КОМБА́ЙН СЕЛЬСКОХОЗЯ́ЙСТВЕННЫЙ (от англ. сombine, букв. – соединение, сочетание, комбинирование), машина для одновременного выполнения нескольких (не менее 3) технологич. операций по уборке урожая с.-х. культур. Первый в мире К. с. (зерноуборочный) создан в США в 1836; первый отеч. К. с., построенный агрономом А. Р. Власенко, испытан в 1868 в Бежецком у. Тверской губ. Начало массового применения К. с. в мире относится ко 2-й четв. 20 в.
Все К. с. состоят из 2 частей – моторно-ходовой (с системой управления) и технологической. Технологич. часть К. с., независимо от убираемой ими культуры, имеет общие по назначению устройства: для отделения продуктовой части растения (зерна, семян, клубней, ягод, фруктов и др.) от побочной (соломы, веток, листьев, ботвы и др.), для временного накопления продуктовой части растения и её транспортирования. По способу агрегатирования технологич. части с моторно-ходовой К. с. подразделяются на самоходные, прицепные, полуприцепные, полунавесные и навесные. В самоходных К. с. моторно-ходовая и технологич. части представляют собой единую машину. В др. вариантах комбайнов моторно-ходовая и технологич. части независимы друг от друга: моторно-ходовая часть представлена т. н. мобильным энергосредством (напр., трактором), а технологическая – с.-х. машиной с собственным колёсным ходом (за исключением навесных К. с.). В прицепных К. с. технологич. машина стыкуется с мобильным энергосредством с помощью прицепного устройства, и привод её рабочих органов обеспечивается посредством карданных валов или системы гидропривода. В полуприцепных или полунавесных К. с. технологич. машина частично опирается на мобильное энергосредство, а остальная часть – на свои колёса. Если менее 50% массы технологич. машины переносится на мобильное энергосредство, К. с. считается полуприцепным, если более 50% – полунавесным. В навесных К. с. технологич. машина полностью навешивается на мобильное энергосредство с возможностью последующей расстыковки, что позволяет в период между уборками урожая агрегатировать мобильное энергосредство с технологич. машинами др. назначения. Наибольшее распространение в 2000-е гг. получили самоходные К. с. Они отличаются повышенной маневренностью, малыми радиусами поворота и разворота, удобством в эксплуатации, что обеспечивает им бóльшую производительность. Однако в период между уборками урожая их моторно-ходовая часть, стоимость которой составляет 60–70% общей стоимости К. с., не используется. Прицепной К. с. намного дешевле самоходного, но менее маневренен, требует разворотных полос большей ширины, сложен в управлении, затруднена его транспортировка с одного поля на другое. Навесной К. с. сочетает преимущества самоходного и прицепного комбайнов, недостатком является трудоёмкость его стыковки и расстыковки с мобильным энергосредством.
Зерноуборочный комбайн
Рис. 1. Схема технологического процесса зерноуборочного комбайна с классической молотилкой.
