Машины для уборки урожая и обработки зерна

Потребность в создании специальных жатвенных машин была обусловлена всем ходом экономического развития страны.

К рассматриваемому периоду жатвенные машины снабжались режущим аппаратом, работающим на принципе ножниц. Он состоял из полосы с режущими пластинками, которая перемещалась между пальцами.

В России подобный аппарат запатентовал Ф. Языков в 1846 г., а в 1860 г. П. А. Зарубин создал "жатвенную тележку". В описании изобретения говорится: "От колес тележки через вертикальные шкивы движение передавалось на бесконечную цепь. На внешней стороне этой цепи находился ряд острых ножей. Над ножами расположена была гребенка с острыми зубьями. Когда цепь двигалась, то попадающие между ножами и зубьями гребенки колосья срезались, словно ножницами" [9].

В том же году на Петербургской выставке крестьянин Вятской губернии А. Хитрин демонстрировал модель жатвенной машины собственного изобретения, которая отличалась несложностью кинематической схемы и сбрасывала на поле готовые снопы.

В 1868 г. мастер В. Иванов предложил оригинальный способ передачи движения от ходового колеса к режущему аппарату. Вместо зубчатых зацеплений он изготовил зигзагообразную бороздку на внутренней поверхности обода колеса, по которой при вращении колеса скользит ролик латуна, другой его конец соединен с ножевой полосой. Попадая то на выступы бороздки, то в углубления, ролик заставляет шатун совершать возвратно-поступательное движение, а с ним подобные движения совершает и ножевая полоса.

Новым шагом в развитии жатвенных машин явилось создание вязального аппарата. Первый патент на машину, которая не только жнет и собирает хлеб, но и вяжет его в снопы, взял Редстон (США) в 1861 г.

18 ноября 1868 г. в департамент земледелия поступило прошение агронома А. Р. Власенко о выдаче ему десятилетней привилегии на изобретенную им машину под названием "конная зерноуборка на корню" [10]. В описании зерноуборки сказано: "Цель и назначение такой машины, как показывает само название, убирать хлеб прямо с корня зерном. Всякому и мало знакомому с земледелием известно, сколько отнимает рабочих рук уборка хлеба и молотьба и с какими часто сопряжены бывают затруднениями и потерями для хозяйства эти работы, особенно в степных губерниях, где не редкость, что хлеб остается неубранным... После долгих разысканий наилучшего способа, который соответствовал бы цели, я, наконец, достиг, по-видимому, желаемого результата, устроив такую машину, которая снимает хлеб прямо зерном, так что требуется только одно отвеивание зерна от мякины" [11].

Машина Власенко состояла из трех частей: косилки для срезания колосьев, вынесенной вправо от машины, планчатого транспортера, подающего колосья в барабан молотилки, и молотилки, сзади которой находится деревянный ларь для ссыпания обмолоченного зерна вместе с мякиной. Испытания машины проводились в присутствии официальных представителей. В первый день она убрала четыре десятины овса, а во второй - за 10 час. - сжала и обмолотила больше четырех десятин ячменя.

Таким образом, Власенко изобрел первую в мире зерноуборочную машину типа комбайна - жнею-молотилку. По сравнению с уборкой серпом и последующим обмолотом цепом производительность машины была выше в 20 раз, а по сравнению с жнейкой - в 8 раз. После испытаний до полного износа работали два экземпляра этой машины, построенные на личные сбережения Власенко [12].

В апреле 1887 г. Власенко был награжден золотой медалью Вольного экономического общества "за его высокополезную деятельность".

Попытка А. Р. Власенко решить проблему уборки урожая с одновременным обмолотом зерна не была единственной в России. Можно отметить еще одного изобретателя - М. Глумилина из Самарской губернии. Однако в то время в России не было технико-экономической базы для промышленного выпуска сложных сельскохозяйственных машин.

