В последние годы во многих странах солома используется не только в
сельском хозяйстве, но и является перспективным материалом для
некоторых отраслей промышленности, таких как целлюлозно-бумажная,
строительная. Она также используется при изготовлении плодородного
субстрата для выращивания грибов.
Солома обладает значительным энергетическим потенциалом – 14,3 МДж на 1 кг сухой массы (энергетический потенциал мазута 42,7 МДж/кг; природного газа – 31,7 МДж/кг). При урожайности соломы 30 ц/га ее энергетический потенциал с 1 га равен потенциалу 1 т мазута. Солому – с учетом цен на нефть и газ – экономически выгодно использовать в качестве топлива.
Несмотря на большой энергетический потенциал, заложенный в соломе, и втрое меньшие затраты на получение из нее 1 кВт.ч энергии по сравнению с котельным топливом, существуют определенные трудности ее использования. А именно: сложность погрузки, транспортировки, хранения и сжигания в топках в связи с низкой объемной массой (50 ц соломы в непрессованном виде занимают объем до 200 м3). Для решения этой проблемы во многих странах мира широко применяется технология уборки соломы пресс-подборщиками, формирующими ее в крупные прямоугольные тюки массой 300–500 кг. Эта технология имеет неоспоримые преимущества перед другими технологиями уборки соломы, поскольку обеспечивает:
- более высокую производительность по сравнению с другими пресс-подборщиками, например рулонными;
- высокую плотность прессования – в 1,3 раза выше, чем у рулонных пресс-подборщиков;
- преимущества использования грузоподъемности транспортных средств благодаря прямоугольной форме тюков;
- более высокую производительность погрузчиков и транспортных средств;
- лучшее использование емкости хранилища;
- значительное сокращение расхода шпагата на обвязку тюков;
- наименьшие затраты труда;
- возрастание эффективности технологии с увеличением дальности транспортировки тюков.
К сожалению, в России пресс-подборщики для уборки соломы и сена в крупных прямоугольных тюках не производятся, что является серьезным пробелом в механизации сельскохозяйственного производства. Между тем в СССР такая машина была создана раньше, чем в странах Европы, но производство пресс-подборщика ПКТ-Ф-2,0 с прессовальной камерой 1,2х1,2 м так и не было организовано.
Анализ показывает, что 30% рынка Западной Европы занимают пресс-подборщики Quadrant производства компании CLAAS. В 2010 году эти машины занимали 50% рынка России.
Технические характеристики пресс-подборщиков Quadrant приведены в таблице 1.
Подборщики Quadrant подвешены на гидравлических амортизаторах и опираются на два копирующих колеса, что обеспечивает качественный подбор любого валка. Подъем и опускание подборщика осуществляется гидравлически из кабины трактора. Сужение массы после подборщика до ширины прессовальной камеры 1,2 м осуществляется активно работающими шнеками.
У моделей 2100 RC, 3200 RC, 3400 RC между подборщиком и прессовальной камерой установлен измельчитель Roto Cut, имеющий ротор с четырьмя рядами захватов. Данные модели снабжены ножами в количестве от 16 до 25 штук. При использовании измельчителя длина резки составляет 40 мм. Тракторист может включить в работу 6, 13 или 25 ножей и таким образом регулировать длину резки. Возможно также вовсе не использовать ножи и прессовать солому без измельчения массы.
Модель 2200 может быть оборудована системой Fine Cut, которая отличается от предыдущей количеством ножей (49), что обеспечивает измельчение соломы до 20 мм. Такую солому используют на подстилку животным.
Пресс-подборщики с измельчителями обеспечивают высокую плотность прессования массы. Ту же задачу выполняет удлиненная до 3 м прессовальная камера. Регулировка плотности осуществляется трактористом с помощью бортовой гидросистемы, которая с трех сторон прессовальной камеры увеличивает наклон ее боковых и верхних стенок. При перегрузке ротора измельчающей системы автоматически отключается ножевой аппарат. Наличие измельчителей позволяет осуществлять раздачу тюков без применения специальных измельчающих устройств, а также использовать данные пресс-подборщики на заготовке сенажа.
Погрузка и разгрузка тюков, укладка их в штабель осуществляется с помощью универсальных телескопических погрузчиков Scorpion. Производственный ряд этих погрузчиков включает 5 моделей (таблица 2). Все они снабжены двигателями мощностью от 88 до 103 кВт с высоким крутящим моментом и экономичным расходом топлива.