предназначен для уборки зерновых хлебных культур т. н. прямым комбайнированием или путём обмолота валков (при раздельной, двухфазной уборке). При прямом комбайнировании зерноуборочный комбайн скашивает стебли вместе с соцветиями, обмолачивает их, отделяет зерно от незерновой части урожая, транспортирует зерно в бункер комбайна, а незерновую часть либо собирает в копнитель, либо укладывает в валок, либо измельчает и разбрасывает по полю. При двухфазной уборке комбайн подбирает валок, предварительно образованный валковой жаткой; дальнейшие технологич. операции такие же, как при прямом комбайнировании. По типу молотильно-сепарирующего устройства зерноуборочные комбайны подразделяются на классические и аксиально-роторные. У классич. комбайнов оно включает молотильный аппарат с бильным барабаном (длина 800–1750 мм) и подбарабаньем (декой) с углом обхвата 90–146° и клавишный соломотряс (длина 2–4,8 м); растит. масса движется в направлении, перпендикулярном оси вращения барабана. Аксиально-роторные комбайны снабжены ротором (диаметр 650–800 мм, длина 2–2,6 м), неподвижной или вращающейся декой и не имеют клавишного соломотряса; растит. масса движется вдоль оси вращения ротора. Аксиально-роторные комбайны наиболее эффективны при уборке кукурузы, а также высокоурожайных, незасорённых низко- и среднерослых зерновых культур с нормальной влажностью соломы. Они обеспечивают больший сбор зерна с единицы площади и меньшее его дробление, обладают высокой производительностью (свыше 10 кг растит. массы в секунду). Недостатком является сильное измельчение соломы, затрудняющее её уборку и использование. Классич. комбайны имеют более широкое применение (80–85% от общего числа зерноуборочных комбайнов в мире), т. к. более универсальны в эксплуатации, приспособлены к уборке большего количества культур и к разл. условиям уборки; энергоёмкость процесса обмолота у них на 10–20% ниже, чем у аксиально-роторных. За исключением некоторых особенностей, связанных с различиями в конструкции, технологич. процесс работы всех зерноуборочных комбайнов в принципе аналогичен. У классич. зерноуборочного комбайна он протекает следующим образом (рис. 1). Наклонная камера 1, содержащая приёмный барабан и транспортёр, принимает срезанный хедером (комбайновой жаткой) 2 или собранный подборщиком валков поток растит. массы, выравнивает его по толщине и подаёт в молотильный аппарат 3. Бильный барабан захватывает растит. массу и направляет её в молотильный зазор, образованный между барабаном и решёткой подбарабанья 4. При ударе и протаскивании растит. массы по поверхности подбарабанья зерно вымолачивается из колосьев (97–99% от общего количества поступившего в молотильный аппарат). Вымолоченное зерно (70–85%) и мелкая фракция незерновой части урожая (до 30%) проходят через отверстия подбарабанья, подаются на стрясную доску 5 и далее на решёта очистки 6, продуваемые снизу воздушным потоком, который создаётся вентилятором очистки 7. Оставшиеся 15–30% зерна и до 70% соломы сходят с поверхности решётки подбарабанья и направляются на соломотряс 8, на котором проходит выделение свободного зерна из соломы. Зерно вместе с мелкими частицами соломы подаётся на решёта очистки, солома направляется в устройство для сбора незерновой части урожая – копнитель 9. Вместо копнителя комбайн может быть оборудован измельчителем-разбрасывателем соломы или валкоукладчиком соломы. Очищенное от соломистых примесей зерно при помощи зернового элеватора 10 перемещается в зерновой бункер комбайна 11. Сошедшие с нижнего решета колоски с недомолоченным зерном направляются колосовым элеватором 12 в домолачивающее устройство 13, вымолоченное зерно вместе с частицами соломы подаётся на решёта очистки. Гл. характеристика зерноуборочного комбайна, определяющая его класс, – пропускная способность (количество растит. массы, обмолачиваемой комбайном за 1 с при уборке созревшего хлебостоя нормальной влажности, отношении массы зерна к массе соломы 1:1,5, потерях зерна не более 1,5% и дроблении зерна не более 2% для продовольственного и фуражного зерна). В РФ принят шестиклассовый типаж комбайнов для получения товарного зерна: 3; 5,5–6; 7–8; 9–10; 11–12 и 14–15 кг/с. Существуют разл. модификации зерноуборочного комбайна для работы в сложных условиях (повышенные влажность, засорённость и др.), они отличаются наличием двух барабанов и ходовой частью повышенной проходимости (арочные шины, гусеничный или полугусеничный ход, пневмогусеницы и др.).
