Budowa i Działanie Automatycznych Sadzarek do Ziemniaków

W ostatnich latach w Polsce obserwuje się wzrost powierzchni uprawy oraz zbiorów ziemniaków, co potwierdzają dane GUS. Trend ten sprzyja rozwojowi produkcji maszyn rolniczych, w tym sadzarek. Sadzarka do ziemniaków to urządzenie, które znacznie przyspiesza i podnosi efektywność sadzenia bulw, gwarantując równomierne rozmieszczenie w glebie, co przekłada się na wyższe plony.

Na rynku dostępne są różne typy sadzarek, które różnią się konstrukcją i sposobem działania. Wśród nich wyróżnia się sadzarki półautomatyczne i automatyczne, a te ostatnie można dodatkowo podzielić na przenośnikowe i tarczowe. Mogą one być zawieszane lub przyczepiane, a ich modułowa budowa pozwala na zwiększanie szerokości roboczej, z dwurzędową maszyną jako podstawowym modułem. Wyróżniamy również sadzarki redlinowe (tworzące redliny) oraz zagonowe, które sadzą w 3 rzędach, działając na podobnej zasadzie jak te redlinowe.

Rodzaje i Mechanizmy Automatycznych Sadzarek

Automatyczne sadzarki można podzielić na kilka głównych typów w zależności od zastosowanego mechanizmu:

Sadzarki Łańcuchowo-Czerpakowe

Pierwszą grupę stanowią automatyczne sadzarki łańcuchowo-czerpakowe, których elementem roboczym są łańcuchy z przymocowanymi do nich czerpakami (kubeczkami). Są to maszyny zawieszane jedno- lub dwurzędowe, charakteryzujące się prostą budową i niewielkim zapotrzebowaniem na moc ciągnika. Wysadzają ziemniaki w międzyrzędziach 62,5/67,5 cm lub 70/75 cm. Głębokość sadzenia reguluje się przez ustawienie redlic. Rolę obsypników formujących redliny pełnią płużki obsypujące. Zasada działania sadzarki jest prosta i opiera się na interakcji dwóch kół zębatych (gwiazd) oraz łańcucha z zamontowanymi na nim "łyżkami" lub kubkami. Podczas ruchu pojazdu, oś koła napędowego obraca się, obracając jedną z gwiazd. Druga gwiazda znajduje się pionowo nad pierwszą, a pomiędzy nimi umieszczony jest łańcuch z kubkami. W miarę obrotu, kubki chwytają bulwy ziemniaka z zasobnika i przenoszą je do punktu wysypu.

Sadzarki Taśmowo-Czerpakowe

Na identycznej zasadzie co sadzarki z mechanizmem łańcuchowo-czerpakowym działają maszyny, w których zastosowano podwójne taśmy z przytwierdzonymi do nich naprzemiennie czerpakami z wymiennymi wkładkami. Takie rozwiązanie jest droższe, ale umożliwia większą prędkość roboczą i mniejsze uszkodzenia bulw. Sadzarki taśmowo-czerpakowe są oferowane w wersji zawieszanej (najczęściej 2- i 4-rzędowe) oraz przyczepianej (mogą wysadzać ziemniaki w czterech, sześciu, a nawet ośmiu rzędach). Najczęściej szerokość międzyrzędzi wynosi 75-90 cm. Pojemność zbiorników na sadzeniaki w tego typu maszynach to (zależnie od modelu) 600-6000 kg. Niektóre modele są wyposażone w dodatkowy uchylany hydraulicznie zbiornik, zwiększający ładowność maszyny. W prostszych wersjach taśmy z czerpakami są napędzane mechanicznie, ale dostępny jest także napęd hydrauliczny, który oferuje szeroki zakres regulacji gęstości sadzenia (od kilku centymetrów do niemal pół metra).

Sadzarki taśmowo-czerpakowe są produkowane zarówno przez polskich, jak i zagranicznych wytwórców, takich jak polskie firmy Akpil, Remprodex oraz Unia Grudziądz.

Sadzarki Strukturalne (Pasowe)

Trzecią grupą są sadzarki strukturalne (pasowe), które wyróżnia brak czerpaków i inny sposób transportu ziemniaków. Maszyny te są dostępne w ofercie firm takich jak Dewulf-Miedema i Grimme. Na początku lat 70. pojawiły się sadzarki strukturalne, w których producenci zastosowali szereg innowacyjnych rozwiązań. W sadzarkach spółki Dewulf-Miedema trzy rzędy napędzanych hydraulicznie 24 pasów gumowych tworzą rynnę, do której spadają sadzeniaki ze zbiornika. Dwa boczne rzędy pasów poruszają się w przeciwnym kierunku niż rząd pasa środkowego. W wyniku ruchu pasów bocznych ziemniaki są układane pojedynczo na pasie środkowym, za pośrednictwem którego są transportowane do redlic. Nad redlicą znajduje się wałek z gumy piankowej, który porusza się nieco wolniej niż pas środkowy. Urządzenie to przytrzymuje sadzeniaki przed umieszczeniem ich w glebie, regulując w ten sposób odległość między nimi w rzędzie. Obroty wałka mogą być regulowane elektronicznie z uwzględnieniem czujnika wielkości sadzeniaków, za pośrednictwem terminala sterującego HMI w kabinie ciągnika.

W sadzarkach strukturalnych marki Grimme również zastosowano system z trzema hydraulicznie napędzanymi pasami, z których dwa poruszają się w przeciwnym kierunku niż pas środkowy. Równomierny przepływ sadzeniaków na pojedyncze pasy doprowadzające je do redlicy zapewniają pręty czujników. Nad wylotem do redlicy znajduje się czujnik ultradźwiękowy do liczenia sadzeniaków, który kontroluje proces sadzenia. Ziemniaki do środkowego pasa wysadzającego trafiają za pośrednictwem taśmy doprowadzającej. Sadzarki strukturalne obsługuje się za pomocą tych samych terminali sterujących co maszyny taśmowo-czerpakowe. Urządzenia te, poprzez regulację obrotów rolki piankowej, umożliwiają bezstopniową zmianę odstępów wysadzania ziemniaków w rzędzie. Procedura ta może być monitorowana przez czujniki oceniające wielkość sadzeniaków.

Kluczowe Elementy i Funkcje Sadzarki

Ogólna budowa sadzarki do ziemniaków składa się z kilku kluczowych elementów, które zapewniają precyzyjne i efektywne sadzenie:

Rama Sadzarki

Rama stanowi konstrukcję nośną sadzarki, wraz z trzypunktowym układem zawieszenia. Do ich wykonania często wykorzystuje się profile zamknięte ze stali. Na konstrukcji osadzone są wszystkie inne elementy sadzarki.

Redlice

Redlice, często umieszczane w przednim fragmencie sadzarki, wraz z płozą, wyorują bruzdy, w których następnie znajdą się ziemniaki. Płoza pozwala operatorowi wyrównać ziemię. Głębokość bruzdy często ustawia się poprzez wysokość położenia słupka płozy, blokowanego przy pomocy śruby. W słupku znajduje się otwór do zawleczki, która wpływa na położenie płozy podczas jej przewożenia.

Dozowniki i System Transportu Bulw

Dozowniki, czyli zespoły wysadzające, są przeznaczone do bezpośredniego sadzenia kartofli. W określone gniazda tarczy obrotowej wkłada się ziemniaki, które trafiają do wyoranych gniazd poprzez rynnę. Nad tarczami dozownika zlokalizowana jest klapka, która zasłania jedno gniazdo, zapobiegając włożeniu do niego sadzeniaka i blokadzie poprzedniego gniazda. Liczba obrotów tarczy dozownika często wpływa na odległość sadzeniaków w rzędzie, zwłaszcza w modelach 4-rzędowych. Obroty tarczy są związane z liczbą zębów koła zębatego, które napędza przekładnię łańcuchową. W sadzarkach 2-rzędowych odległości sadzeniaków w rzędzie reguluje się często poprzez tarcze obrotowe dozownika.

