Классификация типажа кормоуборочных комбайнов И.И. Пиуновский, В.Р. Петровец, С.Н. Бобыренко

Реферат

Уборку трав и силосных культур с измельчением на зеленый корм, силосную и сенажную массу выполняют специальными кормоуборочными комбайнами. При заготовке зеленой массы для закладки силоса или подкормки кормоуборочные комбайны скашивают растения, измельчают их и загружают в транспортное средство. Наибольшее распространение из силосных культур получила кукуруза. При приготовлении сенажа кормоуборочные комбайны, как правило, подбирают провяленную и сформированную в валках траву, измельчают и грузят в транспортное средство.

Комбайны являются сложными машинами, поэтому, кроме указанных основных операций, они выполняют вспомогательные действия: сужение потока скошенных растений, уплотнение растительной массы перед подачей в измельчающий аппарат, транспортировку воздушным потоком измельченной массы по силосопроводу, направленному в кузов транспортного средства.

Конструктивная схема кормоуборочного комбайна определяется типом рабочих органов для выполнения основных операций (скашивания или подбора, измельчения, транспортировки) и видом ходовой установки-шасси (самоходной, прицепной, навесной, полунавесной).

По типу движетеля шасси комбайны подразделяются на колесные (наиболее распространенные) и гусеничные (предназначенные для работы на переувлажненных почвах).

В кормоуборочных комбайнах для скашивания растений применяются жатки с сегменто-пальцевым режущим аппаратом, с сегментным беспальцевым режущим аппаратом, с ротационным режущим аппаратом, а также ручьевые (рядковые) жатки.

Подбор травы из валков комбайны выполняют с помощью подборщиков барабанного типа. Для измельчения растений используются цилиндрические (многоножевые) барабаны с противорежущей пластиной (брусом) и дисковые измельчители. Для транспортирования измельченной массы по силосопроводу комбайны оборудуются швырково-пневматическими транспортерами, с ускорителем выброса или без него и транспортерами скребкового типа. Для уплотнения (подпрессовки) растений перед подачей в измельчающее устройство применяются вальцовые питающие аппараты.

Анализ источников.

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/kormouborochnaya-tehnika/

Известна классификация кормоуборочных комбайнов по их пропускной способности, но этот показатель не может быть признан определяющим, так как кормоуборочный комбайн имеет различную пропускную способность в зависимости от физико-механических свойств измельчаемого материала. Поэтому целесообразно классификацию кормоуборочных комбайнов проводить по параметру, который постоянный для данного образца машины. Таким параметром является установленная мощность двигателя. В самоходных комбайнах это двигатель, установленный на шасси машины. В навесных, полунавесных и прицепных кормоуборочных комбайнах принимается мощность двигателя трактора, с которым агрегатируется комбайн [1, 2, 3, 4].

24 стр., 11886 слов

Основы аэродинамики летательных аппаратов

... 1 ПЛАН-ГРАФИК прохождения учебного материала по дисциплине «Основы аэродинамики летательных аппаратов» № Недели Темы лекций Реферат Лабора- Практич. торные занятия работы 01.09-03.09 Т-1. Введение и ... основные положения 1. аэродинамики ЛА (2 часа) Т-2. Аэродинамические и ...

Объектом исследований приняты освоенные мировой промышленностью кормоуборочные комбайны, основные технические характеристики которых приведены в таблице 1. Учитывая, что кормоуборочные комбайны предназначены для работы на уборке различных по своим свойствам кормовых культур, необходимо знать пропускную способность каждого комбайна на различных культурах. В зарубежной практике принято характеризовать комбайны по пропускной способности при уборке кукурузы на силос, а для других культур необходим перерасчет пропускной способности [1, 2].

Анализом данных (табл. 1) пропускной способности измельчающего аппарата комбайнов на измельчении свежескошенной травы в зависимости от пропускной способности при измельчении кукурузы получено следующее выражение:

уз·м=0,6ук, (1)

где уз·м — пропускная способность измельчающего аппарата комбайна при уборке зеленой массы травы, кг/с; ук — пропускная способность измельчающего аппарата комбайна на уборке кукурузы, кг/с.

