Сегодня современное земледелие требует непрерывного роста производительности и увеличения скорости работы [1]. В результате этого, появилась необходимость упростить или создать новые рабочие органы или методы для достижения данных результатов. Одним из таких методов явилось то, что появилась необходимость в разработке различных методов и технических средств, для совершенствования конструкции зерноуборочного комбайна.
Существующие средства уборки зерновых культур за последние 15–20 лет претерпели значительные изменения. Изменились эргономичные показатели, оснащение, а главное это значительно в разы увеличилась мощность зерноуборочных комбайнов, некоторые модели достигают мощности в 600 л.с. и более. Увеличилась ширина захвата жатки, некоторые модели жаток достигают 14 метров в ширину. Особенно стоит отметить, что непрерывно совершенствуются конструкции жаток и внутренних рабочих органов комбайна по уборки не только зерновых культур, но и совершенствуются конструкции самих жаток, для уборки подсолнечника, кукурузы, рапса, сорго и других культур, которые активно выращиваются на территории Российской федерации.
Современные зерноуборочные комбайны в полной мере оснащены системами автоматизации, которые эргономично собраны в кабине зерноуборочного комбайна. Указанные на рисунке системы активно помогают не только упростить процесс уборки зерновых культур, но сократить потери урожая, повысить производительность, но главное рационально использовать мощность силовой установки. В результате мощность двигателя зачастую используется не полностью.
В результате проведенных анализов, стоит выделить несколько закономерностей:
1. В результате возросшей мощности комбайна увеличилась его производительность, но за частую его мощность используется не полностью.
2. Также появилась возможность задействовать комбайн на других типах работ, которые не требуют высокой скорости, и не влекут за собой большой нагрузки на силовую и ходовую части.
Целью работы следует определить методы совершенствования рабочих органов и дополнительных устройств, для совершенствования технологии уборки зерновых культур, при помощи метода и методики ТРИЗ.
Патентная работа является одной из важнейших работ на первоначальном этапе становления рабочего проекта. Результатом ее работы становится определение актуального направления исследования.
Известно [2] комбинированное устройство к уборочному комбайну для рыхления почвы и укрытия взрыхленной почвы измельченной соломой (см. патент РФ № 43431, А 01 D43/00 (2005.03)) содержащий прицеп 6, раму орудия 5 на подъемных колесах 7 с батареями игольчатых дисков 3, измельчитель-разбрасыватель соломы 2, батареи игольчатых дисков установленных в один ряд и защитный кожух-обтекатель.
Рис. 1. Патент РФ № 43431
Также известен патент № 127280 (рис. 2) Зерноуборочный комбайн, содержащий жатку, измельчитель-разбрасыватель соломы, на жатке или в промежутке от жатки до измельчителя на комбайне установлен штригель для уборки зерновых колосовых культур с одновременной обработкой почвы.
Рис. 2. Патент № 127280
Известен способ уборки урожая зерновых культур и утилизации незерновой части урожая и устройство для его осуществления [2] (см. патент РФ № 2307498, А 01D91/04 и А 01D41/08 (2006.01)) и комбинированное устройство к уборочному комбайну для рыхления почвы и укрытия взрыхленной почвы измельченной соломой (см. патент РФ № 43431, А 01 D43/00 (2005.03)).
Рис. 3. Патент РФ № 2307498
Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано при уборке зерновых культур. Способ включает уборку зерновой части урожая очесом на корню. Очесанный стеблестой обрабатывают по всей высоте раствором азотного удобрения, измельчают и вносят в почву одновременно с ее обработкой. Устройство содержит расположенный перед ним по ходу движения адаптер для очеса зерна на корню, бункер для зерна, систему подачи азотного удобрения и рабочий орган из режущих дисков. Система подачи азотного удобрения имеет бак для раствора азотного удобрения и распылители, выполненные эжекционно-щелевыми и расположенные по обе стороны устройства. Изменение угла наклона распылителей обеспечивает обработку стеблестоя по всей его высоте. Режущие диски рабочего органа расположены рядами с расположением дисков последующего ряда в середине промежутка между дисками предыдущего ряда. Изобретения обеспечивают комплексную технологию уборки зерна и утилизацию не зерновой части урожая.
Существенным недостатком известных технических решений по части совмещения уборки, рыхления почвы, сохранения влаги и защиты почвы от эрозии является:
- снижение технико-экономических показателей зерноуборочных комбайнов в виду использования энергоемких орудий, например, дисковых борон, ширина которых равна ширине захвата жатки комбайна;
- снижение коэффициента использования времени смены из-за увеличения потерь времени на повороты, неудобность в эксплуатации и снижения технической и технологической надежности;
- заделка семян сорных растений на чрезмерно большую глубину, по причине которой невозможно получить более полные, ранние и дружные всходы сорняков для их последующего уничтожения механическими обработками или гербицидами;
- некачественной работы агрегатов в виду не совпадения агротехнических требований, так уборка производится при скорости 4–6 км/ч., а дискование — 8–12 км/ч.
