АГРОБИО ТЕХНИКА - растениевъдство, животновъдство, биоенергетикагодина VII, брой 4, 2019

Машини и комбайни за прибиране на лавандула

Машини и комбайни за прибиране на лавандула

Лавандулата е една от основните етерично-маслени култури в България, станала безспорен хит в последните години. Създадени са над 40 хил. дка насаждения. Отглежда се за съцветията, от които се получава етерично масло, използвано широко в парфюмерийната, фармацевтичната и сапунената промишлености, за билколечение и ароматотерапия. Резитбата на лавандула се извършва механизирано с косачки зa лавандула или комбайни. Ожънатите с дължина на дръжките до 12 сантиметра съцветия, се събират в прикачни или придружаващи ремаркета.

В статията ще разкажем за механо-технологичните принципи на диско-роторните работни органи, за диско-роторните работни органи на косачките и комбайните за прибиране на лавандула, за съвременните модели на машини и комбайни за прибиране на лавандула.


Увеличаване на производството на лавандулово масло зависи от производителността и качествените показатели на селскостопанските машини за прибиране на лавандулата. Надеждността, метало- и енергопоглъщането, както и универсалността на средствата за механизация определят сроковете, трудовата заетост и инвестиционните разходи при извършване на операциите по прибиране на лавандулата. Това налага разработването на различни машини за подрязване на разсадната лавандула, за прибиране на съцветията на лавандулата, за раздробяване и пневмотранспортиране на лавандулата. Инженерен интерес представляват процесите на взаимодействие на ножа със стъблата при безподпорно срязване, движението на стъблото и неговото взаимодействие с дисковите формиращи устройства, взаимодействието на дисковите повдигачи на стъбла с храстите, аеродинамиката на раздробяващо-транспортиращите апарати. Използването на статистически подход при изследванията е позволило да се обосноват параметрите на раздробителите и разположението на роторно-режещия апарат за прибиране съцветията на лавандулата. Първоначално за основните операции по прибирането на лавандулата са се използвали селскостопански машини с общо предназначение, като някои отделни операции са се изпълнявали ръчно. Тези машини са имали ниски технико-експлоатационни показатели и ненапълно са отговаряли на агротехническите изисквания. Приложението на тези машини не е съответствало напълно с особеностите на лавандулата като етерично-маслено растение. Така въз основа на изследвани агротехнически и махано-технолочни характеристики на лавандулата са разработени и обосновани нови рационални технологични процеси и работни органи на машините за прибиране на лавандулата.

Механо-технологични принципи на диско-роторните работни органи
В селскостопанското машиностроене съществува тенденция за повишаване на производителността на средствата за механизация, техните качествени показатели и надеждност, чрез използване на диско-роторни работни органи. Те намират най-голямо приложение при операциите на срязване и раздробяване на растенията. Функционалните възможности на роторите в значителна степен се определят от разположението на равнината на тяхното въртене. Известно е, че с увеличаване на диаметъра на ротора честотата на неговото въртене се намалява, а периферната скорост остава постоянна и равна на скоростта на срязването. В роторните работни органи за фигурно срязване на съцветията на лавандулата без предварително формиране на храсти, се използват напречните и надлъжните наклони към хоризонталната равнина. Целта е получаване на релефен профил на срязване на храстите.

Роторните работни органи за срязване на лавандулата се състоят от ротор, перка, нож, плоча, горна стеничка, дъно, отделителен малък щит и разделител. При косенето на лавандулата най-натоварен се явява върхът на ножа. С увеличаване количеството на ножовете по ротора, натоварването се съсредоточава във върха на ножа. Увеличаването на броя на ножовете води до необходимостта от честото им заточване или замяна. Надеждността на работа на ротора се повишава с шарнирно закрепване на ножовете. За ефективно обхождане на препятствията е необходимо ножът да може да се отклонява на ъгли по-големи от 30-40 градуса. При косенето на лавандулата ножовете извършват трептения с малки честоти и амплитуди.

