Kombajn Zbożowy: Budowa, Zasada Działania i Znaczenie w Rolnictwie

Kombajn zbożowy to kluczowe narzędzie w nowoczesnym rolnictwie, służące do zbioru zbóż oraz roślin okopowych z rozległych obszarów uprawnych. Dzięki niemu zbiór ziarna stał się znacznie bardziej wydajny i mniej pracochłonny. Jest to maszyna jednoetapowa, która w jednym cyklu pracy wykonuje szereg operacji: koszenie, młócenie, przetrząsanie, przesiewanie i transport zboża. Eliminuje to konieczność użycia wielu różnych urządzeń, takich jak kosiarka i młocarnia, znacznie ułatwiając i przyspieszając prace polowe.

Kombajn zbożowy to maszyna o znacznych rozmiarach, której długość może wynosić nawet do kilkunastu metrów. Jego konstrukcja opiera się na skomplikowanym, ale dobrze przemyślanym systemie, umożliwiającym efektywny zbiór ziarna. Podstawę napędu stanowi wydajny silnik wysokoprężny, zazwyczaj o mocy od 200 do nawet 600 KM. Przeniesienie mocy do poszczególnych podzespołów odbywa się za pomocą przekładni mechanicznych i obwodowego układu pasów.

Budowa Kombajnu Zbożowego

Budowa kombajnu zbożowego jest złożona i składa się z wielu wyspecjalizowanych podzespołów, z których każdy pełni kluczową rolę w procesie zbioru.

Zespół Żniwny (Heder)

Zespół żniwny, nazywany również hederem, jest usytuowany z przodu kombajnu i odpowiada za ścinanie zboża oraz transportowanie go do wnętrza maszyny. Od dołu podparty jest za pomocą siłowników hydraulicznych, które umożliwiają jego podnoszenie i opuszczanie. Zespół żniwny można ustawić w dwóch pozycjach: roboczej (opuszczonej) i transportowej (podniesionej).

Składa się z zabudowanego metalowym korpusem zespołu tnącego, podajnika ślimakowo-palcowego oraz przenośnika pochyłego. Z przodu zespołu znajduje się nagarniacz (zwany również motowidłami), który przymocowany jest do górnej części korpusu. Nagarniacz ma kształt pięciokąta lub obrotowego walca z metalowych prętów. Jego zadaniem jest nachylanie zboża w kierunku zespołu tnącego, a także podawanie skoszonej masy roślinnej na podajnik ślimakowo-palcowy. Zboże następnie trafia na podajnik pochyły, który transportuje je do zespołu młócącego.

• Nagarniacz: Element zlokalizowany z przodu kombajnu, ma formę obrotowego walca z metalowych prętów. Przeznaczony jest do prawidłowego ułożenia zboża i "zgarnięcia" go w celu właściwego ścięcia łodyg.
• Rozdzielacz łanu: Pomaga w precyzyjnym prowadzeniu kombajnu, rozdzielając łan zboża.
• Podnośnik zboża wyległego: Ułatwia zbiór zboża, które zostało położone na ziemi.

Zespół Tnący

Zespół tnący składa się głównie z ruchomej listwy nożowej i nieruchomej belki palcowej. Do belki palcowej przymocowane są palce zespołu tnącego. Mają one podłużny kształt, zwężający się ku przodowi i posiadają dodatkowe wycięcia. Zadaniem palców jest wchodzenie między ścinane rośliny i rozdzielanie ich na porcje. Do listwy nożowej przymocowane są nożyki (stalki), które wchodzą w wycięcia palców i służą do ścinania roślin. Pomiędzy nożykami a belką palcową występuje szczelina o szerokości od 0,3 do 0,8 milimetra. Dociski, prowadnice listy nożowej oraz podkładki regulacyjne zapewniają precyzyjne działanie i regulację zespołu tnącego.

