logo SPU
Slovenská poľnohospodárska univerzita, Nitra
Mechanizačná fakulta
Katedra strojov a výrobných systémov

Tr. A. Hlinku 2

949 76 Nitra
tel:037/6511 751-4 , 037/6512 251-4
fax:037/6511 560
 

Technické a technologické predpoklady zberu silážnych plodín

Rozhodujúcim strojom na zber krmovín určených na silážovanie je rezačka. Po pripojení žacích alebo zberacích adaptérov na základnú jednotku ( obr. 1 )je rezačka univerzálnym strojom na zber silážnych tenkostebelnatých plodín (lucerna, ďatelina,obilné miešanky, trávne porasty ) ale aj hrubostebelnatých plodín ( silážna kukurica, bôb ).

Konštrukčné a technologické predpoklady efektívneho využívania rezačiek

K základným pracovným ústrojenstvám základnej jednotky rezačky patria ( obr. 2 ) :
- vkladacie ústrojenstvo,
- rezacie ústrojenstvo,
- drviace ústrojenstvo ( Corn-Cracker ),
- dopravné ústrojenstvo porezanej hmoty.

Vkladacie ústrojenstvo musí zabezpečiť :
- stlačenie rastlinnej hmoty do homogénnej vrstvy,
- rovnomerné podávanie hmoty do rezacieho ústrojenstva,
- vrátenie hmoty od rezacieho ústrojenstva pri jeho upchatí,
- zabránie vniknutia kovových predmetov do rezacieho ústrojenstva.

Kvalita práce rezacieho ústrojenstva je závislá na:
- rovnomernom podávaní hmoty vkladacím ústrojenstvom,
- dodržaní nastavenej frekvencie otáčania rezacieho ústrojenstva,
- dodržaní nastavenej rezacej medzery medzi ostrím nožov a protiostrím ( 0,1–0,2 mm),
-ostrosti rezacích nožov a protiostria.

Drviace ústrojenstvo ( Corn-Cracker ) základnej jednotky rezačky je určené na homogenizáciu porezanej hmoty najmä pri zbere hrubostebelnatých plodín a tiež zŕn kukurice, ktoré sú potom ľahšie prístupné fermentačnému procesu pri silážovaní. Je tvorené dvojicou valcov, povrchovo ryhovaných, otáčajúcich sa s rôznou obvodovou rýchlosťou a s možnosťou nastavenia frekvencie otáčania valcov ( 800-1100 min-1 ) a pracovnej medzery ( 1 -13 mm). Toto pracovné ústrojenstvo je do základnej jednotky rezačky montované najmä z hľadiska požiadavky homogenizácie rastlinnej hmoty s vyšším obsahom sušiny ( napr. pri zbere kukuričnej hmoty s klasmi a pri zbere hmoty s vyšším obsahom sušiny). Podľa druhu zberanej hmoty a požiadaviek je možné celé ústrojenstvo jednoduchou úpravou vyradiť z činnosti.

Jedným zo základných kritérií technologického hodnotenia kvality práce rezačiek, je dĺžka rezanky. Z praktického hľadiska rozlišuje skutočnú ( ls) a nastavenú (teoretickú lt) dĺžku rezanky. Skutočná dĺžka rezanky má častice o dĺžke, ktorá sa pohybuje okolo nastavenej hodnoty, pričom rozpätie dĺžok je závislé na hodnotách normálneho rozdelenia početnosti okolo priemernej hodnoty. V praxi platí, že skutočná dĺžka rezanky ( ls ) sa od teoretickej dĺžky rezanky ( lt ) odlišuje hodnotami, ktoré sú menšie ale aj väčšie ako je nastavená hodnota. Za optimálne je možné považovať, keď 80 - 85 % častíc rezanky má nastavenú hodnotu. Skutočná dĺžka rezanky bude počas rezania ovplyvňovaná :

  • stavom porastu pred vkladaním do podávacieho ústrojenstva,
  • rovnomernosťou stlačenia hmoty pred vstupom do rezacieho ústia,
  • dodržiavaním frekvencie otáčania rezacieho bubna počas rezania,
  • dodržiavaním hodnoty nastavenej rezacej medzery,
  • stavom ostrosti nožov a protiostria.

Teoretickú dĺžku rezanky môžeme stanoviť zo vzťahu :

lt = vm / i.n [ m]

kde :

vm je rýchlosť vkladania hmoty do rezacieho ústrojenstva,

m.s-1

i – počet nožov rezacieho bubna,

n – f

Dôležitým technologickým parametrom rezacieho ústrojenstva je jeho priechodnosť ( q), ktorú môžeme stanoviť zo vzťahu :

q = b . h . vm . ς , kg.s-1

kde:

b je šírka rezacieho ústia , m,

h – hrúbka vrstvy rezaného materiálu , m,

vm – rýchlosť vkladania hmoty do rezacieho ústia ,

m.s-1

ς - mernα hmotnosť materiálu , kg.m-3 .

Pre kvalitnú prácu rezacieho ústrojenstva je potrebné, aby celková energetická bilancia rezačky ( vyjadrená potrebou príkonu na jednotlivé pracovné ústrojenstvá ) bola vyvážená a dostatočná. Túto závislosť je možné vyjadriť vzťahom :

P = Ppm + Pp + Ps

kde : P - inštalovaný príkon motora rezačky, kW

Ppm – príkon na pohon pracovných ústrojenstiev, kW

Pp - príkon na pohyb stroja , kW

Ps - stratový príkon, kW.

Príkon na pohon pracovných ústrojenstiev rezačky ( Ppm ) sa skladá z príkonu na pohon žacích a zberacích pracovných ústrojenstiev, podávacieho, rezacieho a dopravného ústrojenstva. Je ovplyvňovaný konštrukčným riešením pracovných ústrojenstiev rezačky, jej technickým stavom, nastavením pracovných ústrojenstiev a vlastnosťami zberaného materiálu. Z praktických meraní vyplýva, že potreba príkonu na jednotlivé pracovné ústrojenstvá je veľmi variabilná a v percentuálnom ( % ) vyjadrení môže byť nasledovná :

- pohon žacieho ( zberacieho ) ústrojenstva 4 – 12 %,
- pohon podávacieho ústrojenstva 5 – 10 %,
- pohon rezacieho ústrojenstva - 40 %,
- doprava porezanej hmoty 15 – 35 %,
- pohon na pojazdové ústrojenstvo 22 – 25 %,
- stratový príkon 5 – 10 %.

Energetická spotreba rezacieho ústrojenstva je jednou z najväčších energetických položiek odoberaných z inštalovaného príkonu motora a je úzko zviazaná s hodnotou natavenej dĺžky rezanky a s priechodnosťou rezacieho ústrojenstva. Všeobecne je možné konštatovať, že so zvyšovaním priechodnosti rezacieho ústrojenstva ( q ) a kratšou rezankou potreba energetického príkonu narastá ( pri q = 45 t.h-1 je potreba príkonu na rezanie približne 45 kW, ale pri priechodnosti 130 t.h-1 už 140 kW ). Potreba príkonu na rezanie tiež narastá so zvyšujúcim sa obsahom sušiny. Veľký vplyv na hodnotu príkonu potrebného na rezanie má stav ostria nožov a hodnota rezacej medzery. Na obr. 3 a 4 je táto skutočnosť vyjadrená v závislosti na hrúbke ostria a veľkosti rezacej medzery. Zo závislostí zobrazených na obrázkoch vyplýva, že so zvyšujúcou sa hrúbkou ostria nožov (otupenosťou ) spotreba energie vyjadrená v MJ.t-1 narastá, podobne ako so zvyšujúcou sa hodnotou rezacej medzery. Z uvedených závislostí jednoznačne vyplýva pre obsluhu rezačky potreba neustálej kontroly týchto hodnôt a pravidelné nastavovanie. Pochopiteľne, že nastavovanie týchto technologických parametrov je dnes v zverené regulačným a automatizačným prvkom ovládaných z kabíny obsluhy cez nainštalovaný palubný počítač.

Exploatačné predpoklady využívania rezačiek

O exploatačných predpokladoch využívania rezačiek rozhoduje predovšetkým plošná výkonnosť v hektároch za časovú jednotku( ha.h-1 ), alebo celková priechodnosť hmoty v rezacom ústrojenstve v tonách za časovú jednotku ( t.h-1 ). Až na malé výnimky udávajú jednotliví výrobcovia samohybných rezačiek pri zbere silážnej kukurice priechodnosť rezacieho ústrojenstva v rozmedzí 20 – 30 ton na jeden riadok silážnej kukurice za hodinu. Táto hodnota je veľmi dôležitá pri používané rezačiek pri zbere zavädnutých krmovín z  riadku, kedy hmota na 1 bežnom metri riadku je veľmi malá a preto je potrebné vyformovať riadok tak, aby aspoň približne zodpovedal tejto priechodnosti. Pri stanovení priechodnosti rezacieho ústrojenstva ( Q ) pri zbere z riadku je možné použiť vzťah :

Q = mr . vS , kg.s-1 ,

kde :

mr je hmotnosť jedného bežného metra riadku v kg,

vS - pracovná rýchlosť rezačky , m.s-1

Hodnoty priechodnosti rezacieho ústrojenstva sú zároveň aj kritériom pre posudzovanie technologickej vhodnosti konštrukcie rezačky pre zber danej plodiny. Pri súčasnom konštrukčnom riešení rezačiek pripadá na zber 1 tony hmoty približne 1,5 – 2,35 kW inštalovaného príkonu motora.

Keď sa zamyslíme nad používaním vysokovýkonných rezačiek v praxi je potrebné si uvedomiť za akých podmienok je ich využívanie výhodné a kedy nie. K výhodám z exploatačného hľadiska patrí :

  • vyššia výkonnosť pracovnej sily a nižší podiel mzdovej časti nákladov,
  • podiel neproduktívneho času na otáčanie klesá pri používaní stroja na veľkých parcelách,
  • skrátenie času zakladania zberanej hmoty do silážnych priestorov, čím sa vytvára základný predpoklad pre výrobu kvalitnej siláže.

Pochopiteľne, že pri používaní vysokovýkonných rezačiek v poľnohospodárskej praxi sa môžu prejaviť aj ich nevýhody, ku ktorým môžeme zaradiť:

  • zvýšenie neproduktívneho času pri práci na malých parcelách,
  • zvyšuje sa podiel času potrebný na výmenu dopravných prostriedkov, pretože objem tonáže prepravných prostriedkov nerastie zodpovedajúcim tempom k rastu výkonnosti zberacích rezačiek,
  • narastajúcu potrebu na dopravné prostriedky a tlak na zladenie zberu krmovín s ich odvozom,
  • zvyšujúcu sa cenu za nepredvídané opravy.

Poznatky z poľnohospodárskej praxe ale aj teoretické zdôvodnenia práce jednotlivých pracovných ústrojenstiev zberových strojov nás vedú k presvedčeniu, že pre zabezpečenie výroby kvalitnej siláže pri najnižších vkladoch do výroby je potrebné zladiť technické a technologické predpoklady práce zberových strojov. Zvýšená pozornosť vo využívaní teoretických a praktických skúsenosti z tejto oblasti v praxi, sa iste prejaví výrobou kvalitných objemových krmovín.

Vystavené 10. 10. 2003

Autor textu: doc. Ing. Juraj Poničan, PhD.