Manipulace s materiálem tvoří jednu z rozhodujících oblastí při níž je třeba zemědělská mechanizace a jde též o část, která je energeticky velmi náročná. Je proto vždy třeba dobře zvolit odpovídající typy strojů pro konkrétní podmínky, tak aby byly efektivně využity.
Je jisté, že svoji práci si odvede každý stroj, jde však o to, že zemědělská technika je co do pořizovací ceny náročnou investicí, a tak je třeba aby se tato investice co nejrychleji vrátila. Pořízený stroje tedy musí být správně využit a to tím více čím vyšší je jeho pořizovací cena.
Čelní nakladače
Problematiku manipulace v zemědělské podniku je vhodné začít popisem čelních traktorových nakladačů, které jsou v současnosti stále oblíbenější. Důvodů je několik. Především zvyšují univerzalitu použití traktorů a mimoto, cenově je to nejlevnější řešení. Zejména pak u soukromě hospodařících zemědělců s menší výměrou v jejich strojovém parku nikdy nechybí traktor s čelním nakladačem. Mimo již zmíněného důvodu nízké investice do pořízení je tu také důvod související s technologií rostlinné a živočišné výroby. Menší soukromě hospodařící zemědělci totiž běžně konzervují krmiva do válcových balíků a stejným způsobem lisují i slámu a s balíky se pak nejlépe manipuluje s čelním nakladačem.
To je jedno ze základních uplatněné nakladače. Dále má své místo i při nakládce hnoje, , rostlinných produktů, obilnin a dalších materiálů a v zimě jej lze použít na prohrnování sněhu v areálu farmy atd. Činností je tedy dostatek.
Co se po nakladači požaduje. Především provozní spolehlivost, jednoduché ovládání a snadná výměna adaptérů. Spolehlivost je dána dostatečně robustní,ale přitom lehkou konstrukcí, pro ovládání již všichni výrobci používají mechanicko-elektrický joystick, který řídí rozvaděč na nakladači, pro zapojení do hydrauliky traktoru tak stačí pouze dvě hadice. Co se jeví jako nutnost pro dobrou pracovní výkonnost je automatické udržování adaptéru ve vodorovné (nastavené poloze), pro obsluhu příjemné jsou pak funkce rychlého vyklopení, nebo rychlého klesání ramene (ty již ale nejsou až tak podstatné). Někteří výrobci montují také hydropneumatické odpružení díky němuž je pak nakladač a převážený materiál stabilnější při jízdě po nerovném terénu.
Co se týče agregace nakladače a traktoru je důležité vzájemné sladění. Tedy malý nakladač neodvede v kombinaci s traktorem dostatečný výkon, příliš velký pak také ne protože jen jeho prázdná lžíce bude mít takovou hmotnost, že po jejím naplnění ji traktor nezvedne. U nás je obvyklé použití čelních nakladačů na traktorem s výkonem od 70 do 120 koní, čemuž odpovídají lžíce s objemem 0,4 až 0,6 m3. To je takové univerzální provedení, pro nakládku objemných a lehkých hmot se hodí lžíce s objemem až 1 m3. Mimoto lze samozřejmě používat i jiné adaptéry, zejména vidle na hnůj, kleště na balíky a nebo vykusovače siláže. I když ty posledně jmenované se hodí spíše pro manipulátory, neboť čelní nakladače mají výšku zdvihu omezenou na hodnotu okolo 3 metrů. Při použití lžíce je důležité aby její šířka byla stejná jako je rozchod kol traktoru, protože jen tak lze dobře vyhrnovat třeba hnojné chodby , nebo nahrnovat materiál na hromadu.
Dnes již většina výrobců nabízí systém rychloupínání adaptérů, kdy lze tyto pod odjištění snadno odložit a znovu zapojit bez vystoupení z kabiny (záleží na šikovnosti traktoristy).
Z pohledu traktoru je výhodné když je vybaven reverzací pod zatížením, i když i mechanickou reverzaci lze použít, je však třeba aby byla opatřena synchronizací. A samozřejmě, že je třeba aby byl k dispozici odpovídající výkon hydrogenerátoru a všechny funkce nakladače tak byly prováděny dostatečně rychle.
Malé nakladače
Malé nakladače můžeme rozdělit na kloubové a smykem řízené. Ty první si našly svoji oblibu u řady zemědělců, zejména pak těch, kteří provozují živočišnou výrobu v prostorách do nichž se nevejdou klasické manipulátory. Kloubové řízení a malé rozměry jsou přitom nespornou výhodou při průjezdu zúženými prostorami a i s takto relativně malými stroji lze dosahovat dobrých hodinových výkonů. Obvykle jsou tyto stroje vybavovány motory s výkonem do 100 koňských sil, jsou s jednoduchou výbavou (často bez kabiny). Pojezd bývá řešen hydrostatickou cestou, takže i ovládání nakladačů je jednoduché. Kloubové řízení má pouze jednu slabinu a tou je nižší stabilita nakladače při zatáčení. Tento problém není u smykem řízených nakladačů, které bývaly dříve v zemědělských provozech velmi oblíbené, nyní se již používají v menší míře. Tyto nakladače jsou velmi stabilní a obratné, jejich nedostatekem může být větší ojíždění pneumatik dané smykovým řízením a také díky nízko uloženému těžišti menší průjezdnost v terénu.
