Analysis of qualitative indicators of the operation of combine harvesters with various designs of threshing-separating devices


Cite item

Abstract

The results of research on the qualitative performance of three types of combine harvesters with various designs of threshing-separating devices: the slashing type (Don-1500B), the slashing type with the accelerator (Tucano 480) and the rotor type (TORUM-740) are analyzed. The aim of the research is to reveal the best design of threshing-separating devices, which ensures the increase of combine productivity, quality of work, reduction of costs and crop losses. The urgency of the task under current market conditions is determined by the decrease in demand for Russian grain, which is sold abroad at the level of 4-5 class, and also by the need to reduce costs for the technological process and crop losses. During the research, theoretical and experimental methods were used, based on the application of the main provisions of the theory of agricultural machines and measurement methods, regulated by specific documentation. The results of theoretical studies on the determination of the dependence of the loss of the grain yield of winter wheat on the productivity of the combine harvester TORUM-740 per hour of the main time are presented. The cost of indirect losses of harvest (from macro- and micro damage to the grain of winter wheat of Olkhon type) is substantiated by various designs of threshing-separating devices. The results of laboratory studies of technological qualities of grain are presented: vitreousness, protein and raw gluten content after harvest ripening, as well as seed germination. The results of tests of combines on specific performance indicators, fuel consumption, energy intensity and grain cost are presented. It is concluded that from the self-propelled combine harvesters used in harvesting winter wheat of Olkhon type of Krasnodar Research Institute of Agriculture named after P. Lukyanenko the best operational and economic parameters and technological properties of the received grain were ensured by TORUM-740 combine.