Zespół Transportowy

Skoszone zboże jest przenoszone do wnętrza kombajnu za pomocą kilku elementów transportowych:

• Kanał wciągający: Transportuje masę roślinną z hedera do dalszych procesów.
• Podajnik ślimakowo-palcowy: Przenosi skoszoną masę roślinną z zespołu tnącego do przenośnika pochyłego.
• Przenośnik pochyły: Transportuje ścięte zboże do zespołu młócącego.

Zespół Młócący (Młocarnia)

Zespół młócący, czyli młocarnia, umieszczony jest pomiędzy zespołem żniwnym a wytrząsaczami i odpowiada za oddzielenie ziarna od kłosów i resztek słomy. Na wejściu do zespołu znajduje się chwytacz kamieni - nieduży zbiornik, do którego trafiają przypadkowo zebrane kamienie, zapobiegając uszkodzeniom maszyny.

Zboże trafia na bęben młócący. Ma on w przekroju kształt ośmiokąta, a do jego krańców przymocowane są podłużne listwy, zwane cepami. Pod bębnem młócącym znajduje się klepisko (również nazywane klepiskiem wstępnym lub głównym), stworzone z lekko wygiętych listew lub metalowego sita, które opasa bęben na pewnym odcinku jego obwodu. Między bębnem młócącym a klepiskiem znajduje się szczelina robocza. Na wejściu do zespołu młócącego jest to szczelina wlotowa (szerokość od 1,6 do 3,9 cm), natomiast na wyjściu - szczelina wylotowa (szerokość od 0,3 do 2,4 cm). Szczelina wylotowa jest zazwyczaj mniejsza od wlotowej, co zapewnia efektywne młócenie.

Masa roślinna z resztkami ziarna transportowana jest następnie z bębna młócącego na odrzutnik słomy (bęben odrzutnika), który ma kształt wału z łopatkami lub w przekroju kwadratu z podłużnymi listwami. Odrzutnik słomy przekierowuje masę roślinną na początek wytrząsaczy. Poniżej klepiska znajduje się podsiewacz, na który trafiają ziarna wraz z ewentualnymi zanieczyszczeniami lub niedomłóconymi kłosami. Następnie są one transportowane do zespołu czyszczącego.

Wytrząsacze

Wytrząsacze znajdują się za zespołem młócącym i mają kształt podłużnych rynien, składających się z kilku klawiszy. Klawisze mają kształt długich koryt, zamkniętych od spodu dnem, które posiada otwór zasłonięty przykrywką. Boczne ścianki klawiszy są powycinane i tworzą ostro zakończone grzebienie stałe. Dodatkowo, w pewnych odstępach, ścianki boczne klawiszy posiadają grzebienie dodatkowe. Wytrząsacze osadzane są na wałach wykorbionych, wykorzystując do tego ucha z łożyskami przymocowane do dna klawiszy. Ich zadaniem jest odzyskanie niewymłóconych ziaren z masy roślinnej, kierując ją dalej na podłogę powrotną.

Zespół Czyszczący

Zespół czyszczący, usytuowany poniżej zespołu młócącego, odpowiada za ostateczne oczyszczenie ziarna. Na jego wejściu znajduje się podsiewacz, zbudowany z podłogi i przegrody podłużnej, z którego ziarno z zanieczyszczeniami i resztkami niezmłóconych kłosów lub siana zsuwa się na sito górne. Ziarno jest przesiewane z sita górnego na sito dolne. Niezmłócone kłosy trafiają na umieszczone za sitem górnym sito kłosowe z grzebieniem.

