Mendlova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky
Samojízdné sklízecí řezačky
Diplomová práce
Vedoucí diplomové práce:
Vypracoval:
Doc. Ing. Jan Červinka, CSc.
Jan Svoboda
Prohlášení Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma: Samojízdné sklízecí řezačky vypracoval samostatně a použil jsem jen zdroje, které cituji a uvádím v přiloženém soupisu literatury. Souhlasím s tím, aby práce byla uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně a zpřístupněna ke studijním účelům.
V Brně, dne……………………………………… Podpis diplomanta……………………………….
1
Poděkování Chtěl bych poděkovat vedoucímu Diplomové práce Doc. Ing. Janu Červinkovi CSc., za vedení a připomínky k diplomové práci, kterou jsem zpracovával. Dále bych chtěl poděkovat Ing. Liboru Kalhotkovi za cenné rady a Ing. Petru Fajmonovi za poskytnuté materiály.
2
Anotace The harvest chop machines are used for harvest of forage crops. They are one of the most important matters during forage crop harvest for haylage and silane. Companies which produce this machines are seek for keeping of most technical and ekonomical farmer requirements for thein machines. Producers struggle to escalate productivity of thein harvest chop machines. This treatise would like to give anybody global information about the self-propelled harvest chop machines and their adapters with consideration on their superior use during the whole zdar. The harvest chop machines are not planned to use only for harvest of forage crops in future. They are used for harvest of energy crops nowadays and are planned to use also for harvest of energy woods.
3
Obsah 1.ÚVOD ................................................................................................................................ 8 2. LITERÁRNÍ PŘEHLED ................................................................................................ 9 2.1. Požadavky na sklízecí řezačky .................................................................................. 9 2.2. Sklizňová linka pro pícniny s hlavním článkem sklízecí řezačka .......................... 10 2.2.1. Mobilní část........................................................................................................... 10 2.2.2. Technologická doprava ........................................................................................ 10 2.2.3. Stacionární část .................................................................................................... 10 2.3. Rozdělení sklízecích řezaček ................................................................................... 11 2.4. Samojízdná sklízecí řezačka .................................................................................... 11 2.4.1 Základní stroj (řezačka)......................................................................................... 12 2.4.1.1. Motor .................................................................................................................. 13 2.4.1.2. Rám a podvozek ................................................................................................. 13 2.4.1.3. Vkládací ústrojí.................................................................................................. 14 2.4.1.3.1. Detektor kovů .................................................................................................. 17 2.4.1.3.2. Detektor kamenů............................................................................................. 18 2.4.1.4. Řezací ústrojí...................................................................................................... 19 2.4.1.4.1. Provedení řezacího ústrojí John Deere.......................................................... 20 2.4.1.4.2. Provedení řezacího ústrojí Claas ................................................................... 21 2.4.1.4.3. Provedení řezacího ústrojí New Holland ....................................................... 22 2.4.1.5. Drtící zařízení ( corn craker )............................................................................ 22 2.4.1.6. Metač .................................................................................................................. 23 2.4.1.7. Koncovka............................................................................................................ 24 2.4.1.8. Pohony ............................................................................................................... 24 2.4.1.9 Kabina ................................................................................................................. 25 2.4.1.10. Pomocné zařízení ............................................................................................. 26
4
2.4. 2. Výměnná sklízecí ústrojí ( adaptéry)................................................................... 26 Základní druhy adaptérů................................................................................................ 27 2.4.2.1 Adaptéry pro sběr stébelnaté hmoty z řádků...................................................... 27 2.4.2.2 Adaptér pro sklizeň tlustostébelnatých pícnin ( řádkový adaptér) .................... 28 2.4.2.3 Adaptér pro sklizeň tlustostébelnatých pícnin ( plošný adaptér) ...................... 29 2.4. 2. 4. Adaptér pro sklizeň tenkostébelnatých pícnin ( žací ústrojí) ......................... 30 2.4.2.5 Adaptér pro sklizeň obilovin, směsí luštěnin apod. ( GPS adaptér).................. 32 2.4.2.6 Adaptér pro sklizeň kukuřičných palic ( LKS adaptér)..................................... 32 2.4.2.7 Adaptér pro sklizeň energetických dřevin a plodin ........................................... 33 3. CÍL DIPLOMOVÉ PRÁCE ......................................................................................... 35 4. METODIKA .................................................................................................................. 36 4.1. Stanovení délky řezanky .......................................................................................... 36 5. VÝSLEDKY ................................................................................................................... 39 6. ZHODNOCENÍ VÝSLEDKŮ ...................................................................................... 45 7. ZÁVĚR ........................................................................................................................... 46 8. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ......................................................................... 48
5
Seznam obrázků Obrázek 1: Samojízdná sklízecí řezačka New Holland řady FX.......................................10 Obrázek 2: Motory Mercedes Benz OM 502 LA a OM 457 LA – Claas...........................11 Obrázek 3: Systém přítlačných pružin New Holland.........................................................12 Obrázek 4: Řešení vkládacího ústrojí s převodovou skříní NewHolland..........................14 Obrázek 5: Řešení vkládacího ústrojí s hydromotorem New Holland..............................15 Obrázek 6: Různé řešení detektorů kovu............................................................................17 Obrázek 7: Detektor kamenů Claas....................................................................................17 Obrázek 8: Uspořádání nožů John Deere..........................................................................19 Obrázek 9: Servomotory pro automatické nastavování protiostří John Deere.................20 Obrázek 10: Uspořádání nožů Claas..................................................................................20 Obrázek 11: Uspořádání nožů New Holland......................................................................21 Obrázek 12: Drtící zařízení ( corn craker)..........................................................................21 Obrázek 13: Dořezávací síto................................................................................................21 Obrázek 14: Různé druhy metačů (1 - New Holland; 2 - Claas; 3 - John Deere)............22 Obrázek 15: Možnosti natočení koncovky..........................................................................23 Obrázek 16: Kabina sklízecí řezačky Claas JAGUAR.......................................................25 Obrázek 17: Kopírování terénu Claas-Contour.................................................................27 Obrázek 18: Adaptér pro sklizeň tlustostébelnatých pícnin ( řádkový adaptér)................27 Obrázek 19: Plošný adaptér Kemper ( záběr 6 m; 8 řádků)...............................................28 Obrázek 20: Plošný adaptér Krone.....................................................................................29 Obrázek 21: Sklízecí adaptér rotační diskový.....................................................................30 Obrázek 22: Diskový žací adaptér.......................................................................................30 Obrázek 23: Adaptér pro sklizeň obilovin...........................................................................31 Obrázek 24: LKS adaptér....................................................................................................31
6
Obrázek 25: Vtahovací válce, rotující nůž, trhací desky....................................................32 Obrázek 26: Adaptér pro sklizeň energetických dřevin......................................................32 Obrázek 27: Linka pro sklizeň energetických rostlin.........................................................33 Obrázek 28: Procentuální vyjádření délek řezanky travní směsi.......................................38 Obrázek 29: Rozdělení četnosti délek travní směsi............................................................39 Obrázek 30: Procentuální vyjádření délek řezanky GPS...................................................40 Obrázek 31: Rozdělení četnosti délek GPS........................................................................41 Obrázek 32: Procentuální vyjádření délek řezanky jetele lučního....................................43 Obrázek 33: Rozdělení četnosti délek jetele lučního..........................................................44
Seznam tabulek Tabulka 1.: Změna délky řezanky s převodovkou Claas JAGUAR pro řezací buben V14 ( 28 nožů)/V12 ( 24 nožů)/ V10 ( 20 nožů)......................................................................... 16 Tabulka 2.: Změna délky řezanky použitím hydrostatického pohonu vkládacích válců New Holland ....................................................................................................................... 17 Tabulka 3: Rozdělení četností vzorků travní směsi ........................................................... 40 Tabulka 4: Rozdělení četností GPS.................................................................................... 42 Tabulka 5: Rozdělení četností jetele lučního..................................................................... 44
7
1.ÚVOD Česká republika má rozlohu zemědělské půdy 4 260 000 ha, z toho orná půda činí 3 047 000 ha. Procento zornění je 71,54 %. Nemalou část orné půdy zaujímají pícniny a trvalé travní porosty. Pícniny jsou nejdůležitější složkou krmné dávky skotu. Každý podnik si musí spočítat plochu osetou pícninami podle počtu skotu. Při celoročním krmení skotu konzervovanými krmivy a průměrné spotřebě 12 kg sušiny na 1 VDJ/den, je zakonzervované množství o sušině 30 % asi 40 kg na jeden krmný den, za rok pak jde o 14 600 kg. Na tato krmiva jsou kladeny velmi vysoké požadavky. Vysoká požadovaná kvalita materiálů zpracovávaných řezáním je dána především délkou řezanky a její rovnoměrností. Krátce pořezaná hmota je jedním ze základních předpokladů úspěšné konzervace silážováním a senážováním. Zvláště při senážování je podmínka krátkého pořezání nezbytná, neboť krátká a rovnoměrná řezanka umožní dokonalé vytěsnění vzduchu a tím vytvoření podmínek pro konzervační proces. Velmi krátká řezanka je nutná u silážované kukuřice z pohledu jejího příjímání zvířaty (silné lodyhy) a zužitkování živin. Jemným pořezáním je nutno narušit zrno, které je ve vysoké zralosti tvrdé a jeho konzistence se při konzervaci nemění. Je-li zrno řezačkou narušeno, je jeho obsah v trávicím ústrojí zvířete využit a neodchází neužitečně ve výkalech. Při sklizni čerstvé píce určené pro přímé zkrmování ( letní krmná dávka) není požadavek na délku řezanky tak přísný, jako při silážování a senážování, ale bez pořezání se většinou neobejdeme kvůli dobré funkci krmících zařízení při dávkování a zakládání krmiv. Krátce řezané materiály při dobrém udusání zajišťují lepší využití skladů, respektive snižují jejich potřebu. Své opodstatnění má i eventuální řezání stelivové slámy. Pro tyto účely jsou v největší míře používány sklízecí řezačky, které splňují nejpřísnější podmínky sklizně. U dnešních, moderních sklízecích řezaček je možné plynule měnit délku řezanky přímo z kabiny, což je vhodné pro zvolení optimální délky řezanky podle stavu sklízeného materiálu a tím zoptimalizovat podmínky pro následnou fermentaci.
