g é pe s í t é s , g é pe k
fi gyelméb e a jánl juk
Rovatvezető: Dr. Demes György Ismerjük meg a betakarító gépeket… (20.) A sorozatot szerkeszti: Dr. Demes György
Modern szecskázógépek Dr. Bense László, Nagy István SzIE Gépészmérnöki Kar, Mezőgazdasági és Élelmiszeripari Gépek Tanszék, Gödöllő Telivér motorok, hibrid aprítószerkezetek Csalamádét mostanában csak a menzán láthatunk. A szecskázás napjainkban nem ad végterméket, általában valamely technológia előkészítő műveletének számít. E technológiák többsége természetesen ma is a takarmány-előállítást célozza, de szép számmal találhatunk az energia ellátással, az építőiparral, és az ipari nyersanyag előkészítéssel kapcsolatos műveletsort is. A széles felhasználási spektrum a szecskázott anyag kedvező tulajdonságainak köszönhető. Az apríték szállítása könnyen gépesíthető, kedvező a tárolótér kihasználása, tápértéke jól hasznosul, kisebb energiaráfordítással szárítható, és még sorolhatnánk az előnyeit. Az alkalmazott szecskahosszúságot technológiai és gazdasági szempontok határozzák meg. Pontosabban fogalmazva – a szecskázógép jelentős energiafelhasználása miatt – a technológia által megengedett legnagyobb szecskahosszúságot célszerű választani. Az alomszalmát elegendő 60-80 mm közötti méretre darabolni. A savanyítással tartósított takarmányokat az élettanilag előnyös szerkezeti rosttartalom miatt 10-30 mm-re érdemes szeletelni, és csak a tovább szárított termények
82
(lucernaliszt vagy tűzipellet) alapanyagát szükséges 10 mm-es méret alá aprítani. A magyar gazdákra egyáltalán nem jellemző, hogy ne tartanák be az előírt technológiát, különösen akkor, ha a gazdaságossági szempontok is a hosszabb szecskaméretet indokolják. Mégis, ha megbontanánk bármely gazdaság silóját, csak 30 mm-esnél rövidebbre aprított szilázst találnánk. Ha jobban belegondolunk, évtizedek óta nem is gyártanak olyan járvaszecskázót, amelyen ilyen hosszú szecska beállítható lenne. Önkényesen kiragadva két gépkorosztályt, a nyolcvanas évek végén gyártott CLAAS Jaguar 690-esnél 4,1-21 mm közötti szecskaméret állítható be, a mai NEW HOLLAND FR 9080 hasonló adata kísértetiesen egyezik ezzel: 4-22 mm. Minden második mozgópenge leszerelésével ugyan megduplázható a szecskahosszúság, de az alomszalmára javasolt érték még ekkor sem érhető el. Mi állhat a háttérben? Hallottunk már olyat, hogy a gyártók egymás közötti piaci versenye végül olyan keresletet generált, amely az eredeti céltól nagyon elrugaszkodott. Gondoljunk az USAban terjedő táv motorindításra. Az amerikai fogyasztót megismeri a gépkocsija. Ha megközelíti az autóját, akkor az nemcsak az ajtót nyitja
ki udvariasan, de a motort is előre beindítja. Valóban szükség van erre? Ezen majd akkor gondolkodunk el, ha a zsebünkben felejtett jeladó miatt, az udvarban parkoló gépkocsink beindítja a motort, amikor eltoljuk mellette a trágyás talicskát. Félre téve a tréfát, a mezőgazdasági üzemet ma még nem a divatmánia irányítja, kell lennie valamilyen elfogadható indoknak is. Gondoljuk végig az eddig elhangzottakat. A szecskázógép ma már nem célgép, hanem több, egymástól jelentősen eltérő alapanyag feldolgozására alkalmas eszköz. Szecskázunk vékonyszálú nagy nedvességtartalmú növényeket, készítünk vele szem-csutka keveréket (CCM), és aprítunk vele 