Коса на камень

На скашивании сеянных многолетних трав в период заготовки силоса и сена в сельскохозяйственных предприятиях Северо-Западной зоны широко использовались самоходные косилки-плющилки Е-301, Е-302 и Е-303 (рис. 1) производства завода «Фортшрит» ГДР, которые штатно комплектовались жатками шириной захвата 4,2 м с сегментно-пальцевым режущим аппаратом.

Рис. 1. Самоходная косилка-плющилка Е-302 с жаткой для кошения трав

В процессе эксплуатации косилки-плющилки показали неплохие эксплуатационно-технологические показатели по сравнению с используемыми на тот момент отечественными тракторными косилочными агрегатами – производительность за 1 ч при рабочей скорости 5,54-6,68 км/ч составляла: основного времени - 2,07-2,69 га или 0,5-0,65 га на 1 м ширины захвата, сменного времени - 1,69 га, эксплуатационного времени - 1,59-1,62 га. При этом потери от повышенного среза зачастую достигали 4,2%, что было обусловлено недостаточной степенью копирования рельефа поля из-за невыровненности полей и наличием большого количества на полях естественных природных камней, количество которых достигало 1027 шт./га.

Наличие большого количества на полях естественных природных камней снижало эксплуатационную производительность в 1,7 раза из-за недостаточной надежности машин при работе в условиях зоны. Основное количество отказов происходило по жатке: излом и изгиб пальцев режущего аппарата, излом сегментов и срез заклепок крепления сегментов режущего аппарата, излом полотна ножа, изгиб опорных поверхностей копирующих башмаков, что говорило о недостаточной защищенности режущего аппарата жаток от попадания камней. В режущий аппарат жатки при фактической высоте среза 134-145 мм очень часто попадали камни, средний размер которых варьировался в пределах 86,2-179,0 мм, а максимальный размер поверхностных и полускрытых камней - в пределах 153-255 мм, что и приводило к выходу из строя элементов режущего аппарата и к снижению показателей безотказности косилок: наработка на отказ составляла 1,85-5,18 ч, коэффициент готовности – 0,82. Все это повышало затраты и увеличивало продолжительность проведения текущих ремонтов.

С прекращением деятельности завода «Фортшрит» ГДР и поставок запасных частей, хозяйствам, имеющим в эксплуатации косилки-плющилки Е-301, Е-302 и Е-303, стало очень сложно поддерживать их работоспособное состояние и жаток в том числе. В этот период фирма «Самаш» (Польша) изготовила и адаптировала косилки ротационные фронтально-навесные Z 015 с шириной захвата 3,7 м и KDF 390 с шириной захвата 3,9 м (рис. 2), а ООО «Зиеглера Машинбуве» (Латвия) - косилку фронтальную ротационно-дисковую FS-332 с шириной захвата 3,3 м к агрегатированию и эксплуатации с самоходными косилками-плющилками Е-301, Е-302 и Е-303.

Рис. 2. Косилка ротационно-дисковая фронтально-навесная KDF-390.

Ротационный режущий аппарат представляет из себя режущий брус со смонтированными на нем роторами (тарелками или дисками) с установленными на них режущими ножами (рис. 3).

Рис. 3. Ротационно-дисковый режущий аппарат

Роторы (тарелки или диски) с режущими ножами имеют большую частоту вращения и срезают траву по принципу бесподпорного среза, что позволило значительно повысить рабочую скорость при выполнении технологического процесса - практически в 1,3-1,5 раза, по сравнению с жатками с сегментно-пальцевым режущим аппаратом.

В процессе эксплуатации самоходные косилки-плющилки в агрегате с ротационными фронтально-навесными косилками показали более высокие эксплуатационно-технологические показатели (таблица 1) по сравнению с самоходными косилками-плющилками, укомплектованными жатками с сегментно-пальцевым режущим аппаратом – производительность за 1 ч при рабочих скоростях 7,2-7,57 и 9,1 км/ч составила: основного времени - 2,5-2,65 га и 2,74 га (с 0,5-0,65 га на 1 м ширины захвата значение показателя повысилось до 0,71 и 0,86 га на 1 м ширины захвата), сменного времени - 2,01-2,13 га, эксплуатационного времени - 1,92-1,93 и 1,86 га.