Таблица 1 — Техническая характеристика кормоуборочных комбайнов

Фирма изготовитель, модель

Мощность двигателя, кВт

Пропускная способность, кг/с

Масса, кг

Производительность за час основного времени, т

по силосной массе из кукурузы

по сенажной массе

по зеленой массе

с кукурузной жаткой

с подборщиком

с жаткой для травы

при уборке силосной массы кукурузы

при уборке сенажной массы

при уборке зеленой травы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Zweegers Zonez MH 80

22

3,5

2,67

2,10

398

358

178

11,3

8,6

6,8

New Hollang 718

40

6,4

4,26

3,84

1323

1192

1259

20,7

13,8

12,4

КПИ-2,4

44

7,0

4,57

61,8

3900

3510

3705

22,7

14,8

15,7

Zweegers Zonez MH 160

55

8,8

5,48

5,28

817

753

792

28,5

17,8

17,1

Taarup 105

55

8,8

5,48

5,87

1096

986

1041

28,5

17,8

17,9

New-Idea 660

70

11,2

6,58

6,72

1682

1513

1631

36,3

21,3

21,8

Taarup 605 B

74

11,8

6,25

7,08

1910

1719

1814

38,2

20,2

22,9

Kemper Champion 1200

80

12,8

8,13

8,68

1860

1175

1350

41,2

26,3

29,9

Fox Bzady 4310

92

14,7

8,27

8,82

2810

2529

2669

47,6

26,8

28,7

Zweegers Zonez MH 320

103

16,5

8,89

9,90

1697

1527

1612

53,5

28,8

31,1

New-Idea 680

105

17,1

9,16

10,3

1868

1681

1775

55,4

29,7

39,4

New Hollang 790

110

17,6

9,91

10,6

1753

1578

1665

57,0

32,1

34,3

Гомсельмаш КДП-3000

110

17,6

9,34

10,6

4350

3975

4132

57,0

30,4

34,3

Гомсельмаш КПКУ-75

121

19,4

10,1

11,6

5500

4950

5255

62,8

32,7

37,6

Fortschritt E 281

125

20,0

10,4

12,0

5480

5370

6130

64,8

33,7

38,9

Heston 7155

129

20,6

10,6

12,4

2174

1957

2109

66,7

34,3

40,2

New Hollang 1600

132

21,1

10,8

12,7

3832

3449

3640

68,4

35,0

41,2

John Deere 3970

140

22,4

11,4

14,4

2400

2160

2280

42,6

36,9

43,4

Fox-Brady 6460

147

23,5

11,7

14,1

6228

5605

6041

76,1

37,9

45,7

Гомсельмаш КСК-100А

147

23,5

11,7

14,1

8690

7621

8255

76,1

37,9

45,7

Fortschritt E 282

162

25,9

12,6

15,5

8895

8015

8850

83,9

40,8

50,2

Fox-Brady 6860

167

26,7

12,9

16,0

6874

6187

6668

86,5

41,8

53,8

New-Iden 868

172

27,5

13,2

16,5

7097

6387

6884

89,1

42,8

53,5

John Deere 4720

173

27,7

13,3

16,6

4008

3607

3888

89,8

41,1

53,8

Гомсельмаш К-Г-6

180

28,8

13,7

17,3

9250

8325

8979

93,3

44,4

56,1

Heston 7165

184

29,4

14,0

17,6

2459

2213

2385

95,3

45,4

57,0

Massey Fergus-san 684

184

29,4

14,0

17,6

5743

5243

5573

95,3

45,4

57,0

Kemper Champion 3000

184

29,4

14,0

17,6

2200

1480

2134

95,3

45,4

54,0

John Deere 6610

184

29,4

14,0

17,6

9950

8595

9264

95,2