W sadzarkach przenośnikowych, czerpaki, które zbierają ziemniaki, są przymocowywane do taśm lub łańcuchów. Najnowocześniejsze i najwydajniejsze są modele taśmowo-czerpakowe. Sadzeniaki zbiera się z dolnego fragmentu zbiornika przy wykorzystaniu czerpaków zlokalizowanych na taśmie, które przenosi się w górę. W górnej części przenośnika ziemniaki staczają się na kolejny czerpak, a następnie opuszczane są do dolnej części bruzdy, tworzonej przez redlice. Korpus obsypnika zakrywa ziemniaki, a napęd przenośnika pobierany jest z kół sadzarki, które posiadają na obwodzie ostrogi. Dodatkowo, ramka usytuowana nad tarczą z czerpakami strąca podwójnie nabrane sadzeniaki, a gwiazdki wstrząsające reguluje się we właściwej odległości od taśm. Dopływ ziemniaków do taśm ustawia się poprzez przegrody z gumy zlokalizowane w zbiornikach, które nastawia się przy wykorzystaniu dźwigni.

Obsypniki

W tylnej części sadzarki usytuowane są obsypniki, które zasypują glebą sadzeniaki i tworzą redliny o konkretnym kształcie i wysokości. W sadzarkach 2-rzędowych elementy te mają formę radlic, a głębokość obsypywania ustawia się tak jak w radlicach do wyorywania bruzd. W sadzarkach 4-rzędowych często stosuje się obsypniki talerzowe, a poprzez kąt pochylenia talerzy reguluje się wysokość zasypywania ziemniaków przy pomocy pokrętła. Siłę docisku talerzy ustala się z kolei przy pomocy sprężyny.

Inne Ważne Elementy

• Znaczniki: wyznaczają tor, po jakim przemieszczają się ciągniki i sadzarki.
• Ławki: miejsce obsługi urządzenia.
• Półka: do składowania pojemników z sadzeniakami.
• Światła odblaskowe: zainstalowane po bokach urządzenia.
• Dozowniki do zaprawiania bulw: niektóre modele sadzarek posiadają te elementy.
• Zespoły do aplikacji nawozów mineralnych: umożliwiają jednoczesne nawożenie gleby.

Wpływ Konstrukcji na Efektywność i Automatyzacja

Konstrukcja sadzarki ma istotny wpływ na efektywność pracy. W klasycznych sadzarkach gęstość sadzenia rolnik ustawia poprzez modyfikację prędkości ruchu taśm wysadzających, wykorzystując koła łańcuchowe w przekładni, która przenosi napęd do taśm od kół urządzenia. Głębokość sadzenia ustawia się poprzez wysuwanie redlic. Napęd na zespoły robocze przekazywany jest od kół z ostrogami lub tych ogumionych.

Coraz więcej sadzarek wyposażanych jest w napęd hydrauliczny, który umożliwia bezstopniową regulację głębokości sadzenia. Czasem posiadają one również elektroniczne czujniki, dzięki którym sadzenie może być przeprowadzane z jeszcze większą dokładnością. Duże możliwości w sadzarkach taśmowo-czerpakowych oferuje hydrauliczny napęd taśm. Rozwiązanie to umożliwia bezstopniową regulację odstępu pomiędzy sadzeniakami w rzędzie. W maszynach AVR, Dewulf-Miedema i Grimme czynność ta jest wspierana przez elektroniczne urządzenia sterownicze znajdujące się w kabinie ciągnika.