Na początku zespołu czyszczącego, poniżej podsiewacza, znajduje się wentylator (dmuchawa czyszcząca). Generowany przez niego strumień powietrza (kanał powietrzny) obejmuje sita: górne, dolne oraz kłosowe. Zanieczyszczenia oraz lekkie siano (plewy) są wydmuchiwane poza maszynę przez rozrzutnik plew. Oczyszczone ziarno spada na podłogę zsypową, usytuowaną pod niedużym kątem, i trafia do przenośnika ziarnowego (ślimak ziarnowy dolny, następnie górny), który transportuje je do zbiornika ziarna. Niezmłócone kłosy, przesiane przez sito kłosowe, spadają do umieszczonego niżej przenośnika kłosowego (ślimak kłosowy dolny, następnie górny), który transportuje je ponownie do zespołu młócącego w celu ponownego omłotu.

• Sita górne i dolne: Odpowiedzialne za wstępne i właściwe oczyszczanie ziarna.
• Sito kłosowe: Przechwytuje niedomłócone kłosy.
• Wentylator: Generuje strumień powietrza do oddzielania plew i lekkich zanieczyszczeń.
• Przenośnik ziarnowy: Transportuje czyste ziarno do zbiornika.
• Przenośnik kłosowy: Transportuje niedomłócone kłosy z powrotem do młocarni.

Zbiornik Ziarna i Rozładunek

Oczyszczone ziarno trafia do zbiornika ziarna, zlokalizowanego zazwyczaj w tylnej części kombajnu. Zbiornik wyposażony jest w ślimak ziarna w zbiorniku. Gdy zbiornik jest pełny, ziarno jest przesyłane do innych pojazdów (np. przyczep) lub magazynów za pomocą rury rozładowczej, napędzanej przez ślimak wyładunkowy zbiornika ziarna.

Inne Elementy Kombajnu

• Sieczkarnia słomy: Rozdrabnia słomę po zbiorze ziarna, jeśli rolnik nie potrzebuje słomy w całości. Rozdrobniona słoma jest następnie rozrzucana na polu.
• Skrzynia biegów: Element układu napędowego, odpowiedzialny za zmianę prędkości jazdy i pracy maszyny.
• Kierownica słomy: Odpowiedzialna za odpowiednie ułożenie słomy po jej przejściu przez wytrząsacze.

Zasada Działania Kombajnu Zbożowego

Zasada działania kombajnu zbożowego opiera się na sekwencji procesów, które prowadzą do pozyskania czystego ziarna.

1. Ścinanie zboża: Heder (zespół żniwny) ustawia się w pozycji roboczej. Nagarniacz nachyla łodygi zboża w kierunku zespołu tnącego, a nożyki listwy nożowej, współpracując z palcami belki palcowej, ścinają rośliny na odpowiedniej wysokości.
2. Transport do wnętrza: Skoszone zboże jest podawane na podajnik ślimakowo-palcowy, a następnie na przenośnik pochyły, który transportuje je do wnętrza kombajnu, do zespołu młócącego.
3. Młócenie: W zespole młócącym, bęben młócący (z cepami) z dużą prędkością przeciera masę roślinną w szczelinie roboczej między nim a klepiskiem. W wyniku tego procesu ziarno jest oddzielane od kłosów i plew. Chwytacz kamieni wyłapuje przypadkowe ciała obce.
4. Separacja wstępna (wytrząsanie): Po młóceniu, masa roślinna z resztkami ziarna trafia na odrzutnik słomy, który kieruje ją na wytrząsacze. Wytrząsacze, poprzez ruchy klawiszy, wytrząsają z masy słomy pozostałe ziarna, które przesiewają się przez ich dno na podsiewacz.
5. Czyszczenie ziarna: Ziarno z podsiewacza, wraz z zanieczyszczeniami i niedomłóconymi kłosami, zsuwa się na sita (górne, dolne, kłosowe). Wentylator generuje strumień powietrza, który wydmuchuje lekkie zanieczyszczenia (plewy i siano) poza maszynę. Czyste ziarno przesiewa się przez sita.
6. Recykling kłosów: Niezmłócone kłosy, które nie przeszły przez sita, są transportowane przenośnikiem kłosowym z powrotem do zespołu młócącego w celu ponownego omłotu, aby maksymalnie odzyskać ziarno.
7. Transport i gromadzenie ziarna: Ostatecznie oczyszczone ziarno spada na podłogę zsypową i jest transportowane przenośnikiem ziarnowym do zbiornika ziarna.
8. Rozładunek: Gdy zbiornik jest pełny, ziarno jest rozładowywane za pomocą ślimaka wyładunkowego i rury rozładowczej do pojazdów transportowych.
9. Odprowadzanie resztek: Słoma, po przejściu przez wytrząsacze, jest kierowana przez kierownicę słomy. Jeśli kombajn jest wyposażony w sieczkarnię słomy, jest ona rozdrabniana i rozrzucana na polu. W przeciwnym razie słoma jest układana w wałek.

