Na przestrzeni lat w zaczepach transportowych i rolniczych stosowanych w ciągnikach dokonano wielu zmian. Funkcjonalność ciągnika rolniczego w dużej mierze zależy od możliwości agregatowania go z różnymi maszynami. Duże znaczenie ma tu sposób łączenia maszyny z ciągnikiem. Jednym ze sposobów łączenia jest wykorzystanie zaczepu - stosuje się go zarówno do przyczep, jak i maszyn posiadających własny układ jezdny.
Współczesne ciągniki są wyposażane w urządzenia zaczepowe o różnej konstrukcji i różnych parametrach. Oprócz wytrzymałości do ważnych parametrów zaczepów zaliczyć należy ich położenie w płaszczyźnie pionowej oraz poziomej. Szczególne znaczenie ma odległość zaczepu od tylnej osi ciągnika, ponieważ w pewnych warunkach siły oddziałujące na zaczep mogą powodować zjawisko odciążania kół napędowych, co negatywnie wpłynie na właściwości trakcyjne.
Zaczepy transportowe - ewolucja i wygoda
Coraz powszechniej stosuje się automatyczne zaczepy transportowe, w których zastosowano mechanizm zatrzaskowy. Pozwala on na agregatowanie przyczep i maszyn bez wychodzenia z kabiny. W tych rozwiązaniach ucho przyczepy naciska na tzw. języczek, który uruchamia mechanizm i powoduje samoczynne wsunięcie sworznia w ucho dyszla. Nie jest przy tym wymagane ręczne manipulowanie przy zaczepie - sprzęgnięcie przyczepy lub maszyny z ciągnikiem nie wymaga pomocy drugiej osoby.
Z uwagi na to, że samo sprzęgnięcie dyszla z zaczepem jest najbardziej niebezpieczną czynnością, zastosowanie zaczepu automatycznego znacząco zwiększa komfort i bezpieczeństwo pracy traktorzysty. Odłączenie przyczepy/maszyny wymaga ręcznego odblokowania sworznia, przy czym w wielu rozwiązaniach czynność tę można wykonać z kabiny (zaczepy są wyposażane w odpowiednie dźwignie lub linki).
W trakcie jazdy na przyczepę mogą oddziaływać siły bezwładności, dlatego w miejscu połączenia zaczepu z ciągnikiem stosuje się elementy amortyzujące. Nowoczesne konstrukcje zaczepów transportowych coraz częściej posiadają zmienną wysokość położenia, najczęściej ustalaną za pomocą sworznia umieszczanego w otworach w dwóch pionowych szynach prowadzących.
Górny zaczep automatyczny samoczynnie dokonuje jedynie sprzęgnięcia mechanicznego, ponieważ gniazda elektryczne, pneumatyczne i hydrauliczne trzeba podpiąć ręcznie, wysiadając z kabiny ciągnika. W nowszych ciągnikach połączenie przyczepy dwuosiowej wyposażonej w dyszel jest proste, tj. automatyczne zaczepy, "wzięte" z ciężarówek, pozwalają zablokować ucho samoczynnie. Nowe przyczepy dwuosiowe mają dodatkowo dyszel zawieszony na silnej sprężynie, a ustawienie ucha dyszla na odpowiedniej wysokości nie wymaga wysiłku i pozwala połączyć zestaw bez udziału osoby przytrzymującej dyszel.
W przypadku przyczepy jednoosiowej lub tandemowej, których część ciężaru opiera się za pomocą dyszla na zaczepie ciągnika - odstawia się ją na stopie. W produkowanych przyczepach np. Pronaru, standardowy dyszel można zmieniać i zakładać zarówno na dolny, jak i górny zaczep transportowy. Wozy paszowe z Pronaru posiadają zaczepy z cięgnem obrotowym, a wozy asenizacyjne z Pomot Chojna są wyposażone w zaczepy transportowe lub hitch o regulowanej wysokości, które są dostosowane do każdego zaczepu ciągnika.
Rodzaje zaczepów rolniczych
System Piton-fix i zaczepy kulowe
Zaczepy rolnicze na ogół są mocowane niżej niż zaczepy transportowe. Celem takiego działania jest uniknięcie niekorzystnego rozkładu sił, które mogłyby powodować odciążenie tylnej osi ciągnika. Inną odmianą zaczepu rolniczego jest system Piton-fix, który spotyka się powszechnie w aktualnie produkowanych ciągnikach. Jest to czop, na który nakłada się zaczep i blokuje się go od góry przed wypadnięciem.
