Współczesne rolnictwo wymaga precyzyjnego i efektywnego przygotowania gleby pod zasiew. W tym kontekście kluczową rolę odgrywają brony aktywne, znane również jako brony wirowe, rotacyjne czy wirnikowe. Są to urządzenia zaprojektowane do intensywnego rozdrabniania i spulchniania gleby, co znacząco różni je od maszyn biernych, które jedynie odwracają skiby.
Czym jest brona aktywna?
Brona aktywna to maszyna rolnicza służąca do intensywnego bronowania gleby, czyli jej przygotowania do przyszłego wysiewu. W odróżnieniu od bron biernych, które jedynie odwracają skiby, brona aktywna rozbija duże bryły gleby na znacznie mniejsze, docierając do jej głębszych warstw. Dzięki temu gleba jest lepiej napowietrzona i utrzymuje więcej wody, co sprzyja szybszej wegetacji roślin i zwiększa możliwości ich wzrostu. Jest to szczególnie ważne w przypadku gleb ciężkich lub o zwięzłej strukturze, gdzie optymalne przygotowanie podłoża jest kluczowe dla efektywnej uprawy.
Zasada działania i budowa
Zasada działania brony aktywnej polega na rozbijaniu brył ziemi za pomocą zespołu wirników, do których zamontowane są zęby. Wirniki te są równomiernie ulokowane na dwóch poprzecznych belkach, ustawionych równolegle do siebie. Podczas pracy maszyny wirniki poruszają się prostopadle względem kierunku jazdy ciągnika. Typowo, na 3 metrach belki umieszcza się 12 wirników z zębami. Niektóre brony aktywne są również wyposażone w deflektory, których zadaniem jest usuwanie kopców na polu, co przyczynia się do wydajniejszej pracy. Elementy robocze (zęby) brony wirnikowej to grube, zazwyczaj nieostrzane odkuwki, które na zwartej glebie tworzą ślady rozkruszenia gleby, w przeciwieństwie do glebogryzarek, które pozostawiają ślady cięcia.
Zastosowanie brony aktywnej
Brony aktywne najlepiej sprawdzają się w przypadku gleb twardych i ze zwięzłymi bryłami. Ich zastosowanie na lżejszych glebach również jest możliwe, ale wymaga odpowiedniej modyfikacji maszyny. Brony aktywne nie są wykorzystywane jedynie do typowego bronowania; znajdują również zastosowanie w:
- Usuwaniu uciążliwych chwastów,
- Tworzeniu nasadzeń drzew w sadach,
- Przygotowywaniu podłoża pod przyszłe sadzonki,
- Uprawie bezpłużnej.
Popularność brony aktywnej wynika z jej wydajności i zdolności do rozbijania twardych brył ziemi, co jest szczególnie cenione przez rolników gospodarujących na ciężkich glebach. Pozwala to często uniknąć kilkakrotnego przejazdu agregatu biernego. Brony aktywne sprawdzają się również na polach z dużą ilością resztek pożniwnych, gdzie inne maszyny mogą mieć problem z zapychaniem się.
Problemy z zapychaniem się brony aktywnej
Nawet przy prawidłowym użytkowaniu, brony aktywne mogą napotkać problemy, takie jak zbieranie się ziemi przed elementami roboczymi, co prowadzi do tworzenia się "górek" i zapchania maszyny. Przyczyny tego mogą być różnorodne:
- Na piaszczystych glebach z przed obracającymi się elementami, ziemia może się zbierać, tworząc coraz większą "górkę".
- W przypadku bron wirowych z pełnym wałem, na piaszczystym polu, gdy wał jest oblepiony (np. rędziną), obraca się on wolniej, co skutkuje tworzeniem się kopca za broną.
- Zbyt niska prędkość WOM (Wałka Odbioru Mocy) ciągnika (np. nie włączono WOM na 1000 obr./min) może prowadzić do nieefektywnej pracy wirników.
- Niewłaściwie ustawione wierniki, kręcące się w przeciwną stronę, również mogą powodować zapychane.
- Brak włóki w bronie wirnikowej, zwłaszcza na lżejszych glebach, może przyczyniać się do zbierania się ziemi przed wałem i jego zapychania.
Jednym z proponowanych rozwiązań problemu zapychana jest podniesienie brony na podnośniku, jednak to rozwiązanie może nadmiernie obciążyć TUZ (Tylny Układ Zawieszenia) ciągnika.