Full Text

Введение Современное производство зерна должно быть ориентировано на получение высококачественной продукции с наименьшими затратами. Особенно это относится к озимой пшенице, которая реализуется за рубежом на уровне 4-5-го класса [1], и спрос на которую снижается [2]. Получение высококачественного зерна пшеницы, конечно же, в первую очередь, определяется сортовым составом, соблюдением системы земледелия [3], но немаловажное значение имеет и зерноуборочная техника, в частности конструкция молотильно-сепарирующих устройств (МСУ). Цель исследования Целью исследования является выявление лучшей конструкции МСУ, обеспечивающей повышение производительности комбайна, качество работы, снижение затрат и потерь урожая. Материалы и методы исследования При проведении исследования использовались теоретические и экспериментальные методы, основанные на применении теории сельскохозяйственных машин и методов измерений в соответствии с действующими ГОСТ и лабораторным оборудованием (лабораторные весы ВЛТК-500, влагомер, пробоотборник, диафаноскоп, инфракрасный анализатор «Инфралюм ФТ-10»). Зависимости потерь зерна за комбайном от его производительности получены на основании аппроксимации опытных данных на уборке озимой пшеницы сорта Ольхон с урожайностью 7,2 т/га. Результаты исследований и их обсуждение Для выполнения поставленной цели в 2017 г. нами изучались качественные показатели работы трех конструкций МСУ: бильное (на комбайне Дон-1500Б), бильное с ускорителем (на комбайне Tucano-480) и роторное с вращающейся декой (на комбайне TORUM-740). Исследования выполнены в учхозе «Кубань» КубГАУ на уборке озимой пшеницы сорта Ольхон при уровне урожайности зерна 7,2 т/га. Выбранный участок имел типичные условия уборки: высота растений пшеницы - 75 см, густота стояния - 753 шт/м2, влажность зерна - 12,5 %, влажность соломы - 30 %, высота среза на прямом комбайнировании - 15 см, количество зерен, осыпавшихся до уборки, - 5 шт/м2, полеглость стеблей отсутствовала, засоренность - слабая. Рабочая ширина захвата жатки комбайна TORUM составила 6,65 м, Tucano - 7,13 м, Дон - 5,7 м. Рабочая скорость движения, соответственно, - 7,2 км/ч, 5,2 и 4,5 км/ч. Результирующие показатели по трем комбайнам приведены на рис. 1. Обращает внимание высокая эффективность комбайна TORUM-740 с роторным МСУ (рис. 1). Дробление зерна ровно в 10 раз ниже Дона и более чем 10 раз ниже Tucano-480. Существенно ниже у TORUM микроповреждение зерна (17,2 %) и общие потери (1,85 %). Зерноуборочный комбайн Дон-1500Б имеет самую низкую себестоимость зерна (448,1 руб./т) по сравнению с аналогами, особенно по сравнению с Tucano-480 из-за его высокой балансовой стоимости. По всем остальным показателям Дон-1500Б уступает Tucano-480 и тем более TORUM-740. Предварительная сепарация зерна до обмолота под ускорителем у Tucano-480 способствовала снижению микроповреждения зерна на 5 % (рис. 1). Высокая урожайность зерна, оптимальная рабочая скорость движения, ширина захвата жатки и состояние хлебостоя обеспечили высокую производительность различных конструкций МСУ по намолоту (рис. 1): у TORUM - 34,5 т/ч, у Tucano - 26,7 т/ч и у Дона - 17,6 т/ч. Такая производительность повлияла на удельные эксплуатационные показатели работы комбайнов: расход топлива, энергоемкость, себестоимость зерна. По всем этим показателям комбайн TORUM-740 имел ощутимое преимущество, уступая только по себестоимости зерна Дону. Учитывая большие преимущества отечественного комбайна TORUM-740, его можно рекомендовать для технического переоснащения сельхозпредприятий. Следует ожидать, что и его новые модификации TORUM-750 и 780 не хуже предшественника. На основе аппроксимации полученных опытных данных по производительности комбайна TORUM-740 и потерям зерна за комбайном установлена их зависимость (рис. 2). Полученное уравнение (рис. 2) адекватно описывает зависимость потерь зерна за комбайном TORUM-740 от изменения его производительности. Важно также установить стоимость потерь урожая от величины его макро- и микроповреждений. Нами предлагается методика оценки экономической эффективности от снижения механических повреждений зерна комбайном (макро- и микроповреждения). Прежде рассмотрим принятые допущения в расчетах. Согласно исследованиям КубНИИТиМ, к потерям зерна за комбайном добавляются еще потери от дробления и распыла, которые составляют около 20 %, а потери от микроповреждений зерна - 10 кг/га на каждый процент микроповреждений [4, 5]. С учетом изложенного получена зависимость стоимости потерь зерна при комбайновой уборке от его урожайности U, закупочной цены Z на зерно, величин дробления Др комбайном и микроповреждений Мп: = ZU (0,012 Др + 0,0001 Мп), где - стоимость потерь зерна от механических повреждений комбайнами по i-му варианту технологии, руб./га; Z - закупочная цена, руб./т; U - урожайность убираемого зерна, т/га; Др - дробление зерна при уборке, %; Мп - микроповреждения зерна при уборке, %. Экономическая эффективность предлагаемой новой машины (технологии), т.е. i-го варианта, определится разницей стоимости потерь урожая от травмирования сравниваемыми машинами: Эi = Cп1 - Сп2, где Эi - экономический эффект от снижения потерь урожая за счет снижения механических повреждений зерна комбайном, руб./га; CП1, СП2 - стоимость потерь зерна от механических повреждений, соответственно, по 1-му и 2-му вариантам применяемых машин, руб/га. Таким образом, по результатам сравнительных испытаний различных конструкций комбайнов на уборке зерна, зная величину урожайности, закупочную цену, дробление и микроповреждения зерна, легко можно определить эффективность предлагаемого варианта от снижения механических потерь зерна. Выводы 1. На основании исследования трех конструктивных схем МСУ на уборке высокоурожайного сорта озимой пшеницы Ольхон лучшие качественные и эксплуатационно-технологические показатели обеспечила роторная модификация. На зерноуборочном комбайне TORUM-740 с роторным МСУ получена производительность 34,5 т за 1 час основного времени при расходе топлива 1,4 кг/т, энергоемкости 9,8 кВт-ч/т и себестоимости обмолота 622 руб./т. 2. Схема бильного МСУ с ускорителем (комбайн Tucano-480) снижает на 5 % микроповреждение зерна по сравнению с Дон-1500Б, но значительно уступает роторному комбайну TORUM-740, который является более предпочтительным по качеству работы и снижению затрат на уборку урожая. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ и Администрации Краснодарского края по научному проекту № 16-48-230386. Рис. 1. Качество работы различных МСУ (2017 г., сорт пшеницы Ольхон, урожайность U = 72 ц/га, учхоз «Кубань» КГАУ)
×

About the authors

G. G Maslov

Kuban State Agrarian University

Email: belyaev.96@mail.ru
DSc in Engineering

B. Yu Martynov

Kuban State Agrarian University

Email: belyaev.96@mail.ru

A. V Belyaev

Kuban State Agrarian University

Email: belyaev.96@mail.ru

References

  1. Краснощеков Н.В. Инновационное развитие сельскохозяйственного производства России. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2009. 388 с.
  2. Российское зерно мало востребовано на мировом рынке // Главный агроном. 2009. № 11. С. 4.
  3. Система земледелия Краснодарского края на агроландшафтной основе. Краснодар, 2015. 352 с.
  4. Пугачев А.Н. Пути снижения потерь зерна при уборке урожая. М.: Колос, 1989. 389 с.
  5. Маслов Г.Г., Золотарев А.С., Мартынов Б.Ю. Эффективность многофункциональных агрегатов на уборке зерна // Сб. статей международной науч.-практ. конференции 08.04.2017 г. Казань. Уфа, НИЦ «АЭТЭРНА», 2017. Вып. 5. Ч. 4. С. 63-65.

Copyright (c) 2018 Maslov G.G., Martynov B.Y., Belyaev A.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies