Development of mechanization means for storages of potatoes and vegetables

Abstract

Features of mechanization of operations in storages of potatoes and vegetables are marked. Design development of domestic hopper store loaders of potatoes and vegetables, their design features, basic parameters and performance measures are described. Suggestions for organization of development and production of loaders are given.

Full Text

Погрузочно-разгрузочные операции играют значительную роль в современном с.-х. производстве. Они используются при уборке и загрузке хранилищ зерна, картофеля, овощных культур, заготовке и производстве кормов, отгрузке продукции потребителю и ряде других операций. При выполнении этих работ применяются ленточные конвейеры, ковшевые погрузчики и другие специальные и универсальные технические средства. Многие типы ленточных конвейеров и ряд машин не могут достаточно эффективно использоваться в хранилищах картофеля и овощей из-за стесненных условий работы и значительных трудностей, связанных с постоянными перемещениями по мере заполнения хранилищ. Наблюдаются большие простои транспортных средств под разгрузкой и загрузкой при работе в хранилищах, что снижает общую эффективность применения систем механизации. При перегрузках возникают перепады высотой до 1,5 м, на которых повреждается до 20% продукции, в результате чего снижается ее качество, растут потери [1]. Перечисленные проблемы механизации работ в хранилищах в значительной степени удалось решить путем создания и последующего широкого использования оригинального отечественного бункерного транспортера-загрузчика картофеля ТЗК-30 (рис. 1). Он разработан в ГСКБ по машинам для возделывания и уборки картофеля и ВИСХОМе, защищен а.с. СССР № 207518. ТЗК-30 производился на заводах в Эстонии, а затем и в Молдавии. Всего было выпущено около 30 тыс. машин. Загрузчик был отмечен медалями и дипломами ВДНХ и других выставок, в т.ч. зарубежных, и поставлялся на экспорт. Машина состоит из трех основных агрегатов: приемного бункера с подвижным дном из прорезиненного полотна, подъемного лопастного транспортера и выгрузного транспортера (стрелы), установленного шарнирно на поворотной колонке. Стрела выполнена из двух секций, основной и надставки, и в зависимости от размеров зоны работы может иметь длину 5 и 8 м. Эти агрегаты загрузчика с индивидуальными электроприводами смонтированы на раме с поворотным колесным ходом и электроприводом. Машина имеет собственную гидросистему для перевода из рабочего положения в транспортное и перемещения стрелы. На первых сериях машины имелась площадка для оператора, позднее она была ликвидирована, и машина управлялась оператором с выносного пульта. Транспортер-загрузчик картофеля ТЗК-30 удачно вписался в уборочный процесс картофеля и корнеплодов. Он обеспечил широкое внедрение прогрессивного навального способа хранения картофеля и овощей, надежно и эффективно работая в условиях разных типов хранилищ и по различным технологиям. Загрузчик наиболее эффективен при уборке картофеля и овощей по прямоточной технологии с минимальными повреждениями и последующими отходами при хранении [2, 3]. Также использовался на открытых площадках при погрузке кормов, зерна, кукурузы, загрузке транспортных средств и вагонов и на других работах. После распада СССР его производство в Эстонии и Молдавии прекратилось. Основные данные загрузчиков серии ТЗК и зарубежного аналога, загрузчика FL-512 (рис. 2) фирмы Grimme (Германия), приведены в таблице. Основные данные бункерных транспортеров-загрузчиков Показатели ТЗК-30 ТЗК-50 ТЗК-60/30 FL-512 Тип Самопередвижные Габаритные размеры (длина × ширина (борта подняты - опущены) × высота), м 13,1×2,7×2,9 14,9×(2,3-4,5)×2,9 14,8×(2,3-4,5)×2,6 12,5×2,9×2,6 Масса, кг 3700 4000 4100 3500 Установленная мощность, кВт 8,4 10,6 11 10 Тип привода Электрогидропривод Отделитель почвенных примесей Съемный Есть Угол поворота выгрузного транспортера влево/вправо, град. +/- 90 +/- 60 Высота подачи продукта, м 0,3-5 0,3-4,6 Приемный бункер с подвижным дном (полотном): - емкость, м3 - ширина приемной зоны, м - ширина полотна, м - способ выгрузки транспортных средств С жесткими бортами С подъемными бортами с гидроприводом С жесткими бортами 6 До 10 4 2,9 4,4 2,9 1 1,4 Задний Боковой и задний Задний Ширина подъемного транспортера, м 0,8 Единое полотно с бункером Выгрузной поворотный транспортер (стрела): - длина, м - ширина, м Из двух секций Телескопический Постоянной длины 5 и 8 5-8 6,7 0,5 0,65 Элементы автоматики Нет Есть Производительность, т/ч 30 60,5 До 80 До 70 Повреждения картофеля, % 5-12 0,7 0,9 Нет данных Коэффициент эксплуатационной надежности 0,85 0,95 1 Нет данных Ввиду высокой потребности в загрузчиках данного типа, в ВИСХОМе (ГСКБ при перестройке перестало существовать) продолжались работы по его совершенствованию с учетом опыта широкой эксплуатации в направлениях: - снижения простоев и расширения приема продукции из транспортных средств разных типов при их разгрузке в приемный бункер; - сокращения времени на переезды для смены позиции при работе в хранилищах; - доработки конструкции ряда узлов, включая снижение перепада между подъемным и выгрузным транспортерами. Размер приемной зоны бункера загрузчика с жесткими боковыми бортами лимитируется шириной въездных ворот, которая во многих хранилищах составляет 3 м. Снижение простоев транспортных средств при разгрузке можно обеспечить за счет применения подвижных боковых бортов бункера, переводимых в горизонтальное положение с образованием широкой зоны раската выгружаемой продукции. После разгрузки борта поднимаются, и продукция поступает с них на полотно для подачи на последующие транспортеры. При поднятых бортах въезд загрузчика в хранилище ускоряется