logo SPU

Slovenská poľnohospodárska univerzita, Nitra
Tr. A. Hlinku 2
949 76 Nitra
e-mail: juraj.maga@uniag.sk


 


Možnosti využitia vysokovýkonných obilných kombajnov

Jedným z najznámejších symbolov a zároveň najväčšou strojovou investíciou do poľnohospodárskej techniky je obilný kombajn. Za posledné roky výrobcovia obecne zaznamenávajú určité kolísanie v predaji týchto strojov. Dôvodov je viac, ale najväčší podiel na tom majú štrukturálne zmeny v poľnohospodárstve celej Európy, cenový tlak na poľnohospodárov a takisto zvýšená životnosť týchto strojov.

Tak ako ukazovali minulé roky aj dnes vývoj týchto strojov stále smeruje k výkonnejším strojom, čo sa odráža na cene. Keď poľnohospodár, ktorý chce investovať do takéhoto stroja mal by mať informácie o účelnom či optimálnom využití tohto stroja. Na druhej strane práve vysokovýkonné obilné kombajny sa využívajú stále menej, niekedy len na 60 %. V takomto prípade je odporúčané venovať sa organizačným otázkam vnútropodnikovej sféry. Problémom je to, že až keď sa venujeme príprave ako aj priebehu zberu toľko času a samozrejme nákladov, že zisk z vyššej výkonnosti stroja to ani nevyrovná. Odborníci tvrdia, že využitie vysokovýkonných obilných kombajnov treba dosiahnuť aspoň na 80 %.

Využitie obilného kombajnu sa charakterizuje:

  • množstvom pozberaného zrna a z toho odvodené ukazovatele (plošná výkonnosť - pokosená plocha za daný čas nie je objektívnou mierou hodnotenia aj napriek tomu, že v praxi je to zaužívané. Nie plocha je dôležitá, ale z nej pozberané množstvo zrna, ktoré spolu so slamou prechádza mlátiacim ústrojenstvom za daný čas.)
  • štruktúrou pracovného času

Počas žatvy za vhodného počasia denný celkový pracovný čas býva približne 12 hodín. V praxi asi 20 % z celkového pracovného času pripadá na činnosti bez chodu motora ako napr. nastavenie ústrojenstiev, denná údržba a iné. Zo zbývajúceho času v jednej tretine sa nevykonáva mlátenie ako napr. presun na pole prípadne medzi parcelami, otáčanie sa na úvrati, montáž a demontáž žacieho stola, v prípade poľahnutého porastu zber len jedným smerom, čakanie na odvoz zrna a iné.

Miera využitia obilných kombajnov sa udáva priechodnosťou, čo je schopnosť mláťačky obilného kombajnu spracovať určité množstvo obilnej hmoty v "kg" za sekundu pri pomere zrna k slame 1:1,5, vlhkosti 15 %, čistote zrna v zásobníku minimálne 98 %, a pri stratách zrna za obilným kombajnom neprevyšujúcich 1,5 %.

Priechodnosti udávané u jednotlivých strojov slúžia len na porovnávanie, nakoľko sú zisťované za ideálnych podmienok, preto hodnoty priechodnosti zistené pri poľných meraniach v trvalej prevádzke a hlavne v priemere za sezónu nie sú reprodukovateľné, nakoľko vysoká miera zaťaženia stroja i vysoká pracovná rýchlosť sú len dočasne udržateľné. Pri dnešných strojoch s priechodnosťou 15 kg.s-1 a obilnej hmote s pomerom zrna k slame 1:1 to znamená približnú priechodnosť zrna 7,5 kg.s-1. Túto hodnotu priechodnosti môžeme nazvať kapacitou mlátiaceho ústrojenstva. Na základe skúseností možno povedať, že obilné kombajny v priebehu zberu za sezónu majú približne len 60 % priechodnosti zrna. Za sezónu to znamená priemernú priechodnosť zrna 4,5 - 5,1 kg.s-1.

Funkciou lepšieho využitia zberového stroja je dosiahnutie vyššej priechodnosti a lepšieho využitia celkového pracovného času. Aké sú tie možnosti môžeme zhrnúť do tabuľky 1.

Tabuľka 1: Možnosti zvýšenia výkonnosti obilných kombajnov

Priechodnosť
Pracovný čas
- výber vhodného stroja ako i príslušenstva
- znalosť štruktúry času nasadenia
- maximálne využitie pracovného záberu
- rýchle odstránenie prípadných porúch
- správna voľba priechodnosti stroja
- zníženie a optimalizácia času presunov správna voľba spôsobu pohybu strojov na parcele
- odborné nastavenie stroja
- zabezpečenie dostatočného počtu odvozných prostriedkov
- správne určenie strát
- vyprázdnenie zásobníka počas jazdy
- pokiaľ nie je potrebná slama, tak nastavenie vyššieho strniska

V konštrukcii obilných kombajnov ešte celkovo prevláda trend zvyšovania výkonnosti, ale postupne sa bude rozširovať vybavenosť týchto strojov umelou inteligenciou pre efektívne využitie inštalovaného výkonu. Preto sa pozrime bližšie na jedno z riešení, ako je možné zvyšovať priechodnosť zrna a tým zlepšiť využitie obilných kombajnov ktoré sú dnes na trhu, prípadne sú predmetom vývoja.

Technológia zberu s očesávaním kláskov pomocou očesávacieho adaptéra

História: Vynálezca John Ridley (1806 - 1887) narodený v Anglicku bol mlynárom, vynálezcom, veľkostatkárom, investorom, výrobcom poľnohospodárskych strojov a kazateľom, ktorý v rokoch 1839 a 1853 žil v Austrálii. Veda a teológia boli veľké záujmy jeho života. On je vynálezcom stroja, ktorý zbieral ako aj mlátil obilie bez kosenia "Ridley´s Stripper " (Ridleyho očesávač). Po príchode do Južnej Austrálie si kúpil pozemok a mlyn. Ridley nechal svoju farmu a venoval sa hľadaniu obilia pre svoj mlyn. V roku 1843 sa kolónie rozširovali hrozilo, že na zber úrody nebude dostatok pracovných síl. Ridley veľa času venoval problému mechanického spôsobu zberu pšenice. Ešte v tomto roku spoločnosť Corn Exchange ponúkol cenu 40 libier tomu, kto predloží model alebo plány kosačky na zber pšenice. V októbri toho istého roku Ridley-ho stroj už bol pripravený a neskôr úspešne testovaný. kde plochu 70 akrov (28 ha) pozbieral za týždeň. Vymyslel stroj na zber pšenice založený na očesávaní kláskov pomocou hrebeňov, ktorý takto zbieral a následne aj mlátil. Nasledujúci rok tento stroj inovoval a v roku 1845 sa toho vyrobilo už 7 kusov. V roku 1850 už viac ako 50 strojov bolo v prevádzke a ďalšie sa vyviezli do iných štátov. Po viac ako 140 rokoch sa stále vyrábali stroje na základe vynálezu z Južnej Austrálie. Niektorí, ako GL Sutton (1937), tvrdili, že skutočný vynálezca bol poľnohospodár, John Wrathall Bull (1804-1886), a nápad spoločnosti Bull bol ukradnutý mlynárom Johnom Ridleym. Historici prijali tento názor, ale Ridley a jeho podporovatelia, však neochvejne popreli obvinenia J.W. Bulla. Trvali na tom, že Ridley bol jediným vynálezcom. Aj keby tento stroj bol vynájdený pánom John Wrathall Bull-om, nikto nespochybnil, že Ridley bol jeho prvým praktickým výrobcom. V roku 1844 mu preto bola udelená zvláštna cena pre poľnohospodárstvo Austrálie.


Obr. 1: Očesávací zberový stroj z 19. storočia

V zahraničí táto technológia zberu obilia je testovaná už od 90-tych rokov dvadsiateho storočia. Dnes sú tieto očesávače kláskov vyrábané v širokej škále. Lídrom v tejto oblasti je anglická spločnosť Shelbourne Reynolds Engineering Ltd. Výskum týchto zariadení sa začal v roku 1987 a trvá dodnes v krajinách ako Anglicko, Nemecko, Taliansko, Rakúsko, Rusko, Kanada ako aj v ďalších iných. Spoločnosť Shelbourne Reynolds Engineering Ltd. očesávacie adaptéry vyrába so záberom 3 až 9,8 m na rôzne typy obilných kombajnov. V podstate je to na spôsob napr. kukuričného adaptéra, keď žací stôl nahradíme adaptérom, len v tomto prípade je to adaptér na očesávanie kláskov obilia. Tento adaptér nemá prihrňač a kosu, preto tu nedochádza k odrezaniu obilia, takže sa nevytvára strnisko. Klásky zo stonky sú očesávané špeciálnym hrebeňovým bubnom a odhadzované pomocou usmerňovacích krytov až ku priebežnej závitovke. Očesávací bubon má oktagonálny tvar a aktívna časť pozostáva z plastových (polyuretán) hrebeňov. Pred bubnom sa nachádza výškovo regulovateľná čelná zábrana, ktorá zabráni úletu odtrhnutých kláskov. Na dvoch krajoch adaptéra sa nachádzajú dva pasívne oddeľovače, podobne ako u klasických žacích stolov. Bubon sa otáča v smere hodinových ručičiek a tak zdola nahor odtrháva klásky, ktoré potom vhadzuje k priebežnej závitovke. Od tohoto miesta tok odtrhutých kláskov má rovnakú cestu, ako obilná hmota u žacích stolov s tým rozdielom, že pri tejto technológii na výmlat sa dostávajú len klásky a približne 20% slamy, čo výrazne vplýva na priechodnosť obilného kombajnu. Stonky (slama) bez kláskov ostávajú stáť na poli. Do obilného kombajna sa tak dostáva približne len nadpolovičné množstvo hmoty a to sú hlavne klásky obilia. Samozrejme je tu možnosť zvýšenia pracovnej rýchlosti, lebo priechodnosť mláťačky nám to dovoľuje. Pri takomto zvýšení pracovnej rýchlosti sa znižuje spotreba paliva na dané množstvo vymláteného zrna voči klasickej technológii (žací stôl). Treba poznamenať, že očesávací adaptér má 1,4 krát vyššiu hmotnosť ako klasický žací stôl. Môže to byť problém, ak obilný kombajn pracuje na vlhkej pôde. Pri normálnych zberových podmienkach straty nepresahujú dovolené hranice, v odlišných podmienkach je to citlivé.

Vo viacerých štátoch hlavne v Anglicku a v Nemecku, kde sa využíva táto technológia slama sa zaoráva do pôdy. Pokiaľ úroda slamy je do 6t/ha, tak zaorávanie je potrebné do hĺbky asi 10 cm a v prípade úrody slamy do 12 t/ha, do hĺbky 20 cm. V prípade zaorania slamy je potrebné pridať asi 10 kg dusíka na 1t slamy. Podľa výskumov v Rusku 1 tona slamy s 1kg dusíka zodpovedá 8,5 t hnoja (Sharikov 1999). V Nemecku sa využíva technológia zapracovania slamy aj kombinovaným náradím Combi - Disc - Cutter. Cieľom týchto výskumov je vytvoriť technológiu zberu obilia s očesávaním kláskov, určiť agrotechnické podmienky zberu obilia a pozberového obrábania pôdy, čím sa predpokladá zníženie spotreby energie a tak aj výrobných nákladov.


Obr. 2: Rez očesávacím adaptérom (1 - očesávací bubon, 2 - podávací doptavník, 3 - priebežná závitovka, 4 - čelný kryt)


Obr. 3. Očesávací adaptér na kombajne CASE s axiálnym mlátiacim ústrojenstvom Obr. 4. Očesávací adaptér v nasadení


Obr. 5 Očesávacie hrebene uchytené na bubny Obr. 6 Obilie pred a po prejdení očesávacieho adaptéra

V ďalšom poukážeme na zahraničné výsledky testov obilného kombajna Sampo Rosenlew SR 500 s klasickým žacím stolom a očesávacín adaptérom Shelbourne Reynolds (Strakšas, A. 2006).


Graf 1. Závislosť celkových strát zrna a strát mlátením i čistením od pracovnej rýchlosti obilného kombajna pri zbere pšenice i jačmeňa s očesávacím adaptérom


Graf 3. Závislosť hektárovej spotreby paliva od pracovnej rýchlosti obilného kombajna pri zbere pšenice i jačmeňa s očesávacím adaptérom


Graf 2. Závislosť celkových strát zrna a strát mlátením i čistením od pracovnej rýchlosti obilného kombajna pri zbere pšenice i jačmeňa konvenčným spôsobom (žací stôl)


Graf 4. Závislosť hektárovej spotreby paliva od pracovnej rýchlosti obilného kombajna pri zbere pšenice i jačmeňa konvenčným spôsobom (žací stôl)

Súhrn

  1. Zvyšovaním pracovnej rýchlosti zberu s očesávacím adaptérom dochádza ku znižovaniu strát zrna za adaptérom.
  2. Požadované otáčky očesávacieho bubna v pšenici sú 500 až 600 a v jačmeni 600 až 650 min-1.
  3. Straty zrna spôsobené očesávacím adaptérom pri nižších pracovných rýchlostiach (3-4 km.h-1) sú výrazne vyššie ako pri klasickom žacom stole. Pri vyšších pracovných rýchlostiach rýchlostiach (7 km.h-1) straty očesávacím adaptérom sú už v rámci povolených hodnôt.
  4. Zaorávanie jačmennej slamy je bez problémov a pšeničnej slamy len po úprave alebo s diskovým náradím, kde dochádza aj ku narezávaniu slamy. Pokytie pôdy slamou po orbe je len 0,08 - 0,15%, čo neprekáža ďalším zásahom do pôdy.
  5. Pri porovnaní klasickej zberovej technológie pomocou žacieho stola s technológiou očesávania kláskov možno konštatovať, že energetické úspory t.j. paliva v prospech očesávacej technológie dosahujú hodnôt 37 až 42%.

Záver

Celkove možno konštatovať, že vývoj nových prvkov obilných kombajnov a tak aj technológií v budúcnosti bude smerovať z jednej strany naďalej ku zvyšovaniu výkonnosti a z druhej strany ku znižovaniu prevádzkových nákladov.

LITERATÚRA

Strakšas, A. 2006: Development of a stripper header for grain harvesting. In. Agronomy Research 4 (1), 79-89
Sharikov, R.S. 1999: Sideral fertilizer and straw - the additional reserve of the soil organics. In Agriculture (Agronomy) 4,38. (in Russian) :

Vystavené 6.9.2011

Autor textu: Doc. Dr. Ing. Juraj Maga