As.drd.ing. Neluș-Evelin GHEORGHIȚĂ [304503]

UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREȘTI

FACULTATEA DE INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE

Programul de studii: Mașini și Instalații pentru Agricultură și Industria Alimentară

COMBINA DE RECOLTAT PORUMB ȘTIULEȚI

Coordonator Științific:

As.drd.ing. Neluș-Evelin GHEORGHIȚĂ

Student: [anonimizat]

2018

INTRODUCERE

Porumbul este o [anonimizat], reprezintă alături de grâu, 80% din producția de cereale. Porumbul aparține familiei Poaceae. [anonimizat], care se numește popular „cocean”, [anonimizat]. Pe aceeași plantă se găsesc flori feminine și flori masculine pe aceeași tulpină. Florile masculine se găsesc în vârful tulpinii. Inflorescența este sub forma unui spic sau panicul. Florile feminine se găsesc la subsoara frunzelor.

Deși unele varietăți de porumb pot crește până la 7 [anonimizat] o înălțime maximă de 2,5 metri. Porumbul dulce este de obicei mai scurt decât varietățile de porumb de câmp.

Combina de cereale păioase este o [anonimizat], grâului, orzului, ovăzului și altor cereale. Numele acesteia provine de la faptul că poate efectua mai multe operații: secerare, treierare, separare a boabelor de paie și pleavă și colectare a acestora în buncăre sau în saci.

Este alcătuită din următoarele părți principale:

hederul: [anonimizat];

batoza: [anonimizat], site, ventilator, elevator și (la unele combine) colector de paie și pleavă;

buncăr de boabe;

platformă de încărcare în saci.

[anonimizat], remorcate de acesta și acționate la priza de putere a tractorului sau de un motor propriu.

Forma de recoltare a porumbului se poate face sub formă de:

boabe;

știuleți.

[anonimizat], [anonimizat] a [anonimizat]. [anonimizat].

[anonimizat]: [anonimizat]. Culegătoarele de știuleți sunt prevăzute cu una până la patru secții de recoltat (corespunzătoare numărului de rânduri recoltate la o trecere), [anonimizat] a plantelor și aparat de detașat știuleți de pe tulpini.

CAPITOLUL I. TEHNOLOGIA CULTIVĂRII PORUMBULUI

1.1. [anonimizat] a bobului de porumb:

[anonimizat].

Învelișul fructului sau pericarpul alcătuit din: epidermă sau epicarpul (un singur strat de formă pătrată cu pereți ingrosati), mezocarpul (format din 5-12 [anonimizat], albastră și chiar neagră), endocarpul (format din 5-7 [anonimizat], așezați perpendicular pe straturile mezocarpului).

Învelișul seminței sau spermodermă alcătuită din două straturi de celule: un strat pigmentar cu celule de culoare brună și stratul hialin alcătuit din celule fără culoare pronunțată. Aceste două straturi sunt puternic comprimate, formând o singură membrană.

Stratul aleuronic este format dintr-un singur rând de celule mari cu pereți îngroșați, ce nu conțin amidon. Stratul aleuronic poate fi incolor sau puternic colorat în roșu sau albastru.

Endospermul sau corpul făinos reprezintă 2/3 din masa bobului și este format din celule poliedrice mai mici decât cele ale bobului de grâu.

Fig 1.1 Porumbul.

În endosperm există două zone care se deosebesc prin aspect și compoziție chimică: zona exterioară, cornoasă, de culoare galbenă, situată sub stratul aleuronic și zona interioară, făinoasă, afânata, de culoare albă, săracă în substanțe proteice și bogată în substanțe grase și glucide. Granulele de amidon au formă poligonală cu numeroase colțuri.

Tabel 1.1. Caracterizarea si marimea granulei de amidon [18].

Embrionul sub formă de pană este situat spre partea ascuțită a bobului fiind protejat de un scut ce reprezintă cotiledonul seminței de porumb. În total în bobul de porumb, învelișul fructului cu învelișul seminței și stratul aleuronic reprezintă 5-11%, embrionul 8-14%, endospermul 81-85%.

Tabel 1.2. Structura anatomică în % la SU [18].

Compoziția chimică a bobului de porumb este asemănătoare cu cea a celorlalte cereale din punct de vedere structural, cu deosebirea că unele substanțe se găsesc în cantitate mai mică.

Bobul de porumb are o compoziție chimică care îl definește ca un aliment valoros pentru om și animale, de asemenea cocenii, ca atare sau însilozați, constituie un furaj valoros pentru animale.

Analiza unui număr mare de boabe din diferite varietăți cultivate în lume a permis găsirea următoarei compoziții chimice a bobului de porumb, în procente [18]:

umiditate 12,32%,

proteina brută 10,05%,

grasime brută 4,76%,

zaharuri 2,33%,

dextrine 2,47%,

amidon 59,09%,

pentozani 4,38%

celuloza brută 2,25%

cenușă 1,45%

Aproximativ jumătate din perioada de vegetație a porumbului este reprezentată de procesul de formare și creștere a boabelor și cuprinde trei etape principale: coacerea în lapte, coacerea în ceară și coacerea deplină.

Umiditatea boabelor pe parcursul acestor etape pleacă de la 85% (coacerea în lapte) ajungând până la aproximativ 30% (maturitate fiziologică). Coacerea în lapte la porumb durează aproximativ două săptămâni, timp în care conținutul de amidon și de grăsimi brute crește, dar scade conținutul în azot și hidrați de carbon solubili în apă.

În următoarea etapă, de coacere în ceară, ce durează alte două săptămâni, caracterizată prin acumularea de substanțe de rezervă și o reducere accentuată a apei, boabele capătă aspect sticlos și apare culoarea specifică hibridului. Plantele de porumb au frunzele uscate în proporție de 45%, iar pănușile exterioare au un aspect albicios și boabele se desprind de pe rahis.

Înaintea maturității fiziologice, reducerea umidității bobului este o combinație de pierdere efectivă a apei prin evaporare și acumularea de substanță uscată prin procesul de umplere a boabelor.

La maturitatea fiziologică, sub aspect chimic bobul de porumb este maturat pe deplin și acesta poate fi recoltat, iar acest moment depinde doar de umiditatea bobului.

Cunoașterea umidității bobului la maturitatea fiziologică ne ajută să calculăm umiditatea potențială la o anumită dată. Astfel, porumbul se usucă în mod normal cu 0.25 – 1% pe zi în condiții normale de uscare (soare și vânt) ce corespund perioadei de mijloc-sfârșit de septembrie. În prima jumătate a lunii octombrie rata de uscare scade la 0.25-0.5% pe zi, iar în prima jumătate a lunii noiembrie rata scade chiar la 0-0.25%. La sfârșitul lunii noiembrie uscarea devine neglijabilă.

Pierderea apei din boabele de porumb, este o caracteristică a hibrizilor și ea depinde în mare măsură de condițiile de mediu, în special de precipitațiile care cad în această perioadă. Atunci când condițiile climatice sunt favorabile (soare și vânt) hibrizii de porumb tind să aibă aceeași rată de pierdere a apei din bob. Când aceste condiții devin nefavorabile (ploi și temperaturi scăzute) caracteristica hibrizilor de a avea un bun dry down devine foarte importană.

Pe măsură ce boabele de porumb ajung la maturitate, umiditatea acestora scade prin mecanismele plantei la nivel de știulete, frunze și tulpină. Această scădere variază în funcție de hibrid și este influențată de: grosimea pericarpului, de înclinarea știuleților, numărul și grosimea pănușilor/frunzelor, de viteza de uscare și gradul de acoperire cu pănuși și de diametrul rahisului (cu cât acesta este mai mic cu atât se pierde mai rapid apa). [21]

Porumbul constituie baza furajării, pretutideni în lume. Acest succes mondial face din această cultură un produs-reper, pentru care optează din ce în ce mai mulți crescători de pe toate meridianele. Simplu de produs, de recoltat și de depozitat, economic și cu un conținut energetic ridicat, sub formă de boabe sau siloz, porumbul oferă o sursă de alimentație sigură și bogată, conducând la un produs final – carnea – deosebit de sanatos și de suculent.

Porumbul-boabe sau porumbul-siloz constituie furajul principal în lumea întreagă, fiind opțiunea crescătorilor din ultimii 30 de ani. Avantajele sale nutritive și economice (cultura ușor de produs, de recoltat și de depozitat) fac din această cultură un produs competitiv, care contribuie la scăderea prețului produselor alimentare de bază – laptele și carnea.

A doua resursă furajeră după iarbă, porumbul a devenit hrana principală a vacilor de lapte pe perioada de iarnă. Este un produs natural, în care agricultorul are încredere, avand în vedere că îi cunoaște originea și modul de producție.

Bine păstrat, porumbul-siloz prezintă apetență pentru vacile de lapte și are o bună valoare energetică. El îi poate aduce animalului până la 80% din energia și 40% din azotul de care acesta are nevoie. Alături de un element de completare azotat, 1,5 kg de porumb este suficient pentru a produce circa 1 kg de lapte.

Produse lactate: conform Institutului Național de Cercetări Agronomice – INRA -, consumul de porumb-siloz este recomandat pentru îmbunătățirea calității berii pe timpul iernii (conținut vitaminic, culoare și textura).

Produse din carne: animalele furajate cu siloz de porumb produc o carne de foarte bună calitate. Carnea este foarte fragedă și își păstrează elasticitatea și fermitatea după mai mult de 15 zile de maturare.

Aproape trei sferturi din producția totală de porumb-boabe sunt consumate de animale; în principal de păsări și porcine. Porumbul poate fi consumat în ferme (autoconsum) sau poate fi vândut fabricilor de furaje. Tocat și amestecat cu alte materii-prime cum ar fi soia sau mazărea, el intră în compoziția făinurilor și furajelor granulate folosite în hrana animalelor.

Porumbul-boabe este apreciat în furajare datorită aportului său energetic ridicat, conținutului bogat de amidon și uleiului din germeni. Este planta cerealieră cu conținutul de energie cel mai mare. În creșterea păsărilor, energia asimilabilă a porumbului o depășește pe cea a grâului.

Porumbul boabe se consumă sub multe forme și servește ca ingredient pentru numeroase produse procesate: fulgi de porumb, floricele de porumb, porumb dulce, dar și ulei de porumb, pâine din porumb, sau alcooluri, ca ginul sau whisky-ul.

Porumbul dulce

Destinat numai pentru alimentația umană, semințele de porumb dulce fac obiectul unei selecții riguroase. Prima caracteristică a acestuia este prospețimea: astfel, știuletele este cules când încă mai conține 2/3 apă, fiind condiționat în intervalul cel mai scurt posibil, pentru a i se păstra elasticitatea și caracterul crocant. Porumbul dulce se consumă fie sub formă de știuleți proaspeți, fie sub formă de boabe, congelat sau conservat. Porumbul dulce are și o valoare dietetică sigură. Sarac în lipide, este, pe de altă parte, foarte bogat în fibre, precum și în vitamine din complexul B, atât de puțin prezente în alimentele noastre moderne și rafinate și totuși atât de necesare echilibrului nostru fiziologic și neurologic, precum și sănătății pielii noastre.

Grișurile de porumb servesc la prepararea unor mâncăruri tradiționale: polenta, în Italia, România și sud-estul Franței, tortillas în America de Sud, chipsuri în sudul Statelor Unite. Ele intră, de asemenea, și în procesul de fabricare a produselor și ingredientelor alimentare (pâine din porumb, mâncăruri pentru bebeluși, feluri de mâncare preparate, biscuiți dulci sau sărați etc.).

Uleiul de porumb

În sectoarele industriale ale porumbului (unitățile de producție a grișului și amidonului) se extrage uleiul din germeni, al cărui conținut ridicat de acid linoleic (acid gras esențial) îi conferă o mare calitate dietetică.

Alcoolurile din porumb

Distilat, bobul de porumb poate deveni un alcool pentru consum uman: whisky (care este un amestec de alcooluri din boabe de porumb și malț de orzoaică), gin (alcool din porumb pur), sau chiar și bere (amidon de porumb adăugat malțului de orzoaică și hameiului, pentru a îmbunătăți dulceața și strălucirea berei).

Amidonul de porumb

Industria amidonului permite extragerea amidonului prin procedeul îmbibării și obținerea, prin hidroliza, a glucozei. Amidonurile și glucozele sunt apreciate pentru proprietățile lor de lianți, densificatori, gelifianți, edulcoranți, anticristalizanți, umectanți, coloranți, acidifianți etc. Așa se și explică prezența lor în numeroase produse: sosuri, bulionuri, ciorbe, alimente dietetice, produse lactate, alimente pentru copii, produse de patiserie, ciocolata, produse de cofetărie, biscuiți, înlocuitori de materii grase, deserturi, înghetate, dulcețuri, compoturi, lichioruri, băuturi răcoritoare etc.

Alte utilizări ale porumbului pot fi:

Bioetanol

Bioetanolul este un substitut al benzinei. În prezent, biocarburanții constituie singura alternativă la carburanții fosili (petrolul, gazul), disponibili imediat, fără nevoia modificării motoarelor.

Bioetanolul este produs pe bază de cereale (grâu, porumb etc) sau sfeclă de zahar. După recoltă, plantele sunt tocate și pisate. Amidonul din praful rezultat este transformat în zahar, prin acțiunea anumitor enzime. Zahărul este apoi transformat în alcool cu ajutorul drojdiilor. Alcoolul este concentrat, apoi deshidratat, pentru a obține carburantul bioetanol. Coprodusele de fermentare sunt concentrate pentru a obține borhoturi. Acestea din urmă, folosite în furajare, sunt bogate în proteine. Ele permit reducerea importurilor de șroturi de soia, de care sunt dependente sectoarele zootehnice din Franța. De reținut: 1 ha de porumb produce 36 hl de bioetanol și 3 tone de borhot.

Biogaz

Metanizarea este un procedeu biologic de descompunere a materiilor organice cu ajutorul unei flore microbiene, proces care are loc în absența oxigenului și care mai este numit și digestie sau fermentație anaerobă. Biogazul este apoi ars într-un sistem de cogenerare, permițând producerea electricității și căldurii, în același timp. Porumbul-siloz are o capacitate metanogenă cu totul remarcabilă. De reținut: 1 ha de porumb acoperă nevoile de curent electric a 5 domicilii.

Bioplasticuri

Amidonul din boabele de porumb stă la baza unei industrii chimice vegetale inovatoare și foarte promițătoare. La nivel european, 3,2 milioane de tone de porumb au deja utilizări chimice, nealimentare, după cum urmează:

29% în papetărie (Amidonul este utilizat pentru asigurarea coeziunii foii de hârtie și pentru a-i îmbunătăți rezistența. Totodată, servește stratificării hârtiei, o etapă de fabricare care ameliorează regularitatea foilor);

9% în farmacie;

4% în industria textilă.

Industria amidonului de porumb stă la originea fabricării materialelor de construcție și adezivilor. Acești adezivi servesc mai ales la fabricarea sacilor de hârtie, etichetelor și benzilor adezive.

