Двухфазный обмолот в отечественном и зарубежном комбайностроении

вались бы невостребованными, если бы не напористость и пробивная сила К. Г. Колганова.

Очень требователен был Константин Георгиевич и по отношению к своим ученикам, которым приходилось помногу раз что-то перепроверять, неоднократно дублировать опыты пока не оставалось сомнений в правильности технологических и технических решений. И это сказывалось на качестве диссертаций, выполненных под руководством К.Г. Колганова. Многие его воспитанники теперь профессора, доктора наук, заведующие кафедрами в разных ВУЗах страны. У большинства из них сейчас свои научные школы.

В 1964 г. Константин Георгиевич предложил проводить на базе кафедры сельхозмашин ЧИМЭСХ конференции молодых ученых Урала, Сибири и Дальнего Востока. Однако уже первая из них показала, что в Челябинск «приехала вся наука (в области уборки и послеуборочной обработки зерна) Советского Союза». Эту идею подхватили другие кафедры ВУЗа,

К. Г, Колганов много работал над совершенствованием учебного процесса. Например, уже в конце 60 гг. на кафедре сельхозмашин был организован класс программированного машинного обучения и контроля.

Одна из последних статей ученого была опубликована в журнале «Механизатор» (№10, 1971 г.) под названием «От теории двухфазного обмолота к практике современного комбайностроения», в которой были изложены основные особенности и преимущества двухфазного обмолота.

В этой же работе Константин Георгиевич подвел некоторые итоги и обобщил опыт, приобретенный коллективом кафедры за 20 лет прошедших с начала исследований до выпуска в 1969 г. Красноярским комбайновым заводом первых комбайнов «Сиби-

ряк». Он отметил, что в результате проделанной работы был не только создан новый тип зерноуборочных машин, которые позволяют получать менее травмируемое зерно с высокими посевными свойствами, но и подготовлено много высококвалифицированных ученых. За время исследований опубликовано свыше 150 работ, книг и брошюр, на кафедре уборочных машин организован постоянно действующий студенческий научный кружок (30...40 человек). Значительную помощь в создании новой технологической схемы комбайна СКДР-ЧИМЭСХ, за разработку которого были получены золотая, серебряная и пять бронзовых медалей ВДНХ, оказала проблемная лаборатория организованная при ЧИМЭСХ Главным управлением сельскохозяйственного образования МСХ СССР. Ее сотрудники, в частности, предложили дополнить двухфазный обмолот тонкослойной сепарацией зерна. Это подтверждает целесообразность создания подобных творческих коллективов. Однако необходимо укрепить их материальную базу и упорядочить финансирование в соответствии с объемом и эффективностью проведенных работ. В тех ВУЗах, где есть несколько проблемных лабораторий, их нужно объединять в научно-ис-следовательский сектор или институт для более гибкого руководства и финансирования.

Колганов Константин Георгиевич умер 28 февраля 1971 года. К сожалению, как часто случалось в истории нашей страны, он рано ушел из жизни благодаря «стараниям» чиновничьего аппарата. Лишь в день смерти на столе ученого появился технический журнал, на страницах которого была опубликовано сообщение о его награждении за разработку и реализацию идеи двухфазного обмолота.

ДВУХФАЗНЫЙ ОБМОЛОТ В ОТЕЧЕСТВЕННОМ И ЗАРУБЕЖНОМ КОМБАЙНОСТРОЕНИИ

Н.И. КОСИЛОВ, доктор технических наук

Челябинский ГАУ

В основу создания машин с двухбарабанным молотильным аппаратом положена технология двухфазного обмолота зерновых, зернобобовых культур и риса, предложенная В.П. Горячкиным и агротехнически обоснованная К.Г.Колгановым. Над развитием этой проблемы работали И.Ф.Василенко, В.Г.Антипин, П.А.Черномаз, О.А.Клия, А.Ф.Вэнс, Л.М.Жук, А.Д. Левыкина, С.Х. Багиров, Ф.М Купер-ман, Н.Т. Азовцев, Б.Н. Четыркин, Г.Ф. Серый, А.Д. Логин, С.Я. Радченко, Э.И. Липкович и др.

Двухфазный обмолот и дальнейшая его развитие — дифференциальный, позволяют без заметного увеличения габаритов и металлоемкости повысить пропуск-

ную способность зерноуборочных комбайнов, снизить потери и травмирование зерна, чем привлекают все большее внимание сельхозмашиностроителей, специалистов сельского хозяйства, ученых в области механизации уборки зерновых культур.

