствует частоте вращения от 980-730 об/мин до 1060-800 об/мин. Опираясь на настройки стандартной молотилки часто настраивают на слишком жесткий режим.

Для молотилок аксиального типа изготовители рекомендуют базовые установки от 30 до 37 м/сек. При диаметре ротора от 43 до 80 см это соответствует частоте вращения от 1300 - 750 об/мин до 1650-900 об/мин. Роторы развивают максимальные окружные скорости до 44 м/сек, при которых зерно в обычных комбайнах давно было бы раздроблено.

Как можно предотвратить дробление зерна?

Хорошие комбайнеры контролируют результат обмолота. К сожалению, это не всегда легко осуществлять при измельчении соломы. Но и в этом случае можно сделать короткую остановку, выключить комбайн, и через люк, ведущий к клавишам, взять пробу соломы. Или же солому на каком-то коротком отрезке укладывают в валок, а после контроля и настройки комбайна заново подбирают и измельчают. Затраченные при этом время и силы, как правило, полностью себя оправдывают. Есть еще один признак, свидетельствующий о наличии большого количества битого зерна - поврежденные мучнистые тела придают обмолоченной массе в бункере беловатый оттенок.

В распоряжении комбайнера имеется определенный набор возможных действий. Руководствуясь своим чутьем, он должен найти оптимальное значение. Какое бы действие он не совершал, нужно помнить, что датчики здесь не помогут.

Увеличить скорость движения при условии, что комбайн работает без потерь. На первый взгляд это может показаться необычным. Но при увеличеной пропускной способности в молотильном зазоре будет находиться больше соломы, и интенсивность дробления зерна уменьшится.

Как правило, улучшить производительность и качество одновременно можно лишь до определенных пределов. В основном, в зависимости от условий уборки, остается лишь более мягкий обмолот - уменьшение числа оборотов барабана и увеличение зазора подбарабанья.

Уменьшить частоту вращения барабана, если силы связи зерна с колосом все еще велики. Во избежание потерь при обмолоте необходимо оставить молотильный зазор небольшим.
Увеличить молотильный зазор, если зерно лучше созрело.
По возможности отключить шасталку. После уборки озимого ячменя комбайнеры очень часто забывают отключить шасталку. Она уменьшает площадь подбарабанья и, тем самым, сепарацию зерна. И, вследствие большого трения, увеличивается доля битого зерна.

Но торопиться с этим не следует. Вполне возможно, что на пшенице и тритикале разумнее будет использовать шасталку. Если прочно сидящие зерна пшеницы вымолачиваются с трудом и только с неотделившейся половой, или же доля кусочков поломанных колосьев тритикале в сходе слишком велика, то с помощью подключения шасталки качество работы может быть улучшено (по меньшей мере доля битого зерна останется прежней). Для этого комбайнер должен, как правило, увеличить молотильный зазор.

Демонтировать планки: многие комбайны серийно оборудованы дополнительными поперечными планками на случай экстремальных условий уборки. Для нормальных условий уборки зерновых и рапса они не нужны, поэтому эти планки должны быть демонтированы. Любой комбайнер должен помнить эти основные правила перед первым выездом в поле.
Минимизировать сход путем подбора подходящего размера отверстий верхнего и нижнего решета, т.к. дробление зерна происходит не только в молотилке. Частенько причиной дробления является наличие слишком большой доли чистого зерна в сходе. Дело в том, что эти зерна вновь могут быть подвержены повреждениям. В устройствах домолота комбайнеры часто забывают заменить элементы для трудно обмолачиваемых культур на простые металлические направляющие, что опять же может усиливать процесс дробления зерна.

Дробление зерна: правильная оценка потерь

Какова же доля битого зерна в действительности? Чтобы определить это значение, нужно взять пробу из бункера - взвесить 100 г зерна и вручную отобрать поврежденные зерна. Затем необходимо определить их процентную долю в данной пробе. Этот метод получил общее признание и широкое применение.

И все-таки, сколько же битого зерна остается на поле после прохода комбайна. В литературе часто встречается мнение, что в бункере находится только 50% битого зерна, при этом соотношение доли битого зерна в бункере к потерям равно 1:1.

Если в соответствии с этим методом увеличить вдвое максимальные 11%, приведенные центром DLG, то получится, что тестируемый комбайн действительно выдает 22% битого зерна. Сколько же битого зерна останется на поле, нельзя определить на основе каких-либо теоретических рассуждений.

Обычному практику лучше всего проводить измерения, воспользовавшись какой-ниюудь измерительной чашей.

В экспериментах с комбайном с клавишным соломотрясом и высокой долей битого зерна, обусловленной сознательным использованием жесткого режима обмолота, соотношения долей битого зерна в бункере к потерям на поле колебалось от 11:1 до 1,4:1. И чем выше была общая доля битого зерна, тем большее его количество находилось и в зерновом бункере комбайна.

