Высо­кая про­из­во­ди­тель­ность и одно­вре­мен­но высо­кое каче­ство обмо­ло­та – иде­ал, к кото­ро­му стре­мят­ся при пря­мом ком­бай­ни­ро­ва­нии. Насколь­ко за счет опти­ми­за­ции настро­ек ротор­но­го ком­бай­на мож­но повы­сить эффек­тив­ность убор­ки зер­но­вых и облег­чить рабо­ту ком­бай­не­ра – изу­ча­ли немец­кие ученые.

Экономика настройки комбайнов

Как ни уди­ви­тель­но, но на прак­ти­ке ком­бай­ны исполь­зу­ют­ся дале­ко не на пол­ную мощ­ность, зало­жен­ную в них кон­струк­тив­но. По мне­нию экс­пер­тов, задей­ству­ет­ся не более 50 % ресур­са. Для повы­ше­ния эффек­тив­но­сти исполь­зо­ва­ния ком­бай­нов без после­до­ва­тель­ной и посто­ян­ной опти­ми­за­ции рабо­ты машин в поле не обой­тись. Систе­мы авто­ма­ти­че­ской настрой­ки, пред­ла­га­е­мые сего­дня прак­ти­че­ски все­ми про­из­во­ди­те­ля­ми зер­но­убо­роч­ных ком­бай­нов (с. 37), – совре­мен­ный под­ход к реше­нию вопро­са. Иссле­до­ва­ния под­твер­жда­ют, что за счет опти­ми­за­ции рабо­ты маши­ны ее про­из­во­ди­тель­ность мож­но уве­ли­чить на 20 % по срав­не­нию с неопти­ми­зи­ро­ван­ны­ми под усло­вия убор­ки ком­бай­на­ми. Но воз­мож­но ли уве­ли­че­ние про­из­во­ди­тель­но­сти без поте­ри каче­ства обмо­ло­та и одно­вре­мен­но со сни­же­ни­ем про­из­вод­ствен­ных затрат?

А нужно ли качество?

В рам­ках тести­ро­ва­ния, про­во­ди­мо­го в 2018 году в Вен­грии, изу­ча­лись резуль­та­ты опти­ми­за­ции рабо­ты ротор­ных ком­бай­нов раз­лич­ных про­из­во­ди­те­лей (табл. 1). Целью пред­при­ни­ма­е­мых дей­ствий по опти­ми­за­ции явля­лась мак­си­маль­ная загруз­ка машин при бес­пе­ре­бой­ном пото­ке зер­на и задан­ном каче­стве работы.

Все маши­ны про­из­во­ди­ли убор­ку пше­ни­цы на одном поле – так были обес­пе­че­ны при­мер­но оди­на­ко­вые усло­вия рабо­ты. В рам­ках тести­ро­ва­ния из зер­но­вых бун­ке­ров машин ото­бра­ли 109 проб. Что­бы оце­нить вли­я­ние пред­при­ня­тых мер по опти­ми­за­ции, а так­же улуч­шен­ной в резуль­та­те этой опти­ми­за­ции загруз­ки машин на каче­ство обмо­ло­та, в про­бах опре­де­ля­лось содер­жа­ние бито­го зер­на и сор­ной примеси.

В ходе тести­ро­ва­ния груп­па рабо­та­ю­щих в одних и тех же усло­ви­ях ком­бай­не­ров долж­на была при ква­ли­фи­ци­ро­ван­ном инструк­та­же опти­ми­зи­ро­вать рабо­ту сво­их ком­бай­нов раз­ных про­из­во­ди­те­лей так, что­бы в ито­ге добить­ся высо­кой про­пуск­ной спо­соб­но­сти при сохра­не­нии каче­ства обмо­ло­та. Рабо­та каж­дый раз начи­на­лась с уста­нов­ки стан­дарт­ных настро­ек, реко­мен­ду­е­мых про­из­во­ди­те­ля­ми ком­бай­нов. Затем маши­ны пере­на­стра­и­ва­ли на мак­си­маль­ную ско­рость веде­ния работ с сохра­не­ни­ем задан­ных пара­мет­ров каче­ства обмо­ло­та: мак­си­мум потерь – 1 %, доля бито­го зер­на 2 %, сор­ных при­ме­сей – 2 %. Резуль­та­ты иссле­до­ва­ний при­ве­де­ны в таб­ли­це 2.