Большой вклад в совершенствование технологической и конструктивной схем комбайнов выполняющих двухфазный обмолот в нашей стране внесли В.П. Гаврилов, Х.М. Изаксон, З.И. Воцкий, Б.П. Ку-тепов, Г.Е. Чепурин, Н.И. Косилов, П.А. Шабанов, М.А. Пустыгин, А.И. Русанов, Р.Х. Музюпов, А.А. Баранов, А.Н. Пугачев и др.

Реализация двухфазного обмолота в комбайностроении началась с того, что в 1952 г. ученые ЧИМЭСХ и ВИМ переоборудовали самоходный зерноуборочный комбайн С-4 для выделения биологически ценных семян. На машине вместо приемного битера ус-

тановили бильный барабан такого же диаметра, под которым размещалась сепарирующая решетка.

В первые годы реализации двухфазного способа обмолота в ГСКБ по зерноуборочным машинам был разработан комбайн с двухбарабанным молотильным аппаратом, имеющим штифтовый и бильный барабаны, а также сепаратор с регулируемыми размерами ячеек решетки. Хозяйственные и сравнительные испытания этой машины и зарубежных комбайнов подтвердили ее преимущество при уборке риса. Аналогичную молотилку установили на комбайне СК-3 (рис. 1). Однако ей были присущи недостатки, связанные с отсутствием промежуточной зоны сепарации свободного зерна.

— второй барабан; 3 — клавишный соломотряс; 4,5 —деки зерна первой и второй фракций

Конструктивная схема машины с молотильным устройством, состоящим из двух бильных барабанов, была разработана сотрудниками кафедры сельхозмашин ЧИМЭСХ совместно со специалистами Красноярского комбайнового завода. В комбайне был предусмотрен раздельный сбор вымолоченных семян. При его испытаниях отмечено снижение травмирования зерна всех культур, потерь от недомолота, а для кормовых бобов и разделение по спелости.

В дальнейшем сотрудники кафедры сельскохозяйственных машин ЧИМЭСХ под руководством профессора К. Г. Колганова создали двухбарабанные молотильные аппараты с промежуточным битером-сепаратором (рис. 2) и более совершенное роторное молотильно-сепарирующее устройство (рис. 3).

Рис. 2. Молотильное устройство СКД-5:1 — первый барабан; 2 — промежуточный битер; 3 — второй барабан; 4 — клавишный соломотряс; 5,7— деки; 6 — решетка

В результате государственных испытаний комбайна СКДР на Украинской, Прибалтийской, Сибирской и Целинной МИС на уборке овса, ржи, пшеницы и ячменя было установлено, что пропускная спо-

Рис. 3. Схема МСУ комбайна СКДР-ЧИМЭСХ: / — приемный битер; 2 — первый барабан; 3 — кожух промежуточного битера; 4 — промежуточный битер верхнего действия; 5 — колосовой шнек; б — роторный сепаратор; 7— второй барабан; 8 — отбойный битер; 9 — решетка битера; 10- подбарабанье; //-решетка сепаратора; 12-направляющие щитки, 13— подбарабанье; 14 — ступенчатый грохот.

собность молотилки возросла в 1,4-1,5 раза, потери и травмирование зерна снизились в 2-3 раза. В 1969 г. на Красноярском комбайновом заводе начался серийный выпуск зерноуборочных комбайнов с двухбарабанным молотильным устройством в зерновой СКД-5 и рисовой СКД-5Р модификации.

С тех пор двухбарабанные молотильно-сепариру-ющие устройства (МСУ) реализованы в таких отечественных машинах, как СКДР-ЧИМЭСХ, СКД-6, СКД-6Р, СК-6-Н «Колос-СКПР-6», СК-5-П «Нива», «Енисей- 1200НМ», «Енисей-1200Р», «Кедр-3200», «Енисей-954», «Енисей-957».

Однако обмолот хлебной массы в двухбарабанных МСУ пока далек от идеального. Так, скорость бичей в них нарастает ступенчато, что не совсем соответствует физико-механическим свойствам обмолачиваемой культуры.

Необходима молотилка такой конструкции, в которой окружная скорость бичей увеличивалась бы постепенно от входа хлебной массы в молотильный зазор к выходу из него (дифференцированный обмолот). В этом случае в начале при минимальном силовом воздействии (сил трения и ударов) будут вымолачиваться спелые зерна, а заетм по мере его медленного нарастания — менее спелые, прочно связанные.

Рис.4. Классификация роторных МСУ современных зерноуборочных комбайнов.