Układ Napędowy

Zespół młócący oraz pozostałe podzespoły kombajnu napędzane są bezpośrednio przez silnik spalinowy, zazwyczaj za pomocą specjalnych pasów klinowych i łańcuchów. Wał przystawki silnika przekazuje moc na dalsze elementy. Kluczowe elementy układu napędowego to:

• Pasy klinowe: Napędzają nagarniacz, pompę hydrauliczną, odrzutnik słomy, przekładnię bezstopniową jazdy, podsiewacz, przenośnik pochyły, bęben młócący, wentylator młocarni oraz wytrząsacze.
• Łańcuchy: Napędzają wał podajnika ślimakowo-palcowego, dolny wał przekładni nagarniacza, a także podnośniki ziarna i kłosów.
• Wały: Takie jak wał odrzutnika słomy, wał napędu podsiewacza, wał sprzęgła jezdnego, wał górny przenośnika pochyłego, wał górny podnośnika ziarna, wał górny podnośnika kłosów, wał wentylatora, wał wytrząsacza.
• Przekładnie bezstopniowe: Umożliwiają płynną regulację prędkości obrotowej nagarniacza, jazdy, bębna młócącego/odrzutnika oraz wentylatora, co pozwala na optymalne dostosowanie pracy maszyny do warunków zbioru.

Układ Hydrauliczny

Układ hydrauliczny w kombajnie zbożowym odpowiada za sterowanie wieloma kluczowymi funkcjami, takimi jak podnoszenie i opuszczanie zespołu żniwnego, ustawianie nagarniacza czy sterowanie mechanizmami jezdnymi. Główne komponenty to:

• Pompa oleju: Generuje ciśnienie w układzie.
• Zbiornik oleju: Magazynuje olej hydrauliczny.
• Rozdzielacze: Takie jak trzysekcyjny rozdzielacz ZRS-10-160 i dwusekcyjny rozdzielacz ZRG 22/B, kierują przepływ oleju do odpowiednich siłowników. Rozdzielacz typu orbitrol jest używany w układzie kierowniczym.
• Cylindry (siłowniki):
  • Nurnikowe cylindry do podnoszenia i ustawiania nagarniacza.
  • Nurnikowe cylindry bezstopniowej przekładni nagarniacza.
  • Tłokowy cylinder do wysuwania nagarniacza (poziomo).
  • Cylindry układu kierowania kombajnem.
  • Tłokowy cylinder bezstopniowej przekładni mechanizmów jezdnych.
• Elementy regulacyjne i zabezpieczające: Zamek hydrauliczny, dławiki (do opuszczania zespołu żniwnego i przekładni mechanizmów jezdnych), nienastawny trzydrożny regulator przepływu oleju, zawory dławiące, zawory szybkorozłączne, akumulator hydrauliczno-gazowy.

