Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky
Automatizační a regulační prvky sběracích vozů Bakalářská práce
Vedoucí práce:
Vypracoval:
Ing. Jiří Pospíšil, CSc.
Jan Sláma
Brno 2013
PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Automatizační a regulační prvky sběracích vozů vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně.
Dne………………………………… Podpis bakaláře…………………….
PODĚKOVÁNÍ Chtěl bych poděkovat panu Ing. Jiřímu Pospíšilovi, CSc. za ochotu, odborné vedení, cenné rady a poskytnuté osobní znalosti při zpracování práce.
ABSTRAKT Tato bakalářská práce se zabývá sběracími návěsy, které jsou v zemědělství používány pro sklizeň a přepravu pícnin, stébelnatých materiálů, a v posledních letech se rozšiřuje jejich využití pro dopravu materiálů od sklízecích řezaček. V práci je zmíněna historie, konstrukce, technologie práce a použití sběracích návěsů. Práce popisuje konstrukci a práci pracovních ústrojí a částí sběracích návěsů. V hlavní části je pojednáno o automatizačních a regulačních prvcích použitých na sběracích návěsech, je vysvětlen význam jejich použití a způsob činnosti. Dále je věnována pozornost kombinovaným sběracím návěsům, jejich využití a odlišným konstrukčním prvkům, které jsou na nich použity, oproti klasickým sběracím návěsům. V závěru je popsána pohyblivá přední stěna, která využívá pro zvětšení objemu ložné plochy volné místo nad nakládacím ústrojím.
Klíčová slova: Sběrací návěsy, automatizační a regulační prvky, kombinované sběrací návěsy.
ABSTRACT This Bachelor's Thesis deals with the loader wagons that are used in agriculture for harvesting and transportation of forage and straw and in recent years also for transporting materials from forage harvesters. The paper mentions history, design, process technology and usage of loader wagons. The work describes the design and the operation of rotary parts and moving mechanism of the loader wagons. The main part introduces the automation and control element used by loader wagons and explains the importance of usage and the method of operation. The thesis also analyzes combined loader wagons, their usage and different construction elements used compared to conventional loader wagons. The conclusion describes the movable front wall that uses the space above the loading mechanism to enlarge the volume of the loading area.
Keywords: Loader wagons, automation and control devices, combined loader wagons.
OBSAH 1
Úvod.......................................................................................................................... 8
2
Cíl práce .................................................................................................................... 9
3
Historie.................................................................................................................... 10
4
Použití Sběracích návěsů, přívěsů a samojízdných sběracích vozů ........................ 11
5
Agrotechnické požadavky na sběrací návěsy a přívěsy .......................................... 12
6
Rozdělení sběracích návěsů a přívěsů .................................................................... 13
7
Technologie práce sběracích návěsů....................................................................... 15
8
Pracovní ústrojí sběracích návěsů ........................................................................... 16 8.1
Sběrací ústrojí................................................................................................... 16
8.2
Nakládací ústrojí .............................................................................................. 19
8.3
Řezací ústrojí .................................................................................................... 22
8.4
Broušení nožů................................................................................................... 24
8.4.1
Mobilní bruska řezacích nožů ................................................................... 24
8.5
Nástavba ........................................................................................................... 25
8.6
Rozdružovací válce .......................................................................................... 26
8.7
Podlahový dopravník ....................................................................................... 27
8.8
Zadní stěna ....................................................................................................... 28
8.9
Rám návěsu s podvozkem a nástavbou ............................................................ 28
8.10 Závěs ................................................................................................................ 29 8.11 Pohony.............................................................................................................. 30 8.12 Ovládací a seřizovací ústrojí a zařízení ............................................................ 30 9
Automatizační prvky sběracích návěsů .................................................................. 31 9.1
Výklopný nosník nožů ..................................................................................... 31
9.2
Kruhová bruska nožů ....................................................................................... 32
9.3
Broušení nožů na sběracím návěsu .................................................................. 33
9.4
Automatika plnění ............................................................................................ 35
9.4.1
Ovládaní tlakovými snímači ..................................................................... 35
9.4.2
Ovládaní snímačem točivého momentu a tlakovým snímačem ................ 36
9.4.3
Tlakový snímač v zadní části návěsu ........................................................ 37
9.5
Automatika vyprazdňování .............................................................................. 37
9.5.1
ISOBUS systém ........................................................................................ 37
10 Regulační prvky sběracích návěsů .......................................................................... 38 10.1 Podvozky .......................................................................................................... 38 10.1.1
Podvozek s hydropneumatickým odpružením .......................................... 39
10.1.2
Osmikolový podvozek .............................................................................. 40
10.1.3
Zvedací přední náprava u třínápravového podvozku ................................ 40
10.2 Kopírovací kolečka uprostřed sběrače ............................................................. 41 10.3 Hydromotory pro pohon podlahového dopravníku .......................................... 42 11 Kombinované sběrací vozy..................................................................................... 42 11.1 Odlišné prvky kombinovaných sběracích návěsů ............................................ 43 11.1.1
Ložná plocha ............................................................................................. 43
11.1.2
Multifunkční čelní klapka ......................................................................... 44
11.1.3
Kryt vkládacího kanálu ............................................................................. 46
11.2 Systém regulace hmotnosti prázdného návěsu ................................................. 46 11.3 Krycí plachta .................................................................................................... 47 12 Posuvná přední stěna ložné plochy ......................................................................... 47 12.1 Automatika plnění sběracích návěsů s posuvnou přední stěnou ...................... 48 13 Závěr ....................................................................................................................... 49 Informační zdroje ............................................................................................................ 50 Seznam obrázků .............................................................................................................. 52
1 ÚVOD V této bakalářské práci je popsán vývoj sběracích návěsů, pracovní ústrojí a jejich funkce. Druhá část práce je věnována popisu automatizačních a regulačních prvků použitých na sběracích návěsech. Na závěr jsou zmíněny kombinované sběrací návěsy a jejich odlišné prvky od klasických sběracích návěsů. Sběrací návěsy jsou v zemědělství hojně využívány především pro sběr a dopravu stébelnatých materiálů. Stejně jako u většiny strojů a zařízení byly některé pracovní procesy automatizovány. Automatizační prvky se na sběracích návěsech používají stále více, důvodem je, že nahrazují zhoršující se motorické schopnosti obsluhy, takže jsou schopny omezit opotřebení sběracích návěsů způsobené přetěžováním pracovních ústrojí a dovolené celkové nosnosti návěsu. Zároveň zajišťují konstantní stlačení nakládaného materiálu a minimalizují nezaplněné místo v ložné ploše a tím zvyšují výkonnost sběracích návěsů. Jejich dalším kladem je omezení únavy obsluhy, díky řízení některých pracovních úkonů. Obsluha tak nemusí sledovat všechny pracovní operace. Tato skutečnost snižuje i riziko havárie sběrací soupravy z důvodu únavy řidiče. Regulační prvky regulují funkci některých pracovních ústrojí a snižují negativní vlastnosti sběracích návěsů.
8
2 CÍL PRÁCE Náplní této práce je popis sběracích návěsů, pracovních ústrojí a jejich funkce. Hlavním cílem je popis, význam a vysvětlení funkce automatizačních prvků použitých na sběracích návěsech a popis odlišných prvků kombinovaných sběracích návěsů. Součástí práce je také hodnocení pozitivních a negativních vlastností pracovních ústrojí a zařízení.