8
2. LITERÁRNÍ PŘEHLED 2.1. Požadavky na sklízecí řezačky Pícniny jsou hlavní částí krmné dávky skotu a jsou zdrojem objemových krmiv. Tvoří je hmota z trvalých travních porostů a pastvin, víceleté pícniny – (jetel, vojtěška), pícní trávy a jednoleté pícniny určené k silážování (kukuřice a směsky) z orné půdy. Pícniny se musí sklízet ve správných agrotechnických lhůtách, aby se co nejvíce využilo jejich výživové hodnoty a vitamínů. Při procesu konzervace pícnin na sebe navazují tři základní operace: sečení – úprava pícní hmoty – konzervace. Pícniny mají velmi rozdílné vlastnosti při sklizni, které hlavně ovlivňuje vlhkost hmoty, na vlhkosti také závisí výnos hmoty z jednoho hektaru sklízené plochy. Výnos z jedné seče u tenkostébelnatých pícnin ( jetel, vojtěška, trávy, směsky, luční porost) je 15 – 50 t.ha-1 při sušině 15 – 40% a u tlustostébelnatých pícnin ( kukuřice, slunečnice) je do 80 t.ha-1 při sušině 15 – 80%. Dalším ovlivňujícím faktorem při sklizni pícnin je tloušťka stébel rostlin, která se u tenkostébelnatých pícnin pohybuje v rozmezí 0,7 – 12 mm a u tlustostébelnatých pícnin do 50 mm. Tloušťka stébel výrazně ovlivňuje řezný odpor, který je také dán tvrdostí a houževnatostí pletiv. Sklízecí řezačky patří v zemědělství ke strojům s největším počtem využitých pracovních hodin. Úkolem sklízecích řezaček je sloučit operace při získávání porostu ze strniště sečením nebo sbíráním, jeho úpravě pořezáním, případně drcením (zrna) a dopravy řezanky do dopravního prostředku. Sečení se používá při sklizni pícnin na denní krmení, na siláž, senáž, GPS a k horkovzdušnému sušení, sběr se používá při senážování, při sklizni sena a slámy. Řezáním píce se zlepší její fyzikální vlastnosti. Řezanka usnadňuje manipulaci, protože zvyšuje sypkost, což je výhodné pro dávkování, míchání a dopravu. Zvyšuje se objemová hmotnost, čímž se lépe využijí dopravní prostředky a skladovací prostory. Drcením se zlepšují konzervační podmínky při senážování píce (kukuřice) s obsahem téměř zralého zrna a jeho stravitelnost.
9
2.2. Sklizňová linka pro pícniny s hlavním článkem sklízecí řezačka Sklizeň pícnin je prováděna kombinovanou sklizňovou linkou, která se dělí na mobilní část, technologickou dopravu a stacionární část.
2.2.1. Mobilní část Mobilní část linky tvoří sklízecí řezačky. Tato část linky umožňuje získat porost z pozemku a zároveň naložit pořezanou hmotu na dopravní prostředek. Výhodou řezaček je jejich univerzálnost a možnost navěšení různých druhů adaptérů, což umožňuje jejich vysoké pracovní nasazení.
2.2.2. Technologická doprava Technologickou dopravu pořezaného materiálu zajišťují dopravní prostředky s upravenou senážní nástavbou na velkoobjemové materiály, např. traktor + návěs; traktor + přívěs; nákladní automobil. V některých podnicích se jako senážní linky užívá traktor se sběracím řezacím vozem.
2.2.3. Stacionární část Stacionární část má za úkol pořezanou hmotu uskladnit a zakonzervovat. Pro skladování píce se užívají dva druhy skladů – senážní věže, což jsou vertikální sklady a silážní jámy (nadzemní, podzemní), což jsou horizontální sklady. Na silážní jámy jsou kladeny vysoké hygienické nároky a musí být provedeno takové opatření, aby se silážní šťávy nedostaly do podzemních vod. Aby byl výsledný efekt fermentace co největší, je nutné z hmoty vytěsnit vzduch a jámu do pěti dnů zakrýt. Pro dusání se využívají kolové čelní nakladače nebo traktory vyšších výkonnostních tříd.
10
2.3. Rozdělení sklízecích řezaček a) podle energetického prostředku a způsobu připojení: - traktorové, které mohou být přívěsné, návěsné a nesené, - samojízdné bez a se zásobníkem,(přívěsný nebo nesený) b) podle konstrukce řezacího ústrojí - kolové, kde se nože pohybují v rovině kolmé k ose rotace nosiče nožů a osa
rotace je kolmá i k řezné hraně ústí. Nože mohou být s břitem
přímkovým přímým nebo lomeným nebo s břitem křivkovým vypuklým ( konvexním) nebo vydutým (konkávním). -
bubnové, kde se nože pohybují po plášti válce tedy rovnoběžně s osou rotace a proti ostří. Nože mohou být jedno, dvoudílné i vícedílné, s břitem přímkovým nebo šroubovicovým nebo tzv. nože lopatkové. Bubnové řezačky se mohou dále rozdělovat podle poměru délky bubnu k jeho průměru na nadčtvercové, čtvercové a podčtvercové (délka je menší než průměr)
-
cepové, kdy cepy se otáčejí kolem vodorovné osy a provádějí současně sečení
a řezání plodin. Dělí se dále na jednoduché (přímotoké) a
kombinované
2.4. Samojízdná sklízecí řezačka V dnešní velkovýrobě je nejvíce užívaná samojízdná sklízecí řezačka s bubnovým řezacím ústrojím proto se výrobci snaží vyvíjet stále výkonnější a modernější stroje. Největší vývoj se u řezaček projevil: a) ve vzrůstu výkonu vznětových motorů b) ve zvýšení univerzálnosti sklízecích řezaček díky souboru vyměnitelných sklízecích ústrojí ( adaptérů ) c) v uplatnění nesených zásobníků, které podstatně snižují ztráty sklízené hmoty
Samojízdná sklízecí řezačka má stavebnicovou konstrukci a je tvořena základní jednotkou a adaptéry. 11
2.4.1 Základní stroj (řezačka) Základní stroj tvoří: •
motor
•
rám a podvozek
•
vkládací ústrojí
•
řezací ústrojí
•
mačkací ústrojí
•
metač
•
pohony
•
kabina
•
řídící jednotky
Obrázek 1: Samojízdná sklízecí řezačka New Holland řady FX
12
2.4.1.1. Motor Motor je velmi důležitou součástí sklízecí řezačky. V současné době se používají nejmodernější vznětové, čtyřdobé, přeplňované motory upravené pro zvlášť prašné prostředí, splňující normu zplodin TIER 3. Nejčastěji užívané motory jsou řadové šestiválce, nebo osmiválce řazené do tvaru V. Výkony motorů se Obrázek 2: Motory Mercedes Benz pohybují v rozmezí 200 – 460 kW. OM 502 LA a OM 457 LA - Claas Nejpoužívanější jsou řezačky, jejichž výkon se pohybuje kolem 330 kW. Výrobci se liší nejen ve výkonech motorů, ale i například v uložení motoru ve stroji. Firmy New Holland a Case mají podélné uložení motoru, firmy Claas, John Deere a Krone mají příčné uložení. S novinkou na trh přišla firma Krone, která vyvinula novou koncepci dvou motorů uložených vedle sebe, s nimiž dosahuje řezačka BIG X výkon až 730 kW (980 PS)
2.4.1.2. Rám a podvozek Vlastní rám je ocelový, svařený z uzavřených profilů s příslušnými konzolami k uchycení motoru, podávacího a řezacího ústrojí, pohonů, prvků hydraulických obvodů, připojovacího ústrojí adaptérů a kabiny. Rám spočívá na dvounápravovém podvozku malého rozvoru, což umožňuje vysokou manévrovatelnost. Přední náprava je nosná a je vždy hnací a zadní je řídící, někdy také hnaná. Ojediněle je tomu naopak a to při zabudování zásobníku pro sklizeň šrotu (LKS). Připojovací ústrojí adaptérů se skládá buď ze dvou čtyřkloubových závěsů s hydraulickými válci pro zvedání a s odlehčovacími pružinami nebo z tříbodového závěsu, tvořeného dvěma horními zvedacími rameny a jedním dolním opěrným ramenem. Ke zvedacím ramenům jsou prostřednictvím dvouramenných pák
připojeny hydraulické
zvedací válce a odlehčovací pružiny. Připojovací ústrojí může také tvořit zvláštní závěsný rám adapterů otočně uložený na skříni podávacího ústrojí. Připojení umožňuje příčné a podélné kopírování terénu pomocí plazů nebo opěrných kol.
