Модернизация жатвенной части зерноуборочного комбайна Дон-1500Б

В зависимости от состояния  растений, сортов и почвенно-климатических  условий зерновые и другие культуры рядового посева убирают однофазным (прямым комбайнированием) или двухфазным (раздельным) способом.

При однофазном способе уборки рапса зерноуборочный комбайн срезает растения; обмолачивает собранную хлебную массу; выделяет из нее зерно, очищает и загружает его в бункер; собирает незерновую часть (солому и полову) в копнитель, укладывает в валок, разбрасывает на поле или измельчает и загружает в емкость прицепа, соединенного с комбайном. Все эти процессы комбайн выполняет одновременно. Прямым комбайнированием убирают равномерно созревающие, малозасоренные, изреженные (густота стеблестоя менее 300 растений на 1 м²) и низкорослые (длина стеблей менее 50 см) культуры, а также культуры с подсевом трав. Уборку начинают при полной спелости зерна влажностью не более 25 %.

При двухфазном (раздельном) способе валковой жаткой стебли скашивают и укладывают на поле в валки, которые через 4...6 дней подбирают зерноуборочными комбайнами и обмолачивают. Уборку начинают на 4...12 дней раньше, чем прямым комбайнированием, с момента достижения зерна середины восковой спелости, что соответствует влажности

зерна 25...35 %. После  скашивания стебли в валках подсыхают, зерно созревает за счет питательных  веществ в стеблях, становится полнее, плотность его увеличивается.

Раздельным  способом убирают неравномерно созревающие культуры (горох, овес, ячмень, просо и др.), склонные к осыпанию и полеганию, высокостебельные культуры и засоренные посевы. Потери зерна от осыпания и выбивания его рабочими органами жатки меньше, чем при однофазном способе. При этом на 1 м² должно быть не менее 250 растений, высота растений — не менее 60 см, а высота среза — 12...25 см (для рапса 10...12 см). В условиях повышенной влажности формируют тонкие широкие валки, в сухих районах — толстые неширокие валки, в которых стебли укладывают под углом 10...30° к продольной оси валка. Зерно от комбайнов отвозят на стационарные зерноочистительно-сушильные комплексы для послеуборочной доработки и закладки на хранение. Рапс - длинностебельное растение (до 1,5 м), а семечки созревшей культуры легко осыпаются, поэтому раздельный способ не используется как более ресурсоемкий, и в современных хозяйствах его уже не применяют.

Прямым комбайнированием рапс убирают при наступлении  технологической зрелости, когда  влажность зерен достигла 10…14%. Уборка при влажности ниже 10% не рекомендуется из-за больших потерь. А при влажности более 14% резко возрастают затраты на сушку. В отличие от зерновых культур, рапс хорошо обмолачивается и ночью, что дает возможность круглосуточно использовать технику.

При уборке прямым комбайнированием могут возникнуть следующие проблемы:

- высокая влажность  семян приводит к увеличению  затрат на сушку;

- поздний обмолот через  неустойчивую погоду может привести  к значительным потерям из-за  растрескивания стручков.

Неравномерное созревание рапса, при котором происходит растрескивание его стручков, приводит к значительным потерям семян.

Для уменьшения потерь урожая посевы рапса можно подвергать десикации, это частично уравняет влажность  стручков на центральном стебле и боковых ветвях, и даст возможность начать уборку на 7-10 дней раньше.

В общем комплексе  технологических операций при возделывании зерновых культур уборке принадлежит  определяющая роль. Зерноуборочные машины обеспечивают качественную уборку только и том случае, если их рабочие органы выбраны и отрегулированы в соответствии со свойствами убираемой культуры, а растения приспособлены для машинной уборки.

Агротехнические требования к зерноуборочным машинам состоят в следующем. Уборку необходимо проводить в сжатые сроки (за семь-восемь рабочих дней). Озимый рапс убирают в конце июля, яровой в августе-сентябре. Когда растения достигают спелости по всей длине растения, тогда наступает время уборки. Цвет семян достигает глубины от темно-коричневого до абсолютно черного. При прикосновении к растениям стручки шелестят, а семена невозможно без усилия раздавить просто пальцами.

Уборку урожая рапса необходимо обеспечить с минимальными затратами. Срезать растения следует по нижнему уровню (на высоте 10…12 см), как раз там, где находятся нижние стручки. Это позволяет снизить нагрузку на молотилку и повысить производительность. Таким образом, влажные части стеблей не срезаются, оставаясь на земле, что дает возможность не допустить повторного увлажнения семян.

Надо избегать применения мотовила для рапса, оно ему не нужно в принципе. При движении комбайна по полю следует придерживаться высокой скорости движения.

