Будова та технологічний процес зернозбирального комбайна TORUM 740

Комбайн 740 – зернозбиральний самохідний аксіально-роторний – призначений для збирання зернових колосових культур прямим та роздільним комбайнуванням. Орієнтований на поля з урожайністю понад 60 ц/га. Може ефективно застосовуватися в умовах МТС. Із застосуванням додаткових пристосувань може збирати соняшник, кукурудзу на зерно, горох, сою, рапс.

Будова. Комбайн складається з жатки або платформи-підбирача, похилої камери, молотильного агрегату, ходової частини, робочого місця оператора, моторної установки, гідрообладнання, електрообладнання, системи контролю та управління роботою агрегатів і робочих органів, подрібнювача-розкидача соломи – ІРС.

а – вигляд зліва; б – вигляд справа; 1 – кабіна; 2 – бункер; 3 – молотильно-сепарувальний пристрій (МСП); 4 – шнек вивантажувальний; 5 – ІРС; 6 – ящик інструментальний; 7 – шасі; 8 – вентилятор; 9 – похила камера; 10 – паливний бак; 11 – повітряна система; 12 – домолочувальний пристрій; 13 – зерновий елеватор; 14 – ведучий міст; 15 – акумуляторний ящик; 16 – колосовий елеватор; 17 – міст керованих коліс

Технологічний процес роботи. Мотовило підводить порцію стебел до різального апарата і далі до шнека. Зрізані стебла транспортуються шнеком до центру жатки, де пальцями, що висуваються зі шнека, захоплюються і переміщуються до приймального бітера похилої камери бітерного типу з реверсом, і далі – у молотильно-сепарувальний пристрій (МСП).

1 – кабіна; 2 – бункер; 3 – МСП; 4 – головний контрпривід; 5 – моторна установка; 6 – вивантажувальний шнек; 7 – ІРС; 8 – ящик акумуляторний; 9 – очищення; 10 – ведуче колесо; 11 – похила камера

Молотильно-сепарувальний пристрій – поздовжньо розташований ротор, що виконує обмолот технологічного продукту, який надходить. Під час обмолоту маса, виділена з колосся разом зі значною частиною полови, сепарується через деку підбарабання на транспортну дошку. Після обмолоту зерновий ворох по транспортній дошці транспортується до додаткового решета.

У процесі транспортування вороху відбувається попередній поділ його на фракції. Зерно переміщується вниз, а сміття – вгору. У зоні перепаду між пальцевою решіткою транспортної дошки та додатковим решетом відбувається його продування. Шар зернової суміші, що провалюється крізь пальцеву решітку, дещо розпушується, завдяки чому зерно та важкі домішки під дією повітряного струменя вентилятора та коливального руху решіт легше провалюються вниз, а полова та інші легкі домішки видуваються з молотарки.

Після додаткового решета зерновий ворох потрапляє в зону другого перепаду і потім на верхнє решето. Провалившись крізь додаткове, верхнє та нижнє решето, зерно потрапляє на зерновий шнек. Далі процес відбувається таким чином:

• зерно транспортується шнеком в елеватор, який переміщує його до завантажувального шнека бункера;
• завантажувальний шнек подає зерно в бункер;
• з бункера зерно подається вивантажувальним шнеком у транспортний засіб.

Недомолочені колоски, провалюючись крізь верхнє решето та подовжувач верхнього решета на нижнє решето, транспортуються на колосовий шнек і в колосовий елеватор, який переміщує отриманий ворох у домолочувальний пристрій. У ньому відбувається повторний обмолот, після якого обмолочений ворох шнеком рівномірно розподіляється за шириною зворотної дошки і ще раз транспортується на очищення.

У конструкції комбайна закладені прогресивні технічні рішення:

• компонування машини: кабіна – бункер – двигун;
• центрально розташована двомісна комфортна кабіна з кондиціонером, опалювачем, додатковим сидінням;
• кнопкове управління подачею палива, коробкою передач;
• ротор з декою, що обертається;
• привід ротора з безступінчастою трансмісією;
• бункер збільшеного об’єму з вивантажувальним шнеком баштового типу;
• автономне вивантаження зерна;
• автоматична система контролю за стабільністю протікання технологічного процесу;
• новий бортовий інформатор з покращеним інтерфейсом;
• жатка з гідроприводом мотовила;
• бітерна похила камера (як для збирання зернових колосових, так і для збирання соняшнику та кукурудзи).