45,4

54,0

Claas Jaguar 690

206

330

15,3

18,8

9090

8181

8173

106,9

49,6

60,9

John Deere 5830

213

34,1

15,7

20,5

7456

6710

7307

110,5

50,9

66,4

Gehe CB 1226

221

35,4

16,2

21,2

2825

2542

2740

114,7

52,8

68,7

Claas Jaguar 820

228

39,0

17,4

23,4

9250

8325

8972

126,4

56,4

75,8

Heston 7730

228

36,5

16,5

21,4

13854

12469

13458

118,3

53,5

69,3

John Deere 7610

228

36,5

16,5

21,9

9870

8883

9573

118,3

53,5

71,0

New Hollang 2100

239

38,4

17,2

23,0

8765

7888

8502

124,4

55,7

75,5

Claas Jaguar 840

262

41,9

18,4

25,1

9600

8670

9312

135,8

59,6

81,3

John Deere 6810

265

32,8

15,2

17,7

10170

9153

9865

106,3

49,2

57,4

Case IH Mammut 6900

274

35,8

16,7

21,5

7310

5962

6900

116,0

54,1

69,7

John Deere 6910

301

39,1

17,4

23,5

10200

9180

9936

126,7

58,0

76,1

Claas Jaguar 860

305

39,6

17,6

23,8

10200

9180

9996

128,3

57,0

77,1

Case IH

310

40,3

17,9

24,5

13800

12420

13524

120,6

56,9

79,4

Mengele SF 7000

320

41,6

18,3

25,0

10000

9850

5800

134,8

53,3

81,0

Гомсельмаш КВК 800

331

43,0

18,9

25,8

12835

11952

12578

139,3

61,2

83,6

Claas Jaguar 880

354

46,0

19,8

27,6

10200

9180

9996

149,0

64,2

83,9

Case IH Mammut 7400

355

46,2

19,9

27,7

10250

9260

10050

144,7

64,5

89,7

Claas Jaguar 900

445

57,9

23,7

34,7

10440

9396

10231

187,6

76,8

112,4

Как следует из формулы (1), пропускная способность комбайна при измельчении зеленой травы, используемой для подкормки животных, содержащихся на ферме, прямо пропорциональна пропускной способности комбайнов при измельчении кукурузы, убираемой на приготовление силоса.

При измельчении травы, провяленной до влажности сенажной массы (40-50%), пропускная способность измельчающего аппарата в отличие от пропускной способности на кукурузе при уборке ее на силос имеет степенную зависимость следующего вида:

усен=ук0,78, (2)

где усен — пропускная способность измельчающего аппарата кормоуборочного комбайна при подборе провяленной травы для приготовления сенажа, кг/с.

Коэффициенты 0,6 и 0,78 в уравнениях (1) и (2) являются эмпирическими величинами, которые характеризуют их средние значения и зависят от физико-механических свойств кормовых материалов.

Другой особенностью использования кормоуборочных комбайнов для обеспечения пропускной способности измельчающего аппарата является необходимость подавать требуемый объем растительной массы. Для загрузки измельчающего аппарата высокопроизводительного комбайна на уборке кукурузы урожайность ее должна быть не менее 300-350 ц/га при ширине захвата 5-6 метров и рабочей скорости 8-10 км/ч.

При этом пропускная способность по кукурузе составляет 42-46 кг/с. При уборке зеленой травы такой комбайн обеспечивает пропускную способность 25-28 кг/с, а сенажной массы — 16-18 кг/с. При уборке травы на зеленый корм с урожайностью травы не менее 220-240 ц/га ширина захвата жатки должна быть 6 метров и рабочая скорость не менее 10 км/ч. При заготовке зеленой подкормки жатка шириной захвата 6 метров должна быть смонтирована на комбайне, а при заготовке сенажной массы жаткой такой ширины захвата скошенная трава должна быть уложена в валок для провяливания до сенажной влажности. Однако, учитывая, что траву необходимо убирать из многолетних и однолетних растений, промежуточных посевов и вторыми укосами, достигнуть урожайности более 220 ц/га не всегда удается. Как правило, средняя урожайность многолетних трав составляет 160 ц/га, однолетних и промежуточных посевов — 110 ц/га, а при повторных укосах — до 60 ц/га, поэтому для загрузки измельчающего аппарата энергонасыщенных комбайнов необходимо формировать валки из скошенной косилками травы с ширины захвата 10-15 метров граблями или валкообразователями-сдваивателями или использовать на уборке трав с пониженной урожайностью кормоуборочные комбайны меньшей энергоемкостью и не в самоходном исполнении, а агрегатируемых с трактором. Так, для среднего модельного хозяйства страны на ближайшую перспективу для заготовки кормов из трав и силосных культур с измельчением необходимо иметь два типа кормоуборочных комбайнов: один — с пропускной способностью по кукурузе на силос 42,6 кг/с в самоходном исполнении с мощностью установленного двигателя 315 кВт, второй — с пропускной способностью по кукурузе 16 кг/с в прицепном, полунавесном и навесном исполнении в агрегате с трактором мощностью двигателя не менее 106 кВт [5, 6].

Методы исследования.

Если классификация типажа машин для заготовки кормов из трав и силосных культур применяется по размерам рабочих органов: у косилок [7] и граблей по ширине захвата, в пресс-подборщиках — по размерам камер прессования, у прицепов для подбора и транспортировки кормовой массы — по объему кузова, — то кормоуборочные комбайны классифицируются по мощности двигателя, установленного на шасси самоходного комбайна или трактора, с которым агрегатируется комбайн. От мощности двигателя (на привод рабочих органов комбайна) зависит масса машины, пропускная способность измельчающего аппарата и производительность комбайна.

Используя зависимости изменения массы и пропускной способности измельчающего аппарата кормоуборочных комбайнов, освоенных промышленностью советских времен, в Республике Беларусь и ведущих фирм дальнего зарубежья, графо-аналитическим методом определены эмпирические формулы этих закономерностей. Производительность комбайнов за час основного времени работы определялась расчетным путем — умножением пропускной способности на коэффициент неравномерности подачи кормовой массы в измельчающий аппарат, равный в среднем 0,9 [8].

Для определения производительности кормоуборочного комбайна в гектарах принимается урожайность многолетних трав 200 ц/га, а кукурузы на силос — 350 ц/га. При определении производительности в час эксплуатационного времени производительность за час основного времени умножается на коэффициент 0,6, учитывающий техническое состояние комбайна, простой на обслуживание и ремонт, другие остановки организационного порядка и простой за счет времени замены груженого транспорта на порожний.

Основная часть

Технико-технологическими параметрами, определяющими типаж кормоуборочных комбайнов, являются масса машины, пропускная способность измельчающего аппарата и производительность за час основного времени работы. Закономерности изменения этих параметров от мощности двигателя (на привод рабочих органов) и поступательное движение агрегата в графическом виде приведены на рисунке 1а, б и 2, а.

а) б)

Рис. 1 — Зависимость от установленной мощности двигателя: а) массы машины; б) пропускной способности -о-о- — заготовка силоса из кукурузы;

  • Д- Д- — заготовка сенажа;
  • ?-?- — уборка зеленой массы травы; -?-?- — машины: поставки в советские времена и изготавливаемые промышленностью Республики Беларусь

Технико-технологические параметры кормоуборочных комбайнов, освоенных промышленностью, в зависимости от мощности двигателя изменяются также от назначения машин: для уборки кукурузы за счет ручьевой жатки и физико-механических свойств силосной массы, для заготовки сенажа за счет подборщика и свойств провяленной травы, при заготовке зеленой подкормки за счет травяной жатки и свойств свежескошенной травы.

Закономерность изменения массы кормоуборочных комбайнов от мощности двигателя имеет прямо пропорциональную зависимость (рис. 1, а) и может быть определена следующей эмпирической формулой:

Р=аN, (3)

где Р — масса кормоуборочного комбайна, кг; N- мощность двигателя, кВт; а — эмпирический коэффициент, имеющий размерность кг/кВт и равный для комбайна с ручьевой жаткой 31; для комбайна с травяной жаткой — 28; для комбайна с подборщиком — 22.

