Устройство и технологический процесс зерноуборочного комбайна TORUM 740

Комбайн 740 – зерноуборочный самоходный аксиально-роторный – предназначен для уборки зерновых колосовых культур прямым и раздельным комбайнированием. Ориентирован на поля с урожайностью свыше 60 ц/га. Может эффективно применяться в условиях МТС. С применением дополнительных приспособлений может убирать подсолнечник, кукурузу на зерно, горох, сою, рапс.

Устройство. Комбайн состоит из жатки или платформы-подборщика, наклонной камеры, молотильного агрегата, ходовой части, рабочего места оператора, моторной установки, гидрооборудования, электрооборудования, системы контроля и управления работой агрегатов и рабочих органов, измельчителя-разбрасывателя соломы – ИРС.

а – вид слева; б – вид справа; 1 – кабина; 2 – бункер; 3 – молотильно-сепарирующее устройство (МСУ); 4 – шнек выгрузной; 5 – ИРС; 6 – ящик инструментальный; 7 – шасси; 8 – вентилятор; 9 – наклонная камера; 10 – топливный бак; 11 – воздушная система; 12 – домолачивающее устройство; 13 – зерновой элеватор; 14 – ведущий мост; 15 – аккумуляторный ящик; 16 – колосовой элеватор; 17 – мост управляемых колес

Технологический процесс работы. Мотовило подводит порцию стеблей к режущему аппарату и далее к шнеку. Срезанные стебли транспортируются шнеком к центру жатки, где выдвигающимися из шнека пальцами захватываются и перемещаются к приемному битеру наклонной камеры битерного типа с реверсом, и далее – в молотильно-сепарирующее устройство (МСУ).

1 – кабина; 2 – бункер; 3 – МСУ; 4 – главный контрпривод; 5 – моторная установка; 6 – выгрузной шнек; 7 – ИРС; 8 – ящик аккумуляторный; 9 – очистка; 10 – ведущее колесо; 11 – наклонная камера

Молотильно-сепарирующее устройство – продольно расположенный ротор, выполняющий обмолот поступившего технологического продукта. При обмолоте выделенная из колосьев вместе со значительной частью половы масса сепарируется через деку подбарабанья на транспортную доску. После обмолота зерновой ворох по транспортной доске транспортируется к дополнительному решету.

В процессе транспортирования вороха происходит предварительное разделение его на фракции. Зерно перемещается вниз, а сбоина – вверх. В зоне перепада между пальцевой решеткой транспортной доски и дополнительным решетом происходит его продувка. Слой зерновой смеси, проваливающийся через пальцевую решетку, несколько разрыхляется, благодаря чему зерно и тяжелые примеси под действием воздушной струи вентилятора и колебательного движения решет легче проваливаются вниз, а полова и другие легкие примеси выдуваются из молотилки.

После дополнительного решета зерновой ворох попадает в зону второго перепада и затем на верхнее решето. Провалившись через дополнительное, верхнее и нижнее решето, зерно попадает на зерновой шнек. Далее процесс происходит следующим образом:

• зерно транспортируется шнеком в элеватор, который перемещает его к загрузочному шнеку бункера;
• загрузочный шнек подает зерно в бункер;
• из бункера зерно подается выгрузным шнеком в транспортное средство.

Недомолоченные колоски, проваливаясь через верхнее решето и удлинитель верхнего решета на нижнее решето, транспортируются на колосовой шнек и в колосовой элеватор, который перемещает полученный ворох в домолачивающее устройство. В нем происходит повторный обмолот, после которого обмолоченный ворох шнеком равномерно распределяется по ширине возвратной доски и еще раз транспортируется на очистку.