Derivații amidonului de porumb sunt și ei prezenți în componența diverselor tipuri de vopsele, pentru care sunt căutați ca gelifianți sau stabilizatori de emulsie. Sectorul chimiei vegetale are un potențial de dezvoltare important, mai ales în ce privește intermediarii chimici de sinteză și biopolimerii (din care face parte și bioplasticul).

Provenite din materii-prime de origine agricolă, bioplasticurile sunt biodegradabile. Alături de beneficiile pentru mediu sunt și avantajele economice și sociale: menținerea utilizării industriale a plasturgiei, frânarea importurilor asiatice de materii plastice și o gestionare a deșeurilor la costuri mai mici, datorită compostului. Este strategică favorizarea apariției și dezvoltării unor produse inovatoare ca bioplasticurile, pentru a crea o economie durabilă, ancorată în teritoriu și generatoare de locuri de muncă.

Bioplasticurile înlocuiesc plasticul tradițional produs de industria petrochimică, aducând totodată și noi funcționalități și caracteristici specifice, care le deschid noi segmente de piață. Mulțumită performanțelor și proprietăților lor specifice, bioplasticurile pătrund cu succes pe piața producției de saci și ambalaje precum și pe cea agricolă (acoperiri / înfășurări cu paie). [14]

1.2. Cultivarea porumbului

SĂMÂNȚA ȘI SEMĂNATUL

Sămânța pentru semănat trebuie să fie certificată să aparțină hibrizilor recomandați pentru fiecare zonă de cultură.

Epoca de semănat – semănatul porumbului se execută într-un interval de 8-10 zile, începând din momentul când în sol se realizează la adâncimea de semănat 8-10`C, măsurată dimineața, având tendințe de creștere în următoarele zile. Calendaristic semănatul porumbului începe de regulă după data de 10 aprilie, hibrizi timpurii se seamană la începutul intervalului optim, continuând cu hibrizii târzii.

Densitatea optimă la semănat – se stabilește în funcție de hibridul cultivat aprovizionarea cu apă, fertilitatea solului și condițiile de cultură. În cultura neirigată, densitatea la semănat va fii de 45- 60 mii plante recoltabileha, la hibrizii timpurii, 40- 55 mii, la cei semitimpurii și de 40-50 mii la cei târzii.

Distanța între rânduri – atât pe terenul irigat cât și pe cel neirigat distanța dintre rânduri va fi de 70 cm, permițând astfel combaterea buruienilor prin prașile manuale și mecanice.

Adâncimea de semănat – la semănat se va realiza o adâncime de 4-8 cm urmărinduse ca sămânța să fie în contact cu solul umed și, ca urmare, răsărirea să fie rapidă și uniform.

Fig. 1.2. Sământa și semănatul. [15]

Procesul tehnologic de recoltare a porumbului este format din următoarele operații de lucru: tăierea tulpinilor, detașarea știuleților de pe tulpini, depănușarea știuleților, treierarea știuleților și separarea boabelor de ciocălăi, tocarea sau fibrarea tulpinilor, colectarea boabelor și a materialului tocat.

Tehnologiile de recoltare a porumbului se pot grupa în funcție de felul produsului principal în: tehnologii pentru recoltarea porumbului sub formă de știuleți (depănușați sau nedepănușați) și tehnologii pentru recoltarea porumbului sub formă de boabe. După modul cum se execută în timp operațiile de lucru, tehnologiile de recoltare a porumbului se împart în: tehnologia cu faze divizate și tehnologia monofazică.

Recoltarea porumbului sub formă de știuleți se face: după tehnologia cu faze divizate când se execută detașarea știuleților de pe tulpini (fără ca acestea să fie recoltate), depănușarea știuleților în același timp cu detașarea sau ulterior și apoi recoltarea tulpinilor, sau după tehnologia monofazică când se execută tăierea tulpinilor, detașarea știuleților, depănușarea știuleților, tocarea tulpinilor; precum și a materialului tocat.

Recoltarea porumbului sub formă de boabe se poate face după tehnologia cu faze divizate când se execută detașarea știuleților de pe tulpini și treierarea știuleților într-o fază și în altă fază tăierea și tocarea tulpinilor sau după tehnologia monofazică când se execută tăierea tulpinilor de porumb, treierarea lor, curățirea și colectarea boabelor.

Cerințele ce trebuiesc satisfăcute în procesul tehnologic de recoltare sunt următoarele:

la recoltarea sub formă de știuleți, pierderile de boabe nerecuperabile să nu depășească 2%, gradul de depănușare să fie minimum 90%, gradul de vătămare a știuleților să fie mai mic de 3%, recoltarea să se poată începe la umiditatea boabelor de 30%, materialul tocat să aibă lungimea de 30 mm în proporție de peste 70%;

la recoltarea sub formă de boabe pierderile totale de boabe să fie sub 2,5%, procentul de boabe vătămate să fie sub 8%, puritatea boabelor să fie mai mare de 98%, recoltarea să se execute atunci când umiditatea boabelor este cuprinsă între 24 și 16%;

la treierul știuleților, procentul de boabe vătămate să fie maximum 2, procentul de impurități în boabe să fie sub 3, procentul de boabe rămase pe ciocălăi să fie maximum 0,5%. [11]

1.3. Lucrările de ingrijire (prăsit, erbicidat, irigat)

Porumbul trebuie semănat într-un sol afânat bine mărunțit la suprafață cu rezervă mare de apă și curat de buruieni, pentru acest lucru terenul care urmează a se cultiva cu porumb trebuie să fie nivelat, resturile vegetale să fie încorporate bine sub arătura de bază. Lucrarea de bază a solului este arătura care se execută imediat după ce terenul a fost eliberat pentru reducerea de pierdere a apei din sol, înainte de arătura de bază se va face o discuire a terenului cu grapa cu discuri. 
Arătura se va executa la o adâncime de 20-28 cm, lucrarea mai adâncă fiind necesară pe terenurile puternic îmburuienate sau pe cele cu resturi vegetale mari și pe solurile compacte. Pe terenurile în pantă arătura se va executa pe direcția curbei de nivel iar pe solurile superficiale, adâncimea arături se va limita la grosimea stratului de humus. Dacă arătura este de calitate atunci și patul germinativ va fi bun și rasărirea și densitatea plantelor va fi uniformă, iar calitatea producției realizate va reflectată în producția obținută. [13]

Prășitul

Prășitul este o lucrare care se execută mecanic printre rândurile de plante și manual pe fiecare rând. Se execută după răsăritul plantelor de porumb, la apariția buruienilor și urmărește înlăturarea plantelor sălbatice care afectează cultura și afânarea solului.

Pentru a obține un prășit de calitate agricultorul trebuie să respecte câteva cerinte agrotehnice:

trebuie folosite piese active de tip extirpator, cu cutițe ascutițe care să asigure distrugerea tuturor buruienilor din zona de cultură;

lucrarea trebuie executată la timp, adică la apariția plantelor sporadice, care nu trebuie să intre in concurență cu porumbul cultivat;

lucrarea trebuie executată la adâncime de 4-8 cm pe toate secțiile cultivatorului, se urmarește eliminarea buruienilor, dar se evită formarea de bulgări sau felii de sol;

trebuie asigurată zona de protecție a plantelor, cu o lațime de 7-14 cm pe o parte și pe alta, și se evită astfel vătămarea și distrugerea acestora;

viteza de lucru a utilajului trebuie să fie constantă și să fie redusă, la primul prășit se recomandă o viteză de 3-5 km/h, la următoarele viteza poate crește până la 6-9 km/h;

Prășitul trebuie executat când solul a făcut crustă, au apărut buruienile și umiditatea solului este optimă, întârzierea lucrărilor duc la formarea unei cruste persistente și la creșterea viguroasă a buruienilor. Adâncimea diferă în funcție de stadiul de dezvoltare a plantelor de porumb astfel prășile superficiale se pot realizeaza la 3-6 cm și prășile mijlocii se pot executa la adâncime de 6-7 cm. [20]

Fig 1.3 Prășitul porumbului. [20]

Erbicidarea preemergentă

Porumbul este una dintre cele mai sensibile plante de cultură în ceea ce privește gradul de îmburuienare, deoarece creșterea este lentă în primele 4-6 săptămâni, iar numărul de plante per metru pătrat este scăzut (5-7). Erbicidarea la porumb se face de regulă înainte de semănat sau în perioada cuprinsă între semănat și răsărit. În această fază, erbicidele se aplică direct pe sol.

Erbicidele cu aplicare preemergentă sunt reziduale și au persistență variabilă. Acesta erbicidare are scopul de a preveni infestația cu buruieni. Buruienile în curs de răsărire absorb erbicidul prin rădăcini, stoloni sau rizomi. Absorbția este mult mai ridicată și mai eficientă în cazul buruienilor dicotiledonate.

În cazul erbicidării preemergente a porumbului, solul trebuie bine mărunțit, pentru a se asigura o repartizare uniformă a erbicidului. Se creează astfel la suprafața solului o peliculă menită să distrugă buruienile, până la adâncimea de 2-6 cm, care este de regulă adâncimea la care germinează majoritatea acestora. Acesta peliculă persistă de regulă între 2 săptămâni și chiar și 6 luni, în funcție de erbicidul folosit. Erbicidele pentru faza preemergenta sunt cu atât mai eficiente cu cât au un spectru larg de combatere a buruienilor, atât monocotiledonate, cât și dicotiledonate.

Erbicidarea postemergenta

În cazul în care se constată apariția buruienilor în cultura de porumb chiar și după ce plantele au răsărit deja, sau dacă nu s-a efectuat erbicidarea preemergenta, se poate interveni cu erbicide care acționează în faza postemergentă și care se aplică direct pe vegetație.

Erbicidarea postemergentă se efectuează cu ajutorul erbicidelor de contact. Acestea au o acțiune selectivă, adică acționează numai asupra buruienilor, fără a periclita cultura de porumb. Erbicidele selective distrug țesuturile buruienilor, celulele, împiedică diviziunea celulară în zona de creștere și inhibă procesele de fotosinteză și respirație. Buruienile cu frunză lată rețin mai bine erbicidul decât buruienile cu frunză îngustă. [22]

Indiferent de tipul de erbicid folosit, este bine de știut că, deși se efectuează erbicidarea preemergentă, de foarte multe ori este nevoie și de o erbicidare ulterioară, după ce buruienile încep din nou să se înmulțească în cultura de porumb. [12]

Fig 1.4. Erbicidarea [23]

Irigarea

Porumbul răspunde foarte favorabil la apa de irigare, sporurile de producție obținute fiind cuprinse între 20 și 90%. Necesarul de apă al porumbului pentru întreaga perioadă de vegetație este de 4.800-5.800 metri cubi/hectar, cu un consum mediu de apă pe zi de 3-9 mm, în funcție de fenofaza de dezvoltare. Necesarul zilnic de apă, în perioada de vegetație, este următorul; în luna mai = 15-25 metri cubi/hectar/zi; în luna iunie = 35-40 metri cubi/hectar/zi; în luna iulie 35-40 metri cubi/hectar/zi; în luna august = 35-40 metri cubi/hectar/zi.

Perioada cu cerințe maxime pentru apă este cuprinsă, de la apariția paniculului până la umplerea boabelor, între 50 și 55 de zile. Pe parcursul vegetației, plafonul minim se va menține la 70% din IUA (doar în primele faze de vegetație poate fi menținut la 50% din IUA pentru a determina o mai bună dezvoltare a sistemului radicular). Numărul udărilor este influențat de gradul de aprovizionare cu apă al solului și regimul pluviometric.

Regimul de irigare la porumb cuprinde: udarea de aprovizionare (300-400 metri cubi/hectar) care se administrează numai în primăverile secetoase; udări în vegetație – 4-6 udări, cu norme de udare de 500-1.200 metri cubi/hectar, în funcție de sol, textură și metoda de irigare (aspersiune sau inundare pe brazde, ținând cont și de precipitațiile căzute); intervalul de udare pentru care se calculează plafonul minim este de 60-80 cm.

Normele de udare sunt diferențiate în funcție de tipul de sol și permeabilitatea acestuia, aplicându-se 700-800 metri cubi/hectar pe solurile permeabile și 500 de metri cubi/hectar pe cele mai puțin permeabile. Norma de irigare reprezintă suma normelor de udare și este cuprinsă, în medie, între 2400 și 3.600 metri cubi/hectar, dar poate ajunge și la 5.000 metri cubi/hectar. [16]

Tabel 1.3 Norme de irigare. [16]

Fig 1.5. Irigatul [24]

Perioada de vegetație

În prezent sunt peste 100 hibrizi care se cultivă; sunt creați hibrizi de la timpurii (cu perioada de vegetatie l00-l l5 zile), până la hibrizi tardivi (cu perioada de vegetație peste l45 zile). Fiecare hibrid, ca perioadă de vegetație, exprimată în zile (răsărire -maturare), se încadrează în clase de maturitate convențională FAO (l00-200-300-400-500-600-700-800).ex. FAO 100-timpuriu, FAO 800tardiv.

Temperatura, ca element esențial al precocității porumbului, se înregistrează începând cu pragul biologic (100 C), cumularea temperaturilor efectiv utile, prin unități termice utile, se divide în: indice de înflorire (suma unităților termice utile pe perioada de semănat-răsărire-apariția mătăsii); indice de maturare (suma unităților termice pe perioada de mătăsire-maturare fiziologică). Suma temperaturilor efectiv utile necesare hibrizilor este cuprinsă în general, în intervalul 1000-14000 C.

Plante pregătitoare

Porumbul este o plantă cu pretenții reduse față de planta pregătitoare, dar producția de plante realizată poate fi diferită de biologia și agrotehnica pregătitoare și condițiile climatice din anul respectiv. În condițiile actuale ale structurii culturilor din țara noastră, principal cultură pregătitoare a porumbului este grâul de toamnă, care favorizează o bună pregătire a solului. Se obțin producții ridicate și după orzul și secară de toamnă, cât și după păioasele de primăvară. Urmează în cultură, cu rezultatele bune de producție, după unele premergătoare prastioase, că sfecla, cartoful sau după in, cânepă s.a. Sunt neindicate pentru porumb ca pregătitoare sorgul și iarba de Sudan.

În monoculture porumbul se suportă bine mai mulți ani, fără ca producția să scadă substanțial, dacă nu se aplică în mod rațional sistemul de lucrări ale solului și de îngrășare coresponzătoare. Totuși rezultatele cele mai bune în condițiile țării noastre, unde climatul este mai puțin umed, după 9 ani, s-au obținut în rotația grâu-porumb (un spor de 450 kg de monoculture). Din această cauză, în unitățile specializate, porumbul se poate cultiva după el însuși 3-4 ani cu condiția ca solurile să fie fertile și să li se administreze doze corespunzătoare de îngrășăminte organice și chimice. Se recomandă ca porumbul să se cultive în rotații scurte de 2-4 ani, în care să se include cereale păioase, plante tehnice, leguminoase anuale și perene.