13
2.4.1.3. Vkládací ústrojí Účelem vkládacího ústrojí je přebírat sklízenou hmotu od příslušných adaptérů a podává ji zhutnělou řezacímu ústrojí. Vkládací ústrojí se skládá ze 4 – 6 podávacích válců, z nichž dva bývají předlisovací. Přejímají plynule sklízenou hmotu od žacího, sběracího nebo odlamovacího ústrojí. Podávací válce stlačují hmotu do kompaktního tvaru a přes mezeru předlisovacího páru válců ji přivádějí do řezacího ústrojí. Vkládací ústrojí musí hmotu dostatečně stlačit, a tím vytvořit podmínky pro kvalitní exaktní řez. Pro plynulost podávání a tím i zajištění rovnoměrnosti řezanky se na přední vkládací válce montují lišty, které zajišťují, aby nedocházelo ke skluzu válců. Horní válce jsou uloženy výkyvně nebo suvně s možností seřiditelnosti přítlačné síly do dolní polohy. Dobré, a pokud možno rovnoměrné, předlisování je nejlepší příprava materiálu na následný řez. O toto předlisování se starají tlačné pružiny, které jsou již na předních válcích.
Obrázek 3: Systém přítlačných pružin New Holland
14
Zadní vkládací válce stoupají k nožovému bubnu buď radiálně nebo svisle. Výrobci se snaží o co nejmenší vzdálenost mezi bubnem a válci, to pro co nejkvalitnější podaní materiálu k řezu. Pro kvalitní řez je vhodné, aby byl tok materiálu co nejpřímější. U většiny řezaček je řezací ústrojí uloženo nad převodovkou a diferenciálem, a materiál proudící z vkládacího ústrojí musí překonávat velký horizontální rozdíl. Tento problém je odstraněn u řezačky BIG X od firmy Krone díky konceptu hydrostatického pojezdu s hydromotory přímo v kolech a řezací ústrojí je uloženo poměrně nízko. Vkládací ústrojí musí umožnit reverzaci a jištění proti přetížení. Pojistkou proti přetížení je třecí spojka nebo vypínací spojka detektoru kovů nebo dnes ještě detektoru kamenů. Díky vkládacímu ústrojí můžeme měnit délku řezanky. Pohon vkládacích válců je řešen převodovkou, která umožňuje řadit několik převodových stupňů v různých kombinacích. Délka řezanky je možno měnit v rozmezí od 3,5 mm do 42 mm.
Obrázek 4: Řešení vkládacího ústrojí s převodovou skříní New Holland
15
Tabulka 1.: Změna délky řezanky s převodovkou Claas JAGUAR pro řezací buben V14 ( 28 nožů)/V12 ( 24 nožů)/ V10 ( 20 nožů)
V dnešní době většina výrobců od převodových skříní vkládacího ústrojí ustupuje z důvody velké složitosti a tudíž i poruchovosti. Převodovky jsou nahrazovány hydrostatickým pohonem vkládacích válců. To je výhodné pro plynulé nastavení délky řezanky 4 – 20 mm , tím je zajištěná kvalita řezanky. Obsluha si může během dne volit různou délku řezanky podle porostu, tedy čím vyšší sušina, tím kratší řezanka a naopak. Další výhodou hydrostatického pohonu je jednodušší a přístupnější pohon, zvýšení provozní spolehlivosti a snazší údržba.
Obrázek 5: Řešení vkládacího ústrojí s hydromotorem New Holland
16
Tabulka 2.: Změna délky řezanky použitím hydrostatického pohonu vkládacích válců New Holland
.
2.4.1.3.1. Detektor kovů Detektor kovů je velmi důležitou a dnes již nezbytnou součástí sklízecích řezaček. Detektor je vložen v první řadě vkládacích válců, většinou ve spodním a má za úkol zastavit vkládací ústrojí v případě vniknutí kovového předmětu do řezačky v co nejkratším čase po podání impulzu řídící jednotce a tím zabránit poškození řezacího ústrojí. Čidlo s detekcí je umístěno ve spodním nemagnetickém válci. Prochází-li nad válcem pícnina s kovovým předmětem, způsobí se jeho indikace v elektromagnetickém poli a po vyhodnocení
elektrického
signálu
se
v ovládacím
obvodu
elektrohydraulickým
rozvaděčem vypne pohon a současně se západkou nebo elektromagnetem zablokuje otáčení podávacího ústrojí. Elektromagnet indikuje jen feromagnetické předměty. Doba reakce na kovový předmět je kolem 60 milisekund. Novinkou firmy Claas je detektor kovů, u kterého je nastavitelná citlivost a lokalizace s indikací. Tím je sklízecí řezačka ještě více chráněna.
17
Obrázek 6: Různé řešení detektorů kovu
2.4.1.3.2. Detektor kamenů Novinkou, se kterou přišla na trh firma Claas, zatím jako jediná, je detektor kamenů. Zabraňuje vniknutí kamenů a tím řezací
chrání
buben
proti
poškození.
Detektor indikuje kameny již v řádku a pohon vkládacího ústrojí ihned zastaví. Velikost kamenů
stanoví obsluha stroje
sama pohodlně z kabiny. Princip činnosti detektoru je ve snímání Obrázek 7: Detektor kamenů Claas
rychlosti
pohybu
horního
přidržovacího válce, který snímá jednoduché čidlo viz obr.7. na boku vkládacího válce .
Podle rychlosti odskočení horního válce vzhůru a citlivosti nastavení tohoto pohybu, řídící počítač vyhodnocuje a zpracovává data a reaguje zastavením vkládacích válců.
18
2.4.1.4. Řezací ústrojí Řezací ústrojí zlepšuje mechanické vlastnosti sklízené hmoty pro další manipulaci ( nakládání, vykládání). Zvyšuje se objemová hmotnost sklízeného materiálu včetně konzervované píce a lépe se využívají ložné a skladovací prostory. Zvyšuje se sypkost a snižuje se soudržnost, což je výhodné, a to až ke konečnému využití. Krátce a rovnoměrně pořezaná hmota je jedním ze základních předpokladů úspěšné konzervace silážováním a senážováním. Zvláště při senážování je podmínka krátkého pořezání nezbytná, neboť krátká a rovnoměrná řezanka umožní dokonalé vytěsnění vzduchu a tím vytvoření podmínek pro konzervační proces. Siláže a senáže krátce a rovnoměrně řezané píce jdou lépe odebírat frézovými vybírači, snáze se míchají v míchacích zařízeních ( vícesložková krmiva) a je snazší a rovnoměrnější jejich zakládání zvířatům. Velmi krátká řezanka je nutná u silážované kukuřice z pohledu jejího přijímání zvířaty (silné lodyhy) a zužitkování živin. Jemným nařezáním je nutno narušit zrno, které je ve vysoké zralosti tvrdé a jeho konzistence se při konzervaci nemění. Je-li zrno řezačkou narušeno, jeho obsah je v trávícím ústrojí zvířete využit a neodchází neužitečně ve výkalech. Velikost odporu proti odříznutí závisí přímo na tloušťce stébel a na stupni jejich zdřevnatění. Rozhodujícím ukazatelem je střední délka řezanky. Při sklizni zrnin (tj. metodou LKS a GPS) se u výsledné drti vyžaduje délka částic 3 až 10 mm. Na rozdíl od sklizně pícnin, kde se požaduje čistý řez s minimálním poškozením pletiva, se při skizni zrnin metodami LKS a GPS nevyžaduje čistý řez, naopak výsledkem působení pracovních orgánů má být drť.