Systemy Sterowania i Monitorowania

W maszynach Grimme, w których taśmy we wszystkich rzędach są napędzane jednym silnikiem hydraulicznym, montowane są pulpity sterujące z klawiaturą i potencjometrem obrotowym. Urządzenie jest zintegrowane z układem sygnalizującym zakłócenia wysadzania. System ten wykorzystuje dane z czujnika (czujników) rejestrującego poziom napełniania czerpaków. Operator może ustawić limit procentowy dla przepustów. W razie jego przekroczenia system wyświetli komunikat i wyemituje sygnał dźwiękowy, a pracownik sprawdzi i skoryguje ustawienia wysadzania. Za pomocą panelu sterującego operator może regulować prędkością elektrycznego wytrząsacza taśm. Urządzenie odłącza zasilanie elektryczne podczas podnoszenia sadzarki, wyłączając tym samym wytrząsacze taśm.

Firma Dewulf-Miedema do obsługi sadzarek oferuje panel HMI (Human Machine Interface) z dotykowym ekranem, który pozwala sterować gęstością sadzenia. Ponadto urządzenie jest zintegrowane z systemem optycznej detekcji przepustu Eagle-Eye, który wykrywa każdą pojedynczą bulwę trafiającą do redlicy. Kolejne funkcje panelu HMI to regulacja dawek nawozów mineralnych oraz zapraw w trybie manualnym lub automatycznym opartym o sygnał GPS. Poprzez panel sterujący z dotykowym ekranem można też sterować sadzarkami Ceres firmy AVR.

Indywidualny Napęd Rzędów i Ścieżki Technologiczne

Duże możliwości oferuje indywidualny, hydrauliczny napęd taśm każdego rzędu sadzarki. Dzięki temu można odłączać napęd poszczególnych rzędów w celu tworzenia ścieżek technologicznych. Automatyka zakładania ścieżek jest uruchamiana za pomocą przycisku lub ikony na panelu sterującym. W maszynach Grimme funkcję tę umożliwia terminal VC 50 z kolorowym wyświetlaczem, który oprócz obsadzonych hektarów zlicza wysadzone bulwy. Dostępny jest także terminal Isobus CCI 200, który oprócz funkcji jakie oferuje urządzenie VC 50, umożliwia odłączanie poszczególnych rzędów na klinach (Section Control), prowadzenie dokumentacji zabiegu oraz stosowanie map aplikacyjnych do dawkowania nawozów w systemie GPS. Funkcje Section-Control, jak i nawożenie z technologii GPS są dostępne także w terminalu HMI sterującym pracą sadzarek Dewulf.

Część modeli sadzarek jest wyposażona w dodatkowe uchylane hydraulicznie zbiorniki na sadzeniaki. W sadzarkach strukturalnych bruzdowniki mogą być zamontowane na układzie równoległoboku, co umożliwia zachowanie stałej głębokości na całej szerokości maszyny. System elektroniczny może także sterować pracą urządzeń do formowania redlin, tak by sadzeniaki były wysadzane na środku redliny. Sadzarki strukturalne mogą być doposażone w system umożliwiający utrzymanie odpowiedniego napełnienia taśm sadzeniakami podczas pracy na terenach pagórkowatych. Dzięki zastosowaniu układu hydraulicznego elementy sadzące są utrzymywane w położeniu poziomym.

Nowoczesne Rozwiązania w Sadzarkach - Przykład AVR Ceres 450 i Grimme GL 420 Exacta

