A gumiabroncsozású és a gumihevederes járószerkezetek mezőgazdasági gépeken

Borítókép
A gumiabroncsozású és a gumihevederes járószerkezetek mezőgazdasági gépeken

A szántóföldi növénytermesztésben akár a fenntartható, akár az intenzív profitorientált termesztéstechnológiát tekintjük: a biológiai alapok kihasználása, a növekvő terméshozamok elérése, a termelés gazdaságossága a munkafolyamatok egyre nagyobb teljesítménnyel való elvégzését követeli meg.

A területteljesítmények növelése azonban a nagyobb munkaszélességű, és nagyobb vonóerő igényű gépek magasabb munkasebességű üzemeltetésével érhető el. A nagy munkaszélesség következtében a szerkezeti elemek – vázkeret, tartószerkezet, vonóberendezés stb. – megfelelő szilárdsági méretezése – még a kedvezőbb gyártástechnológia, és jobb minőségű szerkezeti anyagok alkalmazása mellett is – a munkagépek tömegének emelkedéséhez vezetett. A nagyobb munkaszélességű munkagépek megnövekedett vonóerő igényét, illetve a magasabb munkasebesség miatti nagyobb vonóhorog-teljesítményt az üzemeltető traktorok tömegének, és a beépített motorteljesítményének növelésével igyekeztek a fejlesztők, gyártók kielégíteni. E törekvések a munkagépek, a magajáró erőgépek, és a vontatást végző traktorok fajlagos tömegének növekedésével jártak.

A mezőgazdasági gépeknél – a járószerkezet megnövekedett terheléshordozása mellett – gyakran azt megelőző fontossági sorrendben fontos funkcionális (pl. a vonóerő-kifejtés, a gördülési ellenállás legyőzése, mélységhatárolás, hajtásátvitel) ergonómiai és talajkapcsolati szerepe van. E fontos szempontok miatt a mezőgazdasági gépek járószerkezeti konstrukciói számos innovációs megoldást tartalmaznak. A folyamatos innováció eredményeként a mai mezőgazdasági gépeken alkalmazott járószerkezeteket az 1. ábra szerint csoportosíthatjuk.

Hagyományos és újszerű megoldások

A gumikerekes járószerkezetű konstrukciók jól kiforrott szerkezeti megoldások, széles körben alkalmazzák őket, vontatott és féligfüggesztett munkagépeken, magajáró erőgépeken (betakarítógépeken), valamint traktorokon nem hajtott és hajtott kerekeken egyaránt. Jellemzően alacsony gördülési ellenállással rendelkeznek, ami vontatott gépek, különösen mezőgazdasági pótkocsiknál jelent előnyt, de előnyös a magajáró gépek működéséhez szükséges alacsony önvontatási teljesítményigény szempontjából is. Hátrányuk, hogy a viszonylag kisméretű felfekvő felület miatt a talajterhelés értéke magas, illetve az okozott talajtömörítő hatás is jelentős, különösen a művelt talajrétegben. A mezőgazdasági traktorokon, betakarítógépeken éppen ezért – a talajterhelés és a csúszás (slip) csökkentésére a kifejthető vonóerő növelésére – gyakran alkalmazzák a gumikerekes járószerkezeteknél az iker, ritkán a triplaabroncsozású szerelést a gumiabroncsnyomás csökkentésével együtt (1. kép).

A fajlagos talajterhelés és a káros talajtömörödés csökkentésére a gumikerekes traktoroknál számos gyári konstrukciós megoldást alakítottak ki, de az üzemeltetők kezében is van a gumiabroncsgyártók által kialakított, illetve ajánlott alkalmazás.

A gumiabroncsozású traktoroknál a hajtott kerekek felfekvőfelülete növelésének, vagyis a fajlagos talajterhelés, és a káros talajtömörödés csökkentésének leggyakrabban alkalmazott megoldása az ikerabroncsos szereltség. Ennek további változata a hajtott tengelyek három kerékkel szerelt változata. Ezt a konstrukciót azonban a gyakorlat nagyon ritkán, csak extrém körülmények között alkalmazzák.

1. ábra

1. kép. Alacsonynyomású traktorgumik ikerabroncsozású szerelési modellje

2. kép. Alacsonynyomású ikerabroncsozású, nehéz univerzális traktor tarlóhántásban

A hajtott tengelyek ikerabroncsozása – szinte valamennyi univerzális, nehéz univerzális traktornál – opciós gyári alkatrészekkel is kivitelezhető. Ezen túlmenően az ikerkerék szereléshez szükséges abroncsok, felnik, távtartók, kapcsok és ezek különböző konstrukciói, egyéb gyártóktól is beszerezhetőek. Az ikerabroncsozású keréktárcsa és kapcsolóelem kialakítást a 2. ábra szemlélteti.

Az ikerabroncsozás előnye a mérsékelt felfekvőfelület növelése és a talajterhelés csökkentése mellett – az agrotechnikai igényeknek megfelelően – nehéz talajmunkákhoz (pl. szántás, lazítózás, és egyéb, pl. szállítási munkák végzéséhez) könnyen le, míg a könynyebb talajmunkákhoz, ahol fontos a taposási kár elkerülése (pl. magágykészítés, vetés, tarlóhántás stb.) könnyen felszerelhetőek az ikerabroncsok (3. kép).

Az ikerabroncsozásnak több hátránya van: a megnövelt nyomtávolság következtében, különösen a magasabb vonulási sebességből (40 km/h), valamint a hajtott kerekek megváltozott nyomtávolsága miatti terhelésektől megnövekedett dinamikus mechanikai igénybevételek több meghibásodást okoznak. Emellett a megnövekedett geometriai méretek (az ikerabroncsozású gép legnagyobb szélessége legtöbbször meghaladja a 3 m-t) miatt közúton korlátozott a mozgástere.

A gumikerekes traktorok abroncsainak kialakítása lehet diagonális vagy radiális szerkezetű. A korszerű gumikerekes traktorok esetében szinte kivétel nélkül radiál szerkezetű gumiabroncsokat használnak. Ezekre jellemző, hogy a kordszálak elhelyezése, illetve azok iránya nagyfokú oldalfal rugalmasságot biztosít, és lehetővé teszi a tömlő nélküli alkalmazást. Ez különösen fontos a talajkímélő gumiabroncsok esetében.

2. ábra. Opcióként beszerezhetők az ikerabroncsozás szerelékei

3. kép. Az alacsonynyomású traktor gumiabroncsok belső nyomásának csökkentésével nő a felfekvő felület

Mindezek mellett a mezőgazdasági gumiabroncsokat gyártó cégek a gumikerekes traktorok abroncsainak fejlesztésénél fontos szempontnak tartják a pótsúlyozással növelt terhelésű abroncsok felfekvőfelületének növelését, vagyis a talajterhelés, taposási károk csökkentését. Ezért olyan gumiabroncsokat fejlesztenek ki és gyártanak már szériában, melyek különböző, nagyon alacsony és magasabb gumiabroncsnyomás mellett, nagy vonóerő-kifejtés és kerékterhelés mellett is biztonságosan üzemeltethetőek.

A gumiabroncsok üzemi nyomásának megválasztása a traktorok hajtott kerekének abroncsainál egyébként is nagyfontosságú. Általánosságban elmondható, hogy közúton haladás vagy szállításkor magasabb gumiabroncsnyomás értékeket (2,0-2,3 bar), míg szántóföldi munkáknál alacsonyabb (1,2-1,6 bar) nyomásértékeket kell beállítani. A talajkímélő gumiabroncsok esetében az abroncsnyomás értéke, éppen a talajtömörödés hatékony csökkentésére a hajtott kerekek gumiabroncsnyomása akár 0,6 bar értékig lecsökkenthető, az abroncs felnin való elfordulásának veszélye nélkül (3. ábra).

A gumikerekes traktoroknál a kifejthető vonóerő nagysága – az előzőek alapján – a hajtott tengelyre, illetve a hajtott kerekekre eső adhéziós tömegtől függ. Mivel a hajtott gumiabroncsozású kerekek a talajon gördülnek, ezért a talaj oldaláról a talaj nyírási ellenállása, vagyis az ébredő feszültség a belső súrlódástól, a kohéziós erőtől függ. A kifejthető vonóerő azonban a gumiabroncs szerkezetétől, bordázatától, belső nyomásától, a profil szélességétől is, tehát a gumiabroncs jellemzőitől is függ. Mindezek a paraméterek – vagyis a belsőnyomás, a talajterhelés, profilméret – természetesen összefüggnek egymással (4. ábra).

A gumikerekes traktoroknál az abroncsnyomás változtatása és az üzemelés körülményeihez való hozzáigazítására, a traktorok levegőellátó-rendszeréhez kapcsolódó kiegészítő berendezésekkel könnyen megoldhatóak, bár a hazai gépkezelők tartózkodnak az alkalmazásától. Egyes traktorgyártók egyes típusainál már gyárilag, opcióként beépített kompresszorból, megfelelő szeleprendszerből, csővezetékekből – a traktor fülkéjében elhelyezett szoftvervezérlésű terminálból – álló levegőellátó-rendszert alkalmaznak (4. kép).

A gumikerekes traktorokon – akár hagyományos, de alacsony nyomású, akár normál vagy ikerszerelésű, vagy akár talajkímélő, széles profilú radiálabroncsokat alkalmaznak – az abroncsok belső nyomásának a beállítására mindig a gyári előírásokat kell alkalmazni. Figyelembe kell venni, hogy a gumiabroncsok teherbírása, terhelhetősége a belső nyomás és a munkasebesség függvényében változhat. Természetesen a talajterhelés csökkentése céljából – a gumiabroncsgyártók a mezőgazdasági szállítóeszközökhöz is – kifejlesztették az alacsonynyomású profilos, nagy felfekvő felületű mezőgazdasági gumiabroncsokat.

  3. ábra. A széles profilú gumiabroncsok alkalmazásával is növelhető a felfekvő felület