Powrót do strony głównej

6. Maszyny do nawożenia materiałami organicznymi


W każdym roku rośliny uprawne zbierane w postaci plonu głównego i ubocznego zubożają glebę z różnorodnych składników pokarmowych. Deficyt tych składników rośnie wraz ze wzrostem plonów. Aby nie dopuścić do wyjałowienia gleby, a w konsekwencji do obniżki plonów, konieczne jest wyrównanie strat, jakie ponosi gleba przy odpowiedniej jej zasobności lub wyrównanie plus pewna nadwyżka przy zasobności małej. Konieczne jest też utrzymywanie składników pokarmowych w odpowiedniej proporcji. Odprowadzane z plonem składniki pokarmowe dzielą się na mikro- i makroskładniki. Makroskładniki odprowadzane są w dużych ilościach i do nich należą: azot, fosfor i potas w postaci różnych związków chemicznych. Do tej grupy zaliczany jest również wapń, ale tylko ze względu na ilości stosowane przy nawożeniu. Mikroskładniki odprowadzane są w ilościach śladowych, niemniej ich obecność jest niezbędna do życia roślin. Są to żelazo, magnez, mangan, cynk, bor i wiele innych.

Niedobory uzupełnia się przez nawożenie w odpowiednim czasie materiałami zawierającymi określone składniki pokarmowe w odpowiednich ilościach. Nawożenie jest więc jednym z czynników zwiększających plony bądź utrzymujących je na odpowiednio wysokim poziomie. Nawozy mogą zawierać składniki pokarmowe w postaci związków organicznych lub nieorganicznych. Nawozami organicznymi stosowanymi do nawożenia są: obornik, kompost, torf i całe rośliny (tzw. nawozy zielone) jako nawozy w postaci stałej, oraz gnojówka, gnojowica i płynny obornik jako płynna postać nawozu.

Fizyczna postać nawozów determinuje stosowanie środków technicznych do ich podawania w procesie nawożenia. Nawozy organiczne w postaci stałej są umieszczane na powierzchni gleby, a następnie przykrywane w czasie orki lub mieszane z glebą przy użyciu glebogryzarki. Nawozy płynne są umieszczane albo bezpośrednio w glebie, albo na powierzchni i następnie przykrywane lub mieszane z glebą. Wyjątek stanowią tu użytki zielone, na których stosowanie nawozów płynnych jest tylko powierzchniowe.

6.1. Roztrząsacze obornika, kompostu i torfu

Obornik, kompost i torf najpierw podawane są na powierzchnię gleby, a następnie przykrywane lub mieszane z glebą. Nawozy te są roztrząsane na powierzchnię gleby przy użyciu maszyn zwanych roztrząsaczami obornika, bo głównie do roztrząsania tego rodzaju nawozu są przystosowane. Roztrząsacz zbudowany jest z następujących części: przyczepy, zespołu przesuwającego naładowaną masę materiału do zespołu roztrząsającego lub przesuwającego zespół roztrząsający do masy materiału, zespołu roztrząsającego oraz mechanizmów napędzających i regulacyjnych. Przykład jednoosiowego roztrząsacza obornika przedstawiono na rycinie 6.1.

Schemat jednoosiowego roztrząsacza obornika

Ryc. 6.1. Schemat jednoosiowego roztrząsacza obornika:

1 - skrzynia ładunkowa, 2 - masa naładowanego obornika, 3 - przenośnik obornika, 4 - dno skrzyni ładunkowej, 5 - bęben górny wyrównujący warstwę obornika, 6 - bęben dolny roztrząsający obornik, 7 - zaczep przyczepy
Źródło: Kanafojski 1967

