Станіслав Смолінський,канд. техн. наук,доцент, Микола Кидай,студент магістратури,НУБіП, Віктор Марченко,канд. техн. наук,Agroexpert (Україна)
У процесі збирання зернових культур необхідно отримати якісне зерно
з мінімальним вмістом домішок. Для цього у схемі зернозбирального
комбайна відбувається відокремлення домішок від зерна шляхом
просіювання на очисних решетах.
Інтенсифікація процесу виділення зерна і під вищення ефективності очищення досягаєть ся додатковою дією на ворох повітряного по току, що створюється вентилятором. Але внаслі док мінливості умов збирання, складності розділення зерна і домішок провідні виробники комбайнів – компанії CLAAS, John Deere, New Holland, Fendt та ін. – застосовують у схемах ма шин удосконалені системи очищення на основі базової – повітряно-решітної.
Серед основних конструктивних ознак систем очищення зернозбиральних комбайнів можна назвати: використання транспортної дошки (од нієї чи кількох) або шнекових подавальних при строїв; одно-, дво- або трикаскадна система очищення з подовжувачем або без подовжувача верхнього та нижнього решіт із одно-, дво-, три-, чотири- або шестисекційними вентиляторами різних конструктивних виконань; з можливістю або без можливості регулювання швидкості повіт ряного потоку вентилятором; з пристроями для вирівнювання решіт або без їх застосування; із використанням різних типів і комбінацій очисних решіт тощо.
Подібні підходи характерні комбайнам як із класичною (барабанно-клавішною), так і з комбі нованою (барабанно-роторною) та роторною схемами молотарок, які представлені на світовому ринку техніки.
До основних ознак, що відрізняють комбайни з барабанною і роторною системами обмолочуван ня, слід віднести вищу пропускну здатність ро торних комбайнів порівняно з клавішними та більш якісну їх роботу на схилах. Так, більша пропускна спроможність молотарки потребує збільшення і продуктивності системи очищення. Цього можна досягти шляхом збільшення площі очисних решіт або інтенсифікацією процесу про сіювання. Водночас під час роботи на схилах ба рабанних зернозбиральних комбайнів виникає потреба у вирівнюванні комбайна загалом або зернової маси на поверхні очисних решіт для за безпечення необхідної якості зерна. І навпаки, немає потреби в цьому на роторних комбайнах, оскільки крутизна схилу особливо не впливає на якість роботи комбайна в цілому й системи очи щення зокрема.
Комбайни з класичною схемою молотарки У системах очищення зернозбиральних ком байнів серії CR компанії New Holland використа ні решітні стани Opti-Clean загальною площею 5,4 або 6,5 м2 з оптимізованими кутами та амплі тудами коливань решіт і скатної дошки, що дає змогу підвищити пропускну спроможність очис ної системи до 20%. Підвищенню продуктивності й якості очищення на решітному стані та знижен ню негативної дії вібрації на надійність і довговіч ність машин сприятиме також коливання у про тифазі скатної дошки та нижнього решета з ре шетом попереднього очищення і верхнім решетом.
Водночас система автоматичного регулюван ня повітряного потоку Opti-Fan 6-лопатевого вентилятора дає змогу ще під час початкового встановлення частоти обертання вентилятора на рівній поверхні забезпечити необхідну якість очищення зерна під час руху на підйом або спуск. Оскільки під час руху на спуск можливі втрати зерна, то доцільно зменшити швидкість повітряного потоку, а за руху догори (підйом), навпаки, можливим є скупчення зернового вороху, тому бажано збільшити швидкість пові тряного потоку.