В зависимости от конструкции и настройки комбайна эти соотношения могут меняться. Даже при, казалось бы, чистой работе значение потерь зерна может быть достаточно высоким вследствие наличия высокой доли битого зерна и муки в общей массе. Поэтому приблизительный подсчет общего результата при других условиях уборки и других комбайнах не всегда приемлем.

Подводим итоги

Качество зерна обусловлено в большей степени настройкой комбайна, чем системой обмолота.

С помощью аксиальных комбайнов, действительно, можно получить незначительную долю битого зерна - меньше 1%. Это, однако, возможно и при оптимальной настройке как тангенциальных, так и, прежде всего, гибридных комбайнов. В связи с тем, что конструкция тангенциальных комбайнов рассчитана как на экстремально тяжелые, так и влажные условия уборки, комбайнер может сделать больше ошибок при их настройке для работы в сухих условиях, что ведет к увеличению битого зерна.

Для оценки потерь комбайна важно учитывать как долю битого зерна в бункере, так и потери зерна за комбайном. Результаты экспериментов показывают, что при этом нельзя рассчитывать на какие-либо простые правила. Кроме конструкции очистки и условий уборки, решающей при этом является настройка комбайна - самая большая доля битого зерна оказывается, как правило, в бункере.

Чтобы избежать высокой доли битого зерна, комбайнер может использовать различные варианты настройки. Но, чтобы ее оптимизировать, он должен хорошо знать результат применения всех вариантов. В связи с тем, что именно новичок часто сам не может правильно оценить параметры настройки, тангенциальные молотилки в комбайнах, как правило работают в очень жестком режиме. Здесь может помочь полученный по телефону совет опытного комбайнера или же использование настройки современных информационных систем по оптимизации.

Некоторые зерна при уборке и послеуборочной обработке зерна (ПОЗ) получают механические повреждения. Их подразделяют на две группы: дробление зерна и микроповреждения. При дроблении зерно раскалывается вдоль или поперек, появляются плющеные зерна.

При микроповреждениях у зерен может быть или выбит зародыш, или повреждены оболочки, или частично затронут эндосперм.

При уборке урожая степень повреждения зерна пшеницы, в зависимости от его состояния к моменту уборки и типа применяемого комбайна, по количеству дробленых зерен колеблется от 0,6 до 2,5% и по количеству зерен с микротрещинами - от 15,5 до 31,9%. В отдельных случаях при уборке урожая дробленых зерен бывает 1012% и зерен с микроповреждениями - 30-50% и даже 85%.

Травмирование зерна происходит также при послеуборочной обработке зерна, перемещении его различными механизмами при приемке и хранении, при загрузке и отгрузке его в железнодорожные вагоны и другие транспортные средства.

Трещиноватость - один из видов механических повреждений. Ее определяют для риса и кукурузы. Трещиноватость появляется в результате неблагоприятных условий уборки, при нарушении режимов сушки и хранения. Трещины могут быть крупными, видимыми невооруженным глазом, и мелкими, внутренними, неразличимыми при осмотре. Трещиноватость определяют в навеске зерна 5 г, осматривая каждое зерно невооруженным глазом и при помощи лупы. Внутренняя трещиноватость может быть выявлена при испытании зерна на прочность, а также при просвечивании в диафаноскопе.

Из-за трещиноватости риса усложняется переработка зерна, увеличиваются производственные потери, уменьшается выход крупы и увеличивается выход менее ценной дробленой крупы.

Все виды механических повреждений, получаемых при уборке, ПОЗ и хранении, отрицательно влияют на качество и состояние зерна. У зерен с микроповреждениями снижается всхожесть, а выращенные из них растения менее продуктивны.

Поврежденные зерна более интенсивно дышат, что увеличивает биологические потери в период послеуборочного дозревания и хранения. При нарушении покровных тканей создаются благоприятные условия для развития микроорганизмов и вредителей. Все это способствует снижению сохранности зерна, ухудшению его качества.

Механические свойства зерна характеризуют способность его сопротивляться разрушению с одновременным изменением формы, то есть упруго и пластически деформироваться под действием внешних механических сил.

При переработке в муку, крупу зерно подвергается различным видам механического воздействия. Интенсивность этих воздействий, их технологический эффект, количество и качество вырабатываемых продуктов находятся в тесной связи с механическими свойствами зерна. Очень сильное влияние на прочность зерна и связанные с ней показатели удельного расхода энергии, процента извлечения эндосперма оказывает влажность. Сухое зерно имеет свойства хрупкого, а влажное - пластичного тела. Повышение температуры увеличивает прочность зерна. При понижении температуры зерно становится более хрупким и легко разрушается.