Przyczepa może być jednoosiowa lub dwuosiowa przyczepiana do zaczepu transportowego, względnie polowego, specjalnie przystosowanego. By zmniejszyć poślizg kół, przyczepa dwuosiowa może mieć przednią oś napędzaną od WOM ciągnika. Konstrukcja przyczepy jednoosiowej jest bardziej sztywna, prostsza i tańsza niż dwuosiowej mającej przednią oś zwrotną. Przyczepa taka zwiększa początkowo nacisk tylnych kół ciągnika, zmniejszając ich poślizg. Ciągnik z przyczepą jednoosiową jest bardziej zwrotny niż z dwuosiową. Jednak ładowność takiej przyczepy jest stosunkowo nieduża i wynosi około 3 tony. Aby ją zwiększyć, buduje się przyczepy o dwóch osiach położonych blisko siebie, w tzw. układzie tandem, jednak żadna z nich nie jest osią zwrotną. Jeżeli przyczepa roztrząsacza ma być używana również do transportu produktów objętościowych (np. słomy, siana w postaci naturalnej lub sieczki, pasz, nawozów luzem) lub jeśli ładunek obornika ma być duży, to bardziej celowe jest stosowanie przyczepy dwuosiowej o ładowności 3-6 ton. Zdecydowanie częściej stosuje się roztrząsacze z przyczepą jednoosiową.

Widok i budowę roztrząsaczy obornika przedstawiono na ryc. 6.2.

Budowa roztrząsaczy

Budowa roztrząsaczy

Budowa roztrząsaczy

Ryc. 6.2. Budowa roztrząsaczy:

Ryc. 6.2. Budowa roztrząsaczy: a - jednoosiowego (Warfama), b - dwuosiowego (Sipma), c - dwuosiowego tandem (Warfama); 1 - skrzynia ładunkowa, 2 - zespół roztrząsający, 3 - przenośnik podłogowy, łańcuchowo-listwowy, 4 - nadstawka ochronna operatora ciągnika, 5 - osłona mechanizmu napędowego

Przedstawione na ryc. 6.2 roztrząsacze są maszynami wieloczynnościowymi przeznaczonymi do roztrząsania obornika, torfu lub kompostu, transportu sypkich płodów rolnych z możliwością rozładunku za pomocą przenośnika podłogowego oraz transportu materiałów objętościowych (siano, słoma) z wykorzystaniem nadstawek skrzyni ładunkowej. Przystosowanie maszyn do prac transportowych wymaga demontażu zespołu (adaptera) roztrząsającego i założenia tylnej ściany skrzyni ładunkowej oraz założenia czterech nadstawek ścian skrzyni przystosowując maszynę do transportu materiałów objętościowych lub demontaż zespołu roztrząsającego i założenie tylnej ściany skrzyni ładunkowej do transportu materiałów sypkich.

Roztrząsacze mogą być budowane jako maszyny roztrząsające obornik równolegle, ale przeciwnie do kierunku ruchu agregatu (częściej) lub w kierunku prostopadłym do kierunku jazdy (rzadziej). W pierwszym przypadku zespół roztrząsający umieszczony jest poziomo, pionowo lub ukośnie z tyłu skrzyni ładunkowej, w drugim zaś - tylko poziomo, równolegle do jej bocznej krawędzi. Zasilanie zespołu roztrząsającego może odbywać się przez przesuwanie obornika do zespołu roztrząsającego albo przez przesuwanie zespołu roztrząsającego do nieruchomej masy obornika. Masa może być przemieszczana za pomocą przenośników podłogowych, najczęściej łańcuchowo listwowych, albo przy użyciu ścianek przesuwających się razem z nią. Napęd przenośników podłogowych realizowany jest od WOM ciągnika mechanicznie, zaś przesuwnych ścianek - głównie hydraulicznie z zastosowaniem siłowników. Przykłady urządzeń roztrząsających oraz relacje pomiędzy ruchem maszyny, obornika i zespołu roztrząsającego przedstawia rycina 6.3.