и становится более безопасным. Конструкция приемного бункера с подвижными бортами отработана и проверена на практике на опытных образцах загрузчика. Подъем и опускание бортов осуществляются двумя гидроцилиндрами. В опущенном положении каждый борт поддерживается специальной опорой, подвешенной к нему на шарнире. Расстояние между краями подвижных бортов и их конфигурация определялись с учетом приема продукции при боковой выгрузке тракторных прицепов. Выявлена целесообразность применения съемных подъездных пандусов в сочетании с подвижными бортами приемного бункера. В этом случае кузов автосамосвала или тракторного прицепа может быть поднят на предельный угол, и выгрузка ускоряется. Большинство хранилищ в хозяйствах имеют сетку колонн 6×6 м. В таких хранилищах загрузчик ТЗК-30 с выгрузным конвейером постоянной длины, особенно 8 м, для формирования насыпи картофеля с ровной поверхностью по всему ее объему затрачивает значительное время на маневрирование и обход колонн. Из-за этого его сменная производительность снижается на 20-40%. С целью снижения затрат времени на переезды при работе в хранилищах для загрузчика был разработан телескопический выгрузной транспортер (стрела), способный в работе без остановки и переездов изменять свою длину в пределах от 5 до 8 м. Также увеличена рабочая ширина этого транспортера для повышения производительности машины и обеспечения качественного транспортирования крупноплодной продукции (белокочанной капусты, кормовых корнеплодов и др.). Новый телескопический транспортер монтировался на установочные места штатного загрузчика ТЗК-30 без каких-либо переделок. На модернизированный загрузчик ТЗК-30А-4 были установлены приемный бункер с подъемными бортами, позволяющий производить заднюю и боковую ускоренные выгрузки самосвальных транспортных средств, и поворотный телескопический транспортер-стрела. По результатам приемочных испытаний опытного образца модернизированного загрузчика на ЦМИС эти узлы были рекомендованы к внедрению в конструкцию серийного транспортера-загрузчика ТЗК-30. Однако в условиях начавшегося распада страны заводы-изготовители загрузчика оказались за рубежом, и данная рекомендация не была реализована. Вместе с тем на машину имелся значительный спрос, и Клинцовский автокрановый завод (КАЗ, г. Клинцы Брянской обл.) выразил готовность ее выпускать. На этом заводе совместно с ВИСХОМом на основе проведенных испытаний модернизированного загрузчика был разработан более совершенный загрузчик ТЗК-50 (рис. 3), изготовлены два опытных образца, а затем проведены их приемочные испытания на ЦМИС и Владимирской МИС. Испытания показали, что производительность данной модели загрузчика практически в 2 раза выше по сравнению с моделью ТЗК-30. Приемный бункер с поворотными бортами обеспечивал ускоренный прием продукции из транспортных средств с задней и боковой разгрузкой, включая большегрузные, что существенно снижало их простои и повышало общую производительность уборочных работ. Было принято решение о постановке на производство транспортера-загрузчика картофеля ТЗК-50 на заводе КАЗ, однако в условиях происходившей в то время перестройки его серийное производство так и не началось. В течение последних лет единичные образцы загрузчика ТЗК-30 выпускались на заводе «Рязсельмаш», который перестал существовать. Сегодня ООО «Агротехмаш» (г. Рязань) изготавливает единичные образцы его модификаций: ТЗК-30А со стрелой 8 м и ТЗК-30А-1 с телескопической стрелой. При разработке загрузчика ТЗК-50 не удалось полностью выполнить работы по снижению высоты перепада между его транспортерами. С этой целью на его основе был разработан новый образец бункерного транспортера-загрузчика с малой высотой перепада ТЗК-60/30 (рис. 4, а) [4]. В новой модели сохранены усовершенствования, внесенные в конструкцию загрузчика ТЗК-50, а также введен ряд других. Для снижения высоты перепада предложено установить над стрелой на поворотной колонке промежуточный горизонтальный ленточный транспортер с ограждениями в виде воронки, предотвращающими потери клубней при различных положениях стрелы (рис. 4, б). Загрузчик ТЗК-60/30 успешно прошел приемочные испытания в ФГБНУ «Росинформагротех» и был рекомендован к применению в с.-х. производстве после устранения замечаний. С целью расширения технологических возможностей загрузчика в Калужском филиале МГТУ им. Н.Э. Баумана проведены исследования по обоснованию схемы и основных параметров съемного сепаратора ротационного типа к нему для выделения почвенных примесей и мелких клубней. Сепаратор разработан и успешно испытан совместно с Калужским НИИСХ при участии ООО ЦИМП «Калужский бауманец» [5]. В рамках выполнения действующей «Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы» в хозяйствах страны продолжается развитие базы хранения картофеля и овощей. Однако отечественное серийное производство необходимых для них современных средств механизации, включая загрузчик ТЗК-60/З0, не организовано. Для его серийного производства необходима корректировка имеющейся технической документации с учетом последних наработок, современных комплектующих изделий и промышленной технологии изготовления. Как показала предварительная проработка, кроме самостоятельного использования данная модель загрузчика может стать базой перспективного универсального семейства блочно-модульных машин для эффективного применения в строящихся и имеющихся хранилищах картофеля и овощей разных типов. Широкое использование загрузчика ТЗК-60/З0 и машин перспективного семейства в хранилищах картофеля и овощей позволит существенно повысить качество и сократить потери названной продукции и успешно выполнить задания государственной программы, в т.ч. путем импортозамещения техники для картофелеводства и овощеводства.