MASINI DE RECOLTAT SFECLA DE ZAHAR

MASINI DE RECOLTAT SFECLA DE ZAHAR

1. Consideratii generale

1.1. Domeniul de utilizare si clasificarea masinilor de recoltat sfecla de zahar

Recoltarea sfeclei de zahar se realizeaza, prin efectuarea urmatoarelor operatii: dislocarea si extragerea (scoaterea) radacinilor de sfecla din sol, taierea frunzelor si coletelor (decoletarea radacinilor), curatirea radacinilor de sfecla decoletate, colectarea separata a radacinilor si a coletelor cu frunze.

Decoletarea radacinilor de sfecla se poate executa inainte de scoaterea radacinilor din sol sau dupa dislocarea si scoaterea acestora din sol.

Recoltarea sfeclei de zahar se poate face folosind fie diferite masini care efectueaza partial sau total operatiile enumerate, fie combine, in primul caz se folosesc masini de decoletat si masini de recoltat radacini de sfecla, in cel de al doilea caz, la o trecere, combina efectueaza toate operatiile necesare - decoletarea radacinilor, dislocarea si scoaterea radacinilor din sol, curatirea radacinilor si colectarea separata a frunzelor si a radacinilor in remorci sau colectoare.

In functie de operatiile tehnologice pe care le executa, masinile folosite pentru recoltarea sfeclei de zahar se pot clasifica in urmatoarele grupuri:

- masini de decoletat sfecla, care efectueaza taierea coletelor cu frunze de pe radacinile de sfecla, cand acestea se gasesc in sol si colectarea frunzelor in remorci sau lasarea coletelor cu frunze pe sol;

- masini de recoltat (scos) radacini de sfecla, care efectueaza dislocarea si scoaterea radacinilor de sfecla din sol, curatirea acestora si colectarea lor in colectoare sau remorci;

- masini de dislocat sfecla (denumite dislocatoare de sfecla), care efectueaza numai operatia de dislocare a radacinilor de sfecla din sol, celelalte operatii - scoaterea (smulgerea) sfeclei din sol, decoletarea si curatirea radacinilor - facandu-se manual;

- combine de recoltat sfecla, care executa toate operatiile impuse in cadrul recoltarii: decoletarea, dislocarea si scoaterea radacinilor din sol, curatirea radacinilor si colectarea separata a radacinilor si coletelor cu frunze;

- masini de adunat si incarcat radacini de sfecla, care efectueaza ridicarea radacinilor, curatirea acestora si incarcarea lor in remorci; aceste masini sunt folosite in special in cadrul tehnologiei de recoltare divizata in trei faze.

In prezent, datorita diferitelor conditii de clima si sol in zonele de cultivare a sfeclei, a modului de dezvoltare a radacinilor cat si a conditiilor in care are loc recoltarea sfeclei se folosesc diferite tipuri de masini de recoltat, existand tendinta de a se construi masini cu latimi de lucru mari, care sa recolteze la o trecere 3-6 randuri.

Masinile de recoltat sfecla pot fi tractate sau autopropulsate. Dislocatoarele de sfecla folosite in prezent sunt purtate.

2. Componenta masinilor de recoltat sfecla de zahar.

2.1Masini de decoletat sfecla. Aceste masini includ in componenta lor aparate de decoletat si transportoare de frunze, montate pe un cadru sustinut pe roti. Unele masini de decoletat sunt prevazute cu sisteme de dirijare automata pe rand a masinii.