Przykłady urządzeń roztrząsających oraz relacja pomiędzy ruchem maszyny obornika i zespołu roztrząsającego

Ryc. 6.3. Przykłady urządzeń roztrząsających oraz relacja pomiędzy ruchem maszyny obornika i zespołu roztrząsającego:

Vo - ruch masy obornika, Vm - ruch maszyny, Vr - ruch zespołu roztrząsającego; a - dwubębnowy zespół roztrząsający (obornik przesuwany), b - jednobębnowy zespół roztrząsający ze ślimakowym rozdzielaczem (1) i bębnowym wyrównywaczem (2) warstwy obornika (obornik przesuwany), c - jednobębnowy zespół roztrząsający wykonujący ruchy wahliwe na całej grubości warstwy obornika (obornik przesuwany), d - jednobębnowy zespół roztrząsający przesuwany do przodu (obornik nieruchomy), e - czterobębnowy zespół szerokoroztrząsający (obornik przesuwany), f - jednobębnowy zespół roztrząsający ślimakowy wykonujący wahliwe ruchy boczne (obornik przesuwany), g - zespół roztrząsający łańcuchowy (obornik przesuwany), h - łańcuchowy zespół roztrząsający przesuwany (obornik nieruchomy), i - jednobębnowy zespół bocznie roztrząsający (obornik przesuwany); 1 - ślimakowy rozdzielacz warstwy obornika, 2 - bęben wyrównujący górną warstwę obornika, 3 - zespół korbowy, 4 - poprzeczna ścianka przesuwająca obornik
Źródło: Kanafojski 1977

Zastosowanie w jednoosiowej przyczepie przesuwania urządzeń roztrząsających przy nieruchomej masie obornika zapewnia, w odróżnieniu od niezmiennego położenia tych urządzeń, zachowanie docisku tylnych kół ciągnika aż do opróżnienia skrzyni, co zmniejsza poślizg. To samo odnosi się do bocznie rozrzucających roztrząsaczy. Stosowane zespoły roztrząsające mogą należeć do typu bębnowego i być umieszczone w tyle lub na boku przyczepy, albo typu łańcuchowego - umieszczone są wówczas na tylnej krawędzi przyczepy. Bębny zaopatrzone są w mocowane na ich obwodzie noże, zębate łopatki lub ślimak zębaty bądź nożowy. Łańcuchy natomiast połączone są listwami z zamocowanymi na nich nożami lub palcami. Przykłady najczęściej stosowanych zespołów roztrząsających przedstawiono na rycinie 6.4

Przykłady stosowanych zespołów roztrząsających

Ryc. 6.4. Przykłady stosowanych zespołów roztrząsających:

a - bębny nożowe, b - bębny z zębatymi łopatkami, c - bębny ślimakowe, d - łańcuchy zębate
Źródło: Kanafojski 1977

Najczęściej roztrząsacze posiadają dwa bębny ustawione poziomo wzdłuż tylnej krawędzi, o szerokości równej szerokości skrzyni lub nieco mniejszej. Górny bęben jest bębnem wyrównującym, a dolny rozrzucającym. Takie roztrząsacze zaliczamy do wąsko rozrzucających. Stosowane są również roztrząsacze z czterema bębnami ustawionymi pionowo, z których dwa obracają się w prawo, a dwa w lewo. Są to roztrząsacze szeroko rozrzucające. Zaliczenie do jednej z tych grup odbywa się na zasadzie porównania szerokości skrzyni ładunkowej (Ss) i szerokości pasa rozrzutu obornika (Sr). Dla wąsko rozrzucających maszyn (bębny poziome) Ss : Sr = 0,8 : 1,0, a dla szeroko rozrzucających przy bębnach pionowych Ss : Sr = 0,5 : 0,7, natomiast dla maszyn bocznie roztrząsających Ss : Sr = 0,3 : 0,5.

Działanie zębów bębnów nie polega na odcinaniu kęsów materiału, lecz na odrywaniu większych lub mniejszych porcji z podawanej masy. Wartości oporów występujących przy odrywaniu zależą od kształtu zębów, odległości między nimi, wielkości zasilania, czasu działania poszczególnych zębów, liczby bębnów, średnicy i wzajemnego ich ustawienia, sposobu załadowania oraz stanu i rodzaju obornika. Wąskie noże (zęby) ścięte pod kątem α = 45o , przymocowane do powierzchni bębna wzdłuż linii śrubowych, dają mniejszy opór przy odrywaniu kęsów obornika niż takie same noże, ale z górną krawędzią przebiegającą pod kątem α = 90o (ryc. 6.5).

