HODNOCENÍ KVALITY PRÁCE RADLIČKOVÝCH KYPŘIČŮ PŘI HLUBŠÍM KYPŘENÍ Ing. Petr Šařec, Ph.D., Prof. Ing. Ondřej Šařec, CSc., Ing. Karel Srb, Ing. Jaroslav Prexl ČZU v Praze – Technická fakulta, katedra využití strojů
Souhrn Cílem práce bylo porovnání kvality práce vybraných radličkových kypřičů pro hlubší kypření na strništi. Testovány byly stroje: - Köckerling VARIO 570, - Simba Solo 450, - Horsch Terrano 5 FX, - Strom Finisher mega 8000, - Farment Turbulent 450, - Kverneland CLC 430, - Väderstad TopDown 400. Zkoušky byly provedeny v průběhu pěti dnů na začátku září 2007 na jednom honu v zemědělském podniku u Jičína. Kritéria pro porovnání práce kypřičů byla následující: množství rostlinných zbytků na povrchu půdy, hrudovitost, příčná nerovnoměrnost povrchu půdy, profil seříznutí brázdy, hloubka zpracování půdy, spotřeba paliva, prokluz traktoru, výkonnost soupravy a měrný odpor stroje. Všechny kypřiče byly vybaveny zejména radličkovým kypřicím nářadím a dále talířovým nářadím a drobícím nebo urovnávacím nářadím. Nejlépe zapravovaly rostlinné zbytky stroje Väderstad a Farmet. Dobré drobící účinky vykazovaly stroje Horsch, Kverneland a Väderstad. Nejvyšší pracovní rychlost dosahovaly soupravy se stroji Strom a Horsch. Nejvyšší plošnou výkonnost dosáhla souprava se stroji Strom a Horsch. Nejnižší měrný odpor na 1 cm-2 vykázaly kypřiče Farmet a Köckerling. Rovnoměrnost seříznutí brázdy byla na dobré úrovni u strojů Kverneland, Strom, Väderstad a Simba. Klíčová slova: hlubší kypření, radličkový kypřič, posklizňové zbytky, hrudovitost, měrný odpor, pracovní hloubka Úvod Širší uplatnění různých forem minimalizačních postupů zpracování půdy a zakládání porostů plodin umožňují nová konstrukční řešení strojů a nářadí. V současné době je pro minimalizační technologie na trhu široká nabídka strojů a strojních linek umožňujících přizpůsobit volbu technologického postupu konkrétním podmínkám, a tak zajistit kvalitní založení porostů pěstovaných plodin. Cíl Cílem je porovnat kvalitu práce jednotlivých kypřičů pro hlubší kypření při práci na strništi. Metodika Měření proběhlo ve dnech 3. a 7. 9. 2007 v zemědělském podniku Agro Slatiny a.s. Měření provedli pracovníci a doktorandi z katedry využití strojů Technické fakulty České zemědělské univerzity v Praze pod vedením Prof. Ondřeje Šařece a Ing. Petra Šařece, Ph.D. Porovnávané radličkové kypřiče pracovaly v soupravách s traktory na strništi stejného honu. Každý ze strojů provedl dva přejezdy pod určitým úhlem v těchto variantách:
Varianta Přejezd 0 I 1. II 2. III 1. IV 2. V 1. VI 2. VII 1. VIII 2. IX 1. X 2. XI 1. XII 2. XIII 1. XIV 2.
