Производство корнеклубнеплодов является одним из наиболее трудо- и энергоемких процессов сельского хозяйства. В бывшем Советском Союзе уровень комбайновой уборки картофеля достигал 43 %. В 1980 г. в парке СССР было 68 тыс. картофелеуборочных комбайнов (КУК), а в Белоруссии – 12,5 тыс. В последние годы наметилась тенденция к сокращению не только площадей, занятых картофелем в сельскохозяйственных предприятиях Республики Беларусь (РБ) и Российской Федерации (РФ), но и парка картофелеуборочных машин (КУМ). Поступление в РБ новых комбайнов сократилось, так как комбайновый завод в г. Рязань переключился на выпуск другой продукции, а цены на машины фирм «Гримме», «Амак», AVR, девульф, WМ «Картофельтехник», ЗАО «Колнаг» и ОАО «Мотовело»  очень высокие и хозяйства без поддержки государства не в состоянии их приобрести. РУП «Гомсельмаш», выпустив в прошлом году всего 50 КУК, не может удовлетворить спрос картофелеводов  СНГ в высокопродуктивной, надёжной, простой и дешёвой технике, а ОАО «Лидсельмаш» прекратил  выпуск  КУК.

МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ

          В РБ убирали картофель в конце прошлого века КУМ:  ККУ-2А, ККМ-4, КСК-4-1, КПК-3 и КПК-2-01, которые выпускались в России на ПО «Рязсельмаш», а также Е-684 и Е-686 из ГДР, прошел испытания на МИС КУК КПК-2-02 со щеточным камнеотделителем. Появились КУК зарубежных фирм. Одной из главных причин тому, что КУК семейства КПК не нашли широкого применения в РБ, является несовершенная конструкция подкапывающе-сепарирующей секции.

        Анализируя конструкцию приемной  подкапывающе-сепарирующей части, можно констатировать следующее: лемешно-дисковые подкапывающие рабочие органы удовлетворительно выполняют свои функции на полях с достаточно точной шириной междурядий. В случаях подкапывания стыковых междурядий возможно подрезание клубневых гнезд. Подрезание клубней может быть и на полях с неровным рельефом, а также с искривленными рядками картофеля в направлении движения уборочного агрегата.

Другим существенным недостатком КУК типа КПК является нестабильная глубина хода подкапывающих рабочих органов из-за высокого давления копирующих катков на поверхности картофельных грядок. Особенностью комбинированного подкапывающего рабочего органа  КУК семейства КПК являются сферические диски, установленные с развалом выпуклостью к бороздам, что привело к установке продольных шнеков между ними, который предотвращает перебрасывание пласта на грядку перед лемехом и способствует  его транспортировке на элеватор. Недостатком данного рабочего органа является большая материалоемкость, высокие энергозатраты и трудоемкость проведения регулировок.

Технологическая схема КУК должна быть, по возможности, прямоточной, а не такая как у КУК КПК-3 и КПК-2-01, где картофельный ворох перемешается в поперечном направлении с помощью шнеков, что приводит к большому количеству поврежденных клубней, особенно на почвах, засоренных камнями и твердыми комками.

 Подкапывающе-сепарирующая приемная часть любой КУМ должна быть открытой для тракториста и комбайнера, так как при попадании в машину посторонних предметов и несвоевременном отключении вала отбора мощности трактора могут произойти серьезные поломки механизмов. КУК  КПК-2-01 и

КПК-3 не отвечают этому условию.

Для территории РБ разработано почвенно-географическое районирование: выделены Северная (30 % территории), Центральная (43 %) и Южная (27 %) почвенные провинции, которые делятся на 7 почвенно-климатических округов, 20 агропромышленных районов и 12 подрайонов [1]. Если в Северо-западном округе почвенный покров представлен суглинистыми и супесчаными дерново- подзолистыми почвами, то в Юго-восточном округе – почвы песчаные и супесчаные. Картофель возделывается на полях, слабо засоренных камнями. Таких  полей  в  Минской области – 17 %, Гродненской — 14  %, Витебской — 10,4 %, Гомельской и Могилевской областях поля не засорены камнями, а в Брестской – 4,5 %.

 Условия функционирования КУМ в странах СНГ и в РБ, конкретно взятом хозяйстве, на конкретном поле разнообразны, а качество их работы и производительность зависит от того, из каких рабочих органов скомпонована машина, какой диапазон регулировок предусмотрен и какие способы управления ТП заложены в конструкцию.

Тип, конструкцию и параметры рабочих органов КУМ следует разрабатывать или применять, исходя из условий функционирования: тип почвы, конфигурация и размеры грядок, расположение клубней в гнездах и их урожайность, форма и размеры компонентов грядки, их физико-механические свойства. Все эти свойства картофельного растения не являются постоянными даже на одном и том же поле, не говоря уже о районе, области, республике; они являются случайными в вероятностно-статистическом смысле. Качественные показатели работы КУК зависят от условий функционирования и конструкции машин, а также от рационально подобранных режимов работы (проведенных регулировок).