При этом потери от повышенного среза достигали 1,9%, что было обусловлено недостаточной выравненностью полей и наличием на полях естественных природных камней, количество которых доходило до 800 шт./га. Наличие большого количества на полях естественных природных камней снижало эксплуатационную производительность в 1,47 раза (при эксплуатации косилок-плющилок, укомплектованных жатками, снижение эксплуатационной производительности происходило практически в 1,7 раза) из-за недостаточной надежности машин при работе в условиях Северо-Западной зоны.

Эксплуатационно-технологические показатели косилок-плющилок

Таблица 1

Показатели	Марка косилки
	Е-301	Е-302/303	Z 015	KDF 390	FS-332
Конструктивная ширина захвата, м	4,2	4,2	3,7	3,9	3,3
Рабочая ширина захвата, м	3,9-4,1	4,1	3,5	3,7	3,2
Рабочая скорость движения, км/ч	6,68	5,54	7,57	7,2	9,1
Урожайность, ц/га	158,2	136	280	250	233
Фактическая высота среза, см	14,5	13,4	9,5	10,6	8,8-9,1
Засоренность поля камнями, шт//га	до 1027	100-133	200-300	400-700	100-800
Средний размер камней, мм	86,2-179	115	50-102	63-103	95-206
Максимальный размер камней, мм	153-255	200	120-180	110-260	100-330
Производительность за час, га:
- основного времени	2,69	2,07	2,50	2,65	2,74
- сменного времени	-	1,69	2,01	2,13	2,02
- эксплуатационного времени	1,59	1,62	1,92	1,93	1,86
Расход топлива, кг/га	3,35	1,5	5,5	4,6	5,09
Потери, %	1,44	4,2	0,3	1,9	1,1-1,2
Наработка, ч	170	51,8	227	167	232
Общее количество отказов	92/8*	10/3*	28/9*	19/2*	34/14*
Наработка на отказ, ч	1,85/21,3	5,18/17,3	8,11/25,2	8,8/83,5	6,8/16,6
Коэффициент готовности	0,82	0,95	0,94/0,96	0,89/0,997	0,91/0,94
Продолжительность устранения отказов и неисправностей, ч	37,58	2,82	14,14/9,33	21,24/0,48	23,62/13,9
Среднее время восстановления, ч/отказ	0,41	0,28	0,50/1,04	1,12/0,24	0,69/0,99

*) В знаменателе показатели надежности рассчитаны без учета отказов, произошедших при работе на почвах с наличием естественных природных камней.

Основное количество отказов, так же как при эксплуатации самоходных косилок-плющилок с жатками, происходило по режущему аппарату: изломы и изгибы ножей роторов, как следствие, приводящие к изломам роторов (рис. 4, 5), разрушение подшипников вала ротора, излом ступицы роторов и болтов их крепления, отмечались изломы зубьев шестерен привода роторов и промежуточных шестерен трансмиссии режущего бруса, обрывы держателей ножей, деформация дисков валкообразователя, что говорило о недостаточной защищенности элементов режущего аппарата от попадания камней.

Рис. 4. Излом и изгиб ножей режущего аппарата

Рис. 5. Излом ротора режущего аппарата

В режущий аппарат косилок при их фактической высоте среза 96-106 мм и 88-91 мм очень часто попадали камни, средний размер которых варьировался в пределах 50-103 мм и 95-206 мм, а максимальный размер поверхностных и полускрытых камней доходил до 330 мм, что и приводило к выходу из строя элементов режущего аппарата, особенно ножей, ступиц роторов и самих роторов, а также к снижению показателей безотказности косилок: наработка на отказ составляла 6,8-8,8 ч, коэффициент готовности – 0,89-0,94, увеличивались затраты и продолжительность текущих ремонтов. Без учета отказов, произошедших при работе на полях с наличием естественных природных камней, показатели безотказности получены значительно выше - наработка на отказ 16,6-83,5 ч, коэффициент готовности – 0,94-0,997, при этом будут значительно снижены затраты и продолжительность проведения текущих ремонтов.

Фирмы-изготовители для более надежной эксплуатации в Северо-Западной зоне косилок ротационно-дисковых, навешиваемых на самоходные косилки-плющилки Е-301-Е-302, разработали дополнительные башмаки косилочной балки (рис. 6) с целью увеличения высоты среза с 30-80 мм до 70-120 мм, предотвращения интенсивного износа основных башмаков и защиты режущего аппарата от камней. Установка дополнительных башмаков косилочной балки не достаточно эффективна для защиты режущего аппарата от попадания камней средним размером более 120 мм.

Рис. 6. Дополнительный башмак косилочной балки

В Северо-Западной зоне широкое применение получили также тракторные косилочные агрегаты, комплектуемые косилками с ротационно-дисковыми режущими аппаратами фирм «Клаас» и «Кроне» (Германия), «Джи Фи» и «Квернеланд» (Дания), «Самаш» Польша», «Поттингер» (Австрия),Kuhn (Франция), Lely Indstries N.V. (Голландия).

Ротационно-дисковые косилки закупались хозяйствами в различных исполнениях (полуприцепные, навесные и фронтально-навесные), а также d комбинации косилок, комплектуемых по заказу потребителя кондиционерами, плющильными аппаратами и транспортерами для образования общего валка после прохода.

Полуприцепные косилки с ротационно-дисковыми режущими аппаратами (рис. 7-12) позволяли агрегату производить скашивание сеяных многолетних трав на высоких скоростных режимах (8,2-12,4 км/ч).

Рис. 7. Косилка ротационно-дисковая полуприцепная GMS 4802DL

Рис.8. Косилка ротационно-дисковая полуприцепная GMS 4802D в агрегате с трактором Джон-Дир 6920S в работе

Рис. 9. Косилка ротационно-дисковая со вспушивателем и поперечным транспортером CAT NOVA 310T ED

Рис. 10. Косилка ротационно-дисковая со вспушивателем и поперечным транспортером CAT NOVA 310T ED в агрегате с трактором Беларус-82.1 в работе

Рис. 11. Косилка ротационно-дисковая полуприцепная LELY SPLENDIMO 320PC

Рис. 12. Косилка ротационно-дисковая полуприцепная LELY SPLENDIMO 320PC в агрегате с трактором Беларус-82.1 в работе

Это давало высокие эксплуатационно-технологические показатели (таблица 2).

Эксплуатационно-технологические показатели косилок

Таблица 2

Показатели	Марка косилки
	DISCO 3050 FСPlus+DISCO 8550 AS Plus 2 шт.	EASY CUT 32P+ EASY CUT 320 1 шт	EASY CUT 32CV+ EASY CUT 3210 CV Приц.	EASY CUT 32CV+ EASY CUT 9140 CV 2 шт	EASY CUT 32P+ EASY CUT 9140 Shift 2 шт	TAARUP 3532Р +TAARUP 5090 2 шт	NOVA CAT 306F + NOVA CAT 8600ED 2шт
Изготовитель	«CLAAS», Германия	«Кроне», Германия				«Квернеланд», Дания	«Поттингер», Австрия
Агрегатирование, кВт	160 (Валтра Т190)	74 (Валтра Д160С)	от 60 (Джон Дир 6930)	от 147 (Джон Дир 7830)	от 147 (Валтра Т191)	162 (Валтра Т190)	2-3 кл.
Комплектация	транспортеры, кондиционеры	-	кондиционеры	кондиционеры	-	транспортеры, кондиционеры	кондиционеры
Конструктивная ширина захвата, м	8,2	6,28	6,0	8,7	8,7	8,72	8,3
Рабочая ширина захвата, м	7,8	6,20	5,7	8,16	8,35	8,3	8,11
Рабочая скорость, км/ч	7,3	10,16	8,2	6,78	8,5	8,8	9,36
Урожайность, ц/га	162,4	210	149	144	121,6	284	173
Фактическая высота среза, см	10,4	10,4	10,8	10,4	11,6	10,2	8,1
Засоренность поля камнями, шт/га	до 600	до 1000	до 500	до 100	до 100	до 500	до 600
- средний размер камней, мм	167-280	60-233	100-220	117-167	60-240	47-110	-
- максимальный размер камней, мм	270-430	107-233	180-280	123-167	107-240	150-200	-
Производительность, га/ч:
- основного времени	5,68 (0,73 га/1 м)	5,49 (0,89 га/1 м)	5,14 (0,9 га/1м)	5,53 (0,68 га/1 м)	7,16 (0,86 га/1 м)	7,26 (0,87 га/1м)	7,6 (0,94 га/1м)
- сменного времени	4,21	3,74	3,69	4,10	5,12	5,48	5,34
- эксплуатационного времени	4,02	3,66	2,73	3,87	5,07	5,31	5,18
Расход топлива, кг/га	5,88	2,69	5,79	4,90	4,32	4,4	3,5
Потери, %	0,7	0,76-0,86	1,6	0,81-0,87	0,49-0,57	0,7	0,4
Наработка, ч	184	150	65,6	195	155	185	150
Количество отказов	19/1*	16/2*	32/3*	19/1*	8/0*	10/1*	15/1*
Наработка на отказ, ч	9,7/184	9,4/75	2,1/21,9	10,3/195	19,4/более 155	18,5/185	10/150
Коэффициент готовности	0,94/0,99	0,97/0,98	0,70/0,93	0,93/0,99	0,985/1,0	0,96/0,99	-
Продолжительность устранения отказов и неисправностей, ч	11,69/0,35	4,78/2,38	28,45/5,04	15,32/1,15	2,32	7,82/1,25	-

*) В знаменателе показатели надежности рассчитаны без учета отказов, произошедших при работе на почвах с наличием естественных природных камней.

Производительность за 1 ч в зависимости от рабочей скорости и рабочей ширины захвата косилки составила: основного времени - от 1,76 до 3,96 га или 0,60-0,93 га на 1 м ширины захвата, а косилка GMS-3600 при рабочей скорости 12,4 км/ч и рабочей ширине захвата 3,3 м показала производительность в 1 ч основного времени 4,35 га или 1,32 га на 1 м ширины захвата; сменного времени - 1,33-3,32 га, эксплуатационного времени - 1,28-3,22 га.

При этом потери от повышенного среза достигали 2,5%, что было обусловлено недостаточной выровненностью полей при выполнении технологического процесса и наличием на полях естественных природных камней, количество которых доходило до 1000 шт./га. Наличие большого количества на полях естественных природных камней снижало эксплуатационную производительность в 1,29-1,39 раза (при эксплуатации косилок-плющилок, укомплектованных жатками, снижение эксплуатационной производительности происходило практически в 1,7 раза) из-за недостаточной надежности машин при работе в жестких условиях Северо-Западной зоны. Основное количество отказов происходило по режущему аппарату – изломы и изгибы ножей роторов, как следствие, приводящие к изломам и деформациям роторов (рис. 13), изломы и изгибы бичей вала кондиционера, разрушение подшипников вала ротора, отмечались излом вала ротора режущего аппарата косилки FC 303GC, который произошел по предохранительной канавке вала, излом зубьев валов-шестерен режущего модуля косилки LELY SPLENDIMO 320PC (рис. 14), что говорило о недостаточной защищенности элементов режущего аппарата от попадания камней.

Рис. 13. Изгиб ножей и излом ротора косилки ротационно-дисковой полуприцепной GMS 4802 DL

Рис. 14. Излом зубьев валов-шестерен режущего модуля режущего бруса косилки ротационно-дисковая полуприцепная LELY SPLENDIMO 320PC

В режущий аппарат косилок при их фактической высоте среза 100-126 мм и 151 мм очень часто попадали камни, средний размер которых доходил до 260 мм, а максимальный размер поверхностных и полускрытых камней - до 430 мм, что и приводило к выходу из строя элементов режущего аппарата, особенно ножей и роторов, а также к снижению показателей безотказности косилок: наработка на отказ составляла 6,33-54,5 ч, коэффициент готовности в среднем составляет 0,96 (по требованиям нормативной документации – наработка на отказ не менее 100 ч, коэффициент готовности не менее 0,98). Устранение отказов повышало затраты и продолжительность проведения текущих ремонтов, прикладываемых в Зип косилок ножей режущего аппарата, не достаточно для эффективной эксплуатации косилок в условиях Северо-Запада. Без учета отказов, произошедших при работе на полях с наличием естественных природных камней, показатели безотказности получены значительно выше - наработка на отказ 38 ч и более, коэффициент готовности – 0,98-1,0, при этом будут значительно снижены затраты и продолжительность проведения текущих ремонтов.

С приобретением и вводом в эксплуатацию сельскохозяйственными предприятиями высокопроизводительных энергонасыщенных кормоуборочных комбайнов семейства "Ягуар" производства фирмы «Клаас» и комбайнов "Джон Дир 7350" производства фирмы «Джон Дир», которые комплектовались подборщиками валков, стала задача их эффективного использования и загрузки. Для этих целей хозяйства приобретают и эксплуатируют комбинации косилок: фронтально-навесные ротационно-дисковые косилки с задненавесными и с полуприцепными ротационно-дисковыми косилками производства фирмы «Клаас» (Германия) – фронтально-навесная DISCO 3050 FС Plus + задненавесная DISCO 8550 AS Plus (рис. 15, 16), фирмы «Кроне» (Германия) - фронтально-навесная EASY CUT 32P + задненавесная EASY CUT 320 (рис. 17), фронтально-навесная EASY CUT 32CV + задненавесная EASY CUT 9140 CV (рис. 18), фронтально-навесная EASY CUT 32P + задненавесная EASY CUT 9140 Shift (рис. 19, 20), фронтально-навесная EASY CUT 32CV+ полуприцепная EASY CUT 3210 CV, фирмы «Квернеланд» (Дания) - фронтально-навесная TAARUP 3532Р + задненавеснаяTAARUP 5090 (рис. 21-23), фирмы «Поттингер» (Австрия) - фронтально-навесная NOVA CAT 306F + задненавесная NOVA CAT 8600ED (рис. 24, 25), что позволило значительно увеличить ширину захвата за один технологический проход, по сравнению с отдельно используемых фронтально-навесных, полуприцепных и задненавесных косилок. Косилки, дополнительно по заказу потребителя, комплектуются кондиционерами и транспортерами для образования общего валка после технологического прохода.

Рис. 15. Комбинация косилок: косилка ротационно-дисковая фронтальная DISCO 3050 FC Plus и косилка ротационно-дисковая задненавесная DISCO 8550 AS Plus в агрегате с трактором VALTRA T190

Рис. 16. Комбинация косилок DISCO 3050 FC Plus и DISCO 8550 AS Plus в агрегате с трактором VALTRA T190 в работе

Рис. 17. Комбинация косилок: косилка дисковая фронтальная Easy Cut 32Р с косилкой дисковой задненавесной Easy Cut 320 в агрегате с трактором Valtra D 160С

Рис. 18. Комбинация косилок: косилка дисковая фронтально-навесная Easy Cut 32 CV с косилкой дисковой задненавесной Easy Cut 9140 CV

Рис. 19. Комбинация косилок: косилка дисковая фронтально-навесная EASY CUT 32Р с косилкой дисковой задненавесной EASY CUT 9140 Shift

Рис. 20. Комбинация косилок EASY CUT 32Р и EASY CUT 9140 Shift в агрегате с трактором Valtra T191 в работе

Рис. 21. Комбинация косилок: косилка дисковая фронтально-навесная TAARUP 3532 P и косилкой дисковой задненавесной TAARUP 5090 в агрегате с трактором Valtra T190

Рис. 22. Комбинация косилок: косилка дисковая фронтально-навесная TAARUP 3532 P с косилкой дисковой задненавесной TAARUP 5090 в агрегате с трактором ValtraT190

Рис. 23. Комбинация косилок TAARUP 3532 P и TAARUP 5090 в агрегате с трактором Valtra T190 в работе

Рис. 24. Комбинация косилок: косилка дисковая фронтально-навесная NOVA CAT 306F и косилка дисковая задненавесная NOVA CAT 8600 ED

Рис. 25. Комбинация косилок NOVA CAT 306F и NOVA CAT 8600 ED в работе

При эксплуатации комбинаций косилок производилось скашивание сеяных многолетних трав на достаточно высоких скоростных режимах (6,78-10,16 км/ч), что позволяло получать высокие эксплуатационно-технологические показатели (таблица 3): производительность за 1 ч в зависимости от рабочей скорости и рабочей ширины захвата косилок составила: основного времени - от 5,14 до 7,6 га или 0,68-0,94 га на 1 м ширины захвата, сменного времени - 3,69-5,48 га, эксплуатационного времени - 2,73-5,31 га.