Диско-роторни работни органи на косачките за прибиране на лавандула
Диско-роторните работни органи на косачките за прибиране на лавандулата се състоят от два ротора, рама, плаз, механизми за повдигане, уравновесяване и задвижване. Всеки ротор се състои от вертикална неподвижна ос, на която в отделни тела с лагери е поставена кръстачка с два ножа и плосък формиращ диск. Косачката е прикачена на трактор, с който се свързва чрез сферична опора и други странични опори. Целта е косачката напречно и надлъжно да копира повърхността на полето. Затова плазовете се разполагат под роторите в предната част от окръжността на въртене на ножовете, като масата на косачката частично се уравновесява с пружини. Задвижването на роторите осигурява тяхното синхронно и насрещно въртене. Честотата на въртене на дисковете е 7 пъти по-малка от честотата на въртене на кръстачката с ножовете.

При преместване на косачката срязаните стъбла попадат по челата на формиращите дискове, които преместват стъблата в транспортиращо устройство. То се намира в страни от десните колела на трактора. Импулсът от ножа по отсечената част на стъблото представлява ексцентричен прав удар по прът, несъвпадащ с постоянната ос на въртене. Формиращият диск се приближава до срязаните и намиращи се в насипно състояние стъбла. Допирането на челото на диска със стъблата се извършва над равнината на рязане в средната част на стъблото. Това допиране представлява нещо като нееластичен удар по вертикален прът. Ъгловата скорост на въртене на диска зависи от местоположението на удара по стъблото. Тя достига своя максимум, когато разстоянието от центъра на тежестта на стъблото до диска е равно на инерционния радиус на стъблото. Колкото по-голямо е времето за падане-въртене на стъблото върху формиращия диск, толкова са по оптимални условията за събиране на срязаните стъбла и подаването им на транспортиращото устройство. Времето на падане на стъблото се увеличава с увеличаване на дължината на стъблото, с приближаване равнината на диска към центъра на стъблото и с намаляване скоростта на движение на косачката.

Краят на еластичния формиращ диск при вертикални трептения на косачката също започва да трепти. Това води до нарушаване на процеса на формиране на срязаните стъбла, поради разхвърляне на масата напречно на диска. Трептенията на диска се намаляват при увеличаване на неговите ъгловата скорост на въртене и еластичност. За стабилното и високо срязване на стъблата голямо значение има надлъжното копиране на почвения профил от косачката.

Диско-роторни работни органи на комбайните за прибиране на лавандула
Диско-роторните работни органи на комбайните за прибиране на лавандулата се състоят от стъблоповдигачи, поддържащи дискове, ротор, формиращ диск, страничен кожух, малък щит, транспортьор, колело, рама на стъблоподемника, подемен мехазнизъм. Към основните параметри на дисковите стъблоповдигачи се отнасят ъгълът на наклонената равнина при тяхното въртене спрямо хоризонта, ъгловата скорост и консумираната мощност. За наклонените дискови стъблоповдигачи, надлъжната съставляваща на скоростта в работните странични точки може да бъде малка, равна и по-голяма от постъпателната скорост на машината. Стъблоповдигачите изразходват енергия за притискане на храстите и преодоляване на силите на триене на стъблата по дисковете. Установено е, че ъгловото преместване на дървесинните разклонени стъбла на лавандулата е пропорционално на въртящия момент. При радиално и равномерно разположение на стъблата в напречното сечение на храста, до 85% от мощността се изразходва за преодоляване на силите на триене между стъблата и диска. Повдигнатите стъбла при слизане от стъблоповдигача извършват трептения. За преодоляване „разсипването” на храстите се използват поддържащи дискове. Te са поставени свободно на вертикалните оси между стъблоповдигачите и режещия апарат под равнината на въртене на последния. Действащите на поддържащия диск сили изправят края на диска нагоре, като способстват за издигането на страничните стъбла преди срязване. При това краят на диска се вмъква в слоя на стъблата на известно разстояние. Срязаните стъбла се събират и се движат край страничния кожух на роторите. Формиращият диск се използва за засилване движението на стъблата. За надеждното транспортиране на слоя от стъбла е необходимо да се осигури свиване между диска и страничната повърхност. За регулиране степента на свиването се използва извито по радиуса щитче, което относително се премества спрямо страничната повърхност на кожуха. Слоят от стъбла от засиления участък се движи в направление на транспортьора. Установено е, че времето за падане-завъртане на едно стъбло от вертикално положение в хоризонтално на дъното, се увеличава с увеличаване на неговата дължина и намаляване на силата на триене по дъното. За предпочитане е движението на стъблото до падането, защото силата на триене е по-малка, отколкото след падането. За вертикалното движение на слоя от стъбла в засиления участък, формиращият диск е разположен в близост до центъра на тежестта на слоя. Качествено срязване на горните части от стъблата на лавандулата се осъществява при скорост на рязане не по- малка от 40-45m/s. Минималната работа на рязане съответства на горната минимална скорост на рязане. С увеличаване на височината на срязване, долната и горната минимални скорости на рязане се увеличават и се сближават. Повишава се също специфичната работа на рязане, а общата работа се намалява. Оптимални са наклоненият ъгъл на острието на ножа-20-30 градуса и долното разположение за заточване. „Грапавото“ острие осигурява по-качествено срязване, отколкото „гладкото“. „Грапавостта“ характеризира ъгъла на триене на стъблото по острието.

