TECHNIKA ROLNICZA OGRODNICZA LEŒNA 2/2011 dr hab. in¿. Stanis³aw GACH, prof. nadzw. SGGW, dr in¿. Krzysztof KOSTYRA
Katedra Maszyn Rolniczych i Leœnych, SGGW w Warszawie
Streszczenie
W pracy przeanalizowano istotne parametry konstrukcyjne i eksploatacyjne charakteryzuj¹ce nowoczesne prasy zwijaj¹ce. W czêœci drugiej dokonano przegl¹du rozwi¹zañ technicznych stosowanych w prasach zmiennokomorowych dostêpnych na rynku.
ANALIZA PRAS ZWIJAJ¥CYCH W ŒWIETLE
PARAMETRÓW KONSTRUKCYJNYCH
I EKSPLOATACYJNYCH.
Czêœæ 2. Prasy zmiennokomorowe
Prasy zwijaj¹ce zmiennokomorowe
W prasach ze zmienn¹ komor¹ prasowanie materia³u roœlin-nego przebiega w sposób uporz¹dkowany (od œrodka do zewn¹trz). W zwi¹zku z tym zapotrzebowanie na moc stopnio-wo wzrasta wraz ze zwiêkszaniem masy formowanej beli [6, 16, 17]. Ponadto bele uformowane przez tego typu prasy charakteryzuj¹ siê równomiernym zagêszczeniem materia³u w ca³ym przekroju beli oraz mog¹ mieæ ró¿n¹ œrednicê od 0,6 nawet do 2,0 m. W zwi¹zku z tym u¿ytkownik mo¿e decy-dowaæ o œrednicy beli stosuj¹c mniejsze œrednice przy zbiorze podsuszonej zielonki na kiszonkê i wiêksze przy zbiorze siana lub s³omy.
Rys. 1. Prasa zwijaj¹ca zmiennokomorowa przenoœnikowa: a - widok maszyny, b - schemat dzia³ania
Fig. 1. Variable chamber round baler conveyor with chain & slat conveyor: a - view of the machine, b - scheme of operation
W pocz¹tkowym okresie produkcji tego typu pras wystêpowa³y trudnoœci z rozpoczêciem zwijania beli. Jednak¿e prowadzone prace konstrukcyjno-badawcze doprowadzi³y do modyfikacji konstrukcji przez wprowadzenie podwójnych uk³adów pasów lub ³añcuchów z prêtami (rys. 1). Alternatywne rozwi¹zanie polega na zainstalowaniu w przedniej czêœci komory prasowania kilku walców, których usytuowanie spe³nia funkcjê sta³ej komory w pocz¹tkowej fazie formowania beli (rys. 2). W obydwu przypadkach zostaje ograniczona objêtoœæ komory, co u³atwia rozpoczêcie formowania beli bez zak³óceñ [16].
Rys. 2. Prasa zwijaj¹ca zmiennokomorowa pasowo-walcowa: a - podczas pracy, b - schemat dzia³ania
Fig. 2. Variable chamber round baler with roller & belt conveyor: a - at work, b - scheme of operation
TECHNIKA ROLNICZA OGRODNICZA LEŒNA 2/2011 Przestoje pras zwi¹zane z koniecznoœci¹ owijania beli
sznurkiem a nastêpnie jej wyrzuceniem z komory na ziemiê poch³aniaj¹ 30-40% efektywnego czasu pracy [14] i s¹ jednym z najwa¿niejszych czynników maj¹cych decyduj¹cy wp³yw na wydajnoœæ tych pras.
W niniejszej pracy przeprowadzono analizê podstawowych parametrów technicznych produkowanych obecnie na œwiecie 87 odmian 46 modeli pras zwijaj¹cych ze zmienn¹ komor¹ prasowania. Z analizy wynika, ¿e szerokoœæ podbieraczy pras mieœci siê w zakresie 1,50 do 2,40 m (ró¿ne modele firmy Case IH). Zespo³y zwijaj¹ce stanowi¹ uk³ad pasów oraz mieszane pasy z walcami (PW) i przenoœniki ³añcuchowo-prêtowe z wal-cami (£P+W). Spoœród analizowanych pras komorê z mechani-zmem pasowym ma 17 modeli pras (37%), z mechanimechani-zmem pasowo-walcowym 23 modele (50%), a z mechanizmem ³añcu-chowo-prêtowym z walcami tylko 4 (9%).
Pozosta³e dwa modele to prasy Comprima V 180 i 150 firmy Krone, wyposa¿one w taœmy parciano-gumowe z prêtami poprzecznymi (TP).
Rozpatruj¹c wymiary komory prasowania mo¿na zauwa¿yæ, ¿e dominuj¹cy wymiar szerokoœci komory prasowania, podobnie jak w prasach sta³okomorowych, to 1,20±0,03 m. - 44 modele. (95%). Jedynie dwa modele firmy Case IH maj¹ szerokoœæ komory prasowania równ¹ 1,60 m.
Natomiast wartoœci œrednicy bel s¹ znacz¹co zró¿nicowane, co jest charakterystyczne dla tego typu pras. Minimalne wartoœci œrednicy bel mo¿liwych do formowania przez rozpatrywane prasy wynosz¹: 0,50 m - 4 modele, 0,60 m - 9 modeli, 0,76 i 0,80 m - po 12 modeli, 0,90 m - 15 modeli, 1,00 m - 4 modele, 1,10 m - 2 modele. Odpowiednio maksymalne œrednice bel to: 1,20 m - 2 modele, 1,30 - 1 model, 1,50 m - 5 modeli, 1,55 m - 7 modeli, 1,60 m - 7 modeli, 1,65 m - 4 modele, 1,80 m - 11 modeli, 1,85 m - 2 modele i 2,00 m - 5 modeli.
Najmniejszy zakres zmiany œrednicy beli, wynosz¹cy 0,44 m, wystêpuje w prasie Case IH model RB444, a najwiê-kszy zakres, wynosz¹cy 1,40 m, w niektórych modelach firm Fendt, Gallignani, Massey Ferguson i Pöttinger.
Prasy RB554 i 564 firmy Case IH formuj¹ najwiêksze bele. Przy wymiarach 1,60×2,00 m ich objêtoœæ wynosi ponad 3,5 m .
Podobnie jak w prasach sta³okomorowych sposób wi¹zania bel sznurkiem i siatk¹ jest przewa¿aj¹cy i wystêpuje w zdecy-dowanej wiêkszoœci modeli.
Prasy mog¹ byæ wyposa¿one w zespo³y rozdrabniaj¹ce o zró¿nicowanej liczbie no¿y - od 11 szt. w prasie Z-599 firmy Sipma SA do 26 szt. w prasach Comprima V 180 i 150 firmy Krone.
Masy pras zmiennokomorowych s¹ du¿o wiêksze ni¿ sta³o-komorowych i mieszcz¹ siê w zakresie od 2200 do 3750 kg.
Zastosowanie urz¹dzeñ rozdrabniaj¹cych w prasach wi¹¿e siê z wy¿sz¹ cen¹ zakupu, a tak¿e zwiêksza masê prasy, zapotrzebowanie na moc, nak³ady na obs³ugê oraz nieznacznie straty iloœciowe zielonki [1, 4, 10, 11, 18, 20]. Jednak¿e dziêki rozdrobnieniu podsuszonej zielonki przed sprasowaniem nastêpuje wzrost zagêszczenia bel cylindrycznych o 5-15% [15]. Uzyskane dziêki temu zwiêkszenie masy bel powoduje zmniejszenie ich liczby z 1 ha, a tym samym zmniejsza siê zu¿ycie sznurka lub siatki. Ponadto zmniejszaj¹ siê koszty transportu i przechowywania. Pociêcie zbieranej zielonki wp³ywa korzystnie na proces fermentacji, a wiêc i jakoœæ kiszonki oraz u³atwia jej skarmianie [10].
W nowych prasach zwijaj¹cych John Deere bele owijane (wi¹zane) s¹ siatk¹ wystaj¹c¹ poza krawêdzie w tzw. systemie Analiza parametrów pras zmiennokomorowych
Ø
3
cover edge
Rys. 3. Wysiêgnik urz¹dzenia pomiarowego masy beli w prasie firmy Lely Welger
Fig. 3. Boom bale weight measuring device in the Lely Welger round baler
. Napiêta siatka „zaokr¹gla” krawêdzie beli, co chroni foliê przy ich owijaniu [13].
Firma New Holland jako dodatkow¹ opcjê do swoich pras zwijaj¹cych serii 544 i 548 (prasy o sta³ej komorze zwijania) oraz do serii 648 i 658 (prasy o zmiennej komorze zwijania) oferuje zespó³ do owijania bel foli¹. Przy dwukrotnym owiniêciu foli¹ bela zachowuje swoje kszta³ty podobnie jak przy zastosowaniu siatki. Stosowana folia jest koloru zie-lonego, pokryta od wewn¹trz klejem, co sprzyja stabilnemu utrzymywaniu siê zak³adek folii. Wed³ug danych niemieckich ten sposób jest ok. 0,5 euro/belê dro¿szy ni¿ owijanie siatk¹. Jednak¿e nawiniêta folia po stronie cylindrycznej beli s³omy lepiej ni¿ siatka chroni s³omê przed zamakaniem. To rozwi¹-zanie jest równie¿ korzystne w przypadku zbioru podsuszonej zielonki do zakiszania, a w szczególnoœci zbieranej prasami wyposa¿onymi w zespó³ rozdrabniaj¹cy, gdy¿ chroni foliê stosowan¹ do owiniêcia beli przed przedziurawieniem twardymi pociêtymi na kawa³ki ³odygami roœlin [12].