Вибір необхідних швидкісних режимів венти лятора в межах 200 – 1050 об./хв відбувається в автоматичному режимі або регулюється електро приводом. Від вентилятора повітряний потік по дається на решета попереднього очищення та на верхнє решето, що сприяє вищій якості очищен ня зерна. Решітний стан, своєю чергою, має сис тему автоматичного вирівнювання за бічного на хилу комбайна, що унеможливлює скупчення маси на поворотах. Регулюють решета безпосе редньо з кабіни оператора. Величина зазорів жа люзі решіт та швидкості повітряного потоку від вентилятора можуть змінюватися системою ACS автоматичного налаштування для відповідної культури або їх можна вибирати на моніторі IntelliView.
У системі очищення зернозбиральних ком байнів серії CX компанії New Holland викорис товують решітний стан Opti-Clean з можливіс тю застосування системи автоматичного вирів нювання решітного стану під час роботи комбайна на схилах та горбистій місцевості. Технічні рішення в системі очищення комбай нів запобігатимуть скупченню зернового воро ху під час повороту в кінці загінки й сприяти муть рівномірному розподіленню на поверхні решіт загальною площею 5,4 або 6,5 м2. Додат ково ефективному очищенню зерна сприятиме також система автоматичного регулювання частоти обертання 6-лопатевого вентилятора OptiFan.
У системі очищення зернозбиральних комбайнів CX використовують решітний стан Opti-Clean
Діапазони регулювання частоти вен тилятора і принципи керування решетами ви значаються наявністю в конструкції зернозби рального комбайна системи автоматичного вирівнювання. За наявності такої системи керування решетами здійснюється з кабіни гідравлічно, а частота обертів вентилятора змінюється у межах 200 – 1100 об./хв. Коли системи автоматичного вирівнювання немає, керування решетами відбувається механічно, а частота обертів вентилятора змінюється в межах 210 – 495 об./хв.
Обладнання комбайнів серії CX Elevation но вітньою трикаскадною системою очищення Triple-Clean допомагає підвищити інтенсивність просіювання зерна на 15 – 17%. Це відбувається завдяки встановленню додаткового каскаду в центрі скатної дошки, коли домішки відділяються повітряним потоком перед подачею зернової маси на решета, та застосуванням у якості зернового транспортера двозахідного шнека. За роботи на схилах якісне очищення досягається рівно мірним розподіленням зернового матеріалу по всій площі очисних решіт завдяки системі SmartSieve зі спрямуванням вороху вгору з боку нахилу. Загальна площа решіт у комбайнах цієї серії становить 4,321 або 5,207 м2. При цьому частота обертів 6-лопатевого вентилятора змінюється електроприводом у межах 165 – 420 або 400 – 1000 об./хв.
У комбайнів Beta якісне очищення зерна досягається завдяки відцентровому сепаратору Multicrop Separato
Однією із конструктивних особливостей систе ми очищення зерна комбайнів серій СX є засто сування електропривода для забезпечення гори зонтального положення очисних решіт і стрясної
дошки під час роботи на схилах.
Для забезпечення оптимального подавання зернової маси на очищення за будь-яких умов у конструкції зернозбиральних комбайнів John Deere серій W та Т з багатобарабанною системою обмолочування використано шнековий конвеєр (складається із 6 або 7 шнеків), що до помагає рівномірніше розподіляти зерновий ворох на поверхні очисних решіт, а отже, і під вищити продуктивність та якість очищення зерна. У системі очищення застосовують пере днє решето площею 0,5 або 0,6 м2, верхнє – 2,5 або 3,1 м2 та нижнє решето – 2,2 або 2,6 м2. Час тота обертів вентилятора, який створює повітряний потік з максимальною подачею повітря 590 або 740 м3/хв, можлива у діапазоні 550 – 1350 об./хв (за одинарного діапазону регулю вання) або 300 – 600 та 550 – 350 об./хв (за по двійного діапазону регулювання).
У схемі зернозбиральних комбайнів серії Beta компанії Massey Ferguson якісне очищен ня зерна досягається завдяки поперед ній сепа рації зернового вороху відцентровим сепара тором Multicrop Separator та системі вирівню вання машини Para Level під час роботи на схилах. Безпосередньо процес очищення зер на виконують модернізовані решета загальною площею 5,58 м2. Повітряний потік створюється широколопатевим вентилятором із можливіс тю регулювання частоти обертання у діапазоні 350 – 1050 об./хв, яке виконується з кабіни оператора.
