Существенной разницей между технологией уборки комбайнами «классической» компоновки и технологией уборки очёсом является то, что при очёсе стерня остается на поле и решает вопросы влагосбережения и влагонакопления [1].
Для Дальнего Востока (и, в частности, для Амурской области), где весной ощущается дефицит влаги, этот способ особенно актуален. Поля, убранные очёсом, могут успешно обрабатываться дискованием (двойным проходом агрегатов), либо при необходимости засеваться последующими культурами с применением стерневых сеялок без предварительной обработки почвы. В этом случае стеблестой защищает почву от разогрева солнечными лучами и испарения влаги.
Пожнивные остатки формируют почвозащитное покрытие. Оно противостоит эрозии почвы, сохраняет влагу, препятствуют развитию сорняков. Мульча из пожнивных остатков создает разность температур – воздуха и верхнего слоя почвы, что обуславливает появление конденсата на поверхности поля (так называемый «сухой полив»), играет роль температурного стабилизатора и позволяет воздуху свободно циркулировать в системе «почва – атмосферный воздух».
Уборка очёсом является не просто отдельным процессом продуктового адаптера, но собственно совершенной технологией, представляющей собой комплексную систему сбора и обработки урожая и подготовки поля [2, 3]. Главное – она позволяет возделывать сою и зерновые культуры по стерне. Такая совершенная технология предусматривает выполнение только четырех основных агротехнических операций: внесение гербицидов (глифосатов) перед посевом (с осени или весной); посев семян специальной сеялкой для прямого посева, не разрушая поверхности поля; внесение гербицидов по вегетации и уборку [4, 5].
Еще одно преимущество уборки очёсом – повышение производительности и снижение зависимости от погодных условий, принципиальная возможность осенней обработки почвы из-под сои за счет сокращения сроков уборки.
Цель работы: изучить возможность использования метода очёса при уборке сои.
Материалы и методы исследования
Объект исследования – технологическая уборка сои, осуществляемая очёсывающей жаткой. Проведены полевые исследования разработанными в ФБГНУ ДальНИИМЭСХ конструкциями очёсывающих гребенок на сорте сои «Лидия»:
– гребенка, изогнутая по эвольвенте, имеющая толщину 4 мм и радиальный паз диаметром 10 мм (рис. 1, вид а);
– плоская гребенка, имеющая толщину 4 мм, радиальный паз диаметром 10 мм и заточку боковых зубьев 450 (рис. 1, вид б);
– гребенка, изогнутая по эвольвенте, имеющая толщину 2 мм и радиальный паз диаметром 5 мм (рис. 1, вид в).
Частота вращения очёсывающего барабана задавалась значениями: 250 об/мин; 350 об/мин; 450 об/мин
на разных скоростях движения трактора: 5 км/час,
7 км/час, 9 км/час.
Экспериментальная очёсывающая жатка агрегатировалась с трактором Т-150К (рис. 2).
1) 2) 3)
Рис. 1. Варианты очёсывающих гребенок: 1) изогнутая гребенка, 2) плоская гребенка, 3) изогнутая гребенка
Рис. 2. Работа Т-150К с экспериментальной очёсывающей жаткой на опытном поле
В зависимости от высоты растения сои обтекатель очёсывающей жатки устанавливался относительно барабана с регулировкой по вертикали и горизонтали для выбора оптимального угла наклона стебля при захвате его гребенками в зоне прикрепления первого нижнего боба от поверхности почвы.
Результаты исследования и их обсуждение
В результате проведенного эксперимента установлено, что гребенка, изогнутая по эвольвенте толщиной 4 мм и с радиальным пазом, показала лучшие результаты по очёсу растений сои.
В результате отсеивающего эксперимента был проведен анализ потерь от неочёса и получено уравнение регрессии (1).
ПН = 71,985 – 7,643•vр – 0,166•n + 0,01875•vр•n. (1)
Дополнительно был проведен эксперимент для нахождения потерь после прохода экспериментальной очёсывающей жатки (табл. 2).
Таблица 1
Результаты потерь от неочёса (гребенка 1)
|
Факторы в натуральном масштабе |
Факторы в безразмерной системе |
Выход |
yiср |
|||||||
|
№ опыта |
Х1, скорость, км/ч (vp) |
Х2, обороты, об/мин (n) |
x0 |
x1 |
x2 |
x1⋅x2 |
yi1 |
yi2 |
yi3 |
|
|
1 |
4,6 |
250 |
+1 |
–1 |
–1 |
+1 |
16,74 |
17,31 |
15,98 |
16,74 |
|
2 |
9,2 |
250 |
+1 |
+1 |
–1 |
–1 |
2,38 |
3,74 |
2,83 |
2,98 |
|
3 |
4,6 |
450 |
+1 |
–1 |
+1 |
–1 |
1,07 |
0,79 |
0,95 |
0,94 |
|
4 |
9,2 |
450 |
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
4,29 |
4,91 |
4,72 |
4,64 |
Таблица 2
Результаты потерь за жаткой (гребенка 1)
|
Факторы в натуральном масштабе |
Факторы в безразмерной системе |
Выход (общие потери, %) |
yiср |
|||||||
|
№ опыта |
Х1, скорость, км/ч (vp) |
Х2, обороты, об/мин (n) |
x0 |
x1 |
x2 |
x1⋅x2 |
yi1 |
yi2 |
yi3 |
|
|
1 |
4,6 |
250 |
+1 |
–1 |
–1 |
+1 |
15,82 |
15,43 |
16,13 |
15,8 |
|
2 |
9,2 |
250 |
+1 |
+1 |
–1 |
–1 |
16,31 |
14,44 |
15,16 |
15,3 |
|
3 |
4,6 |
450 |
+1 |
–1 |
+1 |
–1 |
16,24 |
18,54 |
18,02 |
17,6 |
|
4 |
9,2 |
450 |
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
20,99 |
20 |
21,39 |
20,79 |
|
5 |
7 |
350 |
+1 |
0 |
0 |
0 |
11,68 |
11,82 |
13,72 |
12,4 |
|
6 |
9,2 |
350 |
+1 |
+1 |
0 |
0 |
17,61 |
15,88 |
13,91 |
15,8 |
|
7 |
7 |
450 |
+1 |
0 |
+1 |
0 |
19,31 |
17,92 |
18,95 |
18,7 |
|
8 |
4,6 |
350 |
+1 |
–1 |
0 |
0 |
14,48 |
18,83 |
15,38 |
16,2 |
|
9 |
7 |
250 |
+1 |
0 |
–1 |
0 |
17,32 |
14,51 |
13,92 |
15,2 |
После обработки результатов двухфакторного эксперимента было получено уравнение регрессии (2).
ППП = –535,145 + 170,165•vр + 197,595•n –
– 11,805•vр2 – –16,474•n2 – 61,016•vр•n. (2)
а) б)
Рис. 3. Графическое описание двухфакторного эксперимента 22:
а) поверхность отклика потерь от неочёса, б) cечение поверхности отклика
а) б)
Рис. 4. Графическое описание эксперимента 32:
а) поверхность отклика потерь за жаткой, б) сечение поверхности отклика
Рис. 5. Наложение сечений поверхностей отклика
Рис. 6. Общая схема доработанной экспериментальной очёсывающей жатки:
1 – битер; 2 – очёсывающая гребенка; 3 – камера; 4 – очёсывающий барабан
При наложении сечений поверхностей отклика (рис. 5), установлены предварительные режимы работы очёсывающей жатки: рабочая скорость – 7–7,5 км/ч, обороты очёсывающего барабана – 330–370 об/мин. Показатели потерь от неочёса при этих режимах составляют 5,5–6,5 %, потери за экспериментальной жаткой – 12–12,8 %.
Следующие этапы исследований будут направлены на снижение общих потерь после прохода очёсывающей жатки до норм, установленных агротребованиями на уборку сои.
Разработана конструкция модернизированной экспериментальной очёсывающей жатки, конструктивные особенности которой предусматривают:
– использование битера;
– уменьшение диаметра барабана;
– использование гребенок с изменяемой кинематикой движения;
– изменение формы камеры очёсывающей жатки.
Выводы
Проведённые испытания экспериментальной очёсывающей жатки показали, что уборка сои очёсом на корню возможна. Выбрана форма гребёнки в виде изогнутого по эвольвенте зубчатого гребня с диаметральным пазом 10 мм у основания. Гребенка позволяет наиболее полно и качественно производить очёс сои, практически исключая защемление пучков стеблей и их обрыв. Зубья гребёнки загнуты по эвольвенте, что обеспечивает не только качественный очёс бобов сои, но и придаёт направление движения продуктам очёса. По результатам полевых экспериментов обоснованы режимные параметры очёсывающей жатки: обороты очёсывающего барабана в пределах 330–370 об/мин, рабочая скорость агрегата 7–7,5 км/час. Установка битера, изменение кинематики движения очёсывающей гребенки и уменьшение диаметра очёсывающего барабана позволят найти оптимальные конструктивно-режимные параметры очёсывающей жатки, отвечающие агротехническим требованиям на механизированную уборку сои.