Parametry řezacíh bubnů se pohybují v těchto hodnotách: •
šířka bubnu
- 450 až 700 mm
•
průměr bubnu
- 500 až 800 mm
•
otáčky bubnu
- 20 až 38 m.s-1 ( 800 – 1100 min-1)
•
hmotnost bubnu - dle výrobce 300 až 450 kg
Počty nožů se liší dle výrobce samojízdných sklízecích řezaček: •
firma CLAAS
- nožový buben s 28, 24, 20 noži
•
firma JOHN DEERE
-nožový buben s 56 noži
19
•
firma NEW HOLLAND
-nožový buben s 12, 8, 6, 4, 3 noži
•
firma KRONE
- nožový buben se 40, 28 noži
Nože jsou vyráběny z vysoce legované oceli, břit je tvrzený. Nože jsou stavitelné stavěcími šrouby a tak lze nastavit všechny nože na stejný průměr. Při výměně nožů musí být proti sobě nože o stejné hmotnosti, aby zůstal buben vyvážen. Změnou bubnu s různým počtem nožů lze měnit délku řezanky vedle rychlosti vkládání. Protiostří ( ploška řezného ústí) je v celé délce ústí a má stavěcí zařízení ovládané mechanicky nebo automaticky ( elektromotorem nebo hydromotorem). Protiostří je uloženo na držáku a mění se podle druhu sklízené plodiny. Např. pro kukuřici je, kromě řezné hrany povrchově upravena, i jeho horní plocha. Po opotřebení řezné hrany jej lze vyjmout a pootočit. Mezera mezi protiostřím a noži je v rozmezí 0,015 – 1,0 mm a nastavuje se buď vysouváním nožů ( v případě velkého opotřebení nožů) nebo přesouváním protiostří, což je snazší a provádí se po broušení nožů. Brousící zařízení slouží k broušení nožů bez jejich demontáže. Provádí se ručním nebo automatickým posouváním brusného kamene po celé délce nožů při poháněném řezacím bubnu. Broušení se provádí při dopředném otáčení bubnu, nebo při zpětném chodu bubnu.
2.4.1.4.1. Provedení řezacího ústrojí John Deere Firma John Deere má na bubnu čtyři nože vedle sebe uspořádané do spirály. Použité
nože
jsou
jednotlivě
upevněny
prostřednictvím třech šroubů a je možné je mít ve třech provedeních. Jako travní, kukuřičné rovné a kukuřičné šikmé. Travní nože jsou z houževnatějšího materiálu, nejsou tak křehké, proto lépe snesou Obrázek 8: Uspořádání nožů John náraz kamene. Kukuřičné nože jsou tvrdší, což je Deere zase pro kukuřici výhodnější, protože nože déle vydrží a při slizni se s kamenem potkat nemohou ( teoreticky). Šikmé nože mají pozvolnější náběh do řezaného materiálu a řezací buben, který je jimi osazen, by tak měl běžet plynuleji.
20
Řezací buben je vybaven automatickým broušením i automatickým nastavením mezery mezi noži a protiostřím. Při broušení se pohon bubnu reverzuje a následně přes nože automaticky v nastavených cyklech přejede brusný kámen. Poté se, opět automaticky, vymezí vzdálenost nožů k protiostří. To je uloženo na dvou servomotorech, které s ním pohybují a postupně jej pomalu přibližují k nožům bubnu viz obr. 9. Pomocí akustických senzorů se snímá okamžik, kdy se nože lehce dotknou protiostří. V tomto okamžiku je vzdálenost nulová a posunutím protiostří zpět se upraví na předepsanou hodnotu.
Obrázek 9: Servomotory pro automatické nastavování protiostří John Deere
2.4.1.4.2. Provedení řezacího ústrojí Claas Řezací buben firmy Claas má šířku 750 mm. Na bubnu je umístěno 24 nožů ve dvou řadách, v zešikmení do písmene V. Toto typické uspořádání má podle výrobce snížit energetickou náročnost. Broušení nožů a vzdálenost protiostří se nastavuje digitálně z kabiny. Obrázek 10: Uspořádání nožů Claas
21
2.4.1.4.3. Provedení řezacího ústrojí New Holland Firma New Holland má buben osazen
dvanácti
rovnými
noži
uspořádanými do spirály.
Obrázek 1: Holland 11:Uspořádání Uspořádánínožů nožůNew New Holland
2.4.1.5. Drtící zařízení ( corn craker ) Úkolem drtiče zrn je narušení zrna za účelem
získání
kvalitnější
a
výživově
hodnotnější siláže. Umístění drtiče zrn je hned za řezacím bubnem a má několik úkolů. Svým pilovým profilem narušuje zrno, a další výhodou je, že urychluje tok materiálu.
Obrázek 12: Drtící zařízení ( corn craker) Nejčastěji se skládá ze dvou jemně rýhovaných válců, které se proti sobě otáčejí
různou obvodovou rychlostí. Výsledkem je silný třecí účinek. Rozdíl rychlostí se liší podle typů od 5 do 20 %. Lze taky nastavit vzdálenost mezi válci podle zralosti zrna a to na vzdálenost od 0,5 až do 20 mm, nebo válce drtiče zrn vyklopit či roztáhnout tak, aby nezasahovaly do proudu řezanky. Pokud dojde k opotřebení válců drtiče zrn, vyměňuje se pouze plášť, ložiska a hřídel se používají dále Další
způsob
mělnění
je
pomocí
dořezávacích sít ( recutter screen). Jsou to síta ve tvaru části pláště válce s kruhovými, čtvercovými
nebo
štěrbinovými
otvory
umístěná pod řezací buben. Materiál je pak po
22
Obrázek 13: Dořezávací síto
odříznutí v řezném ústí dále noži mělněn v otvorech dořezávacího síta, kterým je buben opsán. Používání dořezávacích sít se projeví snížením výkonnosti řezačky a zmenšuje se dopravní účinnost řezacího bubnu.
2.4.1.6. Metač Nařezaný materiál, který projde drtičem zrn, je dále urychlen metačem. V některých odborných publikacích se můžeme setkat také s termíny urychlovač nebo ventilátor. Hlavní funkcí je usměrňování materiálu do středu, tím snížení opotřebení na minimum, dále spolehlivé vyhazování i při nejvyšším výkonu. Metač má vyměnitelné odhazovací lopatky, jejichž počet je čtyři až dvanáct. Různé je také uspořádání lopatek. Nezbytné je správné nastavení lopatek, aby nedocházelo k ucpávání či zvýšenému opotřebení. Velmi důležitý je výkon metání a také rychlost odhozu materiálu. U některých typů sklízecích řezaček dosahuje rychlost odhozu materiálu metačem až 70 m . s-1, což znamená spolehlivou dopravu do dopravního prostředku.
Obrázek 14: Různé druhy metačů (1 - New Holland; 2 - Claas; 3 - John Deere) 23
2.4.1.7. Koncovka Koncovka je také nazývána výstupním komínem. Na konci koncovky je ovladatelná klapka. Hlavní funkcí koncovky je usměrnit řezanku do dopravního prostředku. Umístění koncovky bývá nalevo nebo napravo stroje, nejčastěji však uprostřed stroje. To je výhodné, protože řezačka má stále stejnou vzdálenost od dopravního prostředku když plní vpravo i vlevo. Uložení uprostřed je také výhodné z důvodu dobrého výhledu na koncovku. Úhel natočení koncovky bývá až 210°. Ovládání koncovky je pomocí pedálu, nebo multifunkční páky, což je dnes nejčastější způsob použití. Výrobci samojízdných sklízecích řezaček dnes dodávají ke koncovce nájezdové pojistky, Obrázek 15: Možnosti natočení koncovky které slouží k vychýlení koncovky při nárazu nebo najetí na překážku. Některé firmy dodávají koncovku ve více délkách. Např. firma New Holland má tři provedení standardní o délce 5 m, extra dlouhé 5,6 m a pro Ameriku krátké provedení o délce 3,9 m.
