Souosá ložiska a tuhé skříně…

… jsou zárukou dlouhé životnosti rotačních bran. Síla použitého materiálu skříně hraje naproti tomu podřadnou roli. Následující příspěvek je shrnutím nejdůležitějších konstrukčních znaků, na které je třeba klást důraz při rozhodování ke koupi.

Rozvoj rotačních na začátku 70. let inicializoval opravdovou revoluci v oblasti zpracování půdy. Velké množství kultivátorů, kypřičů, válců a jejich kombinací z toho důvodu odešlo do výslužby.

Výhody rotačních bran se nedají přehlédnout :

1. Příprava seťového lůžka během jedné operace : Brány je možné kombinovat se secím strojem, takže se většinou celá příprava provede během jednoho přejezdu. To šetří čas i peníze a snižuje nebezpečí působení zvláště rizikového faktoru – počasí.
2. Přenos výkonu traktoru vývodovým hřídelem : Zlepšuje účinnost drobení hrud ve srovnání s taženým nářadím, protože vyřazuje ze hry prokluz hnacích kol traktoru. Jeho snížení přispívá kromě toho k ochraně půdy, obzvláště za vlhka.
3. Jemné nastavení intenzity práce : Pohon vývodovým hřídelem umožňuje změnit otáčky rotorů. Dále může obsluha přizpůsobovat pojezdovou rychlost traktoru. Z toho vyplývá výjimečná adaptabilita k různým půdním podmínkám i v rámci jednoho pozemku.
4. Vynikající rovnání pozemku : tento argument výrazně pomohl rotačním branám k jejich úspěchu. Ostatní argumenty platí i pro frézy a ozubené rotory s horizontální osou ; avšak rovnací efekt v hrubé zemině, kterou před sebou brány posunují, vynikne ve srovnání s ostatními stroji nejvíce.

A nevýhody rotačních bran ?

1. Z důvodu vysokých otáček zubů jsou náklady na opotřebené díly vyšší, než u pasivního nářadí.
2. Uspokojivou přípravu seťového lůžka není vždy možné provést jedním přejezdem. Zde získává kladné body ozubený rotor – zvláště na těžkých půdách.
3. Pro podmítku je zapotřebí agregace doplňkových prvků nebo zcela jiného nářadí – na rozdíl od ozubeného rotoru. Existence nejrůznějších kombinací kypřičů s rotačními branami, příp. kypřičů v předním a rotačních bran v zadním závěsu patří nejvýše mezi výpomoc v nouzi. Skutečného cíle dobré a účinné podmítky takto nedosáhnete, protože s aktivním nářadím nemůžete udržet požadovanou rychlost jízdy.

Výhody rotačních bran byly v praxi tak významné, že se při přípravě půdy již dlouho prosazují. Jejich úspěch byl již od startu tak ohromný, že výrobci z radosti nad úspěchy z provozu maximálně zanedbali technický vývoj a více nebo méně úspěšně okopírovali původní prototyp firmy LELY. V době asi tak před deseti lety se proto různé modely rotačních bran odlišovaly především cenově, nikoliv však v kvalitě své konstrukce. Původní varianta, která je rozšířena ještě dnes, skýtá mnoho možností ke zdokonalení. Někteří výrobci je také prosazují – alespoň u vybraných modelů.