Relațiile plantei cu factorii de vegetație.

Porumbul se comportă ca plantă cu cerințe ridicate față de temperatură. Temperatura minimă de germinare este de 8-10 °C, iar temperaturile scăzute, survenite după semănat, au o influiență negativă evidentă asupra producțiilor realizate. Temperaturile ridicate după răsărit scurtează perioada de vegetație și măresc ritmul de dezvoltare al plantelor. Dacă temperatura ajunge la 35°C se remarcă o grăbire a formării inflorescenței mascule și a apariției sale cu multe zile înaintea stigmatelor, ceea ce determină o reducere a vitalității polenului, împiedicarea germinației pe stigmata și în consecință, o scădere a producției. Pentru a se putea obține producții ridicate, temperaturile medii zilnice din perioada inspicatului și fecundării nu trebuiesc să depășească 22°C. Între fecundare și coacere, temperaturile mai ridicate de 30°C și atmosferă uscată pot provoca o coacere prematură a boabelor și scăderea recoltei. Un climat uscat și o temperatură de 21°C în intervalul dintre faza coacerii în ceară și cea coacerii depline asigură maturitatea plantei în cele mai bune contitii. La temperaturi mai mici de 100 C creșterea încetează, iar dacă temperatura coboară sub -40C, plantele mor. Din punct de vedere al fotoperioadei, porumbul este o plantă de zi scurtă, adaptată la o lumină intensă. În primele faze de creștere, după răsărire, porumbul are o rezistență deosebită la secetă, datorită sistemului radicular profund, consumului specific redus de apă. Lipsa sau insuficiența apei în perioada formării paniculului și a boabelor are efecte negative asupra producției.

Deși nu are cerințe deosebite față de sol, producțiile cele mai mari se realizează pe solurile cu fertilitate ridicată (cernoziomuri, soluri aluvionare, brun-roșcate), cu ph neutru (6,5-7) și capacitate mare de reținere a apei. Nu se recomandă solurile reci, cu exces de umiditate, compacte, tasate.

Față de umiditate se comportă ca o plantă rezistentă, având un consum ridicat de apă și o mare capacitate de adaptare la condițiile de secetă prin reducerea suprafeței de transpirație. Pentru germinație, boabele necesită o cantitate de apă egală cu 27-44 % din greutatea lor. În funcție de variația temperaturii (8-30° C), în consumul de umiditate din perioada de vegetație se înregistrează un maxim în intervalul dinaintea inspicatului și până la începutul coacerii în ceară, după care cerințele scad, rolul preponderant în maturitatea deplină a boabelor revenind temperaturii. În țara noastră, cele mai bune condiții de vegetație pentru porumb, sub aspectul regimului de umuditate, sunt realizate când precipitațiile însumează peste 500 mm anual și sunt bine repartizate, din când care 250 mm cad în intervalul 1 Mai-31 August.

Deosebit de importante sunt ploile din lunile Mai, Iunie și Iulie, cu condiția ca în Primăvară până la 1 Mai să fi căzut cel puțin 100 mm precipitații.

Neavând cerințe deosebite față de sol, porumbul se poate cultiva pe soluri foarte diferite din punct de vedere textural și al ph-ului. Toate recoltele cele mai mari se obțin la noi pe cernoziomuri, brune roșcate, cât și pe aluviuni. Este cultura care poate da producții ridicate și pe soluri cu fertilitate redusă, dacă li se administrează doze corespunzătoare de îngrășăminte organice și minerale.

CAPITOLUL II. SOLUȚII CONTRUCTIVE

2.1. Considerații generale

2.1.1. Domeniul de utilizare și clasificarea mașinilor de recoltat porumb

În funcție de operațiile tehnologice pe care le execută, mașinile de recoltat porumb se împart în:

mașini de recoltat știuleți;

mașini de depănușat știuleți;

combine de recoltat porumb;

echipamente de recoltat porumb folosite la combinele de recoltat cereale păioase și batoze de treierat știuleți.

Mașinile de recoltat știuleți, numite și culegătoare de știuleți, execută numai recoltarea știuleților, tulpinile rămanand în continuare fixate în sol pentru a fi recoltate în altă fază, cu alte mașini. În funcție de organele de lucru pe care le au, culegătoarele de știuleți pot executa depănusarea știuleților sau treierarea știuleților.

După modul de acționare, culegătoarele de știuleți se împart în: culegătoare tractate, culegătoare purtate și culegătoare autodeplasabile. Culegătoarele de știuleți sunt prevăzute cu una până la patru secții de recoltat (corespunzătoare numărului de rânduri recoltate la o trecere), fiecare secție fiind formată din ridicătoare de plante, dispozitiv de dirijare a plantelor și aparat de detașat știuleți de pe tulpini.

În figura de mai jos este reprezentată schema unui culegător de știuleți purtat prevăzut cu depănusător alcătuit din: ridicătoarele de plante 1, lanțurile de dirijare 2, valțurile de detașat știuleți 3, elevatorul de știuleți 4, valțurile 5 pentru indepărtarea tulpinilor rupte, dispozitivul 6 de apăsare a știuleților pe valțurile de depănusat 7, transportorul de pănusi 8, sită 9 pentru separarea boabelor din pănusi, transportorul elicoidal 10, elevatorul 11 pentru incărcarea știuleților depănusati în remorca 12 și ventilatorul 13 pentru curățirea boabelor desprinse de pe știuleți.

Fig.2.1. Schema culegătorului de știuleți purtat pe tractor [11]

Schema unui culegător de știuleți autodeplasabil CARP-4 este reprezentată în figura urmatoare și cuprinde: ridicătoarele de plante 1, lanțurile de dirijare 2, plăcile de detașat știuleți 3, valțurile de tragere a tulpinilor 4, transportorul elicoidal 5, transportorul oscilant cu racleți 6, elevatorul de știuleți nedepănușați 7, uniformizatorul de alimentare 15, planul înclinat 16, valțurile aparatului de depănușat știuleți 18, rotoarele cu palete elastice 17 pentru apăsarea știuleților pe valțurile de depănușat, elevatorul cu racleți 19 pentru încărcarea știuleților în remorca 20, ventilatorul 12 pentru îndepărtarea impuritatilor, sita Graepel 11 pentru separarea boabelor din pănuși, sita 10 din tablă perforată, ventilatorul 9, elevatorul de boabe 14, colectorul de boabe 13 și planul oscilant 8.

Fig.2.2. Schema culegatorului de știuleți autodeplasabil [11]

Mașinile de depănușat știuleți execută desprinderea și separarea pănușilor rămase pe știuleți în urma procesului de detașare. Mașinile de depănușat (depănușătoarele de știuleți) se folosesc atunci când mașinile care execută recoltarea știuleților (culegătoarele de știuleți sau combinele de recoltat porumb) nu execută și depănușarea lor.

De regulă, mașinile de depănușat sunt mașini staționare și intră în componența unor instalații alcătuite din unul-două elevatoare de alimentare, eventual un buncăr tampon, depănușătorul și un elevator pentru încărcarea stiuleților într-un mijloc de transport sau într-un pătul. Aceste mașini au o utilizare restrânsă deoarece majoritatea mașinilor de recoltat știuleți sunt echipate și cu aparate pentru depănușat.

Combinele de recoltat porumb efectuează recoltarea atât a știuleților, cât și a tulpinilor și execută, de regulă, următoarele operatii de lucru: tăierea plantelor, detașarea știuleților, tocarea tulpinilor, (eventual, depănușarea știuleților și colectarea lor ori încărcarea acestora într-un mijloc de transport) și încărcarea materialului tocat într-un mijloc de transport. Combinele de recoltat porumb se împart, după organele de lucru pe care le au, în: combine fără aparat de depănușat și combine cu aparat dedepănușat; iar după modul de acționare, în: combine tractate și combine autodeplasabile.

Combinele tractate recoltează la o trecere unul la trei rânduri de plante, iar combinele autodeplasabile patru la opt rănuri. Viteza de deplasare în lucru a combimelor de recoltat porumb este de 3-9 km/h. Capacitatea de lucru este în functie de producția de plante la hectar și variază între 0,18 și 0,62 ha/ h pentru o secție de recoltare (pe un rând).

În figura de mai jos este reprezentată schema unei combine (C-3P) de recoltat porumb fără aparat de depănușat, alcătuită din: ridicătoarele de plante 4, lanțurile 5 pentru dirijarea plantelor, plăcile 6 pentru detașarea știuleților, valturile 7 pentru tragerea tulpinilor, cuțitele 8 pentru răzuirea valțurilor, transportorul elicoidal pentru știuleți 10, elevatorul cu racleți 2 pentru încărcarea știuleților în remorcă, ventilatorul 3 pentru îndepărtarea fractiunilor ușoare libere din masa de știuleți, aparatul de tăiere cu rotoare 9, transportorul elicoidal de tulpini 11, uniformizatorul 12, aparatul de tocat tulpini 13 și conducta 1 pentru refularea tocăturii într-o remorcă (care se deplasează lateral). O astfel de mașină este și combina românească de recoltat porumb C-3P, de tip tractată și actionată de la arborele prizei de putere. Această combină execută la o trecere recoltarea a trei rânduri de plante situate la o distanță de 0,7 m între ele, se deplasează în lucru cu viteza de 2,5-4,7 km/h și are capacitatea de lucru de 0,4-0,6 ha. [11]

Fig. 2.3. Schema combinei de recoltat porumb știuleți C-3P [11]

Schema unei combine tractate cu aparat de depănușat știuleți este reprezentată în figura următoare și cuprinde: ridicătoarele de plante 1, lanturile de dirijare a plantelor 2, lanțurile de alimentare 3, aparatul de tăiere 4 cu cuțit cu mișcare rectilinie alternativă, scutul 10 pentru înclinarea tulpinilor, aparatul de detașat știuleți 11 de tip cu valțuri, aparatul de tocat tulpini 12, conducta de refulare a materialului tocat 18, elevatorul cu racleti 15 pentru ridicarea știuleților nedepănușați de aparatul de depănușat 17, ventilatorul 14 pentru îndepărtarea impurităților ușoare, rotoarele 15 pentru apăsarea știuleților pe valțurile de depănușat, transportorul elicoidal 6 pentru deplasarea știuleților depănușați la elevatorul 8 de încărcare în remorcă, transportorul cu racleți 9 pentru evacuarea pănușilor pe sol, transportorul elicoidal 7 pentru transmiterea boabelor desprinse la elevatorul 8 și roțile cu pneuri 5.

Fig. 2.4. Schema combinei de recoltat porumb cu aparat de depănușare [11]

2.1.2. Componența mașinilor de recoltat porumb

Recoltarea porumbului cu ajutorul combinelor de recoltat cereale păioase se poate face după mai multe tehnologii:

-recoltarea integrală a plantelor prin tăierea și introducerea lor cu tot cu știuleți în aparatul de treier;

-recoltarea numai a știuleților, treierarea acestora și colectarea boabelor sau depănusarea știuleților și incărcarea lor într-un mijloc de transport;

-recoltarea plantelor prin tăiere, detașarea și treierarea știuleților, curătireasi colectarea boabelor, tocarea tulpinilor și incărcarea materialului tocat într-un mijloc de transport sau lăsarea lui pe sol (în brazdă sau imprăstiat).

Pentru recoltarea porumbului, combinele de recoltat cereale păioase trebuie echipate cu organe de lucru speciale ca: echipamente pentru recoltarea știuleților, echipamente pentru depănusarea știuleților, echipamente pentru tăierea plantelor, detașarea știuleților și tocarea tulpinilor și altele.

Echipamentele pentru recoltarea integral a porumbului sunt alcătuite, de regulă, din sectile de recoltare a plantelor (care se montează pe hederul de recoltat cereale păioase în fața aparatului de tăiere după ce s-a înlăturat rabatorul) și un set de organe pentru batoza combinei. Numărul secțiilor de lucru diferă în funcție de mărimea combinei și poate fi între 1 și 8.

Din punct de vedere constructiv, secțiile de lucru sunt de mai multe tipuri, dar mai răspândite sunt secțiile cu lanțuri de dirijare și valțuri de alimentare (fig. 2.5). Fiecare secție este formată din: ridicătoarele de plante 1, lanțurile de dirijare 2 și valțurile de alimentare cu palate zimțate 4. Adaptarea batozei pentru treierarea porumbului privește înlocuirea sau modificarea unor organe de lucru ca: transportorul oscilant, aparatul de treier (se folosește bătător închis și contrabătător cu bare puține și intervale mai mari între vergele), sitele sistemului de curățire (de regulă, prima sită este de tip Graepel), modificarea regimurilor de lucru etc. [11]

Fig. 2.5. Schema echipamentului pentru recoltarea integral a porumbului [11]

Plantele antrenate de lanțurile de dirijare sunt tăiate de aparatul de tăiere 3, transmise de valțurile de alimentare la transportorul elicoidal 5 și introduse în aparatul de treier de către transportorul oscilant 6. Boabele rezultate după treierarea știuleților sunt separate de restul fracțiunilor și curățite de impurități de către organele sistemului de curățire și apoi sunt colectate în buncăr. Amestecul format din tulpini și ciocălăi este fie lăsat pe sol în starea în care a rezultat de la aparatul de treier, fie tocat și colectat într-o remorcă sau imprăstiat pe sol. Pentru recoltarea și treierarea numai a știuleților combinele de recoltat cereale păioase se echipează cu hedere speciale de recoltat știuleți (culegătoare de știuleți) prevăzute cu patru la opt secții de lucru.

Fiecare secție de lucru se compune din: ridicătoarele de plante 1, lanțurile 2 pentru dirijarea tulpinilor, plăcile 3 pentru detașarea știuleților, valțurile 4 pentru tragerea tulpinilor. Știuleții detașați de pe tulpini sunt transmiși de lanțurile de dirijare 2 la transportorul elicoidal 6 și introduși în aparatul de treier de către transportorul oscilant 7. În cazul recoltării porumbulul sub formă de știuleți depănusati, combinele de recoltat cereale păioase se echipează cu hedere de recoltat știuleți și cu echipamente de depănusat (echipament care se introduce în batoză în locul aparatului de treier și al scuturătorului de paie și este asemănator cu al culegătorului autopropulsat.

Fig. 2.6. Schema echipamentului pentru recoltarea integral a porumbului [11]

În figura următoare este prezentată schema unei combine autopropulsate de recoltat cereal păioase prevăzute cu echipament de detașat știuleți și de tocat tulpini de porumb alcătuită din: ridicătoarele de plante 1, valțurile 2 pentru tragerea tulpinilor, plăcile 3 pentru detașarea știuleților, lanțurile 4 pentru dirijarea tulpinilor, transportorul elicoidal pentru știuleți 5, camera de alimentare 6, transportorul de știuleți cu rotoare 7, aparatul de treier 11, uniformizatorul 12, scuturătorul 13, planul înclinat 18, elevatorul de boabe 9, colectorul de boabe 10, aparatul de tăiere cu rotor 14, transportorul elicoidal 15, uniformizatorul de primire 16, aparatul de tocare 17 și conducta de refulare 8. Boabele desprinse de pe ciocălăi sunt separate de impurităti și strânse în colectorul combinei, iar tulpinile sunt tocate și refulate într-un mijloc de transport care se deplasează paralel cu combina.

