Устройство для отбора проб потерь зерна за рабочими органами зерноуборочных комбайнов

Предлагаемая полезная модель относится к средствам контроля качества выполнения технологического процесса зерноуборочными комбайнами, в частности к оценке потерь зерна за измельчителем-разбрасывателем соломы и за молотильно-сепарирующим устройством в целом.
Цель полезной модели - упрощение конструкции и повышение достоверности оценки потерь зерна за сепарирующими рабочими органами комбайнов.
Известно устройство в виде емкости коробчатой формы, применяемое для отбора проб потерь зерна и определения потерь зерна за молотильно-сепарирующим устройством в процессе определения номинальной производительности з\у комбайна (Юрина Т.А. Резиновые пробоотборники для оценки потерь зерна комбайнами. Сельский механизатор. - 2015. - №7. - С. 12-13; а также ГОСТ 28301-2015 Комбайны зерноуборочные. Методы испытаний).
Данные пробоотборники имеют размеры 500×100×50 мм и для отбора проб потерь устанавливаются в междурядья хлебостоя до прохода комбайна.
Недостатки их применения заключаются в следующем.
При оценке потерь при проходе комбайна вначале в пробоотборники поступают потери от жатки комбайна, а затем добавляются потери от решетной очистки и от соломотряса (в пробоотборники, установленные в полосе прохода корпуса комбайна). В пробоотборники, установленные за пределами полосы прохода корпуса комбайна поступают потери только от жатки (в режиме работы с укладкой соломы в валок) или от жатки и разбрасывателя (в режиме работы с измельчением и разбрасыванием соломы).
В режиме укладки соломы в валок (при котором регламентирована оценка потерь за молотильно-сепарирующим устройством по ГОСТ 28301-2015) по поступившим в пробоотборники потерям от жатки и от молотильно-сепарирующего устройства в соответствии со стандартизованной методикой по разности средних относительных потерь по ширине полосы прохода корпуса комбайна и средних относительных потерь от жатки (определенных вне полосы прохода корпуса комбайна) находят потери от молотильно-сепарирующего устройства комбайна.
Однако нашими полевыми исследованиями при 6-кратной повторности отбора проб установлено, что потери за жаткой отличаются большой вариабельностью по длине прохода - в пределах 55,1-71,9%. Установлено, что данные показатели в 1,24-3,45 раза выше, чем вариабельность общих потерь от жатки и молотильно-сепарирующего устройства (Скорляков В.И., Велик М.А. Анализ неравномерности хлебной массы и потерь, допускаемых зерноуборочными комбайнами. Сборник «Научно-информационное обеспечение инновационного развития АПК (Материалы IX Международной научно-практической конференции «ИнформАгро-2017»). - М.: 2017. С. 362-368).
Большая вариабельность потерь зерна жаткой по ходу комбайна приводит к снижению достоверности оценки их среднего значения (при применяемом ограниченном числе повторностей), что также снижает достоверность оценок потерь за молотильно-сепарирующим устройством из-за необходимости выполнения указанного выше вычитания потерь жатки из общих потерь молотильно-сепарирующего устройства и жатки.
В связи с изложенным, применение методов оценки потерь молотильно-сепарирующего устройства с их сбором в единые емкости вместе с потерями от жатки неприемлемы, т.к. могут приводить к существенным ошибкам, особенно при ограниченном числе повторностей. Поэтому отбор проб и оценка потерь за жаткой и молотилкой должны производиться в отдельные емкости.
Причины высокой неравномерности потерь за жаткой заключаются в сравнительно высокой неравномерности хлебостоя (коэффициент вариации урожайности зерносоломистой массы по обобщенным данным ряда источников достигает 13,8-14,1%), а также из-за циклически повторяющихся воздействий на скашиваемые растения планок мотовила. После прохода хлебной массы через молотильный аппарат и рабочие органы очистки ее равномерность, а также вариабельность потерь, поступающих на поверхность поля, значительно снижается, что обусловлено интенсивным выравнивающим действием молотильно-сепарирующих рабочих органов.
В варианте работы комбайна с измельчением и разбрасыванием соломы часть потерь зерна молотильно-сепарирующего устройства (при поступлении соломы с соломотряса в измельчитель) распределяется по ширине прокоса жаткой комбайна, что также требует их отбора отдельно от потерь жатки. При этом необходимо иметь в виду, что жатка является отдельным объектом испытаний, которые выполняются в режиме укладки соломы в валок. Поэтому потери жаткой достаточно просто определяются с помощью установки открытых пробоотборников вне зоны прохода корпуса и колес комбайна. Но при необходимости оценки потерь жаткой в режиме работы комбайна с измельчением и разбрасыванием соломы, пробоотборники, предварительно установленные в окрестностях прохода левого края жатки, могут быть удалены сразу после прохода жатки или закрыты сверху (например крышками по Патенту на полезную модель RU 188022).
Наиболее близким техническим решением является Устройство по Патенту на полезную модель RU 188022 от 26.03.2019 для отбора проб потерь зерна за рабочими органами зерноуборочных комбайнов (прототип).
При расположении пробоотборников в междурядьях хлебостоя в непосредственной близости от предполагаемой полосы прохода колес комбайна возрастает вероятность наезда колес. Поэтому более предпочтительно применение эластичных резиновых пробоотборников, по типу рекомендованных к применению в ГОСТ 28301-2015.
Для исключения попадания потерь от жатки в прототипе (Патент на полезную модель RU 188022 от 26.03.2019) пробоотборники снабжены съемными (при помощи шнуров) крышками, удаляемыми после прохода жатки. Но, наряду с исключением попадания в них потерь от жатки, данное техническое решение обладает следующими недостатками:
1) Сложность прокладки шнура в хлебостое при обеспечении его расположения по поверхности почвы (для исключения попадания шнура в режущий аппарат, особенно в условиях наличия сорняков и наклонов стеблей убираемой зерновой культуры). При этом неосторожное натяжение шнура увеличивает вероятность частичного сдвига крышки с пробоотборника и вероятность попадания в него потерь от жатки.
2) Сравнительно большие усилия, необходимые для удаления крышки с пробоотборника после прохода жатки, т.к. высота среза растений зерновых колосовых культур при прямом комбайнировании может составлять от 10 до 25 см, что в 2-5 раз выше расположения крышки. При этом шнур, соединенный с крышкой необходимо располагать под прямым углом к направлению движения комбайна и крышка, расположенная вместе с пробоотборником между рядками растений, при ее удалении с помощью шнура встречает сопротивление стерни.
Предлагаемое устройство для отбора проб потерь зерна за молотильно-сепарирующим устройством МСУ зерноуборочных комбайнов изображено на фиг. 1 и 2 (вид а и вид б) и на фиг. 3 (вид а и вид б).
Устройство содержит емкость коробчатой формы 1, шнуры 2, закрепленные к боковым сторонам емкости 1 с одной стороны жестко связанными со штырями 4, заглубляемыми в почву, и шнуры 3, закрепленные с другой стороны емкости 1 и проложенными за пределы убираемой в данном проходе комбайна полосы хлебостоя, при этом до прохода комбайна емкость устанавливается кверху дном так, что шнуры 2, связанные со штырями 4, охватывают емкость 1 снизу, а шнуры 3, проложенные за пределы хлебостоя - сверху.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Для оценки потерь зерна за молотильно-сепарирующим устройством комбайна емкость 1 предварительно устанавливают до прохода комбайна в междурядье хлебостоя дном вниз (т.е. на заданном расстоянии от оси предстоящего прохода комбайна, на котором необходим отбор пробы). Затем по поверхности почвы прокладывают шнуры 2 и в их натянутом положении заглубляют в почву штыри 4. После этого по поверхности почвы в противоположную сторону прокладывают шнуры 3, выводя их концы за пределы предстоящего прохода жатки в сторону скошенного хлебостоя, обеспечивая их горизонтальное прямолинейное расположение путем их натяжения, устраняя тем самым зависания шнуров на сорняках. После этого емкость 1 поворачивают (перекатывают) на 180 градусов в сторону штырей 4, обеспечивая обхват емкости 1 шнурами 2 снизу, а шнурами 3 сверху с соответствующим частичным вытягиванием шнуров 3 за счет их полуооборота вокруг емкости 1. В результате этого емкость 1 располагается в исходном положении дном вверх. Предварительно стебли растений из рядка в зоне предстоящего переворота емкости удаляют (срезают или выдергивают).
При проходе над емкостью 1 жатки поступление в нее потерь зерна исключается благодаря ее положению дном вверх. После прохода жатки над емкостью 1 и передних колес комбайна над шнурами 3 для отбора пробы потерь за молотильно-сепарирующим устройством комбайна исполнитель с помощью вытяжения до упора шнуров 3 переворачивает емкость 1 в рабочее положение (дном вниз), освобождая ее входное сечение для поступления потерь зерна (Фиг. 2).
После прохода комбайна из емкости 1 извлекают потери, очищают, взвешивают и определяют относительное количество потерь (на единице площади), исходя из площади проходного сечения емкости 1.
Пример конкретного исполнения представлен на фиг. 3.
Емкость 1 выполнена на основе резинового пробоотборника, рекомендованного ГОСТ 28301-2015 для отбора проб потерь зерна при испытаниях зерноуборочных комбайнов. Боковые поверхности резинового пробоотборника усилены металлическими пластинами 5 для крепления к ним шнуров 2 и 3 и исключения деформации боковых стенок при натяжении шнуров 3.