Zemědělské stroje 1. Význam mechanizace a automatizace v zemědělství V současnosti je potřeba se zaměřit na snižování materiálové a energetické náročnosti. Zavádění a využívání elektronizace a automatizace v zemědělství musí směřovat ke zvyšování úrovně řízení a snižování materiálových vkladů do výroby. Důležitou součástí zemědělské výroby je i ochrana životního prostředí.
Mechanizace dříve
….. dnes
Použitá literatura: BEZDĚKOVSKÝ; NEVORAL; ŠKUBNA. Stroje a zařízení v rostlinné výrobě. Praha: Státní zemědělské nakladatelství, 1990, ISBN 80-209-0132-9. Str.6. Obrázky: Ing. Tkáč Ladislav, 2012
2. Základní pojmy Mechanizační prostředek je technický prostředek, který vykonává určitý výkon nebo pracovní operaci při mechanizaci nebo automatizaci rostlinné nebo živočišné výroby. Patří sem stroje, nářadí a zařízení. Nářadí je mechanizační prostředek bez aktivních pracovních částí (např. radličkový pluh).
Pluh Stroj je účelné seskupení tuhých těles, které jsou spolu pevně nebo pohyblivě spojeny tak, aby se část energie, která se do stroje přivádí nebo se v něm akumuluje, změnila v žádaný účinek (např. secí stroj).
Secí stroj
Zařízení je soubor mechanizačních prostředků, které jsou nedílnou součástí staveb nebo jsou navzájem funkčně spojeny tak, že jako celek splňují žádaný účinek (např. zařízení na dojení) Mechanismus je vzájemně vhodné seskupení pohybujících se strojních součástí pro změnu pohybu (např. klikový pohybový mechanismus), nebo to mohou být převody (např. mechanický, hydraulický)
Hydraulický mechanismus
Ústrojí je mechanismus účelně spojený s dalšími funkčními celky a s rámem stroje. Vykonává v technologickém pracovním prostupu stroje samostatnou pracovní operaci (žací nebo mlátící ústrojí).
Žací ústrojí
Nástroj je pracovní prostředek (aktivní nářadí), ovládaný ručně nebo mechanicky (strojem) a působí bezprostředně na materiál a mění jejich tvar a velikost.
Různé druhy seker
Kosy
Zemědělský stroj je každý druh stroje, který pomáhá dosáhnout vysokou produktivitu práce v zemědělství, zvyšují hektarové výnosy a užitkovost hospodářských zvířat.
Sklízecí řezačka
Souprava je dočasné spojení energetického prostředku s mechanizačními prostředky k vykonání jedné nebo několika operací. Souprava může být stacionární nebo mobilní.
Mobilní souprava - traktor a lis Mechanizace je nahrazení ruční práce prací mechanizačních prostředků. Traktorový zemědělský mechanizační prostředek je stroj připojovaný k traktoru.
Lis Samojízdný zemědělský mechanizační prostředek je stroj, jehož pojezd i pracovní orgány pohání jeden nebo více vestavěných motorů. Souprava může být mobilní nebo stacionární.
Postřikovač Strojní linka je cílevědomé seskupení několika mechanizačních prostředků nebo souprav vykonávajících několik na sebe navazujících pracovních postupů. Použitá literatura: BEZDĚKOVSKÝ; NEVORAL; ŠKUBNA. Stroje a zařízení v rostlinné výrobě. Praha: Státní zemědělské nakladatelství, 1990, ISBN 80-209-0132-9. Str. 8-9. Obrázky: Ing. Tkáč Ladislav, 201
4. Složení zemědělských mechanizačních prostředků 4.1 Členění zemědělských strojů: - hnací (motory) mění jednotlivé druhy energie na takovou, kterou lze využít pro pohon zemědělských strojů a zařízení. - hnané (pracovní) mění energii dodanou motorem na požadovanou práci. - měřící a zkušební jsou určeny k měření a zkoušení činnosti jednotlivých částí, ústrojí nebo celých strojů. 4.2 Obecné složení zemědělského stroje Součásti jsou vyrobeny z jednoho kusu a jsou nerozebíratelné (např. šroub) Části stroje jsou soubory několika vhodně spojených součástí. Mohou být pevné nebo pohyblivé (např. mlátící buben) Mechanismy představují účelné spojení pevných a pohyblivých součástí a částí stroje vytvářející potřebný jednoznačný pohyb určitého tělesa (např. klikový hřídel) Ústrojí jsou mechanismy účelně spojené s dalšími funkčními celky a rámem stroje tak, aby vykonávaly samostatnou pracovní operaci (např. mlátící ústrojí)
4.3 Energetické zdroje a rozvod energie Energetický zdroj dodává potřebnou energii, která se využívá pro pohon a pojezd stroje. Hlavní energetické zdroje v zemědělství jsou: - spalovací motory, které přeměňují tepelnou energii na mechanickou a jsou zdrojem energie pro pohon traktorů, nákladních automobilů atd. - elektromotory, které přeměňují elektrickou energii na mechanickou a zajišťují pohon stacionárních zařízení.