Особое внимание следует  уделить комбайнированию в местах полегания. Здесь уборка должна проводиться  по возможности против направления полегания. Обороты барабана выставляются на уровне 400…600 об/мин. в зависимости от высоты и влажности, дека сравнительно широко открывается (около 30 мм). Слишком высокие обороты могут иметь негативные последствия - тогда солома сильно измельчается, что приводит к засорению решет.

Очень важное значение имеет  регулировка вентилятора. Здесь  необходимо соблюдать особую осторожность, так как легковесные семена рапса  может сдуть. Отрегулировать вентилятор можно таким образом: когда стручки и полова едва попадают на верхнее решето, а не выносятся из решетного блока, на такой скорости и стоит остановиться.

Допустимые  потери за жаткой комбайна — не более 1,5 %. Общие потери зерна из-за недомолота и с соломой должны быть не более 1,5 %. Чистота зерна, выгружаемого из бункера комбайна, должна быть не менее 96%. Дробление зерна не должно быть выше 1%. Рекомендуемая скорость при уборке рапса 5…7 км/ч [4].

Но комбайны не отвечают этим требованиям, кроме того, до 60% семян травмируется при уборке. Зерноуборочные комбайны со специальными приспособлениями для жаток, обмолачивающих устройств и систем очистки ликвидируют эти недостатки.

2.2 Анализ существующих конструкций и обоснование

конструктивной  схемы

Целью нашей  работы является снижение потерь зерна рапса и повышение производительности за счет увеличения рабочей скорости движения комбайна при удовлетворительной работе в соответствии с агротехническими требованиями.

Уборка рапса  комбайнами с обычными зерновыми  жатками приводит к большим потерям  урожая. В среднем потери урожая при прямом комбайнировании комбайнами John Deere составляют 25%, комбайнами Славутич - до 20 %, комбайнами Дон - до 30 % урожая. Все они обусловлены очень коротким столом жатки комбайна, что приводит к большому накоплению биомассы в процессе уборки ее накапливанию на платформе жатки и дополнительному встряхиванию, переворачиванию при котором раскрывается коробочка и происходит выпадение семян рапса на платформу и дальнейшее осыпание семян. Для их уменьшения стол жаток нужно удлинять, соответственно выносить вперед режущий аппарат, оборудовать жатку хотя бы одним активным делителем растительной массы. Выполнить такую доработку жатки комбайна в условиях хозяйств не трудно. Для решения комплекса проблем, связанного с уборкой рапса, разработаны различного типа рапсовые столы, которые навешиваются на зерновую жатку и обеспечивают значительное сокращение потерь рапса до 30%. Специализированные рапсовые жатки раньше выпускались только зарубежными фирмами.

Рассмотрим  наиболее простые и эффективные приводы режущего аппарата.

Привод режущего аппарата (А.С. №1762788 А 01 D 69/00) включает в себя корпус 1, соединенный шарнирно с ним кривошип 2, плоский шатун 3, имеющий форму V-образного прямоугольного симметричного рычага, плечи которого равны по длине друг другу, качающееся коромысло 4, закрепленное шарнирно в корпусе 1,  одноподвижные шарниры 5  корпуса 1, кривошипа 2 и коромысла 4, пространственные трехподвижные шарниры 6 шатуна 3, кривошипа 2 и коромысла 4, универсальный пространственный четырехподвижный шарнир  шатуна 3 и пяты  ножа, спинку  ножа, жестко соединенную с пятой,  режущие сегменты 7, закрепленные жестко на спинке, и прямолинейные направляющие, установленные в корпусе 1 для поступательного перемещения пяты  и спинки   ножа. 

Цель изобретения - снижение энергоемкости, а также повышение надежности, долговечности привода и качества среза стеблей растений путем устранения боковых нагрузок, действующих на пяту и спинку ножа со стороны шатуна.

Привод режущего аппарата (А.С. №1660610 А 01 D 34/30) содержит закрытый корпус 6 с прикрепленным к нему брусом 8 и двумя ножевыми полотнами 9, преобразующий механизм, состоящий из подвижного штока 5, соединенного с одним концом первого вильчатого рычага 7, другой конец которого установлен на первом валике 2, соединенного с приводным рычагом нижнего ножевого полотна 9. и втулки 3, подвижно установленной на штоке 5 и соединенной с одним концом второго вильчатого рычага 7. другой конец которого установлен на втором валике , соединенном с вторым приводным рычагом  верхнего ножевого полотна 9. Валики имеют общую ось вращения. Два диска 4 вращаются в противоположных направлениях с одинаковой угловой скоростью посредством зубчатого зацепления. На торцовых поверхностях дисков 4 выполнены две цилиндрические дорожки, по которым перемещаются отростки  штока 5 и отростки  втулки, преобразуя вращательное движение в возвратно-поступательное движение ножевых полотен 9.

Цель изобретения - улучшение условий труда и  повышение эксплуатационной надежности привода.