Firma Lely Welger w modelu prasy RP 220 zastosowa³a rozwi¹zanie, w którym bela po sprasowaniu trafia na specjalny wysiêgnik z urz¹dzeniem do rejestracji masy beli (rys. 3). Pozwala to na precyzyjne okreœlenie iloœci zbieranego materia-³u roœlinnego.
Prasy wyposa¿one s¹ w urz¹dzenia steruj¹ce i informuj¹ce o pracy maszyny. Przyk³adowo prasa RP235 firmy Krone wyposa¿ona jest w elektroniczny przyrz¹d o nazwie „Balercontrol E-link” informuj¹cy o dzia³aniu maszyny, umo¿liwiaj¹cy p³ynne w³¹czenie lub wy³¹czenie niektórych zespo³ów roboczych prasy, takich jak: rotor rozdrabniaj¹cy, zmianê kierunku jego obrotu w przypadku zapchania siê, czy te¿ otrzymanie informacji o rozpoczêciu obwi¹zywania beli. System ten zawiadamia tak¿e o równomiernoœci wype³nienia komory i wskazuje miejsce mniejszego zagêszczenia. Nale¿y podkreœliæ, ¿e nowe typy pras zwijaj¹cych charakteryzuje coraz wiêksza wydajnoœæ oraz mo¿liwoœæ wspó³pracy z owijark¹ przyczepian¹ lub nabudowan¹ na ramie prasy [3, 11].
Problemem nierozwi¹zanym we wspó³czesnych konstru-kcjach pras wci¹¿ pozostaje niemo¿noœæ pracy prasami w spo-sób ci¹g³y, gdy¿ operacje owijania beli sznurkiem lub siatk¹ oraz wy³adunku beli wymagaj¹ zatrzymania siê agregatu na polu [14]. Wzrost wydajnoœci maszyny jest mo¿liwy poprzez
zwiêkszenie przepustowoœci i skrócenie czasu przestoju. W tym celu doskonali siê systemy obwi¹zywania stosuj¹c podwójny sznurek i wydajn¹ siatkê, lub foliê, co jednak podnosi koszty ich eksploatacji [7]. Podejmowane próby konstrukcji pras zwijaj¹cych pracuj¹cych w sposób ci¹g³y, które wyposa¿one s¹ we wstêpn¹ komorê prasowania, nie przynios³y jeszcze efektu w postaci produkcji seryjnej [7, 8].
Nale¿y podkreœliæ, ¿e prasy formuj¹ce bele cylindryczne dominuj¹ na rynkach œwiatowych wypieraj¹c prasy konwen-cjonalne formuj¹ce ma³e bele prostopad³oœcienne. W Polsce przewa¿aj¹ jeszcze prasy formuj¹ce ma³e bele. Jednak¿e w 2000 roku sprzedano 1150 szt. pras zwijaj¹cych i po raz pierwszy ich sprzeda¿ by³a wy¿sza ni¿ konwencjonalnych [9]. Obserwowana jest tendencja do wzrostu sprzeda¿y pras zwijaj¹cych o zmiennej komorze prasowania, które na rynku niemieckim w roku 2002 stanowi³y ok. 40% [2]. Pomimo bar-dziej z³o¿onej konstrukcji i wy¿szej ceny, zdecydowa³y o tym zalety, jak zapewnienie jednakowego zagêszczenia praso-wanego materia³u roœlinnego w ca³ym przekroju beli, mo¿li-woœæ formowania beli o ró¿nej œrednicy z danego zakresu, wiêkszej przy zbiorze s³omy i siana, a mniejszej przy zbiorze podsuszonej zielonki przeznaczonej do zakiszania. Kolejn¹ zalet¹ jest stopniowy wzrost zapotrzebowania na moc, bez zna-cznego wzrostu w koñcowej fazie, jak to ma miejsce w przy-padku pras o sta³ej komorze prasowania.
Analiza wymiarów komór prasowania wykazuje, ¿e podo-bnie jak w prasach sta³okomorowych, szerokoœæ komór jest równa 1,20±0,03 m. Natomiast wartoœci œrednic bel s¹ znacz¹-co zró¿niznacz¹-cowane: wartoœci minimalne - 0,60, 0,80 i 0,90 m, oraz wartoœci maksymalne - ok. 1,50, 1,60, 1,80 a nawet 2,0 m. Podsumowanie
Literatura
[1] Cielejewski H.: Trends bei der Technik für die Futerernte. Landtechnik, 2003, Jg. 58 nr 6.
[2] Eberle C. : Ob rund oder eckig. Neue Pressengeneration sind enorm leistungsfähig. Agrartechnik, 2000, Jg. 79, nr 4.
[3] Eberle C., Kämmerer D. : Viel Neues auf dem Pressen -Markt. Schneidwerke und Komfortbeidienung auf dem Vormarsch. DLZ-Agrarmagazin, 2000, Jg. 51 nr 5. [4] Gach S., Kostyra K.: Wybrane aspekty zbioru zielonki
prasami zwijaj¹cymi z przeznaczeniem na kiszonkê. Materia³y konf. Badania maszyn i urz¹dzeñ rolniczych. SGGW, Warszawa, 1999.
[5] Gach S., Klonowski J.: Energetic investigations on the rolling baler. Annals of Warsaw Agricult. University. SGGW, 2000, 37.
ANALYSIS OF THE ROUND BALERS IN THE LIGHT OF DESIGN PARAMETERS AND
PERFORMANCE DATA.
Part 2. The round balers with variable chamber
Summary
The paper examines the important parameters characterizing the design and performance of modern round balers. This part reviews the technical solutions used in round balers with variable chamber available on the market.
[6] Gieroba J., Nowak J.: Prasy wysokiego stopnia zgniotu formuj¹ce bele wielkowymiarowe. Przegl¹d Techniki Rolniczej i Leœnej, 1992, 11.
[7] Gieroba J., Nowak J., Sawa J.: Zakiszanie zielonek w for-mie du¿ych bel cylindrycznych. Postêpy Nauk Rolni-czych, 1993, nr 2.
[8] Gieroba J., Nowak J.: Wybrane aspekty oceny jakoœci pras zbieraj¹cych. Materia³y konf. Badania maszyn i urz¹dzeñ rolniczych. SGGW, Warszawa, 1999.
[9] Muzalewski A.: Rynek maszyn rolniczych do zbioru zielonek. Technika Rolnicza, 2001, R. 50, nr 3.
[10] Nowak J., Sarec P.: Wybrane czynniki decyduj¹ce o jako-œci kiszonek w belach cylindrycznych. Postêpy Nauk Rolniczych, 2001, R 48/53.
[11] Olszewski T., Roszkowski A.: Technika rolnicza XXI wieku. Czêœæ IV. Technika zbioru i przygotowania zielonek do konserwacji. Przegl¹d Techniki Rolniczej i Leœnej, 2001, nr 7.
[12] Putz M.: Rund oder eckig? Neue Landw., 2003, Jg. 14 nr 6. [13] Rademacher T.: Erntetechnik. Neue systeme zum roden,
hackseln und pressen. TopAgrar, 2001, nr 11.
[14] RoszkowskiA., Kamiñski E., Ptaszyñski S., Orlikowski P., Kogut Z.: Nowoczesne technologie i techniki w produkcji roœlinnej. Zbiór ref. „Nowe tendencje rozwoju techniki rolniczej”. IBMER, Warszawa, 1996.
[15] Sêk T., Przyby³ J., Durczak K.: Urz¹dzenia tn¹ce w prasach do bel wielkogabarytowych. Przegl¹d Techniki Rolniczej i Leœnej, 1997, nr 7.
[16] Solov'yeva N. F.: Osebennosti konstrukcji zarube¿nych rulonnych press-podborscikov. Traktory i Sielskchoz. Masziny, 2002, nr 2.
[17] Tremblay D., Savoie P., Le Phat Q.: Power requirements and bale characteristics for a fixed and a variable chamber baler. CanadianAgricultural Engineering, 1997, 1. [18] Urbanowicz A., Szyszka E., Waszkiewicz Cz., Gach S.,
LisowskiA.: Prasa zwijaj¹ca z zespo³em rozdrabniaj¹cym. Przegl¹d Techniki Rolniczej i Leœnej, 1997, nr .
[19] Waszkiewicz Cz., Gach S., Klonowski J.: Jakoœæ pracy i nak³ady energetyczne prasy zwijaj¹cej Z-543. Przegl¹d Techniki Rolniczej i Leœnej, 2000, nr 8.
[20] Waszkiewicz Cz., Kostyra K.: Energy consumed in cutting of green forage, collected with the rolling baler with cutting unit, depending on chaff length. Ann. of Warsaw Agricult. Univ. SGGW, Agriculture, No 37 (Agricult. Engineering), 2000.
[21] Waszkiewicz Cz., Lisowski A., Gach S., Zastawny J.: Prace badawczo-rozwojowe nad wybranymi maszynami do zbioru zielonek na siano i kiszonki. Woda Œrodowisko Obszary Wiejskie, 2004, T. 4, Zeszyt 1 (10).