Przykłady noży odrywających bębnów roztrząsających

Ryc. 6.5. Przykłady noży odrywających bębnów roztrząsających:

a - z krawędzią górną α = 90o (linia przerywana), oraz z krawędzią górną α = 45o (linia ciągła), b - ząb łopatkowy
Źródło: Kanafojski 1977

Rzadsze rozstawienie zębów na obwodzie bębna również zmniejsza opór, ale do pewnych granic (istnieje pewna optymalna odległość pomiędzy kolejno pracującymi zębami wynosząca około 30 mm). Orientacyjnie można przyjąć, że przy zastosowaniu ściętych, wąskich noży rozmieszczonych w odległości ok. 30 mm, średnia wartość momentu obrotowego waha się w granicach 40-120 N ˇ m, przy oborniku krótkosłomiastym o wilgotności ok. 70% w zależności od sposobu załadunku (zwartości materiału) i długości skoku przenośnika (wielkości zasilania). Jednobębnowe zespoły roztrząsające, w porównaniu z dwu i więcej bębnowymi, przy zachowaniu jednakowej prędkości obwodowej końców zębów i innych niezmiennych parametrów, wykazują większe opory. Można to wytłumaczyć rozluźniającym działaniem zębów bębna górnego na dolną warstwę obornika oraz krótszą, roboczą drogą zębów na bębnach o mniejszych średnicach. Średnice bębnów na ogół wynoszą:

Prędkość obrotowa zawiera się w przedziale 600-800 obr/min.

Do napędu bębnów z reguły stosuje się przekładnię łańcuchową z łańcuchami typu Galla, Everta lub innymi. Uruchomienie bębnów roztrząsających powinno następować nieco wcześniej, aniżeli uruchomienie przenośnika, co umożliwia rozpoczęcie prawidłowego roztrząsania już w pierwszej chwili ruszenia maszyny i nie dopuszcza do powstania dużych początkowych obciążeń bębnów.

Nowoczesne rozwiązania typowych zespołów roztrząsających przedstawiono na rycinie 6.6.

Przykłady zespołów roztrząsających
Przykłady zespołów roztrząsających

Ryc. 6.6. Przykłady zespołów roztrząsających (Krone):

1 - dwubębnowy zespół roztrząsający (bębny typu ślimakowego, poziomo ustawione), 2 - jednobębnowy zespół roztrząsający typu ślimakowego, 3 - jednobębnowy zespół roztrząsający o pasie rozrzutu poszerzonym do 4 m (bęben ślimakowy), 4 - czterobębnowy zespół roztrząsający o szerokim pasie rozrzutu (bębny łopatkowe ustawione pionowo), 5 - łańcuchowo zębowy zespół roztrząsający

6.2. Napęd przenośnika

Napęd przenośnika może być realizowany mechanicznie lub hydraulicznie, determinując rodzaj ruchu wykonywanego przez przenośnik. Może to być ruch ciągły lub skokowy. Napęd hydrauliczny powoduje ruch ciągły, a napęd mechaniczny - ruch skokowy. Układ napędu mechanicznego jest mniej skomplikowany i tańszy od napędu hydraulicznego. Do napędu skokowego stosuje się różnego rodzaju mechanizmy zapadkowe. Są one nieskomplikowane w budowie i tanie oraz pozwalają na łatwe i szybkie uzyskanie odpowiednich przełożeń prędkości obrotowej wału przenośnika podłogowego w celu uzyskania żądanej średniej prędkości przesuwu (skoków) masy. Na rycinie 6.7 przedstawiono cztery zapadkowe mechanizmy napędzające.

Przykłady najczęściej stosowanych mechanizmów zapadkowych napędzających łańcuchowy przenośnik podłogowy

Ryc. 6.7. Przykłady najczęściej stosowanych mechanizmów zapadkowych napędzających łańcuchowy przenośnik podłogowy:

a - typ ze zmiennym promieniem mimośrodu, 1 - koło zapadkowe, 2 - zapadka napędzająca, 3 - dźwignia zapadki napędzającej, 4 - zapadki ustalające, 5 - łącznik, 6 - kulisa, r - maksymalny promień kulisy; b - typ z rozdzielnym obrotem koła zapadkowego; c - typ ze zmienną długością skoku ramienia, 1 - mimośród nastawny, 2 - ramię - wahacz, 3 - tarcza zapadkowa na wałku przenośnika; d - typ z napędem korbowym, 1 - osłona nastawna ograniczająca wielkość kąta α, a tym samym długość skoków, 2 - cięgno do zmiany położenia osłony, 3 - łańcuch napędzający wał przenośnika
Źródło: Kanafojski 1977

Regulację prędkości przenośnika mechanizmami a, b, c wykonuje się tylko przy unieruchomionej maszynie podczas postoju (a i b - przez zmianę promienia korby w kulisie, c - przez zmianę miejsca połączenia mimośrodu z wahaczem). Mechanizm d umożliwia kierowcy zmianę, za pomocą cięgła, prędkości przenośnika podczas ruchu maszyny. Cięgło to działa na osłonę zmieniającą wartość kąta α, wyznaczającego zakres działania zapadki (liczbę zębów, o którą jest obracane koło przy jednym skoku zapadki). W mechanizmach a i d jeden ruch roboczy przypada na jeden obrót korby, a w mechanizmie b jeden obrót korby powoduje dwa ruchy robocze koła zapadkowego. Koła zapadkowe wyposażone są w dodatkowe zapadki ustalające ich położenie. Na rycinie 6.8 przedstawiono schematycznie przykład napędu dwubębnowego roztrząsacza z bębnami ustawionymi poziomo.

Schemat napędu roztrząsacza obornika (przykład)

Ryc. 6.8. Schemat napędu roztrząsacza obornika (przykład):

1 - wał napędzający, 2 - obudowa przekładni zębatych, 3 - korba, 4 - zapadka robocza, 5 - koło zapadkowe, 6 - koło łańcuchowe, 7 - łańcuch przenośnika, 8 - łańcuch napędzający bębny roztrząsające, 9 - bębny roztrząsające, 10 - sprzęgło elastyczne
Źródło: Kanafojski 1977

Przykład roztrząsacza bocznie rozrzucającego przedstawiono na rycinie 6.9.

Roztrząsacz obornika bocznie rozrzucający

Ryc. 6.9. Roztrząsacz obornika bocznie rozrzucający:

1 - wał odbioru mocy, 2 - przekładnia, 3 - wał napędowy, 4 - sprzęgło zabezpieczające, 5 - przesuwane tuleje klinowo połączone z wałem, 6 i 7 - układy dźwigniowe wyłączania sprzęgieł, 8 - przesuwane ścianki, 9 - łańcuchy przesuwające ścianki, 10 - koła łańcuchowe, 11 - bęben rozrzucający
Źródło: Kanafojski 1977

Roztrząsacze bocznie rozrzucające są budowane jako przyczepy jedno- lub dwuosiowe. Załadowany materiał przesuwany jest kolejno ruchomymi ściankami w poprzek skrzyni ładunkowej do bębna roztrząsającego, umieszczonego wzdłuż prawej bocznej krawędzi skrzyni. Stosuje się dwie lub trzy ścianki uruchamiane kolejno od tylnej do przedniej. W ten sposób przemieszcza się tylko 1/2 lub 1/3 masy obornika, a pracuje wówczas część długości bębna. Przy podanej kolejności przesuwania materiału zwiększa się nacisk na tylne koła ciągnika i zmniejsza ich poślizg. Jest to zaleta tego typu roztrząsaczy, które oprócz tego są maszynami o dużej szerokości pasa rozrzutu. Schemat napędu (ryc. 6.9) pokazuje, że każda z poszczególnych ścianek jest przymocowana do osobnego przenośnika łańcuchowego. Po przesunięciu ścianki w skrajne prawe położenie, samoczynnie zmienia się kierunek obrotu wałka napędzającego dany przenośnik, który cofa ściankę w początkowe (lewe) skrajne położenie, po czym napęd przenośnika zostaje samoczynnie wyłączony. Napędy poszczególnych przenośników ścianek kierowca ciągnika włącza za pomocą dźwigni.

Na rycinie 6.10 przedstawiono przemieszczanie masy obornika od przodu do tyłu przyczepy, przy pomocy ścianki napędzanej siłownikiem hydraulicznym. Rycina 6.10. A przedstawia skrzynię ładunkową w pełni załadowaną, rycina 6.10. B - przemieszczenie masy w około 1/3 długości skrzyni z równoczesnym odsłonięciem części dna skrzyni, co wskazuje, że ścianka i ruchome dno stanowią element przesuwający masę obornika do zespołu roztrząsającego znajdującego się z tyłu przyczepy. Na rycinie 6.10. C i D pokazano dalsze fazy przesuwania obornika. Ruchome dno, po odsłonięciu części skrzyni (widocznej na rycinie 6.10 B, C i D) zostaje zatrzymane, a dalszy ruch wykonuje już tylko ścianka, aż do całkowitego opróżnienia skrzyni. Po opróżnieniu skrzyni ścianka oraz ruchoma podłoga wracają do pierwotnego położenia po przestawieniu dźwigni sterującej przepływem oleju w instalacji hydraulicznej układu ciągnik - maszyna. Ruchoma ścianka z dnem pokazana jest na rycinie 6.11.

Przemieszczanie masy obornika przy zastosowaniu szufli napędzanej hydraulicznie

Ryc. 6.10. Przemieszczanie masy obornika przy zastosowaniu szufli napędzanej hydraulicznie (John Deere):

A - pełna skrzynia ładunkowa, B, C, D - stopniowe przemieszczanie masy obornika do zespołu roztrząsającego (opróżnienie skrzyni): 1 - trójstopniowy siłownik hydrauliczny
Przykład urządzenia przesuwającego masę obornika, składającego się z ruchomej ścianki i przesuwanego dna

Ryc. 6.11. Przykład urządzenia przesuwającego masę obornika, składającego się z ruchomej ścianki i przesuwanego dna (John Deere):

1 - ruchoma ścianka, 2 - ruchome dno skrzyni ładunkowej

Przykład uniwersalnego roztrząsacza bocznie rozrzucającego przedstawia rycina 6.12. Maszyna ta przeznaczona jest do rozrzucania nawozu stałego, płynnego, a nawet zmrożonego. Zespołem roboczym są bijaki mocowane do łańcucha, a za jego pośrednictwem do wału napędzającego o obrotach rzędu 230-320 obr/min (ryc. 6.13). Bijaki rozdrabniają nawóz i wyrzucają go po górnej ścianie w bok od maszyny. Skrzynia ładunkowa jest całkowicie zamykana w położeniu transportowym i mocowana do podwozia jedno- lub dwuosiowego o osiach sztywnych. Dawkę obornika reguluje się przez zmianę prędkości roboczej maszyny.

Przykład bocznie rozrzucającego uniwersalnego roztrząsacza nawozów Przykład bocznie rozrzucającego uniwersalnego roztrząsacza nawozów
Przykład bocznie rozrzucającego uniwersalnego roztrząsacza nawozów

Ryc. 6.12. Przykład bocznie rozrzucającego uniwersalnego roztrząsacza nawozów (John Deere):

a - położenie transportowe, b - położenie robocze, c - roztrząsacz podczas pracy; 1 - zespół roztrząsający
Łańcuchowo bijakowy zespół roztrząsający

Ryc. 6.13. Łańcuchowo bijakowy zespół roztrząsający (John Deere)

6.3. Urządzenia do rozlewania płynnych nawozów organicznych

Płynnymi nawozami organicznymi stosowanymi obecnie mogą być:



Powrót do strony głównej