Эксплуатационно-технологические показатели косилок и показатели надежности

Таблица 3

 

*) В знаменателе показатели надежности без учета отказов, произошедших при работе на почвах с наличием естественных природных камней

При этом потери от повышенного среза варьировались в пределах 0,4-1,6%, что было обусловлено недостаточной выровненностью полей при выполнении технологического процесса и наличием на полях естественных природных камней, количество которых колебалось в пределах 100-1000 шт./га. Наличие большого количества на полях камней снижало эксплуатационную производительность в 1,37-1,88 раза из-за недостаточной надежности косилок при работе в жестких условиях Северо-Западной зоны.

Основное количество отказов происходило по режущему аппарату: изломы и изгибы ножей роторов, как следствие, приводящие к изломам и деформациям роторов, изломы и изгибы бичей вала кондиционера, отмечались изломы зубьев шестерен привода ротора режущего аппарата на комбинации косилок EASY CUT 32CV и EASY CUT 9140 CV, изломы зубьев валов-шестерен ротора на комбинации косилок DISCO 3050 FС Plus и DISCO 8550 AS Plus. В режущий аппарат косилок при их фактической высоте среза 81-116 мм очень часто попадали камни, средний размер которых доходил до 280 мм, а максимальный размер поверхностных и полускрытых камней доходил до 430 мм, что и приводило к выходу из строя элементов режущего аппарата, особенно ножей и роторов, а также к снижению показателей безотказности косилок: наработка на отказ составляла 2,1-19,4 ч, коэффициент готовности в среднем составляет 0,91 (по требованиям нормативной документации, наработка на отказ не менее 100 ч, коэффициент готовности не менее 0,98).

Устранение отказов увеличивало простои и продолжительностьи проведения текущих ремонтов, прикладываемых в Зип косилок ножей режущего аппарата не достаточно для сезонной эксплуатации косилок. Без учета отказов, произошедших при работе на полях с наличием естественных природных камней, показатели безотказности получены значительно выше - наработка на отказ 21,9 ч и более, коэффициент готовности – 0,93-1,0, при этом значительно снижается продолжительность проведения текущих ремонтов.

Фирмы-изготовители для более надежной эксплуатации ротационно-дисковых косилок, навешиваемых на косилки-плющилки Е-301 - Е-302, ротационно-дисковых косилок в различных исполнениях (полуприцепные, навесные и фронтально-навесные), а также комбинации косилок в условиях Северо-Запада разрабатывают и устанавливают дополнительные башмаки косилочной балки с целью увеличения установочной высоты среза с 30-80 мм до 70-120 мм, разрабатывают и внедряют предохранительные срезные проточки валов-шестерен привода роторов, сборный режущий брус, состоящий из независимых режущих элементов модульной конструкции (рис. 26), срезные предохранительные штифты валов-шестерен привода роторов, срезные предохранительные штифты валов-шестерен роторов с последующим выводом (подъемом) остановившегося ротора из опасной зоны вращения соседних роторов (дисков) за счет имеющейся резьбовой части продолжающего вращаться вала-шестерни и т.д.

Рис. 26. Независимый режущий элемент модульной конструкции косилки дисковой LELY SPLENDIMO 320PC

Полуприцепные косилки фирмы «Джи Фи» комплектовались системами автоматического подьема режущего бруса при наездах на камни и неровности поля. Косилки ротационно-дисковые в задненавесном варианте комплектовались тяговыми предохранителями, с помощью которых режущий брус выводился из рабочего положения назад при контактах с крупными препятствиями (камни и другие препятствия).

Для эффективной эксплуатации ротационно-дисковых косилок и повышения их надежности в условиях Северо-Запада хозяйствам необходимо постоянно проводить работы по выравниванию микрорельефа полей и уборке камней.

Авторы: специалисты Северо-Западной машиноиспытательной станции, ведущие инженеры Апполонов А.В., Горных Т.И

Оригинал статьи на AgroXXI.ru