Vývojové trendy v oblasti obilní sklizňové techniky po roce 1970
Světový vývoj sklízecích mlátiček se po všeobecném provozním prosazení samojízdné verze ubíral v podstatě dvěma směry. Jednak se pokračovalo ve zdokonalování stávající klasické koncepce separace zrna, založené na tangenciálním mlátícím ústrojí, klávesových vytřásadlech a vzduchovém čištění, jednak začala být během sedmdesátých let na trhu nabízena průkopnická koncepční řešení, nahrazující mlátící ústrojí a vytřásadla jedním, axiálně umístěným separačním ústrojím.
Pro sklizňové stroje této koncepce se rozšířil termín „axiální sklízecí mlátičky.“
Zdokonalování klasických sklízecích mlátiček
Samojízdná sklízecí mlátička z konce šedesátých let je již složitým strojním komplexem. Vedle pohonných prvků (motor, převodovka, pojezdové ústrojí) a vhodné kabiny pro řidiče s obslužnými a kontrolními prvky jsou žací ústrojí, dopravní prvky a zásobník zrna důležitými stavebními prvky. Avšak rozhodující význam pro další vývoj mají stále separační prvky (mlátící buben k odlučování zrna z klasů, vytřásadla k oddělování zrna od slámy a čistící zařízení k oddělování zrna od plev).
Vývoj tohoto mobilního sklizňového komplexu dospěl v sedmdesátých létech k mnohostranně využitelným strojům vysoké technické úrovně. Průběžně byla zvyšována jejich provozní spolehlivost a vylepšovány pracovní podmínky obsluhy. S ohledem na rostoucí výnosy plodin se další vývoj soustředil zejména na zvyšování kvality a produktivity práce. Vyšší výkonnosti sklízecí mlátičky se z počátku dosahovalo zvětšováním rozměrů separačních orgánů při rostoucím výkonu hnacích jednotek. Tím se však u velkých modelů dospělo k maximálním rozměrům, přípustným pro silniční a železniční přepravu. Další zvyšování výkonnosti bez zásadní změny konstrukce bylo možné jen pomocí speciálních přídavných zařízení, umožňujících zvýšit účinnost nejslabšího článku v procesu separace tj. vytřásadel.
Nejjednodušším způsobem, jak zlepšit oddělování zrna od slámy, bylo intenzívní načechrávání vrstvy vymlácené hmoty procházející nad vytřásadly různými typy čechračů (např. vířivý čechrač u modelů firmy John Deere, jedna až dvě řady čechracích hrotů u modelů firmy Claas ap).
Společnost New Holland jako první umístila u svého modelu NH 8080 za mlátící buben odstředivý odlučovač, který umožnil zkrátit délku vytřásadel (obr.1B) oproti dosavadní klasické versi (obr.1A). Tím byl také dán impuls k celé řadě zdokonalení jak v oblasti výmlatu, tak v oblasti oddělování zrna od slámy. V oblasti výmlatu jde zejména o zavedení vícebubnového mlátícího ústrojí. Zajímavé zdokonalení výmlatu z posledních let představuje systém APS na nejvýkonnějších modelech firmy Claas, kde bubnový urychlovač vložený před mlátící buben urychluje pohyb sklízené hmoty a přitom rozrušuje celou vstupní vrstvu. Předseparační koš pod urychlovačem odděluje volné a již vymlácené zrno a přispívá tak ke zvýšení odlučování.
Radikálnější zásah do konstrukce konvenčních sklízecích mlátiček počátkem osmdesátých let znamenalo úplné nahrazení klasických vytřásadel rotačními separačními orgány, jak k tomu došlo v případě modelu DO CS německé firmy Claas soustavou osmi příčně zabudovaných rotorů s koši (obr.1D), nebo u modelů TF firmy New Holland soustavou tří specielně upravených, příčně zabudovaných bubnů s koši (obr.1C). Poslední separační systém, sestávající z odstředivého zubového odlučovače a rotoru odlučovače se šípovými lištami (Twin Flow) s koši ve zdokonaleném provedení se dvěma dodatečnými bočními bubny se na evropském trhu sklízecích mlátiček nabízí dodnes, zatímco od výroby odlučovacího systému osmi rotorů firma Claas již upustila.
Toto konstrukčně nákladné řešení bylo nahrazeno v poslední době podstatně jednodušší soustavou dvou podélně situovaných odlučovach rotorů, realizovanou na modelu Claas Lexion 480 ( obr.1E). S obdobným řešením přišla na světový trh i americká firma John Deere u svého nejvýkonnějšího modelu CTS. Společnost John Deere vynaložila značné finanční prostředky na výzkum axiálního mlátícího a odlučovacího ústrojí, ale nakonec setrvala i v době největší propagace této novinky na dlouhodobě provozně osvědčeném tangenciálním principu výmlatu.
Axiální sklízecí mlátičky
V americké struktuře pěstovaných zrnin tvoří vysoké procento kukuřice na zrno. Při její sklizni upravenými klasickými sklízecími mlátičkami docházelo ke značnému poškozování velkého a poměrně měkkého zrna. Šetrnější sklizeň specielními stroji na principu drhlíku však byla poměrně drahá. To bylo impulsem k vývoji zcela nového universálního stroje, vycházejícího z principu drhlíku. Jako první zavedla v roce 1975 sériovou výrobu této novinky u typu TR 70 firma Sperry New Holland. V roce 1977 se pak připojily firmy International Harvester Company, White, Allis Chalmers, Vesatile ap. V Evropě začala jako první s výrobou axiální sklízecí mlátičky italská firma Fiatagri v roce 1985.