В конструкции комбайна заложены прогрессивные технические решения:

• компоновка машины: кабина – бункер – двигатель;
• центрально расположенная двухместная комфортная кабина с кондиционером, отопителем, дополнительным сидением;
• кнопочное управление подачей топлива, коробкой передач;
• ротор с вращающейся декой;
• привод ротора с бесступенчатой трансмиссией;
• бункер увеличенного объема с выгрузным шнеком башенного типа;
• автономная выгрузка зерна;
• автоматическая система контроля за стабильностью протекания технологического процесса;
• новый бортовой информатор с улучшенным интерфейсом;
• жатка с гидроприводом мотовила;
• битерная наклонная камера (как для уборки зерновых колосовых, так и для уборки подсолнечника и кукурузы).

С целью снижения трудоемкости эксплуатации и обслуживания внедрены следующие функции и элементы:

• реверс жатвенных частей при забивании хлебной массой с управлением из кабины;
• низкорасположенные аккумуляторные ящики;
• труднодоступные точки смазки сгруппированы.

Основой для нового комбайна послужила молотилка «Дон-2600». Но комбайн значительно отличается от предшественника. Главные отличия представлены в таблице:

Жатвенная часть Состоит из жатки и наклонной камеры, которая шарнирно соединяется с молотилкой комбайна и опирается с помощью двух гидроцилиндров на балку моста ведущих колес. На комбайне 740 установлена жатка новой конструкции рисунок 97). Аналогичные жатки устанавливаются на комбайны «Дон-1500М», «Вектор», «Дон-1500Б» (с октября 2006 г.).

Модернизация жатки и наклонной камеры: рост производительности и надежности

Новая конструкция жатки существенно отличается от предыдущей модели ЖУ-6. Изменения направлены на облегчение конструкции, повышение стабильности среза и ускорение рабочего процесса на различных агрофонах. Модернизация позволила адаптировать комбайн под уборку как короткостебельных, так и длинностебельных культур.

• Скорость работы ножей — 1080 ход/мин
• Диаметр верхнего битера — 300 мм
• Диаметр пальцев граблин — 6 мм
• Ширина платформы-подборщика — 3,4 м
• Время навески жатки — 5 мин

Рабочие органы жатки получили ряд конструктивных обновлений. Гидропривод мотовила на базе гидромотора EPRMW 80 CBM снизил общий вес и повысил надежность узла (в дальнейшем цепную передачу планируется заменить на шестеренный привод). Стол жатки удлинили на 130 мм, что улучшило подачу хлебной массы. Опциональный планетарный привод Schumacher увеличивает частоту резания до 1080 ходов в минуту вместо прежних 946 ходов, позволяя комбайну двигаться быстрее без потери качества среза. В качестве альтернативы могут устанавливаться другие планетарные приводы или МКШ.

Прочность и долговечность конструкции повышены за счет усиленного днища стола в зоне подачи массы, увеличенного диаметра труб граблин мотовила, а также сдвоенных пальцев граблин, которые снижают трудоемкость при монтаже. Режущий аппарат оснащен дополнительной верхней противорежущей пластиной для чистого среза, а пальцы выполнены штампо-сварными. Система электрогидравлического копирования рельефа «Автоконтур» работает с использованием двух расширенных башмаков в качестве сенсоров. Навесить и подключить жатку можно всего за 5 минут без использования специального инструмента.

В наклонной камере вместо классического цепочно-планчатого транспортера установлена битерная система с битером-нормализатором. За счет активного ускорения и выравнивания потока массы она повышает производительность комбайна на 20%. Диаметр верхнего битера увеличили с 252 до 300 мм для защиты от наматывания стеблей. Электромагнитная муфта привода жатвенной части позволила исключить из конструкции натяжной ролик (леникс). Для улавливания камней на днище камеры предусмотрен специальный лоток.

Для раздельной уборки комбайн комплектуется платформой-подборщиком шириной 3,4 м с возможностью работы со сдвоенными валками. Устройство точно копирует рельеф поля в двух направлениях и защищено от забивания, наматывания и сдувания массы ветром.