З метою зниження трудомісткості експлуатації та обслуговування впроваджені наступні функції та елементи:

• реверс жатвених частин при забиванні хлібною масою з управлінням з кабіни;
• низькорозташовані акумуляторні ящики;
• важкодоступні точки змащування згруповані.

Основою для нового комбайна послужила молотарка «Дон-2600». Але комбайн значно відрізняється від попередника. Головні відмінності представлені в таблиці:

Жатвена частина складається з жатки та похилої камери, яка шарнірно з’єднується з молотаркою комбайна і спирається за допомогою двох гідроциліндрів на балку моста ведучих коліс. На комбайні 740 встановлена жатка нової конструкції (рисунок 97). Аналогічні жатки встановлюються на комбайни «Дон-1500М», «Вектор», «Дон-1500Б» (з жовтня 2006 р.).

Модернізація жатки та похилої камери: зростання продуктивності та надійності

Нова конструкція жниварки суттєво відрізняється від попередньої моделі ЖУ-6. Зміни спрямовані на полегшення конструкції, підвищення стабільності зрізу та прискорення робочого процесу на різних агрофонах. Модернізація дозволила адаптувати комбайн під збирання врожаю як короткостебельних, так і довгостебельних культур.

• Швидкість роботи ножів — 1080 хід/хв
• Діаметр верхнього бітера — 300 мм
• Діаметр пальців граблин — 6 мм
• Ширина платформи-підбирача — 3,4 м
• Час навішування жниварки — 5 хв

Робочі органи жниварки отримали низку конструктивних оновлень. Гідропривід мотовила на базі гідромотора EPRMW 80 CBM знизив загальну вагу та підвищив надійність вузла (у подальшому ланцюгову передачу планується замінити на шестерний привід). Стіл жниварки подовжили на 130 мм, що покращило подачу хлібної маси. Опціональний планетарний привід Schumacher збільшує частоту різання до 1080 ходів за хвилину замість колишніх 946 ходів, дозволяючи комбайну рухатися швидше без втрати якості зрізу. Як альтернативу можуть встановлюватися інші планетарні приводи або МКШ.

Міцність і довговічність конструкції підвищено за рахунок посиленого днища столу в зоні подачі маси, збільшеного діаметра труб граблин мотовила, а також здвоєних пальців граблин, які знижують трудомісткість під час монтажу. Різальний апарат оснащений додатковою верхньою протирізальною пластиною для чистого зрізу, а пальці виконані штампо-зварними. Система електрогідравлічного копіювання рельєфу «Автоконтур» працює з використанням двох розширених башмаків як сенсорів. Навісити та підключити жниварку можна всього за 5 хвилин без використання спеціального інструменту.

У похилій камері замість класичного ланцюгово-планчастого транспортера встановлена бітерна система з бітером-нормалізатором. За рахунок активного прискорення та вирівнювання потоку маси вона підвищує продуктивність комбайна на 20%. Діаметр верхнього бітера збільшили з 252 до 300 мм для захисту від намотування стебел. Електромагнітна муфта приводу жнивної частини дозволила виключити з конструкції натяжний ролик (леникс). Для вловлювання каміння на днищі камери передбачено спеціальний лоток.

Для роздільного збирання врожаю комбайн комплектується платформою-підбирачем завширшки 3,4 м з можливістю роботи зі здвоєними валками. Пристрій точно копіює рельєф поля у двох напрямках і захищений від забивання, намотування та здування маси вітром.

