Способы механизированной уборки

 

Исторические аспекты механизации уборки конопли. Первые образцы специальных коноплеуборочных машин были созданы в СССР в 30-х годах прошлого века на базе зерноуборочных машин мотовильного типа. К этим машинам относятся коноплеростилочные машины и коноплесноповязальные агрегаты. Это были первые шаги на пути к механизации уборки конопли.

В 1951-1952 гг. Всесоюзным научно-исследовательским институтом лубяных культур совместно с конструкторским бюро завода им. Ухтомского была создана коноплежатка ЖК-2,1 секционного типа, которая нашла широкое применение.

Коноплежатка ЖК-2,1 обеспечивает уборку посевов конопли при высоте стеблестоя от 0,7 до 3,0 м и параллельность стеблей в разостланной ленте или снопах.

В 1972-1973 гг. промышленность приступила к выпуску коноплеуборочного комбайна ККП-1,8, созданного также Всесоюзным научно-исследовательским институтом лубяных культур. Эта машина позволяла сократить объём ручного труда и уменьшить потери семян, но общий уровень механизации уборочных работ при её использовании оставался недостаточным. Обмолоченные комбайном стебли, как и при уборке коноплесноповязалкой, нужно было вручную довязывать вторым свяслом, составлять в суслони (бабки) для сушки, укладывать в транспортные средства для вывоза с поля.

В конце 70-х годов отдел механизации Всесоюзного научно-исследовательского института лубяных культур выполнил работу по разработке конструкции машин нового комплекса: коноплежатки ЖК-1,9 для сбора зеленцевых и семенных посевов конопли, коноплеподборщик ПКВ-1 и универсального коноплекомбайна УКУ-1,9.

Следующим этапом была разработка прогрессивной технологии сборки зеленцовой конопли, которая практически исключила ручной труд благодаря использованию на уборке тресты конопли рулонного пресса.

Применение той или иной технологии уборки конопли диктуется дальнейшим использованием продукции, вырабатываемой из неё. Так, если нужно получить длинное качественное волокно, то при сборке необходимо сохранить параллельность стеблей и добиться хорошего вылёживания тресты. На разработку именно такой технологии, при которой максимально сохраняется параллельность стеблей, были направлены усилия разработчиков машин для уборки конопли вплоть до конца прошлого столетия, о чём указано выше. Практически упомянутыми машинами заканчивается весь основной отечественный арсенал технических средств для уборки стеблей конопли. При этом надо отметить, что к концу 80-х годов прошлого столетия сноповая технология уборки конопли достигла своего апогея.

На современном этапе выращивания конопли значительно распространилась сфера использования продукции, изготовленной из неё. Используются практически все составляющие стебля: семена, волокно (луб) и овсяница. В зависимости от направления использования продукции из конопли диктуется и применения соответствующей технологии их сборки. Так, например, при производстве из стеблей конопли целлюлозы или однотипного волокна или луба нет необходимости в сохранении параллельности стеблей, а потому технология уборки конопли может осуществляться сельскохозяйственными машинами, которые используются для уборки других культур: зерновых, бобовых, многолетних трав. Отличная технология применяется на уборке семенной конопли. В связи с этим следует более подробно остановиться на технологиях сбора конопли, которые используются в Украине.

Технология уборки конопли двустороннего использования. Существующая технология уборки семенной конопли двустороннего использования базируется на раздельном способе уборки и использовании двух машин - коноплежатки ЖК - 1,9 и молотилки снопов МЛК-4,5. На рис.8.1 представлена технологическая схема производственного процесса при уборке семенной конопли.

Раздельный способ уборки имеет значительный разрыв во времени между скашиванием конопли и обмолота, что за неблагоприятных погодных условий часто приводит к значительным потерям урожая, которые составляют около 30 %. Данная технология характеризуется также большим количеством производственных операций, которые выполняются вручную.

 

 

Рис.8.1 - Технологическая схема процесса сбора конопли двустороннего использования.

 

Раздельный способ уборки имеет значительный разрыв во времени между скашиванием конопли и обмолотом, что из-за неблагоприятных погодных условий часто приводит к значительным потерям урожая, которые составляют около 30 %. Данная технология характеризуется также большим количеством производственных операций, которые выполняются вручную. Структура распределения трудозатрат по операциям приведена на диаграмме (рис.8.2). Наиболее трудоємними являются операции обмолачивания снопов на молотилке, вывоз соломы конопли с поля и поднимание снопов после коноплежатки и отношение их в бабки для естественной сушки.

 

 

Рис.8.2 - Распределение трудозатрат на уборке семенных конопли раздельным способом (в процентах).

 

Более эффективной является технология прямого сбора семенной конопли коноплезборочным комбайном ККУ-1,9, но этот комбайн не нашел широкого распространения в коноплесеющих хозяйствах.

Следует отметить, что по данной технологии уборки конопли осложняется следующая операция - первичная переработка соломы, поскольку практически отсутствует производство моченцовой конопляной тресты, а для получения качественной росяной тресты нет надлежащих условий через поздние сроки уборки конопли. Поэтому нужно совершенствовать технологии уборки семенной конопли и последующей переработки стеблей.

Технология сборки зеленцовой конопли представлена на рис.8.3. Для её осуществления в Институте лубяных культур разработан комплекс машин. При этом различают два основных способа уборки тресты конопли - сноповой и рулонный.

 

 

Рис. 8.3 - Технологическая схема сборки зеленцовой конопли.

 

Сноповый способ сборки предусматривает скашивание конопли с одновременным росстиланием стеблей в ленту коноплежаткою ЖК-1,9, сохраняя их параллельность, вылёживание стеблей (т.е. приготовления тресты), связывание стеблей в снопы вручную и установка снопов в бабки для естественной сушки, погрузки снопов на транспортные средства и перевозки на перерабатывающие предприятия. Для уменьшения затрат ручного труда разработан комплекс машин, которые механизировали отдельные операции: подборщик тресты ПКВ-1, что поднимает ленту стеблей, накапливает их и связывает в снопы; устройство для тюкования снопов в тюки; фронтальный погрузчик ПФ-0,5 с устройством ППУ-0,5 для погрузки тюков в транспортные средства. Это позволяет сократить объём ручного труда, но и после этого ещё остаётся значительная её часть.

Рулонный способ сборки предусматривает следующие операции: скашивание стеблей с одновременным их росстиланием в ленту коноплежаткою ЖК-1,9, частичное вылёживание стеблей, вращение лент вращателем ОЛК-1, завершение вылёживания, подбора тресты и формирования рулонов модернизированным рулонным прессом ПРП-1,6, погрузка рулонов в транспортные средства фронтальным погрузчиком ПФ-0,5 с приспособлением для погрузки ППУ-0,5 для перевозки их на перерабатывающие предприятия.

По сравнению со сноповым рулонный способ позволил уменьшить трудозатраты в 2,7 раза, но его внедрение сдерживалось отсутствием достаточного количества специальных машин в коноплесеющих хозяйствах.

 

Машины для уборки

 

Коноплежатка ЖК-1,9. Коноплежатка ЖК-1,9 предназначена для сбора зеленцовых и семенных посевов конопли. Машина комплектуется двумя сменными аппаратами - росстилающим и вязальным. Первый применяется при уборке зеленцовой конопли, а второй - конопли двустороннего использования.

Техническая характеристика коноплежатки ЖК-1,9:

Ширина захвата, м 1,9

Рабочая скорость, км/ч. 6-10

Транспортная скорость, км/ч. 20

Производительность, га/ч чистой работы 0,8-1,2

Потребляемая мощность, кВт 20

Количество обслуживающего персонала, чел. 2

Масса, кг 2200

Радиус поворота, м 6

Рабочий процесс коноплежатки следующий (рис.8.4). Во время движения машины вперёд разделители 1 распределяют стеблестой на четыре потока, которые увлекаются пасами секционного транспортера 2. Одновременно режущий аппарат 3 срезает стебли и они перемещаются к игольчатому транспортёру 4. При этом травоотделитель 5 освобождает нижнюю часть стеблестоя от низкорослых сорняков, сломанных и недоразвитых растений. Под действием травоотделителя стебли, зажатые между пасами секционного транспортёра, отклоняются от вертикального положения в направлении движения. В момент срезания они падают на стол игольчатого транспортёра и перемещаются к расстилающему (или вязальному) аппарату 6. Во время движения стебли выравниваются по срезу подбойкой 7.

 

 

Рис.8.4 - Схема рабочего процесса коноплежатки ЖК-1,9: 1 - разделитель стеблей; 2 - секционный транспортер; 3 - режущий аппарат; 4 - игольчатый транспортёр; 5 - травоотделитель; 6 - расстилающему (или вязальному) аппарату;7 - подбойка.

 

В зависимости от высоты стеблестоя, чтобы не допускать перекрытия соседних лент, стебли могут укладываться под разными углами. В случае, когда применяют вязальный аппарат, вместо ленты формируются порции стеблей, которые связываются в снопы.
В 2000-2005 гг. в Институте лубяных культур проведена модернизация коноплежатки ЖК-1,9 с целью повышения надёжности работы секционного транспортёра. Замена профиля пасов и системы их привода позволила использовать машину в условиях влажной погоды.

Производственные испытания модернизированной коноплежатки, которые проводились на уборке семенных посевов конопли в Институте лубяных культур и хозяйствах Глуховского района Сумской области, показали высокую эксплуатационную надёжность жатки. Производительность машины за 1 ч чистого времени повышена на 13 %, сменного времени на 22 %.

На уборке конопли с повышенной влажностью установлено, что наличие росы на стеблях конопли практически не влияет на производительность работы модернизированной коноплежатки.

Коноплемолотарка МЛК-4,5 А. Коноплемолотарка МЛК - 4,5 А используется при раздельном способе уборки конопли и предназначена для обмолота снопов конопли после их естественной сушки в бабках (рис.8.5). Машина агрегатируется с тракторами классов тяги 0,9 и 1,4 т.

Техническая характеристика коноплемолотарки МЛК - 4,5 А:

Транспортная скорость, км/ч. 10

Производительность,снопов за час. До 1100

Количество обслуживающего персонала, чел. 6-7 Потребляемая мощность, кВт 7,4-8,8

Масса, кг 2300

 

 

Рис. 8.5 - Схема рабочего процесса коноплемопотарки МЛК-4,5: 1 - игольчатый транспортёр; 2 - стол для подачи снопов; 3 - зажимной транспортёр; 4 - обчёсывальный аппарат; 5 - грохот, 6 - элеватор вороха;

7 - тёрка вороха; 8 - грохот; 9 - нижний шнек; 10 - элеватор семян; 11 - верхний шнек; 12 - решётный стан; 13 – вентилятор.

 

Процесс обмолота коноплемолотаркою МЛК-4.5 А проходит следующим образом. Снопы вручную кладутся на стол подачи 2, где подхватываются игольчатым транспортёром 1 и подаются к зажимному транспортёру 3. Снопы зажимаются между двумя ремнями и протаскиваются через обчёсывальный аппарат 4, где соцветия конопли прочёсываются зубьями барабанов. На выходе из зоны обчёсывания верхушки снопов подвергаются вибрационным действиям грохота 5. Освобождённые от ремней транспортёра снопы принимает рабочий. Полученный ворох попадает на полотно элеватора 6, который подаёт его в тёрку 7. В тёрке ворох перетирается, и вся масса поступает на грохот 8, верхнее решето которого отделяет крупные примеси (фрагменты веточек, измельчённые листья и др.). Семена и мелкие части вороха, прошедшие через отверстия верхнего решета, попадают на подсевное решето грохота, где отделяются мелкие примеси и семена сорняков. Семена конопли с остатками вороха через нижний шнек 9, элеватор 10 и верхний шнек 11 подаются на решётный стан 12, где с помощью двух решёт и воздушного потока вентилятора 13 очищаются и по отводящему желобу попадают в мешок.

Коноплеподборщик ПКВ-1. Коноплеподборщик ПКВ-1 предназначен для подбора расстеленной коноплежаткою ленты стеблей тресты конопли, формирование снопов и связывания их шпагатом (рис.8.6). Машина агрегатируется с тракторами класса тяги 0,9 и 1,4 т.

Техническая характеристика коноплеподборщика ПКВ-1:

Транспортная скорость, км/ч. 10

Производительность снопов за час до 1100

Количество обслуживающего персонала, чел. 1

Потребляемая мощность, кВт 7,4-8,8

Масса, кг 2300

 

 

Рис. 8.6 - Схема рабочего процесса коноплеподборщика ПКВ-1: 1 - подбирающее устройство; 2 - транспортёр стеблей; 3 - игольчатый транспортёр; 4 - выносные вальцы; 5 - вязальный аппарат;

6 – подбойка.

 

Рабочий процесс коноплеподборщика следующий. Во время движения машины вперёд лента стеблей конопли подбирается устройством 1 отрывается от земли и попадает между ремнями транспортёра стеблей 2. При перемещении ленты транспортёром стеблей выносные вальцы 4 разворачивают стебли. Дальше они падают на стол и игольчатым транспортёром 3 перемещаются к вязальному аппарату 5. Во время движения стебли выравниваются по срезу подбойкой 6. Вязальный аппарат формирует порции стеблей, связывает их в снопы и сбрасывает на поле.

Вращатель лент конопли ОЛК-1. Для получения однородной по цвету конопляной тресты повышенного качества ленту стеблей конопли вращают. Для этого в Институте лубяных культур разработан вращатель лент стеблей конопли ОЛК-1. В основу конструкции машины положена конструкция серийного коноплеподборщика ПКВ-1, которая частично переработана и дополнена рядом новых узлов, необходимых для выполнения технологического процесса (рис.8.7).

Результаты исследований работы вращателя лент конопли показали, что разработанная машина обеспечивает качественное вращения лент и имеет удовлетворительные эксплуатационно-технологические показатели. Установлено, что при вращении лент стеблей конопли продолжительность процесса вылёживания тресты сокращается на 35-44 %, а качество тресты повышается на один сортономер в сравнении с качеством тресты без вращения лент.

 

Рис. 8.7 - Схема рабочего процесса работы вращателя лент конопли ОЛК-1: 1 - подбирающее устройство; 2-транспортёр стеблей; 3 - игольчатый транспортёр; 4-выносные вальцы; 5 - устройство для вращения ленты; 6 – подбойка.

 

Пресс для формирования рулонов из тресты конопли. Для формирования рулонов тресты конопли в Институте лубяных культур проведена модернизация рулонного пресс-подборщика ПРП-1,6 (рис.А.32). Прессовальная камера пресс-подборщика расширена до 1,9 м по сравнению с прессом ПРП-1,6. Плотность прессования рулонов составляет от 120 до 180 кг/м3. Параметры рулона: диаметр до 1,6 м, длина до 2 м, масса до 350 кг.

 

 

Рис. А.32 - Формирование рулонов конопли пресс-подборщиком ПРП-1,6.

 

Результаты исследования процесса формирования рулонов конопли пресс-подборщиком показали, что технологический процесс выполняется удовлетворительно.