Fig. 2.7. Schema unei combine prevăzute cu echipament de detașat știuleți și de tocat tulpini[11]

În cazul echipamentului din figura 2.8., fiecare secție de lucru (pentru un rând de plante) este prevăzută cu o tobă cu cutițe articulate 1. Materialul tăiat și tocat (tulpini și ierburi) este împrăștiat pe suprafața terenului, ușurându-se astfel incorporarea lui în sol.

Fig. 2.8. Echipament pentru detașarea știuleților și tăierea tulpinilor [11]

În cazul echipamentului din fig. 2.9., tulpinile sunt tăiate de către un aparat de tăiere fără degete 2, alcătuit din două cutițe din care cel inferior este fix, iar cel superior este acționat într-o mișcare rectilinie-alternativă. Tulpinile tăiate sunt trecute la două transportoare elicoidale 3 și deplasate la mijlocul hederului, unde sunt apoi lăsate pe sol într-o brazdă continuă cu lățimea de 1,2-1,3 m și grosimea de circa 0,25 m. Brazda de material se descarcă, de regula, între roțile combinei și poate fi strânsă ulterior cu ajutorul mașinilor de adunat, încărcat și transportat fân. Puterea necesară pentru acționarea organelor suplimentare destinate tăierii tulpinilor este de 1-1,25 kW pentru un rând de plante.

Fig. 2.9. Echipament pentru detașarea știuleților și tăierea tulpinilor [11]

Batoze de treierat știuleți.

Batozele de treierat știuleți, numite și batoze de porumb, execută desprinderea și separarea boabelor de ciocălăi. Batozele sunt construite după diverse scheme tehnologice și au capacitatea de lucru cuprinsă între 2 și 50 t/ha. Batozele de porumb sunt fabricate ca mașini independente, ca utilaje incluse în fluxul tehnologic al instalațiilor de curățire și condiționare sau al instalațiilor de prelucrare a boabelor de porumb și ca echipament de lucru în cadrul mașinilor de recoltat porumb sub formă de boabe.

În figura 2.10. este reprezentată schema unei batoze de porumb (batoza BP-GM) alcătuita din coșul de alimentare 1, bătătorul 2, contrabătătorul 11, opritorul 3, paleta 4 pentru evacuarea ciocălăilor, transportorul elicoidal de boabe 12, jgheabul 13 al transportorului elicoidal (realizat din tablă perforată pentru eliminarea impurităților mici), paleta 15 pentru transmiterea boabelor la ventilatorul aruncător 7, conducta de refulare 5, opritoarele de boabe 6, gurile pentru saci 8, conducta pentru evacuarea aerului 9, roțile de transport 10 și cadrul 14. Bătătorul este de formă cilindrică; prevăzut cu palete pe suprafața laterală, iar contrabătătorul este sub forma unei carcase cilindrice executate din tablă cu orificii. Boabele desprinse de pe ciocălăi trec prin orificiile contrabătătorului la transportorul elicoidal 12 și sunt transmise de paleta 15 la ventilatorul aruncător 7. Paletele ventilatorului, preluând boabele, le aruncă prin conducta de refulare 5 în camera de separare prevăzută cu opritoarele 6. Boabele, lovindu-se de aceste opritoare, cad spre gurile de descărcare 8, iar impuritățile ușoare sunt evacuate din mașină prin conducta 9. Ciocălăii rezultați din procesul de treier sunt trecuți peste opritorul reglabil 3 la paleta aruncătoare 4 care îi evacuează din mașină. Capacitatea de lucru a batozei BP-6M este de 6-8 t știuleți/ h. Batoza este Acționată de un motor electric de 7,5 kW.

Fig. 2.10. Schema batozei de porumb BP-6M [11]

2.2 Echipamente de recoltat porumb

TORNADO 40 EOL 8V

Fig. 2.11. TORNADO 40 EOL 8V [25]

Date tehnice:

-Lungime: 4.85 [m] -Depănușător cu 3 valțuri metalice

-Lățime: 2.74 [m] -Lungimea valțurilor: 1130 [mm]

-Înălțime: 2.7 [m] -Freza: 9 cuțite, transmisie cu 2 curele

-Greutate: 1780 [kg] -Volumul buncărului: 1.8

-Capacitate: 0.45 [ha/h] -Turația cardanului: 480-550 rot/min

-Puterea necesară tractorului: 18 [kW]

-Rânduri: 1

Fig. 2.12. Schema mașinii de recoltat Tornado 40 EOL 8V [26]

Culegerea este executată de mecanismul de cules 1, unde cu ajutorul a două valțuri trag tulpina în mecanismul cu aripi de smulgere Aici stiuletele se îndepărtează de tulpină și cu ajutorul lanțurilor transportoare este împins către depănușător. Freza 2 taie tulpina și o împrăștie pe sol. În depănușătorul 3, valțurile de depănușare depănușează știuletele.

Lopețile transportoare situate deasupra valțurilor 4 împing știuletele în transportorul 5 unde cu ajutorul lopățicilor din cauciuc situate pe lanțul transportor știuletele este împins în buncărul 6. Golirea buncărului se face cu ajutorul cilindrilor hidraulici 7 care sunt acționați de sistemul hiraulic al tractorului de la priza de alimentare a remorcii. Ventilatorul 9 ajută la o curățire suplimentară a știuleților.

Fig. 2.13. Prinderea echipamentului de recoltat de tractor [25]

Fig. 2.14. Procesul de lucru al echipamentului [25]

TORNADO 80

Fig. 2.15. TORNADO 80 [27]

Date tehnice:

-Lungime: 5.5 [m] -Depănușător: 6 valțuri

-Lățime: 3 [m] -Freza: 33 de cutite

-Înălțime: 2.94 [m] -Volumul buncărului: 2.9

-Greutate: 3020 [kg] -Înalțimea la descarcare: 2700 [mm]

-Capacitate: 0.8 [ha/h]

-Puterea necesară tractorului: 35 [kw]

-Rânduri: 2

Fig. 2.16. Schema mașinii de recoltat Tornado 80 [28]

Componența:1-cadru,2-transmisia,3-mecanismde recoltat, 4-freza, 5-transportor orizontal, 6-depănușător, 7-racleții, 8-transportor vertical, 9-buncăr, 10-instalația hidraulică, 11-instalația de iluminat,12-comutator mecanic, 13-picior de susținere,14-învelitoarea mecanismului de recoltat.

Fig. 2.17. Prinderea echipamentului de recoltat de tractor [27]

Fig. 2.18. Procesul de lucru al echipamentului [27]

Fig. 2.19. Descărcarea știuleților cu ajutorul cilindrilor hidraulici [27]

BERKO

Fig. 2.20. BERKO [29]

Construcția mașinii Berko cuprinde următoarele elemente: șasiu sudat, tocător de plante vertical cu cuțite rotative, sistem de depănușare lat (transportor cu melc de la sistemul de depănușat până la elevator), buncăr de depozitare cu mare capacitate, bară de tracțiune.

Sistemul de tocare este orizontal, alcătuit din două reductoare acționate de transmisii prin lanț, cu turația de 2500 rotații/minut și sunt dotate cu cuțite cu tăiș dublu (se pot refolosi schimbând poziția lor). Înălțimea minimă de tăiere a plantelor este de 12 cm.

Sistemul de depănușare cuprinde: valțuri în formă de stea, din care o treime sunt din cauciuc cu inserție de pânză și două treimi din cauciuc profilat; 6 bucăți de cauciuc cu posibilitatea reglării în funcție de uzura acestora.

Utilajul lucrează în condiții corespunzătoare cu o viteză de 6 km/h. Punerea în funcțiune a utilajului se realizează de la priza de putere a tractorului cu ajutorul axului cardanic, turația necesară este de 540 rotații/minut. [29]

TIANREN

Date tehnice:

Motor: 4.5 L / 154CP

Dimensiune: 7200*2730*3550 [mm]

Greutate: 6300 [kg]

Funcții ale combinei : alegere,depănușare, tăierea tulpinei, descărcare.

Spațierea între rânduri: 450, 500, 530, 560, 600, 650 [mm]

Volumul buncărului: 2.5

Înălțime maximă de descarcare: 2380 [mm]

Rata totala de pierdere < 3 %

Rata de depănușare > 85 %

Fig. 2.21. Combina de recoltat porumb știuleți TIANREN [30]

BOURGOIN GX 400

Fig. 2.22. Combina de recoltat porumb știuleți Bourgoin GX 400 [31]

Date tehnice:

Lungime: 8200 [mm]

Lățime: 3000 [mm]

Înălțime: 3500 [mm]

Putere motor: 95 [kW]

Volumul buncărului: 3.5

Greutate : 9230 [kg]

Rânduri: 4

BOURGOIN B 410

Fig. 2.23. Combina de recoltat porumb știuleți B 410 [19]

Fig. 2.24. Descărcarea la combina B 410 [19]

Fig. 2.25. Procesul de lucru al combinei B 410 [19]

Date tehnice:

– Motor Diesel – 6 cilindri -178kW – Lungime – 9.50 m

– 3 intervale de viteză: – Lățime – 3.40 m

Viteză de recoltare de la 0 la 11 km/h – Înălțime – 3.6 m

Viteza intermediară de la 0 la 15 km/h – Greutate – 11.4 t.

Viteza rutieră de la 0 la 25 km/h

– Volumul buncărului – 10

– Înălțimea de descărcare – 3.17 m

COMBINA C-3P

Fig. 2.26. Vederea din față a combinei C-3P [17]

Fig. 2.27. Vedere din lateral a combinei C-3P [17]

Fig. 2.28. Combina C-3P în procesul de lucru [17]

Fig. 2.29. Vederea din spate a procesului de lucru [17]

Date tehnice:

Lungimea – 8230 (mm)

Lățimea la exteriorul roților – 3150 (mm)

Înălțimea – 4200 (mm)

Numărul de secții – 3, la 70 cm

Unghiul de inclinare a secțiilor ș – 42

Turația valțurilor s-1 –  887

Viteza lanțurilor cu gheare – 1.7 (m/s)

Diametrul melcului – 400 (mm)

Turația melcului, s-1 – 150

Acționarea mașinii – de la priza putere tractor

Turația prizei, s-1 – 540

Puterea tractorului, CP/kW – 100/73

Viteza de lucru – 2.2-5 (km/h)

CAPITOLUL III. CONSTRUCȚIA ORGANELOR DE LUCRU ALE MAȘINILOR DE RECOLTAT PORUMB

3.1. Organe pentru dirijarea tulpinilor

Dirijarea plantelor către axele secțiilor de recoltare se face de către organe de lucru speciale pentru această operație, care pot fi: lanțul cu degete (fig. a) sau transportoare elicoidale (fig. b). Organele de dirijare sunt dispuse în partea anterioară a secțiilor de lucru, de o parte și de alta a fiecărui rand de plante. Lanțurile cu degete servesc la dirijarea plantelor spre aparatele de tăiere sau spre organele de detașare a știuleților, iar la unele mașini la transportul tulpinilor tăiate. Lanțurile cu degete, cât și transportoarele elicoidale de dirijare, execută (în cazul unor culegătoare de știuleți) și transportul știuleților de la organele de detașare la organele de transportat știuleți. [11]

Fig. 3.1. Organe de dirijare a tulpinilor (a,b) [11]

Lanțurile de dirijare sunt realizate din zale turnate sau din eclise, bolțuri și role și au două feluri de zale: simple și zale cu degete. Lanțurile de dirijare din figura urmatoare sunt dispuse pe ambele părți ale rândului de plante, pe unul sau mai multe nivele. În cazul lanțurilor așezate pe mai multe nivele, degetele sunt dispuse pe aceeași verticală. Degetele lanțurilor vecine sunt dispuse intercalat. Pasul degetelor este de 150-250 mm. Lanțurile de dirijare sunt așezate înclinat față de orizontală sub un unghi α=15…30°, iar ramura activă este înclinată față de direcția de înaintare sub un unghi γ=0…45°.

Fig. 3.2. Schema unei secții de conducere a tulpinilor: 1-lanțuri de dirijare, 2-lanțuri de alimentare, 3-întinzătoare, 4-ghidaje pentru lanțuri. [11]

Acțiunea lanțurilor trebuie să fie astfel încăt să se evite înclinarea plantelor pe direcția de deplasare a mașinii. Aceasta se realizează când component vitezei lanțurilor pe direcția respective este nulă, adică:

de unde rezultă:

în care: este viteza de lucru a mașinii; este viteza liniară a lanțurilor, .

3.2. Aparatul de tăiere

3.2.1 Aparatul de tăiere rotativ

Aparatele de tăiere folosite la mașinile de recoltat porumb le împart în două grupe, după caracterul mișcării cuțitului, în aparate de tăiere cu cuțite cu mișcare rectilinie alternativă și aparate de tăiere cu cuțite cu mișcare de rotatie.

Aparatele de tăiere cu cuțite cu mișcare rectilinie sunt de două feluri: aparate de tăiere cu lame tăietoare pe toată lățimea de lucru cu pasul lamelor p=76,2 mm (asemănătoare cu aparatele pentru recoltarea cerealelor păioase) și aparate de tăiere cu elemente active dispuse numai în dreptul rândurilor de plante (asemănător cu aparatele pentru tăierea plantelor furajere cu tulpina groasă.

Aparatul de tăiere cu cuțite cu mișcare de rotație din figura urmăatoare este format dintr-o pereche de cutite stelate 1, care se rotesc în sensuri opuse și dintr-un contracuțit 2. Un cuțit este alcătuit dintr-un disc pe care sunt fixate 3-6 lame tăietoare prevăzute cu muchii active netede sau zimțate și ascuțite sub un unghi =25…40°. Muchiile active sunt înclinate înapoi față de direcția radială cu un unghi =10…40°. Diametrul cuțitelor la periferia lamelor tăietoare este D=0,2…0,3 m. Distanța între axele discurilor este mai mare cu 1-2 mm decât diametrul D în cazul când lamele tăietoare sunt sincrone și poate fi mai mică cu 2-3 mm decât D când lamele tăietoare nunt decalate.

Contracuțitul este format dintr-o placă din oțel prevăzută cu muchii active sub formă de V pe o singură parte sau pe ambele părți ale plăcii. Contracuțitul este așezat sub discurile rotative și are muchiile active înclinate înapoi sub un unghi =10…12° și ascuțite sub un unghi =18…27°.