В этом отношении интерес представляет устройство для дифференцированного обмолота растительной массы, разработанное в ЧИМЭСХ (ЧГАУ), которое послужило основой д ля создания комбайнов с аксиально-роторными МСУ. У них, в отличии от машин с классической одно- или двухбарабанной схемой молотилки, бильный молотильный аппарат и клавишный соломотряс (или только соломотряс) заменены вращающимся в полом цилиндре (подба-рабанье) рабочим органом — ротором. Процессы полного вымолота и сепарации зерна выполняются в этом случае по мере движения обмолачиваемого продукта вдоль оси ротора в зазоре между его рабочими элементами и подбарабаньем. Ротор может быть расположен вдоль или поперек оси машины.

Выпуск подобных комбайнов за рубежом ведется уже более 20 лет, а в России машины СК-10 «Ротор», «Дон-2600» и «Дон-2600ВД» рекомендованы для постановки на производство.

Сейчас в роторных комбайнах применяют разнообразные типы МСУ (рис.4). Их совершенствование ведется в направлении повышения производительности, надежности, снижения металлоемкости, уменьшения перебиваемости соломы, создания семейства комбайнов классов 4... 10 кг/с с навесными и прицепными модификациями.

На сегодняшний день молотильно-сепарирую-щие устройства почти у половины выпускаемых в мире комбайнов основаны на принципах двухфазного и дифференциального обмолота.

РАЦИОНАЛЬНЫЙ ДВУХФАЗНЫЙ ОБМОЛОТ

м. и. липовский

Обоснование профессором К.Г. Колгановым в 1948-1952 гг. агротехнической целесообразности двухфазного обмолота ускорило процессы разработки и налаживания производства двухбарабанных зерноуборочных машин.

Сейчас 48% выпускаемых в мире комбайнов -двухбарабанные. Однако такие машины более материалоемки и сложны в технологическом обслуживании (регулировка), отличаются повышенным расходом энергии. И самое главное, по данным А.Д. Логина, только 10% эксплуатируемых двухбарабанных комбайнов настроены правильно, значит, часть из них не реализует двухфазный обмолот. Таким образом, проблема разработки более эффективной технологии двухфазного обмолота и рациональной реализации ее в однобарабанном аппарате весьма актуальна.

Обязательным элементом такой технологии остается двухуровневое энергетическое воздействие на обмолачиваемую массу. Однако мы считаем, что иное соотношение между количеством воздействий (ударов) малой и большой интенсивности должно составлять не 1:1, как при традиционном двухфазном обмолоте, а 3:1...4:1. Соотношение между уровнями интенсивности воздействий, с учетом прочности связи отдельных зерен с колосом, принято 1:2.

Реализацию предлагаемой технологии обмолота целесообразно осуществить путем изменения зазора между барабаном и подбарабаньем, когда нанесение ударов высокой интенсивности обеспечивается прохождением незначительной части рабочих элементов (бичей) над планками подбарабанья с малым зазором, а нанесение ударов меньшей интенсивности — остальными рабочими элементами. Такое функционирование молотильного аппарата возможно при расположении рабочих элементов, наносящих

удары высокой интенсивности, на большем удалении от оси вращения. В отличие от традиционного двухфазного обмолота общее число ударов по обмолачиваемой массе при использовании нашей технологии в 2 раза меньше (7...15, вместо 14...30). Кроме того, отличается последовательность нанесения ударов разной интенсивности. В первом случае сначала оказывается воздействие малой интенсивности, затем — большой. Во втором — очередность нанесения ударов непостоянна. Поступающая за время одного оборота барабана масса культуры, в зависимости от последовательности нанесения ударов большой и малой интенсивности, обрабатывается при разных режимах. При восьмибичевом барабане их четыре и у первой планки подбарабанья по обмолачиваемой массе в 75% случаев наносится удар малой интенсивности, что в значительной степени определяет качество обмолота.

Таким образом, последовательность нанесения ударов разной интенсивности у первой планки подбарабанья для 75% обмолачиваемой массы в той или иной степени соответствует двухфазному обмолоту. Следовательно, с учетом двухуровневого энергетического воздействия на подаваемую массу рассматриваемый процесс с большим приближением можно квалифицировать как двухфазный, а отмеченные особенности и отличия позволяют назвать его двухфазным рациональным.

Энергетическое воздействие на обрабатываемую среду в значительной мере обусловливает количественные и качественные показатели работы машин, в частности, вымолот зерна, его дробление и микроповреждение. Поэтому рациональную в энергетическом смысле организацию всего технологического процесса, а не только обмолота, можно рассматривать как важнейшую предпосылку получения хороших результатов.

Энергоемкость различных типов обмолота можно охарактеризовать индексом /, который представляет