На базе зерноуборочных комбайнов путём некоторых изменений конструкции, дооборудования сменными приспособлениями или дополнит. комплектующими узлами и агрегатами создано семейство комбайнов для уборки крупяных, зернокормовых, технич., масличных культур и трав на семена. Рисоуборочный комбайн имеет молотильный аппарат, снабжённый двумя барабанами (штифтовым и бильным), между которыми располагается зона сепарации с одним или двумя промежуточными битерами (четырёхлопастными барабанами диаметром 300–400 мм). Первый битер (отбойный) снимает растит. массу с первого молотильного барабана. Второй битер (приёмный) принимает растит. массу от первого битера и подаёт её во второй молотильный барабан. Под битерами находится прутковая сепарирующая решётка. Кукурузоуборочный комбайн оборудован спец. жаткой-приставкой для одновременной уборки 6, 8 и более рядков и навесным измельчителем стеблей. Кукурузные початки отрываются в «ручьях» жатки от стеблей и подаются в молотильный аппарат, стебли измельчаются и направляются в кузов самостоятельно движущегося рядом с комбайном транспортного средства. Если комбайн не укомплектован измельчителем стеблей, то стебли без початков остаются на поле. По тому же принципу устроен комбайн для уборки подсолнечника. Он оборудован специальной жаткой-приставкой на 6, 8 и более рядков, срезающей шляпки и части стеблей подсолнечника и подающей их в молотилку. При этом осн. часть стеблей подсолнечника может оставаться на корню или измельчаться и разбрасываться по полю дополнит. режущим аппаратом, установленным между жаткой-приставкой и передними колёсами комбайна. Клещевиноуборочный комбайн снабжён специальной жаткой для среза стеблей клещевины и подачи их в молотилку. Изменены конструкции подбарабанья и решёт очистки, режимы работы молотильного барабана. Комбайн для уборки трав на семена оборудован спец. тёрочным устройством и набором решёт с меньшими по диаметру отверстиями. Комбайн для уборки рапса укомплектован спец. «рапсовым столом», удлиняющим платформу жатки. Рапсовый стол снабжён двумя боковыми вертикальными режущими аппаратами для среза перепутанных стеблей, что позволяет в 2–5 раз снизить потери семян по сравнению с применением обычного зерноуборочного комбайна.
Как устроены различные модели
В зависимости от конструкции молотильного сепарирующего узла молотильные аппараты бывают:
- роторного типа;
- барабанные;
- смешанные.
Особенности и механизм работы этих групп можно рассмотреть подробнее.
Роторные
В конструкции роторной машины молотильный блок представлен ротором. Вращаясь, он создает центробежную силу, которая способствует обмолачиванию зерна. Это удобные и производительные комбайны, поэтому отлично подходят для обработки больших высокоурожайных полей. Дополнительный плюс – незначительная трудоемкость, пониженное количество приводов и вращающихся механизмов. Однако есть и некоторые недостатки:
- техника не может работать с влажным сырьем;
- наибольшую производительность машины показывают лишь в сухих, жарких районах;
- дорогое техобслуживание и повышенная ресурсоемкость.
На заметку!
Зерноуборочный роторный комбайн подходит для крупных сельскохозяйственных предприятий. Поскольку цена такой техники высока, приобретать ее в личное пользование нецелесообразно.
Барабанные
Устройство таких комбайнов (их еще называют клавишными) можно назвать классическим. В передней части машины находятся ножи, срезающие мякину и передающие ее в мотовило. Оно собирает стебли и перемещает их к жатке. С помощью вращающихся шнеков колосья продвигаются в транспортерную трубу, а затем – в молотильный отдел. Бильный барабан обмолачивает сырье. Отделенная от мякины доля высыпается на грохот через деку, а непромолоченные части проходят еще одну обработку. При этом стебли разрезаются или идут в накопитель, а зерна провеиваются и ссыпаются в специальный отсек. Уже из него их можно пересыпать в кузова грузовиков. При этом производительность барабанной техники в два или три раза меньше, чем роторной.
Картофелеуборочный комбайн
Рис. 2. Схема технологического процесса картофелеуборочного комбайна.
