Brony polowe są stosunkowo prostymi maszynami rolniczymi, które przeznaczone są do płytkiego spulchniania warstwy gleby. Wśród ich ważnych zadań należy również wyrównywanie górnej warstwy gleby, niszczenie chwastów czy przykrywanie nasion po siewie. Kluczowym elementem tych maszyn są zęby, których jakość i konstrukcja mają bezpośredni wpływ na efektywność pracy.
Rodzaje bron i znaczenie zębów
Mimo stosunkowo prostej konstrukcji, brony zębowe znajdują wiele zastosowań w rolnictwie. Oprócz płytkiego spulchniania powierzchniowej warstwy gleby, maszyny te mogą wyrównywać górną warstwę ziemi, przykrywać nasiona po siewie oraz niszczyć chwasty.
Brony polowe
Dawniej brony były jedynym narzędziem pozwalającym na wyrównanie pola i przygotowanie go do siewu. Na początku były to drewniane konstrukcje o niewielkich rozmiarach. Kiedy ludzie poznali technikę obróbki metali, zaczęto je wykonywać z metalu, choć na początku był to tylko dodatek do konstrukcji drewnianej. Z czasem zaprzestano rzemiosła w drewnie i rozpoczęto budowę z elementów metalowych z prostej przyczyny - wytrzymałości. Metalowe brony można było użytkować dużo dłużej i nie były tak podatne na uszkodzenia.
Wcześniej, zanim nastała era maszyn parowych i rozwinięcie przemysłu produkcji silników wysokoprężnych oraz pierwszych ciągników rolniczych, siłą pociągową były woły czy konie. Ciągnęły za sobą jedną czy dwie bronki. Teraz, wraz z rozwojem techniki i możliwości produkcji, maszyny są coraz większe i zmodernizowane, co również dotyczy bron polowych.
Ogólnie dzisiejsze brony składają się z tak zwanych pól, czyli segmentów. Jest to odpowiednie połączenie zębów brony polowej za pomocą płaskowników o odpowiedniej długości. Łączenie przebiega za pomocą nakrętki, gdyż gwint jest nacięty w górnej części zęba. Ząb przekładamy przez otwory w płaskowniku i skręcamy za pomocą nakrętki. Całość tworzy segment, czyli pojedyncze pole o charakterystycznym kształcie. W zależności od zapotrzebowania dostępne są lekkie i ciężkie brony polowe, które różnią się głównie grubością i rodzajem materiału wykorzystanego do produkcji. Segmenty mocowane są do ramy za pośrednictwem łączników, którymi najczęściej jest kilka ogniw łańcucha.
Najczęściej spotykane są brony trzy- i pięciopolowe, czyli składające się z trzech lub pięciu segmentów. Ze względu na szerokość, brony składające się z pięciu segmentów i więcej posiadają składane ramiona boczne, aby można było się z nimi swobodnie przemieszczać. Składane są za pomocą układu hydraulicznego ciągnika przez siłowniki hydrauliczne oraz przewody i złącza hydrauliczne. W zależności od rodzaju zastosowanych zębów, rozróżnia się brony zębowe o zębach prostych, redlicowych lub nożowych. Chodzi tutaj o grubość zęba i kształt jego dolnej części, która pracuje w glebie.
Brony zębowo-obrotowe
Działanie bron zębowo-obrotowych opiera się na prostych zębach wykonujących ruch obrotowy podczas pracy. Wykorzystuje się je do rozdrabniania ciężkich brył gleby, spulchniania jej i zwiększania przepuszczalności.
Brony aktywne
Aktywne maszyny uprawowe mają zespoły robocze napędzane najczęściej od wału odbioru mocy ciągnika za pomocą wału przegubowo-teleskopowego. Brony aktywne są najczęściej zestawiane z siewnikiem, tworząc agregaty uprawowo-siewne. Elementem roboczym w tego typu agregatach są również zęby sprężyste z zamocowaną redliczką.
Brony wahadłowe
Dawniej, oprócz aktualnie produkowanych i stosowanych bron wirnikowych, produkowane były także brony wahadłowe. Brona wahadłowa składa się z dwóch belek z zamocowanymi zębami, które poruszają się naprzemiennie ruchem wahadłowym prostopadle do kierunku jazdy. Dużo delikatniej obchodziła się z glebą w porównaniu do brony wirnikowej, więc stosowano ją głównie po orce. Była używana głównie na glebach średnich, ale także na lżejszych. Brony wahadłowe miały mniejsze zapotrzebowanie mocy i były o wiele lżejsze od ich wirnikowych konkurentów, a także mniej podatne na uszkodzenia. Ich główna zaleta, czyli delikatniejsze traktowanie gleby, jednocześnie przerodziła się w wadę, przez którą zaprzestano ich produkcji. Rolnicy, którzy potrzebowali aktywnego narzędzia uprawowego, wybierali brony wirnikowe, natomiast gospodarujący na lżejszych ziemiach pozostawali przy agregatach biernych. Producentem takich maszyn była firma Amazone, a do dziś można je znaleźć na rynku maszyn używanych. Stosowano w nich zęby brony przednie i zęby brony tylne, mocowane do belki za pomocą trzech śrub.
Brony wirnikowe
Brona wirnikowa jest wyposażona w wirniki, które obracają się w płaszczyźnie pionowej. Do wirników zamocowane są zęby pracujące w glebie. Stosowane są zęby prawe i zęby lewe. Sąsiadujące ze sobą wirniki obracają się w kierunkach przeciwnych. Brona wirnikowa może być wyposażona w zęby proste lub wygięte. Do brony wirnikowej, podobnie jak do wahadłowej, dołączany jest wał, którego rodzaj dobierany jest w zależności od potrzeb i warunków polowych. Wał ten jest wykorzystywany do regulacji głębokości pracy, a jakość pracy brony wirnikowej reguluje się przez dobranie prędkości jazdy agregatu i prędkości obrotowej wirników.
Remont brony aktywnej
Proces produkcji i materiały zębów
Górnicza Fabryka Narzędzi zajmuje się produkcją zębów do bron, które są najważniejszym składnikiem brony. Stosowane są one w bronach hydraulicznych oraz bronach polowych ręcznie składanych. Produkcja odbywa się metodą kucia i szpicowania na gorąco. To gwarantuje odpowiednią twardość i wytrzymałość elementu roboczego. Zęby do brony sprężynowej są zazwyczaj montowane na sprężynach, które umożliwiają elastyczne i samonastawne oddziaływanie na glebę. Często są wyposażone w ostro zakończone końcówki lub kolce. Zęby do brony sprężynowej są zazwyczaj wykonane z trwałych materiałów, takich jak stopy metali lub wysokogatunkowa stal.
W zależności od rodzaju zastosowanych zębów, rozróżnia się brony zębowe o zębach prostych, redlicowych lub nożowych. Chodzi tutaj o grubość zęba i kształt jego dolnej części, która pracuje w glebie.
Znaczenie zębów w uprawie przedsiewnej
Idealne przygotowanie gleby pod siew jest podstawowym warunkiem optymalnego siewu i dalszego prawidłowego rozwoju roślin. Przygotowana gleba po wykonanej orce musi być dobrze wyrównana, a jednocześnie doskonale spulchniona na całej szerokości narzędzia i na odpowiedniej głębokości roboczej.
Narzędzia do uprawy przedsiewnej, wyposażone w wysokiej jakości zęby, zapewniają prawidłowe wykorzystanie wielkości agregatów glebowych oraz uzyskanie doskonałej struktury gruzełkowatej w warstwie gleby, do której wysiewane są ziarna. Jest to bardzo ważne z uwagi na prawidłowe wschody niektórych gatunków roślin, np. warzyw takich jak marchew czy cebula, a także przy uprawie buraka cukrowego, gdzie wschody tej rośliny są jednym z najważniejszych aspektów w całej technologii.
Potencjalny brak wschodów rośliny, który może być spowodowany wieloma czynnikami, począwszy od nieprawidłowej uprawy przedsiewnej, zbyt płytkiego lub głębokiego siewu, czy złego materiału siewnego, może przyczynić się do strat w plonie końcowym wynoszącym kilka, a nawet kilkanaście ton. Dodatkowo, w pustych miejscach doskonale będą rozwijać się chwasty z uwagi na dostatek miejsca, wody, a także dostęp do promieni słonecznych. Kolejną ważną sprawą jest odpowiednie wyrównanie powierzchni pola, aby zapewnić równomierne wschody oraz dalszy wzrost i rozwój rośliny na tym samym poziomie. Jest to ważne z punktu widzenia zbioru, na przykład buraka.
Jeżeli rośliny są osadzone na mniej więcej takiej samej wysokości, ogławianie kombajnem przebiega w sposób prawidłowy. Natomiast w przypadku, gdy pole nie było odpowiednio dobrze przygotowane, rośliny są osadzone na różnych wysokościach, co prowadzi do problemu ze zbyt niskim lub zbyt wysokim ogłowieniem. W obydwu przypadkach jest to problem z uwagi na wzrost poziomu zanieczyszczenia przy nieogłowionym buraku, straty w plonie i parametrach buraka, oraz zwiększony dostęp dla bakterii i ucieczki cukru z rośliny podczas pryzmowania i oczekiwania na transport do cukrowni. To samo tyczy się upraw pod zasiew zbóż, choć są one bardziej tolerancyjne na wszelkie pomyłki lub niedopatrzenia.
Precyzyjna uprawa przedsiewna i wysoka wydajność powierzchniowa przy niskich kosztach to istotne argumenty przemawiające za zastosowaniem wysokiej jakości części, w tym zębów, renomowanych producentów do maszyn przeznaczonych do uprawy przedsiewnej. Działanie zębów sprężynowych w procesie uprawy gleby obejmuje rozluźnianie, napowietrzanie oraz tworzenie odpowiednich warunków do siewu lub sadzenia roślin. Dzięki zaawansowanym funkcjom i precyzyjnemu działaniu, zęby do brony sprężynowej umożliwiają rolnikom skuteczne przetwarzanie gleby, przygotowując ją do optymalnych warunków wzrostu i rozwoju roślin uprawnych.
Celami priorytetowymi w nowoczesnych gospodarstwach rolnych powinny być ekonomia i ekologia. Zapewnienie długotrwałej żyzności gleby, co prowadzi do uzyskiwania wysokich zbiorów w połączeniu z jak najlepszą jakością przy zredukowanych kosztach, są ideą przewodnią producentów maszyn rolniczych, specjalizujących się w produkcji m.in. nowoczesnych bron. Nowoczesna brona rolnicza pomaga lepiej przygotować stanowisko pod siew i ograniczyć liczbę kolejnych przejazdów. Brona rolnicza jest niezastąpiona także w przypadku uprawy bezorkowej, gdzie spulchnia glebę, lecz jej nie odwraca, dzięki czemu równowaga wodno-powietrzna pozostaje niezakłócona.
Dodatkowo, dzięki rekonsolidacji, czyli zagęszczeniu gleby, zagwarantowane zostaje niezbędne zaopatrzenie roślin w wodę podczas ich wschodów, co poprawia podsiąkanie, znaczące podczas kiełkowania i wschodów roślin. Podobne zadanie spełnia kółko dogniatające w siewnikach, które poza zagęszczeniem gleby w rzędzie, doskonale utrzymuje zadaną głębokość wysiewania nasion podczas pracy. Wały dogniatające, takie jak typ Crosskill czy Cambridge, bardziej kruszą i rozbijają zbryloną glebę, zaś wał typu Campbella doskonale zagęszcza glebę na pewnej głębokości. Wierzchnia warstwa jest lekko spulchniona, spowodowane jest to obracaniem się wału, kształtem pierścieni oraz ich masą. Większość biernych agregatów uprawowych składa się z przedniego wału, zębów sprężynowych z redliczką i wałów dogniatających.
Konserwacja i dostępne rozwiązania
W kontekście eksploatacji zębów, można również dokupić specjalne nakładki zęba, które za pomocą spawania mocuje się do zużytego zęba, uzyskując jego pełne walory robocze. Dodatkowo produkowane są również zęby brony o zwiększonej wytrzymałości, na przykład przez firmę AgriCarb, posiadające płytki z węglików spiekanych, co znacząco wydłuża ich żywotność.