In figura 1, a se arata schema unei masini tractate de decoletat, formata dintr-un cadru sustinut pe roti (doua roti principale si doua roti de copiere), pe care sunt montate aparatele de decoletat (fiecare aparat fiind format din palpatorul 7 si cutitul 2), transportorul longitudinal 3 si transportorul transversal 4. Coletele taiate de pe radacini sunt aruncate pe transportorul 3 care le transporta spre partea posterioara, transmitandu-le la transportorul transversal 4, care le descarca intr-o remorca ce se deplaseaza paralel cu masina. De partea posterioara a masinii este cuplat cadrul de sustinere a rotorului cu palete elastice 5 care efectueaza curatirea radacinilor decoletate. Rotindu-se, acest rotor indeparteaza frunzele si alte resturi vegetale. La partea superioara a transportoarelor 3 si 4 sunt prevazute uniformizatoarele 6 si respectiv 7. In figura 16.1, b se arata schema unei alte masini de decoletat. In acest caz, coletele taiate de cutitul 7 sunt transmise de tamburul palpator 2 (care primeste miscare de rotatie) la tamburul 3, cu gheare escamotabile, de unde prin intermediul valtului 4 ajung la melcul 5. Melcul 5 deplaseaza coletele spre un transportor de descarcare 6, care efectueaza descarcarea coletelor taiate in remorca. Transportorul de descarcare poate fi cu racleti sau cu ventilator aruncator. La unele masini de acest tip, preluarea frunzelor de la aparatele de decoletare se face de un transportor longitudinal care transmite frunzele la transportorul de descarcare.

Fig. .1 Schema unei masini tractate de decoletat

Unele masini de decoletat efectueaza decoletarea fara a colecta frunzele, in acest caz, coletele sunt descarcate pe sol sub forma unor brazde sau sunt imprastiate.

Exista si masini de decoletat la care decoletarea se face sub actiunea a doua rotoare (unul cu cutite si altul cu palete elastice) si a unui cutit de decoletare. Rotoarele efectueaza taierea si indepartarea frunzelor de pe radacina, cutitul realizand taierea partii superioare a radacinii. Atat frunzele cat si coletul raman in acest caz pe sol.

2.2.Masini de recoltat radacini de sfecla. Aceste masini efectueaza dislocarea radacinilor de sfecla, decoletate in prealabil, scoaterea acestora din sol si curatirea lor. Radacinile curatate sunt incarcate in remorci.

In figura .2 se arata schema unei masini autopropulsate de recoltat radacini de sfecla. Dislocarea si scoaterea radacinilor de sfecla de pe un rand se fac cu doua discuri de dislocare 1, radacinile de sfecla fiind transmise cu ajutorul rotorului cu palete 2 la primul grup de organe de curatire format din doua perechi de valturi melcate 3 si 4. Deplasandu-se pe valturile melcate se realizeaza curatirea radacinilor de sfecla de pamant, trecerea de la un grup de valturi melcate la celalalt fiind realizata cu ajutorul valtului 5.

De la valturile melcate radacinile curatate, prin intermediul valtului 6 si a axului cu rozete hexagonale 7, sunt transmise la elevatorul longitudinal 8, care le transporta in buncarul 9. Pe fundul acestui buncar este prevazut transportorul 10 care poate dirija radacinile de sfecla fie spre transportorul de descarcare 11 (cand in masa de radacini nu sunt bulgari), fie spre transportorul zdrobitor de bulgari 12. Acest transportor este format din trei axe pe care sunt montate rozete si un ax cu discuri, in timpul deplasarii materialului pe transportorul 12, se realizeaza sfaramarea bulgarilor, radacinile fiind transmise spre transportorul de descarcare 17.

Fig. .2 - Schema masinii autopropulsate de recoltat radacini de sfecla

Fig. .3 - Schema masinii tractate de recoltat radacini de sfecla

In figura .3 se arata schema unei masini tractate de recoltat radacini de sfecla. Dislocarea si scoaterea sfeclelor este efectuata de discurile de dislocare 1, radacinile de sfecla fiind transmise prin intermediul rotorului 2 la transportorul 3, de unde sunt preluate de rozetele de curatire 4 si transmise la elevatorul cu racleti 5. in partea superioara radacinile sunt descarcate pe valturile 6 care realizeaza curatirea acestora. De pe valturi, radacinile curatate sunt transmise in buncarul 7. Descarcarea buncarului se face prin intermediul transportorului 8 si a unui transportor de descarcare (nu este reprezentat pe figura), montat in partea laterala a masinii.

Masinile de recoltat radacini de sfecla efectueaza colectarea radacinilor direct in remorci sau in buncare cu capacitatea de 2,5 5 m³. Ele se construiesc cu latimi de lucru diferite, efectuand la o trecere recoltarea a 2 6 randuri. Pentru dirijarea masinii de-a lungul randurilor de radacini, masinile de recoltat radacini, construite in prezent, se prevad cu sisteme automate de dirijare.