În procesul de lucru lamele tăietoare execută o mișcare compusă din mișcarea de transport (translație liniară cu viteza ) și din mișcarea relativă (rotație uniformă cu viteza unghiulară ). Coordonatele curente ale punctelor extreme A și B ale unei lame tăietoare (considerând cutitul paralel cu solul) sunt:

unde: R si r sunt razele punctelor A si B; – viteza unghiulară a cuțitului; – viteza mașinii; – unghiul format din direcția radial cu muchia tăietoare; γ – unghiul format între razele de poziție r si R ale punctelor A si B. Deplasarea mașinii p corespunzătoare timpului de intrare în lucru a două lame successive (alimentarea cuțitului) este:

unde: z – este numărul de lame tăietoare ale unui disc. [11]

Componentele vitezelor punctelor A si B sunt:

Fig. 3.3. Schema aparatului de tăiere rotativ. [11]

Viteza absolute a punctului A este:

în care 𝜆= este indicele regimului cinematic al cuțitului.

Pentru ca lamele cuțitului să efectueze tăierea tulpinilor este necesar ca: , adică:

3.2.2 Aparatul de tăiere cu mișcare rectilinie alternativ a cuțitului

Aceste aparate se pot realiza diferit din punct de vedere constructive. Cuțitul poate avea lame alăturate, dispuse la o distanță t = 76.2 mm și t = 90 mm pe toată lungimea platformei de tăiere, sau poate avea o singură lama dispusă în dreptul rândurilor de plante. În aceste caz, numărul lamelor de tăiere de pe cuțit este egal cu numărul secțiilor de recoltat ale mașinii. [11]

Fig. 3.4. Cuțitul aparatului de tăiere. [11]

Cuțitul este format din șina 1, pe care se montează lamele de tăiere 2. Tăierea plantelor se face în dreptul plăcilor contra-tăietoare 3, montate pe suporții 4. Șina cuțitului este ghidată de plăcile de presare 5. Viteza medie de tăiere a cuțitului la aceste aparate este de 1.3-1.6 m/s. [11]

3.3. Lanțuri de alimentare

Lanțurile de alimentare au rolul de a prelua plantele de la lanțurile de dirijare, de a le susține în timpul tăierii, de a le transporta și introduce în aparatul de detașare a știuleților. Fiecare secție de lucru cuprinde două lanțuri cu bolturi și role 2, amplasate de o parte și de alta a rândului de plante și dispuse perpendicular pe valțurile aparatului de detașat știuleți. În figura de mai jos este reprezentată schema unei sescții de recoltare formate din: lanțurile de dirijare 1, aparatul de tăiere 2, lanțurile de alimentare 3, scutul 4 pentru înclinarea tulpinilor și valțurile de detașare 5. Tulpinile plantelor sunt introduse între valțuri forțat de către lanțurile de alimentare și înclinate sub un unghi =35…55°.

Viteza liniară a lanțurilor de alimentare se stabilește în funcție de viteza de înaintare a mașinii astfel ca să nu provoace înclinarea plantelor în față, , cât și în funcție de viteza periferică a valțurilor de detașare astfel ca introducerea tulpinilor între valțuri să se facă ușor. În general, viteza lanțurilor de alimentare este =2,5…3,5 m/s.

Lungimea , a lanțurilor de alimentare se stabilește astfel ca tulpina care pătrunde între valțuri să nu provoace înclinarea în față a plantei care urmează să fie tăiată. Cu elementele din figură se poate scrie:

În situația critică când plantele au lungimea maximă rezultă:

unde: α este unghiul de înclinare al lanțurilor de alimentare față de orizontală (α=20…30°); -unghiul de înclinare al tulpinii față de valț (=35…55°); – lungimea maximă a plantelor.

Puterea necesară pentru acționarea lanțurilor unei secții de lucru este de 1-2 kW. [11]

Fig. 3.5. Schema de calcul a lungimii lanțurilor de alimentare. [11]

3.4. Aparatul de detașat știuleți

Aparatul de detașat are rolul de a executa desprinderea știuleților de pe tulpinile de porumb prin ruperea pedunculului. Detașarea știuleților se realizează, de regulă, prin solicitarea la întindere a pedunculului și se bazează pe proprietatea acestuia de a avea rezistența de rupere mai mică decât a tulpinii. Secțiunea de rupere a pedunculului se află, în general, la baza știuletelui.

Aparatele de detașat știuleți se împart, după componența organelor de lucru, în două grupe: aparatul de detașat cu organe cu funcții distribuite și aparate de detașat cu organe cu funcții multiple. După modul cum pătrund tulpinile între organele active, se impart în: aparate de detașat cu cu prindere axială și aparate de detașat cu prindere tangențială.

Aparatele de detașat cu organe cu funcții distribuite sunt alcătuite din două grupe de organe care execute operații diferite: organe de tragere a tulpinilor și organe de reținere și detașare a știuleților. Din punct de vedere constructive, aceste aparate sunt de mai multe feluri, și anume: cu valțuri de tragere canelate și valțuri de detașare netede (fig. a); cu valțuri combinate (fig. b); cu valțuri de tragere canelate si valțuri de detașare profilate cu acțiune de respingere a știuleților (fig. c); cu valțuri de tragere canelate și plăci de reținere a știuleților (fig. d).

Fig. 3.6. Aparate de detașat cu organe cu funcții distribuite. [11]

Aparatele de detașat cu funcții multiple din figurile a si b de mai jos sunt alcătuite, de regulă, din două valțuri ce se rotesc în sensuri opuse și execută atât tragerea tulpinilor, cât și detașarea știuleților. Aparatele cu prindere axială se caracterizează prin aceea că în partea anterioară valturile au o porțiune conică (fig. a) tronconică sau cilindrică cu diametrul mai mic, prevăzută cu nervuri elicoidale. Aparatele de detașat cu prindere tangențială sunt prevăzute cu lanțuri de alimentare care introduc forțat tulpinile în spațiul dintre valțuri, iar valțurile au două părți distincte (fig. b): partea de prindere 4 și partea de tragere 1. Lanțurile de alimentare sunt antrenate de roțile dințate 3. Distanța dintre valțuri se poate regla cu ajutorul lagărului mobil 2. Aparatele de detașare cu prindere axială sunt folosite la culegătoarele de știuleți, iar cele cu prindere tangențială la mașinile pentru recoltarea integrală a porumbului.

Fig. 3.7. Aparate de detașat cu organe cu funcții multiple. [11]

Valțurile aparatelor de detașat folosite la mașinile și echipamentele de recoltat porumb sunt de mai multe tipuri: valțuri cilindrice (fig. a), valțuri stelate (fig. b.c), valțuri cu caneluri (fig. d.e). Valțurl cu rifluri (fig. f), valțuri cu bare aplicate (fig. g), valțuri cu profil camă (fig. h), valțuri paralelipipedice (fig. i). Valțurile au diametrul exterior D = 74…100 mm, înălțimea proeminențelor de 6-10 mm, viteza periferică de 2,5-4,9 m/s (n=600…l200 rot / min). Valțurile cilindrice cu nervuri elicoidale realizează detașarea știuleților fără a-i vătăma, dar au capacitatea de tragere redusă. Valțurile stelate și cele cu caneluri au capacitatea de tragere bună, dar vatămă știuleții; se pot folosi ca valțuri de tragere. Valțurile cu profil camă și cele paralelipipedice au capacitate de prindere și de tragere bună. Puterea necesară pentru acționarea. unei perechi de valțuri de detașat știuleți este de 1-1,2 kW pentru un debit-de plante de 1 kg/s.

Fig. 3.8. Valțurile de tragere a plantelor. [11]

3.5. Aparatul de depanușat știuleți

Aparatul de depănușat execută desprinderea și separarea pănușilor de știuleți. Organul de lucru al aparatului de depănușat este alcătuit, în general, dintr-o pereche de valțuri cilindrice care se rotesc în sensuri opuse. De regulă, valțurile sunt confecționate din materiale diferite, unul metalic (din fontă sau oțel turnat), celălalt din cauciuc. Valțurile metalice (fig. a) sunt prevăzute pe suprafața activă (laterală) cu striațiuni sau nervuri elicoidale cu muchii longitudinale, iar cele din cauciuc (fig. b) sunt realizate din rozete de cauciuc presate pe un ax de antrenare sau dintr-un valț metalic îmbrăcat în cauciuc. Sunt și valțuri combinate, alcătuite din mai multe tronsoane montate, alternativ, un tronson metalic, apoi un tronson din cauciuc. Valțurile unei secții de lucru pot fi dispuse la același nivel sau la nivele diferite, unul mai sus și celălalt mai jos, dar permanent sunt în contact unul cu altul. Unul dintre valțuri (cel inferior) are lagărele fixe, iar celălalt are lagărele montate articulat pe cadrul depănușătorului și apăsate de arcuri elicoidale reglabile.

După organele de lucru care intră în componența lor, aparatele de depănuqat știuleți se împart în două grupe: aparate de depănușat cu mecanism de apăsare a știuleților și aparate de depănușat fără mecanism de apăsare.

Cele din prima grupă sunt folosite la mașinile de recoltat din câmp (culegătoare de știuleți, combine de recoltat porumb), iar cele din a doua grupă ce folosesc la depănușatoarele staționare.

Fig. 3.9. Valțuri de depănușat știuleți. [11]

Valțurile sunt dispuse înclinat față de orizontală sub un unghi 8…12° la aparatele cu mecanism de apăsare și respectiv 0…35° (reglabil) la aparatele fără mecanisme de apăsare. Mecanismul de apăsare a știuletilor poate fi de tip transportor cu palete elastice sau de tip cu rotoare cu palate. Mecanismul de apăsare are rolul de a presa știuleții pe suprafața valțurilor și de a ajuta la deplasarea lor de-a lungul aparatului de depănușat. Valțurile de depănușat au diametrul D=60…80 mm (diametrele valțurilor pereche pot fi și diferite), lungimea = O,8…1,2 m în cazul aparatelor cu mecanisme de apăsare și = 1,5…l.8 m în cazul aparatelor fără mecanism de apăsare. Viteza periferică a valțurilor este de (0,8 – 1,3 m/s, iar viteza unghiulară este = 20…35 rad./s. Capacitatea de lucru a unei perechi de valțuri este de 0,5-2 kg/s. Procesul de desprindere a pănușilor de pe gtiuleți de către valțuri cuprinde trei faze de lucru: orientarea știuleților; antrenarea pănușilor și tragerea pănușilor printre valțuri.

În prima fază știuleții sunt antrenați prin frecare și orientați cu axa lor paraleli cu axele valțurilor. În acest scop, valțurile se prevăd la capetele anterioare cu tronsaoane elicoidale cu lungimea de 120-160 mm. În faza a doua se execută antrenarea pănușilor de către valțuri și desfacerea lor de pe știuleti. În faza a treia valțurile execută tragerea pănușilor și smulgerea lor de pe știuleți. Desfacerea pănușilor de pe știuleți are loc ca urmare a frecării între valțuri și știuleți. Rezultatele forțelor de frecare sunt:

În triunghiul OCB se poate scrie:

de unde rezultă:

Fig. 3.10. Aparate de depănușat cu mecanisme de apăsare. [11]

deci:

unde: ; sunt coeficienți de frecare între știuleți și valțuri; – unghiul de înclinare longitudinală al valțurilor; – unghiul mediu de rezemare al știuletelui pe valțuri (în cazul valțurilor cu aceeași diametru); – unghiul de poziție al valțului superior ( G – greutatea știuletelui. [11]

Pentru ca știuletele să nu fie prins între valțuri este necesar ca:

3.6. Transportoare și elevatoare de știuleți

Transportoarele și elevatoarele de știuleți execută deplasarea știuleților de la un organ de lucru la altul sau de la mașina de recoltat în bena mijlocului de transport. Pentru transportul știuleților se folosesc, de regulă, transportoare cu raclete și transportoare elicoidale.

În cazul transportorului cu raclete, organul de tracțiune poate fi o bandă continuă din cauciuc cu inserții sau unul-două lanțuri. Racletele sunt confecționate din cauciuc, din lemn sau din tablă și îmbrăcate în cauciuc. Ramura activă este cea superioară și poate fi orizontală sau înclinată sub un unghi α=0…75°. Pentru α < 50° jgheabul transportorului este deschis, iar pentru α 50° jgheabul este închis. Dacă α < 30°, se folosesc raclete cu înălțime mică, iar pentru α=30…75°se folosesc raclete înalte. Viteza liniară a transportorului este de 0,4-1,3 m/s. Debitul transportorului cu raclete se calculează cu relația:

unde: z este numărul de știuleți între două raclete (z = 1…3 știuleți la transportorul cu un singur lanț; z =2 …4 știuleti la transportorul cu două lanțuri); masa medie a știuletelui; – viteza transportorului; p = pasul racletelor, care trebuie să fie mai mare decât lungimea știuleților (p=300…420 mm). Trecerea știuleților de la un organ la altul, pe transportorul de știuleți, sau descărcarea în remorcă trebuie să se facă fără a se provoca desprinderea boabelor prin lovire.

Fig. 3.11. Schema vitezelor de lovire a știuletelui. [11]

3.7. Aparatul de treierat știuleți

Elementele principale ale unui aparat de treierat sunt: bătătorul și contrabătătorul. Constructiv, bătătoarele aparatelor de treierat știuleți sunt de mai multe tipuri: bătător cu bare; bătător cu cuie; bătător cu pelete și bătător elicoidal. Aparatul de treier cu bătător cu bare este asemănător cu aparatul de treierat cereale păioase, cu deosebirea că intervalele între barele bătătorului sunt acoperite (bătător închis), iar contrabătătorul are mai puține bare, mai puține vergele și mai distanțate.

Bătătorul cu cuie este alcătuit dintr-o tobă închisă de formă cilindrică (fig. a) sau tronconică (fig. b) pe care sunt montate prin înșurubare cuie (știfturi) cu cap paralelipipedic sau cilindric. Cuiele sunt dispuse pe suprafața laterală de-a lungul mai multor (4-6) generatoare după o elice cu mai multe începuturi. Bătătorul cu palete (fig. c) este format dintr-o tobă cilindrică închisă pe care sunt fixate palete metalice. Paletele sunt dispuse pe suprafața laterală a tobei, de regulă, pe patru rânduri după o elice cu două începuturi. Primele palete (din fața coșului de alimentare) pot fi înclinate față de generatoare sub un unghi α = 30…45°, pentru a executa deplasarea axială a știuletilor. Bătătorul elicoidal (fig. d) cuprinde un ax cilindric pe care sunt fixate palete elicoidale dispuse diametral.

În cazul aparatului de treier cu bătător cilindric, contrabătătorul este realizat sub forma unei site cilindrice cu orificii circulare cu diametrul de 14-16 mm sau cu orificii alungite, ori sub forma unui grătar din bare cilindrice dispuse pe generatoare cu distanța între bare de 9,5-12 mm. Contrabătătorul înfășoară complet bătătorul dar suprafața de separare a boabelor este mai mică corespunzătoare unui unghi de înfășurare de 160-200°. Distanța între bătător și contrabătător, de regulă, nu se modifică și este de 50-90 mm.

