Precíziós kukoricabetakarítás

Kategória: Gépesítés | Szerző: Dr. Kelemen Zsolt Műszaki szakértő – Gödöllő, 2018/07/13

A kukorica morzsolva történő betakarítására kisebb átalakításokkal és erre a célra történő beszabályozással valamennyi konstrukciójú arató-cséplő gép hagyományos építésű, keresztben elhelyezett cséplőszerkezetű, szalmarázóládás vagy forgóleválasztóval kombinált változata alkalmas. Hasonlóképpen alkalmasak az újabban „hybrid” kombájnoknak nevezett, keresztben elhelyezett cséplőszerkezetű, és azt követően a gép hossztengelyében elhelyezett egy vagy két forgó szalmaleválasztású, és az egy vagy két axiáldobos gépek, melyeknél a cséplést és a magleválasztást is ugyanaz a forgódob végzi.

A korszerű arató-cséplő gépek többségükben már univerzális dobkosárral rendelkeznek, és biztosítják a megfelelő beállítások elvégzését, például a dobfordulat 400–450 f/min értékre történő beállítását, valamint a cséplőrés szükséges méretre történő állítását. A tisztítószerkezetnél, a rostaszerkezetnél egyes típusoknál külön kukoricarostát kell használni, míg más típusoknál elegendő a felső rosta eltávolítása.

Az arató-cséplő gépek fejlesztésének egyik iránya éppen a különböző növények betakarításához szükséges beállítások szenzoros érzékelőkkel és a hozzá kapcsolódó terminálokkal és szoftverekkel történő könnyebb manuális vagy automatikus elvégzése. A terminálok az ISOBUS ISO 11783 szabvány alkalmazásának megfelelő adatátvitelnek köszönhetően gyakran GPS-kommunikációt is biztosítanak.

Precízis technológiák

A GPS-kapcsolat az automata kormányzás segítségével az arató-cséplő gépek esetében a közel 100%-osan pontos fogáskiosztás mellett – az egyéb alkalmazott terminálok segítségével – alapot szolgáltat a precíziós gazdálkodás és az elektronikus üzemvitel különböző szintű alkalmazására.
Ezek a rendszerek a GPS-pozícionáló antennából, adatfeldolgozó szoftverből, PC-ből és különböző szintű szolgáltatást nyújtó adatkijelző monitorból állnak. A Claas Cebis adatfeldolgozó szoftverek által szolgáltatott adatok, gépbeállítási adatok szálai az Easy (Efficient Agriculture Systems), vagyis a „Hatékony Agrárgazdálkodási Rendszerbe” futnak össze. Az adatok a felhasználókhoz közvetlenül a Telematies web-oldalon jutnak el. A rendszerből USB adathordozó eszközökkel, a Communicator II. segítségével az adatok már szántóföldön hozzáférhetőek, illetve a Claas Task Management szoftverrel közvetlenül számítógépre vihetőek.

A Claas arató-cséplő gépeken természetesen – ezen túlmenően – automatikus vezérlési rendszer segíti a gépkezelő munkáját. A Claas Lexion arató-cséplő gépeken alkalmazott Claas Cemos Automatic rendszer „Autóleválasztás” üzemmódban a szalmaleválasztás és szemveszteség optimalizálását biztosítja. „Autótisztítás” üzemmódban a ventilátor fordulatszabályozásával, a felső és alsó rosta állításával a szemtisztaságot optimalizálja. Ezen túlmenően a maximális áteresztőképesség melletti üzemanyag-takarékos üzemre vagy minőségi cséplésre optimalizált üzemmódok állíthatók be. A rendszer továbbfejlesztett változata a Cemos Auto Threshing, az ismertetett paramétereket automatikusan szabályozza a szalmarázós és hosszanti forgódobos leválasztású gépeknél egyaránt (1. ábra). A 700-as sorozatú gépeken a hűtés vezérlése is automatikus. Az üzemre jellemző paraméterek az ISOBUS adatátvitel, illetve szoftver segítségével közhasználatú eszközökkel is elérhetők.

1. ábra. A továbbfejlesztett Claas Cemos Auto Threshing szabályozási rendszer

Az automata kormányzás a New Holland CX sorozatú gépeknél a New Holland SmartSteer™ kormányautomatikai rendszerrel egy lézerszkenner segítségével valósul meg, amely érzékeli a levágatlan terményfalat, és az így kapott jel segítségével vezérli a kormányművet. Kukoricabetakarításban azonban a hagyományos mechanikus, „tapogatós”, soron tartó automatika is tökéletesen dolgozik. A beállított paraméterek és műveletek az InteliView™ Plus II monitoron követhetők. InteliSteer™ kormányzási rendszer GPS-vezérlésű, amely az első nyomvonalat követi, ez a rendszer segíti a teljes vágóasztal-szélesség kihasználást (2. ábra).

2. ábra. New Holland InteliView™ terminál

A rendszer használható a helyspecifikus gazdálkodást tartalmazó csomagban is. Ez a rendszer nagyon egyszerűen összeállítható: egy InteliView™ Plus II monitorból, New Holland 262 kombájnra szerelhető szenzorból, antennából, „Navigation Controller”-ből, valamint földi RTK-antennából áll. Az InteliSteer™ alkalmazásával a rendszer automatikusan érzékeli a különböző növények, termények tulajdonságait, ezért nem kell külön kalibrálni, a rendszer adatai pedig egyszerű USB-adathordozóval hozzáférhetők. A bemutatott alkalmazások természetesen az egyéb New Holland típusoknál is megtalálhatók.

A John Deere W sorozatú arató-cséplő gépeinél az ACA (Automatikus Kombájn Beállítás) segítségével lehet a paramétereket automatikusan megváltoztatni. Az ACA rendszer a cséplőszerkezet-, dobfordulat-, cséplőhézag-, tisztítószerkezet-, ventilátorfordulat- és rostabeállításokat automatikusan végzi el. A VisionTrak monitor a magleválasztó és a tisztítószerkezet veszteségét jelzi ki (3. ábra).

3. ábra. John Deere arató-cséplőgépeken alkalmazott terminál

A monitor adatai egységesen is megjeleníthetők. Az AutoTrack alkalmazás automata kormányzást és nyomkövetést, teljes munkaszélességű fogáskiosztást tesz lehetővé, a HarvestSmart az automatikus terhelésszabályozás eszköze, ami az arató-cséplő gép megengedett veszteségszintjéhez tartozó maximális teljesítmény kihasználását biztosítja még erősen változó hozamú állományban is. Mindkét alkalmazás GreenStar navigációs rendszerrel működik 2 cm (RTK), 10 cm (SF1), 30 cm (SF2) pontossággal. A GreenStar II kijelző alapszoftvere több dokumentációs eszközzel is rendelkezik. Kukoricabetakarításban azonban a John Deere arató-cséplő gépeken is alkalmazható a mechanikus, „letapogatós” vezérlésen alapuló soron tartó rendszer (4. ábra).

4. ábra. A John Deere arató-cséplőgépek mechanikus sorvezetőjének „letapogatói”

Az alkalmazások között megtalálható a táblatérképezés, valamint a forduló- és határvonal-rögzítés. A rendszer a StarFire iTc antennára a GPS műholdjeleit továbbítja – illetve a John Deere StarFire korrekciós jelei alapján működik –, ezáltal határozza meg az arató-cséplő gép pontos pozícióit. A szoftver ISOBUS-kompatibilis, munkagépek csatlakoztatását is lehetővé teszi. A rendszer előnye, hogy az elemek egyszerűen szerelhetők és könnyen áttelepíthetők más gépekre is.

A nagy teljesítményű arató-cséplő gépek áteresztőképességének, illetve tömegteljesítményének kihasználása megköveteli a menet közbeni terményátvételt az arató-cséplő gépektől. Ez a feladat azonban a gabonavágó-asztalok vagy az egyéb betakarító adapterek megnövekedett munkaszélessége, illetve a szállítóeszközök teherbírásának, ezzel együtt geometriai méreteinek a növekedése miatt nagy fizikai terhet ró a kezelőre és nagy figyelmet igényel. A feladat zavartalan elvégzésére fejlesztette ki a John Deere cég a Machiny Syne gépszinkronizáló rendszert (5. ábra). A rendszer lényege, hogy mind a betakarítógép, mind a gyűjtő-átrakó kocsit vontató traktor kezelője látja egymást a GreenStar monitoron és információjuk van egymásról. Az első ürítés megkezdése előtt felvett „0” ponttal pozícionálódik a gépek helyzete. Ezután az arató-cséplő gép vezérli a traktor és gyűjtő-átrakó kocsi mozgását.

5. ábra. A John Deere arató-cséplőgépek gépszinkronizáló rendszere munka közben

A John Deere is kifejlesztett egy internetes elérhetőségű alkalmazást „Remote Display Access” RDA néven. Ennek segítségével a területen dolgozó gépek ISOBUS termináljai bárhonnan elérhetők, melyekről az információk interneten keresztül közvetlenül leolvashatók, illetve ez az alkalmazás közvetlen kommunikációt biztosít.

A HeaderTrak rendszer segítségével a tarlómagasság egyenletessége tartható. A HeaderTrak rendszerben – a különböző növények esetében – a változó tarlómagasság, fordulóban történő vágóasztal-kiemelés, állandó tarlómagasság, motollahelyzet, vágóasztal-dőlésszög és talajnyomás is beállítható.

Az újabb fejlesztésű S 700 sorozat tagjai, amelyek axiáldobos cséplő, illetve másodlagos magleválasztású szerkezettel vannak kialakítva, a korábbi 600 sorozat tagjaitól a megnövelt motorteljesítményben térnek el, valamint továbbfejlesztett ICA 2 kamerarendszerrel vannak felszerelve. Az ICA 2 az anyagáram figyelésével és a beállítási paraméterek rangsorolásával egy párbeszédet követően automatikusan végzi a gépbeállítási adatok értékelését az optimum eléréséig. Az adatokat elmentve, azok továbbra is elérhetőek. A hozammérő pontos bekalibrálását 3 beépített mérőcella támogatja (6 ábra).

6. ábra. Az ICA 2 automatikus beállító rendszer működése

Továbbfejlesztett csőtörő adapterek

Az arató-cséplő gépeken alkalmazott szenzortechnikán vagy GPS-vezérlésen alapuló megoldások azonban csak az arató-cséplő gépek mechanizmusainak (cséplő- és tisztítószerkezet, magleválasztás és az alkalmazott vágóasztalok, adapterek) tökéletes működése mellett tudják ellátni funkcióikat. Éppen ezért a gyártók az arató-cséplő gépek szemes kukorica morzsolva betakarításában alkalmazott csőtörő adaptereit is folyamatosan fejlesztik.

A folyamatos konstrukciós fejlesztés eredményeként kukorica csőtörő adapterek jól kiforrott konstrukciók, és soros kivitelben, az adott termeléstechnológiának megfelelő, különböző sortávolsággal családelven készülnek. Az adaptert gyártó cégek gyártmányai – a csatlakozó felületeiket és a hajtásátvitelt tekintve – általában valamennyi arató-cséplő géphez alkalmasak, és megfelelő átszerelőkészlettel rendelkeznek. Az utóbbi időben az egyre szigorodó közlekedésrendészeti előírások, valamint az arató-cséplő gépek megnövekedett áteresztőképességének a kihasználására épített, nagyobb munkaszélességű változatok esetén gyakori az összecsukható gép is, a fix vázkeretű változatok pedig az arató-cséplő géppel vagy traktorral vontatott szállítókocsival telepíthetők át az üzemelés során.

A kukorica csőtörő adapterek alapváltozatai a fix vázkeretű konstrukciók, amelyek gyorscsatlakozó-kerettel, illesztőprizmákkal és -csapokkal kapcsolhatók az arató-cséplő gépek ferdefelhordójához. Az adapterek a munkaszélességnek megfelelő méretű zártszelvényből kialakított vázszerkezetre épülnek. Az üzemi igénybevételek minél tökéletesebb elviselésére – a vázszerkezet kialakításánál – törekednek a nagyobb szilárdságú és korróziónak ellenálló szerkezeti acélok minél nagyobb arányú alkalmazására. A vázszerkezetet az oldalfalak, a hátfal és a fenéklemezek borítják. A két oldalfal tartóira szerelt csapágyházakban rögzítik a nagy menetemelkedésű terménytovábbító csiga golyóscsapágyait.
A vázkeret mellső tartóihoz csatlakoznak a törőhengereket és a hajtóműveiket tartó, zártszelvényű konzolok. A mellső konzolok egyben a behúzó fülesláncok lánckerekei és láncfeszítői csapágyazásának is bázisfelületét képezik. A csapágyaknál pedig szinte kizárólagos az utógondozást nem igénylő zárt csapágyak beépítése (7. ábra).

7. ábra. 8-soros csőtörő adapter nagyteljesítményű betakarítógépen

A behúzóláncok a törőhengerek elé nyúlnak, a kukoricaszárat a csővel együtt behúzzák a törőhengerek közé, a törőhengerek a kukoricacsövet a törőléc által határolt résen áthúzzák és letörik. A törőlécek távolsága az állomány szárvastagságának megfelelően állítható. Az állítás a korszerű kukoricacsőtörő-adaptereknél a vezetőfülkéből központilag elektromotorokkal állítható. Egyes típusokon – bizonyos menettartományban – a rugóterhelésű törőlécek távolsága automatikusan követi az állomány szárvastagságának méretváltozatait. A letört csövek az adapter anyagtovábbító csigájához, majd az arató-cséplő gép ferdefelhordójára jutnak. A behúzóláncok meghajtó lánckerekeinek csapágyháza csavarkötésekkel van rögzítve, míg a másik lánckerék csapágyháza általában csavarorsó segítségével elmozdítható, vagyis a láncok szükséges feszessége beállítható. Egyes típusokon a lánc feszítése gázrugókkal automatikusan van megoldva.

A csőtörő hengerek általában acélöntvény kialakításúak, és a behúzás hatékonyságának növelésére mellső részükre nagy menetemelkedésű, kúpos csavarmenet szerint kialakított öntvényorr csatlakozik. A további hengeres részen pedig a paláston alkotó irányú felöntések találhatók. A törőhengereknek ezen bordaszerű felöntései az aktívan működő részek, tehát ezek kopnak leginkább. A törőhengercserék gyakoriságának csökkentésére és a szerelési munkák megkönnyítésére a mai típusoknál a bordákat szerelhető kivitelben készítik, ezeket csavarkötések rögzítik a hengerek palástján. A törőhengerek recés bordái alá – a szárzúzók aprítási munkájának fokozására vagy növelésére – az alkotó mentén aprítókéseket szerelnek fel. Az így kialakított törőhengerek gyakran cserélhetők különleges kialakítású acélöntvény hengerekre. Egyes típusoknál a törőhengerek osztott kúpos kialakításúak, ennek megfelelően a törőbordák, illetve az aprítást végző kések is osztott kivitelűek. Az elkopott bordákat pedig egyszerűen kicserélik (8. ábra). A törőhengerek alatt tisztítókéseket helyezhetnek el. A törőegységeket a betakarítandó soroknak megfelelő osztásban helyezik el. A kukoricacsöveket tehát a fülesláncok a törőhengerek mögött elhelyezett középre hordó csigához szállítják, melynek dobólapjai juttatják az anyagot a ferdefelhordóra.

8. ábra. Kúpos kialakítású törőhengerek

A csőtörő adapterek hajtásukat az arató-cséplő gép ferdefelhordójáról kapják. A kisebb munkaszélességű, 4-soros változatok egy oldalról, míg a 6-soros változatok többsége, és a nagyobb munkaszélességű, 8–10–12-soros változatok két oldalról kapják a hajtásukat kardántengelyen keresztül.

Az adapterek működő részeinek hajtása a kardántengellyel meghajtott hajtóműről lánckerék áttéten, zárt öntvényházba épített homlokfogaskerék-hajtáson, az újabb korszerű típusokon pedig kardántengelyen keresztül történik (9. ábra). A törőhengereket és a fülesláncokat a bejövő tengelycsonkról, illetve az átmenő tengelyről külön-külön egy-egy kúpkerék hajtómű működteti. A hajtóműveket biztonsági, többnyire láncos tengelykapcsoló köti össze. A csiga hajtása láncáttételen és súrlódó tengelykapcsolón keresztül történik.

9. ábra. A kukorica csőtörők zárt hajtóműházas fogaskerék hajtása

Szárzúzó berendezések

A csőtörő adapterek kiegészítői a szárzúzó berendezések. A kukoricaszár betakarítás utáni kezelése, illetve talajba dolgozásának technológiai igénye szerint többféle, eltérő konstrukciójú szárzúzó berendezés került kialakításra. A jelenleg alkalmazott szárzúzó berendezések a csőtörő adapterekkel egybe vannak építve. A függőleges tengelyű, lengőkéses berendezések forgó részei soronként kerültek elhelyezésre, általában a kúpkerekes hajtóművekkel vannak egybeépítve, hajtásukat is onnan kapják. A forgórészek általában 2 db lengőkéssel vannak felszerelve, de egyes típusoknál 3–3 db lengőkést alkalmaznak. Egyes változatoknál a zúzás hatékonyságának fokozására vagy javítására a kukoricaszárat a vágás pillanatában egy álló kés támasztja meg. Az aprítás hatékonyságát – a már említett – törőhengerre szerelt kések is növelik. A függőleges tengelyű szárzúzók előnye, hogy hajtásuk kikapcsolható. Az aprítás mértékének fokozására – egyes típusoknál – soronként két függőleges tengelyű, lengőkéses zúzóberendezést is alkalmaznak.

A száraprítás hatékonyságának növelésére a törőhengerek mellső, kúpos részén túl aprítókéseket helyeznek el. Ilyen kialakítású szárzúzós adaptert gyárt a Geringhoff cég. Az ilyen rendszerű kukoricacsőtörő-adapternél a szár lehúzását a törőlécek között soronként egy-egy szárlehúzó-aprító henger végzi. A hengeren műanyag távtartó tárcsák között kis osztástávolságra aprítókéseket helyeztek el. A hengerrel, illetve az aprítókésekkel szemben, az osztásnak megfelelően helyezkednek el az ellenkések. A kukoricaszár alsó részét a forgó-aprító henger nekiszorítja a szemben lévő lemeznek, a forgó kések pedig az álló késekkel szemben felaprítják azt. Az aprítóhenger a szárat tovább húzza lefelé és aprítja, miközben a törőlécek a csövet leválasztják. A csőtörés biztonságának fokozása, a zúzóhatás további növelése céljából alkalmazzák az ismertetett csőtörő-zúzó berendezés két zúzóhengeres változatát. A törőhengereken elhelyezett kések a kukoricaszárat hosszirányban is sértik, javítva vagy gyorsítva a kukoricaszár egyébként kedvezőtlen, lassú vízleadását, vagyis gyorsabb a száradás.

Az összecsukható csőtörő adapterek működő szerkezetének kivitelei, konstrukciós megoldásai az eddig ismertetettekkel megegyezőek, eltérés a vázszerkezet, az anyagtovábbító csiga és a hajtásátvitel kialakításában van. Általában a 4 középső csőtörő egységet tartó vázkerethez csuklók körül felhajtható tartókkal csatlakoznak a szélső törőegységek. A felhajtható törőegységeket – szállítási helyzetben – mechanikusan csapok rögzítik. Munkahelyzetben a pontos illesztést helyező csapok és prizmák biztosítják, a működő szerkezeti részek hajtása pedig oldható körmös tengelykapcsolókon keresztül történik. A kiemelő mechanizmust az arató-cséplő gép hidraulikus rendszeréhez kapcsolt, kettős működésű hidraulikus munkahengerekkel lehet működésbe hozni.

Szinte valamennyi aratócséplőgép-gyártó gyárt saját csőtörő adaptert a betakarítógépeikhez. Emellett azonban számos neves hazai- és külföldi adaptergyártó cég jelen van gyártmányaival a piacon. A hazai gyártású kukorica csőtörők mind az orosházi Linamar Hungary Zrt. által gyártott Oros HSA és az Oros Cornado család – melynek munkáját a hatékony aprítás és az egyenletes tarlómagasság jellemzi –, mind a békési Optigép Kft. OptiCorn és OptiCorn CS 6–8–12-soros szárzúzós és szárzúzó nélküli, valamint fix- és összecsukható vázkeretű tagja a legmodernebb technikát és műszaki tartalmat képviselik. Az OptiCorn család Premium tagjánál új zárt hajtásátvitelt, alumínium ötvözetet és korrózióálló anyagokat alkalmaznak, aminek következtében jelentős súlycsökkenést értek el. Az Oros Cornado család már rendelkezik 76,2 cm sortávolságú, 16-soros fix- és összecsukható vázkeretű változattal is (10. ábra).

10. ábra. 16-soros adapter összecsukott szállítási helyzetben

Mindezek a munkaminőségre vonatkozó jellemzők a Claas Hungaria Kft. (Törökszentmiklós) Conspeed és Conspeed Linear adaptercsalád tagjai esetében az előzőekhez hasonló, és ezek a kukorica csőtörő adapterek is kiemelkedően magas műszaki színvonalat képviselnek.

Természetesen a hazai adaptergyártók kínálata mellett a kombájngyártó cégek saját csőtörő adaptereikkel is jelen vannak a piacon. A külföldi adaptergyártó cégek (Geringhoff, Kemper, Capello, Fantini stb.) kiváló gyártmányai mellett.

A műszaki fejlesztési megoldások nem teljes körűek, az itt nem érintett egyéb gyártmányokon és típusok esetében is hasonló fejlesztési tendenciát tapasztalhatunk.

Ajánlott kiadványokDr. Hajdú József:
A 21. század traktoraiDr. Kukovics Sándor szerk.:
A bárány- és juhhús fenntarthatóságaDr. Bai Attila (szerk.):
A biogázBai Attila - Lakner Zoltán - Marosvölgyi Béla - Nábrádi András:
A biomassza felhasználása

Ez is érdekelhetiA káposztafélék gépi betakarításaParlament előtt a 2025. év adózását meghatározó őszi adócsomagA lovak jólléte: a gondos lótartás eszközei és szabályai