Основните параметри на дисковите стъблоповдигачи са диаметърът на еластичния диск и неговия неподвижен център, стойностите на радиалните и надлъжни изправяния на диска, и приложените усилия за това изправяне. „Гъвкавостта“ на дисковете се увеличава с увеличаване на разликата в радиусите на диска и неговия неподвижен център, както и при използване на дисковете в работата. Максималният ъгъл на наклона на диска към хоризонта е 50 градуса. Заради съгласуване на ъгловата скорост на стъблоповдигачите със скоростта на движение на машината, задвижването на стъблоповдигачите се осъществява от специален задвижван вал от двигателя на комбайна.

Съвременни модели на машини и комбайни за прибиране на лавандула
Машините за косене на лавандула са прикачени към трактори, задвижват се от хидравлична система и осъществяват отрязването на цветовете на лавандулата и отвеждането им към задната част на трактора по транспортна лента. Машините за косене на лавандула на фирма Бизон Инс намират масово приложение и покриват до 90% от нуждите на производителите. Произвеждат се няколко основни модела в различни модификации.

Моделът МКЛ 2 е с производителност от 1,5da/h. Машината МКЛ 2Р е предназначена за косене на лавандулови насаждения чрез странично монтиран към базовата машина хедер и лентов транспортьор от хедера до прикачно ремарке. Хедерът разполага с механична система, която повдига растенията директно от земята, а гумените алвиоли ги поддържат изправени докато достигнат до механизма за отрязване. След като са отрязани, растенията се поемат от лентов транспортьор, който ги пренася до ремаркето в задната част на трактора. МКЛ 2К е с фиксирана платформа във формата на кош, в задната част на трактора, за събиране на окосената лавандула в различни по големина чували. Моделът МКЛ 3 е с производителност от 3da/h и високо качество на работа. МКЛ 3Р е с транспортиране на окосената лавандула до прикачено ремарке. МКЛ 3К е с фиксирана платформа във формата на кош на определена височина. МКЛ 3КТ е с кош от 3m3, който има възможност да се повдига на височина и да се саморазтоварва към друго превозно средство. Задвижването на моделите МКЛ е хидравлично и е напълно независимо от системата на базовата машина. Всички машини се управляват с помощта на джойстик със захранване от 12V, което улеснява работата на водача и не се изисква допълнително монтиране на хидравличен разпределител в кабината. Височина на отрязване е от 100 до 540mm и позволява използване за подмладяване на стари насаждения и за косене на други маслодайни растения.