9
3 HISTORIE Sběrací vozy se začaly rozšiřovat nejdříve v oblastech s živočišnou výrobou, kde se využívaly ke sklizni sena, jako konzervovaného krmiva pro zimní období. S rozvojem jednofázové sklizně obilovin, se použití sběracích vozů rozšířilo i pro sklizeň slámy, která byla připravena v řádcích vytvořených sklízecí mlátičkou. Postupem času našly sběrací vozy uplatnění i při sklizni čerstvé píce ke krmení a zavadlé píce ke konzervaci. Za první sběrací vůz by se dal považovat sběrací lis od firmy Claas. Ta v roce 1934 vyvinula stroj, který se skládal ze všech částí dnešních sběracích vozů. -sběrací ústrojí umístěné vpředu -lisovací zařízení (vkládací ústrojí) -zásobník (ložná plocha) -vyprazdňovací zařízení (tehdy výklopné dno) Shodný se sběracím vozem byl i postup při práci, sběr, lisování, naložení do ložného prostoru vozu, převoz a vysypání ložné plochy na určeném místě. Tento stroj měl za úkol dopravit materiál pouze na okraj pole. I přes velký zájem na zemědělské výstavě v Paříži se tento stroj většího rozšíření nedočkal. (SCHULZ, 1967) Další fáze vývoje sběracích vozů přišla v roce 1960, kdy kovář Ernst Reichel podal patent NSR č. 1 126 229. Patentováno je „použití sběrače objemných hmot na voze a na něj navazujícího nakládacího-podávacího zařízení pro přemístění sebrané hmoty vzhůru do ložného prostoru vozu, jehož podlaha je vybavena podlahovým dopravníkem, jehož pohyb je nezávislý na činnosti sběracího a nakládacího zařízení“. (SYROVÝ, 2003) V roce 1963 začala Rakouská firma Pöttinger vývoj vlastních sběracích vozů. V začátcích pouze jako vozy pro sběr sena a slámy. Později vznikla potřeba sbírat zelenou hmotu na krmení a řezat jí, z důvodu lepší následné manipulace s materiálem. Postupem doby, se zvyšujícím se výkonem tažných prostředků a požadavků praxe, se objem, výkonnost, kvalita, výbava a možnosti strojů výrazně zvyšovaly. S výrobou sběracích vozů začali také konkurenční výrobci. (PÖTTINGER, 2012)
10
Obr. 1 Sběrací vůz Pöttinger Pionier (Pöttinger, 2012)
4 POUŽITÍ SBĚRACÍCH NÁVĚSŮ, PŘÍVĚSŮ A SAMOJÍZDNÝCH SBĚRACÍCH VOZŮ Sběrací traktorové návěsy, přívěsy a samojízdné sběrací vozy, jsou primárně určeny pro sběr, nakládku, pořezání a dopravu objemných hmot připravených v řádcích, které vytvořil jiný stroj při předcházející jízdě. Nejčastěji zelené i zavadlé píce, sena a slámy při jejich sklizni. Po naplnění návěsu jsou tyto materiály dopravovány na místo skladování nebo dalšího zpracování. Doplňkové využití sběracích návěsů, přívěsů a vozů může být při dopravě materiálů od sklízecích řezaček, objemných hmot ze skladů při jejich nakládání nakladači. Je možnost vybavit sběrací návěsy, přívěsy a dávkovacím a dopravním zařízením a použít je k zakládání objemných krmiv do žlabů v průjezdných stájích. Samojízdné sběrací vozy mohou být vybaveny adaptéry (přídavnými zařízeními) a upraveny tak, aby se daly využít i k sečení pícnin současně se sběrem a nakládkou, k dopravě kusových a jiných materiálů, k dopravě a rozmetání chlévské mrvy a kompostů, průmyslových hnojiv a kapalných hnojiv. V základních pracovních postupech sběrací návěsy, přívěsy a vozy navazují na tyto stroje: žací stroje všech typů, žací mačkače, shrnovače a sklízecí mlátičky. Při doplňkovém využití pak sklízecí řezačky, frézovací, drapákové a čelní nakladače, popřípadě jeřáby. Po sběracích návěsech následují tyto stroje a zařízení: zásobníkové dávkovací dopravníky a podávače, nakládače, především traktorové čelní, vysokozdvižné, kloubové, manipulátory, portálové a mostové jeřáby, vzduchové a mechanické dopravníky. (NEUBAUER, 1989)
11
Obr. 2 Sběrací návěs Pöttinger Jumbo (Pöttinger, 2012)
5 AGROTECHNICKÉ POŽADAVKY NA SBĚRACÍ NÁVĚSY A PŘÍVĚSY V současné době se nejvíce používají traktorové sběrací návěsy, proto jim bude dále věnována hlavní pozornost. Sběrací návěsy pracují v soupravě s univerzálními traktory. Zapojují se do horního nebo spodního závěsu traktoru. Příkon pro pohon pracovních ústrojí je přenášen vývodovou hřídelí. V základních pracovních postupech se materiál sbírá z řádků vytvořených jiným strojem. Řádky mohou být 1800 mm široké a až 800 mm vysoké. Proto šířka sběracího ústrojí je 1550 až 2100 mm. Přímé ztráty nesebráním musí být nižší než 3%. Také nesmí docházet k odrolu materiálu a propadu zpět na pole. Kvalita sběru závisí na délce částic, utváření řádku, na výškovém postavení sběrače a na správné volbě jeho kinematického režimu. Sběr píce má být plynulý, znečištění píce minimální. Požaduje se šetrnost sběru, zejména u píce s převahou jetelovin. Nakládací, nebo také plnicí ústrojí, musí zvládnout bezpečně naplnit celý ložný prostor s požadovanou výkonností. Naplnění zadní části ložného prostoru probíhá s pomocí jiného zařízení, např. podlahového dopravníku. Po naplnění ložného prostoru je konec nakládání zajištěn přetěžovací spojkou, automaticky, nebo nakládání ukončí řidič např. po zaznění zvukového signálu. Pokud je sběrací návěs vybaven řezacím ústrojím, dochází současně při nakládání k pořezání materiálu. Průměrná délka materiálu se nastavuje počtem nožů v pracovní poloze. Požadovaná průměrná délka je 20 až 300 mm podle druhu sbíraného materiálu. Řezací proces nesmí výrazně snižovat výkonnost stroje při nakládání, ani nesmí vytvářet neúměrné výkyvy krouticího momentu na hnací hřídeli. Sběrací návěsy a vozy musí splňovat předpisy pro silniční provoz pod-
12
le příslušných vyhlášek, protože přeprava probíhá po polních cestách, vnitrofaremních vozovkách a veřejných komunikacích. Při přepravě nesmí z ložného prostoru propadávat ani na krátko nařezaný materiál. Vykládací zařízení musí zajistit rychlé vyložení nákladu na určeném místě. To mohou být zpevněné (silážní jáma, seník, sklad slámy), nezpevněné plochy (polní stohy), nebo i následné stroje a zařízení, do kterých je potřeba materiál dávkovat postupně. Další funkcí vykládacího zařízení je posuv materiálu při nakládání. Velkoobjemová nástavba musí být přestavitelná na menší objem pro dopravu materiálů s vyšší objemovou hmotností, jako jsou zelené materiály, silážní plodiny, a ostatní materiály dopravované od sklízecích řezaček, nakládačů a jeřábů tak, aby nebyla překračována užitečná hmotnost návěsu při dopravě. Konstrukce nástavby musí umožňovat plnění návěsu sklízecími řezačkami, nakládači a jeřáby. Ovládání pracovních ústrojí a zadního čela nástavby musí být ovládáno z místa řidiče. Je zapotřebí jedna obsluhující osoba, u návěsů je to řidič traktoru, nebo řidič samojízdného sběracího vozu. (NEUBAUER, 1989)
6 ROZDĚLENÍ SBĚRACÍCH NÁVĚSŮ A PŘÍVĚSŮ Sběrací návěsy můžeme rozdělit podle různých hledisek. Například NEUBAUER je rozdělil takto: a) podle energetického prostředku jsou:
traktorové, a to přívěsné (sběrací přívěsy) a návěsné (sběrací návěsy),
samojízdné s vlastním motorem pro pojezd a pohon pracovních ústrojí (samojízdné sběrací vozy);
b) podle počtu náprav jsou:
jednonápravové (sběrací návěsy),
dvounápravové (sběrací přívěsy, sběrací návěsy zvané tandemové, samojízdné sběrací vozy – zpravidla mají obě nápravy hnané),
třínápravové (sběrací návěsy označované jako tridemové);
13
c) podle polohy dna nástavby jsou:
se dnem nad koly podvozku (zejména u přívěsů vzhledem k vychylování kol přední nápravy), nebo u návěsů s řiditelnými nápravami
se dnem mezi koly podvozku (zejména u návěsů a vozů, což je výhodné z hlediska stability na svazích);
d) podle uspořádání závěsů u sběracích návěsů jsou:
se závěsem v ose traktoru (pevným),
se závěsem mimo osu návěsu, bočním, vychylovacím, takže profil řádku, popřípadě boční lištou sečeného materiálu, není závislý na rozchodu a světlosti traktoru;
e) podle umístění a zavěšení sběracího ústrojí jsou:
se sběracím ústrojím umístěným vpředu (u návěsů), mezi nápravami (u přívěsů) nebo vzadu (u přívěsů a samojízdných vozů);
se sběracím ústrojím umístěným vzhledem k ose zavěšení vpředu – tlačeným, nebo vzadu – vlečeným;
f) podle provedení nakládacího ústrojí jsou:
s nakládacím ústrojím bubnovým (čtyřkloubovým s hnacím členem rotačním) s jednou nebo s více hrabicemi s tuhými prsty,
s nakládacím ústrojím dopravníkovým s neřízenými nebo řízenými hrabicemi,
s nakládacím ústrojím rotorovým (nakládací rotor);
g) podle provedení řezacího ústrojí jsou:
řezací ústrojí s pevnými plochými noži, zpravidla s přímkovým břitem,
řezací ústrojí s noži pohyblivými, konajícími zpravidla vratný pohyb;
14
h) podle provedení vykládacího ústrojí jsou:
s podlahovým příčkovým dopravníkem (u návěsů, přívěsů i vozů),
s posuvným předním čelem (u některých přívěsů),
se sklápěcím dnem (u některých přívěsů). (NEUBAUER, 1989)
7 TECHNOLOGIE PRÁCE SBĚRACÍCH NÁVĚSŮ Sběrací návěsy jsou určeny ke sbírání suchých stébelnatých materiálů a čerstvé nebo zavadlé píce z řádků, které připravil stroj předcházející v technologickém postupu sklizně daného materiálu. Sběr materiálu z řádku zajišťuje sběrací ústrojí, znakem dobře pracujícího sběracího ústrojí je co nejmenší množství nesebrané hmoty. Nejmenší ztráty nesebráním mají tlačená sběrací ústrojí s malým průměrem dráhy sběracích prstů. Nevýhodou je, že společně s materiálem dochází ke sběru cizích předmětů, nejčastěji kamenů. Dále materiál putuje do nakládacího ústrojí, které dopravuje materiál přes řezací ústrojí do nástavby, musí zajistit dopravení materiálu do ložné plochy, stlačení materiálu a s pomocí podlahového dopravníku naplnit celý ložný prostor. Cizí předměty v materiálu mohou řezací ústrojí poškodit, může dojít i ke zlomení řezacího nože, proto je nutné použití systému jištění řezacích nožů. Řezací nože je nutné brousit, intervaly broušení nožů jsou závislé na množství cizích předmětů v materiálu. V nástavbě je materiál stlačován, míra stlačení materiálu je regulovatelná podle vlastností sbíraného materiálu, a přepravován na místo vyložení. Materiál je vyložen posunem podlahového dopravníku směrem dozadu buď volně, nebo přes rozdružovací válce, proto je důležitá možnost regulace rychlosti posuvu podlahového dopravníku, zadní čelo je otevíratelné směrem nahoru. Podvozek je důležitý pro bezpečnost a stabilitu návěsu ve vysoké rychlosti při přepravě po pozemních komunikacích, velice důležitý je také co nejmenší tlak na půdu a plodiny při nakládání.