Spalovací motor
Elektromotor
Rozvod energie Rozvodem se energie zajišťuje od zdroje k místům spotřeby tak, aby odpovídal požadavkům poháněných mechanismů, ústrojí, dopravníků apod. Energie může být převáděna: - mechanicky - hydraulicky - pneumaticky - elektricky - kombinovaně Mechanický rozvod energie Mechanický rozvod se skládá z části strojů, mechanismů a funkčních celků vzájemně spojených tak, aby splňovaly všechny požadavky konstrukce. Tyto rozvody se dělí: a) kloubové a teleskopické hřídele, používají se k přenášení točivého momentu mezi otáčivými strojními částmi. Mají rovnoběžné nebo různoběžné osy otáčení. Nejčastěji se používají k přenosu točivého momentu od vývodového hřídele traktoru na zemědělský stroj.
Jednoduchý kloub b) převody: - ozubenými koly - řetězové - řemenové - lanové - plynule měnitelné (variátory) Mechanické převody přenáší otáčivý pohyb a točivý moment a umožňují tak měnit frekvenci a smysl otáčení, velikost točivého momentu. Variátory umožňují plynulou změnu otáček. U zemědělských strojů se používají řemenové variátory s klínovými řemeny.
Řetěz
Převod ozubenými koly
Klínové řemeny
Řetězový převod
c) spojky: - pevné - poddajné - výsuvné - zvláštní Spojky jsou určeny k trvalému nebo dočasnému spojení otáčivých součástí. Přenášejí točivý moment, chrání proti přetížení, zastaví některá ústrojí nezávisle na chodu stroje, tlumí rázy a usnadňují montáž.
Pevná spojka
d) mechanismy: - pohybové (klikové, vačkové, rohatkové) - ovládací - seřizovací a závěsné
Rohatkový mechanismus Hydraulický rozvod energie Je určen k uvádění strojů a mechanismů do pohybu. U zemědělských strojů se používají otevřené hydrostatické pohony. Pracovní kapalina postupuje z hydrogenerátoru do hydromotorů, kde předává svou energii a vrací se zpět do nádrže.
Pneumatický rozvod energie V zemědělství se tento rozvod používá u vzduchových brzd nebo pro pohon dojících zařízení.
Elektrický rozvod energie Elektrický rozvod energie je univerzální rozvod energie. Rozvádí se elektrickou sítí, často bývá kombinován s mechanickým.
Rozvod elektrické energie
Kombinovaný rozvod energie Kombinovaný rozvod energie využívá všechny výhody jednotlivých rozvodů k dosažení co nejefektivnějšího řešení. V zemědělství je množství variant. Rozhodující je jednoduchost, spolehlivost, druh energetického zdroje, účinnost a pořizovací cena.
4.4 Ovládací soustavy Ovládací soustavy zajišťují požadovanou účinnost mechanizačního prostředku, např. zvedání, spouštění apod. Podle způsobu přenosu síly se dělí na: - mechanické - hydraulické - pneumatické - elektrické - kombinované
Mechanické ovládací soustavy Ovládací a seřizovací mechanismy těchto soustav se skládají z pák, táhel, šroubů tak, aby se potřebná síla k ovládání stroje přenesla co nejlépe. Velmi častým řešením je šroub s maticí.
Hydraulické ovládací soustavy Hydraulické ovládací soustavy jsou založeny na principu rovnoměrného šíření tlaku v kapalinách všemi směry. To umožňuje přenášet tlakovou energii a částečně i energii kinetickou na libovolné místo stroje bez složitých převodů. Při přenosu tlakové energie se dosahuje vysokých tlaků. Pracovní kapalina je hydrogenerátorem dopravována k pojistnému a seřizovacímu ventilu, který je seřízen na požadovaný tlak. Nádrž pracovní kapaliny musí mít dostatečný objem, aby v ní zůstala při jakékoliv poloze stroje dostatečná rezerva pracovní kapaliny. Hydrogenerátor přeměňuje mechanickou práci na pohybovou energii pracovní kapaliny. Zubový hydrogenerátor se skládá ze skříně, ve které jsou dvě čelně ozubená kola, z nichž jedno je hnací. Rotační lopatkový hydrogenerátor se skládá ze statoru, ve kterém je excentricky uložen rotor, v jehož drážkách jsou umístěny lopatky, které se odstředivou silou vysouvají a při pohybu kopírují vnitřní plášť statoru. Pojistný a seřizovací ventil upravuje pracovní tlak v celém hydraulickém obvodu na stanovenou hodnotu a zamezuje překročení této hodnoty. Přímočaré hydromotory jsou jednočinné nebo dvojčinné. U jednočinného hydromotoru působí pracovní kapalina tlakem jen na jednu stranu pístu. Zpětný pohyb a současné vytlačování pracovní kapaliny zajišťuje tíha ovládaného celku, popř. vratná pružina. Dvojčinný hydromotor má přívod tlakové kapaliny z obou stran pístu. Rotační hydromotory mají stejnou konstrukci jako zubové hydromotory. Tlaková pracovní kapalina přiváděná k sacímu hrdlu se dostává do mezer mezi zuby. Působením vysokého tlaku se ozubená kola hydromotoru otáčejí. Po přeměně energie se pracovní kapalina odvádí odpadním potrubím zpět do nádrže. Šoupátkové rozvaděče rozvádějí tlakovou pracovní kapalinu do jednotlivých hydromotorů a jsou ovládací částí hydraulických obvodů. Čističe zabraňují vnikání nečistot do jemně opracovaných součástí a prodlužují jejich životnost. Spojovací potrubí tvoří vysokotlaké trubky a vysokotlaké pryžové hadice. Pneumatické ovládací soustavy Pneumatické ovládací soustavy využívají k přenosu tlakové energie stlačený vzduch, přiváděný od kompresoru. Nevýhodou je stlačitelnost vzduchu, projevující se kolísáním tlaku. U zemědělských strojů se stlačený vzduch používá pro ovládání vzduchových brzd, u dojících zařízení apod.
Zapojení vzduchových brzd Elektrické ovládací soustavy Elektrické ovládací soustavy využívají silové působení magnetického pole, které se vytváří kolem elektromagnetu. Uplatňují se jako automatizační prvky (rozvaděče, stykače), které ovládají elektromotory. Kombinované ovládací soustavy Kombinované ovládací soustavy jsou nejvýhodnější kombinací ovládacích soustav. Používají se pro přímé ovládání i automatické řízení strojů a strojních linek. Snímače sledující danou veličinu předávají prostřednictvím elektrické ovládací soustavy impulsy, ale výkonnou funkci zastává tlak kapaliny nebo plynu (např. elektropneumatické ventily pro řízení dojení). 4.5 Pomocné části zemědělského stroje Mezi pomocné části patří rám, závěs a podvozek. Nevykonávají přímou pracovní činnost, ale jsou nezbytné pro práci stroje jako celku. Rám. Základním požadavkem je jeho tuhost. Při dovoleném namáhání se nesmí měnit vzájemná poloha jednotlivých částí. Podle konstrukčního uspořádání pracovních ústrojí může být rám plochý nebo prostorový.
Plochý rám
Plochý rám
Závěs spojuje stroj nebo nářadí s tažným prostředkem. Má být jednoduchý, bezpečný, provozně spolehlivý, snadno ovladatelný. Závěs může mít pojistku, zajišťující odpojení stroje při překročení tažné síly nebo při najetí na překážku. U strojů a ústrojí, které se často připojují a odpojují, se používá rychloupínací závěs. Sem patří tříbodový závěs.
Tříbodový závěs
Závěs
Podvozek je tvořen spojením rámu s nápravami, pojezdovými koly, brzdami a řízením. Nejsložitější konstrukci mají samojízdně stroje.
Část podvozku s rámem, nápravou a pojezdovými koly
Použitá literatura: BEZDĚKOVSKÝ; NEVORAL; ŠKUBNA. Stroje a zařízení v rostlinné výrobě. Praha: Státní zemědělské nakladatelství, 1990, ISBN 80-209-0132-9. Str. 11-25. Obrázky: Ing. Tkáč Ladislav, 2012
