Konstrukciós fejlesztések a szemenkénti vetőgépeknél

Kategória: Gépesítés | Szerző: Dr. Kelemen Zsolt, 2020/04/27

1. ábra. Horsch Maestro
rozstarlóban vetés közben

A szemenkénti vetőgépeknél a konstrukciós fejlesztés a szerkezeti részek üzembiztonságának, a teherviselő szerkezetek szilárdságának növelésére; a munkaminőség, a vetési pontosság, a technológiai alkalmasság és a teljesítmények növelésére; az energiaátvitel, a hajtási megoldások javítására és még számos funkcióra, illetve az azokat megvalósító szerkezetre irányul. A szemenkénti vetőgépeknél is tapasztalhatjuk a gépek beállítását, kezelését megkönnyítő szenzortechnológián és a digitalizáción alapuló távvezérlést, ISOBUS adatátvitelt és az érintőképernyős terminálok alkalmazását.

A szemenkénti vetőgépeknél is, mint egyéb más mezőgépeknél, a magas szintű mérnöki innováció már a gyártmánytervezésben, a gyártási folyamatban és annak irányításában is megjelenik. Ez azt jelenti, hogy a szemenkénti vetőgépek fejlesztői, konstruktőrei számítógépes tervezési háttérrel AutoCAD (Computer Aided Design), valamelyik tervező szoftverrel, véges elem modellezési és szimulációs megoldásokkal dolgoznak, a gyártástechnológiában pedig számítógépes gyártási programokkal CAM- (Computer Aided Manufacturing), robot- és lézertechnológiai alkalmazásokat használnak. A hagyományos szerkezeti anyagokat az önsúly, vagyis a sajáttömeg csökkentésére és a szilárdsági paraméterek növelésére nagy szilárdságú és nagy folyáshatárú szerkezeti anyagokkal váltják ki a váz- és keretszerkezeteknél. A műtrágyával érintkező alkatrészeknél pedig korrózióálló szerkezeti anyagokat, kopásálló, ötvözött, hőkezelt (pl. bóracélokat) és korrózióálló festékeket alkalmaznak. Ilyenek például a SSAB cég (Strenx, Domex – Borough – Weatherly – Laser – Multisteel – Hardox) szerkezeti anyagai. Ezeknek az alkalmazása új – az előzőekben említett – szigorú gyártási és hegesztési, festési technológiák bevezetését tette szükségessé. A beállításokra pedig a fejlesztők, konstruktőrök számítógépes szoftvereket dolgoznak ki, a leforgatási próbák, illetve munkák minél pontosabb elvégzésére.

Az előzőekben vázolt fejlesztési irányokat, innovációt, szinte valamennyi széles sortávú kultúra vetésére alkalmas szemenkénti vetőgép kivitelében, funkcionálisan működő szerkezeti részében megtalálhatjuk, a funkcióból adódóan hasonló vagy kissé eltérő kivitelben.

A szemenkénti vetőgépek vázszerkezeti és teherhordó elemeinél – a nagy folyáshatárú szerkezeti acélok alkalmazásának eredményeként amellett, hogy a váz- és keretszerkezetek szilárdsági jellemzői nőttek – a gépek önsúlya, saját tömege csökkent, ennek következtében például a műtrágyatartály-térfogatuk, vagyis a hasznos teherbírásuk – az újabb típusoknál – jelentősen nőtt. A szemenkénti vetőgépek osztott, központi műtrágyatartálya műanyagból vagy acélból készül, téglatest és alul csonka gúla alakú, a műtrágyát a súrlódási kúpszög vezeti a cellás adagolószerkezetre.

A műtrágya adagolása és szállítása – a vetőgép vázszerkezetére épített, műtrágyatartályos szemenkénti vetőgépeknél – cellás adagolóval és gravitációs úton történik. A központi magtartályos, nagyobb munkaszélességű, 8-12-24 soros változatoknál, illetve az üzemeltető traktor mellső függesztő szerkezetére épített műtrágyatartályos szemenkénti vetőgépeknél az adagolást szintén cellás adagolóberendezés végzi, míg a szállítás a műtrágyaelosztóhoz ventilátor légáramával történik. A szemenkénti vetőgépeken alkalmazott mellső függesztésű műtrágyatartály kivitelezését és elhelyezését, valamint a műtrágyát a ventilátor légáramába adagoló berendezést a 2/a-b ábra szemlélteti. Az így kialakított adagolóberendezések hajtása mechanikusan a vetőtengelyről, vagy hidrosztatikusan, vagy az újabb gépeken elektromotorokkal jól szabályozhatóan és pontos fordulatszám-tartományban történik. Az üzemeltető traktor mellső függesztőberendezésén elhelyezett műtrágyatartály-kialakítás előnye, hogy egyéb munkagépekhez is (pl. kultivátorok) kapcsolhatók.

2/a-b ábra. Mellső függesztésű
műtrágyatartály és adagolószerkezet
szemenkénti vetőgépeknél

A gyártástechnológia fejlődése következtében – éppen a nagy folyásszilárdságú anyagok alkalmazása miatt – a szemenkénti vetőgépek vázszerkezete számos konstrukciós változatban készül. A kisebb munkaszélességű változatoknál alap a fix vázkeret, de a megengedett 3 m szállítási szélesség betartása céljából már a 6 soros változatok is felcsukhatók, vagy teleszkóppal a szélső elemeket a középső fölé emelhető vázkerettel készülnek. A nagyobb munkaszélességű változatok vontatott kivitelűek, vázkeretük felcsukható, a központi mag- és műtrágyatartályos gépeknél pedig a vetőkocsikat és a mikrogranulátum-tartályokat tartó keret a mag-, illetve a műtrágyatartály mellé behajtható (3/a-b-c ábra).

3/a-b-c ábra. Felcsukható, teleszkópos és behajtható, különböző
konstrukciójú és munkaszélességű szemenkénti vetőgép

Szemenkénti vetőgépeknél az említett vázkeretre vannak építve a különböző konstrukciójú vetőkocsik. A vetőkocsik kialakítása, illetve felfüggesztése minél tökéletesebb paralelogramma rendszerű, és rendszerint kengyelcsavarokkal vannak rögzítve. Egyes típusoknál – az univerzális használhatóság érdekében – a különböző növénykultúrák igényei szerinti sortávolságban eltolhatóak, a kívánt sortávolságnak megfelelően állíthatóak. A vetőkocsikat munka közben a mélységhatároló kerék támasztja alá. A paralelogramma felfüggesztés jó talajkövetést biztosít, a V alakú, állítható mélységben dolgozó tárcsák és a tömörítőkerék megfelelő mélységű magárkot készítenek, és a hátsó tömörítőkerekek biztosítják a kelés optimális feltételeit.

Az elmondottakból is kiderül, hogy a vetőelemnek vagy vetőkocsiknak nagyon fontos funkcionális szerepe van, és ez az adott konstrukciókban is megnyilvánul. Éppen ezért a vetőelemek és vetőkocsik saját hordozóvázzal rendelkező, kompakt berendezések. A vetőszerkezetek, illetve vetőkocsik hordozóvázához csatlakoznak – az előzőekben ismertetetteken túlmenően – a mechanikus és szívó- vagy nyomórendszerű pneumatikus vetőszerkezetek, a különböző kialakítású nyitótárcsák, vetőcsoroszlyák, a magvezető, a mikrogranulátum- és műtrágya-csővezetés, a műtrágya-kijuttató csoroszlyák, sortisztítók, magnyomó és magtakaró kerekek.

A hazai gyakorlatban a kukorica vetésében – a széles körben alkalmazott szívórendszerű vetőszerkezeteknél – a magládából a beömlőnyíláson keresztül gravitáció hatására jut a vetőmag az atmoszférikus térbe. Az atmoszferikus és szívott teret elválasztó vetőtárcsa furataiba a szívóhatás következtében tapadnak bele a magok a kiejtés helyéig. A kiejtés helyén a vákuum megszűnik és a magvak a vetőbarázdába hullanak. A vetőszerkezethez különböző átmérőjű és számú furatokkal kialakított vetőtárcsák tartoznak. A kivetett magmennyiség, vagyis a tőszám a tárcsákon alkalmazott furatok számával és a tárcsák, vagyis a vetőtengely munkasebesség-arányos fordulatszámával változtatható, illetve állítható be.

A tavaszi vetésű növények – kukorica, napraforgó – a vetéstechnológiában nagyon igényesek a megfelelő környezeti és talajhőmérsékletre, a vetőágy nedvességtartalmára. A megfelelő talajhőmérséklet és nedvességtartalom optimuma csak nagyon rövid időszakban áll a gazdálkodók rendelkezésére. Ennek a rövid agrotechnikai időszaknak a vetéstechnológia szempontjából minél tökéletesebb kihasználása a szemenkénti vetőgépek területteljesítményének növelésével lehetséges. A szemenkénti vetőgépek területteljesítménye pedig sok más tényező mellett alapvetően a munkaszélesség növelésével és a magasabb munkasebesség-tartomány elérésével lehetséges. Mindezek mellett azonban tartani kell az egyéb, különösen a vetési mélység egyenletességére vonatkozó követelményeket a beállított állandó vagy változtatható tőszám és tőtávolság vonatkozásában is.

A nagy vetési pontossággal és nagy munkasebességgel történő szemenkénti vetésre vonatkozó igényeket a gyártók természetesen figyelemmel kísérik, és e tekintetben is fejlesztik a konstrukciókat.

A fejlesztés elsősorban a vetőszerkezet működésmódjára irányul, ezek a vetőszerkezetek precíziós mechanikus magadagolással és szívólevegős légszállítással működnek. A Horsch cég ilyen kialakítású gépei a Horsch Maestro gépcsalád RC és SV típusjelű tagjai. A vetőgépcsaládokat központi műtrágya- és központi, nagyméretű magtartállyal építik. A gépek vetőszerkezeti kialakítása központi magadagolású és szívólevegős rendszerű, a magszállítást, vagy magtovábbítást az átmenőtartályhoz nyomólégáram végzi. A soronkénti magadagoló rendszerben a légáram hatására a vetőmag a hornyos vetőtárcsák hornyaiba jut, ahol a maglesodró szerkezet (4. ábra) hatására a vetőcsövön keresztül a magárokba jut. Az ejtőcsövekbe szerelt magérzékelő szenzorok biztonságosak, az elektromos meghajtású vetőkocsik, illetve a csoroszlyakialakítások – magas üzemi sebesség mellett – pontos vetést és nagy területteljesítményű üzemelést tesznek lehetővé (1. ábra).

4. ábra. Réselt vetőtárcsa

A nagy pontosságú és nagy munkasebességek melletti, és a nagy területteljesítményű vetés követelményeinek figyelembevételével alakította ki a Väderstad cég is a Väderstad Tempo szemenkéntvető gépcsalád F, R; T; L; V; R típusjelű tagjait. A vetőgépcsalád tagjai speciális Glistring rendszerű elemenkénti nyomólevegős, pneumatikus vetőszerkezettel vannak felszerelve. A vetőszerkezetek hajtása elektromotoros, ami lehetővé teszi a megfelelő érzékelők és szoftver alkalmazásával a menet közbeni tőszámváltoztatást. A magládából a vetőmagvak a vetőtárcsával szerelt térbe kerülnek, ahol a túlnyomás a vetőtárcsa furataiba nyomja a magvakat (5. ábra).

5. ábra. A pontos vetésre alkalmas vetőszerkezet

Ezeknél a túlnyomással működő vetőszerkezeteknél a vetőtárcsáról az állítható lesodrógörgők távolítják el a felesleges magot, ezzel elkerülhető a kettősvetés. A légáramot, vagyis a túlnyomást megszakítva a vetőmagvakat a vetőtárcsáról egy gumikerék választja le, majd innen a túlnyomás hatására a mag­vezetőcsőbe, illetve a vetőcsoroszlya tárcsái közt a magágyba kerülnek. A vetőmag egyenletes kijuttatását, a magok távolságát a vetőszerkezetben egy szenzor érzékeli és tájékoztatja a gépkezelőt. A vetőtárcsát tüskéskerék tisztítja a magleválasztás után. A vetőágyba lövődött mag helyzetét egy magnyomó kerék rögzíti, és az állítható terhelésű, V alakban elhelyezett magtakaró kerekek zárják le a magágyat. A vetőszerkezet, illetve az adagolószerkezet hajtása változtatható fordulatszámú elektromotorral történik.

A nagy munkasebesség és pontos, precíziós vetés követelményeinek megfelelően fejlesztette ki a John Deere cég a Vacu Meter magadagoló rendszerét, melynek lényege a duplakefés magleválasztás, a vető és magtovábbítás elektromotoros hajtással történik külön-külön, a vetőmagok vetőágyba juttatására pedig kefesörtés magszállító rendszert alakított ki.

Különlegesen nagy pontosságú magelhelyezést és magadagolást biztosít az Amazone EDX sorozatú vetőgépcsalád tagjainál alkalmazott központi nyomólevegős magelosztó és kijuttató rendszer. Ennél a konstrukciónál a vetőmagvak elosztása a központi adagolódob furatsoraira a túlnyomás segítségével történik. A vetődobról a maglesodró szerkezet választja le a magvakat, osztja szét azokat, amelyek a nyomólégáram hatására a soronkénti magvezető csövekbe, majd a maglehelyező rendszerbe jutnak. A maglehelyező rendszer ikertárcsás csoroszlyából, barázdaformálóból, magrögzítő görgőből és V alakú magtakaró kerekekből áll.

Látható, hogy a szemenkénti vetőgépek szerkezeti, konstrukciós kialakításai még gyártmányon belül is számos változatot kínálnak a különböző technológiai igények kielégítésére.

A vetőkocsik a gerendelyhez bilincsekkel, kengyelcsavarokkal való rögzítése lehetővé teszi ezeknél a gépeknél a sortávolság kívánt értékre történő beállítását. Ez a művelet egyes típusoknál 30–80 cm-es távolságban a váz teleszkópszerű működtetésével, határoló ütközők segítségével hidraulikusan végezhető. Ezekkel a gépekkel megvalósítható a háromszög vagy „gyémánt” alakban történő vetés is (6. ábra).

6. ábra. Tenyészterület alakulása ikersoros vetésnél

Egyes típusoknál a vetőkocsik ikersorosan, párosan vannak elhelyezve, az ikersorok távolsága 70–76,2 cm (7. ábra).

A különböző talajművelési technológiákhoz alkalmazkodva a vetőkocsik felszereltsége, kialakítása is igazodik a technológiai igényekhez. A szántásos talajművelési technológia magágy-előkészítési technológiájához jól illeszkedik a csúszócsoroszlyás kialakítás. A csökkentett menetszámú talajművelési technológia a tárcsás csoroszlyás kialakítást követeli meg, ahol a tárcsás csoroszlyapárokat öntisztító, gumiborítású kerekek támasztják alá az egyenletes vetési mélység tartása céljából, ezt a célt szolgálja a csoroszlyák rugóterhelésének az egyenletes és csoroszlyánkénti beállítása is. A gyártók a mulcsba vetés és direktvetés számára külön csoroszlyaszerkezetet alakítanak ki, amely mulcsba vetés esetén ikertárcsás, vagy tändem elrendezésű tárcsás, melyek előtt szárvágó és sortisztító működik; míg direktvetés esetén hullámos elővágó tárcsákat alkalmaznak. A csoroszlyaterhelések szántás utáni, magágyba történő vetésnél 50–80 kg/sor, mulcsba vetésnél 100–150 kg/sor, direktvetésnél 200–260–300 kg/sor lehetnek.

Mindezeknek a csoroszlyákra vonatkozó kialakításoknak az egyszerűbb változatai a műtrágya-kihelyezés berendezésein is megtalálhatók. A vetőkocsik egyéb kiegészítőinek bemutatása a nagy pontosságú és munkasebességű vetőgépek ismertetésénél már megtörtént.
A szemenkénti vetőgépek vetőszerkezetének hajtása hagyományosan sebességarányosan a járókerékről dörzskerékkel vagy annak tengelyéről mechanikusan, különböző lánchajtás és fogaskerékhajtás áttételen keresztül történik. Ebben az esetben a kivethető magmennyiség a szükséges tőszám, ebből adódóan a tőtávolság az áttétel változtatásával állítható be.

A mai, korszerű szemenkénti vetőgépeken a vetőszerkezet vetőtengelyének hajtása történhet elektromotorokkal, több típusnál a műtrágya- és mikrogranulátum-kijuttató hajtása is elektromotoros megoldású.

7. ábra. Ikersoros vetésre alkalmas gép

Az elektromotoros hajtásnál a vetőtengely fordulatszáma az elektromotor fordulatszámának változtatásával könnyen beállítható a vetőgép és az üzemeltető traktor terminálja közötti ISOBUS adatátvitel segítségével. Az ISOBUS adatátvitel lehetőséget biztosít a menet közbeni tőszámváltoztatásra, az automatikus sorelzárás végzésére, a vetés egyéb paramétereinek az ellenőrzésére, megfelelő szoftver segítségével pedig a táblatérkép szerinti vetésre.

Mindezek a funkciók kibővíthetők a GPS és robotkormány alkalmazásával, az automatikus soron tartás és nyomkövetés funkciójával akár RTK ± 2,5 cm-es pontossággal. A GPS-technológiával történt vetés térképe elmenthető az adott terminál fedélzeti komputerébe. Az elmentett térkép alapján az esetleges következő munkaműveletekhez (növényápolás, növényvédelem) az automatikus kormányberendezéssel szerelt gépcsoport az említett RTK pontossággal tud visszatérni (8/a-b ábra).

8/a-b ábra. A szemenkénti vetőgépek szenzortechnológiával,
ISOBUS adatátvitellel és terminálokkal is alkalmazható

A szemenkénti vetőgépek gyártmány- és gyártásfejlesztésének a számítógépes AutoCAD, valamint a CAM gyártásirányítási rendszerek alkalmazásainak eredményeként a szemenkénti vetőgépek szilárdsági, munkaminőségi és üzemelési mutatói jelentősen javultak. A folyamatos innováció eredményeként – szinte valamennyi gyártó – széles munkaszélesség-változatú, 4-6-8-12-24-soros gépeket kínál a felhasználóknak, az egyszerű, de üzembiztos és jó munkaminőséggel dolgozó gépektől a nagy munkasebességgel, ISOBUS és szenzortechnológia alkalmazásokkal, GPS-applikációkkal vezéreltekig.

Ajánlott kiadványokDr. Hajdú József:
A 21. század traktoraiDr. Kukovics Sándor szerk.:
A bárány- és juhhús fenntarthatóságaBai Attila - Lakner Zoltán - Marosvölgyi Béla - Nábrádi András:
A biomassza felhasználásaHarasztiné Lajtár Klára:
A borkezelés, palackozás, csomagolás és szállítás berendezései - Borászati technológiák II.

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