Аксиально-роторная молотилка: особенности конструкции и схема движения массы

Молотилка аксиально-роторного типа состоит из корпуса, ротора с вращающейся декой, отбойного битера-сепаратора, транспортирующих устройств, бункера и механизмов привода. Система обмолота Torum бережно обрабатывает зерно и стабильно работает на засоренном или влажном фоне. Вращающаяся дека исключает возникновение «мертвых» зон и обеспечивает обмолот на все 360°, а бесступенчатый привод ротора позволяет точно настраивать параметры под конкретные условия уборки.

Технологический процесс движения хлебной массы в молотилке организован последовательно:

1. Масса подается битерами наклонной камеры в заходную часть ротора.
2. В молотильной зоне ротора происходит обмолот, зерно с ворохом ссыпается на стрясную доску.
3. В сепарирующей зоне ротора выделяется остаточное зерно, направляясь на транспортирующую наклонную доску.
4. На выходе из ротора солома поступает на битер-сепаратор с подбарабаньем для финишной сепарации.
5. Отсепарированное зерно ссыпается на транспортирующую наклонную доску.
6. Стрясная доска перемещает обмолоченный ворох на верхний малый каскад.
7. Далее масса распределяется по верхнему и нижнему решетам очистки.
8. Недомолоченный ворох отправляется в автономное роторное домолачивающее устройство, а полова сбрасывается на половоразбрасыватель.

Дека вращающегося типа имеет пробивные сменные секции. Вращение деки позволяет улучшить качество зерна, обеспечить самоочищение деки и улучшить работу на сложных хлебах. Ротор имеет прямые бичи в молотильной части и прерывистые подающие витки в сепарирующей части. В молотильной части рабочие элементы ротора сменные, для обеспечения быстрого переоборудования под уборку риса.

Для обеспечения бесступенчатой регулировки, а также для исключения из трансмиссии ременной передачи применен гидромеханический бесступенчатый привод ротора. С целью снижения количества ремней, привод вентилятора очистки осуществляется гидромотором с управлением из кабины. В отличие от «Дон-2600», за ротором установлен отбойный битер-сепаратор, который осуществляет финишную сепарацию и подает солому на измельчитель-разбрасыватель. Площадь решет очистки увеличена с 4,5 до 5,1 м2. Настройка решет осуществляется электродвигателями (в опытном комбайне реализована стандартная ручная настройка).

Для улучшения сбалансированности молотилки изменена схема работы решет очистки. На 740 стрясная доска и нижнее решето движутся в одну сторону, а в протифазе двигается массивная часть верхнего решета. Бункер с выгрузным устройством. Объем бункера

11 м (у «Дон-2600» – 6 м3) рассчитан на кузов грузовика, грузоподъемностью 10 т.

Крыша бункера трансформируемая (увеличивает его объем с 9 до 11 м3). Трансформация осуществляется электромеханизмом с управлением из кабины. В бункере имеются два мембранных сигнализатора датчика уровня заполнения, которые расположены на передней панели внутри бункера. Нижний датчик сигнализирует о заполнении бункера на 75 % емкости, верхний – о максимальном заполнении бункера. При 75 % заполнении бункера автоматически включается проблесковый маяк, который дает сигнал грузовым машинам о том, что необходимо подъезжать для загрузки зерна. Для визуального контроля заполнения зерна в бункере предусмотрено большое смотровое окно. Вибропобудитель с двумя гидропульсаторами установленными на дне бункера способствует быстрой выгрузке влажного зерна. Выгрузное устройство с гидровыносом выгрузного шнека полностью обновлено.

Применена выгрузка башенного типа с углом выноса 105°. Для экономии топлива при выгрузке привод молотилки можно отключить. 2. Подача зерна с дна бункера осуществляется двумя шнеками расположенными на разной высоте. Это позволяет снизить нагрузку на донный шнек (по сравнению с ACROS 530) и увеличить скорость выгрузки на 5 %. Выгрузка зерна осуществляется не более 2 мин. По сравнению с «Дон-2600» скорость выгрузки увеличена в два раза – с 43 до 95 л/с. Высота выгрузки увеличена и составляет 4,3 м. Длина выгрузного шнека также увеличена и составляет 4,7 м. Такие размеры позволяют легко выгружать зерно в любые грузовые машины даже с 9 м жаткой. Пробоотборник находится на площадке перед входом в кабину. Измельчитель-разбрасыватель. Для обработки незерновой части урожая комбайн 740 комплектуется измельчителем-разбрасывателем новой конструкции.