2.4.1.8. Pohony Úkolem pohonů je co nejefektivněji přenést výkon motoru na ostatní funkční části řezačky. Hlavním úkolem je omezit ztráty na minimální hodnotu, aby stroj pracoval co nejekonomičtěji. Pohony převádějí točivý moment od motoru k pracovním ústrojím a pojezdu. Využívá se předlohových hřídelů, kloubových hřídelů, spojených vícenásobných řemenů, válečkových řetězů a ozubených kol. Do převodu jsou zařazeny pojišťovací spojky. V pohonech řezacího bubnu nebo jeho předlohy je elektromagnetická nebo řemenová spojka, někdy ještě střižná pojistka. Podávací ústrojí je poháněno hydromotorem s převodovou skříní a s vícestupňovým převodem. V pohonech adaptérů je zpravidla hydromotor s konstantními otáčkami. V pohonu pojezdu je plynule měnitelný hydraulický 24
převod ( konstantní hydromotor poháněný regulačním čerpadlem – hydrogenerátorem). Na poloosách jsou brzdové bubny a koncové převody s čelními ozubenými koly v portálech pojezdových kol. Některé řezačky nemají žádnou převodovku pro pojezdové ústrojí ani koncové převody. Tyto řezačky mají pro pohon pojezdu dva axiální pístové hydrogenerátory a hydromotory v každém pojezdovém kole. Toto řešení je velmi jednoduché, protože stroj nepotřebuje diferenciál. Když stroj zatáčí a pojezdová kola mají nestejnou rychlost, vnitřní kolo má tendenci se brzdit a klade větší odpor, u vnějšího kola je tomu naopak. Proto je vnější kolo více zásobováno olejem a má vyšší rychlost. K řízení směru jízdy se používají hydraulické prvky. Úhel natočení bývá až 55° Sklízecí řezačky firmy Claas disponují dvěma různými převodovkami. Ve sklízecích řezačkách s označením Profistar je převodovka, která dosahuje pojezdové rychlosti 25 km.h-1. Sklízecí řezačka s označením Speedstar disponuje převodovkou která dosahuje rychlost 40 km.h-1 , což je výhodné pro podniky služeb. Hydraulická soustava bývá víceokruhová, má 3 nebo 4 okruhy. Tříokruhová má samostatný okruh řízení směru jízdy, okruh pohonu pojezdových kol a okruh ovládání pracovních ústrojí, tj. má hydromotory pro zvedání adaptérů, přiháněče, ovládání klapky, natáčení koncovky a natáčení lopatek ventilátoru chladiče motoru. Čtyřokruhová má ovládací okruh rozdělený na dvě čerpadla.
2.4.1.9 Kabina Na kabinu jsou kladeny vysoké nároky ze strany obsluhy, protože v ní tráví v sezoně většinu času, a proto se výrobci snaží o to, aby byla kabina co nejpohodlnější, aby splňovala ergonomické a bezpečnostní předpisy. U sklízecích řezaček je velmi důležitý výhled z kabiny na všechny strany i dozadu. Skla jsou vybavena stěračem a ostřikovačem. Další požadavek je přehlednost a dobrá přístupnost k ovládacím prvkům. Do standardní výbavy dnes již patří klimatizace a topení, a kromě řídících a ovládacích prvků také palubní počítač. Dnes kabiny mohou obsahovat i naváděcí přístroje (GPS, DGPS) pro precizní zemědělství.
25
Obrázek 16: Kabina sklízecí řezačky Claas JAGUAR
2.4.1.10. Pomocné zařízení Výrobci sklízecích řezaček stále více dbají na komfort a pohodlí při obsluze a údržbě řezaček, a proto vyvíjejí pomocná zařízení. Mezi tato zařízení patří např. Centrální mazání některých částí, což zjednodušuje obsluze denní údržbu a hlídá intervaly mezi mazáním. Dalším pomocným prvkem, se kterým na trh přišla firma Claas, je vestavěný kompresor ( 600 l.min-1 při tlaku 0,95 MPa), který umožňuje obsluze odstranit nečistoty přímo na poli. Kromě toho si obsluha může kdykoliv vyčistit filtry nebo kabinu. Vestavěný kompresor rovněž umožňuje připojení samostatné brzdové soustavy přívěsu. Zajímavou novinkou je naváděcí automat Laserpilot, který navádí řezačku na střed řádku pícniny a usnadňuje řidiči práci. Ten se může více věnovat souběžně jedoucímu dopravnímu prostředku a zlepšit jeho naplnění.
2.4. 2. Výměnná sklízecí ústrojí ( adaptéry) Sklízecí řezačky jsou mnohostranně využívané stroje, které se užívají pro mnoho sklizňových operací. Tuto výhodu mají díky snadno a poměrně rychle vyměnitelným sklízecím ústrojím (adapterům). Každý typ adaptéru má několik variant, tak aby byl plně využit výkon stroje v nejrůznějších pracovních podmínkách.
26
Základní druhy adaptérů •
Adaptér pro sklizeň stébelnaté hmoty z řádků ( sběrací adaptér), je určen ke sběru materiálu z řádků.
•
Adaptér pro sklizeň tlustostébelnatých pícnin ( řádkový adaptér), je určen převážně k sečení kukuřice
•
Adaptér pro sklizeň tlustostébelnatých pícnin ( plošný adaptér), je nezávislý na řádcích, nejčastěji se používá na sečení kukuřice.
•
Adaptér pro sklizeň tenkostébelnatých pícnin ( žací ústrojí ), používá se při sklizni nízkých pícnin ( jetel, vojtěška, travní porosty, obilní směsky)
•
Adaptér pro sklizeň obilovin, směsi luštěnin apod. ( GPS adaptér)
•
Adaptér pro sklizeň kukuřičných palic ( LKS adaptér)
•
Adaptér pro sklizeň energetických dřevin a plodin
2.4.2.1 Adaptéry pro sběr stébelnaté hmoty z řádků Tyto adaptéry se používají pro sběr stébelnaté hmoty z řádku ( jetel, vojtěška, trávy, sláma, seno). Adaptér je čelně nesen na základní jednotce a princip sběru je stejný jako u sběracích vozů, pouze s tím rozdílem, že materiál nepokračuje do ložného prostoru, ale přímo k řezacímu ústrojí. Sběrací adaptéry jsou konstruovány tak, aby spolehlivě a bezztrátově podávali i krátkou a suchou píci. Sběrací ústrojí je bubnové s pružnými sklopnými prsty, jejichž správný pohyb zjišťují vodící dráhy. U sběracích adaptérů je možnost nastavení výšky sběru a to pomocí nastavitelných plazů nebo pomocí kopírovacích kol. Nad sběracím bubnem je umístěn prutový nebo bubnový přidržovač, který přitlačuje sbíranou hmotu ke sběracímu ústrojí a pomáhá ke správnému předání příčnému průběžnému dopravníku. Přidržovací zařízení se dá výškově nastavit podle výšky řádku. Při reverzaci vkládacího ústrojí se musí přidržovací ústrojí zvednout ( ručně,hydraulicky), aby nedošlo k ucpání. Při reverzaci nesmí docházet k pohybu sběracích prstů a proto je na sběracím ústrojí rohatková spojka, která zpětnému chodu brání. Firma Claas vyrábí sběrací adaptér, u kterého se při zpětném chodu nezvednou jen přidržovací válce, ale i průběžný šnekový dopravník, čímž se zabraní ucpání hmotou ve šnekovém dopravníku. Aby se docílilo co nejkvalitnějšího sběru a snížili ztráty ponecháním hmoty na poli, jsou sběrače montovány na kyvném rámu a dobře se přizpůsobují povrchu půdy i na 27
nerovném terénu i při vysoké rychlosti. Na některých řezačkách je využit kopírovací systém ( např.Claas-Contour), který umožňuje dokonalé kopírování terénu. Tento systém má dvě varianty nastavení. Jednou možností nastavení je udržování konstantní výšky sběracího ústrojí a druhou možností je nastavení sběracího ústrojí na plovoucí polohu. Při tomto nastavení je automatické ovládání výšky sběru. Příčné polohy kopíruje ústrojí zcela nezávisle na profil terénu. Sběrací adaptéry se vyrábějí v různých šířkách a to v rozmezí od 3 m do 4,5 m.
Obrázek 17: Kopírování terénu Claas-Contour
2.4.2.2 Adaptér pro sklizeň tlustostébelnatých pícnin ( řádkový adaptér) Tento
adaptér
slouží
ke
sklizni
tlustostébelnatých pícnin ( kukuřice) zasetých přesným secím strojem, který má rozteč řádků v rozmezí 70 – 76 cm. Je určen pro porost vysoký minimálně 1,2 – 4 m a tloušťka stébel je 20- 50 mm. Šířka záběru je 4, 6, 8řádků. Adaptér se skládá Obrázek 18: Adptér pro sklizeň tlustostébelnatých pícnin ( řádkový adaptér)
u jednotlivých jednotek pro řádky, z odklápěcího ústrojí z trubek, pohonů a rámu. Každá jednotka má
pasivní děliče, řádkové žací ústrojí ( lištové nebo rotační) a pryžové nebo řetězové dopravníky k odběru posečených stonků, včetně palic a k jejich dopravě k podávacímu ústrojí základní jednotky.