Rodzaje Sit w Kombajnie Zbożowym

Sita odgrywają kluczową rolę w procesie oczyszczania ziarna, wpływając na jego jakość i wydajność kombajnu. Ich zadaniem jest oddzielanie ziarna od plew, zanieczyszczeń, resztek słomy i niedomłóconych kłosów, zapewniając jak najwyższą czystość zebranego plonu przy minimalnych stratach. W kombajnach zbożowych stosuje się różne rodzaje sit:

Sita Otworowe (Blaszkowe)

Są to najstarsze i najprostsze typy sit, zbudowane z blachy z otworami (okrągłymi lub podłużnymi) o określonej średnicy. Zapewniają dokładne oczyszczanie i są mniej podatne na zapychanie, szczególnie przy wilgotnym plonie. Ich wadą jest konieczność posiadania sit dopasowanych do konkretnych nasion oraz niższa wydajność przesiewania. Mogą być wyposażone w dodatkowe elementy, np. łańcuszki do mechanicznego czyszczenia powierzchni.

Sita Żaluzjowe (Lamelkowe)

Zbudowane są z ruchomych lamelek osadzonych na drutach, które można regulować, zmieniając kąt ich otwarcia. Zapewniają dużą uniwersalność, umożliwiając zbiór różnych gatunków roślin przy odpowiednim ustawieniu. Występują w różnych wariantach:

• Sita ze szczeliną do ziarna: Standardowe sita żaluzjowe.
• Sita Closza: Uniwersalne sita, które dobrze radzą sobie z rzepakiem i kukurydzą.
• Sita kukurydziane: Specjalnie przystosowane do trudnych warunków zbioru kukurydzy, z mocno wyciętymi lamelkami zapobiegającymi zapychaniu.
• Sita LDW (Lamele Dużej Wydajności): Nowoczesne rozwiązanie przeznaczone do pracy w trudnych warunkach i przy obfitych plonach.

Wszystkie rodzaje sit mogą być stosowane jako sita górne i dolne. Odpowiedni dobór i ustawienie sit ma bezpośredni wpływ na jakość czyszczenia ziarna, ograniczenie strat i ogólną wydajność pracy maszyny.

Dobór Sit do Roślin

Dobór odpowiednich sit jest kluczowy dla efektywnego zbioru różnych gatunków roślin:

• Podstawowe zboża (pszenica, jęczmień, pszenżyto, owies): Mogą być zbierane przy użyciu sit otworowych lub żaluzjowych.
• Rośliny drobnonasienne (facelia, tymianek, trawy nasienne, gryka, koniczyna): Wymagają drobniejszych otworów w sitach, aby zapobiec ich wypadaniu.
• Rośliny oleiste (rzepak, wiesiołek, słonecznik): Często zbierane przy użyciu sit żaluzjowych, które lepiej radzą sobie z ich specyficzną budową.
• Rośliny strączkowe (soja, fasola, groch, łubin): Wymagają specyficznych ustawień sit ze względu na wielkość i kształt nasion.
• Kukurydza: Ze względu na grube łodygi i potencjalną wilgotność, często wymaga specjalnych sit kukurydzianych lub LDW, które zapobiegają zapychaniu.

Producenci kombajnów i niezależni dostawcy sit oferują szeroki wybór sit dopasowanych do różnych modeli maszyn i specyfiki zbioru poszczególnych upraw.

Konserwacja i Wymiana Sit

Regularna konserwacja sit jest niezbędna dla zapewnienia ich długiej żywotności i optymalnej pracy. Po zakończeniu sezonu żniwnego zaleca się wyjąć sita i oczyścić je z wszelkich zanieczyszczeń. Przed kolejnym sezonem należy je umyć, sprawdzić pod kątem oznak korozji i ewentualnych uszkodzeń, takich jak luźne lamelki czy połamane druty. Producenci zalecają zgrzewanie lamelek, ponieważ spawanie może osłabić materiał. Należy również zwrócić uwagę na stan drutów mocujących lamelki, które mogą ulegać wytarciu.

Konserwacja i Znaczenie Sprawności Podzespołów

Regularne przeglądy i konserwacja kombajnu zbożowego są kluczowe dla jego efektywnej i bezawaryjnej pracy. Należy zwracać baczną uwagę na stopień zużycia i ewentualne uszkodzenia podzespołów, zwłaszcza zespołu młócącego.