Ceres 450 to inteligentna 4-rzędowa, zaczepiana sadzarka do ziemniaków, wyróżniająca się licznymi funkcjami automatycznymi i hydraulicznym napędem dla każdego rzędu. To zapewnia elastyczność w zakresie odległości sadzenia między roślinami i niezależnego sadzenia w rzędach. Pojemny zbiornik zasypowy i precyzyjna sekcja sadząca gwarantują wysoką jakość i wydajność procesu sadzenia. Koła jezdne prowadzą bruzdownik po polu, zapewniając ciągłą, idealną głębokość sadzenia. Dostępne są specjalne modele wyorywaczy typu forager dla gleb kamienistych, uprawy zagonowej lub wstępnie uformowanych redlin. Do pracy w najtrudniejszych warunkach sadzarka może być wyposażona we wzmocniony bruzdownik Heavy Duty. Regulacja dopływu sadzeniaków do kanału sadzenia jest niezwykle ważna, a konstrukcja sekcji sadzącej gwarantuje precyzyjny rozstaw. Sekcja sadząca jest lekko przechylona do przodu, dzięki czemu ziemniak jest już gotowy do wysadzenia. Odległość między bulwami można ustawić bezpośrednio z ekranu. Każdy rząd kanału sadzenia jest wyposażony we własny silnik hydrauliczny, co umożliwia niezawodne, szybkie i niewymagające obsługi rozłączanie rzędów (przydatne na uwrociach i podczas korzystania ze ścieżek przejazdowych) oraz zmianę gęstości sadzenia. Poprzez ruchomą podłogę zbiornika, sadzeniaki są płynnie przenoszone do sekcji sadzących. Połączenie przez terminal ISOBUS gwarantuje szybkie i łatwe sprzęganie z dowolnym ciągnikiem (jeśli posiada on niezbędne wyposażenie). Sterowanie sygnałem GPS pozwala na automatyczne pomijanie ścieżek technologicznych w odpowiednich rzędach. Ceres 450 może być wyposażony w maksymalnie 4 kamery i sprawdza się równie dobrze na terenach pochyłych, jak i płaskich. Automatyczny system antyerozyjny tworzy małe progi w bruzdach między redlinami za pomocą ruchów skrobaków góra-dół. Sadzarka jest sterowana za pomocą prostego w obsłudze, intuicyjnego ekranu dotykowego, na którym użytkownik może łatwo wprowadzać parametry i regulować maszynę. Cztery kanały sadzenia zawsze pozostają widoczne na środku ekranu, co pozwala na optymalne monitorowanie podczas sadzenia. Korzystając z dodatkowego sterownika, maszyna AVR może być również sterowana przez system GPS za pośrednictwem magistrali ISOBUS, co daje możliwość sterowania sekcjami (TC-SC) i zmienne dozowanie (TC-Geo).

Model Grimme GL 420 Exacta to nowy model sadzarki z układem elementów sadzących, charakteryzujący się mniejszą odległością między miejscem wysadzenia bulwy a formowaczem redliny w porównaniu z innymi sadzarkami na rynku. Niewielki odstęp między wylotem bulw a blachą formującą zapewnia wysadzenie bulw zawsze w środku redliny, także na pochyłościach. Mechaniczny sprzęg między bruzdownikiem a formowaczem umożliwia precyzyjne zachowanie głębokości sadzenia. Do wzruszenia gleby za ciągnikiem na tej sadzarce może być zamontowany frez lub opcjonalnie brona wirnikowa, zależnie od warunków glebowych. Kompaktowa budowa maszyny i brak kół jezdnych zapewniają, że gleba za narzędziem uprawowym nie jest ponownie ugniatana. Maszyna wyróżnia się dobrą zwrotnością. Sadzenie i jednoczesne formowanie redlin eliminuje dodatkowe przejazdy po polu, jednak wymaga poczekania, aż gleba będzie dostatecznie ogrzana.

Budowa Samodzielnie Wykonanej Sadzarki do Mini Traktora

Samodzielne wykonanie sadzarki do mini traktora jest atrakcyjną alternatywą dla drogich maszyn fabrycznych. Główną zaletą jest prostota konstrukcji i możliwość dostosowania urządzenia do praktycznie każdego pojazdu, w przeciwieństwie do modeli fabrycznych często kompatybilnych tylko z konkretnymi markami ciągników.

Zasada Działania Samodzielnej Sadzarki

Zasada działania opiera się na interakcji dwóch kół zębatych (gwiazd) oraz łańcucha z zamontowanymi na nim "łyżkami" lub kubkami. Podczas ruchu pojazdu, oś koła napędowego obraca się, obracając jedną z gwiazd. Druga gwiazda znajduje się pionowo nad pierwszą. Pomiędzy gwiazdami umieszczony jest łańcuch z kubkami. W miarę obrotu, kubki chwytają bulwy ziemniaka z zasobnika i przenoszą je do punktu wysypu. Konstrukcja może być wyposażona w dyski formujące rowki o określonej szerokości, a pojemność zasobnika na ziemniaki można dostosować do potrzeb, ograniczoną jedynie dostępnością materiałów.