Traktor (výkon motoru)
Stroj (záběr) strniště
Challenger (330 PS) Challenger( 330 PS) Case Magnum 310 (310 k) Case Magnum 310 (310 k) JD 8530 (350 PS) JD 8530 (350 PS) Fendt 930 Vario TMS (300 PS) Fendt 930 Vario TMS (300 PS) Challenger ( 330 PS) Challenger ( 330 PS) Fendt 924 Vario (240 PS) Fendt 924 Vario (240 PS) Fendt 924 Vario (240 PS) Fendt 924 Vario (240 PS)
Köckerling VARIO 570 (5,7 m) Köckerling VARIO 570 (5,7 m) Simba Solo 450 (4,5 m) Simba Solo 450 (4,5 m) Horsch Terrano 5 FX (5 m) Horsch Terrano 5 FX (5 m) Strom Finischer mega 8000 (6 m) Strom Finischer mega 8000 (6 m) Farmet Turbulent 450 (4,5 m) Farmet Turbulent 450 (4,5 m) Kverneland CLC 430 (4,3 m) Kverneland CLC 430 (4,3 m) Väderstad TopDown 400 (4 m) Väderstad TopDown 400 (4 m)
Měřeny a sledovány byly před, při nebo po každém přejezdu stroji tyto veličiny: - Vlhkost půdy - Množství slámy na pozemku na l m2 - Hrudovitost - Penetrační odpor půdy - Objemová hmotnost a pórovitost půdy - Pracovní rychlost soupravy - Spotřeba paliva - Pracovní hloubka kypření - Urovnávací efekt - Rovnoměrnost hloubky zpracování - Profil seříznutí půdy - Rovnoměrnost rozprostření rostlinných zbytků - Pracovní odpor stroje Fotografie měřených souprav
Obrázek 1: Souprava Challenger a Köckerling VARIO 570
Obrázek 2: Souprava Case Magnum 310 a Simba Solo 450
Obrázek 3: Souprava JD 8530 a Horsch Terrano 5 FX
Obrázek 4: Souprava Fendt 930 Vario TMS a Strom Finischer mega 8000
Obrázek 5: Souprava Challenger a Farmet Turbulent 450
Obrázek 6: Souprava Fendt 924 Vario a Kverneland CLC 430
Obrázek 7: Souprava Fendt 924 Vario a Väderstad TopDown 400
Výsledky a diskuse V průběhu měření se každodenně vyskytly četné přeháňky od 1 do 5 mm. To ztěžovalo měření a ovlivňovalo zejména prokluz traktorů při práci a prosévání zeminy při měření hrudovitosti. Charakteristika pracovních podmínek Pokusné pole bylo strniště po sklizni pšenice ozimé, kdy se sláma sklízela. Výška strniště kolísala od 8,0 do 19,2 cm. Pórovitost půdy se pohybovala v rozmezí od 47,4 do
48,6 % objemových (průměr 47,9 %objemových), objemová hmotnost půdy v rozmezí 1,38 až 1,58 g.cm−3 (průměr 1,46 g.cm−3) a vlhkost půdy se pohybovala v rozmezí 16,3 až 17,8 % hmotnostních (průměr 17,2 % hmotnostních). Výsledky měření kvality práce radličkových kypřičů Jak ukazuje Obrázek 8, nejvyšší penetrační odpory půdy byl naměřeny na strništi, a to hlavně do hloubky 32 cm.U všech sledovaných souprav se penetrační odpor do hloubky 20 cm výrazně nelišil. V hloubce 36 a 40 cm byly již rozdíly penetračních odporů u jednotlivých souprav rozdílné. Nejmenší hodnoty odporů v této hloubce byly zjištěny u souprav z dlátovými pracovními orgány, tj Farmet a Köckerling, a nejvyšší odpory byly naměřeny u souprav z radličkovými pracovními orgány, tj. Horsch a Väderstad. Penetrační odpor [MPa] 8
strniště Köckerling VARIO 570 Simba Solo 450
7
Horsch Terrano 5 FX 6
Strom Finisher mega 8000 Farmet Turbulent 450
5
Kverneland CLC 430 Väderstad TopDown 400
4 3 2 1 0 4
8
12
16
20
24
28
32
36
40
Hlubka měření [cm]
Obrázek 8: Graf průměrných hodnot penetračního odporu půdy strniště a variant po prvním přejezdu kypřičem
Procentní množství rostlinných zbytků na povrchu (Varianta 0 = 100 %)
f
100% 100% 90%
84%
84%
84%
80% 70%
63%
60%
63%
63%
56%
56%
63%
53%
50%
42%
42%
42% 42%
40% 30% 20% 10% 0% 0
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
XIII XIV Varianta
Obrázek 9: Graf procentuálního vyjádření množství posklizňových zbytků na povrchu půdy (hodnota Varianty 0, tj. 760 g.m−2, je brána jako 100 %)
Relativní zastoupení jednotlivých velikostních frakcí hrud
Největší podíl nezapravených posklizňových zbytků (viz. Obrázek 9) zůstal po prvním přejezdu na povrchu půdy u soupravy Köckerling, poté následovaly stroje Strom a Kvernelad. Nejlépe zapravovaly rostlinné zbytky stroje Farmet a Väderstad. Po druhém přejezdu dobře zapravil rostlinné zbytky Horsch a opět Väderstad. Farmet vykázal po druhém přejezdu nepatrně vyšší počet nezapravených rostlinných zbytku na povrchu pole. Jak je patrné z Obrázku 10, nejlepší drobící účinky dosahovaly stroje Horsch, Väderstad a Kverneland. Naopak nejnižší drobící účinky byly naměřeny u kypřičů Farmet a Simba. < 10 mm