Konfiguracja brony aktywnej
Aktywne agregaty uprawowo-siewne są dostępne w bogatej ofercie i z szerokimi możliwościami konfiguracyjnymi, co pozwala na zastosowanie ich zarówno na ciężkich, jak i lżejszych glebach, uzyskując bardzo dobre efekty uprawy.
Typy bron wirnikowych i ich zastosowanie
- Gleby ciężkie i zbrylające się: Zalecane są ciężkie konfiguracje bron wirnikowych, z zębami o długości powyżej 30 cm, osadzonymi w solidnej wannie z blachy o grubości 8-10 mm z dodatkowymi wzmocnieniami. Często obejmują pneumatyczny siewnik z redlicami talerzowymi i solidnym dociskiem (powyżej 50 kg na redlicę).
- Gleby lekkie: Dla rolników gospodarujących na lekkich glebach, polecane są brony o delikatniejszej konstrukcji i mniejszej masie, z krótszymi zębami (27-28 cm) oraz skonfigurowanymi z wałami oponowymi lub rurowymi.
Możliwości konfiguracji i regulacji
- Zmiana prędkości pracy zębów: Większość bron wirnikowych jest wyposażona w przekładnię umożliwiającą zmianę prędkości pracy zębów. Z reguły odbywa się to przez zamianę kół zębatych, oferując 2 prędkości. Niektóre konstrukcje mają 2 dodatkowe przełożenia (za pomocą dźwigni), co daje łącznie 4 "biegi".
- Prędkości WOM ciągnika: W połączeniu z dwoma lub trzema prędkościami WOM ciągnika (540, 750 i 1000 obr./min), z którymi pracuje większość bron, można wybierać spośród wielu prędkości pracy wirników. Najniższe prędkości przydadzą się na lekkich glebach.
- Belki wyrównujące (włóki): W przypadku pracy na lekkich glebach pomocne może okazać się wyposażenie bron w belki wyrównujące, zamontowane przed i za wirnikami.
- Systemy szybkiej wymiany zębów: Warto zwrócić uwagę na brony z systemami szybkiej wymiany zębów, które ułatwiają konserwację.
- Typ wałów: Na rynku dostępnych jest wiele typów wałów kruszących (np. strunowy, Packera, rurowy, oponowy, zębaty), które stanowią kluczowy element agregatu, odpowiadający za zagęszczanie i wyrównywanie gleby. Wał służy również do ustawienia głębokości pracy zębów.
Przegląd oferty producentów
Amazone
Oferta bron wirnikowych Amazone obejmuje serię KE (Special do 140 KM i Super do 180 KM) oraz ciężkie brony KG (Special do 220 KM i Super do 300 KM). Seria KE wyróżnia się niską masą (model KE Special o szerokości 3 m waży 850 kg). Brony KG charakteryzują się solidną konstrukcją z wanny ze stali o grubości 8 mm, wzmocnionymi tulejami łożyskującymi, dwustopniowym uszczelnieniem, wałkami napędzającymi wirnik o średnicy 60 mm (w KE 45 mm) oraz systemem Safe-System (sprężyście zamontowane zęby o długości 320 mm) i systemem szybkiego montażu zębów.
Horsch
Jedną z nowości jest siewnik Horsch Express KR nabudowany na bronie Kredo. Sekcja uprawowa Kredo składa się z 10 wirników (z zębami o długości 30 cm) rozmieszczonych na szerokości 3 m, z możliwością ustawienia głębokości pracy na wale uprawowym. Brona ta ma bardzo solidną konstrukcję i w połączeniu z siewnikiem waży 3,1 t. Kredo może być wyposażone w wał zębaty o dużej, 64-centymetrowej średnicy, który jest uniwersalny i polecany do każdych warunków glebowych, zapewniając wysoką nośność i utrzymanie zadanej głębokości.
Kongskilde
Firma Kongskilde oferuje 3-metrowe brony wirnikowe o oznaczeniach HK25, HK31, HK32 oraz PowerTill 1000. Modele różnią się dopuszczalną mocą ciągnika (HK25 do 130 KM, HK31 do 170 KM, HK32 do 200 KM, PowerTill 1000 powyżej 200 KM). Brony HK31 i HK32 wyposażone są w 3-biegowe przekładnie. PowerTill 1000 to najnowsza konstrukcja. "Wanny" w bronach Kongskilde są wypełniane specjalnym półpłynnym środkiem smarnym i wykonane z wysokogatunkowej blachy (od 6 mm w HK25 do 10 mm w PowerTill). Wszystkie wirniki są osadzone na łożyskach stożkowych.