Jaká řešení odlišují kvalitní a stabilně konstruované rotační brány od „standardu“? Nejprve se podívejme na charakteristické znaky současné konstrukce otevřené vany. Proti silám pěchovacího válce, připojeného vzadu, neseného secího stroje a zátěži bran je postaven otevřený profil s nízkou odolností proti ohybu a zkroucení. Síla plechu vany přitom nehraje téměř žádnou roli – narozdíl od všeobecně rozšířeného názoru.
Měkkou vanu uzavírá shora plechové víko, které je přišroubované ke stěnám. Tento kryt neznamená téměř žádné zvýšení tuhosti. Protože jsou zde spojeny dva měkké díly, dochází mezi nimi k relativním pohybům. To se může projevovat např. netěsnostmi na spáře mezi vanou a víkem.
Hřídele rotorů jsou uloženy pomocí kuličkových ložisek naspodu vany i svrchu ve víku. Protože jsou tyto dva komponenty obráběny zvlášť a jejich šroubové spojení nemůže zabezpečit zcela precizní polohování, nemusí být v případě exaktního středění každého páru ložisek zaručena vždy stoprocetní jistota.
Přesné uložení ložisek hřídelů rotorů je jedním z nejpalčivějších úkolů dnešních konstruktérů. Firma KUHN a později také ostatní výrobci podepřeli rychle rotující hřídele kuželíkovými ložisky v masivních ocelových pouzdrech. Získali tak důležité plus : tyto ocelové bloky lze opracovat tak precizně, že je zaručeno přesné středění ložisek. Ložiska rotorů se již nenacházejí v různých dílech konstrukce, které se mohou navzájem pohybovat. Kromě toho má toto řešení i další výhodu : kuželíková ložiska snesou vyšší axiální zatížení ( tj. u rotačních bran ve vertikálním směru ). Obvyklá radiální kuličková ložiska byla původně zamýšlena ke snímání radiálního (tj. horizontálního) zatížení. Pro dlouhou životnost rotačních bran je tedy rozhodující precizní středění ložisek.
S využitím radiálních kuličkových ložisek lze ale také postavit kvalitní rotační brány. Svědčí o tom legenda s názvem „RKE“ firmy Rabewerk : do otevřené vany jsou navařeny příčné můstky. Ty zachycují vrchní kuličková ložiska ; spodní se nacházejí na dně vany (jako obvykle). Obě vrtání ložiska se upínají ke stejné části konstrukce, a tím je zaručeno kvalitní centrování.
Podobnou cestou se vydal před několika lety také Lemken : nosník rotačních bran je nejprve svařen na montážní lince ze dvou profilů do uzavřeného rámu s obdélníkovým průřezem. Následuje přesné souosé zabudování domečků ložisek.
Rovněž ani kuželíková ložiska nevylučují použití tuhé vany. Například firma Landsberg navařila do své původně otevřené vany speciální „mezidno“. Tímto způsobem konstruktéři vytvořili alespoň částečně uzavřený a tím i velice nepoddajný profil. Kuželíková ložiska se nachází uvnitř této tuhé zóny. Také firma Amazone vykročila podobnou cestou.
Uvedená řešení mají společné to, že vrchní víko překrývá rotující části před „širým nebem“. To je výhradní a nejdůležitější úkol. Jeho úloha jako nosného prvku je zcela podřadná. Na základě vysoké pevnosti této konstrukce vany jsou silně omezeny možnosti posunu mezi víkem a vanou. Tím odpadají výše naznačené problémy s utěsněním.
Pozitivní příklady existují také pro spojení mezi nosičem zubů a čelního ozubeného kola s hřídelí rotorů. Většina výrobců vyková (odlévá) hřídel rotorů a nosič zubů z jednoho kusu, takže zde zcela odpadá kritické spojení. Problém se tak redukuje na spojení ozubeného kola s průběžnou hřídelí – a zde se nejčastěji vyskytuje drážkovaný hřídel.
Alternativní řešení v tomto případě představují modely rotačních bran HKE a VKE firmy Rabewerk. Hřídel rotorů je na vrchní straně opatřena čelním ozubením v pevné Hirthově spojce, které přesně zapadá do protějšku na spodní straně čelního ozubeného kola. Oba komponenty jsou těsně upnuty pružnými spojovacími šrouby, takže ozubení přenáší celou svou plochou kroutící moment. K dalším pozoruhodnostem zde samozřejmě patří kuželíková ložiska a uzavřený tuhý profil skříně.

K otázce síly zubů

Používání materiálu o větší tloušťce ve snaze zabránit zlomu často nemá smysl. Není totiž zcela jasné, zda u podstatného namáhání zubu se jedná o přetížení nebo o deformaci. U reakčního zatížení (zdeformování odpovídá působení síly konstantní velikosti) by bylo zesílení materiálu jistě vhodné. Avšak zkušenosti z praxe ukazují, že problém zlomu zubů se tímto způsobem často vyřešit nedá. V případě nárazu se zuby musí vychýlit pouze jedinou určitou dráhou, a navíc s pojezdovou rychlostí vzrůstá i velikost akční síly. A v těchto případech vzrůstá namáhání a zároveň i nebezpečí zlomu se zvyšující se sílou zubů.
Pro úplnost je třeba rovněž uvést, že silné zuby při práci v půdě vyžadují více výkonu. Proto je jejich vyšší tloušťka zase jenom kompromis. S argumentem „silný = dobrý“ se však v současnosti velmi často setkáváme.

Závěrem

Z předchozího srovnání jasně vyplývá, že v současnosti používané základní rozdělení rotačních bran na „lehké“ a „těžké“ je nedostatečné. Naopak – soustavné zvětšování rozměrů jednotlivých komponentů nevede k získání stroje se zvláště vysokou životností. Jasně se ukazuje, že k nové a lepší úrovni techniky vede jiná cesta : přechod na moderní, principiálně odlišnou konstrukci. Máme na mysli uzavřené profily vany s kuželíkovými ložisky, nedělené hřídele rotorů s nosníky zubů, pevné Hirthovy spojky a nebo také jiná řešení.
Samozřejmě to neznamená, že rotační brány na současném trhu nelze doporučit k provozu. Nakonec – nemá každý zemědělec ty nejobtížnější podmínky (kameny, těžké nástavbové secí stroje apod.). A svoji roli hraje přece také pořizovací cena.

Ze zahraničních materiálů zpracoval Petr Beneš.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *