Агротехнические требования к уборке

Требования к зерновым культурам как объекту уборки. Зерноуборочные машины обеспечивают качественную уборку только в том случае, если их рабочие органы выбраны и отрегулированы в соответствии со свойствами убираемой культуры, а растения приспособлены для машинной уборки. Пригодность той или иной культуры к машинной уборке определяется физико-механическими свойствами и биологическими особенностями самих растений, а также их состоянием в период уборки. Поэтому при создании новых машин учитывают агробиологические особенности растений, а при выведении новых сортов — их пригодность к машинной уборке, что изложено в методике селекционных работ. На работу зерноуборочных машин оказывают влияние строение органов растений, длина стеблей и густота стояния, полеглость, прочность, влажность, размеры и масса семян, массовое отношение зерна к незерновой части, фаза спелости, засоренность посевов.
При скашивании низкорослых и полеглых растений необходимо снижать высоту среза, что нередко связано с техническими трудностями. Высокорослые растения перегружают рабочие органы уборочной машины. В том и другом случаях наблюдаются большие потери урожая. Приемлемая длина растений для зерновых колосовых должна быть не более 100... 110 и не менее 55... 60 см, коэффициент вариации длины растений — не более 15%. Внедрение в производство короткостебельных сортов (60...80 см) позволит снизить полегание хлебов и увеличить производительность комбайнов.
Полеглость хлебов (%) определяют делением разности между средней длиной L выпрямленных стеблей и высотой l их стояния (расстояние от поверхности поля до середины колоса) на длину L стеблей:

Допустимая полеглость для длинностебельных хлебов до 55 %, для короткостебельных до 20 %.
Растения с прочными стеблями меньше полегают, чем со слабыми. Слабые стебли сильнее измельчаются рабочими органами, что ведет к перегрузке очистки. Поэтому сорта с прочными стеблями предпочтительнее для механизированной уборки.
От соотношения массы зерна соломы и половы зависят производительность комбайна и качество убранного урожая. При уборке высокосоломистых хлебов снижается производительность и возрастают потери от недомолота и свободным зерном в соломе, а при уборке малосоломистых хлебов производительность возрастает, но увеличивается дробление зерна. Отношение массы зерна к массе соломы должно быть не менее 1:1,2 и не более 1:0,5.
Семена зерновых культур созревают неравномерно. Зерна колосовых вначале созревают в средней части, затем в верхней и нижней частях колоса. Зерна проса раньше созревают в верхушке метелки. Наиболее неравномерно созревают зерна зернобобовых культур и многолетних бобовых трав. Неравномерное созревание приводит к широким колебаниям массы, влажности, размеров семян, прочности связи зерна с колосом, затрудняет обмолот.
Работа, затрачиваемая на вымолот (выделение) отдельных зерен из колоса, колеблется в широких пределах (рис. 1, а), максимальное ее значение превышает минимальное в 10...20 раз. Колебания этого показателя больше в начале уборки и меньше в конце. При непрочной связи зерна с колосом зерна отделяются от колоса даже при слабом ударе, например при соударении колосьев под действием ветра. Это свойство растений затрудняет выбор сроков начала уборки, работу и регулировку машин, увеличивает потери. Поэтому при механизированной уборке необходимы сорта с одновременным формированием и равномерным созреванием всех зерновок (плодов) растения.
Устойчивость зерна к механическим повреждениям определяется прочностью зерновки, а также способом обмолота. Существующие ударные способы обмолота приводят к значительному повреждению зерна. Особенно велики микроповреждения, доходящие нередко до 50 %, что снижает товарные качества зерна и полевую всхожесть семян. Поэтому при выведении новых сортов необходимо резко повысить устойчивость зерна к механическим повреждениям.

Рис. 1. График изменения:

а — работы B на выделение зерна пшеницы из колоса в зависимости от сроков уборки;
б и в — повреждения П зерна гороха в зависимости от влажности W, числа n и скорости v ударов (v₁ = 13,1 м/с; v₂ = 16,2 м/с; v₃ = 18,6 м/с; v₄ = 23,6 м/с; v₅ = 26,2 м/с.)

Для оценки сортов по этому показателю используют дисковый классификатор дробимости зерна свободным ударом. Конструкция прибора позволяет наносить удары по зерну со скоростью 6,5...31,2 м/с. Скорость удара, соответствующая началу разрушения зерна (появление трещин, вмятин, сколов и т.д.), принята как показатель дробимости изучаемого сорта (порог дробимости). Например, из сортов гороха, оцененных этим методом, менее прочными оказались семена сорта Торсдаг (порог дробления 7,5 м/с), а более прочными — семена сорта Рамонский.(12,5 м/с).
Экспериментально установлено, что дробимость зависит от массы, размеров и влажности семян, числа и скорости ударов, материала рабочих органов. Крупные семена сильнее повреждаются, чем мелкие. При многократном ударном воздействии число поврежденных семян возрастает пропорционально числу и скорости ударов (рис. 1, б). Эти данные свидетельствуют о том, что нужно снижать скорость и число ударных воздействий при обмолоте, транспортировке и очистке зерна, а также выбирать оптимальные режимы рабочих органов машин.
Покрытие рабочих органов эластичным материалом (например, резиной) снижает повреждение семян и отодвигает порог дробления в сторону больших скоростей. Поэтому при обмолоте желательно применять молотильное устройство с эластичными ударными элементами.
Кондиционной влажностью зерна и других частей растений является относительная влажность 14...15%, превышение которой приводит к появлению свободной воды, самосогреванию и порче зерна. В период уборки влажность зерна обычно превышает кондиционную, а в некоторых зернах она колеблется от 11 до 50 %. При уборке хлебов с высокой влажностью возрастают потери от недомолота, часть зерна выходит с соломой, при уборке пересохшей хлебной массы возрастают дробление зерна (рис. 1, в), измельчение соломы, потери зерна с половой.
Засоренность посевов отрицательно сказывается на работе зерноуборочной техники. Зеленые сорняки увеличивают потери, повышают влажность зерна. Поэтому борьба с засоренностью посевов — важнейший резерв повышения урожайности и эффективности использования зерноуборочных машин.
Агротехнические требования к зерноуборочным машинам. При раздельной уборке потери зерна за валковой жаткой допускаются не более 0,5% для прямостоячих хлебов и 1,5% для полеглых. Потери зерна при подборе валков не должны превышать 1 %, чистота зерна в бункере должна быть не менее 96%.
При прямом комбайнировании чистота зерна в бункере должна быть не ниже 95 %. За жаткой комбайна допускается до 1% потерь для прямостоячих хлебов и 1,5% для полеглых. Общие потери зерна из-за недомолота и с соломой должны быть не более 1,5% при уборке зерновых и не более 2 % при уборке риса. Дробление не должно превышать 1 % для семенного зерна, 2 % для продовольственного, 3 % для зернобобовых и крупяных культур и 5 % для риса.

Жатки валковые

Валковые жатки предназначены для срезания стеблей при раздельной уборке и укладывания их в валки для дозревания и подсыхания.
Валковые жатки бывают прицепными или навешиваются на комбайн, трактор или самоходное шасси.
По расположению режущего аппарата они делятся на фронтальные и боковые.
По назначению жатки бывают общего назначения и специальные для уборки определенных культур.
По способу формирования валка жатки различают одно-, двух- и трехпоточные. Однопоточные укладывают валок за пределами конструктивной ширины захвата. Двухпоточные образуют валок в выбросном окне, расположенном в конце платформы жатки. При этом один поток скошенной массы образуется транспортером жатки, а второй укладывается непосредственно через выбросное окно жатки за режущим аппаратом. Трехпоточные жатки формируют валок в центральном окне, по обе стороны которого расположены транспортеры, создающие два встречных потока, третий поток образуется в выбросном окне.
Для скашивания хлебов в валки используют валковые жатки ЖРС-5, ЖВН-6А, ЖВР-10, ЖРБ-4.2А, ЖРК-5, ЖРС-5. Навесными фронтальными жатками прокашивают и обкашивают поля при подготовке их к уборке раздельным способом.
Рис. 2. Схема рабочего процесса валковых жаток:
а — ЖВН-6А; б — ЖРС-5; в и г — ЖВР-10; д—широкозахватной модульной; 1 — мотовило; 2 — граблина; 3 — режущий аппарат; 4, 8, 9, 12...19 — транспортеры; 5 — башмаки; 6 — валок; 7 — окно; 10 и 20 — энергетическое средство; 11 — зерноуборочный комбайн.
Навесная жатка ЖВН-6А (рис. 3) включает в себя режущий аппарат 1, мотовило 12, ременно-планчатый транспортер 2, механизм привода, смонтированные на платформе. Платформа представляет собой сварной каркас, обшитый стальным листом. Ветровой щит 10 предотвращает падение скошенной массы с транспортера. По сторонам корпуса закреплены бортовые щиты 3, которые переходят в мысы-делители 14. При уборке длинно-соломистых хлебов мысы 14 снимают и устанавливают торпедные делители, предназначенные для подвода к режущему аппарату стеблей, расположенных слева и справа от края аппарата.

Режущий аппарат состоит из пальцевого бруса, сегментного ножа и кривошипно-шатунного механизма привода.
Мотовило 12 состоит из вала с крестовинами, к лучам которых прикреплены граблины 13. К граблинам прикреплены пружинные пальцы, которые хорошо прочесывают перепутанные и полеглые хлеба и подводят их к режущему аппарату. При уборке прямостоячих хлебов к пальцам граблин крепят планки. Подшипники вала мотовила установлены на ползунах, которые можно перемещать вдоль поддержек 7, опирающихся на штоки гидроцилиндров 4. Вал мотовила, снабженный предохранительной муфтой, вращается от вариатора 6, при помощи которого изменяют частоту вращения мотовила от 22 до 58 мин^-1.
Рис. 3. Валковая жатка ЖВН-6А:
1 — режущий аппарат; 2 — транспортер; 3 — бортовой щит; 4 — гидроцилиндр;
5 шатун; в — вариатор; 7 — поддержка мотовила; 8 — блок пружин;
9 — наклонная ка мера комбайна; 10 — ветровой щит; 11 — направляющий щиток;
12 — мотовило; 13 граблина; 14 — мыс-делитель; 15 — окно.
Комбайнер поднимает и опускает мотовило и регулирует частоту его вращения на ходу машины.
Транспортер 2 составлен из шести ременно-планчатых лент, которые перемещаются в ручьях, выштампованных в настиле жатки. Ленты натянуты на ведущие и ведомые (натяжные) валики. Длина транспортера 2 меньше длины режущего аппарата. Поэтому слева от транспортера расположено окно 15.
Жатку навешивают на наклонную камеру зерноуборочного комбайна СК-5А «Нива», выполняющего в этом случае функцию энергетического средства. Во время работы корпус жатки опирается на два башмака 5 (рис. 2, а), установленных под днищем жатки. Башмаки скользят по стерне, копируют рельеф поля и поддерживают режущий аппарат на заданной высоте. Граблины 2 мотовила 1 захватывают порцию стеблей, подводят их к режущему аппарату 3 и после среза укладывают стебли на транспортер 4. Последний перемещает стебли влево к окну 7 и сбрасывает их на стерню в виде непрерывного валка 6.
Ширину валка регулируют перестановкой щита 11 (см. рис. 3), а высоту среза — перестановкой копирующих башмаков. Натяжение блока пружин наклонной камеры комбайна регулируют так, чтобы давление башмаков на почву не превышало 250...300 Н.
В зависимости от высоты и стояния хлебостоя изменяют: положение мотовила по высоте (гидроцилиндрами 4), его частоту вращения (вариатором 6). Кроме того, мотовило выносят вперед или сдвигают назад относительно режущего аппарата. Регулировкой зазоров в режущих парах и центровкой ножа (изменением длины шатуна) режущего аппарата добиваются качественного среза стеблей. Ширина захвата жатки 6 м.

Прицепная жатка, включает в себя режущий аппарат 1, мотовило 12, ременно-планчатый транспортер 2, механизм привода, смонтированные на платформе. Платформа представляет собой сварной каркас, обшитый стальным листом.
Ветровой щит 10 предотвращает падение скошенной массы с транспортера. По сторонам корпуса закреплены бортовые щиты 3, которые переходят в мысы-делители 14. Данный вид жаток приводится в движение при помощи энергетического транспортного средства. Предназначена для уборки зерновых культур сысокой урожайности, сильно полеглых.
Самоходная жатка Ж.РС-5 (рис. 2, б), предназначенная для скашивания риса, состоит из встречно-поточной жатки и энергетического средства 10. На платформе жатки смонтированы режущий аппарат, мотовило и транспортеры 8 и 9.
Режущий аппарат срезает растения, а мотовило укладывает их на ленты транспортеров 8 и 9, движущихся навстречу один другому. Транспортеры сбрасывают стебли в окно 7, расположенное по центру платформы. Поэтому валок, сформированный из двух встречных потоков хлебной массы, отличается хорошей связанностью стеблей и веерным расположением колосьев. Ширина захвата жатки 5 м.
Для уборки риса применяют также жатку ЖРК-5, навешиваемую на комбайн «Енисей-1200Р».
Сдваивающая жатка ЖВР-10 (рис. 2, в и г) снабжена двумя ременно-планчатыми транспортерами 8 и 9, смонтированными на подвижных рамках. Последние можно перемещать относительно корпуса жатки влево и вправо, регулируя положение выбросного окна. При смещении транспортеров реверсивный редуктор изменяет направление их движения относительно образовавшегося выбросного окна.
При скашивании высокоурожайных хлебов транспортеры раздвигают, и между ними образуется окно 7 (рис. 2, в), в которое сбрасываются срезанные стебли.
При скашивании низкорослых и изреженных хлебов рамку малого транспортера 9 скрепляют с рамкой основного транспортера 8 и смещают их одновременно влево или вправо (рис. 2, г). В этом случае выгрузное окно располагается поочередно слева или справа, и можно за два прохода сформировать сдвоенный валок с полосы 20 м.
Для лучшего поперечного копирования корпус жатки выполнен из двух секций, соединенных между собой шарнирно. Секции снабжены рычажно-пружинным механизмом уравновешивания, который с опорными башмаками основной и опорным колесом дополнительной секций обеспечивает копирование жаткой рельефа поля в продольном и поперечном направлениях.
Высоту среза регулируют, переставляя опорные башмаки и колеса по вертикали. Частоту вращения мотовила изменяют гидрофицированным вариатором, а положение мотовила по высоте — гидроцилиндрами. Смещают мотовило вперед — назад по поддержкам и изменяют наклон пальцев граблин вручную при выключенной передаче.
Жатку ЖВР-10 навешивают на все зерноуборочные комбайны и энергетическое средство косилки КПС-5Г. Ширина захвата жатки 10 м. Для транспортировки жатки по дорогам применяют специальную тележку и прицепное устройство, которое монтируют на комбайн.
Широкозахватная модульная жатка (рис. 2, д) предназначена для скашивания зерновых культур в зонах со сравнительно низкой урожайностью. Жатка состоит из фронтального и двух боковых жатвенных модулей, навешенных на универсальное энергетическое средство 20. На платформе фронтального модуля 1 смонтировано четыре передвижных транспортера 14, 15, 16 и 17. На платформах боковых модулей установлены основные 12 и 19 и съемные 13 и 18 транспортеры. В такой комплектации жатка может формировать валок с полосы, ширина которой равняется сумме рабочих захватов трех модулей.
При необходимости такая жатка может сформировать два валка. Для этого транспортеры 15 и 16 сдвигают к центру и изменяют направление их движения на обратное, а транспортеры 13 и 18 боковых модулей демонтируют. В этом случае валки будут укладываться с двух сторон от ходовых колес энергетического средства по линиям А а Б.
По такой схеме работает самоходный уборочный комплекс УСК-17А «Степь», общая ширина захвата жатвенных модулей которого составляет 17 м.