10 - 30 mm
30 - 50 mm
50 - 100 mm
> 100 mm
100%
80%
60%
40%
20%
0% I
II
III
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
XIII
XIV
Varianta
Obrázek 10: Graf relativních zastoupení jednotlivých velikostních frakcí hrud
14
výkonnost soupravy pracovní rychlost 10,8
12
8
11,2
10,9
8,3
8,5
8,3
9,5
9,0
8,9
5
7,5
7,0
4
6 4,3
4,1
4
6 9,5
9,0
10
7
12,2
3,2
2,7
2
4,5
5,2
3
5,9
2
3,8
3,3
3,0
2,9
3,0
2,9
3,0 1
0
0 I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
XIII
XIV
Varianta
Obrázek 11: Graf pracovních rychlostí a plošných výkonností souprav
-1 Plošná výkonnost [ha.hod ]
-1 Pracovní rychlost [km.hod ]
Požadovaná pracovní rychlost byla stanovena na 10 km za hodinu. Tuto rychlost se podařilo dodržet (viz. Obrázek 11) soupravám s kypřiči Horsch a Strom. Ostatní soupravy se pohybovaly pracovní rychlostí od 7 do 9,5 km za hodinu. Příčinou byla buď nedostačující tahová síla traktoru nebo značný prokluz. Plošná výkonnost souprav (viz. Obrázek 11) byla stanovena z pracovních záběrů souprav a z pracovních rychlostí souprav. Součinitel využití času u všech souprav byl kalkulován ve výši 0,8. Nejvyšší plošnou výkonnost dosáhla souprava s kypřičem Strom, poté následovaly soupravy s kypřiči Horsch.a Köckerling.
Požadovaná pracovní hloubka souprav byla stanovena na 15 až 20 cm. Většina souprav takto stanovenou hloubku dodržela (viz. Obrázek 12). Výjimku tvořily soupravy Strom a zejména Kverneland a Väderstad, kde stanovená hloubka z důvodu především značného prokluzu traktoru nebyla dodržena. Nejnižší měrný odpor (viz. Obrázek 12) na 1 cm2 byl naměřen u strojů Farmet a Köckerling s dlátovými pracovními nástroji. Nejvyšší pracovní odpor vykazoval kypřič Väderstad. pracovní hloubka při 2. přejezdu
měrný odpor stroje 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 XIII XIV Varianta
Měrný odpor stroje [N.cm-2 ]
Pracovní hloubka [cm]
pracovní hloubka při 1. přejezdu 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Obrázek 12: Graf pracovních hloubek kypření a měrných odporů strojů
Rovnoměrnost seříznutí brázdy byla na dobré úrovní u strojů Kverneland, Strom, Väderstad a Simba (viz. Obrázek 14). Při měření bylo použito laserového profilometru (viz. Obrázek 13). Pro každé měření byla odklízena zpracovaná půda až na dno brázdy v délce 1640 cm kolmo na směr jízdy soupravy.
Obrázek 13: Fotografie měření příčné nerovnoměrnosti dna brázdy laserovým profilometrem
Köckerling VARIO 570 Horsch Terrano 5 FX Farmet Turbulent 450 Väderstad TopDown 400
Odchylka od vodorovné roviny [cm]
g
6,5
4,5
Simba Solo 450 Strom Finisher mega 8000 Kverneland CLC 430
2,5
0,5 0
20
40
60
80
100
120
140
160
-1,5
-3,5
Vzdálenost (cm)
-5,5
Obrázek 14: Graf odchylek dna brázdy od vodorovné roviny proložené trendem lineární regrese ve směru příčném po prvním přejezdu kypřiče
Závěry - Nejlépe zapravovaly rostlinné zbytky stroje Väderstad TopDown 400 a Farmet Turbulent 450. - Dobré drobící účinky vykazovaly stroje Horsch Terrano 5 FX, Kverneland CLC 430 a Väderstad TopDown 400. - Nejvyšší pracovní rychlost dosahovaly soupravy Strom Finischer mega 8000 a Horsch Terrano 5 FX. - Nejvyšší plošnou výkonnost vykazovaly soupravy Strom Finischer mega 8000 a Horsch Terrano 5 FX. - Nejnižší měrný odpor na 1 cm2 byl naměřen u kypřičů Farmet Turbulent 450 a Köckerling VARIO 570. - Rovnoměrnost seříznutí brázdy byla na dobré úrovni u strojů Kverneland CLC 430, Strom Finischer mega 8000, Väderstad TopDown 400 a Simba Solo 450. - Autoři doporučují po sklizni ještě před podmítkou provést kypření souvratí a kolejových řádků a po podmítce před setím kypření celého honu zkoušenými nebo obdobnými stroji. Kontaktní adresa Ing. Petr Šařec, Ph.D. katedra využití strojů, TF ČZU v Praze tel.: +420 224 383 147 e-mail:
[email protected]