Аксіально-роторна молотарка: особливості конструкції та схема руху маси

Молотарка аксіально-роторного типу складається з корпусу, ротора з декою, що обертається, відбійного бітера-сепаратора, транспортувальних пристроїв, бункера та механізмів приводу. Система обмолоту Torum дбайливо обробляє зерно та стабільно працює на засміченому або вологому фоні. Дека, що обертається, виключає виникнення «мертвих» зон і забезпечує обмолот на всі 360°, а безступінчастий привід ротора дозволяє точно налаштовувати параметри під конкретні умови збирання врожаю.

Технологічний процес руху хлібної маси у молотарці організований послідовно:

1. Маса подається бітерами похилої камери в заходну частину ротора.
2. У молотильній зоні ротора відбувається обмолот, зерно з ворохом осипається на стрясну дошку.
3. У сепарувальній зоні ротора виділяється залишкове зерно, прямуючи на транспортувальну похилу дошку.
4. На виході з ротора солома надходить на бітер-сепаратор з підбарабанням для фінішної сепарації.
5. Відсепароване зерно осипається на транспортувальну похилу дошку.
6. Стрясна дошка переміщує обмолочений ворох на верхній малий каскад.
7. Далі маса розподіляється по верхньому та нижньому решетах очищення.
8. Недомолочений ворох відправляється в автономний роторний домолочувальний пристрій, а полова скидається на половорозкидач.

Дека роторного типу має пробивні змінні секції. Обертання деки дозволяє покращити якість зерна, забезпечити самоочищення деки та покращити роботу на складних хлібах. Ротор має прямі бичі в молотильній частині та переривчасті подавальні витки в сепарувальній частині. У молотильній частині робочі елементи ротора змінні, для забезпечення швидкого переобладнання під збирання рису.

Для забезпечення безступінчастого регулювання, а також для виключення з трансмісії пасової передачі застосовано гідромеханічний безступінчастий привід ротора. З метою зниження кількості пасів, привід вентилятора очищення здійснюється гідромотором з керуванням із кабіни. На відміну від «Дон-2600», за ротором встановлено відбійний бітер-сепаратор, який здійснює фінішну сепарацію та подає солому на подрібнювач-розкидач. Площа решіт очищення збільшена з 4,5 до 5,1 м2. Налаштування решіт здійснюється електродвигунами (у дослідному комбайні реалізовано стандартне ручне налаштування).

Для поліпшення збалансованості молотарки змінено схему роботи решіт очистки. На 740 стрясна дошка та нижнє решето рухаються в один бік, а у протифазі рухається масивна частина верхнього решета. Бункер із вивантажувальним пристроєм. Об'єм бункера

11 м (у «Дон-2600» – 6 м3) розрахований на кузов вантажівки вантажністю 10 т.

Дах бункера трансформований (збільшує його об'єм із 9 до 11 м3). Трансформація здійснюється електромеханізмом із керуванням із кабіни. У бункері є два мембранні сигналізатори датчика рівня заповнення, які розташовані на передній панелі всередині бункера. Нижній датчик сигналізує про заповнення бункера на 75 % місткості, верхній – про максимальне заповнення бункера. При 75 % заповненні бункера автоматично вмикається проблисковий маячок, який дає сигнал вантажним машинам про те, що необхідно під'їжджати для завантаження зерна. Для візуального контролю заповнення зерна в бункері передбачено велике оглядове вікно. Вібропобудник із двома гідропульсаторами, встановленими на дні бункера, сприяє швидкому вивантаженню вологого зерна. Вивантажувальний пристрій із гідровиносом вивантажувального шнека повністю оновлено.

Застосовано вивантаження баштового типу з кутом виносу 105°. Для економії палива при вивантаженні привід молотарки можна вимкнути. 2. Подача зерна з дна бункера здійснюється двома шнеками, розташованими на різній висоті. Це дозволяє знизити навантаження на донний шнек (порівняно з ACROS 530) і збільшити швидкість вивантаження на 5 %. Вивантаження зерна здійснюється не більше 2 хв. Порівняно з «Дон-2600» швидкість вивантаження збільшена вдвічі – з 43 до 95 л/с. Висота вивантаження збільшена і становить 4,3 м. Довжина вивантажувального шнека також збільшена і становить 4,7 м. Такі розміри дозволяють легко вивантажувати зерно в будь-які вантажні машини навіть із 9 м жниваркою. Пробовідбірник знаходиться на майданчику перед входом у кабіну. Подрібнювач-розкидач. Для обробки незернової частини врожаю комбайн 740 комплектується подрібнювачем-розкидачем нової конструкції.