Измельчитель-разбрасыватель состоит из блока измельчителя, разбрасывателя и электромеханизмов регулировки ширины разбрасывания и перевода в положение для укладки в валок. Помимо разбрасывания соломы, новый измельчитель может разбрасывать полову без применения отдельного половоразбрасывателя. Для улучшения качества измельчения соломы, по сравнению с ИРС на «Дон-1500Б» увеличена частота вращения барабана измельчителя с 2800 до 3200 об/мин. Привод измельчителя включается/отключается из кабины. Управление приводом (на основе леникса – натяжного шкива) измельчителя из кабины повышает безопасность комбайна и снижает время на переход с режима измельчения в режим формирования валка (требуется только переключить рычаг отражателя соломы).

Управление поворотными направляющими лопатками разбрасывателя осуществляется электромотором с управлением из кабины. Гидравлическая система комбайна значительно переработана по сравнению с системой «Дон-2600». Это обусловлено стремлением максимально снизить количество механических, в том числе ременных передач для увеличения надежности приводов и снижения трудоемкости обслуживания.

Гидравлическая система комбайна представлена двумя питающими баками объемом 50 л и состоит из семи независимых систем (на «Дон-2600» было три):

Для обеспечения необходимого количества рабочей жидкости для привода управляемых мостов установлен второй бак гидросистемы.

Система электрооборудования – однопроводная, постоянного тока, напряжением 24 В и 12 В, с генератором переменного тока мощностью 2 кВт со встроенным выпрямителем. В электрооборудовании впервые применена система , позволяющая не только снизить количество разъемов и проводов, но и обеспечить решение задачи по автоматизации работы молотилки. Автоматизация работы молотилки подразумевает оценку потерь для обеспечения оптимальной загрузки молотилки и/или получения максимальной производительности комбайна. Это позволит снизить требования к квалификации комбайнера (это немаловажно в настоящее время), так как регулировка рабочих элементов молотилки будет выполняться электроникой комбайна.

Промышленная сеть CAN связывает датчики комбайна в единую систему контроля. Она отличается высокой скоростью передачи данных, устойчива к помехам и способна самостоятельно обнаруживать ошибки в цепи. Для инженера и комбайнера это означает возможность мгновенно провести полную диагностику всей бортовой электроники прямо в поле.

Электронный комплекс комбайна автоматизирует ключевые рабочие процессы. В базовую комплектацию входит система автоматического регулирования частоты вращения мотовила, которая подстраивается под рабочую скорость движения машины. Остальные интеллектуальные системы на опытном образце комбайна отсутствовали, но предусмотрены общей платформой:

• автоматическая стабилизация загрузки молотилки;
• оценка намолота и текущих потерь зерна;
• автоматическое регулирование рабочей скорости для предотвращения забивания при максимальной подаче массы;
• автоматический запуск оборудования с выходом на сохраненные или рекомендованные агротехнические параметры;
• система автоматического предотвращения и устранения аварийных ситуаций.

Сравнение классического и роторного обмолота в полевых условиях

Тип молотильно-сепарирующего устройства напрямую влияет на производительность комбайна и качество зерна в бункере. По этой технологической схеме все современные машины делятся на классические, роторные и комбинированные. В ходе сравнительных полевых испытаний, проведенных в 2012 году, оценивалась эффективность работы двух разных концепций обмолота в одинаковых условиях.

Для сравнения были выбраны две производительные машины. Модель John Deere W 650 представляла классическую схему с молотильным барабаном и клавишным соломотрясом. Ей противостоял комбайн TORUM-740 (РСМ-181), оснащенный аксиально-роторной системой обмолота. Испытания позволили наглядно сопоставить особенности работы обеих систем при уборке культур.