2-3 éves energiaültetvényen termelt akár 8 cm törzsátmérőjű fát is. Ma már a szilázs alapanyagát sem tejesérésben takarítjuk be, hiszen a kukorica beltartalmi értékének nagy hányada a szemtermésben található. Az eltérő igények miatt nemcsak a szecskaméret rugalmas, sokfokozatú, vagy akár fokozatmentes beállítása vált alapvető követelménnyé, a korszerű gépek tulajdonképpen a szecskázás mellett darálást is végezhetnek. Mégpedig két utóaprítási módszer közül is választhatunk. A vékonyszálú növények esetén, ahol a megnövelt térfogatáram miatt az 2011. június
fi gyelméb e a jánl juk 1. ábra Az anyagáram útja egy korszerű szecskázógépben
etetőszerkezet szorításából a szecskázó kések hosszú szálakat húzhatnak be, zúzókosarat szerelünk az aprítószerkezet alá. Ez tulajdonképpen a kalapácsos daráló elvét követve addig nem engedi távozni a szecskázó térből a takarmányt, amíg az a megfelelő méretet el nem éri. Ha pedig magas szemtermés tartalmú takarmányt kell aprítani, akkor magroppantó hengereket építünk be, amelyek a hengermalom elvén dörzsölik szét a szemeket. Az anyagáram útját az 1. ábrán követhetjük nyomon egy ilyen hibrid aprítószerkezetben.
vannak a kombájnnal közös asztalok (gabona vágóasztal, kukorica csőtörő adapter, rendfelszedő szerkezet). Az utóbbiakat közdarabokkal lehet felszerelni a szecskázógépre. Magyarországon két technológia terjedt el: a szilázst kukoricából készítik, a szenázst lucernából. Előbbihez soros, vagy sorfüggetlen silókukorica vágóasztalt, az utóbbihoz rendfelszedő adaptert szerelnek a járvaszecskázó gépre. A szenázs készítéshez ugyanis renden addig kell fonnyasztani a lucernát, amíg a nedvességtartalma az 55 %-ot el nem éri. A rendfelszedő adapter működése megegyezik a rakodókocsiknál és bálázógépeknél megismerttel. Európa északi területein, ahol a kukorica nehezen érik be, gyakran a szemeskukoricát is savanyítva tárolják. Ekkor az arató-cséplőgép csőtörő adapterét illesztik a szecskázó gépre, tehát csak a kukoricacsövet aprítják össze. A technológia végeredménye a CCM (Cob Corn Mix), vagyis a csutka-szem keverék, ahol a csutka magasabb nedvességtartalma segíti a fermentációt. A CCM arató-cséplő géppel is elkészíthető. Hazánkban, ha mégis CCM-et készí-
2. ábra Technológiák és adapterek
Szántóföldi transzformerek A különböző növényekhez és eltérő technológiákhoz az arató-cséplőgéphez hasonló módon adapterek felszerelésével állítható át a szecskázógép. Ezek az adapterek készülhetnek kimondottan a szecskázóhoz (soros silókukorica adapter, lucerna direktvágó asztal) és 2011. június
83
fi gyelméb e a jánl juk
1. kép Sorfüggetlen silókukorica adapter tenek, inkább ez utóbbi módszert alkalmazzák. Németországban kalászosokból (árpa) és keverék takarmányokból (zabosbükköny) is készítenek szenázst. Ekkor a kombájn gabona vágóasztalát alkalmazzák. A 2. ábrán egy CLAAS prospektus alapján mutatjuk be a különböző technológiákhoz választható adaptereket. A silókukorica adapterek közül az univerzális sorfüggetlen megoldás kiszorítani látszik a soros adaptereket. Működési elvük már 20 éve ismert, a KEMPER Champion 3000-es típusának piacra kerülése óta, de valószínűleg gyártástechnikai okból csak napjainkra vált mindennapossá. A szerkezet lényege az ellenpengével vágó forgó kasza, és a szárrendező