Развитие средств механизации для хранилищ картофеля и овощей

Аннотация

Отмечены особенности механизации работ в хранилищах картофеля и овощей. Описаны развитие конструкции отечественных бункерных транспортеров-загрузчиков картофеля, ее особенности, основные параметры и показатели работы. Даны предложения по организации разработки и производства загрузчиков.

Полный текст

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.