15
8 PRACOVNÍ ÚSTROJÍ SBĚRACÍCH NÁVĚSŮ Traktorové sběrací návěsy se skládají z konstrukčních prvků a pracovních ústrojí. Jmenovitě to jsou tyto hlavní části:
sběrací ústrojí,
nakládací ústrojí,
nástavba,
podlahový dopravník,
zadní stěna,
rám návěsu s pojezdovou nápravou nebo podvozkem,
závěs,
pohony,
ovládací a seřizovací ústrojí a zařízení.
Jako doplňkovou výbavou může být sběrací návěs vybaven řezacím ústrojím a rozdružovacími válci, ovšem sběrací návěs může pracovat i bez těchto pracovních ústrojí. (NEUBAUER, 1989)
8.1 Sběrací ústrojí Sběrací ústrojí má za úkol nadzvednout a dopravit materiál k nakládacímu ústrojí. Z hlediska konstrukce může být provedeno jako tažené nebo tlačené, přičemž většina moderních sběracích návěsů je vybavena tlačeným sběracím ústrojím. Sběrací prsty jsou uloženy většinou v řadách na kovových nosnících, které jsou řízené kulisovou dráhou nebo jsou uloženy pevně. Systém uložení se liší ve tvaru dráhy sběracích prstů a to na sběrací ústrojí s řízenou a neřízenou dráhou sběracích prstů. U řízeného sběracího ústrojí zajišťuje hladké vyjetí sběracích prstů z materiálu zaklonění sběracích prstů pomocí kulisové dráhy. U neřízeného sběracího ústrojí přejímají funkci kulisy speciálně formované plechy sběrače a jeho celkové provedení. Šířka sběracího ústrojí dosahuje podle normy DIN od 1500 do 2200 mm. Používá se 4 až 8 řad sběracích prstů. (JAVOREK, 2011)
16
Obr. 3 Dráha řízených a neřízených sběracích prstů (NEUBAUER, 1989)
Součástí sběracího ústrojí jsou vnější kopírovací opěrná kolečka, která jsou výškově nastavitelná, mohou být konstruována jako pevná nebo otočná. Některá sběrací ústrojí jsou vybavena kopírovacími koly za sběračem, pro lepší kopírování sběrače na vlhkých pozemcích. Sběrací ústrojí je uchyceno na kyvném mechanismu, aby mohlo kopírovat povrch v podélném i příčném směru. Sběrač je tedy veden pomocí kopírovacích koleček, umístěných po stranách sběrače. (PÖTTINGER, 2012)
Obr. 4 Výkyvné sběrací ústrojí (Pöttinger, 2012)
Sběrací ústrojí je poháněno mechanicky a může být jištěno proti poškození při přetížení zubovou spojkou. Sběrací ústrojí může být vybaveno odlehčovací pružinou nebo hydraulickým odlehčovacím systémem, který nadlehčuje sběrač a šetří povrch půdy a plodiny.
17
Výhody a nevýhody sběracích ústrojí: Výhody tažených sběracích ústrojí: -
sbíraný materiál je ihned zachycen prsty vkládacího ústrojí a sběrací ústrojí jej pouze odděluje od strniště
-
na sběrací ústrojí působí menší zatížení, riziko poškození je nižší a sběrací ústrojí má delší životnost
-
sběracím ústrojím nejsou nabírány cizí předměty a tím je nabíraný materiál kvalitnější
-
v přepravní poloze může mít sběrací vůz větší světlost
Nevýhody tažených sběracích ústrojí: -
špatná okamžitá kontrola práce sběracího ústrojí
-
při vysokém odporu materiálu je sběrací ústrojí nadzvednuto a materiál zůstává na strništi, což znamená značné ztráty
-
nižší pracovní rychlost
Výhody tlačených sběracích ústrojí: -
omezuje nedostatky tažených sběracích ústrojí
-
nižší ztráty, lepší práce s materiálem
Nevýhody tlačených sběracích ústrojí: -
vyšší namáhání sběrače
-
pokud mají opěrná kolečka sběracího ústrojí stejný rozchod jako kola u traktoru, je nebezpečí, že na podmáčeném terénu pojedou opěrná kolečka sběracího ústrojí v kolejích traktoru a bude nabírat nečistoty a ničit drny
18
Výhody sběracích ústrojí s řízenou dráhou sběracích prstů: -
ideální sklon sběracích prstů v každém místě jejich dráhy
Nevýhody sběracích ústrojí s řízenou dráhou sběracích prstů -
velké množství pohyblivých částí
-
omezený počet otáček sběracích prstů
Výhody sběracích ústrojí s neřízenou dráhou sběracích prstů -
má jednodušší konstrukci než sběrací ústrojí s řízenou dráhou sběracích prstů
-
možnost vyšších otáček sběracího ústrojí
-
možnost použití více řad sběracích prstů
Nevýhody sběracích ústrojí s neřízenou dráhou sběracích prstů -
horší vyjíždění sběracích prstů z materiálu (SYROVÝ, 1999).
8.2 Nakládací ústrojí Nakládací ústrojí musí plnit více funkcí, odebírá nakládanou hmotu z prostoru sběrače, potom ji stlačuje a dopravuje přes řezací ústrojí do ložného prostoru vozu. (PÖTTINGER, 2012) Nakládací (plnicí) ústrojí může mít provedení rotorové s tuhými prsty, bubnové s jednou nebo s více hrabicemi s tuhými prsty, řízenými různě provedenými čtyřkloubovými mechanismy s rotačním hnacím členem, nebo čelními ozubenými koly, dále dopravníkové s neřízenými nebo řízenými hrabicemi. Hrabice se pohybují v dopravním kanále, který navazuje přední stěnou na přední čelo nástavby. (NEUBAUER, 1989)
19
Obr. 5 Nakládací ústrojí bubnové s rotačním hnacím členem a řízenými hrabicemi (Pöttinger, 2012)
Dopravníkové nakládací ústrojí se skládá z hnacích ozubených kol, napínacích ozubených kol, dvou řetězů, na nichž jsou připevněny většinou řízené hrabice, které protlačují materiál přes řezací ústrojí do ložné plochy sběracího návěsu. Počet hrabic umístěných na řetězu je různý. Hrabice se pohybují v dopravním kanále, který navazuje přední stěnou na přední čelo nástavby.
Obr. 6 Schéma dopravníkového sběracího ústrojí (NEUBAUER, 1989)
Popis: 1) závěs, 2) rám návěsu, 3) opěrné kolečko, 4) sběrací ústrojí, 5) dopravníkové sběrací ústrojí, 6) řezací ústrojí, 7) nástavba návěsu.
20
Nejvýkonnější nakládací ústrojí je ústrojí rotorové. Většina sběracích návěsů je osazena jedním vkládacím a zároveň řezacím rotorem, některé typy jsou osazeny vkládacím a dalším rotorem řezacím a případně ještě dalším rotorem vkládacím. Rotor je tvořen z vnitřního bubnu a vnějších prstenců s prsty, každý prstenec tvoří více dílů, aby se dal v případě potřeby vyměnit. Počet řad prstů je různý. Uspořádání prstů do spirály, umožňuje protlačovat materiál do ložného prostoru plynule a nedochází k zátěžovým špičkám působící na pohonnou soustavu. Ovšem uspořádání prstů může být na rotoru i jinak, například do tvaru písmene V. Zde si můžeme povšimnout odlišnosti mezi některými modely z hlediska konstrukce podlahy s podlahovým dopravníkem. Některé modely mají zkosené dno v oblasti za vkládacím rotorem, a to z hlediska nižší energetické náročnosti dopravy materiálu z vkládacího kanálu do ložného prostoru návěsu.
Obr. 7 Nakládací rotor s uspořádáním prstů do spirály (Pöttinger, 2012)
Výhody a nevýhody nakládacích ústrojí: Výhody dopravníkového nakládacího ústrojí: konstrukčně jednoduché nízká hmotnost ústrojí Nevýhody dopravníkového nakládacího ústrojí: hlučnost ústrojí ústrojí vytváří zátěžové špičky na pohonnou jednotku částečně zakrývá výhled do ložné plochy vozu z místa řidiče
21
špatně nakládá těžký materiál Výhody nakládacího ústrojí bubnového s rotačním hnacím členem a řízenými hrabicemi: menší rozměry nakládacího ústrojí v porovnání s dopravníkovým nakládacím ústrojím vyšší výkonnost a nižší hlučnost nezakrývá výhled do ložného prostoru z místa řidiče Nevýhody nakládacího ústrojí bubnového s rotačním hnacím členem a řízenými hrabicemi: vyšší hmotnost ústrojí vytváří zátěžové špičky na pohonnou jednotku špatně nakládá těžký materiál Výhody nakládacího rotoru: vysoká výkonnost nízká hlučnost uspořádání prstů do spirály nevytváří zátěžové špičky na pohonnou jednotku nezakrývá výhled do ložného prostoru ložné plochy výborně nakládá i těžký materiál Nevýhody nakládacího rotoru: vysoká hmotnost pořizovací cena
8.3Řezací ústrojí Pokud je sběrací návěs vybaven řezacím ústrojím, tak při nakládání materiálu následuje hned za nakládacím ústrojím a slouží k pořezání materiálu na požadovanou délku, ta je důležitá pro usnadnění následných operací s materiálem. Nejkratší požadovaná délka materiálu je u zavadlé píce určené k senážování, u suchých materiálů jako je seno a sláma je požadovaná délka delší, podle individuálních požadavků. Teoretická délka
22
materiálu se nastavuje počtem řezacích nožů v pracovní poloze, nejkratší teoretická délka materiálu používaná v praxi je 34 mm při použití 45 řezacích nožů. Řezací ústrojí může být s noži, které se při řezání nepohybují, nebo s noži, které konají vratný pohyb. U řezacího ústrojí s nepohybujícími se noži lze všechny, nebo jen některé nože vyjmout, a takto nastavit délku pořezané hmoty. Při vhodném uložení mohou nože použít prsty nakládacích hrabic jako aktivní protiostří. (NEUBAUER, 1989) Ve sbíraném materiálu jsou cizí předměty, nejčastěji kameny. Se zvyšujícím se počtem nožů a zkracující se délkou pořezaného materiálu, začalo být nutné chránit nože řezacího ústrojí proti poškození nebo nadměrnému opotřebení. Nejvíce se dnes u sběracích návěsů používá řezací ústrojí s pevnými noži. Nože jsou upevněny na nosníku nožů. Zprvu byly jištěné proti cizím předmětům všechny nože najednou jako jeden celek, ovšem při vyklopení všech nožů není materiál řezán, to snižovalo homogenitu a jakost materiálu. Dnes jsou většinou nože jištěné samostatně, každý zvlášť pomocí pružiny. Při vniknutí cizího tělesa se nůž vychýlí z pracovní pozice, a po průchodu cizího tělesa se nůž, silou pružiny, vrátí zpět do pracovní polohy.
Obr. 8 Výkyv řezacího nože při průchodu cizího tělesa (Pöttinger, 2012)
23
Nože mají jednostranně lisovaný vlnový výbrus, ten zajišťuje i u tupých nožů přesný řez. Stlačená stébla píce nejsou trhána, nýbrž čistě rozřezána taženým řezem. Píce je řezána po celé délce nože. (PÖTTINGER, 2012)
Obr. 9 Vyklopený nosník řezacích nožů a nože s vlnovým výbrusem (Pöttinger, 2012)
8.4 Broušení nožů Ostří řezacích nožů opotřebené od sbíraného materiálu, kamenů a dalších příměsí je nutné brousit. Nože se brousí na stacionárních bruskách, určených k broušení těchto nožů. Před broušením se nože musí ze sběracího návěsu demontovat, to prodlužuje čas potřebný pro údržbu vozu. To se v praxi projevilo tak, že se nože brousí tímto způsobem jedenkrát za den, což nemusí být vždy dostatečné. Se zvyšujícím se opotřebením nožů klesá kvalita a přesnost řezu a zvyšuje se potřebný příkon na řezání, což zvyšuje spotřebu paliva. Pokud je sběrací návěs vybaven zařízením na broušení nožů, může broušení nožů probíhat při přepravě přímo na sběracím návěsu.
8.4.1
Mobilní bruska řezacích nožů Nejjednodušší zařízení pro broušení nožů je tato mobilní bruska. Skládá se z ko-
vové konstrukce, elektromotoru, dutého brusného kotouče, mechanismu pro upevnění
24
nože, paralelogramu a otočného čepu. Obsluha vloží nůž do upínacího mechanismu a pohybem ruky ovládá pohyb brusného kotouče po noži a intenzitu broušení.
Obr. 10 Mobilní bruska řezacích nožů (Pöttinger, 2012)
Výhody mobilní brusky řezacích nožů: jednoduchá konstrukce nízká hmotnost mobilita brusky snadná obsluha a údržba Nevýhody mobilní brusky řezacích nožů: intenzita a rozsah broušení závisí na obsluze není možné brousit více nožů naráz
8.5 Nástavba Nástavba je úložný nebo zásobní prostor sběracího návěsu. Velikost nástavby také po sběracím a nakládacím ústrojí určuje výkonnost sběracího návěsu, protože čím více hmoty pojme, tím méně přejezdů je nutných na místo složení nákladu a zpět pro materiál.
25
Objem nástavby se označuje dvěma způsoby: 1. Geometrický objem – je to vypočítaný objem z rozměrů ložné plochy (šířka x výška x délka), jednotkou je [m3], 2. Nakládací objem – je změřený objem, který zaujme přepravovaný materiál po vyložení ze sběracího vozu, tzv. DIN objem, jednotkou je [m3]. Spodní část nástavby je přivařena, nebo přišroubována k rámu, zpravidla je plechová s vodorovným profilem. Na spodní části nástavby je připevněna horní část nástavby, která je odnímatelná. Je svařená z trubek nebo profilů s výplní z vodorovně profilovaného plechu, dřevěných latěk nebo pletiva. Ložná plocha má horní stěnu tvořenou z podélně zavěšených lanek, dřevěných latěk nebo kovových stropních profilů. V horní části je zpevněna kovovými oblouky. Zadní čelo je výklopné, zvedané pružinou nebo hydraulicky. (NEUBAUER, 1989)
8.6 Rozdružovací válce Rozdružovací válce jsou volitelnou výbavou sběracích návěsů. Nachází se v zadní části návěsu a slouží k rozdružení stlačeného materiálu v ložném prostoru na konzistentní hmotu a tím usnadňují její následné zpracování. Rovnoměrná vrstva krmiva a rozdružená stébla jsou základním předpokladem pro následné kvalitní stlačení píce a výrobu kvalitního krmiva. (PÖTTINGER, 2012) Jsou to dva nebo tři rozpojovací válce, na kterých jsou v řadách nebo ve šroubovici rozmístěny nože tvarované jako u kosy, nebo to jsou ploché kovové hroty. Válce jsou umístěny horizontálně nad sebou, svisle nebo poněkud šikmo. Buď mají všechny stejný počet otáček, nebo má spodní válec větší počet otáček. Smysl otáčení je u všech válců stejný. Pod rozdružovacími válci může být uložen pryžový příčný dopravník, uložený pevně nebo odklopný. Pohon rozdružovacích válců je mechanicky z přední převodovky, přes vypínací spojku a přídavné převody. (NEUBAUER, 1989)
26
Obr. 11 Rozdružovací válce (Krone, 2012)
Výhody použití rozdružovacích válců: usnadnění následné manipulace s materiálem Nevýhody použití rozdružovacích válců: energetická náročnost pohonu při vykládání materiálu vyložení nákladu trvá delší čas zvyšují hmotnost sběracího návěsu
8.7 Podlahový dopravník Hlavním úkolem podlahového dopravníku je vyložit materiál z ložného prostoru sběracího návěsu v co nejkratší době, nebo materiál při vykládání rovnoměrně dávkovat a při nakládání posunovat materiál až na konec ložného prostoru. Tomuto účelu nejlépe vyhovuje podlahový dopravník, tvořený dvěma až šesti článkovými řetězy, které jsou po určitých úsecích spojeny laťkami z profilované oceli tvaru U nebo L.