28
2.4.2.3 Adaptér pro sklizeň tlustostébelnatých pícnin ( plošný adaptér) Tento adaptér je určen pro sklizeň tlustostébelnatých pícnin, které jsou vysoké až čtyři metry, nezávisle na rozteči řádků. Pracovní záběr plošných adaptérů bývá v rozmezí od 3 – 7,5 m. Adaptér se skládá z děličů, rotačních bubnů ( 3 – 10), které plní funkci žací lišty, příčného a podélného dopravníku. Děliče po bokách adaptéru jsou aktivní válcové nebo kuželové. Rotační buben se točí samostatně, častěji však v páru, s protiběžným otáčením, záleží však na počtu rotačních bubnů. Pod každým bubnem je umístěn rotační kotouč ( žací ústrojí), který má po svém obvodu 6 – 8 segmentů, opatřených pilovým ostřím. Žací kotouč seče bez opory, proto se musí pohybovat několikanásobně rychleji než horní rotační bubny ( obvodová rychlost kotouče 30 – 40 m.s-1). Rotační dopravní bubny se otáčejí pomalu a zajišťují příčnou a podélnou dopravu píce do ústí řezačky. Boční šnekové děliče slouží k odvalování kukuřice směrem na plošný adaptér.
Obrázek 19: Plošný adaptér Kemper ( záběr 6 m; 8 řádků ) S dalším řešením plošného adaptéru přišla na trh firma Krone. Principielně je sklízecí ústrojí podobné konkurenčním adaptérům, ale místo podávacích bubnů a řezacích kotoučů se zde používají dva Collectory, což jsou řetězy obíhající po oválné dráze. Řetězy jsou osazeny třemi řadami zubů. Dvě horní řady slouží k podávání rostlin do vkládacího ústrojí, dolní řada má funkci řezací. Pod jejími zuby se nachází řada nožů, které jsou pasivní, a tak jak je, se nad nimi pohybuje řetěz se zubovými držáky, dochází k odřezávání stonků rostlin. Collectory pak odříznutou hmotu dopravují do vkládacího ústrojí řezačky. Sklízecí adaptér je schopen udržet stálou výšku strniště díky snímačům ve spodní části adaptéru.
29
Rychlost otáčení adaptéru se mění v závislosti na pojezdové rychlosti sklízecí řezačky, což umožňuje docílit rovnoměrný přísun sklízené hmoty.
Obrázek 20: Plošný adaptér Krone
2.4. 2. 4. Adaptér pro sklizeň tenkostébelnatých pícnin ( žací ústrojí) Toto žací ústrojí se používá při sklizni nízkých pícnin ( jetel, vojtěška, travní porosty, obilní směsky). Na trhu jsou dostupné tři varianty žacích adaptérů. 1. Sklízecí adaptér žací prstový – je určen k sečení a sklizni pícnin 2. Sklízecí adaptér rotační diskový – je určen k sečení a sklizni pícnin 3. Sklízecí adaptér rotační diskový – je určený jen pro sečení píce
30
1)Sklízecí adaptér žací prstový Sklízecí ústrojí je tvořeno rámem, prstovým žacím ústrojím, šnekovým průběžným dopravníkem a přiháněčem. Slouží k přímé sklizni pícnin, a to na přímé zkrmování zelené píce.
2) Sklízecí adaptér rotační diskový Sklízecí ústrojí se používá pro silážování rostlin, které se silážují ve stádiu mléčné zralosti a používají se jako vysoce hodnotné krmivo nebo k výrobě bioenergie. Adaptéry se vyrábějí o pracovním záběru 5,20 m. Skládá se ze dvou rotačních žacích lišt, podávacího válce a průběžného šnekového dopravníku. Pohon žací lišty je zajištěn přímo od převodové skříně vkládacích válců, tím jsou Obrázek 21: Sklízecí adaptér rotační zajištěny konstantní a vysoké otáčky při sečení. diskový Podávací válec a průběžný šnekový dopravník jsou poháněny převodovým ústrojím pro nastavení délky řezanky. Pro udržení celého záběru žacího stroje, je možno žací ústrojí dovybavit naváděcím systémem Laser Pilot.
3) Sklízecí adaptér rotační diskový Adaptér je určen pouze pro sečení píce. Skládá se ze tří částí, z nichž je každá složena z diskové žací lišty a kondicionéru dle přání zákazníka. Je určen pro sečení trvalých travních porostů a dosahuje výkonnosti až 15 ha . h-1. Výhodou tohoto adaptéru je, že obsluha má dobrý výhled na všechny sekce a díky zavěšení adaptéru na čele řezačky, je zajištěna dobrá manévrovatelnost. Obrázek 22: Diskový žací adaptér
31
2.4.2.5 Adaptér pro sklizeň obilovin, směsí luštěnin apod. ( GPS adaptér) Sklízecí ústrojí je určeno pro sklizeň obilovin a je převzaté od sklízecích mlátiček. Toto sklízecí ústrojí se u sklízecích řezaček používá při sklizni obilovin v mléčné zralosti. Pracovní Záběr sklízecích adaptérů se pohybuje v rozmezí 4 – 6,60 m. Pohon se dá reverzovat od mechanické převodovky přes adaptér až ke sklízecí jednotce.
Obrázek 23: Adaptér pro sklizeň obilovin
2.4.2.6 Adaptér pro sklizeň kukuřičných palic ( LKS adaptér) Adaptér slouží k odlamování kukuřičných palic v řádcích o rozteči 700 – 760 mm a minimální výškou palic od země 400 mm. Na trh jsou dodávány adaptéry pro sklizeň 6, 8, 10 řádků. Kvůli přepravě po pozemních komunikacích jsou boční sekce hydraulicky sklápěné do středu adaptéru. Vkládací ústrojí řezačky musí být navíc vybaveno mezikusem, který upraví uchycení výměnného adaptéru. Hydraulický elektrický okruh je se základní jednotkou propojen rychlospojkou. Kukuřičné palice jsou odlamovány od stébel a jsou dopravovány ke speciálnímu mnohanožovému
řezacímu
bubnu
Mnohanožový řezací buben umožní docílit velmi drobné řezanky ( 2 – 3 mm) a tím docílit maximálního rozmělnění zrn a vřeten. Zbytky stébel jsou vtahovány pod adaptér, kde jsou
rozdrobena
řezacím
ústrojím
s vodorovnou nebo svislou osou rotace. Obrázek 24: LKS adaptér
32
Hlavní části odlamovaní jednotky: •
Kuželové vtahovací válce – zajišťují vysoký výkon a šetrnou manipulaci s kukuřičnými palicemi. Stébla jsou nejdříve vtažena nízkou rychlostí směrem dolů a teprve po odlomení kukuřičné palice jsou stonky staženy vysokou rychlostí.
•
Trhací desky – jsou nastaveny tak, že vzdálenost mezi nimi je na vstupu o 5 mm menší než na konci. Nastavení se provádí elektrohydraulicky.
•
Rotující nůž řezacího ústrojí – je umístěn pod každou trhací jednotkou a má za úkol rozsekat stonek na malé kousky. Nože je možné pro úsporu energie vyřadit z činnosti.
Obrázek 25: Vtahovací válce, rotující nůž, trhací desky
2.4.2.7 Adaptér pro sklizeň energetických dřevin a plodin Na českou republiku je vyvíjen tlak ze strany EU, aby část energie byla odebírána z obnovitelných zdrojů. Mezi tyto zdroje také patří rychle rostoucí dřeviny (rychle rostoucí vrby), které se sklízí jednou za 3 – 5 let. Vrby se nechají vyrůst do 4 – 7 m výšky a do průměru až 150 mm. Vrby se pěstují na plantážích tak, že se sází do dvou řad, aby se Obrázek 26: Adaptér energetických dřevin
pro
sklizeň
mohly mechanizovaně sklízet. Tyto dřeviny jsou zdrojem biomasy, která se používá např.
v teplárnách, kde se spaluje, a vzniklým teplem se vytápí domy.
33
Tímto problémem se začali také zabývat někteří výrobci sklízecích řezaček a vyvinuly adaptér pro tyto účely. Hlavní částí adaptéru jsou dva ostré a velmi tvrdé rotační pilové kotouče, které odřezávají sklízenou hmotu až do průměru dřeviny 150 mm. Sklízená hmota padá před stroj a dva aktivní hydraulicky poháněné válce vtahují sklízenou hmotu k řezacímu ústrojí. Firma Krone používá pro tento druh sklizně řezací buben s 28 noži a řezanka má délku 8 – 10 mm.