V osmdesátých létech byly na světovém trhu nabízeny následující modely s typickým uspořádáním :
1) axiální ústrojí s jedním podélně uloženým rotorem (Case IH /obr.2A/, White /obr.2B/)
2) axiální ústrojí s dvěma podélně uloženými rotory (Sperry New Holland /obr.2C)
3) axiální ústrojí s jedním příčně uloženým rotorem (Allis Chalmers /obr.2D/, Fiatagri /obr.2E)
Podélně uspořádané rotory s axiálním přívodem materiálu vyžadují nákladně konstruovaný vstup k převzetí a obrácení materiálu. U strojů IH přejímají tuto úlohu tři strmě nastavená vstupní křídla, u strojů White a New Holland vícechodé šneky. Dále je u těchto strojů nutný silný úhlový pohon rotorů. Pohonná technika u příčně uspořádaných rotorů s tangenciálním přívodem je jednodušší, avšak při dané šířce stroje je obtížnější umístění. Dvojité rotory zvyšují stavební náklady a ztěžují tok materiálu dělením proudu. Podstatně menší potřeba prostoru axiálního mlátícího systému při stejné průchodnosti byla využita v prvé řadě ke zvětšení objemu zásobníku, aniž by se změnila všeobecná koncepce sklízecí mlátičky.
Nejvýznamnější odlišnosti axiální koncepce od klasické
Funkci mlátícího bubnu i vytřásadel zastává podélně umístěný rotor, který zajišťuje : vtahování sklízené hmoty, výmlat, odlučování zrna s plevami a výstup slamnatých částí. Rotor je úplně opásán válcovým košem.
- Při výmlatu se vedle účinku úderu mlátících elementů významně uplatňuje účinek tření
- Nový princip se vyznačuje šetrnějším způsobem výmlatu, důsledkem je menší poškození zrna.
- Zrno se od ostatních slamnatých části odděluje zejména vlivem odstředivé síly, vyvozené točivým pohybem. Tato složka je mnohonásobně větší než síla vyvozená zrychlením u klávesových vytřásadel.
- Odlučování zrna převážně v oblasti výmlatu není po obvodě rovnoměrné. To vede též k nerovnoměrnému zatěžování čistícího ústrojí.
- Při malých průchodnostech se v relativně velké mezeře mezi rotorem a válcovým košem hmota nezpracovaná dost intenzivně a dochází k poměrně vysokým ztrátám zrna. Jinak ztráty stoupají se zvyšující se průchodností jen mírně.
- Doba průchodu sklízené hmoty mlátícím a odlučovacím ústrojím je podstatně kratší než u klasické verze.
- Axiální výmlat se osvědčil zejména při sklizni kukuřice na zrno a sojových bobů.
- Vlivem třecích sil je potřebný příkon vyšší než u klasických vytřásadel, důsledkem je pak při srovnatelné výkonnosti vyšší spotřeba pohonných hmot oproti klasické verzi.
- Při axiálním výmlatu je méně namáhána konstrukce stroje. Minimální počet poháněných prvků je zárukou nízkých nároků na údržbu a opravy.
Pro sklizeň obilnin v evropských podmínkách nízkého zřezu musely být dovážené sklízecí mlátičky IH radikálně přizpůsobeny mezi jiným zprvu snížením počtu mlatek, změnou úhlu nastavení vodících lišt, změnou mlátícího a separačního koše a dalšími detailními změnami.
Při ověřovacích zkouškách v Maďarsku (1979 - 80) bylo potvrzeno, že axiální separační ústrojí výrazně méně poškozuje zrno, zejména kukuřice. Při sklizni kukuřice se dosahovalo asi o 50 % vyšší průchodnosti než při sklizni pšenice. Sláma byla po průchodu axiálním ústrojím velmi rozbitá a obtížně (s velkými ztrátami) se sbírala s řádku. To je ovšem výhodné při zaorávání slámy. Vyskytly se problémy se vstupem obilní hmoty (hlavně dlouhé a vlhčí) do axiálního ústrojí. Z orientačních porovnávacích zkoušek u nás v r. 1995 vyplynula též poněkud vyšší spotřeba pohonných hmot.
Axiální sklízecí mlátičky na západoevropském trhu nabízí v poslední době pouze americká firma Case IH, která své výrobky soustavně vylepšuje. Podíl axiálních sklízecích mlátiček v českém zemědělství činí asi 10 % z celkového počtu prodeje této sklizňové techniky za období 1994 - 99. I přes četná vylepšení se podle dostupných pramenů i v zemích Evropské Unie projevuje dosti reservovaný přístup k této americké technice.
Vývoj na světovém trhu sklízecích mlátiček v posledním desetiletí přesvědčivě signalizuje zvyšování podílu více bubnového tangenciálního mlátícího ústrojí a odlučovacího ústrojí s rotačními prvky zejména u velkokapacitních sklízecích mlátiček.
Ing. František Novotný, CSc.
VÚZT Praha Ruzyně