Konstrukcję zbliżoną do układu Piton-fix można spotkać w rolniczych zaczepach kulowych. W tym wypadku sworzeń zakończony jest od góry kulą (najczęściej o średnicy 80 mm). Na tę kulę jest nakładana końcówka dyszla maszyny (od góry musi być ona zabezpieczona zapadką i sworzniem blokującym). Zastosowanie zaczepu kulowego wymaga specjalnej końcówki zaczepowej w maszynie. Ma ona postać czaszy przyspawanej lub przykręcanej do dyszla. Coraz więcej maszyn jest wyposażanych w zaczepy kulowe.
Do cięższych maszyn i przyczep wskazane są dolne zaczepy z punktem sprzęgu znajdującym się blisko ciągnika. W związku z tym skonstruowano nowy sprzęg kulowy o średnicy 80 mm. Dzięki tzw. bezluzowemu połączeniu można poruszać się ze znaczną prędkością. Przed rozłączeniem sprzęg chroniony jest przez zderzaki uniemożliwiające uniesienie końcówki zaczepu ponad kulę.
Zaczep typu Hitch
Kolejnym rozwiązaniem zaczepu rolniczego jest tzw. hitch. Elementem sprzęgającym jest hak, którego położenie może być płynnie zmieniane za pomocą układu hydraulicznego ciągnika. Ten zaczep hitch lub hakowy jest przeznaczony do przyczep lub maszyn ciągnionych jednoosiowych czy tandem.
Użytkownicy podkreślają, że zaczep tego typu ma większy udźwig (900 kg) w porównaniu do standardowego (400 kg) i może być użyteczny do podczepiania rozrzutników. Użytkownik zadał pytanie dotyczące nieznanego elementu, który przypomina zaczep do traktora. Odpowiedzi wskazują, że jest to prawdopodobnie zaczep (hitch) od traktora Ursus C-360, który może być używany do przyczep jednoosiowych. Wiele odpowiedzi sugeruje, że element nie jest uszkodzony, ale brakuje mu części, takich jak zapadka i dźwignia zwalniająca.
Trzypunktowy Układ Zawieszenia (TUZ)
Maszyny rolnicze oraz narzędzia podłączamy do ciągnika na kilka sposobów. Stosowany współcześnie system zawieszenia narzędzi, tzw. trzypunktowy (TUZ), jest podstawowym urządzeniem zaczepowym każdego ciągnika rolniczego. Układ zawieszenia umożliwia podnoszenie narzędzia w położenie transportowe i odpowiednie ustawienie go w położeniu roboczym.
Trzypunktowy układ zawieszenia charakteryzuje się dużą statecznością, co umożliwia zarówno poprzeczne, jak i podłużne wypoziomowanie narzędzia. Pod względem budowy i działania mechaniczne części układów zawieszenia w różnych ciągnikach są do siebie podobne. Różnice konstrukcyjne polegają głównie na tym, że poszczególne cięgna układu są mocniejsze ze względu na przystosowanie do pracy z cięższymi narzędziami. Są ciągle doskonalone.
Historia i rozwój TUZ
W końcu udało się skonstruować traktory umożliwiające ciągnięcie maszyn uprawowych takich jak pługi czy brony, które posiadały własne mechanizmy podnoszenia umożliwiające ustawienie położenia roboczego lub transportowego. Jednak operowanie takim zestawem wymagało szerokich nawrotów i na małych polach było dosyć uciążliwe. Rozpoczęto prace nad stworzeniem mechanizmu umożliwiającego podnoszenie maszyny przez traktor.
Przełomową rolę w historii TUZ-a odegrał syn irlandzkiego farmera - Harry Ferguson. Swoją pracę nad systemem zawieszania narzędzi rozpoczął od gruntownej zmiany dotychczasowej konstrukcji pługa. Po odrzuceniu ramy, zaczepu i kół podporowych okazało się, że pług waży o połowę mniej, a także jest sporo krótszy. Następnie Ferguson skupił się na opracowaniu systemu, który umożliwi zawieszenie zmodyfikowanego pługa na ciągniku. Oczywiście nie obyło się bez wielu problemów konstrukcyjnych, jednak po wielu próbach Fergusonowi udało się stworzyć system zawieszania narzędzi, a także zaprojektować całą gamę narzędzi przystosowanych do tego systemu. Efektem tej pracy był pierwszy seryjnie produkowany (we współpracy z firmą David Brown) ciągnik Fergusona.
Budowa i działanie TUZ
TUZ, czyli Trzypunktowy Układ Zawieszenia narzędzi, składa się z kilku podstawowych części: dwóch cięgieł dolnych, łącznika centralnego oraz dwóch wieszaków i dwóch ramion. Aby układ spełniał swoją rolę, potrzebny jest jeszcze mechanizm podnoszący. Podnoszenie narzędzia realizowane jest za pomocą układu hydraulicznego, w skład którego wchodzą cztery główne elementy: pompa hydrauliczna, siłownik główny (coraz częściej są również dwa pomocnicze), wał z dźwignią oraz układ sterujący pracą podnośnika.
Siłownik główny zwykle montowany jest w górnej części korpusu tylnego mostu i połączony jest z wałem podnośnika za pomocą dźwigni. Siłowniki pomocnicze montowane są na zewnątrz korpusu tylnego mostu. Lokalizacja pompy może się różnić w zależności od marki i modelu ciągnika. Najczęściej znajduje się ona w korpusie skrzyni biegów bądź tylnego mostu, ale może być również montowana przy silniku (napędzana z rozrządu), tak jak np. w ciągnikach marki Renault.
Mechanizmy sterujące możemy podzielić na dwa rodzaje: mechaniczne oraz elektrohydrauliczne. Mechaniczny układ sterujący (MHR) zbudowany jest z systemu dźwigni i sprężyn, które w zależności od wybranej regulacji (pozycyjna lub siłowa) sterują cylindrem podnośnika. W przypadku nowocześniejszych, elektronicznych systemów sterowania podnośnika (EHR) nad prawidłową regulacją działania podnośnika czuwa układ elektroniczny. Oba systemy, aby działały poprawnie, muszą zostać odpowiednio (w zależności od potrzeb) ustawione przez operatora.
Kategorie zaczepów w TUZ
Wraz z rozwojem konstrukcji ciągników powstało kilka kategorii zaczepów. Aktualnie obowiązującą normą regulującą kategorie zaczepów w ciągnikach rolniczych jest norma PN-ISO 730-1 dotycząca tylnego trzypunktowego układu zawieszenia. Przedni trzypunktowy układ zawieszenia na ciągniku opisuje norma DIN ISO 8759-2.
Aby ustalić, do jakiej kategorii należy hak w TUZ-ie ciągnika, wystarczy sprawdzić wymiar zewnętrzny kuli pasującej do tego haka. Kategorię zaczepu maszyny, którą chcemy spiąć z ciągnikiem, można rozpoznać na podstawie średnicy sworznia ramy zawiesia.
Poza podziałem na 4 podstawowe kategorie możemy spotkać także tzw. kule przejściowe. Służą one do łączenia ciągnika i maszyny o różnych kategoriach zaczepów. Zdarza się, że do ciągnika z TUZ-em kategorii 3 potrzebujemy podpiąć maszynę ze sworzniami o średnicy 28,4mm (KAT 2). Bywa, że zaczep maszyny wyposażony jest w dwa rozmiary sworzni i nie ma potrzeby zmiany kuli. Najczęściej jednak maszyna posiada jedynie jeden rozmiar sworzni zaczepowych. W takim przypadku można użyć kuli KAT 3-2, czyli pasującej do haków KAT 3 ciągnika i jednocześnie do sworzni KAT 2 maszyny. Zdarzają się również przypadki odwrotne, kiedy to kategoria zaczepu maszyny jest wyższa od kategorii ciągnika. Przypadki takie najczęściej mają miejsce, kiedy zakres zapotrzebowania na moc maszyny obejmuje częściowo dwie kategorie zaczepu, np. maszyna wg instrukcji może współpracować z ciągnikami o mocy od 50 do 90 KM. Ten zakres mocy obejmuje po części kategorię 1 oraz kategorię 2.
DZIESIĘĆ NAJLEPSZYCH OSPRZĘTU DO CIĄGNIKÓW WYBRANYCH PRZEZ PRAWDZIWYCH WŁAŚCICIELI CIĄGNIKÓW 🚜
W przypadku kiedy potrzebujemy dopasować elementy TUZ do posiadanego sprzętu (np. wymiana zużytych haków zaczepowych, mechanizmu blokującego bądź elementów łącznika centralnego) należy dokładnie zidentyfikować ich kategorię oraz producenta. Budowa haków różnych producentów jest podobna, jednak zestaw naprawczy haka KAT 2 marki Walterscheid i zestaw naprawczy jego odpowiednika z firmy CBM będą się różniły i nie da się ich zamienić. W przypadku łączników centralnych, jeśli chcemy wymienić np. śrubę regulacyjną na inną o tej samej długości, należy wybrać tę samego producenta, ponieważ różnią się one gwintem i konstrukcją (np. kształtem końcówki).
Mimo przyjętych standardów, które określają odpowiednie normy, zdarzają się sytuacje, kiedy niektóre elementy wykonane są w sposób, który uniemożliwia ich zamianę na części uniwersalne. Najlepszym przykładem są tutaj łączniki centralne dedykowane do ciągników marki Fendt oraz John Deere. W pierwszym przypadku średnica otworu kuli łącznika od strony ciągnika wynosi 22,25mm, a w drugim 20,25mm. Podobna sytuacja ma miejsce w przypadku łącznika centralnego do Ursusów licencyjnych z grupy MF3.
Przedni TUZ
W ostatnich latach możemy zaobserwować rosnącą popularność układów TUZ montowanych z przodu ciągnika. W nowych ciągnikach jest to już niemalże standard wyposażenia. Do niektórych starszych modeli, które fabrycznie nie posiadały takiego rozwiązania, można dokupić dedykowane konstrukcje. Przedni TUZ może znacząco zwiększyć wydajność ciągnika przy zachowaniu liczby przejazdów technologicznych. Przedni trzypunktowy układ zawieszenia może także służyć jako rama nośna dla pługa odśnieżnego lub pługa niwelacyjnego.
Montaż urządzeń na przednim i tylnym TUZ-ie nie może prowadzić do przekroczenia DMC (dopuszczalnej masy całkowitej), dopuszczalnych obciążeń osi oraz nośności opon, w które wyposażony jest ciągnik.
Zasady bezpieczeństwa i użytkowania zaczepów
Bez względu na rodzaj maszyny towarzyszącej zawsze trzeba pamiętać przy jej sprzęganiu o zasadach bezpieczeństwa. Przestrzegaj zaleceń producenta dotyczących maksymalnego obciążenia zaczepu - każdy zaczep we współczesnych ciągnikach musi posiadać tabliczkę znamionową, na której zostały określone dopuszczalne obciążenia.
Zachowaj szczególną ostrożność przy sprzęganiu - głównym zagrożeniem są tu urazy dłoni powstałe np. na skutek przyciśnięcia dłoni przez dyszel. Ostrożność należy zachować również w przypadku zaczepów automatycznych - bezwzględnie zabronione jest manipulowanie przy mechanizmie zapadkowym tych zaczepów, ponieważ przypadkowe naciśnięcie języczka odblokowującego mogłoby spowodować niezamierzone opadnięcie sworznia i przygniecenie dłoni.
Rodzaj zaczepu dobiera się w zależności od konkretnej potrzeby. Podział na zaczep rolniczy oraz transportowy w ostatnim czasie wyraźnie się zamazał, czyli zarówno dolny, jak i górny zaczep może służyć do pracy w polu, jak i na drodze. Jednak pozostaje zasada, że przyczepy i maszyny dwuosiowe należy łączyć w górny zaczep w ten sposób, aby dyszel znajdował się równolegle do podłoża. W celu osiągnięcia tego warunku niezbędna jest skokowa regulacja położenia widłaka w pionie. Niedopuszczalne jest zaczepianie dwuosiowej przyczepy lub maszyny do dolnego haka, ponieważ powoduje to niekorzystne odciążanie tylnych kół ciągnika.
Zaczepy uniwersalne /automatyczne/ są sprzęgnięte konstrukcyjnie z układem zawieszenia, umożliwiają łatwe i szybkie łączenie z ciągnikiem narzędzi, maszyn, a przede wszystkim przyczep jednoosiowych. Zaczepy transportowe mają odpowiednią konstrukcję i amortyzację, dzięki czemu uzyskuje się zmniejszenie szarpnięć, jakie występują podczas jazdy agregatu. Zaczep górny występuje w wersji standardowej i automatycznej. Jest to zaczep samoobracalny w płaszczyźnie pionowej o osi obrotu zgodnej z kierunkiem jazdy ciągnika. Zaczepy podlegają tzw. homologacji cząstkowej.
Standaryzacja połączeń mechanicznych między ciągnikiem a maszyną rolniczą oparta jest na stosowanych normach dotyczących TUZ, zaczepu dyszla, przyłączy do WOM. Dzięki temu bez problemu można szybko i bezpiecznie agregatować ciągniki i maszyny rolnicze różnych producentów. Stosownie do tego opracowano standard dla połączeń elektronicznych i transmisji danych dla układu ciągnik-maszyna. W tym celu opracowano międzynarodowy standard ISO 11783 dla elektronicznej komunikacji maszyn rolniczych o nazwie ISOBUS. Aby ciągnik spełniał kryteria uniwersalności agregatowania z maszynami rolniczymi, powinien być wyposażony w różnego rodzaju zaczepy, ułatwiające ich współpracę.
Wielkość i rodzaj zaczepu należy dobrać do DMC przyczepy. Należy pamiętać, że traktorki ważą po 1100kg, czyli mają moc, aby ciągnąć, ale nie mają masy, żeby robić to bezpiecznie przy większych ciężarach.