производится в самоходном, прицепном и навесном вариантах; разл. модели могут убирать картофель одновременно с 1 до 3 и более рядков. В зависимости от конструкции обслуживающий персонал картофелеуборочного комбайна составляет от 1 до 7 чел. Технологич. процесс работы большинства картофелеуборочных комбайнов аналогичен, модели различаются между собой гл. обр. конструкцией отд. узлов (лемехов, встряхивателей, комкодавителей и др.). При движении комбайна (рис. 2) по рядкам картофеля лемехи 1 подрезают пласт почвы ниже осн. яруса расположения клубней, приподнимают его и направляют к прутковым элеваторам 2. Перед лемехами иногда стоят гребневые барабаны, помогающие вести комбайн вдоль гребней почвы, содержащих клубни. Для разрыхления поступающего пласта под элеваторами установлены встряхивающие устройства 3. На первом элеваторе осн. часть почвенных частиц отделяется и ссыпается через зазоры между прутками на землю; на втором прутковом элеваторе, отличающемся меньшим расстоянием между прутками, отделяются мелкие фракции почвы. Далее смесь поступает к комкодавителям 4, раздавливающим крупные комки почвы, и направляется на третьи элеваторы 5, после которых она проходит через ботвоудаляющее устройство 6 и разделяется на два потока. Очищенные от почвы и ботвы клубни с подъёмного барабана 7 поступают на переборочный стол 8, а растит. масса (ботва, сорные растения) и др. — на транспортёр примесей 9. На переборочном столе клубни перебирают вручную (обычно 2–4 чел.). Перебранные клубни транспортёром 10 направляются в накопит. бункер 11 или в кузов транспортного средства. В некоторых моделях картофелеуборочных комбайнов предусмотрена сортировка клубней по размеру и расфасовка в мешки. Производительность прицепных комбайнов до 0,35 га/ч, самоходных четырёхрядковых – до 0,9 га/ч.
Правильный уход за оборудованием
Долговечность, работоспособность и продолжительность эксплуатации зерноуборочных комбайнов зависит от своевременного и регулярного ухода за его рабочими механизмами. Проверяются все агрегаты и узлы, особенно те, которые несут большую нагрузку. Задаются подходящие настройки системы очистки барабана, вороха, муфты (50 кг/м).
Все детали смазываются качественными маслами. Контролируют натяжение цепей и крепление приводных звездочек. Раз в два года проверяют на стенде топливную аппаратуру. При должном уходе двигатель зерноуборочного комбайна отработает 10-13 лет.
Льноуборочный комбайн
Рис. 3. Схема технологического процесса льноуборочного комбайна.
обеспечивает раздельный сбор семенных коробочек и стеблей (льносоломки) льна-долгунца. Льноуборочные комбайны в осн. прицепные и агрегатируются с тракторами. При движении комбайна по полю (рис. 3) клиновидные делители 1 разделяют стеблестой на рядки, каждый из которых поступает в отдельный «ручей» теребильного аппарата 2. В теребильном аппарате стебли льна зажимаются теребильными ремнями, выдёргиваются из почвы и попадают на поперечный транспортёр игольчатого типа 3, иглы которого передвигают стебли по спец. направляющим пластинам к зажимному транспортёру 4. Ремни зажимного транспортёра зажимают комлевую часть стеблей, при этом верхушечная часть стеблей прочёсывается гребнями очёсывающего барабана 5. Льноворох (отделённые от стеблей семенные коробочки и цветоножки) направляется транспортёром 6 в прицепленную к комбайну тележку. Слой очёсанного льна выходит из зажимного транспортёра и поступает на стол вязального аппарата 7, который формирует порционные снопы. Снопы сбрасываются на поле. Вместо вязального аппарата может быть установлен расстилочный стол, при помощи которого стебли расстилаются на поле в виде лент. Производительность льноуборочных комбайнов до 1 га/ч.
Виноградоуборочный комбайн
Рис. 4. Схема технологического процесса виноградоуборочного комбайна.