Fig. 3.12. Tipuri de bătătoare pentru treierat știuleți. [11]

În cazul aparatului de treier cu bătător tronconic, contrabătătorul este realizat sub forma unei carcase tronconice prevăzute cu proeminente pe suprafața interioară. Distanța între bătător și contrabătător scade de-a lungul aparatului de treier, contrabătătorul are conicitatea mai mică decât bătătorul.

Desprinderea boabelor de pe ciocălăi în procesul de treier se realizează în urma loviturilor repetate exercitate de elementele active ale bătătorului (cuie, palete) și datorită frecării intense între știuleți și suprafațele de lucru ale bătătorului și contrabătătorului. Viteza periferică a elementelor active de pe bătător este de 4-6 m/s în cazul bătătoarelor cu cuie și elicoidale, 4-9 m/s în cazul bătătoarelor cu palete și 10-12 m/s în cazul bătătoarelor cu bare.

Debitul de lucru al aparatelor de treier cu bătător cilindric se calculează cu relația:

unde: – este diametrul contrabătătorului; – diametrul tobei bătătorului; – viteza de deplasare a știuleților (); – viteza periferică a bătătorului; k – coeficient de proporționalitate (k 0,05); ψ – coeficientul de umplere (ψ = 0,4…0,6); γ – masa volumică a știuleților. [11

CAPITOLUL IV. CALCULUL PARAMETRILOR MAȘINII DE RECOLTAT PORUMB C-3P

4.1. Calculul turației aparatului de tăiere

Aparatul de tăiere al echipamentului de recoltat porumb C-3P este un aparat rotativ. Pentru aparatele de tăiere rotative ala mașinilor de recoltat porumb, se recomandă ca viteza periferică a cuțitelor sa fie cuprinsă în intervalul 18-24 m/s. Pentru o viteză periferică de 22 m/s vom avea:

Fig. 4.1. Aparatul de tăiere rotativ al C-3P.

în care:

n – turația axului pe care se află cuțitele;

v – viteza periferică a cuțitelor;

– diametrul de dispunere a cuțitelor.

4.2. Calculul turației aparatului de detașare

Aparatul de detașare are rolul de a desprinde știuleții de pe tulpinile de porumb. Detașarea de pe tulpini trebuie să se facă cu cât mai puține vătămări. Valțurile de detașare ale combinei C-3P sunt cu nervure. Aceastea execută o laminare bună a tulpinii de porumb uscate și verzi cu un diametru de până la 40 mm, deformând știuleții cu o deformare relativă:

Numărul minim de nervure trebuie sa fie de minim 3, pentru a asigura păstrarea valorii lui în timpul laminării.

Fig. 4.2. Aparatul de detașare.

Pentru combina C-3P condiția de realizare a procesului de detașare în bune condiții este ca viteza de întaintare a agregatului sa fie corectă cu viteza deplasării axiale a tulpinii de către spirele valțurilor:

unde avem:

t – pasul spirelor valțurilor (la combina C-3P, t = 67 mm);

– viteza de înaintare a mașinii (7.2 km/h);

– unghiul de înclinare a valțurilor față de orizontală ( intre 15° si 20°);

– turația valțurilor de detașare (rot/min).

Din relația de mai sus se poate deduce turația necesară pentru antrenarea valțurilor de detașare:

4.3. Calculul turației aparatului de tocare

Aparatul de tocare realizează atât tocarea cât și aruncarea tulpinilor tocăturii rezultate într-o tubulatura de transport. Organele de alimentare ale aparatului de tocare sunt valțurile de detașare.

Tocătorul combinei C-3P are 4 cuțite, dispuse pe un diametru de 48 mm. Acționarea tocătorului se face prin intermediul a 3 curele trapezoidale. Pentru tocare în bune condiții a plantelor de porumb, se recomandă ca viteza periferică a cuțitelor sa fie cuprinsă în intervalul 30-40 m/s. Turația necesară la arborele tocătorului va fi:

unde:

– viteza periferică a cuțitelor;

– diametrul de dispunere a cuțitelor;

– turația tocătorului.

4.4. Calculul turației arborelui de antrenare al elevatorului de știuleți

Majoritatea transportoarelor de știuleți sunt transportoare cu raclete. Transportoarele cu raclete sunt executate cu unul sau mai multe lanțuri. Transportoarele cu lanț se utilizează atunci când productivitatea este mai mică de 3 tf/h. Transportoarele cu două lanțuri sunt mai sigure în exploatare. Dimensiunile racletelor, după GOST 7116-54 sunt următoarele: pentru B = 280mm, H = 70, 80, 100 sau 140. Distanța între raclete este cuprinsă între 300 mm și 420 mm. Aceasta trebuie să fie mai mare decât lungimea știuleților.

Transportorul de știuleți care echipează combina C -3P folosește raclete înalte, unghiul de înclinare al acestuia fiind de aproximativ 45°. Carcasa transportorului este deschisă.

Pentru că transportorul să satisfacă necesitățiile combinei, el trebuie să poată transporta întreaga cantitate de știuleți recoltată de cele 3 secții ale combinei. Considerând că pe fiecare tulpină se află 3 știuleți a căror greutate totală este aproximativ 525g și că plantele de porumb se află la o distanță de 70 cm, la o viteză de deplasare a combinei de 2.5 m/s vom avea o productivitate a celor 3 secții de recoltare de:

unde:

– numărul de plante care intră într-o secție în interval de o secundă (n=3);

– masa a 3 știuleți;

– numărul de secții.

Productivitatea transportorului de știuleți se determină cu relația:

unde:

– productivitatea transportorului;

– numărul de știuleți care se găsesc între două raclete;

– greutatea unui știulete;

– viteza transpotorului [m/s];

– distanța dintre raclete [mm].

Echipamentul C-3P este dotat cu un transportor cu raclete cu două lanțuri. La aceste transportoare, numărul de știuleți aflați între două raclete este z = 2 – 4. Transportoarele de știuleți lucrează la o viteză v = 0.4 – 1.3 m/s. Considerând distanța dintre raclete l=300 mm productivitatea transportorului va fi:

Turația arborelui de antrenare al transportorului se determină cu relația:

unde:

–viteza liniară a transportorului;

– diametrul roții de antrenare (=65 mm).

Turația axului de antrenare va fi:

4.5. Calculul turației ventilatorului

Din punct de vedere constructiv, ventilatoarele centrifuge se execută cu aspirația pe o singură parte (mono-aspirante) și cu aspirația pe două parți (dublu-aspirante). După STAS 2376-51 ventilatoarele centrifuge pentru presiune joasă și medie mono-aspirante (M) și dublu-aspirante (D) sunt grupate în 11 clase, prezentate în tabelul următor:

Tabel 4.1. Clase de ventilatoare centrifuge pentru presiune joasă și medie mono-aspirante (M) și dublu aspirante (D) STAS 2736-51

Fig. 4.3. Ventilatorul.

Ventilatoarele folosite la organele de curățire al combinelor agricole au carcasa circulaă, diametrul exterior fiind cuprins în intervalul 400-600 mm. Celelalte dimensiuni se determină cu urmatoarele relații:

Diametrul carcasei = (1.05 – 1.12);

Diametrul interior al rotorului ;

Diametrul gurii de aspirație .

Pentru echipamentul de recoltat porumb C-3P se alege un ventilator cu dublă-aspirație, al cărui rotor are diametrul (clasa IV). Aplicând relațiile de mai sus se obțin și celelalte dimensiuni ale ventilatorului:

Ventilatorul combinei C-3P este destinat eliminării corpurilor ușoare din masa de știuleți, în funcție de calitatea materialului ce trebuie curățat, se stabilește o viteză de lucru a curentului de aer ce trebuie debitat de ventilator. Această viteză trebuie să depășească viteza de plutire a particulelor ce trebuiesc îndepartate. Viteza de plutire a particulelor ce trebuiesc îndepartate din masa de știuleți este cuprinsă în intervalul 4.5 – 5.6 . Viteza medie a ventilatorului se determină cu relația:

Unde coeficientul α are valori cuprinse în intervalul 1.5 – 3.

Debitul de aer pentru ventilatoarele sistemelor de curățire se determină cu ajutorul contracției gravimetrice:

unde:

este concentrația gravimetrică;

– este greutatea materialului care se transportă cu ajutorul curentului de aer;

– debitul de aer;

– greutatea specifică a aerului.

Presiunea totala se obține prin însumarea presiunii dinamice și a presiunii statice. Presiunea dinamica se poate determina cu formula:

Presiunea statică se determină cu relația:

unde:

K = 0.35 – marime ce exprimă rezistența relației;

Presiunea toatală va fi .

Presiunea teoretică se obține raportând presiunea totală la randament. Considerând un randament vom avea:

Cu ajutorul presiunii teoretice se poate calcula turația necesară pentru o buna funcționare a ventilatorului:

unde:

– 0.0094 este un coeficient ce ține seama de raportul dintre si .

4.6. Calculul turației melcului pentru știuleți

Fig. 4.4. Melcul pentru știuleți.

Melcul pentru știuleți este un transportor elicoidal. Transportorul este folosit ca și parte componentă a mașinii agricole. Materialul este transportat de-a lungul carcasei fiind împiedicat să intre în mișcare de rotație datorită greutații proprii. Avantajele transportoarelor cu elice sunt:

Simplitatea construcției;

Siguranța în exploatare;

Posibilitatea folosirii unor game variate de turații.

Ca dezavantaje ale acestui tip de transportor se pot menționa:

Vătămarea materialului transportat;

Consum specific de energie ridicat;

Necesitatea alimentarii uniforme cu material.

Diametrul și pasul spirei elicoidale pentru transportoarele elicoidale se aleg în funcție de materialul transportorului. Transportorul de știuleți al echipamentului C-3P are diametrul exterior D = 400 mm, dimensiune recomandată pentru transportoarele elicoidale în STAS 7627 82. Pasul spirei este p = 400 mm, (STAS 7072 86). Diametrul interior al transportorului este de d = 200 mm, valoare recomandată în STAS 7072 86.

Melcul de știuleți al echipamentului C-3P trebuie să poată transporta întreaga cantitate de știuleți colectată de cele 3 secții, adică să poată prelua o productivitate Q = 4.725 kg/s. Turația necesară melcului se va determina din relația:

unde:

D – diametrul exterior al spirei;

n – turția arborelui melcului;

p – pasul spirei;

c – coeficientul de mișcare a productivitații în funcție de unghiul de înclinare a melcului;

– greutatea volumică a materialului transportat;

– coeficient de umplere;

d – diametrul interior al arborelui.

Turația minimă necesară melcului va fi:

4.7. Calculul vitezei lanțurilor de alimentare

Lanțurile de alimentare sunt destinate prinderii și aducerii tulpinilor de porumb la organele principale de lucru ale echipamentului. Lanțurile au rolul de a menține tulpina în poziție verticală în momentul tăierii. În cazul în care planta este culcată în fața echipamentului, lanțurile au rolul de a o aduce în poziție corespunzătoare tăierii. Lanțurile de alimentare mai au și rolul de a diminua pierderile de știuleți detașati, care sunt aruncați înapoi de valțurile de detașare.

Fig. 4.5. Lanțurile de alimentare.

Pasul ghearelor în lanț este cuprins între 150 și 260 mm. Pasul crește odată cu înclinarea planului conturului lanțului. Ghearele elementelor au lungimea l = 50 -75 mm. Acestea trebuie să fie puțin înclinate în sens invers față de direcția de mișcare a lanțului.

Pe arborele de antrenare al transmisiei lanțurilor se montează un cuplaj de siguranță. Vitezele lanțurilor de antrenare trebuie să îndeplinească condiția:

unde:

– viteza lanțului;

– viteza de înaintare a agregatului;

α – unghiul de înclinare a lanțului de alimentare față de orizontală.

Cum unghiul α este cuprins în intervalul se pot determina viteza maximă, respectiv minimă ale lanțurilor de alimentare:

CAPITOLUL V. CALCULUL ENERGETIC

Puterea necesară acționării echipamentului de recoltat porumb este o sumă a puterilor necesare acționării subansamblelor ce o alcătuiesc.

unde:

– puterea necesară echipamentului;

– puterea necesară aparatului de treier;

– puterea necesară aparatului lanțurilor de alimentare;

– puterea necesară aparatului de detașare;

– puterea necesară aparatului transportoarelor elicoidale;

– puterea necesară aparatului elevatorului cu raclete;

– puterea necesară aparatului tobei de tocare;

– puterea necesară aparatului ventilatorului.

Pentru acționarea subansamblelor echipamentelor de recoltat porumb, în literatura de specialitate se recomandă următoarele puteri:

– pentru fiecare secție;

– pentru fiecare secție;

– pentru fiecare secție;

;

;

;

.

Considerând puterile maxime recomandate ca fiind necesare echipamentului de recoltat C-3P, puterea necesară acționării acestuia va fi:

Echipamentul C-3P poate fi acționat de la prize de putere a unui tractor U-650, puterea nominal a acestui tractor fiind de 65 CP. Puterea necesară echipamentului C-3P reprezintă aproximativ 35 % din puterea ce poate fi dezvoltată de tractor.

CAPITOLUL VI. CERCETĂRI PRIVIND PROPRIETĂȚILE FIZICO-MECANICE ALE PORUMBULUI

Proprietățile fizice și mecanice ale culturilor alimentare câștigă importanță în timpul proiectării, îmbunătățirii și optimizarea separării și curățării. În acest studiu, unele proprietăți fizice și mecanice ale semințelor de porumb au fost determinate ca o funcție a conținutului de umiditate în intervalul de la 5,15 la 22% d.b. Media lungimii, lățimii, grosimii și diametrului aritmetic au crescut cu 6, 2,2, 1,66 și 3,3%, respectiv cu creșterea conținutului de umiditate. În domeniul de umiditate de la 5,15 la 22% d.b., rezultatele au arătat că, masa de semințe a crescut de la 267,7 la 305,8 g, porozitatea de la 31,41 la 45,98%, unghiul static de repaus de la 42 la 57 % și coeficientul de frecare pe materialul comprimat, placajul și suprafețele de tablă de fier galvanizat au crescut de la 0,36 la 0,67, 0,36 la 0,6 și 0,38 la 0,57, respectiv. Densitatea în vrac a scăzut de la 679,1 la 632 și densitatea adevărată a crescut de la 999,33 până la 1170,49 . În plus, aria suprafeței și volumului a crescut datorită umidității. Energia de rupere a boabelor a crescut în mărime datorită umidității în conținut, în timp ce forța de ruptură a fost în scădere.

Porumbul cu denumirea științifică Zea este o plantă valoroasă în cultură. Diversitatea, compatibilitatea ridicată și importanța sa nutrițională în întreaga lume au făcut-o cea mai importantă recoltă. Porumbul a avut importanță în viața oamenilor încă din urmă cu 4500 de ani (Kiniry, 1992), este una dintre cele mai puternice culturi și este cel mai mare mijloc de captare și stocare a energiei libere în pământ. Pentru a proiecta echipamente pentru manipularea, transportul, separarea, uscarea, depozitarea și prelucrarea semințelor de porumb, este necesar să se determine proprietățile lor mecanice și fizice în funcție de conținutul de umiditate. Acest studiu a fost realizat pentru a investiga anumite proprietăți mecanice și fizice dependente de umiditate ale semințelor de porumb și anume; forța de rupere, energia de rupere, sfericitatea, masa masei de semințe, volumul, suprafața, densitatea în vrac, densitatea reală, porozitatea și coeficientul de fricțiune static la diferite materiale.

6.1. Materiale și metode.

Semințele de porumb din figură utilizate în această cercetare, sunt unul dintre cele mai predominante din Iran și care au fost obținute în agenția de cercetare a semințelor și răsadurilor din Karaj, Iran. Probele au fost curățate manual pentru a elimina corpurile străine, cum ar fi: praf, murdărie, boabe sparte și imature. Conținutul inițial de umiditate al probelor a fost 5,15% d.b. și s-a determinat prin uscarea în cuptor la 103 ± 1 ° C timp de 72 h . Probele din conținutul dorit de umiditate au fost preparate prin adăugarea cantității de apă distilată așa cum s-a calculat din următoarea ecuație:

unde: – masa inițială de probă; – umiditatea finală a masei de semințe; – umiditatea inițială a masei de semințe. [4]

Fig. 6.1. Semințele de porumb.

Au fost determinate toate proprietățile fizice și mecanice ale semințelor la patru conținuturi de umiditate în intervalul de la 5,15 la 22% d.b., cu trei aplicări pentru fiecare conținut de umiditate. Pentru fiecare conținutul de umiditate lungimea, lățimea, grosimea și masa porumbului semințele au fost măsurate pe 100 de semințe de porumb selectate aleator. Lungimea, lățimea și grosimea materialelor au fost măsurate cu ajutorul unui aparat digital cu o precizie de 0,01 mm. Diametrul mediu din semințe a fost calculat utilizând media aritmetică și media geometrică a celor trei dimensiuni axiale. Media aritmetică diametrul (Da) și diametrul mediu geometric (Dg) al semințelor au fost calculată prin utilizarea următoarelor ecuații:

unde: L – lungimea semințelor (mm); W – lățimea semințelor (mm); T – grosimea semințelor. [6]

Sfericitatea semințelor a fost calculată prin utilizarea următoarei ecuații:

Masa de 1000 de boabe a fost determinată folosind un sistem digital echilibrat electronic, având o precizie de 0,001 g. Pentru a evalua o mie de boabe de cereale, au fost selectate aleatoriu 100 de boabe din masa de monstră și apoi din cele medii . Aria de suprafață și volumul de semințe de porumb au fost determinate analogic cu o sferă cu același diametru mediu geometric, folosind următoarele ecuații [9] :

unde:

S – aria suprafeței ;

V – volumul ;

6.2. Densitatea reală in vrac.

Densitatea medie în vrac a semințelor de porumb a fost determinată utilizând procedura standard de greutate, testare raportată de Singh și Goswami (1996) și Gupta și Das (1998), prin umplerea unui recipient de 500 ml cu semințele de la o înălțime de 150 mm, la o viteză constantă și apoi cântărirea conținutului. Densitatea medie reală a fost determinată utilizând metoda de deplasare a toluenului. Volumul de toluen (C7H8) deplasat a fost găsit prin imersarea unei cantități cântărite de semințe de porumb în toluen. Porozitatea a fost calculată din următoarea ecuație [5] :

unde: – porozitatea (%); – densitatea în vrac ; – densitatea reală.

6.3. Unghiul de repaus.

Unghiul de repaus este unghiul făcut cu orizontala pe care materialul va sta când este strâns. Acest lucru a fost determinat utilizând aparatul prezentat în figura următoare, constând dintr-o cutie de placaj de 140×160×35 mm și două plăci: fixe și reglabile.Cutia a fost umplută cu proba, apoi placa ajustabilă a fost înclinată treptat, permițând granulelor să curgă pe pantă [10].

Fig. 6.2. Aparat de măsurare a unghiului de repaus;

a – cutie reglabilă: b – panou de comandă; c –raportor

6.4. Coeficienții statici ai fricțiunii.

Coeficientul static al frecării semințelor împotriva a trei suprafețe diferite, și anume: placaje, plastic comprimat și tablă de fier galvanizat a fost determinate folosind un cilindru cu diametrul de 75 mm și 50 mm adâncime, umplut cu semințe. Cu cilindrul sprijinit pe suprafață, acesta a fost ridicat treptat până ce semințele au început să alunece. Coeficientul de frecare a fost calculat cu următoarea ecuație [8] :

unde: μ este coeficientul de frecare și α este unghiul de înclinare în grade.

6.5. Proprietățile mecanice ale semințelor.

Pentru a determina proprietățile mecanice ale semințelor, a fost utilizată o mașină de testat tensiune / compresie propriu-zisă (Instron Universal Testing Machine / SMT-5, SANTAM Company, Tehran, Iran); care a fost echipat cu o celulă de compresie de 500 kg și cu un integrator (Saiedirad et al., 2008). Precizia măsurării a fost de 0,001 N în forță și 0,001 mm în deformare.

Fig. 6.3. Mașină de testare universală.

Bobul individual a fost plasat între două plăci paralele ale mașinii ce se comprimă până la ruptură. Aceasta a fost marcată de un punct de ruptură în curba forței de deformare. Punctul de rupere reprezintă un punct al curbei de forță – deformare la care bobul încărcat prezintă o defecțiune vizibilă sub formă de spărturi sau fisuri. Acest punct este detectat de o scădere continuă a sarcinii într-o diagramă forța – deformare. În timp ce punctul de rupere a fost detectat, încărcarea a fost oprită. Aceste teste au fost efectuate la o viteză de încărcare de 5 mm / min pentru toate nivelurile de umiditate. Comportamentul mecanic al semințelor de porumb a fost exprimat în termeni de forță și energie necesară pentru ruperea inițială.

Tabel. 6.1. Proprietățile fizice ale semințelor de porumb la diferite conținuturi de umiditate.

Au fost efectuate trei aplicări pentru fiecare probă și au fost utilizate 10 probe în fiecare test. Energia absorbită de probă la ruptură a fost determinată prin calcularea suprafeței sub curba forței de deformare din următoarea ecuație [2] :

6.6. Rezultate și discuții.

Dimensiunile semințelor.

Valorile medii și erorile standard ale dimensiunilor axiale ale semințelor de porumb la diferite conținuturi de umiditate sunt prezentate în tabelul 1. Cele trei dimensiuni axiale și diametre medii au crescut cu o de la 5,15 la 22% d.b. Corelația foarte mare a fost observată între cele trei dimensiuni principale, diametrele medii și conținutul de umiditate care indică faptul că la absorbția de umiditate, semințele se extind în lungime, lățime și grosime. Lungimea medie, lățimea, grosimea, diametrele aritmetice și geometrice ale celor 100 de semințe au variat de la 11.335 la 12.45 mm, 7.93 până la 8.29 mm, 4.49 la 4.89 mm, 7.99 până la 8.55 mm și 7.45 la 7.99 mm. Relația dintre cele trei dimensiuni principale (L, W, T), diametrele medii (Da, Dg) și conținutul de umiditate (Mc) sunt lineare și pot fi reprezentate prin următoarele [1]:

Dimensiune principală a apare dependent de conținutul de umiditate, așa cum arată figura următoare:

Fig. 6.4. Variații ale dimensiunilor principale ale semințelor de porumb în ceea ce privește conținutul de umiditate.

Masa a 1000 de semințe.

Masa semințelor de porumb () a crescut liniar de la 267,7 la 305,8 g (p<0,05), deoarece conținutul de umiditate a crescut. Relația dintre și conținutul de umiditate () poate fi reprezentată de următoarea ecuație:

Suprafața si volumul semințelor.

Suprafața și volumul de semințe de porumb au crescut de la 155,38 la 166,38 și de la 162,84 la 179,024 , în timp ce conținutul de umiditate a crescut de la 5,15 la 24,07% d.b, dar acest lucru nu a fost statistic semnificativ ( p > 0,05). Variația suprafeței și a volumului cu conținut de umiditate al semințelor de porumb poate fi reprezentată prin următoarele ecuații:

Fig. 6.5. Efectul conținutului de umiditate asupra volumului și suprafeței semințelor de porumb.

Densitatea în vrac și densitatea reală.

Valorile densității volumetrice la diferite niveluri de umiditate au variat de la 679 la 632 . Acest lucru s-a datorat faptului că umiditatea semințelor a crescut și a fost mai mică decât extinderea volumetrică a vracului. Densitatea în vrac a semințelor s-a dovedit a avea următoarea relație cu conținutul de umiditate:

Fig. 6.6. Variații ale densității în vrac cu conținut de umiditate.

Densitatea reală a variat de la 999,3 la 117,25 când nivelul de umiditate a crescut de la 5,15 la 22% d.b. Densitatea reală și conținutul de umiditate al semințelor pot fi corelate după cum urmează:

Fig. 6.7. Variații ale densității reale cu conținutul de umididate.

Unghiul de repaus.

În figura de mai jos se arată variația unghiului static de repaus cu creșterea conținutului de umiditate al semințelor de la 5,15 la 22%. Se constată că valorile cresc de la 42 ° la 57 ° (p <0,05). Tendința de creștere a unghiului de repaus cu conținut de umiditate are loc deoarece stratul de suprafață al umidității care înconjoară particula păstrează agregatul de cereale împreună cu tensiunea superficială. Valorile unghiului de repaus (θ) pentru semințele de porumb poartă următoarea relație cu conținutul său de umiditate ():

Fig. 6.8. Efectul conținutului de umiditate asupra unghiului de repaus al semințelor de porumb.

Sfericitatea și porozitatea.

Sfericitatea semințelor de porumb a crescut de la 66 la 68% odată cu creșterea conținutului de umiditate. Dar această creștere nu a fost semnificativă statistic. Relația dintre sfericitatea () și conținutul de umiditate () în % d.b. poate fi reprezentată prin următoarea ecuație:

Porozitatea semințelor de porumb a crescut de la 31,41 la 45,98%, odată cu creșterea conținutului de umiditate de la 5,15 la 22% d.b. Relația existentă între porozitatea și conținutul de umiditate a seminței s-a dovedit a fi neliniară și poate fi exprimată folosind următoarea ecuație [7] :

Coeficient static de frecare.

Coeficientul static al frecării semințelor de porumb pe trei suprafete (placaj, plastic comprimat și fier galvanizat) ​​împotriva conținutului de umiditate cuprins între 5,15 și 22% d.b. este prezentat în figura de mai jos. S-a constatat că coeficientul de fricțiune static a crescut liniar cu creșterea conținutului de umiditate pentru toate suprafețele. Valoarea maximă de 0,67 a fost obținută pe suprafața plasticului comprimat, iar valoarea minimă de 0,57 a fost pe suprafața plăcii de fier galvanizat. Relația existentă între coeficientul de frecare și conținutul de umiditate poate fi exprimată pentru diferite suprafețe utilizând următoarele ecuații:

Fig. 6.9. Efectul conținutului de umiditate asupra coeficientului static de frecare al semințelor de porumb pe diferite suprafețe.

Forța de rupere și energia de rupere.

În acest studiu, pentru a măsura forța de rupere și energia de rupere, a fost utilizat dispozitivul prezentat în figura 6.3. (Instron Universal Testing Machine / SMT-5, SANTAM Company). Figura următoare arătă că forța de rupere a grosimii secțiunilor a scăzut cu un conținut de umiditate în intervalul de 5,15-22% d.b. Valoarea forței de rupere a fost cuprinsă între 347,5 și 226,2 N. Relația existentă între forța de rupere și conținutul de umiditate poate fi exprimată folosind următoarea ecuație [3] :

Fig. 6.10. Efectul conținutului de umiditate asupra forței de rupere a semințelor de porumb.

Valorile energiei de rupere au crescut de la 59 la 135 mJ, deoarece conținutul de umiditate a crescut de la 5,15 la 22% d.b. Relația dintre conținutul de umiditate () și energia de rupere () a semințelor de porumb este prezentată în următoarea ecuație:

Fig. 6.11. Efectul conținutului de umiditate asupra energiei de rupere a semințelor de porumb.

6.7. Concluzii

Următoarele concluzii sunt deduse privind proprietățile mecanice și fizice ale semințelor de porumb pentru un conținut de umiditate cuprins între 5,15 și 22% d.b. La conținutul inițial de umiditate, lungimea medie, lățimea, grosimea, diametrul mediu aritmetic și geometric au fost 11.35, 7.93, 4.49, 8.01 și respectiv 7.69 mm. S-a găsit că suprafața și volumul cresc de la 155.38 la 166.38 și respectiv de la 162.84 la 166.38 . Densitatea în vrac și densitatea reală a semințelor de porumb la diferite niveluri de umiditate au variat de la 679 la 632 și respectiv 990.36 până la 1170. Coeficienții statici ai frecării semințelor de porumb au crescut liniar odată cu creșterea conținutului de umiditate, iar forța de rupere a scăzut de la 347.5 la 226 N, în timp ce energia de rupere a crescut de la 51,5 la 135 mJ.

CAPITOLUL VII. CONTROLUL ȘI VERIFICAREA PERIODICĂ

Controlul temeinic periodic al culegătorului se face cel puțin o dată pe an înaintea începerii sezonului. Controlul periodic temporar se face în fiecare zi de recoltare adică după 8 ore de funcționare.

Controlul conține:

Controlul întinderii și ungerea lanțurilor de transmisie

Controlul și ungerea pinioanelor exterioare.

Controlul și curățirea valțurilor depănușătorului.

Controlul întinderii și ungerea lanțurilor transportoare la mecanismul de rupere și la transportor

Controlul întinderii și a uzurii curelelor.

Ungerea conform instrucțiunilor de ungere inclusiv a cardanului.

Controlul și curățirea aripilor de rupere.

Verificarea cuțitelor a frezei și ungerea rulmenților.

Fixarea și verificarea tuturor apărătorilor pe culegator.

Verificarea instalatțiilor de atentționare și semnalizare (echipamentul luminos).

Verificarea aparatorii axului cardanic.

7.1. Instrucțiuni la comandarea reparațiilor și a pieselor de schimb

În comandă se specifică tipul și seria culegătorului care sunt pe cadru.

Se specifică denumirea și reperul din catalog al pieselor. Daca reperul din catalog nu este sigur cel mai bine este ca piesa să defectă să fie trimisă ca monstră.

Se specifică adresa exactă. Garanția este valabilă numai dacă se folosesc numai piese originale care asigură o montare calitativă și fără hibe.

INSTRUCȚIUNI DE PROTECȚIE A MUNCII .

