При традиционном способе машинной уборки капусты, когда кочаны загружают в кузов транспортного средства элеватором навалом [1] и закладывают их на хранение в буртах, трудно обеспечить сохранность исходного качества капусты, так как кочаны при этом сильно травмируются [2]. В результате потери при длительном хранении могут достигать 50% [3]. Поэтому, предназначенную для таких целей капусту, в большинстве случаев, убирают вручную, загружая в контейнеры [4], с последующим хранением в этой таре [6]. Однако процесс ручной уборки капусты весьма трудоемок [5], затраты труда при этом достигают 250…300 чел·ч/га [6]. К тому же капусту убирают поздней осенью, зачастую в сложных погодных условиях, характеризующихся повышенной влажностью почвы и низкой температурой окружающей среды. Поэтому механизация уборки капусты остается актуальной [7] во многих странах мира [8].
Цель исследований – изучение качественных показателей работы многовариантного капустоуборочного комбайна при его работе по разным технологическим схемам.
Условия, материалы и методы исследований. Многовариантный капустоуборочный комбайн [9] имеет блочную конструкцию, что позволяет комплектовать его в двух вариантах (рисунок 1): с элеватором или с продольным транспортером. При этом блок элеватора и блок продольного транспортера соединяются с блоком транспортера-обрезчика с помощью одного и того же болтового соединения, то есть могут легко взаимозаменяться.
Кроме того, комбайн снабжен специальным устройством для бережной точечной отгрузки кочанов капусты [10]. Оно содержит основание
1 (рисунок 2), жестко закрепленное к элеватору 2 со скребками 3, упругий лоток 4 и фартук 5. Такое устройство позволяет отгружать кочаны, например, в контейнер 6 с ограниченными размерами.
Капустоуборочный комбайн со специальным отгрузочным устройством можно использовать в зависимости от хозяйственных и агротехнических условий для уборки по четырем технологическим схемам:
с отгрузкой кочанов навалом в кузов универсального транспортного средства;
с точечной отгрузкой кочанов в контейнеры, установленные в кузове транспортного средства;
для длительного хранения с отгрузкой кочанов на гибкий настил, установленный в кузове транспортного средства, и последующей перекладкой их в контейнеры вручную;
с укладкой кочанов вручную в контейнеры на сопровождающем прицепе.
Технологический процесс комбайновой уборки капусты по первой схеме протекает следующим образом (рисунок 3). Срезанные кочаны направляются на транспортер-обрезчик 2, где обслуживающий персонал выделяет кочаны с длинными кочерыжками и вставляет их в специальные отверстия для повторной обрезки, отделяющиеся при этом от кочанов розеточные листья в последующем отсеиваются на элеваторе [11].
Товарные кочаны поступают в специальное отгрузочное устройство (см. рисунок 2), работу которого можно разделить на четыре фазы. Сначала кочаны падают на упругий лоток 4, который смягчает удар. Затем они скатываются в пространство между лотком 4 и фартуком 5. В результате перекатывания кочан теряет энергию, совершая работу и преодолевая сопротивление качению. Далее скорость движения кочана снижается при проскальзывании между фартуком и лотком. В четвертой фазе имеет место свободное падение кочана, поэтому следует уменьшить его высоту, регулируя положение элеватора относительно кузова транспортного средства (контейнера). Пройдя перечисленные фазы, кочаны капусты теряют кинетическую энергию (скорость перемещения) и укладываются в кузов транспортного средства в щадящем режиме (рисунок 4).
Комбайновая уборка капусты по схеме 2 отличается от предыдущей тем, что кочаны загружаются в овощные контейнеры, установленные заранее в кузове транспортного средства (рисунок 5). В этих же контейнерах капусту закладывают на хранение, минуя перевалки с использованием вилочного погрузчика. Это снижает степень повреждаемости и, следовательно, повышает лежкость капусты во время хранения.
При уборки по схеме 3 кочаны сначала отгружают на гибкий настил, смонтированный на стойках в кузове транспортного средства со съемными контейнерами (рисунок 6). Затем рабочие перекладывают их в контейнеры. После наполнения контейнеров транспортное средство направляется на место хранения, где проводится разгрузка контейнеров вилочным погрузчиком. При этом гибкий настил остается на платформе транспортного средства. При такой схеме уборки отгрузка капусты на гибкий настил корытообразной формы дополнительно гасит удары от падения, а также исключает соударение кочанов с острыми кромками контейнеров.
При уборке капусты по схеме 4 (рисунок 7), в отличие от предыдущих, поток кочанов и капустной листвы с полотна транспортера-обрезчика 2 поступает на продольный транспортер 3, который позволяет растянуть его вдоль платформы сопровождающего низкорамного прицепа 4 со съемными контейнерами 5. Здесь рабочие, находящиеся на специально оборудованной площадке 6, отбирают товарные кочаны для передачи рабочим, укладывающим их в контейнеры на сопровождающем транспортном средстве.
Остающиеся на полотне отходы (листва и незрелые кочаны) отгружаются на землю в конце транспортера 6. По мере наполнения контейнеров 5 кочанами капусты транспортный агрегат 4 направляется в пункт хранения. Его место занимает транспортное средство с порожними контейнерами. Этот способ уборки также успешно прошел производственную проверку (рисунок 8).
Предложенные технологические схемы машинной уборки капусты прошли производственную проверку в ряде хозяйств Чувашской Республики, Марий-Эл, а также Челябинской области. Условия испытаний были характерными для основных регионов массового товарного
производства кочанной капусты в целом по стране (табл. 1).
Анализ и обсуждение результатов исследований. В ходе испытаний зафиксировано устойчивое выполнение уборочного процесса по описанным технологическим схемам. При этом технологические операции протекали ритмично с соблюдением поточности прохождения технологического материала (кочанов капусты, капустной листвы и побочных отходов) в соответствующих блоках комбайна.
Качественные показатели работы комбайна соответствовали установленным агротехническим требованиям (табл. 2) При машинной уборке капусты по схемам 3 и 4 удается обеспечивать большую сохранность качества продукции, по сравнению с работой по схемам 1 и 2, так как в ходе их реализации осуществляется щадящая ручная укладка кочанов в контейнеры. Например, при уборке капусты по технологическим схемам 3 и 4 повреждаемость кочанов не превышала 5…6 %, полнота удаления капустых листьев составляла 95…100 %. В этой связи работу комбайна по схемам 1 и 2 следует считать предпочтительной при уборке капусты, предназначенной для краткосрочного хранения, схемы 3 и 4 подходят для закладки кочанов на более длительное хранение.
Выводы. Проведенные производственные испытания многовариантного капустоуборочного комбайна подтвердили возможность его адаптации к различным производственным условиям и соответствие качественных показателей работы установленным агротехническим требованиям.
Использование многовариантного капустоуборочного комбайна по схемам 1 и 2 целесообразно при уборке капусты для краткосрочного и среднесрочного хранения, по схемам 3 и 4 – при уборке кочанов, предназначенных для длительного хранения.