• Cepy młocarni: Ich stan ocenia się po grubości. Nowe cepy powinny mieć zęby o wysokości od 8 do 10 mm. Mogą pracować do momentu, gdy ich wysokość nie spadnie poniżej 4 do 5 mm. Zbyt duża szczelina między cepami a klepiskiem, spowodowana zużyciem, obniża jakość omłotu i sprawność całej maszyny. Wymianę zużytych lub uszkodzonych cepów zawsze należy przeprowadzać parami, instalując nowe elementy na przeciwległych krańcach bębna, aby zachować jego wyważenie. Wyważenie można sprawdzić ręcznie, obracając młocarnią po zdjęciu pasów napędowych - bęben powinien zawsze zatrzymać się w tym samym położeniu.
• Klepisko: Podobny efekt jak zużycie cepów wywołuje zużycie klepiska, zwłaszcza wygięcie lub przerwanie powierzchni prętów i drutów tworzących sito.
• Chwytacz kamieni: Ważne jest, aby chwytacz kamieni, znajdujący się tuż przed młocarnią, był zawsze sprawny i czysty. Przedostanie się kamienia w obszar młócący może prowadzić do poważnych uszkodzeń.
• Łożyska: Łożyska bębna młócącego nie mogą wydawać niepokojących dźwięków w czasie obrotu, blokować się ani mieć nadmiernego luzu.

Procesy konserwacji i naprawy najlepiej przeprowadzać poza sezonem żniwnym, kiedy nie ma presji czasu. W przypadku kompletnego remontu młocarni, zaleca się oddanie jej do specjalistycznego warsztatu, który wykona dynamiczne wyważenie.

Nowoczesne Technologie w Kombajnach Zbożowych

Współczesne kombajny zbożowe są znacznie bardziej zaawansowane technologicznie niż ich starsi poprzednicy. Wprowadzenie nowoczesnych rozwiązań sprawia, że są one bardziej wydajne, dokładne i łatwiejsze w obsłudze:

• Automatyczne systemy sterowania: Umożliwiają operatorowi skoncentrowanie się na nadzorowaniu pracy maszyny, zamiast na manualnym sterowaniu każdym z jej elementów. Systemy te pozwalają na automatyczne dostosowywanie prędkości pracy kombajnu, głębokości ścinania czy intensywności młócenia.
• Systemy GPS i mapowanie plonów: Za pomocą GPS kombajn może precyzyjnie określić swoje położenie na polu. Umożliwia to tworzenie map plonów pokazujących, które części pola dają lepsze plony, a które gorsze. Te informacje są niezwykle wartościowe przy planowaniu kolejnych sezonów upraw.
• Zaawansowane systemy czyszczenia: Nowoczesne technologie czyszczenia, takie jak elektrostatyczne separatory czy zaawansowane systemy sitowe, zapewniają jeszcze wyższą jakość oczyszczonego ziarna.
• Telemetria i zdalny monitoring: Dzięki nim właściciele i operatorzy mogą monitorować pracę kombajnu w czasie rzeczywistym, nawet z odległych miejsc. Umożliwia to szybkie reagowanie na ewentualne problemy oraz optymalizację pracy maszyny.
• Kabina operatora: Nowoczesne kabiny operatorów oferują znacznie wyższy komfort pracy, są przestronne, dobrze wyciszone i wyposażone w systemy klimatyzacji, a także zaawansowane interfejsy sterowania, często z joystickami i komputerami pokładowymi.

Ewolucja kombajnów zbożowych jest fascynującym przykładem postępu technologicznego w rolnictwie. Dzięki ciągłym innowacjom i ulepszeniom, współczesne kombajny zbożowe stają się coraz bardziej efektywne, co przekłada się na wyższą produktywność i zyski dla rolników.

tags: #kombajn #zbozowy #opis