Ана­лиз дан­ных пока­зал содер­жа­ние в про­бах бито­го зер­на от 0,07 до 1,89 %, при этом сред­ние пока­за­те­ли нахо­ди­лись в диа­па­зоне 0,57 – 0,87 %. Содер­жа­ние сор­ных при­ме­сей в образ­цах варьи­ро­ва­лось от 0,02 до 4,13 %. Сред­няя доля бито­го зер­на по всем ком­бай­нам соста­ви­ла 0,68 %, сор­ной при­ме­си – 0,73 %.

В тор­гов­ле зер­ном при пре­вы­ше­нии допу­сти­мых норм содер­жа­ния сор­ных при­ме­сей и бито­го зер­на про­из­во­дят­ся выче­ты. Одна­ко, в зави­си­мо­сти от усло­вий постав­ки, пре­дель­ные зна­че­ния доли бито­го зер­на в Евро­пе силь­но варьи­ру­ют­ся меж­ду мак­си­маль­ны­ми 2 – 5 %, для сор­ной при­ме­си они состав­ля­ют око­ло 2 %. Таким обра­зом, повы­шен­ное содер­жа­ние бито­го зер­на и сор­ных при­ме­сей не столь ощу­ти­мо ска­зы­ва­ет­ся при веде­нии рас­че­тов с зернотрейдерами.

К тому же зача­стую их учи­ты­ва­ют общей мас­сой, а не по фак­ти­че­ским пока­за­те­ля­ми. Какой из это­го сле­ду­ет вывод? Веде­ние ком­бай­ни­ро­ва­ния с соблю­де­ни­ем высо­ко­го уров­ня каче­ства обмо­ло­та рын­ком никак не поощряется.

Семена – другое дело

Но для пред­при­я­тий, выра­щи­ва­ю­щих зер­но на семен­ные цели, дей­ству­ют дру­гие пра­ви­ла: важ­но сохра­нить мак­си­маль­но воз­мож­ную всхо­жесть уби­ра­е­мо­го семен­но­го мате­ри­а­ла. Повы­шен­ное содер­жа­ние бито­го зер­на зна­чи­тель­но ухуд­ша­ет этот пока­за­тель. Кро­ме того, повре­жде­ние эндо­спер­ма может сни­зить всхо­жесть при­мер­но на 10 %. Поэто­му при выбо­ре ком­бай­на с той или иной систе­мой обмо­ло­та – кла­виш­ной, ротор­ной или гибрид­ной – сто­ит еще раз осно­ва­тель­но заду­мать­ся над тем, в каких целях он будет исполь­зо­вать­ся. Реа­ли­зо­ван­ные по-раз­но­му систе­мы обмо­ло­та с раз­ной же интен­сив­но­стью воз­дей­ству­ют на обмо­ла­чи­ва­е­мое зерно.

Сто­ит так­же про­ана­ли­зи­ро­вать, сколь­ко бито­го зер­на оста­ет­ся в поле в виде потерь. Такие поте­ри визу­аль­но прак­ти­че­ски неза­мет­ны, посколь­ку битое зер­но име­ет очень огра­ни­чен­ную всхо­жесть и, сле­до­ва­тель­но, не про­рас­та­ет. Одна­ко, в зави­си­мо­сти от про­из­во­ди­те­ля тех­ни­ки и настро­ек, в поле про­сы­па­ет­ся от 10 до 50 % все­го бито­го зер­на, обра­зу­ю­ще­го­ся при обмо­ло­те, то есть в сред­нем 30 %.

Итак, неза­ви­си­мо от целей даль­ней­ше­го при­ме­не­ния уби­ра­е­мо­го уро­жая, уже при обмо­ло­те воз­ни­ка­ют поте­ри в виде бито­го зер­на. Они пред­став­ле­ны в рас­че­тах таб­ли­цы 3. Что­бы иметь воз­мож­ность срав­ни­вать и клас­си­фи­ци­ро­вать пока­за­те­ли ротор­ных машин, в тех же усло­ви­ях допол­ни­тель­но тести­ро­ва­лась маши­на гибрид­ная. В сред­нем в обмо­ло­чен­ном ею зерне заре­ги­стри­ро­ва­ли 3,39 % бито­го зер­на и 1,12 % сор­ной при­ме­си. Насколь­ко высо­ки­ми из-за это­го могут быть ожи­да­е­мые финан­со­вые поте­ри, про­ил­лю­стри­ро­ва­но на при­ме­ре с доля­ми бито­го зер­на 0,07 % и 3,39 %. Посколь­ку битое зер­но в бун­ке­ре ком­бай­на не может в даль­ней­шем быть исполь­зо­ва­но на семен­ные цели, оно так­же счи­та­ет­ся потерей.