27
U starších sběracích vozů je pohon zajištěn pomocí mechanismu rohatky a západky, převodovkou nebo pomocí hydromotoru, posuv tedy může být plynulý nebo přerušovaný. (SYROVÝ, 1999)
Obr. 12 Ložná plocha s podlahovým dopravníkem (Pöttinger, 2012)
8.8 Zadní stěna Zadní stěna je obvykle jednodílná a otevírá se směrem nahoru pro co největší vykládací otvor. Otevírá se pomocí vinuté pružiny nebo hydraulicky z místa řidiče. Zadní stěny otevírané pružinou mají zajišťovací mechanismus proti otevření, hydraulicky otevírané jen některé. Na zadní stěně bývá tlakový senzor, který upozorňuje řidiče na plný ložný prostor a zastavuje automatiku plnění.
8.9 Rám návěsu s podvozkem a nástavbou Rám a podvozek tvoří kostru sběracího návěsu a jsou na nich uchyceny další prvky a pracovní ústrojí. Rám návěsu a podvozek jsou, svařené z lisovaných ocelových profilů, které jsou v prostoru nad nápravou je zesílené. Podvozek je jednoosý (jednonápravový) s koly jednoduchými nebo dvoumontážemi, dvouosý (tandem) nebo tříosý (tridem). Dvounápravové a třínápravové podvozky jsou odpruženy parabolickými pružinami, nebo hydraulicky. Všechny podvozky mají brzdící systém. U tandemového podvozku může být zadní náprava řiditelná, a to buď náběhově, nebo nuceně. Třínápravový podvozek má řízenou přední a zadní nápravu většinou nuceně. U náběhově řízených náprav musí být možnost zablokování přímého směru jízdy.
28
8.10
Závěs Závěs návěsu slouží k připojení sběracího návěsu a energetického prostředku,
nejčastěji univerzálním traktorem. Závěs je nejčastěji osový pevný nebo boční – vychylovací. Na závěsu je uložena opěrná patka nebo opěrné kolečko, pro podepření při odstavení návěsu a při připojení k traktoru. (NEUBAUER, 1989) Pro připojení do horního závěsu (nejčastěji etážový závěs) je určeno tažné oko 40
(průměr 40 mm). Výhodou tohoto zapojení je více prostoru nad řádkem. Nevýhodou je ovšem menší dovolená nosnost závěsu a horší stabilita traktoru při přepravě. Při připojení do spodního závěsu je závěs schopen přenášet vyšší kolmé zatížení, a toto připojení je stabilnější než do horního závěsu. Pro spodní závěs se používá agrohák (Hitch), tažný čep (Piton-fix) se závěsnou lištou nebo kulový závěs (K 80). (KRONE, 2012) Závěsy senážních sběracích návěsů jsou vybaveny jedním nebo dvěma dvojčinnými hydraulickými válci. Je to ze tří důvodů: 1) je potřeba měnit výšku rámu návěsu v přední části při sběru, aby bylo sběrací ústrojí v optimální poloze, 2) je potřeba měnit světlou výšku sběrače při přejezdech přes senážní žlab, aby nedošlo k poškození, 3) je možné měnit dotížení zadní nápravy traktoru. Navíc mohou být v hydraulickém systému namontovány dusíkové akumulátory tlaku, které zajišťují odpružení závěsu a umožňují jízdu bez otřesů s maximálním jízdním komfortem. (KRONE, 2012)
Výhody horního závěsu: více prostoru nad řádkem materiálu
29
Nevýhody horního závěsu: horší stabilita soupravy při jízdě vysoké namáhání závěsu tažného prostředku Výhody spodního závěsu: výborná stabilita soupravy při jízdě Nevýhody spodního závěsu: málo prostoru nad řádkem materiálu, při větším řádku může docházet k zadrhávání materiálu o závěs
8.11
Pohony Pohony rozvádějí krouticí moment od vývodového hřídele traktoru k jednotlivým
pracovním ústrojím. K tomu se využívá kloubový hřídel, převodovka s kuželovými ozubenými koly, převody čelními ozubenými koly a převod válečkovým řetězem. Před převodovkou je vřazena pojistná (přetěžovací) spojka. (NEUBAUER, 1989) S rozvojem elektromotorů lze očekávat použití elektromotorů jako pohonu i na sběracích návěsech, například pro pohon podlahového dopravníku.
8.12
Ovládací a seřizovací ústrojí a zařízení Ovládací, seřizovací a provozní zařízení zahrnuje zapínání vývodového hřídele
traktoru, zapínání pohonu sběracího ústrojí, jeho zvedání a jeho spouštění do přepravní a pracovní polohy, ovládání posuvu podlahového dopravníku, otevírání a zavírání zadního čela, brzdy a elektrické zařízení odpovídající příslušné vyhlášce. Ovládání všech pracovních ústrojí je dnes zpravidla umístěno v kabině traktoru. (NEUBAUER, 1989) Snahou výrobců sběracích návěsů je vyrábět ovládací panely se snadným ovládáním a v rozumných rozměrech, aby nezabíraly místo v pracovním prostoru řidiče a nebránily výhledu z kabiny.
30
Součástí ovládacích panelů je display, zvukové a světelné signalizace, které upozorňují řidiče o poloze či stavu některých zařízení, například vyklopený nosník nožů, otevřené zadní čelo, zapnutá automatika plnění nebo tzv. plný vůz.
Obr. 13 Ovládací panel senážního návěsu (Krone, 2012)
9 AUTOMATIZAČNÍ PRVKY SBĚRACÍCH NÁVĚSŮ Automatizační prvky sběracích návěsů jsou mechanická, hydraulická a elektrická zařízení, která přebírají kontrolu nad některými pracovními procesy sběracích návěsů, které řídí a dělá tyto procesy plynulejšími. Tím snižují negativní vliv nedokonalého ovládání obsluhy sběracího návěsu, zabraňují přetěžování sběracího návěsu a to jako celku i jeho pracovních ústrojí. Naopak nedokonalou obsluhou může docházet k nevyužití výkonnosti a objemu ložné plochy což snižuje výkonnost sběracího návěsu a zvyšuje náklady na jeho provoz.
9.1 Výklopný nosník nožů Je to systém, který urychluje výměnu nožů a zvyšuje komfort údržby sběracího návěsu. Nože lze vyměnit bez použití nástrojů na vyklopeném nosníku nožů podél sběracího návěsu. To umožňuje vyměňovat nože ve vzpřímené poloze těla a zvyšuje tak pohodlí při výměně nožů. Po odjištění nožů, které se odjišťují všechny najednou, lze nože vyjmout směrem nahoru. Zpětná montáž nožů je také rychlá, nože se pohodlně vloží do nosníku nožů a zajistí se všechny najednou otočením kliky.
31
Obr. 14 Demontáž nožů z výklopného nosníku (Krone, 2012)
Výhody použití výklopného nosníku nožů: větší komfort práce urychlení výměny nožů Nevýhody použití výklopného nosníku nožů: vyklápěcí rám zvyšuje hmotnost sběracího návěsu
9.2 Kruhová bruska nožů Jako zařízení, na kterém jsou použity prvky automatizace, můžeme považovat kruhovou brusku nožů. Řezací nože se sice musí stále ze sběracího vozu demontovat, ovšem toto zařízení umožňuje broušení více nožů najednou, omezuje nerovnoměrnost nabroušení břitu a tím prodlužuje životnost nožů. Kruhová bruska se skládá z elektromotoru, brusného kotouče, držáků nožů, kruhové vany, pohonu otáčení kruhové vany a stojanu. Výhoda tohoto systému broušení nožů spočívá v broušení více nožů naráz ve stejném čase. Obsluha nastaví držáky nožů podle stavu opotřebení nožů, intenzitu broušení a bruska pracuje automaticky. Pokud je vše správně nastavené mají nože stejný úhel ostří. Nože jsou chlazeny ve vodě a nedochází tak k tepelnému ovlivnění ostří nožů a broušení může probíhat rychleji. (LU-WEB, 2012)
32
Obr. 15 Kruhová bruska nožů (LOHNUNTERNEHMEN-RUPP, 2006)
Výhody kruhové brusky řezacích nožů: možnost broušení více nožů najednou stejná kvalita broušení u všech nožů broušení může probíhat rychleji, protože jsou nože chlazeny vodou
Nevýhody kruhové brusky řezacích nožů: větší rozměry zařízení vysoká hmotnost
9.3 Broušení nožů na sběracím návěsu Jako další prvek automatizace je považováno broušení nožů na sběracím návěsu. Toto zařízení umožňuje pohodlné broušení nožů přímo na sběracím návěsu, bez demontáže nožů během přepravní jízdy nebo při údržbě. S rostoucím množstvím cizích příměsí v materiálu se zvyšuje opotřebování nožů, proto lze měnit počet brousících cyklů na den, ty se nastavují na ovládacím terminálu. Tím se zkracuje čas potřebný na údržbu a zároveň je neustále zaručena výborná kvalita řezu při nižším potřebném příkonu, popř.