Зависимость пропускной способности измельчающего аппарата комбайна прямо пропорциональна мощности двигателя (рис. 1, б) и может быть определена по следующей эмпирической формуле:

у=вN, (4)

где у — пропускная способность измельчающего аппарата, кг/с, N — мощность двигателя, кВт; в — эмпирический коэффициент, имеющий размерность кг/кВт·с и равный для кормоуборочного комбайна на уборке кукурузы на силос — 0,14, для кормоуборочного комбайна на заготовке зеленой подкормки — 0,08, а на заготовке сенажа — 0,06.

а) б)

Рис. 2 — Зависимость от мощности двигателя: а) производительности за час основного времени работы, т/ч; б) производительности за час эксплуатационного времени, га/ч.-о-о- — заготовка силоса из кукурузы;

  • ?-?- — уборка зеленой массы травы; -Д- Д- — заготовка сенажа

Производительность за час основного времени работы комбайна на уборке кукурузы на силос, зеленой травы на подкормку животным и для приготовления сенажа имеет прямо пропорциональную зависимость от мощности двигателя и графически представлена на рисунке 2, а. Аналитическое выражение этой зависимости определяется эмпирической формулой следующего вида:

W=cN, (5)

где W — производительность за час основного времени работы комбайна, т/ч; N — мощность на привод рабочих органов комбайна, кВт; с- эмпирический коэффициент, имеющий размерность т/кВт·ч и равный для комбайна на уборке кукурузы — 0,47; на заготовке зеленой подкормки — 0,30, на приготовлении сенажа — 0,22.

На рис. 2, б приведены закономерности изменения производительности за час эксплуатационного времени работы в гектарах от мощности двигателя. В расчетах приняты потери урожая 10 % при организационно-технических условиях, приведенных в разделе методических основ проведения исследований.

Графо-аналитическим методом определены эмпирические зависимости производительности за час эксплуатационного времени от мощности двигателя при уборке кукурузы, приготовлении сенажа и заготовке зеленой подкормки, которые имеют следующий вид:

Wэк=dN, (6)

где Wэк — производительность за час эксплуатационного времени работы комбайна, га/ч; N — мощность двигателя, кВт; d — эмпирический коэффициент, имеющий размерность га/ кВт·ч и равный для комбайна на уборке кукурузы на силос 0,009; при приготовлении сенажа — 0,015; при заготовке зеленой подкормки — 0,01.

Многообразие образцов кормоуборочных комбайнов, освоенных промышленностью, подразделены на пять классов с мощностью двигателя от 20 до 524 кВт с интервалом через 100 кВт. К первому классу относятся комбайны с мощностью двигателя от 20 до 120 кВт. Это в основном комбайны, агрегатируемые с трактором в прицепном исполнении. Ко второму классу относятся комбайны с мощностью двигателя 121-221 кВт, которые выполнены в основном в самоходном исполнении. Комбайны с двигателем мощностью 222-322 кВт относятся к третьему классу, с мощностью двигателя 323-423 относятся к четвертому классу, а с двигателем мощностью 424-524 — пятому классу только в самоходном исполнении, и некоторые из них имеют двигатель с двухуровневым режимом мощности.

Для определения размеров площадей, убираемых кормоуборочным комбайном за агротехнический срок 15 календарных дней, принимаем допущение, что работа проводится в самые неблагоприятные погодные условия, когда через два дня хорошей погоды выпадают на третий день осадки и работа приостанавливается. При восьмичасовой смене в среднем за агросрок в 15 календарных дней ежедневно комбайн работает в загоне 5 часов.

В табл. 2 приведен расчет размеров уборочной площади одного комбайна за агросрок 15 каледнарных дней (с учетом природных и организационных условий хозяйства и классификации комбайнов).

Таблица 2 — Размер площади, убираемой комбайном на силос из кукурузы, сенаж и зеленую подкормку из трав

Мощность двигателя, кВт

20-120

121-221

222-322

323-423

424-524

Класс комбайна

1

2

3

4

5

Площадь, убираемая комбайном; га:

— на силос из кукурузы;

13-82

82-50

50-218

218-286

286-354

— на зеленую подкормку из травы;

15-90

91-166

167-242

242-317

218-393

— на сенаж из провяленной травы,

22-135

136-249

250-362

366-476

477-590

корм комбайн силосный культура

Систематизация параметров кормоуборочных комбайнов по классам позволяет обосновать технико-технологические параметры при проектировании новых образцов машин по их зависимостям от мощности двигателя (на привод рабочих органов), а в условиях хозяйств позволяет произвести выбор для поставки в хозяйства кормоуборочных комбайнов необходимого класса в зависимости от объема работ по заготовке кормов из трав и силосных культур в измельченном виде.

Заключение

При заготовке кормов из трав и силосных культур в измельченном виде: силос из кукурузы, сенаж из провяленных трав и зеленая подкормка для скота — используются кормоуборочные комбайны в самоходном исполнении и агрегатируемые с трактором в прицепном, навесном и полунавесном исполнении.

Основными параметрами кормоуборочных комбайнов являются: мощность двигателя (на привод рабочих органов), масса машины, пропускная способность измельчающего аппарата, производительность.

Используя технические характеристики комбайнов, освоенных промышленностью советских времен, промышленностью Республики Беларусь и ведущих фирм дальнего зарубежья, определены закономерности изменения от мощности двигателя массы комбайна, пропускной способности измельчающего аппарата и производительности за час основного времени работы. Проведена классификация кормоуборочных комбайнов, освоенных промышленностью, по мощности двигателя (на привод рабочих органов) от 20 до 524 кВт. К первому классу отнесены кормоуборочные комбайны с мощностью двигателя до 120 кВт, второй, третий, четвертый и пятый классы — с интервалом 100 кВт. Используя классификацию кормоуборочных комбайнов по мощности двигателя, определены размеры площадей уборки кукурузы на силос, сенажа из провяленных трав и зеленой подкормки из свежескошенной травы в агротехнические сроки с учетом природно-организационных условий хозяйственной деятельности и эксплуатационных показателей комбайнов. Приведенные расчеты и закономерности изменения технико-технологических параметров кормоуборочных комбайнов, которые могут использоваться при проектировании новых аналогичных машин, а также для определения необходимого количества и типажа комбайнов при заготовке кормов с измельчением для конкретных условий хозяйств нашей республики.

Литература

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/kormouborochnaya-tehnika/

1. Короткевич, А. В. Технологии и машины для заготовки кормов из трав и силосных культур / А. В. Короткевич — Минск: Ураджай, 1990. — 383 с.

2. Клочков, А. В. Заготовка кормов зарубежными машинами / А. В. Клочков, В. А. Попов, А. В. Адась. — Горки, 2001. — 211 с.

3. Система ведения сельского хозяйства Белорусской ССР / Г. М. Лыч [и др.]. — Минск, 1986. — 311 с.

4. Заготовка и приготовление кормов в Нечерноземье: справочник / В. С. Сечкин [и др.]. — 2-е изд. перераб. и доп. — Л. Агропромиздат, 1988. — 480 с.

5. Оптимизация состава средств механизации для растениеводства: методические рекомендации / под ред. И.С. Нагорского. — М., 2004. — 38 с.

6. Пиуновский, И. И. Методология выбора типажа кормоуборочных комбайнов / И. И. Пиуновский // Известия Национальной академии наук Белоруссии.- 2011. — № 1. — С. 94-98.

7. Пиуновский, И. И. Методология классификации косилок для скачивания трав / И. И. Пиуновский, В. Р. Петровец, С. С. Сидорчук // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. — 2011. — № 4. — С. 145-160.

8. Бронштейн, И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗОВ / И. Н. Бронштейн, К. А.Семендяев. — М.: Наука. 1981. — 720 с.