dobok, amelyek lehetővé teszik, hogy sűrűn ültetett állomány, vagy a sorokra merőleges irányban haladó gép esetén is rendezetten jusson el a lekaszált termény az etetőszerkezethez (1. kép). Az energianád betakarítására is ez a legjobb megoldás. Az adapterek a gép elején helyezkednek el, ezért cseréjük viszonylag egyszerű. Az utóaprító szerkezetek viszont a gép lehető legrejtettebb helyén, a szecskázó szerkezet alatt, illetve mögött vannak. A betakarítógép azonban csak akkor számít igazán univerzális gépnek, ha a technológiaváltás nem igényel napokig tartó szerelést. A kezdeti követelmények néhány órát engedélyeztek az
84
átállásra, így egy szervizműhellyel is rendelkező üzemben szükség esetén egy éjszakai műszakban fel lehetett készülni a másnapi munkára. Tekintve az alkatrészek tömegét, és a bonyolult hajtásláncot, ez a néhány órás szerelés igazi versenytem-
pónak számított. Azok a géptípusok, amelyeket utólag szereltek fel magroppantó szerkezettel, nem is rúghattak labdába. A kimondottan hibrid aprítószerkezettel tervezett gépek szelvényszerű felépítése lehetővé tette, hogy a hajtószíjak leakasztását követően néhány csavar oldásával bárhol szétválaszthassák a szerkezetet. A magroppantó felszereléséhez a szecskázódob után, a zúzókosár beépítéséhez az etetőszerkezet mögött kellett széthúzni a gépet. A mai modern járvaszecskázó gépek már igazi transzformerek (átalakuló automaták). A gépkezelő a fülkében ülve a fedélzeti számítógépen választja ki a kívánt programot. A többit a hidraulika és a szervomotorok elintézik. Kibillentik a magroppantót az anyagáram útjából, ezzel egy időben oldják a hajtásláncot, és egy koptatólemez becsúsztatásával helyre állítják a kifúvó csatorna folytonosságát (3. ábra).
3. ábra A NEW HOLLAND VariflowTM rendszere
4. ábra Zúzókosár típusok
2011. június
fi gyelméb e a jánl juk 5. ábra A magroppantó szerkezet típusai és működési elve
Az utóaprító szerkezetek működése Mint már írtuk, a szecska csak elméletileg áll az etetőszerkezet kerületi sebességéből és a mozgókések számából kiszámítható egyforma hosszúságú szeletekből. A valóság az, hogy a szár, a levél és a generatív részek eltérő vastagsága, valamint a behúzott szárvégek miatt a beállított értéknek a többszörösét elérő darabok is vannak a halmazban. Az aprítás hatásossága zúzókosár beépítésével növelhető. Többféle zúzókosár típus terjedt el (4. ábra). A szecskázódob alatt elhelyezett bordázott lemez úgy működik, mintha megsokszoroztuk volna az állópengét. Természetesen ezeknél a bordáknál nincs meg az egzakt vágáshoz szükséges 0,1-0,3 mm-es késhézag, a zúzó hatás mégis kielégítő. A zúzott felület a tartósítás, és az emészthetőség szempontjából is előnyös, ezért a bordákat gyakran a cséplőgép verőlécéhez hasonló dörzslemezekre cserélik. Gyakran alkalmaznak réselt zúzókosarat. Ekkor valóban a kalapácsos darálóhoz hasonló módon történik 2011. június
az utóaprítás. A mozgópengék addig verik a kosár éleinek a szecskát, míg a réseken át nem férnek. A beérett kukoricaszem már nem kenődik szét a szecskázó szerkezetben. Az egyben maradt szemek pedig emésztés nélkül haladnak végig a szarvasmarhák tápcsatornáján. A szarvasmarha ugyanis kérődző állat, rágás nélkül veszi magához a takarmányt, hogy majd később előemésztve felkérőddze és megrágja.
