Combina Tractata de Recoltat Porumbi

UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREȘTI

FACULTATEA DE INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE

Programul de studii: ISB

PROIECT DE DIPLOMĂ

Coordonator Științific:

Prof. Dr. Ing. MAICAN Edmond

Student:

ENE V. Răzvan – Theodor

– 2016 –

UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREȘTI

FACULTATEA DE INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE

Programul de studii: ISB

Combină tractată

de recoltat porumb

Coordonator Științific:

Prof. Dr. Ing. MAICAN Edmond

Student:

ENE V. Răzvan – Theodor

– 2016 –

Capitolul I
Tehnologia cultivării porumbului

1.1 Introducere

Porumbul (Zea mays L.) este una dintre cele mai importante plante de cultură, cu utilizări multiple in alimentatia oamenilor, industrie, hrana animalelor. (conform statisticilor FAO-Food and Agriculture Organization, distributia consumului este: 21% alimentatia umana, 72% hrana animalelor, 7% industrie). 

Boabele de porumb sunt utilizate in industria amidonului, a spirtului, glucozei si dextrinei; germenii sunt utilizati pentru extragerea uleiului, utilizat in alimentatia dietetica. 

Fig.1 Planta de porumb

Randamente de extractie : 100 kg boabe – 77 kg malai sau 63 kg amidon sau 71 kg glucoza sau 44 l alcool sau 50-60 kg izomeroza. 

Porumbul este utilizat in hrana animalelor ca nutret concentrat (boabe), porumb masa verde (insilozat), tulpini (coceni) in amestec cu uree si melasa, insilozati (nutret suculent).

 Particularitati fitotehnice :

rezistenta buna la seceta si caldura;

numar relativ redus de boli si daunatori;

adaptabilitate la conditii diferite de clima;

fiind prasitoare, lasa terenul curat de buruieni, constituie o buna premergatoare pentru multe plante;

valorifica bine ingrasamintele organice si minerale;

reactioneaza foarte puternic la irigatii;

coeficient de inmultire foarte mare;

importanta planta melifera si medicinala.

1.2 Structura bobului de porumb

Bobul de porumb este un fruct compus dintr-un pericarp subțire care inchide sămanța. Pericarpul este format din țesuturi continue, netede, chiar lucioase, incluzand in ele și varful bobului .

Sub inveliș apare stratul seminal sau spermoderma , care acoperă tot bobul cu excepția bazei, fiind compus, la randul lui, din două straturi: startul hialin și stratul brun. Cele două straturi formează un singur strat protector pentru germene și endosperm. Sub acesta apare stratul aleuronic .

Fig.2 Alcatuirea bobului de porumb

Endospermul ocupă partea principală a bobului, compus din celule cu țesut de inmagazinare de amidon și proteine.

1.3 Consideratii generale privind cultivarea porumbului

a) Zone de favorabilitate in Romania:

zona foarte favorabila (zff) – suprafete intinse din campia din vestul si sudul tarii, cu soluri bogat e in cernoz iom, soluri aluviale (Lunca Muresului, a Oltului, a Dunarii), soluri brun-roscate;

zona favorabila (zf) – cea mai extinsa la nivelul tarii : in vest, de-a lungul zonei foarte favorabile, spre interior ; campia Transilvaniei pe cursul Somesului, pana in Tara Barsei si jud. Hunedoara ; in sud Campia Baraganului, zona pana la limita Carpatilor, Dobrogea, cea mai mare parte a Moldovei;

zona putin favorabila (zpf) – suprafete mari din regiunea dealurilor puternic accidentate si erodate din N Dobrogei, solurile nisipoase din Oltenia, de langa Dunare si Calmatui.

  b) Perioada de vegetatie

In prezent sunt peste 100 hibrizi care se cultiva ;
Sunt creati hibrizi de la timpurii (cu perioada de vegetatie 100-115 zile), pana la hibrizi tardivi (cu perioada de vegetatie peste 145 zile).

Fiecare hibrid, ca perioada de vegetatie, exprimata in zile (rasarire – maturare), se incadreaza in clase de maturitate conventionala FAO (100-200-300-400-500-600-700-800) ex. FAO 100-timpuriu, FAO 800- tardiv.

Temperatura, ca element esential al precocitatii porumbului, se inregistreaza incepand cu pragul biologic (10 grd.C) Cumularea temperaturilor efectiv utile, prin unitati termice utile, se divide in :indice de inflorire (suma unitatilor termice utile pe perioada de semanat- rasarire –aparitia matasii); indice de maturare (suma unitatilor termice pe perioada de matasire-maturare fiziologica); Suma temperaturilor efectiv utile necesare hibrixilor este cuprinsain general, in intervalul 1000-1400 grd.

Hibrizi romanesti si din SUA (Pioneer) recomandati a fi utilizati, in functie de zonele de resurse termice :

Foarte timpurii (temp. 800-1000): Montana; Suceava 95; Bucovina; Mona; Fundulea 102; etc.;

Timpurii (temp. 1000-1200): Suceava 108; Doina; Betuflor; Dana; Ciclon; Cristal; Turda 160; Helga; Optima; Raisa; etc.;

Semitimpurii (temp. 1200-1400): Elan; Roxana; Podu Iloaiei 110; Turda 200; Turda 200+; Turda Super; Minerva; Saturn; Milcov; Neptun; Oana; Oituz; Pannonia; Marista; Stira; Stefania; Odessa; etc.;

Mijlocii (temp. 1400-1500): Andreea; Opal; Paltin; Fundulea 322; Rapid; Fulger; Soim; etc.;

Semitardivi (temp. 1500-1600): Partizan; Rapsodia; Pandur; Octavian; Fundulea 376; Vultur; Robust; Danubiu; Granit; Safir; Olt; Faur; Campion; Dacic; Orizont; Fundulea 410; Lovrin 400; Fulvia; Pura; Volga; Florencia; Pioneer3578; Randa; etc.

Tardivi (temp. peste 1600): Temerar; Cocor; Fundulea 365; Luana; Paolina; Pioneer 3362;

  c) Perioada de semanare

Incepe cand temperatura de prag este de 8 grd.C, la 10 cm adancime: 1-20 aprilie in campia din vestul si sudul tarii, Dobrogea si sudul Moldovei; 15-20 aprilie in campia Transilvaniei si centrul Moldovei; 20-30 aprilie in zonele subcarpatice si nordul tarii (poate fi prelungita in prima decada a lunii mai);

d) Perioada inceperii recoltarii – In conditiile de clima ale tarii noastre si a sortimentului de hibrizi utilizati, perioada de recoltare poate incepe , la hibrizii foarte timpurii, in prima decada a lunii septembrie si continua in a doua jumatate a lunii octombrie, la hibrizii tardivi. Recoltarea inc epe cand umiditatea boabelor es te de 30% (chiar 32%), in cazul recoltarii in stiuleti si pastrarii tot sub forma de stiuleti, sau este de 25%( min 21%,max.28%) cand recoltarea se face in boabe.

  e) Date privind consumuri specifice (conditii de calitate): puritate biologica: 99,0%; puritate fizica: min 98 %; capacitatea de germinatie min 90%; necesarul de samanta- 15-25 kg/ha; masa hectolitrica (MH) (kg/hl)70 – 82; masa a 1000 boabe (MMB) ( gr.) 200-450; mii boabe la kg : 4-10.

  f) Ingrasaminte – doze optime:

ingrasaminte organice 20-60 to/ha;

azot 70-90 kg/ha;

fosfor 60-80 kg/ha;

potasiu 40-80 kg/ha;

zinc 5-10 kg/ha, sub forma de stropiri cu sulfat de zinc sol. 0,2%;

*) Acolo unde se impune (pH mai mic de 5,8 in apa si gradul de saturatie in baze, mai mic de 75%) se aplica in prealabil amendamente calcaroase (carbonat de calciu CaCO3) 4-6 kg / ha, incorporate sub aratura, o data la 5 ani.

1.4 Tehnologia cultivarii porumbului

Planta premergătoare:

Foarte bune premergatoare sunt: mazărea, fasolea, soia, năutul, inul pentru ulei, cartofii si cerealele păioase

Bune: floarea soarelui, porumbul 1-2 ani, sfecla de zahăr culturi furajere.

Medii: sorgul,ricinul. 

Aratul:

Pe solurire mijlocii si grele este de 25-30 cm adincime:

Pe solurile usoare este de 20-25 cm adincime:

Pregatirea teren se face toamna sau primavara prin lucrari superficiale.

Pregatirea patului germinativ se realizeaza printr-o singura trecere cu combinatorul, cand solul permitela 6-8 cm.

Fertilizarea de baza:

Fertilizarea de baza cu azot se recomanda a fi facuta cu ¼ din doza sub forma amidică (uree) sau sub formă amoniacala (complexe) iar restul se aplica cu ocazia lucrarilor de intretinere. Fosforul se aplica sub forma de complexe bogate in fosfor de tipul 22-22-0, 23-23-0, 13-32-0, 9-24-24) sub aratura sau la pregatit teren prin incorporare la 10-12 cm cu discul. Este de preferat sa se aplice fertilizarea de baza concomitent cu semanatul.

d) Samanta si semanatul:

Combatere bolilor (taciunele stiuletilor si paniculelor, taciunele comun al porumbului, putregaiul tulpinilor si stiuletilor, inflorirea alba a boabelor) se va face obligatoriu cu unul dintre fungicidele: Caroben 75 PTS (2,5 kg/t); Beret MLX-360FS (1,25 l/t); Maxim AP 045 FS (1,0 l/t); Tiradin 70 PUS (3,5 kg/t); Tiradin 500 SC (3,5 l/t); Vitavax 200FF (2,5 l/t). Combatere daunatorilor (viermi sarma, ratisoara, viermele vestic al radacinilor, buha semanaturilor) se face cu unul dintre urmatoarele insecticide: Cruiser 350 (12 l/t); Cosmos (5 l/t); Carbodan 35ST (28 L/T); Carbofuran 350 (25 l/t); Diafuran (28 l/t); Furadan 35 ST (28 L/T); Gaucho 70WP (10-12 kg/t); Promet (25 l/t); Semafor (2 l/t).

Precizia semanatului este oferita de reglarea corespunzatoare a semanatoarei: (55 000 plante recoltabile-orifici 14- dinti ax distribuitor 22- dinti ax roata 9); (60 000 plante recoltabile-orifici 16- dinti ax distribuitor 22 – dinti ax roata 9); (65 000 plante recoltabile-orifici 16- dinti ax distribuitor 22- dinti ax roata 11). Precizia semanatului asigura pierderi minime de plante si un control excelent al adancimii de semanat si al distantei intre randuri. 

Epoca de semanat: va trebui sa tina cont de rezerva de apa din sol, de presiunea bolilor si daunatorilor, de presiunea buruienilor si de soiul utilizat. Perioda optima de semanat este primavara cand in sola adancimea de semanat se inregistreaza temperatura de 8-10 grade C. 

Densitatea se stabileste in functie de potentialul biologic al soiului, indicii de calitate a semintei si starea fitosanitara a acestora, de epoca de semanat, de calitatea patului germinativ, si de presiunea bolilor la densitati marite.

-Hibrizi timpurii 60 000-65 000 plante recoltabile la hectar

-. Hibrizi semitimpurii 55 000-60 000 plante recoltabile la hectar.

– Hibrizi timpurii 50 000-55 000 plante recoltabile la hectar.

  Cantitate de samanta la hectar: 15-25 kg 

Adancimea de semanat: 5-7cm

e) Intretinerea culturii

Combatere bolilor la porumb in timpul vegetatiei. Toate culturile la care se estimeaza productii de peste 8000 kg/ha boabe stas si toate loturile semincere se vor trata obligatoriu prin aplicarea de tratament cu BRESTAN 60WP (0,2%).

Combatere daunatori: Se vor aplica tratamente chimice în perioada de vegetație contra dăunătorilor cu unul dintre următoarele produse: Actara 35 WG (0.1 l/ha); Regent (0,1-0,2 l/ha); Sinoratox 35 (1,5 l/ha); Victenon (0,75-1 l/ha), etc. Pentru combaterea rozătoarelor din cîmp se poate utiliza produsul Baraki, Redentin, Storm Bait Blocks, Azodrin, Quickfos, etc.

  Combatere buruieni. Se vor efectua tratamente chimice in momentele optime de aplicare cu unul dintre următoarele erbicide: Alazine (4-6l/ha); Atranex (2-4l/ha); Banvel (0,6l/ha); Callisto (0,20-0,35l/ha); Guardian (1,75-2,5l/ha); Harness (2-4l/ha); Laset (1,25l/ha); caz infestare cu costrei: Mistral (1-1,5l/ha); Mistral Turbo (1,5l/ha); Equip (1,75-2,5l/ha), etc.

  Irigare culturi: se recomanda 3-4 udari a cate 600-800 mc/ha. 

f) Recoltarea

Porumbul se poate recolta, sub formă de știuleți depănușați și sub formă de boabe. Metoda de recoltat este aleasă de fermier în funcție de metoda de păstrare.
Dacă se alege recoltatul sub formă de știuleți, atunci păstrarea se face cu costuri de depozitare mai mici, față de recoltatul sub formă de boabe, în acest caz apar costuri mai mari cu tehnologia de uscare și păstrare a lor.

Recoltatul sub formă de știuleți depănușați se poate realiza, manual sau mecanic, ținând seama de costurile ridicat a recoltatului manual, tot mai mulți fermieri aleg recoltatul mecanizat, care se poate face cu mai multe tipuri de mașini.

Recoltarea in stiuleti se face la o umiditate de 30-32%, iar in boabe la 23-25% umiditate. Se pot obtine curent productii de peste 10 000 kg/ha boabe stas.

  Depozitarea. Se vor executa lucrări de lopătare, condiționare, lotizare și controale periodice privind condițiile de păstrare. Pentru combaterea insectelor din depozite se utilizează unul din următoarele produse: Actelic (0,05-0,1%); Fendona (2-3%); K,Obiol 25 EC (1,56 mg s.a./mp), Phostoxin (39/100kg seminte).

Capitolul II
Soluții constructive

2.1.Considerații generale.

2.1.1.Domeniul de utilizare si clasificarea mașinilor de recoltat porumb.

Recoltarea porumbului se poate face după diferite tehnologii, funcție de produsul final obținut ce poate lua forma știuleților (depănușați sau nedepănușați) sau a semințelor.
Recoltarea porumbului sub forma semințelor se poate face prin detașarea știuleților de tulpini, fără ca acestea să fie recoltate , sau prin detașarea știuleților de pe tulpini, după ce acestea au fost in prealabil recoltate si introduse in aparatele de detașare. Știuleții detașați , fie ei depănușați sau nedepănușați, sunt transportați direct intr-o remorcă. Tulpinile de porumb in primul caz rămân pe câmp rupte si frânte, iar in cel de al doilea, sunt de regulă tocate si transportate in altă remorcă.
Recoltarea porumbului sub formă de semințe se poate folosind mașini care efectuează detașarea știuleților de pe tulpini și treierarea acestora (cazul culegătoarelor de știuleți prevăzute cu batoze sau echipamentelorde recoltat știuleți montate pe combine de recoltat cereale) sau mașini ce efectuează tăierea tulpinilor de porumb si treierarea știuleților (cazul combinelor de recoltat cereale păioase prevăzute cu echipamente pentru recoltarea integrală a porumbului.
În ambele cazuri, semințele rezultate sunt separate de tulpini, știuleți, frunze, etc., fiind colectate in buncăre, iar tulpinile rămân pe sol.

În funcție de operațiile tehnologice pe care le execută, se disting:

Culegătoare de știuleți, care efectuează numai recoltarea știuleților, tulpinile rămânând nedesprinse de sol, frânte și rupte; constructiv, aceste culegătoarea pot efectua depănușarea sau treieratul știuleților;

Combine de recoltat porumb, ce efectuează recoltatreea știuleților (cu sau fără depănușare), și tocatul tulpinilor;

Echipamente de recoltat porumb, care se adaptează pe combinele de recoltat cereale păioase; aceste echipamente se montează în locul secerătorii combinei și al unor organe ale batozei combinei, ele efectuând fie recoltatul știuleților (cu depănușat sau treierat), caz in care tulpinile rămân nedesprinse de sol, fie recoltatul tulpinilor împreună cu știuleții; în ultimul caz, tulpinile impreună cu știuleții sunt introduse in batoza combinei(adaptată corespunzător), semințele rezultate fiind colectate in buncăr, iar tulpinile sunt lăsate la sol în brazdă (urmând a fi balotate) ori tocate si colectate sau împrăstiate pe suprafața solului.

În afara mașinilor propriu-zise de recoltat porumb, care sunt mașini mobile (tractate/purtate/semipurtate), pentru depănușarea și treieratul știuleților există și următoarele mașini staționare:

Mașini de depănușat știuleți ( *Depănușatoare* );

Mașini de treierat știuleți ( *Batoze de porumb* )

2.1.2.Componența mașinilor de recoltat porumb. Scheme de mașini și echipamente de recoltat porumb.

Cerințele echipamentelor pentru recoltatul porumbului sunt următoarele :

— să nu culce tulpinile de porumb ;

— să nu sfărâme știuleții ;

— să nu producă desprinderea boabelor când are loc procesul de detașare a știuleților ;

— procentul de depănușare a știuleților să fie de cel puțin 95 – 97 % ;

— pierderile totale de boabe la recoltat să nu depășească 3% ;

— să nu rămână știuleți nedetașați de tulpină adică detașarea să se facă în proporție de 100%;

— mașinile care recoltează și tulpinile, trebuie să le taie la înălțimea maximă de 10 — 15 cm de la sol și să le toace la lungimea de maximum 4 cm.

Mașinile de recoltat porumb, în funcție de operațiile pe care le execută , funcționeză după diferite scheme tehnologice. Ele au unele particularități și organe de lucru asemănătoare.

A.Culegătoare de știuleți.

În figura 1 se arată schema funcțională a unui culegător de știuleți, prevăzut cu aparat de depănușare. Culegătoarele de știuleți pot fi cu 1-4 secții de recoltare (corespunzătoare numărului de rânduri recoltate la o trecere), fiecare secție fiind formată din separatoare de lan, lanțuri de alimentare și aparat de detașare.

Figura 1.

În procesul de lucru, plantele dirijate de separatoarele de lan 1, sunt preluate de lanțurile de alimentare 2 care le dirijează în spațiul clintre valțurilc de detașare 3, unde se realizează detașarea știuleților. Știuleții detașați cad pe transportorul 4, fiind transportați la aparatul de depănușare, format din valțurile de depănușare 5 și transportorul cu palete elastice 6. Valțurile de depănușare desprind pănușile, care cad pe transportorul de pănușe 7, iar știuleții depănușați sunt descărcați în melcul 8 care-i transmite la elevatorul 9.
Pănușele sunt evacuate de transportorul 7 și cad pe sol. Semințele, eventual desprinse de pe știuleți în timpul depănușării, sunt recuperate din pănușe, fiind curățate de curentul de aer debitat de ventilatorul 10 și apoi sunt dirijate la melcul 8. Știuleții depănușați sunt descărcați de elevatorul 9 într-o remorcă, tractată în spatele mașinii. Unele mașini de acest tip se prevăd cu aparate de treierat știuleți, semințele fiind colectate într-un buncăr. Tulpinile de porumb, în cazul folosirii culegătoarelor de știuleți, rămân nedesprinse de sol (fiind frânte și rupte), recoltarea acestora în vederea eliberării terenului necesitând folosirea altor mașini.

B.Combine de recoltat porumb.

Combinele de recoltat porumb efectuează operațiile de tăiere a tulpinilor, detașarea știuleților și tocarea tulpinilor, știuleții (depănușați sau nedepănușați) fiind colectați într-un colector sau într-o remorcă, iar tocătura rezultată este colectată într-o altă remorcă. Ca urrnare, prin folosirea combinelor se realizează eliberarea completă a terenului. În figura 2 este reprezentată schema unei combine de recoltat porumb, fară depănușarea știuleților.

Figura 2.

Tulpinile de porumb, dirijate de separatoarele de lan sunt antrenate de lanțurile de antrenare 2 și după ce sunt tăiate de aparatele de tăiere rotative 3 sunt preluate de lanțurile transportoare de plante 4, care le introduc în spațiul dintre valturile de detașare 5. Concomitent cu detașarea știuleților se face și tocarea tulpinilor cu aparatul de tocare 6. Știuleții detașați cad pe transportorul de știuleți 7, ilind evacuați într-o remorcă.Tocătura rezultată este aruncată de aparatul de tocare într-o altă remorcă, prin tubulatura 8.

Pentru ușurarea evacuării tocăturii, deasupra peretelui inferior al acesteia este creat un curent de aer cu ajutorul rotorului cu palete 9. În figura 3 este prezentată schema unei combine de recoltat porumb prevăzută și cu aparatele de depănușat, caz în care știuleții detașați sunt dirijați spre aceste aparate și apoi spre transportorul de știuleți.

Figura 3.

În acest caz , plantele dirijate de separatoarele de lan sunt preluate de lanțurile de alimentare 2 și de lanțurile transportoare 3, fiind tăiate de aparatele de tăiere 4. Lanțurile 3 transportă plantele tăiate Și le introduc între valturile de detașare 5, tulpina fiind înclinată datorită scutului 6. Concomitent cu detașarea știuleților se realizează și tocarea tulpinilor cu aparatul de tocare 7, care efectuează și aruncarea tocăturii prin conducta 8. Știuleții detașați sunt preluați de transportorul cu raclete 9 și transmiși spre aparatul de depărmșare 10. După depănușare știuleții sunt transmiși prin intermediul melcului 11 spre transportorul de știuleți 12, iar pănușele sunt evacuate din mașină cu ajutorul transport,vului de pănușe 13. Semințele desprinse de pe știuleți în timpul depănușării sunt recuperate și transmise prin melcul 1-1 la transportorul 12. În timpul transmiterii știuleților nedepănușați spre aparatul de depănușare se realizează separarea părtilor ușoare prin intermediul curentului de aer debitat de ventilatorul 15.

C.Echipamente de recoltat porumb.

Pentru folosirea combinelor de recoltat cereale păioase la recoltarea porumbului, acestea se pot prevedea cu diverse echipamente: pentru recoltarea integrală, pentru recoltarea știuleților și treieratul acestora sau pentru recoltarea știuleților și depănușarea acestora. În ultimul caz, în batoza combinei se montează aparatul de depănușare.

În figura 4 se arată schema unui echipament de recoltat porumb (recoltare integrală), ce se monteazâ pe secerătorile combinelor de recoltat cereale păioase. Echipametul este format din mai multe secții (4-6), fiecare secție fiind prevăzută cu separatoarele de lan 1, lanțurile de alimentare 2 și câte o pereche de valțuri de alimentare 3, cu palete zimțate.

Figura 4.

Plantele antrenate de lanțurile de alimentare și tăiate de aparatul de tăiere 4 sunt transportate și transmise la melcul 5 și apoi la transportorul oscilant 6, care le introduce în batoza combinei. Semințele rezultate prin treieratul știuleților sunt colectate în buncărul de semințe (după ce au fost curațate de organele de curațire ale combinei), iar amestecul format din tulpini, ciocălăi și pănușe este lăsat pe sol sau este tocat și colectat în remorci sau impraștiat pe sol.

În figura 5 este reprezentată schema unui echipament de recoltat știuleți (culegător de știuleți), format din mai multe secții (4-6) de recoltare. Fiecare secție este formată din separatoarele de lan 1, lanțurile de dirijare 2 și aparatul de detașare format din plăcile de detașare 4, Știuleții sunt transmiși spre transportorul melcat 5 și apoi prin intermediul transportorului sunt introduși în batoza combinei, realizându-se treieratul acestora. Tulpinile (strivite și frânte) rămân pe sol.

Figura 5.

Pentru recoltarea porumbului sub formă de știuleți depănușați, combinele de recoltat cereale păioase se prevăd cu echipamente de recoltat știuleți și cu echipamente de depănușat. Echipamentul de depănușat al cărui organ de lucru principal este reprezentat printr-un aparat de depănușat, se montează in batoza combinei.

2.2..Echipamente de recoltat porumb.

Generalități.

Echipamentele de recoltat porumb se adaptează pe combinele de recoltat cereale păioase. Aceste echipamente pot fi pentru recoltarea porumbului sub formă de semințe sau sub formă de știuleți depănușați. Echipamentele pentru recoltarea porumbului ce se adaptează pe combina C-12 sunt: echipament pentru recoltarea integrală a tulpinilor impreună cu știuletii (RI), echipament pentru recoltarea știuleților (culegător de știuleti/CS) și echiparnent pentru depănușarea știuleților (ED). Pe combina C-12 se poate adapta, în cazul recoltării integrale și echipamentul pentru tocarea tulpinilor și împrăștierea sau încărcarea in remorci a tocăturii.

2.2.1.Echipament pentru recoltarea integrală a porumbului (RI).

Acest echipament este destinat recoltării integrale a porumbului sub formă de semințe. Este format din secții de recoltare ce se montează pe platforma secerătorii combinei și din mai multe accesorii pentru adaptarea batozei la treieratul tulpinilor cu știuleți.
Secțiile de recoltare se montează din partea din față a secerătorii, prin intermediul unei plăci prelungitoare, după demontarea rabatorului și a aparatului de tăiere. Componența secției de recoltare integrală este arătată în figurile 6 , respectiv 7, iar schema cinematica in figura 8.

Figura 6.

Figura 7.

Figura 8.

Echipamentul este prevăzut cu 4-5 secții, distanța între secții fiind reglabilă între 60 și 100 cm. La batoza combinei se fac următoarele modificări principale: se inlocuiește contrabătătorul cu unul cu suprafață vie mai mare (număr mai mic de șine și distanțe intre vergele mai mari); se montează un prelungitor al contrabătătorului, din tablă cu orificii alungite; se montează șine cu degete în locul paletelor uniformizatorului de alimentare; se acoperă prima treaptă a scuturătorilor cu plăci de protecție cu orificii alungite și se schimbă sitele de la curățirea I-a și a II-a. La aparatul de treier se reglează distanța între bătător și contrabătător (di =30mm și dic = 18 — 20mm ) și turația bătătorului ( n = 650-900 rot/min).
Plantele secerate, împreună cu știuleții, sunt dirijate spre aparatul de treier, curățirea semințelor de pănușe, ciocălăi și tulpini se face ca și în cazul recoltării cerealelor păioase (dezaristatorul nefiind folosit), semințele tiind colectate în buncăr, iarr tulpinile, pănușele și ciocălăii fiind lăsate pe sol. Viteza de lucru a combinei echipată cu acesta este de 2 – 4 km/h .

2.2.2.Echipament de recoltat știuleți (CS-4M).

Culegătorul CS-4M70 (CS-4M) din figura 9 este alcătuit din cadrul 1, secțiile de detașare 2, transportorul cu melc 3, transmisia 4, învelitoarea secției din dreapta 5 și din stânga 6 și a secțiilor centrale 7, vârful secțiilor din dreapta 8 și din stânga 9 și secțiilor centrale 10, piciorul de sprijin 11, elevatorul central 12, apărătoarea transmisiei 13, apărătorile elevatoarelor 14 și 15, instalația hidraulică 16, paleta dreaptă 17 și stângă 18.

Figura 9.

Pe cadru se montează secțiile de detașare a știuleților, transportorul elicoidal, celelalte anexe de fixare a secțiilor și piciorul de sprijin, când culegătorul nu este montat pe mașină.

Figura 10. Schema cinematică a echipamentului de recoltat porumb

Secțiile de detașare (fig.11) : pe cadrul 1, 2 și 3 se montează toate subansamblurile secției de detașare a știuleților : valțurile 4, plăcile de detașare 5 și lanțurile cu gheare 6. Secțiile de detașare sunt prevăzute lateral stânga și dreapta cu învelitorile din tablă 10 care acoperă organele culegătorului la extremitatea dinspre lan, având și rolul de despărțitor și separator de lan. Fiecare învelitoare susține și vârful secției și scutul exterior. Învelitoarea secției centrale este un capotaj ce acoperă golul dintre secții și dirijează știuleții căzuți, spre centrul secțiilor. La vârf învelitoarea este articulată de secții prin șuruburi și pentru a nu se deplasa în sus este prevăzută cu un sistem de prindere elastică. În partea anterioară aceste capotaje sunt articulate la secții cu posibilitate de rabatare, vârfurile secțiilor dreapta și stânga menținându-se articulat în șuruburi, de învelitoarea secției.

Figura 11.

Prin roțile de lanț 7, 8 și 9 se asigură transmisia la organele culegătorului de știuleți, mișcarea fiind preluată prin transmisie cu curea trapezoidală de la batoza combinei la un grup de roți montate pe axul superior al elevatorului central cu racleți de la care prin transmisie cu roți de lanț și ax transversal și grupuri de roți conice sunt acționate valțurile de tragere și lanțurile cu gheare 6 ale secțiilor de lucru. Angrenajele de roți dințate și lanț realizează două regimuri de turații.

Organele active ale culegătorului de șliuleți CS-4M70 sunt :
– vârfurile sau ridicătoarele de plante de forma unor conuri care au rolul de a ridica tulpinile de porumb și de a dirija plantele cu știuleți spre aparatul de detașare ;
– lanțurile cu gheare, de tipul cu role care lucrează în paralel, două câte două și au rolul de a prelua tulpinile, de a le menține în momentul tăierii și de a le transporta și introduce între valțurile de detașare ; ele se găsesc sub placa 10 ;
– aparatul de detașare este de tip cu valțuri ; la mașinile care nu au aparat de tăiere (tulpinile rămânând pe sol) valțurile sunt înclinate față de orizontală, au vârful conic, cel de al doilea capăt prevăzut cu o dantură, iar între capetele valțului se găsește o spiră care prinde, ridică și trage tulpina.
Transportul cu melc (fig.12) este format din jgheabul 1, în care se găsește arborele 2 prevăzut cu două spire 3 și paletele aruncătoare 4. Sub peretele posterior 5 al jgheabului se găsește gura de evacuare 6. Elevatorul central de tipul cu lanț și racleți și cu plăci de cauciuc, având arborele superior motric, iar cel inferior condus este prevăzut cu un dispozitiv de întindere 11 cu șurub și tijă filetată. Roțile dințate de pe partea dreaptă a elevatorului central se pot schimba între ele, pentru a se obține cele două viteze ale transportorului de știuleți.

Figura 12.

2.2.3.Combina de recoltat porumb C-12

În Figura 13. este prezentată schema funcțională a combinei C-12, folosită pentru recoltarea porumbului sub formă de știuleți depănușați, cu echipamentele de recoltat și depănușat știuleți. Știuleții de porumb detașați cu ajutorul aparatelor de detașare 1, prin intermediu lanțurilor 2 a transportorului melc 3 și a transportorului central 4 sunt transmiși la transportorul cu raclete 5. Prin intermediul transportorului 5, știuleții sunt transportati la aparatul de depănușare. Știuleții depănușați sunt dirijați spre elevatorul cu știuleți 7. În timpul descărcării știuleților în remorcă, impuritățile ușoare sunt evacuate sub acțiunea curentului dc aer debitat de ventilatorul 8. Pănușele și o parte de semințe (care eventual sunt desprinse de pe știuleți în procesul de depănușare) cad pe sita superioară (sită Graepel) a curățirii 1 a combinei. Pănușele sunt evacuate sub acțiunea curentului de aer debitat de ventilatorul curățirii I, iar semințele sunt transportate spre curățirea a II-a și colectate în buncăr.

Figura 13.

Pe lângă combina C12 , echipamentul de recoltat porumb pe patru rânduri mai poate echipa combina CARP4 (figura 14.)

Figura 14.

2.2.4.Combina tractată de porumb CT-2RP.

Lucrează în agregat cu tractorul U-650 și U-651. La o trecere recoltează două rânduri de porumb semănate la distanța de 70-100 cm, eliberând terenul pentru lucrările ulterioare. Combina execută tăierea tulpinilor, detașarea știuleților și încărcarea lor într-o remorcă care se deplasează paralel cu combina, tocarea tulpinilor și evacuarea lor în remorca cuplată la combină. Combina CT-2RP este prezentată în figura 15 , impreună cu schema sa cinematică in figura 16.

Figura 15.

Figura 16.

2.2.5.Depănușătorul mobil de ștuleți DM-6

Mașina completează operațiile executate de combina CT-2RP prin depănușarea știuleților recoltați la staționar. Poate lucra in agregat cu transportorul de știulți TP-6,5 pentru încărcarea știuleților în remorcă sau cu transportorul T-14 pentru încărcarea direct în pătule.

În figura 17. Este prezentat depănușătorul mobil de știuleți DM-6.

Figura 17.

2.2.6.Culegător de porumb știuleți pe 2 rânduri TORNADO 80

Utilajul de recoltat porumb este o constructie simpla si care executa urmatoarele operatii: culegerea stiuletilor, taierea tulpinelor, depanusarea stiuletilor, transportul acestora in buncar si golirea acestuia cu ajutorul cilindrilor hidraulici. Utilajul recolteaza calitativ toate tipurile de porumb hibrid. Constructia este simpla si robusta. Datorita constructiei bine gindite si greutatii reduse manevrarea acestuia este simpla si pe terenurile accidentate sau mocirloase. In lucru este foarte stabil si usor de manevrat, se adapteaza foarte repede conditiilor de recoltat, iar pentru tractare este necesara o putere mica.

Figura 18.

Caracteristici tehnice :

2.2.7.Combină de recoltat porumb C3PD

Utilajul C3PD 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, utilizând ca sursă energetică un tractor de 100 CP.

Figura 19.

Caracteristici tehnice si funcționale:

Dimensiuni de gabarit în poziție de transport:

Lungimea, mm 8230

Lățimea la exteriorul roților, mm 3150

Înălțimea, mm 4200

Lumina de transport 320

Ecartament, mm 2750

Tipul anvelopelor (2 buc.) 400 RA 10 PR

Masa mașini, kg. 4675

Din care

Pe roata dreaptă 2270

Pe roata stângă 1800

Pe proțap 605

Secțiile de detașare:

Nr. secții 3, la 70cm

Unghiul de inclinare a secțiilor º 42

Lungimea activă a secțiilor, mm 756

Turația valțurilor s-1 887

Viteza lanțurilor cu gheare, m/s 1.7

Melcul pentru știuleți ne-depănușați:

Tip spire stânga, dreapta+ 2 palete cauciuc

Diametrul melcului, mm 400

Turația melcului, s-1 150

Biter alimentare depănușător 2 palete de cauciuc

Diametrul ,mm 240

Turația, s-1 58

Elevator știuleți lanț cu racleți

Lățimea elevatorului, mm 357

Pasul lanțului, mm 38

Pasul racleților, mm 456

Înălțimea racleților , mm 97

Viteza lanțului, m/s 1.4

Unghiul elevatorului, º 47

Turația ventilatorului s-1 2000

Proțap pentru cuplarea remorcii se reglează lungimea

Tăietor de tulpini rotor cu cuțite fixe

Diametrul rotor, mm 173

Turația s-1 2261

Lungimea rotorului mm 1980

Melc transport tulpini si bitter alimentare tocător:

Tip cu spiră și palete

Diametrul melcului, mm 400

Turația melcului, s-1 213

Diametrul biterului mm 370

Turația biterului s-1 221

Tocător tulpini tobă cu 4 cuțite

Lățimea tobei, mm 500

Diametrul tobei, mm 660

Turația tobei s-1 1380

Conductă refulare tocătura verticală

Transportor recuperare pănuși și boabe:

Tip lanț cu racleți cu bitter de evacuare

Lățime transportor, mm 950

Viteza lanțului cu racleți, m/s 1.2

Diametrul biterului evacuare 100

Turația biterului s-1 238

Turația melcului de transport s-1 370

Caracteristici funcționale:

Acționarea mașinii de la priza putere tractor

Turația prizei, s-1 540

Puterea tractorului, CP/kW 100/73

Viteza de lucru, km/h 2.2-5

Panta terenului, º max. 6º

Raza de viraj:

În transport:

Stănga, mm 5850

Dreapta, mm 3900

În lucru în agregat cu cele 2 remorci

Stânga, mm 6600

Dreapta, mm 8530

Figura 20. Combina de recoltat porumb în lucru

Figura 21.

Procesul de recoltare realizat de combina de recoltat porumb C3PD, prezentat schematic în Figura 21. se desfășoară asupra unui număr de 3 rânduri de plante.

La înaintarea agregatului în lan, tulpinile pătrund printre valțurile secțiilor de detașare și sunt trase către sol. Știuleții se desprind de pe tulpină la contactul cu plăcile de detașare, fiind preluați de lanțurile cu gheare și transportați la melcul de știuleți ne-depănușați.
Separarea față de rădăcină a părții aeriene a plantelor de porumb se face cu 3 aparate de tăiere rotative cu bară rotativă, situate la partea inferioara a secțiilor de detașare. Desprinderea știuleților de pe tulpină se face între valțurile de detașare. După ce știuleții au fost separați de tulpina, fluxul de lucru al mașinii se ramifică in doua direcții. Știuleții acoperiți de pănuși sunt deversați într-un jgheab, iar tulpinile de porumb sunt preluate de un transportor cu melc care le introduce într-un aparat de tocare. Știuleții de porumb sunt transferați pe un transportor cu racleți și deversați într-o remorcă tractată în spatele combinei de recoltat porumb C3PD. Pănușile desprinse de pe știuleții de porumb, ajung pe o platformă plasată la partea inferioară a aparatului de depănușare și de aici, prin transport gravitațional, ajung pe același transportor cu melc care a preluat și tulpinile de porumb, care le introduce într-un aparat de tocare. Tulpinile trecute prin valțurile de tragere, sunt tăiate si fragmentate de rotorul tăietorului de la care sunt introduse în melcul de tulpini.

Tocătura rezultată este transportată de curentul de aer produs de aparatul de tocare într-o alta remorcă, tractată în lateral față de combina de recoltat porumb, prin intermediul unui proțap auxiliar, parte componenta a combinei. Tot agregatul, alcătuit din combina C3PD si cele doua remorci, este tractat de un singur tractor cu putere corespunzătoare.

2.2.8 Echipament de recoltat porumb 6 CP

Culegătorul 6 CP (figura 22.) este un echipament destinat recoltării integrale a porumbului pe 6 rânduri. Distanța între rândurile ce se recoltează cu ajutorul acestui dispozitiv este de 70 cm.

Figura 22.

La o singură trecere , culegătorul efectuează detașarea știuleților, treierarea si colectarea boabelor in buncărul combinei. Echipamentul poate fi echipat pe combinele Gloria 6CP sau cele din seriile SEMA sau Dropia .

Principalele caracteristici tehnice ale acestui echipament sunt după cum urmează :

2.2.9 Echipament de recoltat porumb TR 1688-8

Figura 23.

2.2.10 Echipament de recoltat porumb Oros

Figura 24.

Date tehnice generale a celor mai uzuale:

Constructiv , tocătorile pot fi:
-varianta SA,așezate în spate sub heder, taie tulpina liberă pe rând; în funcție de sensul de rotire a cuțitului,  tocătura se împrăștie sau se adună;
-varianta HSA,execută tăierea tulpinei porumbului după ce aceasta este fixată între valțurile secției; are avantajul realizării unei tocături mai uniforme.

2.2.11 Echipament de recoltat porumb Dominoni

Figura 25.

Caracteristici generale:
 Numar de randuri disponibile: de la 4 la 12 randuri
Distanta intre randuri:  70 -75 – 80 cm
Cadru fix sau rabatabil hidraulic
Dispozitiv de depanusare reglabil hidraulic sau electric direct din cabina combinei
Lanturile de transmisie cu ungere automata in baie de ulei (optional la 4 randuri)
Sistem de prindere pe orice tip de combina
2 tamburi cu diametrul majorat
Tocator de tulpini cu cate 2 lame taietoare – montat sub cei 2 tamburi, independent de functionarea hederului 

Date tehnice generale: 

Capitolul III
Teoria echipamentului

3.1.Construcția organelor de lucru ale mașinilor de recoltat porumb

3.1.1. Aparate de tăiere

La mașinile de recoltat porumb se folosesc aparate de tăiere cu mișcare rectilinie alternativă a cuțitului și aparate de tăiere rotative.

i) Aparate de tăiere cu mișcare rectilinie alternativă a cuțitului. Aceste aparate constructiv pot fi realizate diferit, cuțitul având lame alăturate, dispuse la distanța t (t = 76,2 mm și t = 90 mm) pe toată lungimea platformei de tăiere sau având numai câte o lamă dispusă în dreptul rândurilor de plante. În ultimul caz, numărul lamelor de tăiere de pe cuțit este egal cu numărul secțiilor de recoltare ale mașinii.

Cuțitul aparatului de tăiere (fig. 1, a) este format din șina 1 pe care sunt montate lamele de tăiere 2. Tăierea plantelor se face în dreptul plăcilor contratăietoare 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.

ii) Aparate de tăiere rotative. Aparatul de tăiere rotativ (fig. 1, b) este format dintr-o pereche de cuțite stelate 1, care se rotesc în sens invers unul față de celălalt și dintr-o placă contratăietoare 2, comună ambelor cuțite. Cuțitele stelate sunt zimțate în zona activă, iar placa contratăietoare este netedă.

Traiectoria descrisă de un punct oarecare de pe tăișul unui cuțit al aparatului de tăiere rotativ este o cicloidă alungită. Distanța s parcursă de mașină la o rotație a cuțitului este:

în care:

v este viteza de înaintare a mașinii;

n – turația cuțitului în rot/min;

Fig.1. Aparate de tăiere folosite la mașini de recoltat porumb.

Pentru ca fiecare tăiș al cuțitului să taie numai o placă este necesar ca:

în care:

z este numărul de tăișuri de pe cuțit;

dc – distanța minimă între două plante pe rând;

Din relațiile anterioare rezultă turația minimă necesară:

Pentru ca tăierea să se facă în bune condiții este necesar ca în apropierea plăcii contratăietoare viteza absolută a unui punct de pe cuțit față de sol, pe direcția de înaintare să fie mai mică sau egală cu zero. Adică:

în care:

r este raza medie a cuțitului;

 – viteza unghiulară a cuțitului.

Dacă vm – r = 0, rezultă:

Din condiția la limită pentru vm max, rezultă turația necesară a cuțitului:

Dacă în timpul lucrului mașina se deplasează cu viteza vm < vmmax și cuțitele au turații n rezultate din relație este îndeplinită condiția r > vm.

3.1.2. Organe pentru dirijarea și transportul tulpinilor

Generalități.

Organele pentru dirijarea și transportul tulpinilor folosite în construcția mașinilor de recoltat porumb, pot fi cu lanțuri cu degete sau cu melci elicoidali.

Lanțurile cu degete pot fi pentru dirijarea tulpinilor spre aparatele de tăiere sau spre organele de detașare și pentru transportul tulpinilor tăiate și introducerea acestora între valțurile de detașare.
Melcii se utilizează pentru dirijarea plantelor spre valțurile de detașare. Totodată, lanțurile și melcii de dirijare efectuează și transportul știuleților detașați de valțuri spre organele de transport a știueților.

i) Lanțuri pentru dirijarea tulpinilor – sunt montate în partea anterioară a mașinii, fiind prevăzute cu degete (fig. 2, a). Ele dirijează tulpinile spre aparatele de tăiere sau valțurile de detașare. Pentru ca tulpinile să fie dirijate în poziție verticală este necesar ca viteza absolută, pe orizontală, a degetelor lanțului să fie nulă față de plantă, care este fixă.

Din figura 2, a rezultă că:

vm – vt cos = 0

sau:

în care:

vm este viteza de înaintare a mașinii;

 – unghiul de înclinare a lanțului față de orizontală;

vl – viteza liniară a lanțului.

Fig. 2. Schema lanțurilor (a) și melcilor (b) de dirijare a tulpinilor.

Lanțurile de dirijare sunt realizate din zale turnate, ori din eclise cu role, prevăzute cu degete de antrenare și se dispun pe ambele părți ale rândului de plante, pe unul sau mai multe nivele. Când există mai multe nivele, aranjarea lanțurilor se face astfel încât un deget de pe nivelul superior să fie pe aceeași verticală cu un deget de pe nivelul inferior, pasul între degete fiind constant. Degetele de pe lanțurile de alimentare opuse se dispun decalat.

Lungimea degetelor lanțurilor de dirijare este de 50–70 mm, pasul între degete fiind de 150–250 mm. Viteza liniară a lanțurilor de dirijare este de 1,3–3,5 m/s.

ii) Transportoare elicoidale.

Melcii elicoidali pentru dirijarea tulpinilor (fig. 2, b), câte doi (sau câte unul) pentru fiecare rând de plante, realizează aceeași operație ca și lanțurile. Pentru ca plantele să rămână în poziție verticală este necesar ca:

de unde:

în care:

vs este viteza de avans a elicei pe direcția axială;

p – pasul elicei melcului;

n – turația melcului.

iii) Lanțuri pentru transportul tulpinilor.

Aceste lanțuri sunt cu eclise și role și lucrează în paralel câte două, menținând tulpina între ramurile lor active. Plantele dirijate (fig. 3) de lanțurile de dirijare 1 sunt preluate de lanțurile de transport 2, care le mențin în momentul tăierii cu aparatele de tăiere 3 și apoi le transportă introducându-le între valțurile de detașare 4.

Introducerea tulpinilor între valțuri se face sub un unghi , față de axa lor, în care scop este prevăzut scutul 5.

Fig. 3. Lanțuri pentru transportul tulpinilor.

Pentru ca plantele în momentul când sunt prinse de lanțuri să nu fie aplecate în fața mașinii este necesar ca viteza liniară a acestora să fie:

Pe de altă parte, aceste lanțuri fiind antrenate de valțuri, viteza liniară a acestora vl trebuie să fie egală cu viteza periferică a valțurilor (vl = 2,5–3,5 m/s).

Lungimea Ll a lanțurilor pentru transportul tulpinilor se stabilește astfel încât extremitatea superioară a tulpinilor aplecate de scut, în momentul când sunt introduse între valțuri, să nu aplece în față tulpinile supuse acțiunii aparatului de tăiere, adică:

de unde:

în care:

lpmax este lungimea maximă a plantei tăiate: lpmax = 2,5–2,8 m;

 – unghiul de înclinare a valțurilor față de verticală;  = 25–35°;

 – unghiul de înclinare a plantei față de valțuri.

Viteza liniară a lanțurilor de transport este vt = 2,5–3,5 m/s. Puterea necesară pentru acționarea lanțurilor unei secții reprezintă 1–2 kW.

3.1.3. Aparate de detașare

Construcția aparatelor de detașare

Aparatele de detașare au rolul de a efectua detașarea (desprinderea) știuleților de pe tulpinile de porumb.

Constructiv aparatul de detașare este format din două valțuri ce se rotesc în sensuri opuse, prin spațiul dintre ele fiind forțate să treacă tulpinile de porumb. Prin trecerea prin spațiul dintre valțuri tulpinile de porumb sunt laminate. Știuleții având diametrul mai mare decât diametrul tulpinii sunt detașați prin ruperea peduculului, care în timpul tragerii tulpinii printre valțuri, este solicitat la întindere.

În figura 4.9 se arată diferite tipuri de valțuri de detașare folosite la mașini și echipamente de recoltat porumb.

Diametrul exterior al valțurilor de detașare D = 75–100 mm, iar înălțimea proeminențelor este de 6–10 mm. Viteza periferică a valțurilor este de 2,5–3,5 m/s (n = 600–1200 rot/min). Puterea necesară pentru acționarea unei perechi de valțuri de detașare reprezintă în medie 1–1,25 kW pentru un debit de plante de 1 kg/s.

Valțurile de detașare pot fi dispuse sub un unghi față de orizontală (cazul culegătoarelor de știuleți, a unor combine și a echipamentelor de recoltat știuleți) sau sub un unghi față de verticală (fig. 4.8), sistem folosit la unele combine de recoltat porumb.

Procesul de lucru executat de aparate de detașare

În cazul valțurilor dispuse sub un unghi  față de orizontală (fig. 4.10), valțurile se alimentează direct din lan, tulpinile intrând între valțuri în partea lor anterioară la distanța h = 10–20 cm față de sol.

Figura 4. Valțuri de detașare

Valțurile rotindu-se în sensuri opuse supun planta unui proces de laminare și transmit acesteia, în punctul de contact, o viteză vp egală cu:

în care:

 este coeficientul de alunecare a valțurilor față de tulpină;  = 0,05–0,20.

Figura 5.

Direcția și sensul vitezei vp, corespund cu cele ale vitezei vv a valțurilor.

Dacă valțurile de detașare sunt prevăzute și cu spire, atunci, când planta vine în contact cu spira, acesteia concomitent cu viteza vp i se imprimă și o viteză egală cu proiecția vitezei axiale a spirei, planta alunecând în lungul axei ei față de spiră.

Dacă valțurile sunt înclinate sub unghiul  față de orizontală și nu sunt prevăzute cu spire, pentru ca planta în timpul trecerii printre valțuri să rămână verticală este necesar ca (fig. 5, a):

vl cos  = vv (l – ) sin 

În acest caz, dacă vv (l – ) sin = vm, planta este trasă de valțuri pe direcția OY cu viteza vv (l – ) cos .

Dacă vm < vv(l – ) sin , planta este trasă pe direcția OY cu viteza vv (l – ) cos , iar pe direcția OX este deplasată în spre spate cu viteza vv (l – ) sin – vm.

Dacă vm > vv(l – ) sin , planta este trasă pe direcția OY cu viteza vv(l – ) cos , iar pe direcția OX este deplasată în spre față cu viteza vm – vv(1 – ) sin .

În timpul procesului de detașare, planta va rămâne tot timpul în poziție verticală numai dacă este îndeplinită condiția vl cos  = vv(1 – ) sin  și dacă vl cos  = vm ,adică dacă:

Dacă  variază, condiția (1) nu este satisfăcută. Astfel, dacă  = 1 (alunecare totală a valțurilor față de plante), punctul M ar rămâne pe loc, iar punctul M1 de pe lanț s-ar deplasa. Ca urmare, plantele vor fi aplecate în spate, existând pericolul înfundării mașinii. Acest fenomen este evitat fie prin prevederea valțurilor cu spire cu noduri care asigură deplasarea plantei pe direcția ox (indiferent de viteza imprimată de valț plantei), fie prin folosirea unor valțuri mai agresive, în care caz 0.

Pentru ca planta să rămână tot timpul verticală trebuie ca:

Din relația anterioară rezultă pasul necesar:

Punând condiția ca plantele tăiate de lungime maximă (lt = lmax – h) să fie trase printre valțuri, în timpul timp în care punctul M se deplasează pe toată lungimea valțului, relația devine:

de unde ținând seama de relația rezultă lungime Lv a valțului:

sau:

Pentru ca valțurile de detașare să lucreze normal, fără a se înfunda, este necesar ca ele să aibă o capacitate de tragere corespunzătoare debitului de plante ce intră în mașină.

Plante introduse între valțuri sunt laminate și trase în partea opusă sub acțiunea valțurilor. Forța de tragere a valțurilor apare ca efect al strivirii tulpinilor și se datorește apariției forțelor de frecare dintre valțuri și plantă.

Plantele sunt strivite între valțuri de la o dimensiune inițială d (fig. 6, a) la una finală d’ (distanța dintre valțuri). Contactul între tulpină și valțuri se face pe lungimea unui arc de cerc AB corespunzător unui unghi 0 (unghi de antrenare). Pe această porțiune apar o serie de forțe de interacțiune între valțuri și tulpină, care se pot reduce la o forță normală N, aplicată în punctul C, care se opune tragerii plantei și într-o forță tangențială de frecare T, datorită rotirii valțurilor, care produce tragerea tulpinii:

T = N ·f = Ntg

în care:

f = tg este coeficientul de frecare între tulpină și valțuri, fiind unghiul de frecare.

Figura 6. Schema forțelor ce apar în timpul tragerii tulpinii printre valțuri

Forța de tragere F necesară, dirijată în lungul tulpinii, rezultă din proiecția forțelor N și T pe această direcție:

F = 2T cos– 2N sin

În care:

 este unghiul de tragere;  0,3 0.

Înlocuind în expresia de mai sus T = N tgrezultă:

F = 2N cos(tg– tg)

Pentru a exista o forță de tragere este necesar ca:

tg– tg> 0 sau tg< tg, deci < 

Gradul de strivire al plantelor în procesul tragerii printre valțuri este:

Unghiul de antrenare 0 rezultă din egalitatea:

D cos+ d = D + d’

de unde, folosind și expresia de mai sus se obține:

în care:

D este diametrul valțurilor.

Forța de tragere este cu atât mai mare cu cât forța de strivire N cos a tulpinii este mai mare, cu cât unghiul de frecare  este mai mare și cu cât unghiul de tragere  este mai mic. Forța de tragere a tulpinii poate fi mărită prin micșorarea distanței între valțuri sau prin folosirea unor valțuri prevăzute cu proeminențe la periferia lor.

Detașarea știuleților se realizează în momentul când aceștia vin în contact cu suprafața valțurilor (fig. 6, b) sau cu suprafața plăcilor de detașare 1 (fig. 6, c), montate deasupra valțurilor. În acest moment, în punctele de contact D apar forțele N’ ce se opun forței de tragere F.

Sub acțiunea forței F, pedunculul este supus la întindere și prin ruperea acestuia se produce detașarea.

Pentru ca în momentul detașării știuletelui să nu se producă antrenarea știuletelui între valțuri (fig. 4.11, b) este necesar ca:

N’ sins > T’coss

În care:

T’ = N’, tgs, s fiind unghiul de frecare între știulete și suprafața valțului.

Condiția este îndeplinită dacă tgs > tgs, respectiv dacă s > s.

3.1.4. Aparate de depănușare

Construcția aparatelor de depănușare

Aceste aparate sunt formate din mai multe perechi de valțuri (2–8), pe suprafața cărora sunt prevăzute diferite proeminențe. Aceste aparate se folosesc în construcția mașinilor și echipamentelor de recoltat porumb, precum și în construcția depănușătoarelor.

În figura 7. se arată schema unui aparat de depănușare, format din valțurile 1 (metalice) și valțurile 2 (cu suprafața de lucru de cauciuc), dispuse înclinat. Deasupra valțurilor sunt prevăzute rotoarele 3, cu palete elastice, al căror rol este de a deplasa știuleții și de a-i presa de suprafața valțurilor. La unele aparate de depănușare presarea știuleților pe suprafața valțurilor și deplasarea acestora se face cu transportoare prevăzute cu palete elastice (din cauciuc cu inserții de pânză). În figura 4.13 se arată construcția valțurilor de depănușare.

Figura 7. Schema aparatului de depănușare

Valțurile se dispun față de orizontală sub un unghi de 10–35°. Valțurile perechi se dispun la înălțimi diferite, distanța între axele acestora fiind h = 13–30 mm. În timpul lucrului, valțurile perechi se rotesc în sensuri inverse.

Figura 8. Valțuri de depănușare

Valțurile de depănușare se construiesc cu D = 60–80 mm, diametrele valțurilor perechi putând fi diferite, și cu lungimi Lv = 0,8–1,8 m. Viteza periferică a valțurilor de depănușare este de 0,8–1,3 m/s, capacitatea de lucru a unei perechi de valțuri fiind de 0,5–2 kg/s.

Procesul de lucru executat de aparate de depănușare

În procesul de lucru, știuleții se deplasează în lungul perechilor de valțuri, fie datorită înclinării valțurilor, fie datorită acțiunii dispozitivelor de transport. Prin dispunerea la înălțimi diferite a valțurilor perechi, concomitent cu deplasarea știuletelui de-a lungul valțurilor, acesta capătă și o mișcare de rotație în jurul axei sale.

În punctele de contact ale știuletelui cu valțurile (figura 9) apar reacțiunile N1 și N2 egale și de sens contrar cu componentele forței G (greutatea știuletelui) pe direcțiile O1Os și

Figura 9. Schema forțelor ce acționează asupra știuletelui

Din figură rezultă:

și

Pentru ca știuletele să se rotească în jurul axei sale este necesar ca:

în care:

1, 2 sunt coeficienții de frecare între știulete și valțul 1, respectiv valțul 2;

f – coeficientul de rezistență la rostogolire;

rs – raza medie a știuletelui.

În timpul deplasării știuletelui pe valțuri, concomitent făcându-se și rotirea acestuia, pănușele sunt antrenate de proeminențele valțurilor și trase printre valțuri, efectuându-se astfel depănușarea.

Gradul de depănușare al știuleților va fi cu atât mai mare cu cât știuleții în deplasarea lor pe valțuri se vor roti de un număr de ori mai mare, astfel încât toate pănușele să poată fi trase printre valțuri.

Numărul de rotiri complete ns ale știuletelui în timpul ts în care se deplasează de-a lungul valțurilor va fi:

în care:

nv este turația valțurilor de depănușare; nv = 200–350 rot/min;

D – diametrul valțurilor de depănușare;

ds – diametrul știuletelui;

s – coeficientul de alunecare dintre valț și știulete.

Deplasarea (avansul) știuleților pe valțuri se face fie datorită înclinării valțurilor cu unghiul  > s, fie datorită acțiunii dispozitivelor de transport. În primul caz, dacă este îndeplinită condiția  > s se poate considera că știuletele are o mișcare aproximativ uniform accelerată, accelerația fiind:

a = g(sin – s cos)

Respectiv, în acest caz:

în care:

Lv este lungimea valțurilor de depănușare (spațiul pe care se deplasează știuleții);

s – coeficientul de frecare între știulete și suprafața valțurilor.

În realitate, datorită faptului că în timpul cât se realizează smulgerea pănușelor știuletele are opriri, timpul real va fi mai mare, respectiv viteza reală de deplasare va fi mai mică.

Timpul ts în cazul acestor valțuri de depănușare, respectiv gradul de depănușare se reglează prin modificarea unghiului de înclinație .

Viteza medie de deplasare a știuleților pe valțuri:

vsm = vt(1 – s)

în care:

Gs este masa unui știulete, în kg;

l – lungimea medie a unui știulete: l = (0,2 – 1)l;

vsm – viteza medie de deplasare a știuleților: vsm = 0,3–0,5 m/s.

3.1.5. Aparate de treier

Construcția aparatelor de treier.

În construcția batozelor de treierat știuleți se folosesc aparate de treier cu bătătoare cu cuie, cu bătătoare cu palete și cu bătătoare cu melc. Există și batoze de porumb prevăzute cu aparate de treier cu bătătoare cu șine, de construcție asemănătoare cu cea folosită pentru treieratul cerealelor păioase.

Bătătoarele cu cuie folosite în construcția batozelor de porumb pot fi cilindrice (figura 10, a) sau tronconice (figura 10, b). Secțiunea cuielor folosite la bătătoarele cilindrice poate fi pătrată sau circulară. Cuiele sunt dispuse pe mai multe rânduri (4–6) pe o elice.

Bătătoarele cu palete (figura 10, c) sunt formate dintr-un cilindru metalic, pe a cărei suprafață exterioară sunt fixate frecvent patru rânduri de palete, dispuse în zigzag.

Bătătoarele cu melc (figura 10, d) sunt realizate sub forma unui melc cu palete, montat pe un arbore.

Figura 10. Aparate de treier

Contrabătătorul aparatelor de treierat sunt realizate sub forma unor site cu orificii circulare cu diametrul de 14–16 mm ori sub forma unor vergele, dispuse paralel cu arborele bătătorului (în special în cazul bătătoarelor cu melc), distanța dintre vergele fiind de 9,5–12 mm. Unghiul total de înfășurare al contrabătătoarelor este de 360°, iar unghiul de înfășurare corespunzător dispunerii suprafeței vii a sitei sau a vergelelor este de 160–200°. Distanța între bătător și contrabătător, la majoritatea aparatelor de treierat este fixă, fiind în general de 50–90 mm.

Procesul de lucru executat de aparate de treier.

Procesul de treierare a știuleților constă din introducerea forțată a acestora în spațiul dintre bătător și contrabătător, unde sub acțiunea loviturilor exercitate de elementele active ale bătătorului (cuie, palete, elici) și datorită presării știuleților în acest spațiu și frecării ce apare între știuleți și părțile metalice ale aparatului se produce desprinderea semințelor de pe știuleți. Semințele desprinse se separă prin grătarul contrabătătorului, fiind transmise organelor de curățire.

Viteza periferică a bătătoarelor este de 4–6 m/s la bătătoarele cu cuie și cu melc, 4–9 m/s la bătătoarele cu palete și de 10–12 m/s la bătătoarele cu șine.

3.1.6. Aparate de tocare

Aceste aparate se folosesc în construcția combinelor de recoltat porumb și a unor echipamente de tocat tulpini, putând fi de construcții diferite. În figura 4.17. sunt arătate două tipuri de aparate de tocare folosite la combine de recoltat porumb.

Aparatul de tocare cu tambur (fig. 11, a) este prevăzut cu patru cuțite montate pe discurile 1. Fragmentarea tulpinilor de porumb se realizează în dreptul plăcii contratăietoare 2.

Aparatul de tocare cu rotor (fig. 11, b) realizează tocarea tulpinilor cât și aruncarea tocăturii rezultate într-o tubulatură de transport (fig. 4.3). Fragmentarea tulpinilor de porumb se face sub acțiunea cuțitelor 1 în dreptul plăcilor contratăitoare 2. Ca organe de alimentare în acest caz servesc înseși valțurile de detașare 3, în dreptul fiecărei perechi de valțuri de detașare fiind prevăzut un aparat de tocare.

Figura 11. Aparate de tocare

3.2.Calculul parametrilor funcționali ai mașinii de recoltat porumb C-3P

3.2.1.Calculul turației aparatului de tăiere.

Aparatul de tăiere al echipamentului de recoltat porurnb C-3P este un aparat rotativ, și se reprezintă in figura 12.

Figura 12.

Pentru aparatele de tăiere rotative ale mașinilor de recoltat porumb, se recomandă ca viteza periferică a cuțitelor să fie cuprinsă in intervalul 18-24 m/s. Pentru o viteză periferică de 20 m/s vom avea :

= R ∙ ω = ∙ => n =

unde : n – turația axului pe care se află cuțitele;

viteza periferică a cuțitelorș

φ – diametrul de dispunere a cuțitelor

Înlocuind se obține : n =

3.2.2.Calculul turației aparatului de detașare.

Aparatul de detașare are rolul de a desprinde știuletii de pe tulpinile de porumb. Detașarea de pe tulpini trebuie să se facă cu cât mai putine vătămări.Valturile de detașare ale combinei C-3P sunt cu nervuri (Figura 13.). Acestea execută o laminare bună a tulpinii de porumb uscate si verzi cu un diametru de până la 40 mm, deformând știuletii cu o deformare relativă Δ=0,4-0,9. Numărul minim de nervuri trebuie să fie de minim 3, pentru a asigura păstrarea valorii lui Δ în timpul laminării.

Figura 13.

Pentru combina C-3P conditia de realizare a procesului de detașare în bune conditii este ca viteza de înaintare a agregatului să fie corelată cu viteza deplasării axiale a tulpinii de către spirele valțurilor:

, în care :

t – pasul spirelor valțurilor (t C-3p = 67 mm) ;

νm – viteza de inaintare a mașinii (7,2 km/h) ;

λ – unghiul de înclinare a valțurilor față de orizontală ( uzual 15°-20°) ;

nv – turația valțurilor de detașare (rot/min) ;

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

3.2.2.Calculul turației aparatului de tocare.

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

Tocătorul combinei C-3P are 4 cutite, dispuse pe un diametru de 448mm. Actionarea tocătorului se face prin intermediul a 3 curele trapezoidale. Pentru tocarea în bune condiții a plantelor de porumb, se recomandă ca viteza periferică a cititelor să fie cuprinsă 1n 1ntervatul 30- 40 m/s. Turatia necesară la arborele tocătorului va fi:

unde:

v – viteza periferică a cuțitelor (aleasă conventional 38 m/s );

dc – diametrul de dispunere a cuțitelor;

3.2.2.Calculul turației aparatului de tocare.

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

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

Pentru ca transportorul să corespundă necesitătilor combinei, el trebuie să poată transporta întreaga cantitate de știuleți recoltată de cele 3 secții ale combinei.. Considerând că pe fiecare tulpină se află 2 știuleți a caror greutate totală este de aproximativ 350g și că plantele de porumb se află la o distanță de 70 cm, la o viteză de deplasare a combinei de 2 m/s vom avea o productivitate a celor 3 secții de recoltare este:

nr = numărul de plante care intră intr-o secție în intervalul de o secundă (n=3);

ms = masa a doi știuleți;

ns = numărul de secții.

Productivitatea transportorului de știuleți se determină cu relația :

, în care :

Qt — productivitatea transportorului;

z — numărul de știuleți care se găsesc între două raclete;

q — greutatea unui știulete (kgf);

v — viteza transportorului (m/s);

1— 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 viteze v=0,4-1,3 m/s. Considerând distanța dintre raclete 1=300mm productivitatea transportorului va fi:

Turația arborelui de antrenare al transportorului se determină cu relația:

, în care:

v — viteza liniară a transportorului;

Da — diametrul roții de antrenare (Da=65 mm).

3.2.3. Calculul turației ventilatorului.

Din punct de vedere constructiv, ventilatoarele centrifuge se execută cu aspirația pe o singură parte (mono-aspirante, Figura 14, a) și cu aspirația pe două părți (dublu-aspirante, Figura 14, b).

Figura 14.

După STAS 2376-51 ventilatoarele centrifuge pentru presiune joasă și medie mono-aspirante (M) și dublu-aspirante (D) sunt grupate în 11 clase, ce sunt descrise in tabelul:

Ventilatoarele folosite la organele de curățire ale combinelor agricole au carcasa circulară, diametru exterior al rotorului D2 fiind cuprins în intervalul 400-600 mm.

Figura 15.

Celelalte dimensiuni se determină cu urrnătoarele relații:

Diametrul carcasei Dc = (1,05 —1,12)D2;

Diametrul interior al rotorului D1 = (0,35 — 0,45)D2;

Diametrul gurii de aspirație Do = (0,6 — 0,8)D2,

Pentru echipamentul de recoltat porumb C-3P se alege un ventilator cu dublă-aspirație, al cărui rotor are diametrul exterior D2=510 mm (clasa IV).Aplicând relațiile de mai sus se obțin și celelalte dimensiuni ale ventilatorului:

Dc = 1,1∙510 =561mm;

D1 = 0,4∙510 = 204mm;

Do = 0,7∙510 = 357mm.

Ventilatorul combinei C-3P este destinat eliminării corpurilor ușoare din masa de știuleți.În funcție de calitatea materialului ce trebuie curățit, se stabilește o viteză de lucru a curentului de aer ce trebuie debitat de ventilator. Această viteză trebuie să depășească viteza de plutire Vp a particulelor ce se doresc a fi îndepărtate. Viteza de plutire a particulelor ce trebuie îndepărtate din masa de știuleți este cuprinsă în intervalul 4,5-5,6 m-s.

Viteza medie de lucru 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 concentrației gravimetrice:

n care :

μ = = 0,2-0,3 – concentrația gravimetrică;

Gm — greutatea materialului care se transportă cu ajutorul curentului de aer;

Ga — debitul de aer;

γa — greutatea specifIcă a aerului.

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

Presiunea statică se determină cu relația:

unde K=0,35 (marime ce simbolizează rezistența rețelei);

Presiunea totală va fi H = Hd + Hs = 9,76 + 69,91= 79,67 mmH2O. Presiunea teoretică se obține raportând presiunea totală la randament. Considerând un randament η=0,5 vom avea :

=

Cu ajutorul presiunii teoretice se poate calculca turația necesară pentru o bună funcționare a ventilatorului:

, unde cH=0,0094 coeficient ce ia in considerare raportul dintre D2 si D1

3.2.4. Calculul turației melcului pentru știuleți.

Melcul pentru știuleți este un trasportor elicoidal (reprezentat sugestiv in Figura 16.). Transportorul este folosit ca parte componentă a mașinii agricole. Materialul este transportat de-a lungul carcasei fiind împiedicat să intre in mișcare de rotație datorită greutații proprii.

Figura 16.

Avantajele transportoarelor elicoidale sunt:

Simplitatea construcției;

Siguranța în exploatare;

Posibilitatea folosirii unor game variate de turații.
Ca dezavantaje ale acestui tip de transportor se pot enumera:

Vătămarea materialului transportat;

Consum specific de energie ridicat;

Necesitatea alimentării uniforme cu material.

Diametrul și pasul spirei elieoidale pentru transportoarele elicoidale sealeg funcție de materialui transportat. Transportorul de știuleți al echipamentului C-3P are diametrul exterior D=400 mm, dimensiune recomandată pentru transportoare elieoldale în STAS 7627-82. Pasul spirei este p=400 mm, dimensiune recomandata in STAS 7072-86. Diametrul interior al transportorului este d= 200 mm, valoare recomandată în STAS 7072-86.

Melcul de știuleți al echipamentului C-3P trebuie să poată transporta intreaga cantitate de știuleți colectată de cele 3 secții, adică să poată prelua o productivitate Q=3,15 kg/s.

Turația necesară melcului se va determina din relația:

unde:

D — diametrul exterior al spirei;

d — diametrul interior al arborelui;

n — turația arborelui melcului (rot/min);

p — pasul spirei (m);

c — coeficient de micșorare a productivității în funcție de unghiul de înclinare al melcului;

γ — greutatea volumică a materialului transportat;

φ — coeficient de umplere.

Turația minimă necesară melcului va fi:

= 55,73 rot/min

3.2.5. Calculul vitezei lanțurilor de alimentare.

Lanțurile de alimentare sunt destinate prinderii și aducerii tulpinilor de porumb la organele principale de lucru ale echipamentului. Lanțurile de alimentare 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 acesteia. Lanțurile de alimentare mai au și rolul de a diminua pierderile de știuleți detașați, care sunt aruncați inapoi de valțurile de detașare.

Figura 17.

Pasul ghearelor în lanț este cuprins între 150 și 260 mm. Pasul crește odată cu înclinarea planului conturului lanului. Ghearele elementelor au lungimea l =50-75 mm. Acestea trebui fie puțin inclinate 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 alimentare trebuie sa îndeplinească condiția:

în care :

viteza de înaintare a agregatului;

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

Cum unghiul α este cuprins între 15°-30° se determina vitezele minima , respective maxima , astfel:

3.3. Calculul energetic.

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

știind că:

puterea necesară aparatului de tăiere;

puterea necesară lanțurilor de alimentare;

puterea necesară aparatului de detașare;

puterea necesară melcului transportor;

puterea necesară elevatorului cu raclete;

puterea necesară tobei de tocare;

puterea necesară ventilatorului.

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

Pt =1,5-1,75 KW — pentru fiecare secție;

Pi= 1-1,2 KW — pentru fiecare secție;

Pd=0,75-1KW pentru fiecare secție;

Pm=0,5 — 1 KW;

Pel=1,8-2,1 KW;

PTT=2-2,3 KW;

Pv=0,3-0,4 KW.

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

Echipamentul C-3P poate fi acționat de la priza de putere a unui tractor U-650, puterea nominală a acestui tractor fiind de 65 CP.

Puterea necesară echipamentului C-3P reprezintă 35,1% din puterea ce poate fi dezvoltată de tractor.