33
vyšším výkonu při nakládání. Není nutná demontáž nožů při broušení, které se dosud provádělo jen jednou denně, čímž trpěla kvalita řezu i nože. Při intenzivním denním nasazení nutně klesá ostrost nožů. To vede ke zvýšení potřebného výkonu až o 15% na kamenitých terénech až o 20% a tím se zvyšuje spotřeba pohonných hmot. (PÖTTINGER, 2012) U tohoto zařízení je nutné nastavovat malý přítlak brusného kotouče na řezací nože a brousit je raději po menších časových intervalech, to prodlužuje životnost nožů a snižuje riziko
vzniku požáru. Brousící
zařízení
se skládá z řídící
jednot-
ky, hydraulického rozvaděče, tří rotačních hydromotorů, dvou dvojčinných přímočarých hydromotorů, brusného kotouče, vodící dráhy a snímačů polohy brusky. Řídící jednotka zajišťuje, aby šli jednotlivé kroky broušení postupně za sebou. Krokový hydromotor navádí zařízení přesně na jednotlivé nože. Druhý hydromotor, provádí vratný pohyb brusky po ostří nožů. Třetí hydromotor pohání brusný kotouč. Snímače polohy brusky slouží jako pojistné prvky při případné poruše brousícího zařízení.
Obr. 16 Zařízení pro automatické broušení nožů (Pöttinger, 2012)
Výhody automatického broušení nožů: zkracuje čas potřebný pro údržbu sběracího návěsu udržuje stejnou kvalitu řezu a tím zvyšuje kvalitu sbíraného materiálu snižuje spotřebu pohonných hmot
34
Nevýhody automatického broušení nožů: velké množství pohyblivých částí pořizovací cena
9.4 Automatika plnění Je to automatizační prvek, který optimalizuje stlačení materiálu a zaplnění ložné plochy sběracího návěsu podle nakládaného materiálu tak, aby nedocházelo k přetěžování nebo naopak nevyužití objemu a nosnosti ložné plochy návěsu. Princip tohoto systému je ten, že po aktivaci čidla umístěného v přední části ložné plochy, nebo překročení krouticího momentu na hnacím hřídeli, dojde k zapnutí pohonu podlahového dopravníku a posunutí materiálu směrem dozadu. Jakmile se čidlo uvolní tak se podlahový dopravník opět zastaví. Automatika plnění se vypíná po aktivaci tlakového snímače v zadní části návěsu. Podlahový dopravník lze ovládat i ručně. V současné době jsou nejpoužívanější dva typy automatiky plnění sběracích návěsů. 9.4.1
Ovládaní tlakovými snímači Základem tohoto systému jsou dva tlakové snímače, jeden je umístěný v přední
stěně a druhý v horní části nástavby. Tlakový snímač v přední stěně měří nakládací tlak při nakládání těžkého, vlhkého materiálu a v závislosti na něm řídí posuv podlahového dopravníku. Tím je zabráněno ucpání nakládacího kanálu, způsobené příliš vysokým tlakem u vkládacího rotoru. Další důležitý význam tohoto snímače spočívá v ochraně proti přetížení sběracího návěsu. Mokrá píce má větší objemovou hmotnost než suchý materiál, kvůli tomu je dosaženo povoleného zatížení návěsu i při neúplně zaplněném objemu ložného prostoru. Naopak tlakový snímač v horní části nástavby měří stav naplnění při nakládání lehkého suchého materiálu. K aktivaci posunu podlahového dopravníku stačí signál od jednoho čidla. (PÖTTINGER, 2011)
35
Obr. 17 Schéma rozmístění tlakových snímačů a konstrukce tlakového snímače (NEUBAUER, 1989)
Popis obrázku: 1) tlakový snímač v přední stěně, 2) tlakový snímač v horní části nástavby, 3) kontaktní spínač, 4) kovová deska, do které tlačí materiál, 5) přední stěna.
9.4.2
Ovládaní snímačem točivého momentu a tlakovým snímačem Tento systém automatiky plnění návěsu se skládá ze snímače točivého momentu a
tlakového čidla v horní části nástavby. Při nakládání těžkého materiálu je podlahový dopravník řízen snímačem nakládací síly v převodovce hned za kloubovým hřídelem, při překročení nastavené hodnoty je aktivován posuv podlahového dopravníku. Tlakový snímač v horní části nástavby měří tlak při nakládání suchého materiálu, po jeho aktivaci se opět posouvá podlahový dopravník. (PÖTTINGER, 2011)
36
9.4.3
Tlakový snímač v zadní části návěsu Dalším automatizačním prvkem je jistě i tlakový snímač v zadní části návěsu,
protože dává řidiči informaci o stavu naplnění návěsu, kam z pracovního místa řidič nemůže vidět a je to nezbytný prvek pro správnou funkci automatiky plnění návěsu. Je umístěn v zadní části návěsu v boční stěně, nějakým způsobem je navázán na zadní stěnu, nebo na spodní rozdružovací válec. Jeho umístění je různé, ovšem princip funkce je stále stejný. Tlak posunovaného materiálu přetlačí pružinu, která je součástí snímače tlaku a tím dojde k jeho aktivaci.
9.5 Automatika vyprazdňování Další automatizační prvek je systém automatického vyprazdňování vozu. Jedná se o systém, který ovládá rychlost posuvu podlahového dopravníku. Používá se u sběracích návěsů s rozdružovacími válci. Skládá se z tlakového snímače připevněného na spodní rozdružovací válec a řídící jednotky. Toto zařízení snižuje opotřebení a riziko poruchy pohonu rozdružovacích válců. Jedná se vlastně o tlakový snímač, který zastavuje automatiku plnění sběracího návěsu a i teď plní stejnou funkci, zastavuje podlahový dopravník. Tlakový snímač a spodní rozdružovací válec jsou vybaveny tažnými pružinami, pokud rozdružovací válec stačí odebírat hmotu tak jsou pružiny stažené, v případě, že se podlahový dopravník posouvá příliš rychle, začne hmota tlačit na spodní válec, tažné pružiny se natáhnou, válec se oddálí a sepne tlakový snímač, tím dá pokyn do řídící jednotky, aby se podlahový dopravník zastavil. Až se rozdružovací válec a tlakový snímač vrátí zpět do své základní polohy, podlahový dopravník se dá opět do pohybu. 9.5.1
ISOBUS systém Je to další automatizační prvek, který je schopen řídit některé procesy nastavené
v ovládacím terminálu, podle dat získaných ze systému traktoru. Tento systém komunikuje s ovládacím systémem traktoru, používá se k ovládání sběracího návěsu, umožňuje použít ovládací panel s velkým displayem, kterým lze ovládat více strojů, takže se nemusí do kabiny montovat další ovládací panel. To zvětšuje pracovní prostor a výhled
37
řidiče. Dále umožňuje používat několik dalších funkcí jako je např. automatické blokování řízené nápravy při couvání, nebo při překročení zadané rychlosti. Pokud je energetický prostředek vybaven systémem ISOBUS, lze jako ovládací terminál využít monitor energetického prostředku, nebo ovládací tlačítka na joysticku.
10 REGULAČNÍ PRVKY SBĚRACÍCH NÁVĚSŮ Regulační prvky sběracích návěsů jsou hydraulická, elektronická a mechanická zařízení, která snižují negativní vlivy na kvalitu práce a ekonomiku provozu sběracích návěsů a tím chrání sběrací návěs i prostor ve kterém se pohybuje.
10.1
Podvozky Jako regulační prvek utužení půdy a poškozování porostu kulturních plodin a ri-
zika nehody při přepravě slouží podvozek. Skládají se z náprav, pneumatik, pérování, brzdového systému a mohou být vybaveny systémem náběhových nebo nuceně řízených náprav. Se stoupajícími objemy nákladů a vyššími přepravními rychlostmi jsou požadovány robustnější podvozky, které zajistí klidnou jízdu návěsu na různých podkladech a zároveň nepoškozují povrch půdy. Proto se u podvozků používají pneumatiky s velkou styčnou plochou, tandemové, třínápravové a osmikolové podvozky. Pro lepší jízdní komfort a bezpečnost se používá hydropneumatické odpružení náprav. Podvozky lze na přání vybavit systémem ABS. (PÖTTINGER, 2012) U tandemového podvozku může být zadní náprava řízená náběhově nebo systémem nuceného řízení náprav. U třínápravového podvozku je přední a zadní řiditelná náprava pro zatáčení nutností. Řiditelné nápravy výrazně snižují poškození drnů a opotřebení pneumatik. Náběhové nápravy je nutné při couvání a jízdě vyšší rychlostí uzamknout v přímém směru.
38
Obr. 18 Tandemová náprava s hydropneumatickým odpružením (Krone, 2012)
10.1.1 Podvozek s hydropneumatickým odpružením Nejlepší rozložení hmotnosti návěsu rovnoměrně na všechny nápravy a stabilitu návěsu zajišťuje hydropneumatické odpružení náprav. Skládá se z přímočarých hydraulických válců, vždy dva na jednu nápravu, hydraulického potrubí a dusíkových zásobníků. Jako vyrovnávací medium se používá olej a dusíkové zásobníky jako tlumící medium. Hlavní výhodou hydropneumatického odpružení je to, že si zachovává stejné vlastnosti odpružení při jízdě s plným i prázdným návěsem a výborně vyrovnává zatížení každé nápravy. Umožňuje největší výkyv náprav a má dynamické vyrovnávání zátěže na nápravy. Návěs ani s vysokou hmotností přepravovaného materiálu neklesá a udržuje si konstantní vzdálenost mezi pneumatikou a rámem ložné plochy. Při jízdě napříč po svahu a v zatáčkách je boční náklon návěsu zmírněn, což omezuje riziko převrácení návěsu. Levá a pravá strana má samostatný hydraulický okruh. (SYROVÝ et al., 2008)
Obr. 19 Schéma hydropneumatického odpružení (Krone, 2012)
39
10.1.2 Osmikolový podvozek Pro podmáčené a svahovité pozemky se hodí podvozek s osmi širokými pneumatikami. Skládá se z pneumatik, náprav, systému odpružení, a z mechanismu dovolující zatáčení náprav. Osmikolový podvozek výrazným způsobem snižuje stlačení půdy. U tohoto podvozku jsou kola připevněna po párech k nápravám, které jsou zavěšeny tak aby jim byl umožněn výkyvný pohyb. Zadní nápravové páry kol volně dobíhají a šetří tím pneumatiky a nepoškozují drny. Hydraulicky vyrovnávaný podvozek s patentovaným výkyvem zaručuje nejlepší rozložení tlaku. Tím se podstatně zlepšuje využitelnost návěsu při práci na svahu. Hydraulické odpružení optimalizuje jízdní komfort. (PÖTTINGER, 2011)
Obr. 20 Osmikolový podvozek (Pöttinger, 2012)
10.1.3 Zvedací přední náprava u třínápravového podvozku Zvedací přední náprava u třínápravových podvozků slouží jako prvek, který výrazně snižuje opotřebení pneumatik přední nápravy. Při jízdě s prázdným návěsem se přední náprava zvedne a návěs jede jen na dvou nápravách. Systém hydropneumatického odpružení se vybaví systémem pro samostatné zvednutí přední nápravy.
40
Obr. 21 Zvednutá přední náprava (Pöttinger, 2012)
10.2
Kopírovací kolečka uprostřed sběrače Kopírovací kolečka nebo válec umístěné za sběračem pomáhají snížit množství
sebraných nečistot na nerovném a podmáčeném terénu. Stává se, že kopírovací kolečka umístěná po stranách sběrače jedou na podmáčeném terénu v kolejích traktoru a sběrací prsty jsou tím pádem níž než by měly být, výsledkem je velké množství sebraných nečistot a opotřebení sběrače s rizikem jeho poškození. Plechová kopírovací kolečka nebo válec jsou umístěna na držáku a musí být vybavena systémem pro nastavení výšky sbírání.
Obr. 22 Kopírovací kolečka za sběračem (Krone, 2012)
41
10.3
Hydromotory pro pohon podlahového dopravníku Jako nejjednodušší a nejpohodlnější pohon podlahového dopravníku se používají
rotační hydromotory, protože mají výhody hydraulických mechanismů jako jsou výborný poměr přeneseného výkonu ku hmotnosti zařízení, jednoduchá regulace otáček, jednoduchý přenos energie od hydrogenerátoru k hydromotoru. Tyto výhody regulují hmotnost sběracího návěsu, jeho rozměry, zjednodušují ovládání a umožňují automatizaci některých pracovních operací. Systém se skládá z hydrogenerátoru (obvykle se používá hydrogenerátor energetického prostředku), rozvaděče tlakového oleje, potrubí, a rotačního hydromotoru. U velkoobjemových návěsů se používají dva rotační hydromotory. Rychlost posuvu dopravníku se reguluje škrcením průtoku oleje, to umožňuje proměnlivou rychlost podlahového dopravníku na začátku a na konci vyprazdňování.
Obr. 23 Hydraulický pohon podlahového dopravníku (Pöttinger, 2012)
11 KOMBINOVANÉ SBĚRACÍ VOZY Kombinované sběrací návěsy mají podobný základ jako klasické sběrací návěsy, nicméně byly přizpůsobeny pro potřeby podniků s bioplynovými stanicemi. S rozvojem bioplynových stanic stoupají nároky na dopravu velkého množství materiálu i přepravní vzdálenosti, proto byly vyvinuty kombinované sběrací vozy, které lze v podniku rychle nasadit i pro dopravu materiálu od řezačky. Název kombinované, protože umožňují svojí konstrukcí použití jako klasické sběrací vozy, které materiál sbírají, a bez velkých technických úprav také jako velkoobjemové návěsy pro odvoz materiálu od řezačky.
42
To zvyšuje jejich využití a snižuje dobu návratnosti investice do pořízení vozu a není nutné investovat finanční prostředky do dalších návěsů.
Obr. 24 Kombinované sběrací návěsy při plnění řezačkou (Claas, 2012)
11.1
Odlišné prvky kombinovaných sběracích návěsů Kombinované sběrací návěsy mají stejná pracovní ústrojí jako sběrací návěsy,
ovšem velké změny byly provedeny na nástavbě. Musela být přepracována tak, aby bylo možné provádět plnění návěsu sklízecí řezačkou. Na nástavbu byla přidána multifunkční čelní klapka, aby sbíraný materiál nepřepadával přes stěny ložné plochy, a jsou na ní umístěna čidla automatiky plnění. Dále byl přidán kryt vkládacího kanálu, aby materiál nepropadával přes vkládací ústrojí na zem. Rám i stěny ložné plochy byly zesíleny pro přepravu těžkých materiálů. 11.1.1 Ložná plocha Má rámovou konstrukci pro vyšší zatížení a dopravu těžké hmoty. Ložná plocha není rozdělena na spodní a horní část a je celá tvořena z vodorovně profilovaných plechů. Ložná plocha nemá strop, otevřená konstrukce garantuje bezproblémové plnění návěsu sklízecí řezačkou. Otevřená ložná plocha bez stropní části není vhodná pro přepravu sena a slámy, protože tyto materiály je nutné stlačit a to bez stropní části nelze.
43
Obr. 25 Ložná plocha kombinovaných sběracích návěsů (Pöttinger, 2012)
11.1.2 Multifunkční čelní klapka Toto zařízení z části nahrazuje chybějící horní stěnu ložné plochy tím, že se o ní zaráží sbíraný materiál a nepřepadává přes stěny ložné plochy. Navíc jsou na ní umístěny čidla pro automatiku plnění. Čelní klapka je hydraulicky ovládaná a má tři pracovní polohy, snadno přestavitelné z kabiny traktoru. Čelní klapka je vyráběna ve více provedeních, ovšem princip funkce je stále stejný.
Obr. 26 Poloha čelní klapky pro nakládání materiálu sběracím ústrojím (Pöttinger, 2012)
Toto je poloha čelní klapky při sbírání materiálu sběracím ústrojím vozu. Horní díl stlačuje materiál, aby nepřepadával z návěsu ven, po zvednutí klapky materiálem je automaticky aktivován posuv podlahového dopravníku, je-li zapnuta automatika plnění vozu. (PÖTTINGER, 2012)
44
Obr. 27 Poloha čelní klapky při plnění řezačkou přes traktor (Pöttinger, 2012)
Tato poloha čelní klapky se používá při plnění vozu sklízecí řezačkou přes traktor, nebo při klasickém plnění sklízecí řezačkou a umožňuje řidiči traktoru lepší výhled do ložné plochy. (PÖTTINGER, 2012)
Obr. 28 Čelní klapka ve svislé poloze (Pöttinger, 2012)
Nyní je čelní klapka ve svislé poloze, slouží jako klasická stěna ložné plochy. (PÖTTINGER, 2012)
45
11.1.3 Kryt vkládacího kanálu Je to kovová deska, která zakrývá vkládací kanál, protože by na krátko pořezaný materiál od sklízecích řezaček mohl propadávat ven z ložné plochy. Je připevňován manuálně obsluhou, u některých modelů lze překlopit a připevnit na přední stěnu a ihned lze nabírat materiál nakládacím ústrojím.
11.2
Systém regulace hmotnosti prázdného návěsu Tento systém je zajímavý tím, že snížením hmotnosti návěsu, sníží spotřebu pali-
va traktoru při přepravě, zvětší užitečné zatížení materiálem a zároveň snižuje opotřebení demontovaných pracovních ústrojí. Základem tohoto systému je snadná demontáž sběracího a vkládacího ústrojí jako jednoho celku a zadních rozdružovacích válců. Tím se sníží hmotnost návěsu a zvýší se užitečné zatížení návěsu o 2,5 tuny. Objem ložné plochy se zvýší o 2m3. Návěs je postaven jako stavebnice a lze jej po celý rok přestavovat podle aktuální potřeby. Jednotlivé části jsou vybaveny rychloupínacími mechanismy. Další výhodou je nižší opotřebení demontovatelných ústrojí protože netrpí otřesy při přepravě. Demontáž rozdružovacích válců urychluje vykládání materiálu. Podmínkou při montáži a demontáži je zpevněný povrch. (NEUBERGER-TECHNIK, 2011)
Obr. 29 Demontáž sběracího a nakládacího ústrojí (Claas, 2012)
46
Obr. 30 Demontované rozdružovací válce (Claas, 2012)
11.3
Krycí plachta Nástavba kombinovaných sběracích návěsů nemá horní stěnu, takže naložený ma-
teriál není ničím zabezpečen proti přepadávání a úletu ven z ložné plochy. Proto jsou návěsy vybaveny systémem krycích plachet, které se dají hydraulicky natáhnout přes materiál. Toto jednoduché zařízení nenahrazuje chybějící stropní profily ložného prostoru, ale snižuje množství přepadeného materiálu a riziko úletu materiálu při přepravě. Krycí plachta může být konstruována jako jednodílná nebo dvoudílná.