самоходная машина для уборки технич. сортов винограда. Работает на виноградниках с междурядьями не менее 2 м. Рабочие органы комбайна смонтированы на высококлиренсном шасси портального типа. Комбайн (рис. 4) оборудован пальцевыми и бичевыми встряхивателями 1, состоящими из одной или двух секций и снабжёнными ударными стержнями из стекловолокна 2. При движении машины над рядком виноградника стержни ударяют по кустам. От ударов плоды падают на улавливатели 3, скатываются на транспортёры 4 или в ковши элеваторов для подачи в бункеры 5. В процессе перемещения плоды очищаются от примесей воздушным потоком, создающимся нагнетательными вентиляторами 6. Из бункера ягоды выгружаются в транспортные средства, следующие по соседнему междурядью. При уборке трудносъёмных сортов винограда снижают рабочую скорость, увеличивают амплитуду или частоту колебаний стержней пальцевых встряхивателей или используют барабанные встряхиватели. Барабаны совершают поперечные колебания, встряхивают кусты, при этом ягоды отрываются. Производят модели, убирающие виноград на равнине и участках с уклоном до 5°, и модели для работы на участках с уклоном до 12°, последние снабжены системой стабилизации горизонтального положения. Производительность машин 0,4–1,0 га/ч. Полнота съёма урожая с куста – до 99%, полнота улавливания ягод – до 99,6%. Целые грозди и ягоды в массе собранного винограда составляют до 77%.
Уборочная техника для зерновых ферм и малых хозяйств
Мини комбайн для уборки зерновых – новое направление на рынке сельского машиностроения. Наряду с моделями зарубежного производства от компаний Claas, DongFeng, John Deere предлагаются отечественные устройства Заря, Фермер.
Мини комбайны оборудуются жаткой, молотильным устройством и веялкой. Совмещают компактные размеры, многофункциональность и эффективность применения, с низкими расходами на обслуживание и ГСМ.
- Комбайн «Заря» за час работы уберёт урожай с 600 м2 поля, при расходе всего 400г дизельного топлива. Работает по колосовым, кукурузе, подсолнечнику, сое и рису.
- Однобарабанный комбайн «Фермер» более энерговооруженная машина – при пропускной способности молотилки 3 кг зерновой массы в секунду, собирает 3 т зерна за час работы.
- Немецкий мини-агрегат Class Consul оборудован эффективным молотильным механизмом. Силовая установка поставляется компаниями Perkins, Mercedes-Benz. Трансмиссия гидростатическая.
- Китайский мини комбайн DongFeng хорошо работает по пшенице на ограниченных по размеру полях, но на многолетнее использование не претендует. Часты протечки масла, значительный расход ГСМ, преждевременный износ деталей.
Свеклоуборочный комбайн
самоходная или прицепная машина для уборки корней сахарной и кормовой свёклы. Он обрезает ботву, подкапывает корни свёклы, вынимает их из почвы, очищает от почвенных и растит. остатков и грузит в бункер, выполняющий функцию промежуточной ёмкости (вместимость 5–15 т), или в кузов следующего рядом транспортного средства. Обрезчик ботвы может быть выполнен в виде горизонтального роторного измельчителя или дискового режущего аппарата. Подкапывающие устройства представляют собой, как правило, дисковые или лемешные вибрационные копачи, более эффективные, чем применяемые ранее теребильные (за ботву) устройства. Очиститель корней выполнен в виде пруткового транспортёра или системы активных роторов с веерообразно расположенными по периферии пальцами. Совр. комбайны имеют автопилот для стабилизации движения по рядкам свёклы, механизмы регулирования глубины хода копачей, положения обрезчика ботвы и высоты расположения выгрузного транспортёра; привод осн. рабочих органов гидрофицирован; управление и контроль за технологич. процессом осуществляется с помощью бортового компьютера. Ботва свёклы может разбрасываться по полю и использоваться в качестве органич. удобрения или укладываться в валок для последующего подбора и использования на корм скоту. В зависимости от конструкции свеклоуборочные комбайны могут убирать одновременно от 1 до 6 и более рядков. Производительность до 2 га/ч.