В последние годы Россия успешно наращивает производство зерновых культур, а также объемы их экспортных поставок. Однако наряду c успехами отрасли наблюдается тенденция снижения качества получаемого сырья по уровню содержания в нем клейковины и белка, а также увеличение доли зерна, зараженного продуктами жизнедеятельности грибов и вирусов.

Нередко сырье оказывается пораженным афла- и микотоксинами, являющимися сильнодействующими ядами. При превышении допустимого уровня их содержания зерно нельзя использовать даже на корм животным, поскольку при попадании в организм данные вещества могут вызывать различные тяжелые заболевания и приводить к смерти. Существует несколько способов попадания этих и других грибов в зерновое сырье, причем один из них — травмирование зерна зерноуборочными комбайнами с молотильными устройствами бильного типа.

Наибольшие повреждения семенам обычно наносят однобарабанные молотильные аппараты. К примеру, в подобных устройствах комбайнов семейств Acros и Don диаметр барабана составляет 800 мм, а рекомендуемая частота его вращения на уборке пшеницы — 700–800 об/мин. В результате по хлебной массе, имеющей скорость на выходе из наклонной камеры 3,2 м/с, ударяют бичи барабана, окружное значение перемещения которых при принятом режиме составляет 29,5–34 м/с. При этом ударный импульс, воздействующий на обмолачиваемое сырье, равняется произведению его массы на разность между окружной скоростью барабана и ее скоростью на выходе из наклонной камеры. Так как потеря энергии этим рабочим органом компенсируется мощностью, подводимой от двигателя, а модуль упругости зерна на четыре порядка меньше данного показателя у стали, из которой изготовлены бичи барабана, то вся выделенная при ударе кинетическая энергия поглощается обрабатываемой массой. При этом величина приращения скорости в процессе удара достигает 31 м/с.

При скорости движения комбайна, равной одному метру в секунду, густоте посевов в 600 тыс. раст/га и ширине захвата жатки семь метров на вход молотильного барабана поступает ежесекундно 4200 растений, которые распределяются по его длине. При увеличении скорости перемещения машины в 1,5 раза пропорционально возрастает количество материала, подаваемого в молотильное устройство. Безусловно, убираемая масса представляет собой не отдельный сноп, а непрерывный поток, но нарастание толщины его слоя наблюдается уже при поступлении сырья в наклонную камеру. В однобарабанной молотильной системе из-за малой площади обмолота, зависящей от диаметра барабана, его ширины и угла охвата деки, для обеспечения вымолота зерна реализуется более жесткий режим воздействия на собранную массу, в результате чего увеличение степени ее сжатия становится более интенсивным.

Например, длина деки комбайнов Acros ранних модификаций составляет 0,93 м. Ее малая длина и большая разность в скорости материала, поступающего на обмолот, и окружной скорости барабана выступают основными причинами возникновения жесткого режима обработки сырья, приводящего к высокой степени травмируемости зерна. Для повышения качества работы молотильного устройства в наклонной камере некоторых моделей машин из данного семейства производителем был установлен разгонный битер. Однако наибольшие достигнутые параметры однобарабанных МУ по-прежнему не слишком велики: диаметр барабана составляет около 800 мм, угол охвата — 130º, а ширина молотилки приближается к 1700 мм.

Кроме конструктивных особенностей, присущих комбайнам традиционной компоновки, на степень повреждения зерна оказывают значительное влияние организационно-экономические факторы. Большинству хозяйств страны не хватает уборочной техники для сбора урожая в агротехнические сроки, а увеличение продолжительности пребывания хлебов на корню после достижения стадии полной спелости приводит к потерям зерна вследствие его осыпания и снижения качества. В этих условиях некоторые руководители допускают функционирование однобарабанных комбайнов при режимах, превышающих рекомендуемые нормы в 1,5–2 раза, что приводит к еще большему уровню травмируемости зерна. Подобные решения также во многом обусловлены существующей системой оплаты труда механизаторов и энергетическими возможностями современных комбайнов, оснащаемых двигателями с большим запасом мощности.

Вторая разновидность комбайнов с бильными рабочими органами — двухбарабанные уборочные машины. В данных молотильных системах, реализованных в конструкциях современной техники, используется общая идея снижения ударного воздействия на хлебную массу, поступающую в молотилку. К отечественному варианту подобного агрегата относится зерноуборочный комбайн RSM 161. В нем реализованы инновации, применяемые в двухбарабанных конструкциях современных уборочных машин ведущих сельхозмашиностроительных фирм, а также собственные технические решения российского производителя, защищенные пакетом сертификатов на изобретения, включающим свыше 20 патентов. В этом комбайне обмолачивающее устройство состоит из барабана, подбарабанья с гидравлическим приводом изменения молотильного зазора, транспортирующего и отбойного битеров, а также сепаратора с декой. Перед подачей на обмолот собранная масса разравнивается и ускоряется в наклонной камере битером. Помимо этого, молотильная система RSM 161 оснащена специальным устройством, обладающим гибкой декой с автоматическим электронным регулированием зазоров на всем протяжении обмолота. Отделение зерна от колосьев и сепарация на данной технике осуществляются на площади 3,3 кв. м, а ширина молотилки составляет 1650 мм. По данным разработчиков, производительность комбайна за час основного времени достигает 40 т.