2.3.Combine de recoltat sfecla. Combinele de recoltat sfecla se construiesc dupa diferite scheme tehnologice, efectuand recoltarea cu decoletare prealabila a radacinilor de sfecla sau cu dislocare si extragere (smulgere) prealabila a acestora. Combinele includ in componenta lor atat organe de decoletare, organe de dislocare si scoatere a radacinilor, organe de curatire a radacinilor cat si transportoare de frunze si transportoare de radacini. Colectarea frunzelor si a radacinilor recoltate se face in buncare, cu care se prevad unele combine, sau in remorci - una cuplata in spatele masinii, iar a doua se deplaseaza paralel cu masina.

Fig. .4 - Schema combinei de recoltat sfecla,

cu decoletare prealabila

In figura .4 se arata schema tehnologica a unei combine de recoltat sfecla de zahar, cu decoletare prealabila a radacinilor, operatie efectuata de aparatul de decoletat format din tamburul palpator 1 si cutitul 2. Frunzele de sfecla sunt transmise la transportorul cu racleti 3 si apoi sunt preluate de transportorul transversal 4 si transportate in buncarul de frunze 5, montat in partea laterala a masinii. Descarcarea periodica a buncarului se face prin rabaterea capacului acestuia. Dupa decoletare se face curatirea capetelor radacinilor cu ajutorul rotoarelor cu palete elastice 6. Dislocarea si scoaterea radacinilor din sol, de pe fiecare rand, se fac cu doua discuri 7, radacinile fiind transmise prin intermediul rotorului cu palete articulate 8 pe transportorul de curatire 9. De pe acest transportor, prin intermediul axului cu discuri patrate 10, radacinile sunt transmise la elevatorul cu racleti 11 de pe care ajung pe transportorul 12 fiind aruncate in buncarul 13. Descarcarea buncarului se face prin intermediul transportorului transversal 14 dispus pe fundul buncarului si a transportorului de descarcare 15. La combinele de recoltat sfecla cu dislocare si scoatere prealabila din sol a radacinilor, dupa operatia de dislocare efectuata de brazdare se executa scoaterea (smulgerea) radacinilor din sol, cu ajutorul aparatelor de smuls si apoi decoletarea radacinilor si curatirea acestora.

3. Constructia organelor componente ale masinilor de     recoltat sfecla de zahar

3.1. Aparate de decoletare

3.1.1. Constructia aparatelor de decoletare

Generalitati. Aparatele de decoletare, folosite in constructia masinilor de decoletat sau a combinelor de recoltat sfecla cu decoletarea prealabila functioneaza pe acelasi principiu, fiind formate dintr-un palpator si un cutit.

Fig. 5 - Aparat de decoletare, cu cutit fix

Palpatorul are rolul de a urmari inaltimea de dispunere a radacinilor de sfecla, pentru a se putea realiza taierea coletelor la aceleasi distante fata de partea superioara a radacinii. Palpatoarele folosite in constructia aparatelor de decoletat pot fi pasive, realizate sub forma unor patine sau brate si active realizate sub forma unor tambure cu discuri zimtate sau a unor transportoare cu racleti care primesc miscare de rotatie in timpul lucrului.

Cutitele folosite in constructia aparatelor de decoletare pot fi pasive, formate dintr-o lama cu tais drept sau cu tais curbat si active realizate sub forma unor discuri ce primesc miscare de rotatie denumite cutite rotative. Cutitele rotative pot fi realizate sub forma unor discuri plate sau sferice cu muchii ascutite sau sub forma unor discuri prevazute cu lame de taiere.

Aparate de decoletare cu palpatoare cu tambure. La aceste aparate (fig. .5, a) tamburul de palpare 1 poate oscila in plan vertical, suportul 2 fiind articulat de cadrul masinii si este prevazut cu arcul 3. Aceste aparate se prevad cu cutite fixe (pasive). Tamburul 1 deplasandu-se pe randul de radacini de sfecla, urmareste inaltimea de dispunere a radacinilor, cutitul 4 efectuand taierea coletului. Diametrul tamburului se alege astfel incat sa asigure palparea tuturor sfeclelor, indiferent de distanta intre sfecle pe rand si inaltimea de dispunere a acestora fata de suprafata solului. Diametrul tamburului de palpare este D_p = 500-600 mm. In timpul lucrului tamburul primeste miscare de rotatie efectuand in afara de operatia de palpare si operatia de transport a coletelor cu frunze spre partea posterioara a masinii. Viteza periferica a palpatorului este v"= (1,11,2) v_m, v_m fiind viteza de inaintare a masinii.