Ягодоуборочный комбайн
самоходная машина (специализированная или в виде уборочного модуля, навесного на самоходное шасси с увеличенным клиренсом) для уборки ягод смородины, а также черноплодной рябины на молодых плантациях. Для работы комбайна необходимы междурядья 2,5–3 м и расстояния между кустами в ряду 0,5–0,7 м. При движении комбайна вдоль рядов кустов формирователь поднимает наклонённые ветви куста, делит их на две части и вводит в каналы активатора. В активаторе на вертикальных трубах, совершающих колебания в горизонтальной плоскости, установлены бичи, которые стряхивают ягоды с ветвей; активатор при этом поджимает куст и стабилизирует его в вертикальном положении с помощью улавливателя. Улавливатель состоит из свободно вращающихся резиновых армированных дисков, установленных на подпружиненных рычагах, и активного центрального отражателя ягод; помимо стабилизации куста, обеспечивает улавливание снятых ягод и подачу их на продольные ленточные транспортёры. Скребки транспортёра выносят ягоды и растит. примеси (листья, плодоножки и др.) к системе очистки, которая удаляет примеси с помощью всасывающего воздушного потока, создаваемого вентиляторами. Ягоды с помощью продольных транспортёров подаются на разгрузочное устройство. По обеим сторонам комбайна размещены площадки для временного накопления пустых ящиков. Укладка ящиков на разгрузочное устройство и их замена производится вручную (комбайн обслуживают 2–4 чел., для размещения которых предусмотрена спец. площадка с лестницами и поручнями). Производительность ягодоуборочных комбайнов 0,4–0,9 га/час, полнота сбора ягод до 90%.
Модели зарубежных заводов
Комбайн «Джон Дир» — один из популярных в мире. Преимущество его использование — гармоничное сочетание цены и качества. Максимально надежный и несложный в эксплуатации. Комбайны этой торговой марки используются на полях с большим объемом работ, в том числе на наклонных поверхностях. Мощный двигатель (305 л.с) собственной марки и отлаженный механизм гидравлических и электросистем позволяют работать даже во время дождя. Размеры комбайна: 8,98 м в длину, шириной 3,77 м. К достоинствам относится наличие:
- «уловителя» камней;
- очистителя;
- ускорителя устройства подачи срезанного сырья.
Джон Дир
Комбайн «Claas Tucano-450» — представитель премиум-класса. Машина оснащена мультифункциональной системой подключения трубопроводов, центральным фиксатором. Жатка укомплектована блоком управления с памятью ранее установленных режимом. Внутри — мощный и надежный двигатель марки Mercedes-Benz и большой топливный бак (650 л). Это позволяет бесперебойно работать на отдаленных полях.
Внимание! Успехи комбайнов заводов Claas занесены в книгу рекордов Гинесса.
Кормоуборочный комбайн
машина для скашивания зелёных и подбора валков провяленных сеяных или естеств. трав, а также для уборки высокостебельных культур (кукурузы и подсолнечника) с одновременным измельчением и погрузкой растит. массы в кузов движущегося рядом транспортного средства. Производится в самоходном и прицепном вариантах, оборудован жаткой или подборщиком валков и измельчающим аппаратом барабанного или дискового типа. Производительность при кошении трав 22–40 т/ч; при подборе валков 15–70 т/ч; при кошении высокостебельных культур 30–150 т/ч.
Силосоуборочный комбайн
машина для уборки зелёной массы кукурузы, подсолнечника и др. кормовых культур на силос. Выпускается в самоходном и прицепном вариантах, оборудован жаткой и измельчающим аппаратом барабанного типа с приспособлением для заточки ножей. Комбайн скашивает растения, измельчает их и подаёт через силосопровод в кузов движущегося рядом транспортного средства. Производительность 1,5–2,0 га/ч.
К. с. могут быть оборудованы компьютерной системой мониторинга урожайности зерна в реальном режиме времени уборки по координатным участкам поля. Управление системой осуществляется с помощью спутников. Полученная в поле карточка памяти считывается офисной аппаратурой и распечатывается в виде карт урожайности поля, применяемых в системе точного земледелия (см. в ст. Системы земледелия).