A kukoricaszem azonban a nagyobb sűrűsége miatt ekkorra már elhagyja a bendőt. A megoldás a magroppantó szerkezet (corn cracker) beépítése. Az 5. ábrán nyomon követhető a szerkezet működési elve. Ha ismét analógiával szeretnénk élni, akkor ezt a szerkezetet a hengermalomhoz hasonlíthatjuk. Az egész kukoricaszemeket is tartalmazó szecskát két összefelé forgó bordázott henger között vezetik át. A hengerek fordulatszáma között 20-30 %-nyi különbség van, ezért a közéjük kerülő magokat szétdörzsölik. Tárcsás felépítésű magroppantó is létezik (5/C. ábra). Ez akkor is kifejt dörzsölő hatást, ha a két tárcsasor fordulatszáma azonos, hiszen az egyik forgórész tárcsájának nagy átmérőjű részével a másik kisátmérőjű része érintkezik, tehát mindig eltérő kerületi sebességű pontok haladnak el egymás mellett. Akár zúzókosarat, akár magroppantó szerkezetet építünk be, ezek fojtást jelentenek az anyagáramban, és a dob már nem képes kifújni a szecskát. A kiegészítő zúzószerkezetek alkalmazásakor anyagtovábbító dobóventillátort is be kell építeni. Zúzókosarat és magroppantó hengereket együtt nem alkalmazunk, két eltérő technológiáról van szó. Beépített esztergályos A nagy igénybevétel miatt a mozgópengék gyorsan kopnak, műszakonként élezni kell őket. A gyakori élezés igénye miatt a szecskázógépek
6. ábra A szecskázó kések élezése
85
fi gyelméb e a jánl juk beépített köszörülő berendezéssel vannak felszerelve. Köszörüléskor a szecskázó dobot ellenkező irányban kell forgatni, különben a kések kihajlása miatt eltörik a köszörűkő. A köszörűkő menetes patronba van befogva (6. ábra). A holtpontoknál egy kilincsműves szerkezet fordít egy keveset a patronon, ezáltal a menetemelkedésnek megfelelő mértékben közelíti a követ a szecskázódobhoz, vagyis előtolást állít. A köszörüléskor lekoptatott anyagmennyiség miatt a pengehézagot vissza kell állítani. Ez általában az állópenge excenter-csavaros elmozdításával történik. Nem így a „szántóföldi transzformernél”! Itt tökélyre vitték az automatizálást. Köszörülés után az állópenge érintőfogást vesz, akár egy valódi esztergályos. Az ellenállást érzékelve azután az excentercsap beállítja a kívánt pengehézagot. A 2. képen jól látható a szerkezet lelke, a mozgató mechanizmusra felcsavarozott a rezgésérzékelő. (Na, ezek után mer-
2. kép Automata pengehézag beállítás
86
3. kép Automatikus sorkövetés jünk bárkit megbuktatni gépelemekből!) Intelligencia hányados Elérkeztünk tehát ahhoz a ponthoz, ahol már igazi különbséget találunk a modern, és az egy-két évtizeddel ezelőtti gyártmányok között. Már nem csak más anyagminőségről és néhány méretbeli eltérésről van szó! A gépkezelő munkájának megkönnyítése céljából a gyártó cégek gépeiket elektronikus kommunikációs rendszerrel látják el. A kommunikátor egyes funkciói a gép vezetését könnyítik meg, ilyen például a 3. képen látható sorkövető automata. Mások a gép funkcionális beállítását végzik el, mint a már említett pengehézag szabályzó automata, vagy az áteresztő képesség és a termény nedvességtartalmának mérése alapján működő propionsavat, vagy a fermentációt segítő baktérium-készítményt ada-
goló szerkezet. Ezeket a szolgáltatásokat minden járvaszecskázó gép tulajdonos ki tudja használni. A táblatérkép készítő, adatgyűjtő, és adatmegosztó szolgáltatások ellenben a flottatulajdonosok és nagyüzemek számára fontosak, mert óriási segítséget nyújtanak a nagy értékű géppark hatékony, és így gazdaságos üzemeltetéséhez. A modern járvaszecskázó tehát nemcsak egy gép, hanem a precíziós gazdálkodás egyik eleme, amely köré a gép folyamatos üzemét biztosító szolgáltató hálózat szerveződik. Szomorúan vesszük tudomásul, hogy a mezőgazdasági gépészetben is vége az otthoni bütyköléssel eltöltött kellemes óráknak. Cserébe megkapjuk a márkaszervizek szolgáltatásait a számítógépes diagnosztikától a cseregépekig. Sajnos a szokásos mellékhatások, például a csillagászati árak sem maradnak el. n
2011. június