Kuhn
Kuhn oferuje dwie serie bron wirnikowych: HRB (lekkie, do 140 KM) i HR (wzmocnione, do pracy z większymi mocami, na glebach ciężkich i zakamienionych). Seria HRB 302D (3-metrowa z wałem rurowym 520 mm) waży niespełna tonę i wymaga ciągnika o mocy od 60-70 KM. Brony HR (serie 104 i 1004) charakteryzują się wzmocnioną ramą, masywniejszą wanną (8 mm ścianki vs. 6 mm w HRB), większymi kołami zębatymi i obudową łożysk 35 mm (vs. 18 mm w HRB). Kuhn stosuje kute, profilowane koła zębate własnej produkcji oraz unikalne wałki napędowe wirników z wypustami wykonanymi metodą wyciskania i stożkowe mocowanie uchwytów zębów. Standardowo montowane zęby mogą pracować na głębokości od 3 do 25 cm, ale dostępne są również dłuższe (do 36 cm) i wzmacniane zęby (DuraKuhn). Brony Kuhna wyposażone są w przekładnie Duplex (dwie prędkości, zmieniane zamianą kół zębatych) lub opcjonalnie Multiplex (cztery prędkości, zmieniane dźwignią i zamianą kół zębatych). Mogą również pracować z WOM w trzech zakresach prędkości: 540, 750 i 1000 obr./min. Współpracują z różnymi typami wałów (Crumbler, MaxiCrumbler, Packer PK2, Maxipacker, Packliner) oraz siewnikami mechanicznymi (Integra, Sitera) i pneumatycznymi (Venta).
Kverneland
W ofercie Kvernelanda znajdują się brony wirnikowe NG-M, NG-H oraz NG-S, różniące się przekładniami (dostosowanymi do mocy odpowiednio: 140, 180 i 250 KM) oraz konstrukcją ramy głównej i wirników. Model NG-M ma wannę o profilu 120x400 mm z blachy 5 mm i dodatkową płytę wzmacniającą 10 mm. NG-H zbudowany jest z wanny o większym przekroju (140x400 mm), z blach 6 mm i płytą 12 mm. Największa brona NG-S ma wannę o profilu 150x400 mm z blachy 10 mm. Wirniki są osadzone na wałku o średnicy 50 mm, a prześwit między uchwytem zęba a dnem wanny wynosi 95 mm. NG-M standardowo posiada zęby przykręcane, natomiast NG-H i NG-S mają system Quick-Fit. Opcjonalnie dla NG-H i NG-S dostępne są utwardzone zęby do pracy w ekstremalnych warunkach. Brony Kvernelanda współpracują z siewnikami mechanicznymi M-Drill, M-Drill Pro, Mc-Drill Pro oraz lekkimi siewnikami pneumatycznymi serii DA.
Pöttinger
Pöttinger oferuje nowe modele bron wirnikowych Lion 303 i 303 Classic, które przy szerokości 3 m mogą być skonfigurowane z 10 lub 12 wirnikami (12 wirników zalecane do intensywniejszego rozdrobnienia). Model Classic ma stałe przełożenie i liczbę obrotów wirnika, natomiast Lion 303 umożliwia wymianę kół zębatych i zmianę prędkości obrotowej wirników. Największa z oferowanych bron, Lion 3003, jest przystosowana do ciągników o mocy do 250 KM. Standardowo w bronach z 12 wirnikami montowane są zęby 15x300 mm, a z 10 wirnikami - 18x320 mm. Wszystkie zęby są przytwierdzane śrubami. Brony Pöttingera mogą być skonfigurowane z jednym z 9 rodzajów wałów i współpracować z siewnikami mechanicznymi Vitasem A lub pneumatycznymi Aerosem 1002 ADD.