В двухбарабанном молотильном устройстве ударный импульс, получаемый хлебной массой, разделяется на две части. На первом этапе обмолота величина этого показателя равна ее произведению на разность окружной скорости барабана-ускорителя, достигающей 20 м/с, и скорости массы, равной 3 м/с, на ее выходе из наклонной камеры. Во втором периоде процесса обмолота величина ударного импульса, влияющего на сырье, соответствует ее произведению на разность окружной скорости молотильного барабана, составляющей 34 м/с, и скорости массы на выходе из барабана-ускорителя. Очевидно, что если максимальное значение импульса в каждом из двух этапов обмолота не превысит его критический, разрушающий показатель, то травмирования сырья не произойдет. Так как при воздействии ускорителя на обмолачиваемый материал часть зерна выделяется, то масса, поступившая после этого рабочего органа, уменьшается. В результате максимальный ударный импульс, влияющий на обмолачиваемое растительное сырье в двухбарабанной молотильной системе, существенно снижается по сравнению с этим показателем, получаемым в однобарабанном устройстве.

Молотильно-сепарирующая система в комбайне GS16 выполнена по схеме, аналогичной применяемой модели в конструкциях комбайнов Tucano 580, 570 и 560. Сепарирующее устройство машин зарубежной серии имеет роторный тип, а у агрегата GS16 оно выполнено в виде двух роторов. При этом в МСУ комбайнов GS14 и GS12, Lexion 670 и 650, а также Tucano 450, 440, 430, 340 и 320, реализованы двухбарабанные молотильные устройства в сочетании с классической схемой сепарации в виде клавишного соломотряса. Более того, в системе обмолота комбайнов Lexion 670 и 650 предусмотрены многоступенчатые настройки путем активации пассивных бичей-шасталок основного подбарабанья и пластин перекрытий предварительного подбарабанья. Современные машины с двухбарабанными молотильными устройствами снабжены развитыми системами гидравлических и механических приводов для регулирования зазоров между ускорительным и основным барабанами, частоты их вращения, а также компонентами, позволяющими получать информацию о реализуемых процессах транспортирования, обмолота, сепарации и очистки убираемой массы. Компанией Claas запатентованы и выпускаются навигационные системы сбора данных о текущем состоянии убираемого массива по длине гона. На основе получаемой в реальном времени информации с помощью специальных компьютерных программ применяется разработанная система автоматического управления уборочным процессом.

Таким образом, двухбарабанные МУ, снабженные ускорителями массы для ее разгона до контакта с молотильным барабаном, обеспечивают более мягкое воздействие на основной выделяемый продукт, то есть зерно, по сравнению с однобарабанными механизмами. Наличие в них дополнительных элементов, позволяющих осуществлять оперативное изменение зазоров между барабаном, декой и ее участками, а также изменять ее живое сечение, обеспечивает более высокое качество сепарации сырья еще в молотильном устройстве и снижение степени травмирования зерна. Однако реализация принципа ударного воздействия на обмолачиваемую массу в двухбарабанных молотильных системах не позволяет добиться полного исключения дробления и микроповреждений.

В последние годы активно предпринимаются попытки создания молотильных устройств с нестандартными методами воздействия на убираемую хлебную массу. Сегодня необходимость в таких разработках очень велика. По-прежнему при проведении приемочных испытаний комбайнов стандартом не предусмотрена оценка степени повреждения сырья, а определяется только уровень его дробления. Однако у травмированного зерна, получившего микроповреждения и трещины при обмолоте, снижается всхожесть, а при хранении в нем развиваются патогенные микроорганизмы. В результате их жизнедеятельности происходит заражение сырья афла- и микотоксинами, что зачастую не позволяет получить качественный семенной материал. Кроме того, при достижении определенного уровня концентрации токсинов зерно оказывается непригодным не только для производства хлебопекарных изделий, но и для скармливания животным. Некоторые из разрабатываемых прототипов молотильных устройств, практически не травмирующих зерно, имеют хорошие перспективы для последующего внедрения на уборочных машинах, однако данные механизмы требуют дальнейшего изучения и опытных испытаний.

Читайте также: