A kalászos gabonák betakarításának műszaki eszközei

Az őszi és tavaszi vetésű kalászos gabonákat az ország egész területén nagy volumenben termesztjük. Ezért a betakarításuk jelentős műszaki hátteret és pontos logisztikát igényel. A kalászos gabonák betakarítása a hazai gyakorlatban egy menetben, gabonavágó asztallal felszerelt arató-cséplő gépekkel történik. A kalászos gabonák aratására a tangenciális cséplőszerkezetű szalmarázós, a forgó leválasztású és az axiáldobos arató-cséplő gépek egyaránt alkalmasak.

Területi arányok, időzítés

A szükséges kombájn konstrukciójának megválasztásához az arató-cséplő géppel betakarítható, kombájnozható növények területi arányait kell figyelembe venni. A hazai gyakorlatban termesztett kombájnozható növények termőterületi és az elérhető hozamokat, volumeneket és a betakarítás idejére vonatkozó adatokat az 1. táblázatban foglaltuk össze.

Kapacitások, kiválasztás, minőség

A táblázat adataiból látható, hogy a legnagyobb termőterületen és a legnagyobb volumenben termesztett növényféleség az őszi búza és a kukorica. Az arató-cséplő gépek és kombájnok kapacitását azonban az őszi búza optimális időszakában történő aratás biztonságos elvégzése szempontjából kell megállapítani, illetve kialakítani. A legnagyobb volumen és hozam mellett az őszi búza betakarítására áll rendelkezésre az agrotechnikailag legrövidebb optimális időszak. A viaszérésben lévő őszi búzát a beltartalmi jellemzők optimumán kell aratni a megfelelő minőség elérése érdekében, akár malmi, takarmány- vagy vetőmagminőség a cél (1. kép).

Az aratási időszak elhúzódása növeli az időjárási kockázatot, a lábon álló állomány többszöri megázása, de nagy záporok esetén egy megázás is jelentős beltartalmi károkat okozhat. Ennek következményeként a malmi minőségi állományból gyakran már csak takarmányminőség lesz. Az egyéb kombájnozható növények, így a másik legnagyobb volumenben termesztett növény, a szemes kukorica betakarítására az így meghatározott és beállított kombájnkapacitások biztosan elegendőek. Ez abból adódik, hogy az arató-cséplő gépek áteresztőképessége, tömegteljesítménye kukoricabetakarításban, az őszi búzához képest mintegy kétszer nagyobb. Az egyéb kombájnozható növények termőterülete lényegesen kisebb, mint az őszi búzáé. Ezeket a szempontokat országos és üzemi szinten is figyelembe kell venni.

A konstrukció kiválasztásánál pedig az üzemi szintű, különböző kombájnozható növények területi arányait kell figyelembe venni a termesztett növények elemi morfológiai tulajdonságai, elsősorban csépelhetőségi tulajdonságai miatt, de a szalmamenedzsment kérdése is fontos szempont.

Konstrukciós kialakítások, gabonavágó asztalok

A kalászos gabonák, így az őszi búza egy menetes betakarítására a különböző konstrukciójú, hagyományosan épített, tangenciális cséplőszerkezetű, szalmarázós, forgó leválasztású és axiáldobos arató-cséplő gépek szántóföldi vágóasztalokkal felszerelve egyaránt alkalmasak. Az arató-cséplő gépekhez a fejlesztők, konstruktőrök, gyártók a növények morfológiai különbözőségei és a nagyon eltérő termesztési körülmények melletti biztonságos üzemeltetés céljából különböző konstrukciójú vágóasztalokat fejlesztettek ki. Az arató-cséplő gépek vágóasztala mechanikus gyorscsatlakozó kerettel csatlakozik a ferdefelhordóhoz (2. kép).

A gabonavágó asztalok alapváltozatai hossz- és kereszttartókra hegesztett lemez aljzatú, oldal- és hátsó falú szerkezetek. A vágóasztal kereszttartói tartják a legfontosabb funkcionális szerkezeti részt, a vágó- vagy kaszaszerkezetet. A gabonavágó asztalok vágószerkezete egy- vagy két oldalról hajtott alternáló kasza. A leggyakoribb megoldás a kaszagerendelyre rögzített öntvény kaszaujjakra szegecselt álló pengékből és a fölötte alternáló mozgást végző kaszasínre szegecselt mozgó pengékből áll. A kaszaszerkezet hajtására különböző, forgattyús hajtóműves, bolygókerekes, excenteres hajtást is alkalmaznak. A kaszaszerkezet által levágott gabona a vágóasztal két oldalsó tartója csapágyházában csapágyazott, nagy menetemelkedésű középre hordó csigához jut. A középre hordó csigák a ferdefelhordó szélességének megfelelően vezérelt bedobóujjakkal vannak felszerelve. Az alternáló kasza előtt a levágás pillanatában a szárat a motolla támasztja meg (3. kép).

A motolla tartókonzolja a vágóasztal tartójához van hegesztve. A tartókonzolhoz csapszeg segítségével csatlakozik a motolla forgórészét tartó kar. A motollatartó karba van csapágyazva a motollaforgórész tengelye. A motolla helyzete a növényállomány magasságának, helyzetének, dőlésének megfelelően, annak magassága, kinyúlása hidraulikus munkahengerekkel szabályozható, illetve változtatható hidraulikus munkahengerek segítségével. A motollán körben elhelyezett tűtengely motollaujjak támasztják meg a terményt, és terelik a középre hordó csigára. A tűtengelyen csavarkötéssel rögzített ujjak hurkolt, ciklois vezérelt pályán mozognak. A hurkolt, ciklois pályát a vezérlés módja, a haladási sebesség és a vezérelt ujjak kerületi sebességének és munkasebességének az aránya határozza meg, ennek optimuma1:1,2-höz.

A gabonavágó asztalok technológiai alkalmasságának bővítésére alakították ki a kitolható vágószerkezetű „Vario” vágóasztalokat, a középre hordó és a hátrafelé hordó hevederes és ezek hagyományos és flexibilis vágószerkezettel szerelt változatait (4. kép).

Ezek a vágóasztalok speciális igényeket is kielégítenek, de a kalászosok betakarítására is eredményesen használhatók, különösen erősen dőlt állományok betakarításakor. A gabonavágó asztalok elektromos, hidraulikus berendezéseinek csatlakoztatása a mai korszerű, különösen a nagy munkaszélességű változatoknál gyorscsatlakozóval, multifunkcionális kapcsolófejjel végezhető el. A különböző konstrukciójú vágóasztalok működési magassága tekercsrugó-csillapítású, kettős működésű munkahengerekkel, azok úszó állásba rögzítésével állítható be.

A vágóasztal behordócsigájának vagy anyagtovábbító csigájának vezérelt ujjai a levágott terményt, szalmát, szemterményt a ferdefelhordóra juttatják. A ferdefelhordó – a kombájn nagyságrendjétől függően – egy, kettő vagy három pár szemes láncból és az azokat összekötő, különböző profilú kaparólécekből áll. A kaparóléces felhordószerkezet tengelye a meghajtótengely, az alsó láncfeszítő tengelyéről pedig átviszik a hajtást a vágóasztal hajtóművének behajtótengelyére.

Cséplés, cséplőszerkezetek

A ferdefelhordó által felszállított szalma, kalászos anyag a cséplőszerkezetre jut. A hagyományos, illetve a legrégibb cséplőszerkezeti megoldás az arató-cséplő gép hosszirányú szimmetriatengelyéhez képest keresztben elhelyezett, tangenciális anyagkilépésű cséplődobbal, azt megelőző előverőből és azt követő utóverő dobból álló cséplőszerkezet. A tangenciális cséplőszerkezetnél a cséplődob igénybevétele igen nagy (5/a-b. kép).

A cséplést a dob acélöntvény csillagaira csavarkötéssel rögzített, a szakzsargonban „verőléceknek” nevezett elemek végzik. A cséplés hatékonyságának fokozására a verőlécekre acélöntvény dörzsbetétek vannak felszerelve. A verőlécek száma 10-12 db lehet. Az acélöntvény csillagok a dob tengelyén vannak rögzítve. A cséplődob a hajtását a dob tengelyére ékelt, osztott szíjtárcsáról kapja. A szíjtárcsafelek egymástól való távolsága hidraulikusan vagy mechanikusan változtatható, vagyis a dobfordulat a variátorral változtatható. A dob alatt helyezkedik el a dobkosár. Gabona betakarításakor normál lyukú vagy univerzális lyukú kosarat kell beépíteni. A cséplés hatékonyságát a dob és a dobkosár közötti hézag befolyásolja.

A dobhézagot a termény állapotának, hozamának, szem/szalmaarányának megfelelően, a hozzá kialakított mechanizmussal lehet beállítani. Egyes konstrukcióknál a cséplődob elé előverőt használnak az újabb típusokon, ezt gyorsítódobnak nevezik. A cséplődobot követően pedig több sorban helyezkedik el az utóverő-, az anyagtovábbító és a forgóleválasztó dob. A gyorsító-, illetve a leválasztódobok alá is átejtőkosarak vannak építve. A kicsépelt mag, illetve pelyva-törek keverék a gyűjtőasztalra, onnan pedig a tisztítószerkezetre jut. A szalma pedig a szalmarázó ládákra kerül.

A szalmarázó ládák lépcsős kialakítású lemezszerkezetek, melyek alul nyitott vagy zárt kivitelben készülnek. A zárt kivitelnél az anyag visszavezetése megtörténik, míg a nyitott szalmarázók alá lengő gyűjtőasztal beépítése szükséges. A szalmarázó igénybevétele elég nagy, a leválasztás hatékonyságának növelése érdekében a szalmarázó hosszát a megengedhető legnagyobb értékűre választják.

A szalmarázók munkájának a hatékonyságát javítják a szalma áramlási irányába beépített szalmaoszlató vagy -lazító berendezések. Ezek lehetnek körpályás vagy vezérelt ujjas berendezések.

A hagyományos építésű szalmarázós arató-cséplő gépek áteresztőképességét a szalmarázó ládák geometriai méretei és kinematikai jellemzői korlátozzák. Ezért alakították ki a keresztben elhelyezett cséplődob után a gép hosszirányú szimmetriatengelyébe elhelyezett, egy- vagy azzal párhuzamosan kialakított kétrotoros, forgódobos leválasztású arató-cséplő gépeket.

Két rotoros, forgódobos leválasztó esetében a magvak szalmás anyagból történő kiválasztását (és egyben az anyag mérsékeltebb utócséplését) az egymással szemben forgó ujjas dobok végzik, a körülöttük excentrikusan elhelyezett köpeny, illetve annak alsó részén beépített leválasztó rostélyok révén (6. kép).

Az ujjasdob-építés és az excentrikus köpeny elhelyezése együttesen biztosítja a továbbmozgás során az anyag lazítását-tömörítését, és e mozgásváltozások kapcsán a magvak a szalmás anyagból történő jó hatásfokú kiválását eredményezik. Az egydobos, illetve rotoros konstrukció is hasonló kialakítású.

Az axiáldobos gépeknél a termény cséplését és a mag leválasztását a gép hossztengelyében vagy arra merőlegesen elhelyezett rotor végzi, az alatta elhelyezett kosarak segítségével. A gép hosszában, hátrafelé emelkedően telepített rotor mellső részén több bekezdésű csigavonalban elhelyezett lapátok veszik át az anyagot a ferdefelhordótól, és továbbítják azt a cséplőtérbe (7. kép).

A lapátok után a rotor palástján lépcsőzetesen elhelyezett, spirális alakban felszerelt dörzslécek és a rotor hátsó részén a leválasztószárnyak vannak. A dörzslécek a cséplést, a leválasztószárnyak a magkiválasztást végzik. Az axiáldobos gépeket is gyártják egy és két axiáldobos változatban is.

Tisztítás, tisztítószerkezetek, belső magszállítás

A tisztítószerkezet feladata, hogy a cséplőszerkezetről, illetve a szalmarázóról visszavezetett anyagkeverékből a szemeket kiválassza. A tisztítószerkezet általában kétlépcsős rostaszerkezetből – a tisztítószerkezetet levegővel ellátó axiál vagy radiál lapátozású ventilátorból – áll. Az anyag a rostaszekrénnyel egybeépített rázóasztalról, illetve a szalmarázókról közvetlenül vagy a gyűjtő-lengő tálcáról jut a rostákra (8. kép).

A tisztításhoz szükséges levegő mennyiségét állandó fordulatszámú, axiál lapátozású vagy változtatható fordulatszámú radiál ventilátorokkal állítják elő. A tisztítólevegő mennyiségének szabályozása az axiál ventilátorok esetében fojtással, a radiál lapátozású ventilátoroknál pedig a fordulatszám változtatásával történik. Ez utóbbi szabályozás esetében kisebbek a veszteségek, jobb a légszállítás hatásfoka. Szinte valamennyi gyártó rendelkezik vagy a rostaszerkezet, vagy az arató-cséplő gép felépítményének lejtőkompenzációs változatával (9. kép).

A kicsépelt mag, illetve a kicsépeletlen kalászok kombájnbeli belső mozgatását oldalról nyitott csigák, felfele pedig láncos gumilapátos felhordók végzik. A szemet ezek a magtartályba, a kicsépeletlen kalászokat pedig a dob elé hordják vissza. A magtartályban nyitott csiga szállítja az ürítőcsigához az anyagot. Az ürítőcsiga a kisebb gépeken 100–150 l/perc, a nagyobb gépeken akár 250 l/perc teljesítménnyel üzemeltethető.

A szalma kezelésére valamennyi konstrukciónál szalmaszecskázó és terítőberendezés van a leválasztószerkezet után építve. A tisztítószerkezetről lekerülő anyagot pedig pelyvaterítő tárcsák terítik el (10. kép).

A szalma felhasználása esetén ezek a berendezések kikapcsolhatók, és ebben az esetben az arató-cséplő gépek rendrakó üzemmódban dolgoznak.

Az újabb fejlesztésű arató-cséplő gépek különböző GPS-alkalmazásokkal, belső távvezérlő berendezésekkel, digitális kezelőberendezésekkel, hozammérő és -térképező applikációkkal stb. is felszerelhetők. Az üzemeltetést, a menet közbeni ürítést, a szállítóeszközök (pl. a gyűjtő-átrakó kocsik) feltöltését járműszinkronizáló rendszerek segítik (11/a-b. kép).

Dr. Kelemen Zsolt
műszaki szakértő