12 POSUVNÁ PŘEDNÍ STĚNA LOŽNÉ PLOCHY Největší v současnosti používané sběrací návěsy se svými rozměry dostaly na samou hranici splnění platné vyhlášky pro provoz na pozemních komunikacích. Proto se zrodila myšlenka jak ještě více zvětšit objem ložné plochy při zachování celkových rozměrů soupravy. Základní myšlenka byla využít volné místo nad nakládacím ústrojím a částečně mezi tahačem a návěsem. Výsledkem je hydraulicky ovládaná posuvná přední stěna. Tato přední stěna zajišťuje různé funkce, variabilní automatický systém nakládání, zvětšení ložné plochy a slouží jako asistent při vykládání. Tímto řešením přední stěny se zvětší objem ložného prostoru o 6m3. Také je potvrzeno lepší rozložení hmotnosti návěsu. (LELY, 2011) 47
12.1
Automatika plnění sběracích návěsů s posuvnou přední stěnou Systém automatického plnění sběracích návěsů s posuvnou přední stěnou se sklá-
dá z pohyblivé přední stěny, dvou hydraulických válců a snímačů tlaku v hydraulickém systému. Tvar přední stěny zajišťuje přesný přenos tlaku všech druhů nakládaných materiálů, a nejsou již potřebná další čidla, pouze snímač tlaku v zadní části vozu. Míru slisování materiálu v ložné ploše lze ovlivnit nastavením sklonu přední stěny při nakládání. Automatické plnění návěsu probíhá tak, že při zapnutí systému automatického plnění se přední stěna automaticky nastaví do svislé polohy. Na hydraulických válcích přední stěny jsou umístěny snímače tlaku, při překročení mezního tlaku je aktivován posuv podlahového dopravníku. Mezní tlak je nastavitelný na ovládacím panelu podle sklízené plodiny. Tímto způsobem se plní celý sběrací vůz, dokud nedojde k aktivaci čidla na zadní stěně vozu. Pokud je vůz vybaven rozdružovacími válci, je čidlo umístěno na spodním válci.
Obr. 31 Přední stěna v poloze pro automatické plnění návěsu (Lely, 2011)
V momentě kdy čidlo hlásí „plný vůz“ je posuv podlahového dopravníku zastaven a přichází na řadu inteligentní přední stěna. Ta je ve dvou fázích vyklopena směrem k traktoru do přepravní polohy. (LELY, 2011)
48
Obr. 32 Přední stěna v přepravní poloze (Lely, 2011)
Svoji úlohu má tato přední stěna i při vykládání materiálu. Začátek vykládání materiálu je kritický moment protože se dostává do pohybu celý náklad najednou. Tato přední stěna přejímá v závislosti na modelu 10 – 15 % hmotnosti nákladu, to ulehčuje rozjezd podlahového dopravníku, protože je část hmotnosti nákladu na přední stěně. Při spuštění vykládání materiálu se přední stěna, podlahový dopravník a materiál pohybují souběžně směrem vzad, to umožňuje uvést do pohybu celý náklad a urychlit tím vyložení materiálu. (KOČÍ, 2012)
13 ZÁVĚR Automatizační a regulační prvky jsou mechanické, hydraulické a elektronické prvky, které ulehčují práci obsluze ovládat sběrací návěs. Zvyšují využití objemu ložného prostoru optimálním stlačením přepravovaného materiálu, a zároveň snižují riziko poškození sběracího návěsu přílišným stlačením materiálu, nebo naložením velkého množství mokrého těžkého materiálu. Dále pomáhají plynulejšímu provozu a zvyšují komfort obsluhy sběracích návěsů. Do budoucna lze očekávat další rozvoj těchto prvků, protože se prokázal jejich kladný vliv na ekonomiku provozu sběracích vozů.
49
INFORMAČNÍ ZDROJE AGRALL,
2012:
CARGOS.
Online
[Cit.
2012-12-10].
Dostupná
z:
CLAAS, 2012: CARGOS dual-purpose wagons. Online [Cit. 2012-12-10]. Dostupná z: JAVOREK, F., 2011: Technologické linky pro sklizeň pícnin. Online [Cit. 2012-12-11] Dostupná z: KOČÍ, M., 2012: Lely Tigo XR. Online [Cit. 2012-12-11]. Dostupná z: KRONE, 2012: Dvouúčelový senážní vůz ZX. Online [Cit. 2012-12-10]. Dostupná z: LELY,
2011:
TIGO
XR.
Online
[Cit.
2012-12-11].
Dostupná
z:
LOHNUNTERNEHMEN-RUPP, 2006: Messer schleifen. Online [Cit. 2012-12-11]. Dostupná z: LU.Web, 2010: Geschliffener Preis für AQUA NON STOP. Online [Cit. 2012-12-10]. Dostupná z: NEUBAUER, K. et al., 1989: Stroje pro rostlinnou výrobu. Vyd. 1. SZN, Praha, 720s. ISBN 80-209-0075-6
50
NEUBERGER-TECHNIK, 2011: Claas CARGOS. Online [Cit. 2012-12-11]. Dostupná z: PÖTTINGER, 2012: Senážní vozy JUMBO combiline. Online [Cit. 2012-12-10]. Dostupná z: Propagační materiály firmy KRONE, 2012a: Senážní a dávkovací vozy MX Propagační materiály firmy PÖTTINGER, 2011: Pöttinger JUMBO/ JUMBO combiline SCHULZ, H. 1967: Der Ladewagen, KTBL, Frankfurt am Main SYROVÝ, O. 2003: Pöttinger Europrofi 3 L versus Pöttinger Jumbo 8000 L. Online [Cit.
Dostupná
2013-01-10]
SYROVÝ, O. et al., 2008: Doprava v zemědělství. Profi press, s.r.o., Praha, 248s. SYROVÝ, O. Sběrací návěsy. 1999, no. 5
51
z:
SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1 Sběrací vůz Pöttinger Pionier .............................................................................. 11 Obr. 2 Sběrací návěs Pöttinger Jumbo ............................................................................ 12 Obr. 3 Dráha řízených a neřízených sběracích prstů ...................................................... 17 Obr. 4 Výkyvné sběrací ústrojí ....................................................................................... 17 Obr. 5 Nakládací ústrojí bubnové s rotačním hnacím členem a řízenými hrabicemi ..... 20 Obr. 6 Schéma dopravníkového sběracího ústrojí .......................................................... 20 Obr. 7 Nakládací rotor s uspořádáním prstů do spirály .................................................. 21 Obr. 8 Výkyv řezacího nože při průchodu cizího tělesa ................................................. 23 Obr. 9 Vyklopený nosník řezacích nožů a nože s vlnovým výbrusem ........................... 24 Obr. 10 Mobilní bruska řezacích nožů............................................................................ 25 Obr. 11 Rozdružovací válce............................................................................................ 27 Obr. 12 Ložná plocha s podlahovým dopravníkem ........................................................ 28 Obr. 13 Ovládací panel senážního návěsu ...................................................................... 31 Obr. 14 Demontáž nožů z výklopného nosníku .............................................................. 32 Obr. 15 Kruhová bruska nožů ......................................................................................... 33 Obr. 16 Zařízení pro automatické broušení nožů ........................................................... 34 Obr. 17 Schéma rozmístění tlakových snímačů a konstrukce tlakového snímače ......... 36 Obr. 18 Tandemová náprava s hydropneumatickým odpružením .................................. 39 Obr. 19 Schéma hydropneumatického odpružení ........................................................... 39 Obr. 20 Osmikolový podvozek ....................................................................................... 40 Obr. 21 Zvednutá přední náprava ................................................................................... 41 Obr. 22 Kopírovací kolečka za sběračem ....................................................................... 41 Obr. 23 Hydraulický pohon podlahového dopravníku ................................................... 42 Obr. 24 Kombinované sběrací návěsy při plnění řezačkou ............................................ 43 Obr. 25 Ložná plocha kombinovaných sběracích návěsů ............................................... 44 Obr. 26 Poloha čelní klapky pro nakládání materiálu sběracím ústrojím ....................... 44 Obr. 27 Poloha čelní klapky při plnění řezačkou přes traktor ........................................ 45 Obr. 28 Čelní klapka ve svislé poloze ............................................................................ 45 Obr. 29 Demontáž sběracího a nakládacího ústrojí ........................................................ 46 Obr. 30 Demontované rozdružovací válce ..................................................................... 47 Obr. 31 Přední stěna v poloze pro automatické plnění návěsu ....................................... 48 Obr. 32 Přední stěna v přepravní poloze......................................................................... 49
52