Стабильность равно нечувствительность?

В 2017 году в отдель­ном иссле­до­ва­нии оце­ни­ва­лись каче­ствен­ные пока­за­те­ли рабо­ты ротор­ных ком­бай­нов, настро­ен­ных на высо­кую про­из­во­ди­тель­ность. Для это­го было взя­то 23 образ­ца пше­ни­цы, обмо­ло­чен­ной одно­ро­тор­ны­ми ком­бай­на­ми одной серии.

Из них три пред­став­ля­ли собой еди­нич­ные образ­цы, а десять – пар­ные, в кото­рых один был взят до опти­ми­за­ции рабо­ты маши­ны, а дру­гой – после нее. В каче­стве пока­за­те­лей каче­ства оце­ни­ва­лись всхо­жесть, чис­ло паде­ния, доли сор­ной при­ме­си и бито­го зер­на. Сна­ча­ла уста­нав­ли­ва­лись настрой­ки по выбо­ру ком­бай­не­ра, а затем ком­байн пере­на­стра­и­ва­ли на уве­ли­че­ние про­пуск­ной способности.

В рам­ках дан­но­го иссле­до­ва­ния изме­не­ние настро­ек ком­бай­на на содер­жа­нии бито­го зер­на и сор­ной при­ме­си никак не ска­за­лось. Оба пока­за­те­ля в мас­со­вой доле были на уровне ниже 0,6 % как до, так и после опти­ми­за­ции. Кро­ме того, всхо­жесть в сред­нем сохра­ни­лась на хоро­шем уровне – 96 %, так что сор­то­вое зер­но дости­га­ло тре­бу­е­мых пре­дель­ных зна­че­ний по всхо­же­сти, зна­чит, пере­на­строй­ка ком­бай­нов на уве­ли­чен­ную про­из­во­ди­тель­ность никак не отра­зи­лась и на каче­стве зер­на. На осно­ва­нии это­го мож­но сде­лать вывод об исклю­чи­тель­ной нечув­стви­тель­но­сти одно­ро­тор­ных ком­бай­нов к оши­боч­ным настрой­кам, спо­соб­ным изме­нить каче­ство обмо­ла­чи­ва­е­мо­го зерна.

Ключевой фактор

Повы­ше­ние про­из­во­ди­тель­но­сти ком­бай­на без нега­тив­ных послед­ствий для каче­ства обмо­ло­та воз­мож­но. Поми­мо рас­смот­рен­ных фак­то­ров, на ход убор­ки боль­шое вли­я­ние ока­зы­ва­ет опе­ра­тор ком­бай­на. Уро­вень про­из­во­ди­тель­но­сти у раз­ных ком­бай­не­ров отли­ча­ет­ся вплоть до 30 %.

Если ради опти­маль­ной загруз­ки маши­ны ком­байн в тече­ние дли­тель­но­го вре­ме­ни рабо­та­ет на пре­де­лах сво­их воз­мож­но­стей, и ком­бай­нер очень быст­ро достиг­нет сво­их пре­де­лов. После четы­рех-пяти часов молоть­бы в поле у опе­ра­то­ра вклю­ча­ет­ся сво­е­го рода режим без­опас­ной рабо­ты, что при­во­дит к сни­же­нию ско­ро­сти дви­же­ния и, сле­до­ва­тель­но, производительности.

Кро­ме того, всё услож­ня­ю­щи­е­ся кон­струк­ции ком­бай­нов предъ­яв­ля­ют всё более высо­кие тре­бо­ва­ния к ква­ли­фи­ка­ции и опы­ту ком­бай­не­ров, в свя­зи с чем най­ти опе­ра­то­ров ста­но­вит­ся всё труд­нее. Поэто­му при­хо­дит­ся отда­вать пред­по­чте­ние про­из­во­ди­тель­но­сти, кото­рую смо­жет под­дер­жи­вать ком­бай­нер или кото­рая сгла­дит огре­хи его рабо­ты. Одним из вари­ан­тов реше­ний мог­ло бы стать при­вле­че­ние под­мен­но­го ком­бай­не­ра. Вто­рое реше­ние – орга­ни­за­ция в рабо­те опе­ра­то­ра пере­ры­вов. Одна­ко в Гер­ма­нии мину­та про­стоя обой­дет­ся хозяй­ству почти в 5 евро.