Obrázek 27: Linka pro sklizeň energetických rostlin
34
3. CÍL DIPLOMOVÉ PRÁCE
Cílem této diplomové práce bylo zhodnotit dodržování předepsané délky řezanky při sklizni tenkostébelnatých pícnin, dále pak zjistit odchylky od nastavené teoretické délky řezanky a porovnat teoretickou a skutečnou délku řezanky a vyvodit patřičné závěry.
35
4. METODIKA Polně – laboratorní měření proběhlo v červnu roku 2006 na pozemcích zemědělského podniku Agro
Stonařov. Vyhodnocovány byly vzorky travní směsi, jetele lučního a
luskovinové směsky na GPS. Jako sklizňový stroj byla použita sklízecí řezačka Claas Jaguar 840, kde byla nastavena teoretická délka řezanky 17 mm. U této sklízecí řezačky se délka řezanky nastavuje pomocí pák na převodové skříni, která mění rychlost vkládacích válců. Při experimentu bylo odebráno vždy 500 vzorků od každé plodiny. Tyto vzorky byly změřeny pomocí videokamery napojené na PC vybaveném programem pro měření délek. Naměřené hodnoty byly zpracovávány programem Exel
4.1. Stanovení délky řezanky Hlavní funkcí sklízecí řezačky je pořezání sklízené hmoty na požadovanou délku, proto nejvýznamnějším kritériem, podle kterého lze hodnotit práci sklízecí řezačky je délka řezanky. Správná délka řezanky příznivě ovlivňuje procesy fermentace, a proto je velmi důležitým aspektem při sklizni pícnin. Rozlišujeme skutečnou a teoretickou ( nastavenou na stroji) délku řezanky. Skutečná délka řezanky má částice kratší i delší, než je nastavená délka řezanky, má určité rozpětí délek částic. Aritmetický průměr délek částic skutečné řezanky ls se liší od teoretické délky lt – je vždy větší ( ls > lt). Skutečnou délku řezanky, vedle nastavené, ještě ovlivňuje stav a vlastnosti protiostří, velikost mezery mezi ostřím nože a odklon řezaných stébel od směru vkládání . Rozdíl mezi ls a lt a rozpětí skutečných délek řezanky by měl být co nejmenší. ( Neubauer K, 1989) Na sklízecích řezačkách vyráběných v současné době, se nastavované délky řezanky pohybují v rozmezí od 3 do 20 mm. U nových typů sklízecích řezaček je rychlost vkládacích válců nastavovaná přímo z kabiny stroje, a to pomocí potenciometru, který ovládá hydrostatický pohon vkládacích válců. Obsluha řezačky tedy může během pracovní směny nastavit bez problémů délku řezanky podle stavu sklízené hmoty.
36
Teoretická délka řezanky lt je dána vztahy:
lt =
νm
[mm]
f
υm – rychlost vkládání materiálu ( m . s-1)
kde:
f – frekvence řezů ( s-1) lt =
vm n*k
kde: n – otáčky (s-1) k – počet nožů kde: vh + v s 2 v h = π * d h * n h [m . s-1] vm =
[m . s-1]
v s = π * d s * n s [m . s-1] kde: vh – rychlost horního vkládacího válce vs – rychlost spodního vkládacího válce Teoretická délka řezanky je tedy určena délkou řezaného materiálu vloženou do řezu nože připadající na jednu otáčku nožového bubnu a na počet řezů uskutečněných během jedné otáčky. Prakticky to znamená: teoretická délka řezanky se seřizuje změnou otáček podávacích válců, nebo změnou počtu nožů na nožovém bubnu. ( Neubauer K. 1989)
37
Pro výpočty teoretické délky řezanky platí tyto vztahy:
lt =
π * d h * nk k * n * cos ξ
[mm]
a také lze délku řezanky stanovit podle Grimma:
lt =
π * (d h * nh + d d * nd )
[mm]
2*k *n
kde : dd, dh – průměry vkládacích válců [mm] (index d – dolní válec,h – horní válec) nd, nh – otáčky vkládacích válců [ s-1] k - počet nožů na bubnu n - otáčky řezacího bubnu [ s-1] ξ - úhel uložení stébel vzhledem k podélné ose vkládacího ústrojí [° ]
38
5. VÝSLEDKY Výsledky polně laboratorního měření byly vyhodnocovány programem Excel. Vzorky řezanky byly rozděleny do 11 tříd
podle délky vždy, po 4 mm. Výsledky
statistického vyhodnocování jsou uvedeny v tabulkách 3, 4, 5. Procentuální vyjádření délek
řezanky je uvedeno na obr.28, 30, 32. Rozdělení četností je uvedeno na obr. 29, 31, 33.
Procentuální vyjádření délek řezanky travní směsi 2% 3%
5%
4- 8
6%
3%
8,1 - 12
10%
12,1 - 16
5%
16,1 - 20 18%
17%
20,1 - 24 24,1 - 28 28,1 - 32 32,1 - 36 36,1 - 40
31%
> 40
Obrázek 28: Procentuální vyjádření délek řezanky travní směsi
Z obr. 28 vyplývá, že nejvyšší procento (31 %) tvořila řezanka o délce 16,1-20 mm. Naproti tomu nejnižšího procentuálního zastoupení (2 %), bylo dosaženo u
řezanky dlouhé 36,1- 40 mm. Tato skutečnost je také patrná z obr. 29, kde je pro délku 16,1- 20 mm četnost 152 měřených vzorků. Nejnižší četnost, 8 měřených vzorků, byla zjištěna ve třídě 40 (délka 36,1- 40 mm). Nejbližší menší délka řezanky tj. 12,1 – 16 mm tvořila 18 % a nejbližší větší délka (20,1- 24 mm), tvořila 17 % ze všech měřených vzorků. Tyto tři nejdůležitější délky se vyskytovaly nejčastěji a tvořily celkově 66 % všech měřených vzorků. Průměrná délka řezanky ze všech 500 měřených vzorků je uvedena v tabulce č. 3 a činí 19,93 mm. Z obr. 29 je zřejmé, že kumulativní četnost je nejstrmější v oblasti 8- 24 mm, z čehož vyplývá, že je zde zastoupeno největší procento vzorků.
39
Tabulka 3: Rozdělení četností vzorků travní směsi
Třídy
Četnost
Kumul. %
4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 Další
0 32 50 92 152 83 25 17 15 8 26
0,00% 6,40% 16,40% 34,80% 65,20% 81,80% 86,80% 90,20% 93,20% 94,80% 100,00%
prům. délka řezanky [mm]
19,927
Rozdělení četnosti délek travní směsi varianta 17 mm 160
120,00%
140
100,00%
Četnost
120 80,00%
100 80
60,00%
60
40,00%
40 20,00%
20 0
0,00% 4
8
12
16
20
24
28
32
Třídy Četnost
Kumul. %
Obrázek 29: Rozdělení četnosti délek travní směsi
40
36
40 Další
Procentuální vyjádření délky řezanky řezanky GPS 17 mm 2% 2%
3% 3% 13%
4%
4- 8 8,1 - 12
7%
12,1 - 16 16,1 - 20 20,1 - 24
12%
24,1 - 28 26%
28,1 - 32 32,1 - 36 36,1 - 40 > 40
28%
Obrázek 30: Procentuální vyjádření délek řezanky GPS
Z obr. 30
vyplývá, že nejvyšší procento (28 %) tvořila řezanka o délce
16,1- 20 mm. Naproti tomu nejnižší procentuální zastoupení (2 %) bylo dosaženo u
řezanky dlouhé 36,1- 40 mm. Tato skutečnost je také patrná z obr. 31 kde je pro délku 16,1- 20 mm četnost 137 měřených vzorků. Nejnižší četnost, 8 měřených vzorků, byla zjištěna ve třídě 40 (36,1- 40 mm). Nejbližší menší délka řezanky tj. 12,1- 16 mm tvořila 26 % a nejbližší větší délka řezanky (20,1 – 24 mm) tvořila 12 % ze všech měřených vzorků. Tyto tři nejdůležitější délky se vyskytovaly nejčastěji a tvořily celkově 66 % všech měřených vzorků. Průměrná délka řezanky ze všech 500 měřených vzorků je uvedena v tabulce č. 4 a činí 19,1 mm. Z obr.31 je zřejmé, že kumulativní četnost je nejstrmější v oblasti 8- 20 mm, z čehož vyplývá že je zde zastoupeno největší procento vzorků.