Подрібнювач-розкидач складається з блока подрібнювача, розкидача та електромеханізмів регулювання ширини розкидання і переведення в положення для укладання у валок. Окрім розкидання соломи, новий подрібнювач може розкидати полову без застосування окремого половорозкидача. Для поліпшення якості подрібнення соломи, порівняно з ІРС на «Дон-1500Б», збільшено частоту обертання барабана подрібнювача з 2800 до 3200 об/хв. Привід подрібнювача вмикається/вимикається з кабіни. Керування приводом (на основі ленікса – натяжного шківа) подрібнювача з кабіни підвищує безпеку комбайна і знижує час на перехід із режиму подрібнення в режим формування валка (потрібно лише перемкнути важіль відбивача соломи).

Керування поворотними напрямними лопатками розкидача здійснюється електромотором із керуванням із кабіни. Гідравлічна система комбайна значно перероблена порівняно з системою «Дон-2600». Це зумовлено прагненням максимально знизити кількість механічних, зокрема пасових передач для збільшення надійності приводів і зниження трудомісткості обслуговування.

Гідравлічна система комбайна представлена двома живильними баками об'ємом 50 л і складається із семи незалежних систем (на «Дон-2600» було три):

Для забезпечення необхідної кількості робочої рідини для приводу керованих мостів встановлено другий бак гідросистеми.

Система електрообладнання – однопровідна, постійного струму, напругою 24 В і 12 В, із генератором змінного струму потужністю 2 кВт із вбудованим випрямлячем. В електрообладнанні вперше застосовано систему , що дозволяє не тільки знизити кількість роз'ємів і дротів, а й забезпечити вирішення завдання з автоматизації роботи молотарки. Автоматизація роботи молотарки передбачає оцінку втрат для забезпечення оптимального завантаження молотарки та/або отримання максимальної продуктивності комбайна. Це дозволить знизити вимоги до кваліфікації комбайнера (це важливо в наш час), оскільки регулювання робочих елементів молотарки виконуватиметься електронікою комбайна.

Промислова мережа CAN пов'язує датчики комбайна в єдину систему контролю. Вона відрізняється високою швидкістю передачі даних, стійка до завад і здатна самостійно виявляти помилки в ланцюзі. Для інженера та комбайнера це означає можливість миттєво провести повну діагностику всієї бортової електроніки прямо в полі.

Електронний комплекс комбайна автоматизує ключові робочі процеси. У базову комплектацію входить система автоматичного регулювання частоти обертання мотовила, яка підлаштовується під робочу швидкість руху машини. Інші інтелектуальні системи на дослідному зразку комбайна були відсутні, але передбачені загальною платформою:

• автоматична стабілізація завантаження молотарки;
• оцінка намолоту та поточних втрат зерна;
• автоматичне регулювання робочої швидкості для запобігання забиванню при максимальній подачі маси;
• автоматичний запуск обладнання з виходом на збережені або рекомендовані агротехнічні параметри;
• система автоматичного запобігання та усунення аварійних ситуацій.

Порівняння класичного та роторного обмолоту в польових умовах

Тип молотильно-сепарувального пристрою напряму впливає на продуктивність комбайна та якість зерна в бункері. За цією технологічною схемою всі сучасні машини поділяються на класичні, роторні та комбіновані. У ході порівняльних польових випробувань, проведених у 2012 році, оцінювалася ефективність роботи двох різних концепцій обмолоту в однакових умовах.

Для порівняння було обрано дві продуктивні машини. Модель John Deere W 650 представляла класичну схему з молотильним барабаном та клавішним соломотрясом. Їй протистояв комбайн TORUM-740 (РСМ-181), оснащений аксіально-роторною системою обмолоту. Випробування дозволили наочно зіставити особливості роботи обох систем при збиранні врожаю культур.