Комбайнът-косачка за прибиране на лавандула NB2005V е оборудван с устройства, които се захранват със събрана и окосена лавандула в коша за зареждане, която е неразделна част от машината. Машината може да се поръча с 3 различни хедера, които позволяват да се използва една и съща машина за прибиране на реколта от различи етерично-маслени култури. Закрепва се към трактор и се носи от трактори с хидравлични блокове. Тя има своя транспортна лента и бункер. Бункерът се разтоварва с помощта на хидроцилиндри. Височина за прибиране на реколтата се настройва чрез специален механизъм на трактора. Тя има също хидравличен блок за регулиране на ъгъла на наклона в случаите, когато полето не е равнинно. Той е идеален за тези места, където маневрирането е трудно. Един човек, който кара трактора, може да обслужва тази машина. Тя може лесно да се трансформира от работна в транспорта позиция и обратно. Докато е в транспорта функция се тегли от трактор. Това допълнително увеличава неговата ефективност, когато е необходимо да се работи на големи площи в един и същи ден. Хедерът за косене на лавандула се състои от двойно режещ нож, давайки ясно очертано срязване без счупване на стъблото, което е важно за култури, които дават няколко реколти годишно. Освен ножа, машината е снабдена с устройства, които зареждат културата върху конвейера на транспортиране и механизъм, който не позволява на конвейера да блокира и подобрява транспортирането на културата в коша за захранване. Хедерът за повдигане на културата е така конструиран, че лесно да се настройва към всички видове култури с различно разстояние между редовете. Хедерът повдига краищата на културата и я въвежда в зоната на рязане. Окосената култура се транспортира чрез разклащащо устройство на транспортна лента, чрез която се зарежда в кош. Възможността за постоянно регулиране на височината и ъгъла на косене са важни характеристики за добра ефективност и високо качество на косенето.

Maшината за прибиране на лавандула Clier-France се използва за прибиране на реколта от лавандула и на други етерично-маслени култури с къси стъбла. Принципът на прибиране на реколтата е подобен на другите типове косачки. Срязаните стъбла от ножовете се поемат от две вертикални ленти, които ги транспортират в бункер. Комбайнът е оборудван и с барабан за смилане на лавандулата. Разположен е в лявата част на трактор. Тракторът трябва да има мощност от 50 до 70к.с. Производителността на машината е 1ha/3h. Скоростта на прибиране на реколтата е от 2 до 5km/h. Минималната височина на рязане е 80mm, а максималната 550mm. Хидравличната трансмисия се осигурява от хидравличен блок на задвижване.

Комбайнът De Pietri FR 140SP Italy e машина за прибиране на лавандула и други етерично-маслени култури. Хидростатичното задвижване решава проблема със стръмни повърхности, елиминира риска от затъване във влажна почва и позволява максимален комфорт за водача. Осигурява се движение по един спокоен начин и избор на работна скорост. За управление се използва скоростен лост за постепенно увеличаване или намаляване на скоростта. Двигателят John Deere е 4-цилиндров, тип турбо, с мощност 140к.с. и специален заглушител, предназначен за значително намаляване на шума. Хидростатичното задвижване на 4 задвижващи колела се контролира по електронен път чрез джойстик и кормилен механизъм с хидравлика на волана. Това позволява да се работи на почва с висока влажност. Лентата за косене е с двойно острие и е хидравлично контролирана. Предлага се в две версии - 2,25 и 3.00m. Втората версия е подходяща и за култури като спанак, магданоз и босилек. Работните и движещи скорости с електрически контрол са 0-15 и 0-35km/h. Височината на рязане се контролира от хидравлично устройство, което гарантира ефективен контрол на работата, без да се увреждат културите. Оборудването за рязане може да се настройва, което прави машината по-лека или по-тежка, така че по-добре да се приспособи към всеки вид култура. Системата за зареждане е с гумен ремък. Машината е оборудвана с многофункционално табло за контролиране на всички движения и функции директно от мястото на водача. Кабината е звукоизолирана и е с рециркулация на въздуха.