За границей подобная машина появилась значительно позднее, в 1879 г. в США, и получила название комбайна. Интересно отметить, что американская машина приводилась в движение 24 мулами и обслуживалась семью рабочими, ее производительность за 10-часовой рабочий день составляла четыре десятины. В то время как машина Власенко имела такую же производительность при двух лошадях и одном рабочем.

В начале 70-х годов XIX в. в нашей стране даже простая молотилка представляла в крестьянских хозяйствах большую редкость-Обмолот урожая производился обычно вручную, цепами или лошадьми, которых гоняли по кругу.

До 70-х годов в Россию завозились английские молотилки с бильным барабаном, а с 80-х годов стали преобладать американские с зубовым (шлифтовым) барабаном. Однако уже в 1882 г. на Всероссийскую промышленно-художественную выставку в Москве было представлено 30 молотильных машин, изготовленных отечественными заводами [2].

В этот период наметилась тенденция перехода от простых молотилок, приводимых в действие конными приводами, к полусложным и сложным, с паровым двигателем повышенной производительности, с очисткой и сортированием зерна.

Выработались два основных типа молотилок - английская и американская, различавшиеся между собой конструкцией основного рабочего органа - молотильного аппарата.

Русский изобретатель Меншиков в 1894 г. создал молотилку с оригинальным молотильным аппаратом [3]. Круглые стержни в нем закреплялись не на окружности дисков, а были отодвинуты внутрь к оси барабана. На стержнях надеты железные "цепы" длиной 165 мм, один конец которых имел утолщение, а другой был загнут кольцом диаметром несколько большим, чем стержень. При вращении барабана цепы занимали радиальное положение и, ударяя по колосьям, вымолачивали зерно. В этом молотильном аппарате исключена возможность поломок барабана и других частей при попадании в него вместе со стеблями твердых предметов.

Одной из лучших молотилок того времени считалась молотилка А. Прянишникова, оборудованная оригинальным приводом с трущимися шкивами. Молотилка была рассчитана на конный привод (6-8 лошадей), имела бильный молотильный аппарат, выполненный из уголкового железа; к рабочей стороне бил привинчивались планки, сменяемые по мере износа. Молотильный станок состоял из двух чугунных стенок, скрепленных тремя распорными тягами. Через чугунные стенки проходил стальной вал, вращающийся в подшипниках. В нижней части станка проходил другой вал, несущий на внешних концах по большому чугунному шкиву. Эти шкивы прижимались к малым шкивам из прессованного картона с помощью рычагов с грузами. Нижний вал соединялся с передаточным валом конного привода. При подаче в барабан большого количества хлебных стеблей или при попадании постороннего предмета шкивы проскальзывали и предохраняли молотильный аппарат от поломок.

97. Молотилка простая четырехконная конструкции харьковского завода Вестберга

На юге России и в Поволжье получили широкое распространение четырехконные молотилки с бильным барабаном и соломотрясом конструкции харьковского завода Вестберга (рис. 97). На Всемирной парижской выставке в 1859 г. эта молотилка была отмечена золотой медалью.

Оригинальные конструкции сложных молотилок с 8-сильным двигателем выпускал Луганский завод.

Во второй половине XIX в. очистка зерна в крестьянских хозяйствах России производилась перелопачиванием. Работа эта зависела от ветра. Если ветра не было, очистку откладывали. Машины для очистки зерна - веялки, веялки-сортировки и др. - не зависели от ветра.

Широкой известностью в то время пользовались колонистские веялки с продольным качанием сит, выпускавшиеся заводами Гельфевих-Саде в Харькове, Струве в Коломне, Липгарта в Москве.

98. Веерорешетчатая сортировка Ф. И. Вараксина (схема)

Более совершенными машинами были веялка-сортировка бр. Дашковых, сортировка, созданная в г. Сумы, и особенно веерорешетчатая сортировка Ф. Вараксина (рис. 98). В 1906 г. Ф. Вараксин сконструировал веялку-сортировку "Успех", которая пользовалась большой популярностью. Новым в машине была конструкция засыпного ковша, дно которого представляло решето, на нем ворох предварительно очищался от крупных примесей. Это давало возможность улучшить работу последующих очистительных решет. Веялки конструкции Ф. Вараксина изготовлялись многими предприятиями в России и за границей.

В начале XX в. были распространены так называемые амбарные веялки-сортировки (млынки, фуктели), которые разделяли зерно по весу. От обычных веялок-сортировок они отличались отсутствием решетного стана с набором решет. Их в большом количестве выпускали заводы Мальцевского торгово-промышленного товарищества.

Применялись также сортировальные машины - швырялки. Швырялка агронома Ф. Майера состояла из деревянного диска с установленными на нем под углом 60º к радиусу шестью железными желобками. Зерна, попадая на диск, под действием центробежной силы разлетались веерообразно и разделяясь на сорта.

Появлялись и другие сортировальные машины, например триеры,, отделяющие зерна по длине: пшеницу от ржи, ячмень от овса и пр. Триер имел ковш для засыпки зерна, регулируемую задвижку, сотрясательное решето для выделения крупных примесей, вентилятор для отделения легких примесей и сортировальный цилиндр, снабженный с внутренней поверхности ячейками, в которые и западают отделяемые семена. Снаружи триерный цилиндр обхватывался сортировальными сменными решетками с продолговатыми отверстиями.

Для получения высококачественного семенного материала соединяли последовательно веялки и сортировки в одну установку для переработки семян: зерно проходило через веялку, плоский грохот, триер и сортировальные столы. Последние получали колебательные движения и служили для окончательного отделения примесей от зерна.В северной и средней полосах России уборка урожая обычно совпадает с периодом выпадения дождей и значительным понижением температуры. Естественная сушка зерна в снопах требует длительного времени и хорошей сухой погоды. Поэтому перед молотьбой прибегали к сушке снопов в овинах и ригах. С появлением молотилок обмолот сырых снопов уже не представлял больших трудностей, и сушить нужно было только зерно.

Над созданием зерносушилок работали многие изобретатели в различных странах. Большую работу по их созданию в России выполнил агроном Ф. Майер.

В 1854 г. Бахтеяров предложил мешковую зерносушилку. Зерно засыпалось в мешки с простеганными на расстоянии двух вершков один от другого швами. Мешки подвешивались к потолку на сутки.

Однако такая сушка не получила распространения, так как требовала большого количества мешков, которые быстро выходили из строя.

99. Зерносушилка Разстригина (схема)

В восточных районах была распространена зерносушилка Разстригина (рис. 99). Она работала следующим образом: дым из печи 1 по трубе 2 поступал в зерносушилку куполообразной формы. Зерно для сушки засыпалось через воронку 3 и поступало на решето 4. В воронке была поставлена крыльчатка для подачи зерна в сушилку (на схеме не показана). Внутри сушилки проходил вертикальный вал 5, приводимый в движение коническими шестернями, который вращал горизонтальный вал 6 для перемешивания зерна и подачи его к центру, где был размещен рукав, по которому высушенное зерно поступало наружу. Дым удалялся через трубу.

Зерносушилку оригинальной конструкции в 1858 г. предложил Мясоедов. Зерно в ней сушилось в вертикальном канале, образованном двумя жалюзийными решетками; при этом одна решетка могла отодвигаться или приближаться к другой. Когда решетки сближены, то нижний промежуток перекрывается жалюзийными пластинками и зерно в канале остается неподвижным; открывая же этот промежуток, можно достичь перемещения зерна тонким слоем с одной жалюзийной пластинки на другую периодически или непрерывно. Принцип Мясоедова был видоизменен Бергом и Дютилем в 1894 г. и позднее использован в американских сушилках Хесса. Они вытеснили другие конструкции и в больших количествах устанавливались на элеваторах.