Az anyagmozgatási, rakodási munkák a mezőgazdasági kis- és nagyüzemekben, vállalkozásokban, vagyis az egész vertikumban nélkülözhetetlenek a termelés folyamatosságának fenntartásában.
A mezőgazdasági termelés nagyon eltérő ökológiai adottságokhoz – változó üzemnagyság, termelési szerkezet – igazodó igényeit különböző konstrukciójú (traktoros, csúszókerék-kormányzású, teleszkópos, törzscsuklós, merevvázas) homlokrakodók elégítik ki. Az üzemnagyságtól, termelési szerkezettől függően e konstrukciók egyes példányait akár egymás mellett, párhuzamosan is alkalmazzák. Ez egyben azt is jelenti, hogy az egyes konstrukciók között – a felhasználási területben, a teljesítőképességben, nagyságrendben – jelentős átfedéseket tapasztalhatunk. A széles körű alkalmazás igényei következtében valamennyi konstrukciós megoldást folyamatosan fejlesztik, és így újabb innovációk jelennek meg a piacon a mezőgazdaságigép-kínálatban.
Fejlesztések, konstrukciós megoldások
A mezőgazdasági rakodók fejlesztésénél is fontos szempont az élettartam növelése, a megbízhatóság fokozása. Éppen ezért ezeknél a gépeknél is találkozhatunk a számítógépes AutoCAD tervezői szoftverek, véges elemzési, szimulációs és modellalkotási eljárások alkalmazásával. A gyártástechnológiában pedig a hagyományos szerkezeti anyagokat nagy folyásszilárdságú, egyes szerkezeti elemeknél nagy kopásszilárdságú anyagokkal váltják ki. A gyártási folyamatra a CAM számítógépes gyártásirányítási rendszer, a CNC-vezérlés, a lézermegmunkálás, a robottechnológia, a hegesztő- és festőrobotok, illetve a környezetbarát festéstechnológia a jellemző. Ilyen például a japán Toyota-fejlesztésű „Lean Spirit” gyártási, folyamatszervezési filozófia, a finn Avant Technology.
1. kép. Az újabb típusokon a munkaeszköz párhuzamvezérlésére hidraulikus munkahengereket alkalmaznak
1. ábra. Homlokrakodók gémszerkezetének tervezésekor is alkalmazzák a végeselem-szimulációs módszert
A traktoros homlokrakodóknál ezek a módszerek egyszerűbb gémszerkezeti megoldásokat, megbízhatóbb kinematikát eredményeznek (1. ábra). Mindezek mellett a traktoros homlokrakodók gémszerkezetének a munkaeszköz párhuzamvezető mechanizmusában az újabb típusoknál a mechanizmusba hidraulikus munkahengerek kerülnek beépítésre (1. kép). A traktoros homlokrakodók esetében az újabb típusokra a traktorhoz történő biztonságos és üzembiztos gyorscsatlakozó keret, csöpögésmentes hidraulikus gyorscsatlakoztatás, a munkaeszközök sokfélesége, joystickvezérlés és ISOBUS terminál alkalmazá-sa a jellemző (2. kép). Az üzemeltetést segítő digitális adatátvitellel az adatok a rendszerről USB-adathordozóra letölthetőek és továbbíthatóak.
2. kép. A traktoros homlokrakodóknál alkalmazott súlymérő kijelzőterminál kezelőfelülete
3. kép. Egyes típusok távvezérléssel is üzemeltethetők
4. kép. A homlokrakodók a széles munkaeszköz-választéknak köszönhetően akár katonai igényeketis kielégíthetnek
A csúszókormányzású gépek esetében is jellemzőek az előzőekben ismertetettek. Ezen túlmenően ezeknél a gépeknél különös gondot fordítanak a kisméretű kezelőfülke komfortosságára és a kezelőszervek elhelyezésére, a gépkezelő munkájának megkönnyítésére. Egyes típusokhoz külső, hordozható rádiófrekvenciás távirányítású rendszert dolgoztak ki. Ilyen rendszer a Bobcat Remote Control Kit. A rendszer az elektromos SJC joystickvezérlésre applikálható. A rendszer alkalmas a gép összes munkafolyamatának a vezérlésére (3. kép). Mozgékonyságuk és masszív építésük eredményeként számos területen alkalmazzák őket. Ezért sokféle és különleges munkaeszközök csatlakoztathatók az alapkivitelű emelőgémhez. Erre példa az emelőgéphez csatlakoztatott komplett forgó árokásógép, mint önálló adapter. Az előzőekben említett távvezérlési lehetőség és a különleges adapter alkalmazása, valamint az ezeknél a konstrukcióknál is megvalósítható elektromos energiaátvitel, illetve meghajtás (pl. Elise 900) különösen előnyös lehet a honvédségi, katonai alkalmazásban (4. kép).
A magajáró homlokrakodók külön csoportját alkotják a kis helyigényű törzscsuklós gépek, melyeket szokás udvari rakodóknak is nevezni. Ezeknél a gépeknél a fejlesztés az univerzális használhatóság, vagyis a használható munkaeszközök bővítésére irányul, a kezelhetőség ergonómiai mutatói javítása mellett. Az újabb fejlesztésű törzscsuklós gépeknél az emelőképesség megtartásával párhuzamosan nagyobb emelőmagasságú teleszkópos gémszerkezeteket alkalmaznak. Mindez egyben az újabb változatok nagyobb rakodási teljesítményét is eredményezi (5/a-b-c. kép). Ezek a gépek alapkivitelben korszerű, kis teljesítményű dízelmotorral vannak felszerelve. A működtetésükhöz szükséges alacsony energiaigény tette lehetővé e gépek elektromotorral szerelt változatainak kialakítását. Ezeket a fejlesztéseket nagymértékben támogatta az akkumulátorgyártók utóbbi időben kifejtett hatékony innovációja. Ennek eredményeként az újabb fejlesztésű akkumulátorok, különösen a Li-ion lemezes akkumulátorok, de az ólomlemezes-savas akkumulátorok kapacitása is jelentősen nőtt. Ezzel együtt természetesen az akkumulátorok töltőberendezéseinek kapacitása, teljesítménye, a töltés gyorsasága is nőtt.
Az ebbe a kategóriába tartozó AVANT E6 erőforrása egy 14,5 kWh Li-ion akkumulátor, mely két elektromotort lát el energiával, melyek közül a 7,2 kW teljesítményű a járószerkezeti hidrosztatikus hajtás energiaigényét szolgáltatja, míg a 2 kW-os villanymotor az emelőhidraulika működtetéséhez szükséges energiát biztosítja. Egyéb tekintetben a gép a korábbi modellek kivitelével és működésmódjával megegyezik. Normál igénybevétel mellett mintegy 8 órát tud a gép dolgozni, ezután gyorstöltővel akár 1 óra alatt is feltölthető az akkumulátor (6. kép).
 |
 |
 |
5/a-b-c. kép. Különböző törzscsuklós kisrakodók
6. kép. Az elektromos rakodók gyorstöltő egysége
7. kép. KRÄMER KL 25.5e munka közben
A manőverezési helyigény és a térbeli munkaterület vonatkozásában a négykerék-kormányzású, merevvázas rakodók – az előző konstrukciókhoz viszonyítva – hasonló geometriai paraméterek kel, valamint kedvezőbb stabilitással rendelkeznek. Ezeknél a konstrukcióknál is az alapkivitel dízelmotoros építésű, azonban az előzőekben ismertetett akkumulátor-, illetve elektrotechnikai fejlesztések eredményeként szintén rendelkezésre áll elektromos változat is.
A KRÄMER KL 25.5e gép kivitelében, műszaki paramétereiben (emelőképesség, emelőmagasság) megegyezik az alapkivitellel. A hajtási energiát két elektromotor biztosítja, a járószerkezet hidrosztatikájának hajtását 15 kW, míg a munkahidraulika szivattyújának hajtását 25 kW teljesítményű motor végzi. Az elektromotorral meghajtott hidrosztatika – a kerékmotorok segítségével – 0–16 km/h munkasebességet biztosít. Az ólomsavas, illetve az ólomsavas zselés akkumulátorok feszültsége 80 V, a kapacitásuk 416, illetve 495 Ah, az üzemidő normál terhelésnél 5 üzemóra (8. kép). Az ebbe a teljesítménykategóriába tartozó gépek több típusa is elérhető már elektromos energiaátvitellel. Ilyen típusok – a teljesség igénye nélkül – a következők lehetnek: Everun ER 04, Schaffer 23e, Wiedemann 1160e, Eurotra. Ezek a gépek nulla károsanyag-kibocsátással tudnak dolgozni zárt térben, nagyon kedvező térbeli munkaterülettel – akár az elektromos targoncák versenytársai is lehetnek. Munkasebességük általában fokozatmentesen szabályozható 0–10, 0–14, 0–15, 0–17, 0–20 km/h tartományban. A hidraulikus jellemzőik pedig 44/185, 35/225, 54/235 dm3/bar körül alakulnak.
Az elektromosenergia-átvitel a nagyobb teljesítménykategóriába tartozó teleszkópos homlokrakodó gépeknél is megjelent. Ezeknél a konstrukcióknál találkozhatunk hibrid változattal, ilyen például a Merlo TF 42.7. A Merlo Turbofarmer családjának újabb fejlesztésű Turbofarmer 42.7 Hybridjének kedvező teljesítményszinten dolgozó, 54 kW-os dízelmotorja hibrid üzemmódban folyamatosan tölti az akkumulátorokat, melyek az elektromotor, illetve a járószerkezet és a munkahidraulika hajtásához szükséges energiát szolgáltatják, így csökken a hajtóanyag-felhasználás és a CO2-kibocsátás, elektromos üzemmódban pedig a CO2-kibocsátás gyakorlatilag nulla, s mindez minimális zajszinten történik (8. kép).
8. kép. A hibrid rakodók istállókban, zárt térben nulla károsanyag-kibocsájtással tudnak dolgozni
9. kép. Teljesen elektromos hajtású teleszkópos rakodó
10. kép. A nagy emelőképességű homlokrakodó elektromos prototípusa
A Faresin 6.26 FE rakodó elektromos energiaátvitelű gép, melynek az elektromos energiaátvitelre vonatkozó adatai a következők: járószerkezeti hajtás 9 kW, egyéb munka- és hidraulikahajtás 10 kW. A rendszer névleges feszültsége 80 V, az akkumulátor kapacitása 300 Ah, üzemidő 3 h (9. kép).
A hagyományos építésű, nagy teljesítményű, újabb típusú homlokrakodó gépeknél a fejlesztés az emelőképesség növelésére – a stabilitási paraméterek megtartása mellett – irányult. Ennek érdekében az újabb fejlesztésű gépeken a hagyományos gémszerkezetet nagyobb emelőerőt biztosító párhuzamvezérlővel, a munkaeszközt folyamatosan vízszintben tartó mechanizmussal látták el, egyes típusoknál a munkaeszköz billentése és visszavezetése is beállítható. Az emelőmechanizmusba kijelzővel ellátott mérlegrendszer is beépíthető. Az újabb változatoknál a beépített motorok elhelyezése a mellső tengelytől viszonylag távolra történik, ami jelentősen növeli a gép stabilizáló nyomatékát.
A mezőgazdasági rakodók munkahidraulikájának működtetése, a munkaeszközök, a kanál egyidejű mozgatásának finom összehangolása céljából a fojtással szabályozható állandó mennyiségszállítású fogaskerék-szivattyúkat folyadékmennyiség-szabályozású radiáldugattyús szivattyúkra cserélték. Ez a szabályozási mód amellett, hogy többféle munkaművelet egyidejű vezérlését és finomszabályozását teszi lehetővé, minimalizálja a hidrosztatikus energiaátvitel veszteségét is, javítja a hidrosztatikus rendszer hatásfokát. Szinte valamennyi gyártmányra jellemző a különböző hidraulikus gémcsillapítási rendszer, valamint a különböző gémeltolási megoldások és biztonsági rendszerek alkalmazása. Ilyen biztonsági rendszer például a Merlo cég MCDC dinamikus terhelésfigyelő rendszere, mely figyeli a gém terhelését, kinematikáját, pillanatnyi stabilitását, a billentőnyomaték túlzott megnövekedését jelzi, illetve – szükség esetén – be is avatkozhat, leállíthatja az emelési folyamatot, de engedélyezi a gém terhelőnyomatékának csökkentésére irányuló mozgatását. A rendszer munkaeszköz-felismerő szenzortechnológiát, ISOBUS-adatátvitelt, biztonsági szoftvert és fedélzeti kijelzőből álló terminált tartalmaz.
Az újabb fejlesztésű és típusú homlokrakodó gépek alapváltozatai energiaforrásaként korszerű, komputervezérlésű tüzelőanyag-ellátó rendszerrel szerelt dízelmotorokat használnak, melyek természetesen megfelelnek az aktuális károsanyag-kibocsátást korlátozó szabályoknak. Ezt a kisebb teljesítményű rakodógépek kisebb motorjainál DPF-részecskeszűrő és dízeloxidációs katalizátor, DOC, a nagyobb teljesítményű változatoknál pedig AdBlue-folyadékadagolású SCR-rendszer, valamint DOC-dízeloxidációs katalizátor alkalmazásával érik el.
A nagy emelőképességű homlokrakodóknál is a nagy teljesítményű, hengerenkénti adagolású és befecskendezésű, nagy nyomású, komputervezérlésű Common Rail tüzelőanyag-ellátó rendszerrel szerelt motorokat használnak. Az elektromosenergia-átvitel és az akkumulátorfejlesztés eredményeinek köszönhetően az elektromos hajtás már a nagy emelőképességű törzscsuklós rakodógépeknél is megjelenik, legalább is már prototípusszinten, ilyen például a Volvo LX 1 (10. kép).
A teleszkópos homlokrakodó gépek – a rakodási munkán kívül – gyakran egyéb más munkaműveleteket is végeznek, és üzemidejük jelentős részét az egyes munkaműveletek közötti áttelepülés, vándorlás teszi ki. Az általánosnak mondható kapcsolható négykerékhajtás és a változtatható, szabályozható szállítóképességű szivattyúból, hidromotorból és fogaskerekes hajtóműből álló sebességváltók mellett egyre nagyobb számban alkalmazzák a terhelés alatt kapcsolható „Powershift” változatot, valamint szállítási üzemmódban nagyobb teljesítményátvitelre alkalmas két hidromotoros megoldást.
A teleszkópos homlokrakodók egyes változatai hátsó hidraulikus hárompontfüggesztővel, vonóberendezéssel vannak szerelve, és ki van építve a TLT-hajtás is.
A nagy teljesítményű és emelőképességű törzscsuklós változatok esetében a CMATIC fokozatmentes hidraulikaszivattyúból és hidromotorból, hidrosztatikus és fogaskerekes mechanikus hajtásból álló sebességváltó alkalmazása innovatív megoldásnak számít, a munkasebesség 0–20 és 0–40 km/h tartományban fokozatmentesen szabályozható. A beépített motorteljesítmény pedig akár 250 LE-is lehet.
A cikkben közöltek alapján kiderül, hogy a felhasználói igények minél tökéletesebb kielégítése érdekében folyamatos a mezőgazdaságban használatos homlokrakodó gépek gyártás- és gyártmányfejlesztése. Ez az újabb és újabb típusok konstrukciójában jelenik meg. A konstrukciók mechanizmusainak fejlesztése mellett a hidrosztatikus és elektromos energiaátvitel, a környezetkímélő dízelmotorok beépítése, az informatikai és digitális alkalmazások, terminálok, ISOBUS-adatátvitel, GPS-alkalmazások a jellemzőek.
Dr. Kelemen Zsolt
műszaki szakértő