При обработке почвы ротационные рабочие органы сельскохозяйственных машин — не прорезают слой, даже измельченной, соломы, разбросанной комбайном, в результате чего почва не обрабатывается на необходимую глубину [3]. Из-за недостаточной глубины обработки почвы концентрация измельченной соломы в обработанном слое почвы получается повышенной, семена сорняков теряют контакт с почвой и долго не всходят, а большинство из них консервируются надолго — до очередной обработки почвы и выпадения осадков. При обработке же почвы тяжелыми почвообрабатывающими орудиями на рекомендуемую для них глубину обработки почвы семена сорняков попадают на чрезмерно большую для них глубину и не способны в последующем дать дружные всходы, в результате чего теряется возможность их уничтожения за одну обработку гербицидами или обработку почвы орудиями для поверхностной обработки почвы. При попытке обработки почвы дисковыми боронами на рекомендуемую глубину (4…5 см) обрабатываются всего лишь небольшие полоски почвы из-за большого расстояния между следами дисков, перемешивая почву в этих полосках с чрезмерно большим объемом измельченной соломы. Поэтому в этих полосках семена сорняков теряют контакт с почвой, а в необработанных полосках семена сорняков вообще не заделываются в почву, и как следствие, динамика всходов падает. Также следует отметить, что при обработке почвы после уборки колосовых культур с одновременным измельчением соломы поле снова оголяется и иссушается от ветра и отсутствия затенения поверхности поля, а эксплуатация таких агрегатов не удобна в виду их большой кинематической длины [4].
Техническим результатом является устранение указанных недостатков, способом обработки почвы, и обеспечение внесением семенного материала или минеральных удобрений, что позволяет более эффективно проводить операцию задержания остаточной влаги в почве, более активно вести систему севооборотов и борьбу с сорной растительностью, а также повышение коэффициента использования времени смены.
Технический результат достигается тем, что в зерноуборочном комбайне содержащем жатку, измельчитель-разбрасыватель соломы, штригель установленный за задними колесами комбайна или в промежутке от жатки до измельчителя, согласно полезной модели имеет дополнительные штригели установленные в несколько рядов в шахматном порядке, образуя борону за которой установлены высевающие аппараты с однодисковыми сошниками и центральной дозирующей системой.
Сущность полезной модели поясняется рисунком, где показана схема зерноуборочного комбайна.
Зерноуборочный комбайн содержит жатку 1, измельчитель-разбрасыватель соломы 2, штригели 3 которые установлены в несколько рядов в шахматном порядке, образуя борону 4 установленную за задними колесами комбайна или в промежутке от жатки 1до измельчителя — разбрасывателя 2. За бороной 4 установлены высевающие аппараты с однодисковыми сошниками 5и центральной дозирующей системой 6.
Зерноуборочный комбайн (рис.4) работает следующим образом. При работе комбайна жатка 1 срезает хлебную массу, обмолачивает и подает на обработку. Штригельная борона 4 обрабатывает почву на глубину 3…4 см, а высевающие аппараты с однодисковыми сошниками 5 с центральной дозирующей системой 6 имеющей питание от бортовой системы комбайна производят посев семенного материала или вносят минеральные удобрения, а далее измельчитель-разбрасыватель 2 укрывает только что обработанную почву измельченной соломой. Такая обработка почвы позволяет сохранить остаточную влагу в почве и влагу выпадающих осадков, заделать семенной материал на требуемую глубину, которые в последствие при достижении необходимой фазы их развития легко можно использовать для последующего скоса животным или производить залужение полей.
Рис. 4. Многофункциональный зерноуборочный комбайн
В результате проделанной работы нами разработана конструкция позволяющая судить, что перспективным направлением является создание многофункциональных рабочих агрегатов, которые позволяют совмещать несколько технологических операций за один проход агрегата по полю. Совмещение технологических операций такого рода позволит снизить затраты на дальнейшие работы по консервации влаги в почве, а если будет возможность производить одновременное внесение удобрений поможет восстановить часть гумусного горизонта после произрастания высокопитательных культурных растений, что очень актуально на территории Европы и Западной части РФ.
Литература:
1. Лепшина А. И. Способы внесения сухих не органических смесей и устройства для его осуществления [Текст] / А. И. Лепшина, С. В. Белоусов // Молодой ученый. — 2015. — № 6. — С. 342–344.
2. Сайт роспатента www.fips.ru
3. Лепшина А. И. Способы внесения сухих не органических смесей и устройства для его осуществления [Текст] / А. И. Лепшина, С. В. Белоусов // Молодой ученый. — 2015. — № 6. — С. 342–344.
4. д.т.н. профессор Трубилин Е.И студентка Лепшина А. И., Многофункциональный уборочный агрегат Материалы VIII всероссийской научно-практической конференции молодых ученных г. Краснодар, 2014 года (стр. 501–503)