Elementy Konstrukcyjne Dwurzędowej Sadzarki (DIY)

Typowa dwurzędowa sadzarka do mini traktora składa się z następujących części:

• Zasobnik (bunkier) na materiał do sadzenia.
• Rama z kołami.
• Pług (lub inny element) do robót ziemnych (formowania rowka).
• Uchwyty z miskami/kubkami do przenoszenia bulw.
• Dyski do zasypywania gleby.

Główną trudnością przy samodzielnym wykonaniu jest brak mechanizmu regulacji ilości nawozu oraz regulacji szerokości rzędów, choć ta ostatnia jest możliwa do zrealizowania poprzez odpowiednie zaprojektowanie maszyny.

Zasady Budowy i Materiały

Najlepszym podejściem jest skorzystanie z gotowych rysunków technicznych. Proces montażu zazwyczaj obejmuje:

1. Spawanie ramy z podłużnicami (np. z profilu nr 8), wzmocnionymi poprzecznymi żebrami.
2. Montaż zaczepów do połączenia z ciągnikiem w przedniej części podłużnic.
3. Spawanie dwóch metalowych pasków pod kątem do podłużnic, na końcu których spawany jest zasobnik (lej) na materiał sadzeniowy.
4. Montaż pługa lub dysków do formowania rowków w dolnej części ramy.

Zasobnik na ziemniaki można wykonać z blachy stalowej lub sklejki, o grubości do 1,2 cm. Wnętrze zasobnika można wyłożyć materiałem amortyzującym, np. pianką gumową, aby zapobiec uszkodzeniu bulw. Jako koła można wykorzystać elementy z butli gazowej. Koła zębate (gwiazdy) są kluczowe; w przypadku maszyn dwurzędowych, liczba zębów powinna wynosić odpowiednio 40 i 15, najlepiej pozyskane ze starych kombajnów. Stopień sadzenia można regulować poprzez odległość między łopatkami, optymalnie co 25-27 cm. Lej wysiewający można wykonać z prostej rury o średnicy 10-25 cm. Sadzarki samodzielnie wykonane, zarówno jedno-, jak i dwurzędowe, można zamontować do każdego typu pojazdu. W przypadku sadzarek dwurzędowych, dodatkowe miejsce dla pomocnika jest wręcz niezbędne do nadzorowania procesu sadzenia.

Materiały i Narzędzia

Do budowy sadzarki przydatne będą:

• Materiały: Kątownik lub profil stalowy, ceowniki, blacha stalowa (min. 1,5-2,0 mm), blacha ocynkowana, stalowy drut (3-4 mm), koła zębate (np. 19-21 zębów), łańcuch rozrządu, oś do kół napędowych, śruby, nakrętki, uszczelki. Opcjonalnie: sklejka, drewno, pianka gumowa.
• Narzędzia: Spawarka (najlepiej półautomatyczna), szlifierka kątowa, wiertarka, narzędzia ślusarskie, ewentualnie kompresor z pistoletem natryskowym do malowania.

Proces Produkcji (Ogólny Zarys)

Proces obejmuje spawanie ramy, montaż zębatek i łożysk, wykonanie łańcucha z kubkami, przygotowanie rury nasiennej, montaż osłon do zasypywania rowka i spawanie zaczepu. Całość należy oczyścić, odtłuścić i pomalować. Ważna uwaga: podczas korzystania z sadzarki, zarówno fabrycznej, jak i domowej, zaleca się zamontowanie ciężkiej przeciwwagi z przodu ciągnika jednoosiowego, aby poprawić przyczepność kół do podłoża.

tags: #budowa #sadzarka #do #ziemniakow #automatyczna