Тре­тий вари­ант – помочь води­те­лю с опти­ми­за­ци­ей рабо­ты маши­ны посред­ством систем авто­ма­ти­за­ции или пол­но­стью настро­ить маши­ну на опре­де­лен­ный уро­вень каче­ства работ и под­дер­жи­вать его авто­ма­ти­че­ски. Совре­мен­ные авто­ма­ти­че­ские систе­мы опти­ми­за­ции «зато­че­ны» на уве­ли­че­ние про­из­во­ди­тель­но­сти. Для кон­тро­ля потерь и в целях сохра­не­ния высо­ко­го каче­ства веде­ния работ на ком­бай­ны были уста­нов­ле­ны раз­лич­ные дат­чи­ки. Каче­ство обмо­ло­та мож­но оце­нить по при­сут­ствию при­ме­си и битых зерен уже на изоб­ра­же­ни­ях с камер, затем – при обра­бот­ке этих изображений.

Если в тру­бе выгруз­но­го шне­ка уста­нов­ле­ны каме­ры, то не соста­вит тру­да про­ана­ли­зи­ро­вать каче­ство транс­пор­ти­ру­е­мо­го зер­на. При таких исход­ных мож­но под­дер­жи­вать опти­маль­ную рабо­ту исполь­зу­е­мых машин и вслед за этим обес­пе­чи­вать соблю­де­ние жела­е­мых пока­за­те­лей каче­ства. Опе­ра­то­ру нуж­но толь­ко один раз уста­но­вить жела­е­мый диа­па­зон пока­за­те­лей, и маши­на будет рабо­тать ста­биль­но на выбран­ных пре­де­лах зна­че­ний по доле бито­го зер­на и сор­ных при­ме­сей. В этом слу­чае осу­ществ­ля­ет­ся одно­вре­мен­ная регу­ли­ров­ка ско­ро­сти дви­же­ния ком­бай­на и в зави­си­мо­сти от нее уста­нав­ли­ва­ет­ся про­пуск­ная спо­соб­ность с уче­том задан­но­го уров­ня потерь.

Сто­и­мость систем авто­ма­ти­за­ции рабо­ты ком­бай­на состав­ля­ет 13– 25 тыс. евро. Уже толь­ко с уче­том устра­не­ния потерь бито­го зер­на эти систе­мы оку­пят­ся за доволь­но корот­кое вре­мя; рас­че­ты, пред­став­лен­ные в таб­ли­це 3, под­твер­жда­ют это.

Выводы

При опти­ми­за­ции рабо­ты зер­но­убо­роч­ных ком­бай­нов наря­ду с затра­та­ми на убор­ку уро­жая сле­ду­ет учи­ты­вать про­из­во­ди­тель­ность име­ю­щей­ся в нали­чии убо­роч­ной тех­ни­ки и ква­ли­фи­ка­цию меха­ни­за­то­ров. Одно- и двух­ро­тор­ные ком­бай­ны в тесто­вых испы­та­ни­ях про­де­мон­стри­ро­ва­ли высо­кие пока­за­те­ли каче­ства обмо­ло­та зер­на. Гибрид­ный ком­байн в срав­не­нии с ротор­ны­ми маши­на­ми обхо­дит­ся с зер­ном при его обмо­ло­те агрес­сив­нее. Хотя бла­го­да­ря более тон­кой рабо­те с настрой­ка­ми тако­го ком­бай­на и тут мож­но добить­ся несколь­ко луч­ших резуль­та­тов по каче­ствен­ным пока­за­те­лям обмолота.

Опе­ра­тор ком­бай­на – его дири­жер, но систе­мы авто­ма­ти­че­ской настрой­ки рабо­ты ком­бай­нов все­гда ока­зы­ва­ют­ся на высо­те: уве­ли­че­ние про­из­во­ди­тель­но­сти, сокра­ще­ние издер­жек и сни­же­ние нагруз­ки на опе­ра­то­ра при­но­сят свои пло­ды, и инве­сти­ции в допо­бо­ру­до­ва­ние доволь­но быст­ро амортизируются.