Механическая жатвенная машина

Механическая жатвенная машина — это сельскохозяйственное орудие, предназначенное для срезания стеблей зерновых культур (пшеницы, ржи, овса, ячменя) и укладки их в валки или на транспортное средство. Является предшественником зерноуборочного комбайна и одним из ключевых изобретений, обеспечивших механизацию сельского хозяйства в XIX веке.

История

Предпосылки создания

До появления механических жатвенных машин уборка зерновых производилась вручную с помощью серпов и кос. Этот процесс был крайне трудоёмким и медленным. С началом промышленной революции и ростом городского населения возникла потребность в повышении производительности сельского труда. Первые попытки механизировать жатву относятся к концу XVIII — началу XIX века.

Ранние конструкции

Одним из первых изобретателей, предложивших работоспособную конструкцию, был шотландский священник Патрик Белл (Patrick Bell). В 1826 году он создал жатвенную машину, приводимую в движение лошадьми. Машина Белла использовала вращающийся ножевой аппарат (режущий механизм с пальцами) и полотно для подачи срезанных стеблей на платформу. Однако из-за сложности и высокой стоимости машина Белла не получила широкого распространения в Великобритании.

Изобретение Сайруса Маккормика

Наиболее значительный вклад в развитие механической жатвы внёс американский изобретатель Сайрус Маккормик (Cyrus McCormick). В 1831 году он построил и продемонстрировал свою первую жатвенную машину, а в 1834 году получил на неё патент. Конструкция Маккормика отличалась от машины Белла: она имела более простой и надёжный режущий аппарат с возвратно-поступательным движением ножа, а также специальное приспособление для отвода срезанных стеблей (пальцы-отводчики). В 1847 году Маккормик основал завод в Чикаго, что позволило наладить массовое производство. Машины Маккормика (так называемые «жатвенные машины Маккормика») быстро завоевали популярность в США и Европе. К 1850-м годам они стали основным средством механизации уборки зерновых в Северной Америке.

Развитие в России

В Российской империи механические жатвенные машины начали появляться в середине XIX века. Первые образцы были импортными, в основном из США и Англии. В 1850-1860-х годах проводились испытания машин Маккормика, Вудса (Woods) и других. В 1870-1880-х годах началось собственное производство жатвенных машин на заводах, например, на заводе братьев Эльворти в Елисаветграде (ныне Кропивницкий, Украина) и на заводе «Мотор» в Риге. К концу XIX века в России использовались десятки тысяч жатвенных машин, что значительно повысило урожайность и снизило зависимость от ручного труда.

Классификация

Механические жатвенные машины классифицируются по нескольким признакам.

По способу агрегатирования

• Конные (прицепные): Самый распространённый тип в XIX — начале XX века. Машина крепилась к конной упряжке, а движение режущего аппарата и других механизмов передавалось от колёс машины через систему зубчатых передач и цепей.
• Тракторные (прицепные): Появились с началом использования тракторов. Машина агрегатировалась с трактором, а привод механизмов осуществлялся от вала отбора мощности (ВОМ) трактора.
• Самоходные: Встречались реже, обычно на гусеничном ходу. Являлись переходной формой к самоходным комбайнам.

По конструкции режущего аппарата

• С пальцевым аппаратом: Наиболее распространённый тип. Режущий нож (сегментный) совершает возвратно-поступательное движение между неподвижными пальцами, которые удерживают стебли.
• Безпальцевые: Использовались реже. Нож двигался по направляющим без пальцев, срезая стебли за счёт встречного движения.

По способу укладки срезанной массы

• С платформой: Срезанные стебли падали на платформу, откуда их сбрасывали вручную или с помощью специальных граблей.
• С полотном: Срезанные стебли подавались на движущееся полотно (транспортёр), которое укладывало их в валок или на транспортное средство.
• Сноповязальные (сноповязалки): Специализированные машины, которые не только срезали стебли, но и связывали их в снопы с помощью шпагата или проволоки. Являлись предшественниками комбайнов.

Устройство и принцип работы

Основные узлы механической жатвенной машины:

1. Рама: Несущая конструкция, на которой крепятся все остальные узлы.
2. Ходовая часть: Колёса (обычно два больших ведущих и одно малое управляемое) или гусеницы.
3. Режущий аппарат: Состоит из ножа (сегменты, закреплённые на спинке) и пальцевого бруса (пальцы с противорежущими пластинами). При движении машины нож совершает возвратно-поступательное движение, срезая стебли.
4. Приводной механизм: Передаёт движение от колёс (или ВОМ) к режущему аппарату. Обычно включает в себя зубчатые передачи, цепные передачи и кривошипно-шатунный механизм.
5. Механизм укладки: Платформа, полотно (транспортёр) или сноповязальное устройство.
6. Регулировочные устройства: Позволяли изменять высоту среза, угол наклона режущего аппарата и другие параметры.

Принцип работы: При движении машины вперёд стебли зерновых попадают между пальцами режущего аппарата. Нож, совершая возвратно-поступательное движение, срезает их. Срезанные стебли падают на платформу или полотно, откуда либо сбрасываются вручную (в ранних моделях), либо укладываются в валок (в более совершенных моделях), либо подаются к сноповязальному устройству.

Применение и значение

Механическая жатвенная машина стала одним из важнейших изобретений XIX века, оказавшим огромное влияние на сельское хозяйство и экономику в целом.

• Повышение производительности труда: Одна конная жатвенная машина могла заменить 10-15 человек с серпами или косами. Это позволило значительно сократить время уборки урожая и снизить потери.
• Снижение трудоёмкости: Уборка зерновых перестала быть исключительно ручным, изнурительным трудом.
• Увеличение посевных площадей: Благодаря механизации стало возможным обрабатывать большие площади, что привело к росту производства зерна.
• Развитие промышленности: Производство жатвенных машин стимулировало развитие металлообработки, машиностроения и сельскохозяйственного машиностроения в целом.
• Социальные последствия: Механизация сельского хозяйства привела к оттоку рабочей силы из деревни в города, способствуя урбанизации и развитию промышленности.

Критика и ограничения

Несмотря на революционность, механические жатвенные машины имели ряд недостатков:

• Высокая стоимость: Первые машины были дорогими и недоступными для мелких крестьянских хозяйств.
• Сложность эксплуатации: Требовали квалифицированного обслуживания и ремонта.
• Зависимость от погоды: В дождливую погоду машины застревали в грязи, а срезанные стебли намокали.
• Потери урожая: Часть зерна осыпалась при срезании и укладке.
• Необходимость в дополнительной обработке: Срезанные стебли нужно было подбирать, обмолачивать и веять, что требовало дополнительных машин (молотилок, веялок) или ручного труда.

Эволюция и современное состояние

К концу XIX — началу XX века механические жатвенные машины были вытеснены более совершенными машинами — зерноуборочными комбайнами. Комбайн объединил в себе функции жатвенной машины, молотилки и веялки, что позволило выполнять весь цикл уборки за один проход. Однако жатвенные машины (в виде жаток) продолжают использоваться и в современном сельском хозяйстве, особенно в условиях, когда требуется уборка на высоком стебле (например, для заготовки сенажа) или когда комбайн не может работать из-за сложного рельефа. Современные жатки (валковые, навесные) являются высокотехнологичными агрегатами, оснащёнными гидравликой, электроникой и автоматикой.

Источники

• История техники. Сельскохозяйственные машины. — М.: Машиностроение, 1965.
• К. С. Ковалёв. История сельскохозяйственного машиностроения в России. — М.: Сельхозгиз, 1950.
• Сайрус Маккормик. Жатвенная машина. Патент США № 8277, 1834.
• Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона. Том «Жатвенные машины». — СПб., 1890-1907.
• А. В. Гордеев. Сельскохозяйственные машины и орудия. — М.: Колос, 1970.