Механизм привода режущего аппарата (А.С. №2028748 А 01 D 34/30) состоит из корпуса 2, двух сегментных соединенных между собой половин.       В корпусе установлен вал  с шатуном в виде эксцентрика  помещенного в поводке 1. Один конец поводка 1 закреплен подвижно на оси установленной в корпусе 2, а другой конец поводка 1 кинематически связан с ножом режущего аппарата. Поводок 1 имеет продольный паз 5,  продольная ось которого совмещена с продольной осью поводка 1. Между эксцентриком  и стенками  паза 5 установлен направляюсь элемент 6. Направляющий элемент 6 может совершать перемещение в продольном пазу 5. приводя в колебательное движение поводок 1 относительно оси 5.

На торцах элемента  выполнены кольцевые канавки , в  которых помещены уплотнительные элементы 7. Это могут быть войлочные, резиновые или выполненные из другого материала кольца. Уплотнительные элементы 7 находятся в контакте с поверхностями корпуса.

Целью изобретения  является повышение надежности работы, упрощение конструкции и переналадки.

Привод ножа режущего аппарата (А.С. №1438649 А 01 D 34/30) содержит задающий элемент в виде эксцентрика 1 с роликом 2, установленным на эксцентрике с возможностью вращения. Ролики 2 взаимодействуют, закрепленным на головке 7 режущего ножа 6. Ролик 2 опирается на пакет плоских предварительно сжатых пружин, закрепленный одним концом на раме уборочной машины и снабженный регулируемым упором 4. Режущий нож 6 расположен в направляющих 5 противорежущего пальцевого бруса. При работе задающий элемент, воздействуя на ролик 2 головки 7 режущего ножа 6, осуществляет прямой ход, а обратный ход происходит за счет пакета плоских пружин.

Цель изобретения  – повышение надежности привода.

Привод двухножевого режущего  аппарата (А.С 2050097 А 01 D 34/30)

состоит из разборного коленвала 1 и соединенных с ним  шатунов 4, которые связаны с исполнительным органом. Соединения цапф 2 коленвала 1 выполнены в виде соединений двух плоскостей 6 и 7, размещенных на двух уровнях, плоскость 6, ближняя к каждой торцовой поверхности коленвала 1, расположена ближе к оси вращения и связаны друг с другом по средством конического штифта 5 и втулки 3.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности в местах соединения.

2.3 Технологические и конструктивные расчеты

2.3.1  Расчет технологического процесса уборки рапса

Технологические операции в сельскохозяйственном производстве выполняются по тщательно разработанным планам. Для разработки операционной карты на уборку ярового рапса зерноуборочным комбайном Дон-1500Б, оснащенным столом-удлинителем выполним некоторые расчеты.

Предположим, что  двигатель комбайна (СМД-31А) работает на полную мощность (184 кВт при 2000 мин^-1) [2] и приводит в движение все рабочие органы, кроме выгрузного шнека.

Высоту среза  также выбираем с учетом урожайности, т. е. по высоте стеблестоя. Для ярового  рапса при высоте стеблей до 1 м и при соотношении массы  зерна к массе соломы 1:1,5 рекомендуется башмаки жатки устанавливать на высоту среза 0,12…0,15 м, но не ниже зоны расположения стручков. Примем, что уклон поля не более 5°, при этом  рекомендуется работать на втором диапазоне скоростей (до 10 км/ч) [6]. С учетом средней урожайности рапса в хозяйстве, засоренности принимаем рабочую скорость движения комбайна V=7 км/ч. Практикой установлено, что окружная скорость планок мотовила всегда должна быть больше скорости движения комбайна. При движении со скоростью 5..7 км/ч окружная скорость планки должна быть выше ее в 1,2…1,6 раза, V_пл=2,0…2,6 м/с, т.е n_м=38,2…49,0 мин^-1. При уборке рапса не рекомендуется интенсивное воздействие на стебли, т. к. возникает большая вероятность обивания и осыпания семян.

Режущий аппарат  стола удлинителя и активного бокового делителя, установленные с выносом 40…60 см вперед относительно оси мотовила успевают качественно срезать стебли за счет подпора еще не срезанной густостебельной массы рапса. Боковой активный делитель бережно без больших потерь отделяют убираемые растения от неубранного массива.

Скошенная масса  подается шнеком жатки в наклонную  камеру и плавающим транспортером  доставляется в молотильное устройство. При уборке ярового рапса устанавливаем  зазор бич барабана – планка деки на входе 24…30 мм, на выходе 8…10 мм, частоту вращения бильного барабана устанавливаем n_б=500…600 мин^-1. при благоприятных условиях уборки обмолачивающее устройство выделяет до 85…95% зерна. Для уборки рапса в конструкции обмолачивающего устройства не требуется никаких изменений.