Крім того, для роботи на схилах комбайни серії Activa виробництва Massey Ferguson можна об ладнувати стрясною дошкою із перегородками. Загальна площа решіт у системі очищення ком байнів Activa становить 4,67 – 5,81 м2, які проду ваються повітряним потоком від радіального вен тилятора за змінної частоти обертання 350 – 1050 об./хв (на зниженому режимі частота становить 270 – 840 об./хв). В якості опції може бути використано високопродуктивне решето для кукурудзи.
У конструкції системи очищення комбайнів Sampo
застосовано 4-лопатевий вентилятор
Якісне очищення зерна під час збирання ком байнами Sampo-Rosenlew серій Comia та SR2000- 3000 досягається завдяки застосуванню регульо ваних решіт площею: верхнє 1,74 + 0,33 м2 або 2,3 + 0,4 м2; нижнє – 1,33 або 1,8 м2. Залежно від моделі комбайна загальна площа решітних станів коливається від 3,40 до 4,50 м2. Усі комбайни ма ють подовжувач решітного стану. Незалежне ре гулювання подовжувача збільшує можливості з налаштування системи очищення комбайна не залежно від умов роботи. Крім того, всі комбайни обладнані стрясною дошкою хвилястого типу з перегородками та виготовлені з нержавіючої ста лі, що дає змогу працювати техніці на схилах без додаткового переобладнання.
Нова конструкція жалюзі решіт комбайна до помогла суттєво поліпшити аеродинаміку прохо дження на очищення повітряного потоку. Все це вийшло завдяки додатковим прорізам на реше тах. Для зменшення потрапляння соломи верхні решета мають сучасну конструкцію пелюсток жалюзі. Кожна друга пелюстка жалюзі решета RV2 виконана відігнутою, що дало змогу збільши ти відкриття жалюзі на 20%.
Повітря, яке проходить через жалюзі, рівно мірно розподіляється від початку до кінця решіт, рівномірно розподіляє солом’яну масу. Високі перегородки по всій довжині верхніх решіт збільшують ефективність очищення і значно знижу ють рівень втрат завдяки тому, що зерно перебу ває на своїй полосі, не переміщуючись на край решета й не накопичуючи значної маси зерново го матеріалу в одному місці, а розподіляється рів номірно. Кількість жалюзі нижніх решіт RV3 на 15% більше, ніж на стандартному агрегаті. При цьому їх можна відкрити на 35%, що дає змогу підвищити пропускну спроможність на 40%. Зазори у жалюзі решіт регулюються електропри водом з кабіни (опція).
Великий діаметр та висока продуктивність вен тилятора з можливістю безступінчастого регулю вання швидкості повітряного потоку забезпечує подавання необхідної кількості повітря до очис них решіт. Напрямок повітря регулюється план ками, що збільшує кількість регулювань. Зміна кількості й напрямку повітря під час збирання різних культур дає змогу значно збільшити ефек тивність на дрібнонасінних культурах. Також є можливість зменшення потоку повітря шляхом відкриття нижнього люка без спеціального ін струмента. У конструкції системи очищення ком байнів Sampo-Rosenlew застосовано 4-лопатевий вентилятор із електроприводом регулювання частоти обертання у діапазоні 500 – 1030 об./хв із кабіни комбайна залежно від умов збирання й типу культури.
Комбайни з роторним МСП
Зернозбиральні комбайни John Deere серії S700 з аксіально-роторним МСП обладнані висо коефективною системою очищення Dyna-FloPlus із піднятим переднім решетом та збільшеним розміром очисних решіт, що сприяє збільшенню часу очищення зернової маси і мінімізації втрат зерна. Під задньою секцією ротора встановлено стрясну дошку, яка вловлює все зерно й спрямо вує його на передню частину решіт, унеможлив люючи при цьому втрати зерна. Підняте переднє решето площею 0,5 м2 дає змогу розподіляти зер нову масу в передній і задній частині, а також відокремлює до 40% вільного зерна перед тим, як воно потрапить на верхнє решето основного очи щення площею 2,5 м2.
Але решета попередньої сепарації не регулю ються. Для стабільної подачі маси на решета на віть за збирання вологих і липких культур, а також на схилах та в складних умовах, використовують чотири шнекові транспортери. Додатковий ефект досягається застосуванням вентиляторів із ущіль ненням отворів для зниження втрат повітряного потоку та більш рівномірного розподілення пові тря поверхнею решіт. Частота обертання вентиля тора змінюється в одинарному діапазоні в межах 550 – 1350 об./хв.
Загалом система очищення тангенціально-ро торних зернозбиральних комбайнів серії T7 ком панії Massey Ferguson, що з високою продуктив ністю виконує процес виділення зерна, подібна до базових схем, але задля прискорення перемі щення зернової маси та інтенсифікації сепарації систему очищення комбайна дообладнують паль цями-прискорювачами. Ширина решіт стано вить 1,4 м (загальна площа – 4,9 – 5,4 м2), а діа пазон регульованої частоти обертання вентилятора змінюється в інтервалі 250 – 1400 об./хв. Одним із шляхів підвищення якості очищення зерна слід вважати більш рівномірне подавання повіт ряного потоку на нижнє решето та можливість регулювання швидкості повітряного потоку залежно від умов роботи і культури, що збираєть ся. Цей принцип реалізується в аксіально-ротор них зернозбиральних комбайнах марки Axial Flow компанії Case ІН шляхом обладнання систе ми очищення загальною площею 5,13 або 8,59 м2 вентиляторами Cross Flow спеціальної конструк ції з 36 або 40 лопатями.
У новітніх високопродуктивних моделях ком байнів IDEAL компанії Fendt конструктори засто сували систему IDEAL balance з подвійною скат ною дошкою, що дає змогу ефективніше вико ристовувати площу решіт і підвищити якість вихідного продукту. Передня скатна дошка ввіг нутої форми концентрує масу в центрі й спрямо вує обмолочену масу до передньої частини решіт, а задня скатна дошка опуклої форми розподіляє матеріал, який відкинутий пальцями роторів до зовнішніх кінців, і спрямовує його на решета. Для ефективнішого очищення зернового вороху в системі очищення зернозбиральних комбайнів IDEAL із системою обмолочування та сепарації Helix застосовано вдосконалену компонувальну схему скатних дощок, а їхні режими роботи адап товані до умов збирання, що забезпечує рівномір ніше розподілення зернового вороху на поверхні решіт. Вентилятори мають електричне регулюван ням частоти обертання у межах 250 – 1400 об./хв та двох швидкісних діапазонах. Площа верхнього решета системи очищення становить 2,71 або 2,98 м2, а нижнього – 2,19 або 2,42 м2, площа грохо та – 2,05 м2.
Характерною особливістю системи очищення комбайнів цієї марки є найдовші очисні решета на сучасному ринку техніки, які мають шість окремих секцій і високі розділювальні бор ти, а зазори у жалюзях решіт змінюються з кабіни комбайна за допомогою електропривода. Застосу вання такої системи очищення забезпечує відо кремлення більшої частини соломистих домішок між стрясною та проміжною дошками, і подаль шою сепарацією на верхньому решеті. Створення потужного й постійного повітряного потоку і його розподілення по всій площі очисних решіт забез печується трьома вентиляторними блоками систе ми очищення Cyclone.
Для роботи на схилах, у конструкції комбайнів Lexion застосована 3Dабо 4D-система очищення
Для ефективного очищення зерна у комбайнів IDEAL із системою Helix застосовують вдосконалену компонувальну схему скатних дощок
Комбайни з комбінованою молотаркою У системі очищення зерна комбайнів серії CH компанії New Holland встановлені великі регульо вані решета трикаскадного решітного стану Triple Clean, що коливаються у протифазі, з можливістю максимально рівномірного розподілення зерново го матеріалу поверхнею очисних решіт за допомо гою системи SmartSieve. Під час роботи на схилах ця система визначає режими роботи решіт за умо ви необхідного кута підкидання зернової маси за лежно від швидкості повітряного потоку від венти лятора та розмірних властивостей зернової маси. Потужний вентилятор із точним розподілен ням повітряного потоку на решета (система Opti Fan) має частоту обертання 220 – 520 або 530 – 1200 об./хв. Високій продуктивності трикаскад ної системи очищення сприятиме застосування більш продуктивного завантажувального попе речного шнека з подвійною навивкою та додат кового каскаду по центру скатної дошки для ви далення полови і подрібненої соломи перед пода чею зернової маси на поверхню очисних решіт. У конструкції зернозбиральних комбайнів серії Lexion компанії CLAAS, які обладнані комбінова ним молотильно-сепарувальним пристроєм із APS HYBRID SYSTEM, застосована система Jet Stream із подвійним продуванням маси на решетах пло щею 5,1 або 6,2 м2, та 3D- або 4D-система очищен ня для роботи на схилах (остання забезпечує керу вання заслінками ротора, режимами роботи вен тилятора і завантаження зерновою масою системи очищення залежно від положення комбайна, а саме його поперечного та поздовжнього нахилу). В системі Jet Stream більш ніж на половину збільшена висота першого каскаду, подовжений канал стабілізації повітряного потоку та встанов лено 6- або 8-кратний турбовентилятор із гідрав лічним регулюванням режимів повітряного пото ку. Для зменшення навантаження на решета і підвищення якості зернового матеріалу в системі очищення встановлено підготовче дно, в якому зерно просіюється вниз, а солома та полова піднімається вгору. Оптимізація режимів роботи системи очищення досягається на основі даних від датчиків зерна GRAINMETER на сході в кінці
нижнього решета.
Зернозбиральні комбайни серії Tucano компанії CLAAS обладнують оптимізованою системою очищення із одинарним або подвійним каскадом і модифікованим нижнім решетом з відповідним кутом його коливання, що дає змогу отримати вищу якість вихідного продукту. Крім того, незважаючи на ефективність системи, для неї характерна простота регулювання. Так, регулювання решіт виконують із кабіни за допомогою електропривода. Для якісної роботи на схилах систему очищення
можна обладнувати 3D-системою з динамічним вирівнюванням зернової маси на поверхні решіт завдяки регулюванню поперечного коливання.
Одним із принципів ефективнішого використання збиральної машини є можливість візуального контролю якості зернової маси, що подається колосовим елеватором на додаткове обмолочування. Систему очищення комбайнів також обладнують 6- або 4-турбінними чи відцентровими вентиляторами, які забезпечують подачу повітряного
потоку і рівномірне його розподілення на решетах площею 4,25, 4,7, 5,1 або 5,65 м2. Стабільний повітряний потік унеможливлює утворення товстого
шару маси та сприяє більш інтенсивному очищенню зерна. Режими повітряного потоку можна регулювати безпосередньо з кабіни комбайна.
Крім того, систему очищення обладнують знімним підготовчим дном, що виготовляють із полімеру, на якому відбуватиметься розподілення зернового вороху: зерно опускається вниз, а полова і подрібнена солома піднімаються догори. Це знижує навантаження на верхнє решето й підвищує продуктивність системи очищення в цілому. Система AutoSlope дає змогу адаптувати частоту обертів вентилятора до умов збирання. Зокрема, під час руху на підйом частота обертання вентилятора
зменшується, а за руху на спуск – збільшується, що запобігає втратам зерна і забезпечує необхідну якість очищення.