Aparate de decoletare cu palpatoare cu patine. In figura .7 se arata schema unui aparat de acest tip prevazut cu cutit rotativ. Patina 1 de palpare este montata sub un unghi fata de orizontala prin intermediul unui mecanism cu paralelogram deformabil, prevazut cu un arc. Cutitul 2 este de forma unui disc prevazut la periferie cu lame de taiere. Cutitul in timpul lucrului primeste miscare de rotatie prin intermediul arborelui 3.

In timpul lucrului, patina palpeaza inaltimea de dispunere a radacinilor de sfecla, ridicand sau coborand cutitul, prin intermediul parghiilor 4, 5, 6 si 7, parghia 5 fiind reglabila. De partea superioara a discului sunt fixate paletele 8 de aruncare a frunzelor.

Fig. .7 - Aparate de decoletare cu palpatoare cu patine

Prin aceasta se asigura taierea pe orizontala si a coletelor radacinilor de diametru mic si dispuse la distante d si inaltimi mici. Diametrul discurilor este de 385-400 mm. Cutitele rotative functioneaza cu viteze periferice de 10-15m/s. Prin aceasta se asigura taierea pe orizontala si a coletelor radacinilor de diametru mic si dispuse la distante d si inaltimi mici. Diametrul discurilor este de 385-400 mm. Cutitele rotative functioneaza cu viteze periferice de 10-15 m/s.

3.2. Organe de dislocat si scos radacini de sfecla

.3.2.1. Generalitati

Aceste organe efectueaza dislocarea radacinilor de sfecla, scoaterea acestora din sol si transmiterea radacinilor scoase pe organele de curatire si transport. La unele masini, aceste organe efectueaza numai dislocarea radacinilor din sol, scoaterea acestora din sol facandu-se manual (cazul dislocatoarelor de sfecla) sau cu aparate de smuls (cazul combinelor de recoltat sfecla cu extragere prealabila a radacinilor). Organele de dislocat si scos radacini de sfecla, constructiv pot fi realizate sub forma de brazdare, furci sau discuri.

3.2.2. Brazdare si furci de dislocat si scos radacini

In figura 6.10 sunt aratate diferite tipuri de organe de dislocat si scos sub forma de brazdare si furci.

Organele de dislocat sub forma de brazdare se folosesc in constructia dislocatoarelor de sfecla (fig. .10, a) si a combinelor de recoltat sfecla, cu extragerea prealabila a radacinilor (fig. .10, b). Aceste brazdare lucreaza la adancimea de 18-25 cm. Lama acestor brazdare se dispune fata de orizontala sub un unghi α = 15-20°.

Organele de dislocat si scos sub forma de brazdare (fig. .10, c si d) se folosesc la masini de recoltat radacini de sfecla, in acest caz, doua organe de lucru actioneaza de o parte si de alta a radacinilor de sfecla. Unghiul 2γ de dispunere a muchiilor celor doua organe de lucru, este de 2830°, iar unghiul α este cuprins intre 10 si 15° (cazul brazdarelor din figura .10, c) si 1525° (cazul brazdarelor din fig. .10, d). Pentru a se realiza concomitent cu dislocarea si scoaterea sfeclei, in plan transversal lamele brazdarelor se dispun sub un unghi β = 50-65°.

Organele de dislocat si scos sub forma de furci (fig. .10, e) se folosesc la unele masini destinate in general a lucra in soluri usoare. La furcile de dislocat si scos α = 15-25°, iar 2γ = 18-25°.