Учитывая тот факт, что подкапывающе-сепарирующая часть любой КУМ работает в более тяжелых условиях, чем другие рабочие органы, было принято решение заменить на КУК КПК-3, КПК-2-01 и КПК-2-02 их приемную часть серийным картофелекопателем КСТ-1, 4А или КСТ-1,4М, а для тяжелых почв — модернизированным копателем КСТ-1,4Д с лемешно-дисковой приемной частью по типу Е-686 (рисунок 1).

Технологический процесс КМБ-2

  При рабочем движении агрегата (рисунок 2) подрезанный и частично разрушенный активным лемехом 3 пласт поступает на основной элеватор 4, где за счет активного и пассивного встряхивания происходит крошение пласта и основная сепарация почвы [2]. С основного элеватора оставшаяся клубненосная масса поступает на второй элеватор 5, где происходит дальнейшая сепарация с последующей подачей массы на третий элеватор и к редкопрутковому транспортеру 7. Клубни и оставшиеся мелкие примеси проваливаются между прутками редкопруткового транспортера на элеватор 6 (рисунок 2), который, частично просыпая мелкую почву в зазоры между прутками, подает массу на пальчиковую поверхность горки 10. В зависимости от настройки комбайна, т. е. в зависимости от угла наклона горки, картофель или скатывается в ковшовый транспортер 11 или поступает вместе с примесями к шнеку 9. При этом шнек, пропуская примеси под собой, остальную массу подает на дополнительную пальчиковую горку. Горка осуществляет дополнительную очистку и подачу клубней в ковшовый транспортер, из ковшей которого масса подается на сопроводительный транспортер 17. С сопроводительного транспортера клубни скатываются на прутковый транспортер-переборщик 12. Рабочие-переборщики отбирают камни, комки и растительные остатки и бросают на транспортер примесей 14, который направляет их назад на поле. Из транспортера-переборщика клубни загружаются в бункер-накопитель 13 в зону его заполнения. По мере заполнения указанной зоны бункера включается подвижное дно, и клубни продвигаются в зону выгрузки к откидной части бункера и направляющему лотку. При этом откидная часть бункера устанавливается близко к горизонтали. После заполнения бункера выгрузную часть его направляют в сторону транспортного средства, включается привод транспортера и осуществляется выгрузка картофеля через направляющий лоток в транспортное средство. Возможен вариант выгрузки картофеля в рядом  идущее  транспортное средство.

 а)

 б)

в)

 г)

а — базовая модель КМБ-2 с копателем КСТ-1,4А и переборочным столом; б — базовая модель КМБ-2М с копателем КСТ-1,4М; в — КМБ-2Д с лемешно-дисковой приемной частью и комкодавителем для суглинистых почв; г — копатель-погрузчик КМБ-2-02 с копателем КСТ-1,4А для легких почв, незасоренных камнями

Рисунок 1 – Модернизированные КУМ

    

а) вид сбоку; 6) вид сверху; в) вид сзади;

1 – рама; 2 – колесо опорное; 3 – лемех; 4 – элеватор основной; 5 – элеватор второй; 6 – элеватор третий; 7 – транспортер редкопрутковый; 8 – экран ботвоудалителя; 9 – шнек;10 – горка; 11 – элеватор ковшовый; 12 – стол переборочный; 13 – бункер; 14 – транспортер примесей; 15 – колеса ходовые; 16 – площадка переборщиков; 17 – транспортер сопроводительный

Рисунок 2 – Схема принципиальная комбайна КМБ-2

  ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Широкие хозяйственные испытания восьми образцов модульных картофелеуборочных машин  на протяжении десяти лет в различных регионах РБ выявили следующие достоинства их в сравнении с КПК-2-01 и КПК-3:

        1. Высокая технологическая надежность, обеспечиваемая, в основном, подкапывающей частью и простотой технологической схемы задней части машин и верхнего яруса. Коэффициент надежности технологического процесса равен 0,97. Количество подшипников в приемной части уменьшилось в 2 раза — до 40 шт.

2. Прямоточность технологического процесса нижнего яруса позволила повысить его надежность, устранить забивания в приемной части и уменьшить повреждения клубней в 1,3…2,0 раза.
3. Снижена материалоемкость машины КМБ-2 на 9 %  по сравнению с КПК-2-01.
4. Возможность использования копателей КСТ-1,4А и КСТ-1,4М в качестве самостоятельных машин: оперативная трудоемкость демонтажа копателя составляет 2,0 ч, а установки его на комбайн – 2,5 ч.

Литература

1. Природа Белоруссии: Популярная энциклопедия. – Минск, Бел СЭ, 1989. – 599 с.

2. Машины картофелеуборочные двухрядные полуприцепные унифицированные модульные семейства КМБ и модификации для адаптации к условиям функционирования. Руководство по эксплуатации. /В.П. Буяшов, Г.Ч. Калей, В.Г. Бычковский и др.- Минск, 2013. — 82 с.

 Авторы:

В.П. Буяшов,  БНТУ, Г.Н. Портянко УО «БГАТУ»