Телескопическое загрузочное устройство погрузчика обеспечивает высоту подъема груза 6,25, 7,10 и 8,95 м (в зависимости от модели) и грузоподъемность от 3,3 до 4,4 т. Погрузчик Scorpion является универсальным благодаря широкому набору устройств для различных грузов – тюков, кормовых смесей, навоза и других. Прочная опорная рама выдерживает высокие нагрузки. Низкий центр тяжести и распределение нагрузки между передней и задней осью (40:60) обеспечивает оптимальную работу в полевых условиях. Из-за особенностей конструкции радиус поворота погрузчика составляет всего 3,6 м, что позволяет маневрировать в ограниченном пространстве. Гидростатический привод Varipower обеспечивает скорость движения в диапазоне от 0 до 40 км/ч.
Для задач повышенной сложности компания CLAAS предлагает привод Varipower Plus. В нем мощность усиливается с помощью дополнительного гидромотора. Просторная комфортабельная кабина с панорамным окном предоставляет оператору круговой обзор 360О с возможностью контроля погрузочного устройства в любом положении. При управлении погрузчиком Scorpion левая рука оператора всегда остается на руле. Управление основными функциями осуществляется правой рукой без смены позиции с помощью специального рычага управления. Кабина оснащена кондиционером, вентилятором.
В ЗАО «Племзавод Барыбино» Домодедовского района Московской области последние годы солому убирают пресс-подборщиками Quadrant, а погрузку тюков на автомобили КАМАЗ и укладку тюков в штабеля осуществляют погрузчиком Scorpion.
Владимирская машиноиспытательная станция провела оценку комплекса машин в составе пресс-подборщиков Quadrant 2200 Advantage в агрегате с трактором Axion 830, Quadrant 3200 Roto Cut в агрегате с трактором Axion 850 и погрузчика Scorpion 7040. Пресс-подборщики работали на подборе валков пшеничной соломы влажностью 12,6%, образованных зерноуборочными комбайнами Tucano 450 и Lexion 560. Ширина валков – 140 см, высота – 50 см, плотность массы в валке – 5 кг/м3, линейная плотность валка – 3,5 кг/м, длина стеблей – 69 см, высота стерни – 10 см. Оба пресс-подборщика процесс прессования выполнили качественно. Quadrant 2200 работал на скорости 7,55 км/ч с подачей 7,53 кг/с. Производительность за час основного времени составила 27,1 т/ч. Quadrant 3200 прессовал на скорости 9,22 км/ч с пропускной способностью 8,96 кг/с. Производительность за час основного времени – 32,3 т/ч. Ширина тюков – 123,3 см, высота 72,5 см, длина 226 см. Плотность тюков у пресс-подборщика Quadrant 2200 – 152 кг/м3, у Quadrant 3200 – 160 кг/м3, масса тюков – 304 и 320 кг соответственно. Максимальная плотность прессования на Quadrant 2200 – 170 кг/м3, а у Quadrant 3200 – 190 кг/м3 при давлении 180 бар. При увеличении рабочей скорости Quadrant 2200 до 15,5 км/ч и Quadrant 3200 до 17,5 км/ч подача возросла до 15,2 и 16,8 кг/с соответственно. Ограничивало подачу увеличение потерь за подборщиком свыше 2%.
Пресс-подборщик Quadrant 3200 Roto Cut работал с измельчением подбираемой массы на той же передаче, что и без измельчения. Однако рабочая скорость была на 7,3% ниже (8,52 км/ч). Подача (8,28 кг/с) и производительность (29,8 т/ч) уменьшились из-за затрат мощности на измельчение. Плотность прессования, а следовательно, и масса тюков возросла на 6,3% (170 кг/м3).
При погрузке тюков на автомобили КАМАЗ погрузчик Scorpion захватывал тюк, переезжал с ним ко второму, захватывал и его, затем к третьему и все три тюка загружал на платформу автомобиля. Расстояние при подборе тюков было от 22 до 72 м, скорость движения – от 3,7 до 6,2 км/ч, производительность – 17 т/ч. При укладке тюков в штабель погрузчик захватывал тюк, переезжал с ним на расстояние 17 м со скоростью 5,1 км/ч и укладывал его на высоту штабеля 6 м. Производительность его при этом составляла 21,6 т/ч.
Проведенные испытания комплекса машин для уборки соломы подтвердили его высокую эффективность.
В России ежегодно производится более 100 млн т соломы. В животноводстве используется около 5 млн т, а промышленного использования она не находит.
Комплекс машин в составе пресс-подборщика для крупногабаритных тюков и телескопического погрузчика позволяет экономично решать вопросы прессования, погрузки, транспортировки и хранения соломы в больших количествах, что крайне важно для ее промышленного использования. Приобретение таких комплексов позволяет ожидать, что потенциал, заложенный в соломе, в скором времени будет использован.
Вадим Особов,
доктор технических наук, профессор
Источник: журнал «Аграрное обозрение», №6 2011 год