41
Tabulka 4: Rozdělení četností GPS
Třídy
Četnost
Kumul. %
4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 Další
0 16 63 127 137 61 37 22 12 8 17
0,00% 3,20% 15,80% 41,20% 68,60% 80,80% 88,20% 92,60% 95,00% 96,60% 100,00%
prům.délka řezanky [mm]
19,1
Rozdělení četnosti délek GPS varianta 17 mm 160
120,0%
140
100,0%
Četnost
120 80,0%
100 80
60,0%
60
40,0%
40 20,0%
20 0
0,0% 4
8
12
16
20
24
28
Třídy Četnost Obrázek 31: Rozdělení četnosti délek GPS
42
Kumul. %
32
36
40
Další
Procentuální vyjádření délek řezanky jetele lučního 17 mm 2% 2% 4%
4%
8% 4- 8
5%
8,1 - 12 22%
6%
12,1 - 16 16,1 - 20 20,1 - 24 24,1 - 28 28,1 - 32 32,1 - 36 36,1 - 40
20%
> 40 27%
Obrázek 32: Procentuální vyjádření délek řezanky jetele lučního
Z obr. 32
vyplývá, že nejvyšší procento (27 %) tvořila řezanka o délce
12,1 - 16 mm. Naproti tomu nejnižší procentuální zastoupení (2 %) bylo dosaženo u
řezanky dlouhé 32,1 - 36 mm a rovněž u řezanky dlouhé 36,1 – 40 mm. Tato skutečnost je taky patrná z obr. 33 kde je pro délku 12,1 - 16 mm četnost 136 měřených vzorků. Nejnižší
četnost, 8 měřených vzorků, byla zjištěna ve třídě 36 (32,1 – 36) a rovněž ve třídě 40 (36,1- 40 mm). Nejbližší menší délka řezanky tj. 8,1 - 12 mm tvořila 22 % a nejbližší větší délka řezanky (16,1 - 20 mm) tvořila 20 % ze všech měřených vzorků. Tyto tři nejdůležitější délky se vyskytovaly nejčastěji a tvořily celkově 69 % všech měřených vzorků. Průměrná délka řezanky ze všech 500 měřených vzorků je uvedena v tabulce č. 5 a činí 17,21 mm. Z obr. 33 je zřejmé, že kumulativní četnost je nejstrmější v oblasti 8- 20 mm, z čehož vyplývá, že je zde zastoupeno největší procento vzorků.
43
Tabulka 5: Rozdělení četností jetele lučního
Třídy
Četnost
Kumul. %
4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 Další
0 40 107 136 104 33 27 19 8 8 18
0,00% 8,00% 29,40% 56,60% 77,40% 84,00% 89,40% 93,20% 94,80% 96,40% 100,00%
prům.délka řezanky [mm]
17,21
Rozdělení četnoststi délek jetele lučního varianta 17 mm 120,00%
160 140
100,00%
Č e tn o st
120 80,00%
100 80
60,00%
60
40,00%
40 20,00%
20 0
0,00% 4
8
12
16
20
24
28
Třídy Kumul. %
Četnost
Obrázek 33: Rozdělení četnosti délek jetele lučního
44
32
36
40
Další
6. ZHODNOCENÍ VÝSLEDKŮ Na základě zjištěných hodnot lze konstatovat, že přesnost dodržení nastavené délky
řezanky je vyhovující. Největší přesnosti bylo dosaženo u jetele lučního, kde skutečná délka řezanky
(17 mm), byla oproti teoretické délce řezanky větší o 1,24 %, což
představuje průměrnou délku řezanky 17,21 mm. Naproti tomu délka řezanky travní směsi byla o 17 % větší, než teoretická délka řezanky (17 mm), což představuje průměrnou délku
řezanky 19,93 mm. Délka řezanky u GPS směsky byla o 12 % větší než teoretická délka řezanky (17 mm), což představuje průměrnou délku řezanky 19,1 mm. Délka řezanky byla ovlivněna rychlostí vkládacích válců, respektive nastavením převodového stupně na převodové skříni vkládacího ústrojí, naostřením nožů řezacího bubnu, počtem nožů a vzdáleností protiostří od řezacích nožů. Také množství sklízené hmoty ovlivňuje délku řezanky. Při polně laboratorním měření byla sklízecí řezačka vždy po nabroušení řezacích nožů, teoretická délka řezanky byla nastavena na hodnotu 17 mm a vzdálenost protiostří od
řezacích nožů byla 0,5 mm. Řezací buben byl osazen 24 mi noži.
45
7. ZÁVĚR Diplomová práce měla za úkol zhodnotit pracovní postupy při sklizni tenkostébelnatých pícnin v praxi a potvrdit přesnost dodržení teoretické délky řezanky. Podle zjištěných výsledků lze konstatovat, že přesnost dodržení teoretické délky
řezanky u sklízecí řezačky Claas Jaguár 840 je vyhovující. Nejlepších výsledků bylo dosaženo při sklizni jetele lučního a relativně nejhorších výsledků při sklizni travní směsi. Velmi uspokojivé výsledky byly zjištěny při slizni GPS směsky. Vhodně zvolená délka řezanky spolu se správným seřízením sklízecí řezačky pozitivně ovlivnila homogenitu zpracovaného rostlinného materiálu, která je jedním z důležitých faktorů správného průběhu fermentačních procesů při konzervaci pícnin. Samojízdné sklízecí řezačky jsou stále nejdůležitějším článkem v lince pro sklizeň pícnin, díky své univerzálnosti použití, jak pro sklizeň tenkostébelnatých pícnin, tak pro sklizeň tlustostébelnatých pícnin a dnes už také pro sklizeň energetických dřevin . Snahou každého majitele sklízecí řezačky je maximální využití sklízecí řezačky a co největší počet sklízených hektarů, a proto používají sklízecí řezačky pro sklizeň vlastních pozemků, ale i v podnicích služeb. Každý podnik musí vyhodnotit strukturu svého osevního postupu, tzn. zvážit vložení finančních investic do pořízení speciálního adaptéru vzhledem k jeho snížení ztrát a výhodám. Měl by posoudit vztah mezi nabídkou a poptávkou po sklízecí řezačce a po speciálním adaptéru na jednotlivé druhy plodin a podle něj rozhodnout nákup speciálního adaptéru. V řadě podniků jsou samojízdné sklízecí řezačky nahrazovány velkoobjemovými senážními návěsy, protože v otázce nákladů mají senážní návěsy přednost oproti řezačkám na nízkých dopravních vzdálenostech a malé ploše ročního nasazení. Například při výnosu zavadlé píce 13,5 t . h-1 a roční ploše nasazení do 500 ha jsou senážní návěsy vždy nákladově příznivější, než řezačka, bez ohledu na dopravní vzdálenost. Vysoká pořizovací cena sklízecí řezačky vyžaduje velké plochy ročního využití. Svou roli zde hraje i typ prostředku pro odvoz řezanky od řezačky. Sklizeň řezačkou tak může být při vysokých výnosech a na velkých plochách nákladově příznivější již při dopravní vzdálenosti pod 1 km, naopak při nízkých výnosech a na členitých, ale malých pozemcích, se ekonomicky prosadí traktor s návěsem i v případě dopravní vzdálenosti 10 km. Vedle výrobních nákladů je pro volbu určité technologie důležitý i počet potřebných strojů, protože od toho se odvíjí investiční náklady a počet pracovních sil. S rostoucí 46
velikostí pozemků, výnosů a dopravních vzdáleností je nutné sklidit a přepravit větší množství píce v rámci stejného časového období, takže počet potřebných strojů a pracovních sil roste, tudíž rostou i celkové náklady na sklizeň pícnin. Tyto aspekty je důležité zvážit při výběru sklizňové linky a zvolit pro konkrétní podnik nejvýhodnější
řešení.
47
8. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY Agrall a. s., Bantice, pdf, Samojízdné sklízecí řezačky 830, 850, 870, 890, 900 Beneš, P. (2004): Nová řada sklízecích řezaček Claas Jaguar nastupuje. Mechanizace zemědělství. 2004,03 Str. 64 – 66 Fajmon, P. (2003): Produktové školení New Hollan. 2003, 4 John Deere, Nové samojízdné sklízecí řezačky John Deere 7200, 7300, 7400, 7500, 7700, 7800 Maleř a kol.: Samojízdné sklízeče zrnin, SZN Praha, 1989 Neubauer a kol.: Stroje pro rostlinnou výrobu, SZN Praha, 1989 Stehno, L. (2004): Den se sklízecí řezačkou John Deere 7300. Mechanizace zemědělství. 2004, 11 Str. 6 – 12 Stehno, L. (2004): Tam kde jiní končí, Krone začíná. Mechanizace Zemědělství. 2004, 12 Str. 32 – 34 Stehno, L. (2006): Požadavky na samojízdné sklízecí řezačky. Mechanizace zemědělství. 2006, 3 Str. 44 – 46 Stehno,L. (2004): Samojízdné řezačky z vyšším výkonem. Mechanizace zemědělství. 2004,03 Str. 51
48