Lucrul cu utilajul este foarte simplu dar este necesar ca înainte de întrebuințare să fie citite toate instrucțiunile și să fie riguros aplicate. Respectarea instrucțiunilor face ca lucrul să fie sigur și calitativ. La folosirea culegătorului trebuie respectat:

1. Legea protecției muncii.

2. Regulamentul protecției muncii în agricultură.

3. Regulamentul protecției muncii la întreținerea autovehicolelor și la transportul cu autovehicole.

4. Instrucțiunile producătorului:

Cu culegatorul poate lucra doar persoana care are cunoștințele necesare pentru a lucra cu el. Atenționările și instrucțiunile aflate pe utilaj sau în instrucțiunile de folosire trebuiesc obligatoriu respectate atât de cei care lucreaza cu utilajul cât si de persoanele aflate în raza de lucru a utilajului.

ESTE INTERZISĂ DOZAREA MANUALĂ A CULEGĂTORULUI SAU ORICE FEL DE INTERVENȚIE LA UTILAJ CÂND ACESTA ESTE ÎN FUNCȚIUNE.

La fiecare intervenție asupra utilajului tractorul trebuie să fie oprit și transmisia întreruptă.

La punerea în funcțiune și în timpul lucrului apărătorile trebuiesc puse pe poziție. În timpul lucrului sau a golirii buncărului nimeni nu are voie să fie în raza de acțiune a utilajului sau pe acesta.

Apărătoarea cardanului să fie prinsă cu lanțul de siguranță.

Bolțul urechei de prindere a tractorului se asigură cu o siguranță corespunzătoare.

A nu se circula când culegatorul are buncărul ridicat.

Pentru preîntâmpinarea cǎderii știuletelui, în condiții de lucru pe terenuri deluroase utilajul e dotat cu o apǎrǎtoare, care se asambleazǎ numai în acest caz (figura de mai jos).

Fig. 7.1. Apărătoare.

7.2 Întreținerea și ungerea

De întreținere și ungere depinde durata de viață a culegătorului, de aceea este necesară o întreținere și o ungere regulată conform instrucțiunilor producătorului.

Înainte de punerea în funcțiune a culegătorului se controlează regulat:

– întinderea lanțurilor și curelelor ;

– strângerea piulițelor și a șuruburilor;

– presiunea prescrisă în pneuri.

7.3. Atașarea de tractor

• Culegătorul se atașează la urechea de jos a tractorului.

• Se pune cardanul. Cupla de siguranță să fie la tractor. Apărătoarea axului cardanic se asigură cu lanțul de siguranță.

• Furtunul hidraulic se atașează la tractor astfel încât în timpul mersului sau la viraje să nu se deterioreze.

• Se fixează distribuitorul hidraulic în suportul de pe tractor (figura de mai jos).

• Piciorul de sprijin se ridică la maximum, se scoate și se aranjează în suportul de lângă roata din stânga culegătorului.

• După atașarea culegătorului la tractor se pornește pentru probă și se asigură funcționarea corectă a tuturor elementelor.

Fig. 7.2. Distribuitorul hidraulic și suportul.

7.4. Culesul și reglarea valțurilor și aripilor de smulgere

Se trece culegătorul din poziția de transport în poziția de lucru. Se intră pe rând cu o viteză de 2-3 km/h astfel încât la priza de ieșire la cardan să fie 500 rot/min. Înălțimea mecanismului de cules se reglează cu ajutorul echipamentului hidraulic al tractorului în funcție de starea recoltei. Cand este sigur că culegătorul lucrează normal, se adaptează viteza în funcție de densitatea și mărimea plantelor. Astfel se poate lucra cu utilajul calitativ și eficient.

Se observă cum se comportă planta după ce a intrat în mecanismul de cules. Dacă tulpina se rupe și împreuna cu știuletele urcă în depănușător sau tulpinile și știuleții se adună și se înfundă lângă reductorul din partea de sus a valțurilor de rupere asta denotă că valțurile de rupere nu sunt corect depărtate. Distanța corespunzătoare o puteți obține prin înșurubarea sau deșurubarea manetelor (1). Pe figura de mai jos este marcată zona "B" unde ar trebui ca valțurile să rupă știuleții.

Distanța între aripele de rupere (2) se realizează prin mișcarea aripilor în momentul în care s-au deșsurubat piulițele (3), ea fiind adaptată în funcție de grosimea tulpinii și a știuletelui. Distanța între aripile de smulgere trebuie să fie mai mare cu 2-3 mm în partea de sus la reductor pentru a nu se înfunda cu știuleți. În cazul înfășurării tulpinilor sau a ierbii pe valțuri este necesară adăugarea aripilor de curățire Aici trebuie avut grijă sa rămână o distanță minimă între vârful valțurilor de smulgere și a aripilor de curățire. După reglare se strâng bine toate piulițele și se pun apărătorile.

Fig. 7.3. Valțurile.

7.5. Întinderea lanțurilor și curelelor

Lanțurile și curelele se întind cel mai mult în prima oră de exploatare. După ce se recoltează 2-3 buncăre în prima oră de exploatare este necesar să se oprească culegătorul și să se verifice întinderea tuturor lanțurilor și curelelor. După necesitate se întind cu ajutorul întinzătoarelor și trebuie avut grijă să nu fie prea întinse. Lanțul trebuie să oscileze 1% din distanța dintre axurile pinioanelor (2-3 mm).

Sub presiunea degetului, curelele trapezoidale nu trebuie să cedeze mai mult decât grosimea acestora (11 mm). Lanțul transportor la mecanismul de rupere (1), se întinde cu ajutorul arcului (2). Pinionul (3) trebuie să aibă posibilitatea de culisare de la 3 până la 5 mm.

Fig. 7.4. Îndinderea lanțurilor și curelelor.

Lanțul transportor se întinde uniform în ambele părți din axul de sus. În cazul neîntinderii îndeajuns al lanțului se provoacă deteriorarea știuleților și micșorarea productivității. La schimbarea lanțului trebuie ca partea închisă a siguranței elastice a zalei de legătură să fie întoarsă în direcția rulării lanțului (fig. 13).

Fig. 7.5. Lanțul transportor.

7.6. Înlocuirea cuțitelor frezei

Freza taie și împraștie tulpinile pe sol. Cuțitele uzate puternic trebuiesc înlocuite deoarece nu taie corespunzător și în același timp îngreunează suplimentar sarcina tractorului și a culegătorului. Trebuiesc schimbate toate cuțitele odată. Seturile de cutițe sunt echilibrate și cântărite în fabrică.

Neechilibrarea frezei provoacă vibrație ceea ce duce la distrugere. Cuțitul rupt se schimbă imediat. Odată cu schimbarea cuțitelor se schimbă și bolțul și siguranțele.

7.7. Reglarea valțurilor depănușătorului

Pentru a avea o depănușare calitativă este necesar ca valțurile să fie pe toată lungimea lor strâns apropiate. În cazul în care apare distanța între valțuri, exemplu la valțurile cu cauciucurile uzate, se procedeaza astfel încât se deșurubează partial șuruburile la ambele capete ale valțurilor (2) și se apropie unul de altul. Nu mișcați valțul de acționare (1). La strângerea valțurilor aveți grijă să îndepărtați distanțele între valțurile pereche care se rotesc unul către celălalt. Distanța între partea neactivă a perechilor se poate mării.

Când s-au apropiat îndeajuns valțurile (2), se strâng puternic șuruburile. Se recomandă să fie curățat temporar depănușătorul pentru a micșora uzura valțurilor. În cazul în care cauciucurile valțurilor sunt foarte uzate încât apropierea valțurilor nu este posibilă, atunci este necesară schimbarea învelișurilor de cauciuc.

În cazul în care culegeți porumb care se depănușează mai greu atunci în valțurile metalice introduceți degete (3) care sunt de găsit în săculeț. Degetele se aplică treptat de la intrarea în depănușător către ieșire. Se adaptează numarul lor în funcție de cerințele de depănușăre. Cu cât numarul de degete este mai mare, se mărește numarul boabelor deteriorate.

Fig. 7.6. Valțurile depănușătorului.

7.8. Reglarea înălțimii lopeților transportoare deasupra depănușătorului

Înălțimea capacului cu lopețile transportoare se adaptează în funcție de calibrul știuleților, gradul de coacere și soiul porumbului. Prin răsucirea șurubului (1) se ridică sau se lasă capacul depănușătorului. În fața din partea de intrare a știuletelui înălțimea este mai mare (capacul mai sus ridicat), deoarece aici știuleții nu sunt depănușați. Cureaua ventilatorului și lanțul de acționare al lopeților se adaptează automat în înălțime. Dacă pică lanțul sau cureaua, se pun în linie prin adăugarea sau scoaterea șeibilor (2) între suport și țeavă. Se deșurubează șurubul (3).

Fig. 7.7. Reglarea înălțimii lopeților transportoare deasupra depănușătorului.

CONCLUZII

Mașinile de recoltat știuleți, numite și culegătoare de știuleți, execută numai recoltarea știuleților, tulpinile rămanand în continuare fixate în sol pentru a fi recoltate în altă fază, cu alte mașini. În funcție de organele de lucru pe care le au, culegătoarele de știuleți pot executa depănusarea știuleților sau treierarea știuleților.

După modul de acționare, culegătoarele de știuleți se împart în: culegătoare tractate, culegătoare purtate și culegătoare autodeplasabile.

Recoltarea porumbului sub formă de stiuleti se face: după tehnologia cu faze divizate când se execută detașarea știuletilor de pe tulpini (fără ca acestea să fie recoltate), depănușarea știuletilor în același timp cu detașarea sau ulterior și apoi recoltarea tulpinilor, sau după tehnologia monofazică când se execută tăierea tulpinilor, detașarea știuleților, depănușarea știuleților, tocarea tulpinilor; precum și a materialului tocat.

Utilajul simbolizat C3P pentru recoltarea porumbului sub formă de știuleți al cărui model a fost ales ca soluție tehnică, este destinat efectuării mecanizate a operației de recoltare a întregii plante de porumb si separarea produsului recoltat in doua fracțiuni, știuleți si tulpina fragmentata împreună cu pănușile. Procesul de recoltare realizat de combina de recoltat porumb C-3P, se desfășoară asupra unui număr de 3 rânduri de plante.

Pentru a fi asigurată funcționarea la parametrii preconizați ai combinei de recoltat porumb este necesar ca înainte de începerea lucrului să se efectueze toate reglajele prevăzute pentru adaptarea echipamentelor la condițiile oferite de cultură și pentru respectarea condițiilor agrotehnice.

Aparatul de tăiere al echipamentului de recoltat porumb C-3P este un aparat rotativ. Pentru aparatele de tăiere rotative ala mașinilor de recoltat porumb, se recomandă ca viteza periferică a cuțitelor sa fie cuprinsă în intervalul 18-24 m/s.

Tocătorul combinei C-3P are 4 cuțite, dispuse pe un diametru de 48 mm. Acționarea tocătorului se face prin intermediul a 3 curele trapezoidale. Pentru tocare în bune condiții a plantelor de porumb, se recomandă ca viteza periferică a cuțitelor sa fie cuprinsă în intervalul 30-40 m/s. În urma calculelor a rezultat o turație necesară la arborele tocătorului de 1593 rot/min.

Puterea necesară acționării echipamentului de recoltat porumb este o sumă a puterilor necesare acționării subansamblelor ce o alcătuiesc. Considerând puterile maxime recomandate ca fiind necesare echipamentului de recoltat C-3P, puterea necesară acționării acestuia va fi de 23 CP.

Echipamentul C-3P poate fi acționat de la prize de putere a unui tractor U-650, puterea nominal a acestui tractor fiind de 65 CP. Puterea necesară echipamentului C-3P reprezintă aproximativ 35 % din puterea ce poate fi dezvoltată de tractor.

BIBLIOGRAFIE

Altuntaș E, Demirtola H (2007). Effect of moisture content on physical properties of some grain legume seeds. N. Z. J. Crop Hortic. Sci., 35(4): 423-433

ASAE (2006). Compression test of food materials of convex shape. S368.4: 609-616.

Baryeh EA, Mangope BK (2002). Some physical properties of QP-38 variety pigeon pea. J. Food Eng., 56: 59-65.

Coșkun MB, Yalçin I, Özarslan C (2005). Physical properties of sweet corn seed (Zea mays saccharata Sturt.) .J. Food Eng., 74(4): 523-528

Garnayak DK, Pradhan RC, Naik SN, Bhatnagar N (2008). Moisturedependent physical properties of Jatropha seed (Jatropha curcas L.). Ind. Crops Prod., 27: 123-129

Mohsenin NN (1970). Physical Properties of Plant and Animal Materials. Gordon and Breach Science Publishers, New York

Pradhan RC, Naik SN, Bhatnagar N, Swain SK (2008). Moisturedependent physical properties of Karanja (Pongamia pinnata) kernel. Ind. Crops Prod., 28(2): 155-161

Razavi Milani E (2006). Some physical properties of the watermelon seeds. Afri. J. Agric. Res., 13: 65-69.

Sacilik K, Ozturk R, Eskin R (2003). Some physical properties of hemp
seed. Biosyst. Eng., 86 (2): 191-198

Tabatabaeefar A (2003). Moisture-dependent physical properties of wheat. Int. Agrophys., 17: 207–211

Vasile Neculaiasa, Ioan Dănilă. Procese de lucru și mașini agricole de recoltat. Ed A92 Iași 1995

***http://agroromania.manager.ro/articole/diverse/cum-se-efectueaza-corect-erbicidarea-culturilor-19331.html

***http://agroromania.manager.ro/articole/stiri/fisa-tehnologica-cultivarea-porumbului-10434.html

***http://apprs.ro/utilizare/

***http://sanctum.md/semanatul-porumbului-5-sfaturi-pentru-o-cultura-reusita.html

***http://www.agrimedia.ro/articole/lucrarile-de-ingrijire-la-cultura-porumbului

***http://www.inma.ro/

***http://www.rompan.ro/porumb/

***https://www.agriculture-xprt.com/downloads/model-b410-510-610-corn-picker-brochure-370184

***https://www.agropost.ro/efectuarea-corecta-a-prasitului-mecanic-la-porumb/

***https://www.dekalb.ro/porumb/biblioteca-agronomica/tehnologie/umiditate-porumb

***https://www.verdon.ro/blog/etapele-erbicidarii-la-cultura-de-porumb/

***https://www.utilajeagro.ro/produs/1248/erbicidator-tractat-ideal-model-poly-super-t-2000-3000-litri.html

***http://www.agriexpo.online/prod/casella-macchine-agricole-srl/product-168667-8105.html

***http://www.sip.si/maize-harvesters/items/tornado-40-eol-8v

***http://www.utilaje-agricole-wirax.com/image/data/pdf/catalog-culegatoare-sip-tornado-40-eol.pdf

***http://www.sip.si/maize-harvesters/items/tornado-80

***http://www.utilaje-agricole-wirax.com/image/data/pdf/catalog-culegatoare-sip-tornado-80-eol.pdf

***https://www.gazetadeagricultura.info/masini-si-utilaje-agricole/554-masini-agricole/combine-agricole/13089-masina-recoltat-stiuleti.html

***http://www.weiku.com/products/19780180/Self_propelled_corn_combine_harvester.html

*** https://www.njuskalo.hr/kombajni/bourgoin-gx-400-extra-stanje-oglas-23987210