Fig. .10 - Brazdar de dislocat si scos radacini

Latimea stratului de sol b supus actiunii organelor de dislocat si scos radacini este de 160200 mm. Distanta minima intre doua organe de lucru de pe un rand este de 2540 mm. Adancimea de lucru a organelor de dislocat si scos, sub forma de brazdare si furci este de 812 cm. Pentru limitarea zonei de mobilizare a solului, precum si pentru taierea vegetatiei, in general aceste organe se prevad cu doua discuri, dispuse de o parte si alta a brazdarelor de dislocat si scos. Aceste discuri au diametrul de 400600 mm, lucreaza la adancimea de 812 cm si sunt actionate. Viteza periferica a discurilor va = (1,11,2) v_m, v_m fiind viteza de inaintare a masinii.

Rezistenta la tractiune opusa de un grup de organe de dislocat si scos radacini pe un rand este de 150200 daN, in cazul solurilor usoare si mijlocii si de 250300 daN in cazul solurilor grele.

3.2.3. Discuri de dislocat si scos radacini

Constructia discurilor de dislocat. Organul de dislocat cu discuri (fig. .11) este format din doua discuri si un rotor cu palete. Cele doua discuri formeaza intre ele un unghi α. Discurile de dislocat pot fi libere, cand se rotesc datorita contactului cu solul sau unul din discuri poate fi antrenat, solutie folosita frecvent in prezent. La discurile antrenate, viteza periferica a acestora este de 2,53,5 m/s. Marginile discurilor pot fi netede, pot fi prevazute cu proeminente sau pot fi dintate.

Fig. 11 Organ de dislocat cu discuri

Rotoarele cu palete se prevad cu palete rigide (metalice) sau cu palete articulate (din cauciuc). Diametrul rotoarelor cu palete este de 550650 mm. Viteza periferica a paletelor rotoarelor este de 1,33,5 m/s in cazul paletelor metalice si de 812 m/s in cazul paletelor de cauciuc.

Discurile de dislocare intrand in sol, preseaza asupra straturilor de sol si ca urmare a efectului de pana creat efectueaza dislocarea radacinilor (distrugerea legaturilor intre sol si radacini). Extragerea sfeclei din sol se realizeaza atat datorita efectului de pana cat si datorita rotirii discurilor.

Intrucat in procesul de dislocare a radacinilor de sfecla, ca urmare a efectului de pana, sunt antrenate si cantitati mari de sol, discurile se prevad cu fante radiale prin care solul este evacuat din spatiul dintre discuri.

3.3. Organe de curatire a radacinilor de sfecla

Curatirea radacinilor de sfecla in procesul recoltarii se face atat dupa decoletarea acestora cat si dupa dislocarea si scoaterea acestora din sol. Dupa decoletare se efectueaza curatirea capetelor radacinilor, inainte ca acestea sa fie extrase din sol. Dupa dislocarea si scoaterea radacinilor din sol se efectueaza curatirea acestora de particule de sol.

Pentru curatirea capetelor radacinilor decoletate se folosesc rotoare cu palete din cauciuc. Aceste rotoare sunt montate in spatele aparatelor de decoletat, deasupra randurilor de sfecla decoletate. Rotindu-se cu viteze periferice mari (1220 m/s), paletele efectueaza indepartarea de pe radacini a frunzelor netaiate, precum si indepartarea de pe randul de radacini a frunzelor taiate si a resturilor vegetale.

Organele folosite pentru curatirea radacinilor scoase de sol si resturi vegetale, sunt transportoare cu vergele, transportoare cu racleti, valturi de curatire si transportoare separatoare cu rozete. Transportoarele cu vergele sau transportoarele cu racleti, in timpul preluarii si transportului radacinilor si a fractiunilor de sol si resturi vegetale efectueaza si separarea acestor fractiuni. Ele in general functioneaza cu viteze de 1,21,5 m/s.

Valturile de curatire (fig. 13) sunt reprezentate din cilindri metalici pe care sunt montate elice, cu acelasi sens de infasurare (fig. 13, a) sau cu sensuri de infasurare inverse (fig 13, b), in ultimul caz, valturile realizeaza si ingustarea circuitului. Deplasand radacinile de sfecla de-a lungul lor, valturile efectueaza desprinderea solului aderent de pe radacini. Valturile de curatire se construiesc cu diametrul de 100230 mm, pasul elicei fiind de 160250 mm. Inaltimea elicei este de 1025 mm. Valturile de curatire functioneaza cu viteze periferice de 1,53 m/s. Lungimea valturilor de curatire este de 1,52,5 m, in functie de latimea de lucru a masinii si modul de dispunere a valturilor pe masina.