Sulky
Sulky oferuje 3 modele bron wirnikowych serii Cultiline HR: 3000.14, 3000.19 i 3000.26, przeznaczone do ciągników o mocy odpowiednio: 140, 190 i 260 KM. Różnice wynikają z wielkości i masy przekładni. Modele 3000.14 i 3000.19 oferują 2 prędkości pracy wirników (z możliwością rozszerzenia do 4). Cultiline HR 3000.26 w standardzie ma 4 przełożenia (2 zmieniane dźwignią, 2 wymianą kół zębatych). Wanny wykonane są ze stali o grubości 8 mm z dodatkowym wzmocnieniem. Model 3000.14 ma zęby 300x15 mm montowane 2 śrubami, a modele 3000.19 i 3000.26 mają zęby 330x18 mm z systemem szybkiej wymiany. Zęby można montować przemiennie dla ostrzejszego kąta natarcia, dostępne są też zęby hartowane. Wyróżnikiem bron Sulky jest układ skrobaków wału packer, oparty na jednej szynie, co ułatwia czyszczenie wału.
Unia Group
Gamę bron wirnikowych Unii Group tworzą dwa modele serii Hermes, przeznaczone do współpracy z ciągnikami o mocy odpowiednio do 110 i 180 KM. Główną różnicą jest przekładnia - mniejsza oferuje stałe przełożenie, natomiast w większym Hermesie można zmieniać przełożenia przez wymianę kół zębatych. Brony są przystosowane do współpracy z ciągnikami z WOM w konfiguracji 540/540E/1000/1000E obr./min. Wanny bron Hermes posiadają dwa łożyska kulkowe dla każdego z wirników, umieszczone na skrajnych częściach wałków, co zapewnia stabilną pracę.
Spawanie i naprawa elementów brony aktywnej
W przypadku uszkodzeń mechanicznych, takich jak pęknięcia trybów w skrzyni przekładniowej brony aktywnej, pojawia się pytanie o celowość i metody naprawy. Spawanie kół zębatych, zwłaszcza w maszynach narażonych na duże przeciążenia i uderzenia w kamienie, jest procesem wymagającym precyzji i wiedzy.
Ryzyka związane ze spawaniem trybów
- Naprężenia i odkształcenia: Podwyższona temperatura podczas spawania może spowodować naprężenia, które mogą prowadzić do odkształcenia (skrzywienia) kół zębatych.
- Utrata wytrzymałości mechanicznej: Proces spawania może rozhartować materiał kół, zmniejszając ich wytrzymałość mechaniczną.
- Trwałość: Pospawane elementy mogą nie wytrzymać długo, zwłaszcza w warunkach intensywnej pracy.
Metody naprawy i alternatywy
- Spawanie TIG: Jest to metoda uznawana za najmniej obciążającą termicznie dla spawanych elementów. Należy dokładnie naciąć pęknięcia przed spawaniem.
- Regeneracja mosiądzem: W przypadku trybów z odlewu, spawacze mogą regenerować je mosiądzem za pomocą palnika, podgrzewając i przykładając boraks oraz mosiądz.
- Dorabianie nowych kół zębatych: Jest to najlepsze, ale często najdroższe rozwiązanie. Wymaga specjalistycznego zakładu mechanicznego z obrabiarkami (tokarka, frezarka, szlifierka) i użycia odpowiedniego gatunku stali. Jeśli koła mają nawęglone zęby, należy o tym pamiętać przy doborze materiału.
- Wymiana kół i wałów: W sytuacji, gdy dostępne są tylko wały z frezami, a oryginalne były mocowane na klinach, najbardziej kompleksowym rozwiązaniem jest wymiana zarówno kół, jak i wałów, co jednak często jest kosztowo nieopłacalne.
Należy pamiętać, że spawane pręty zbrojeniowe i inne elementy konstrukcyjne powinny być suche, czyste i nieskorodowane. Nie wolno spawać w czasie deszczu ani zaraz po nim, gdyż zawilgocenie materiału negatywnie wpływa na jakość spoin, powodując ich porowatość i osłabienie wytrzymałości. Rdza, smary, oleje czy ziemia również mogą powodować wtrącenia, osłabiające spoiny.
Wybór elektrod do spawania stali
Do spawania stali konstrukcyjnych, z których wykonuje się pręty zbrojeniowe (np. 18G2 lub 18G2A), powinno się stosować elektrody otulone EA 146, ER 346 lub EB 150. Elektrod ER 146 nie należy używać do odpowiedzialnych połączeń. Prawidłowo wykonana spoina powinna być wtopiona w materiał, tworząc monolit, bez porowatości i wad, które obniżają wytrzymałość.