Fig. 13 Valturi de curatire

Pentru sfaramarea bulgarilor si separarea in acest fel a radacinilor de bulgari se folosesc transportoare separatoare cu rozete (fig. 14). Aceste transportoare pot avea rozete de forme diferite dispuse pe 39 axe, ce se rotesc in acelasi sens.

Fig. 14 - Transportoare separatoare cu rozete

Preluand materialul, ele efectueaza destramarea acestuia si sfaramarea partiala sau totala a bulgarilor. Fractiunile rezultate se separa prin spatiile dintre rozete. Diametrul rozetelor este de 180300 mm, iar viteza periferica a acestora de 12,5 m/s. Aceste transportoare separatoare se pot dispune orizontal sau inclinat sub un unghi de 1015°.

VI,3,.4. Sisteme automate de dirijare pe rand a masinilor de recoltat sfecla de zahar

Pentru urmarirea randurilor de plante de catre organele de lucru ale masinilor de recoltat sfecla, acestea se pot prevedea cu sisteme automate de dirijare. Cu astfel de sisteme se prevad masinile de decoletat, masinile de recoltat radacini, precum si combinele de recoltat sfecla.

In figura 15 se arata schema sistemului de dirijare automata pe rand a unei masini tractate. Urmarirea randului se realizeaza cu ajutorul palpatoarelor 1, care sesizeaza dispunerea radacinilor de sfecla. Palpatoarele sunt montate de cadrul masinii prin intermediul unor mecanisme cu paralelogram si se sprijina in timpul lucrului pe sol prin intermediul talpilor 2. Palpatoarele pot oscila atat in plan vertical (adaptandu-se la denivelarile terenului) cat si in plan orizontal, in functie de traiectoria de dispunere a radacinilor de sfecla pe rand. Cele trei palpatoare sunt legate intre ele prin intermediul tijei 3.

In timpul lucrului, palpatoarele sesizand devierile randului de plante, prin intermediul tijei 3 deplaseaza intr-un sens sau altul sertarul distribuitorului D, uleiul de la pompa PH (fig. 15, b) fiind dirijat intr-o parte sau alta a pistonului cilindrului hidraulic CH, cealalta parte fiind pusa in legatura cu rezervorul R. Sub actiunea pistonului cilindrului CH se realizeaza modificarea pozitiei masinii fata de bara de tractiune 4 (cuplata de tractor in punctul A), respectiv a directiei de deplasare a masinii. Sertarul distribuitorului D este adus in pozitia neutru sub actiunea arcurilor 5, care readuc palpatoarele in pozitie initiala. In pozitia neutru a sertarului, uleiul debitat de pompa este dirijat in rezervor.

In figura 16 se arata schema sistemului de dirijare automata pe rand a unei masini autopropulsate, in acest caz, palpatoarele 1 sesizand devierile randului de plante, prin intermediul tijei 2 deplaseaza intr-un sens sau altul sertarul distribuitorului D, uleiul debitat de pompa PH fiind dirijat in partea din fata sau partea din spate a pistonului cilindrului hidraulic CH, cealalta parte (din spate sau din fata) fiind pusa in legatura cu rezervorul R_s. Pistonul cilindrului hidraulic actionand asupra mecanismului de directie roteste rotile de directie in plan orizontal, intr-un sens sau altul, realizand astfel modificarea directiei de deplasare a masinii in functie de comanda data de palpatoare.

Fig. 15 - Schema sistemului de dirijare pe rand la masina tractata

In timpul virarii rotilor, sertarul distribuitorului, prin intermediul parghiilor 3 si 4, este adus in pozitia neutru, dupa ce s-a facut virajul necesar, cand comanda primita de la palpatoare se anuleaza, in felul acesta, in functie de devierile randurilor de plante, se realizeaza in permanenta dirijarea automata a masinii de-a lungul acestora.

Fig. 16 Schema sistemului de dirijare automata pe rand a unei masini

autopropulsate