Popisované stroje jsou vhodnými doplňkovými nakladači do velkých podniků, kde se využijí při speciálních pracích v omezených prostorách a nebo je lze s úspěchem používat na rodinných farmách jako hlavní nakladače a to především tam kde je hlavní část jejich prací soustředěna do živočišné výroby.
Malé teleskopické manipulátory
Malé teleskopické nakladače jsou stroje tvořící přechod mezi teleskopickými manipulátory a malými nakladači. Z prvně uvedené skupiny strojů přejímají teleskopické rameno obvykle se zdvihem okolo 4 metrů a nosností asi 2 tuny z druhé skupiny strojů pak menší rozměry a tudíž i značnou obratnost. Také tyto stroje se proto hodí do živočišných provozů kde je méně prostoru a jejich výkonnost přitom není vůbec špatná.
Pohonnou jednotkou těchto strojů jsou obvykle vodou chlazené vznětové čtyřválce s výkonem 80 až 100 koní a pojezd bývá hydrostatický se dvěma rychlostními rozsahy. Důraz se také zde klade na jednoduchost provedení spolehlivost a snadnou údržbu.
Z těchto manipulátorů je vynikající výhled zejména vzad, ale i vpřed díky tomu, že celý stroj je relativně malý, sžije se sním rychle každá obsluha, která snadno získá cit pro jeho ovládání.
Klasické teleskopické manipulátory
Klasické manipulátory, tedy stroje se zdvihem ramene 7 až 10 metrů a nosností 3 až 4,5 tuny patří do každého většího podniku. Pro podniky s obhospodařovanou plochou 1000 až 3000 ha postačuje bez problému jeden takovýto manipulátor a v této skupině strojů je nyní znát tendence k posunu ke stále větší výkonnosti. Roste zdvih, nosnost a výkony motorů. U zvedací výšky je přitom vhodné se zastavit, protože mnohde si pořizují manipulátor s vysokým zdvihem, a to jen proto, že s ním chtějí stohovat slámu. Je však třeba se vždy podívat na silový diagram manipulátoru a zvážit s jakou hmotností lze v oblasti maximální ho zdvihu operovat a také zda není výhodnější si pořídit stohovací adaptér s prodloužením. Někdy totiž volba mezi manipulátory (podle použité značky) se zdvihem třeba 8 a 9 metrů znamená, že stroj s větším zdvihem sice výše dosáhne, avšak má již větší rozměry a jeho hydraulika může být také pomalejší. Při většině ostatních prací pak bude takovýto manipulátor ztrácet, protože obvyklou činností tohoto stroje je nakládání na odvozní prostředky, kde je výška bočnic 2 až 3 metry a kvůli tomu není třeba ani příliš vysouvat rameno.
Nosnost manipulátoru je údajem nad jiné důležitým, výrobcem uváděné hodnoty značí nejvyšší nosnost při zasunutém teleskopickém rameni, s jeho vysouváním se nosnost postupně snižuje. Použitá lžíce by proto měla být adekvátně velká, protože například ty s objemem 2,5 m3 váží okolo 1 tuny a taková prázdná lžíce vysunutá na 9 metrů v těsné výšce nad zemí způsobí takřka na 100% odlehčení zadní nápravy a to v ní ještě není nic naloženo. Výhodnější je proto mít dvě lžíce, jednu menší univerzální s objemem do 2 m3 a pak větší která by nemusela být tak robustní a sloužila by pro lehčí objemné materiály. Pokud by byl manipulátor využit pro stavební zemní práce pak je vhodná menší lžíce (1 m3) opatřená zuby, která se hodí i v zimě při nakládání jakéhokoliv utuženého materiálu.
Podle dalších plánovaných použití manipulátoru pak volíme přídavné adaptéry, kterými mohou výt vykusovač siláže, vidle na hnůj (kde se často nahrnují hnoje je lze směle doporučit, protože oproti klasické lžíci tuto činnost značně urychlují), samozřejmě paletizační vidle, může to být i plošina pro výškové práce, nebo kladka s hákem pro použití manipulátoru jako jeřábu.
V současnosti se vyskytují dvě koncepce manipulátoru jenž se od sebe odlišují uložením motoru. Trendem je jeho umístění vpravo vedle kabiny a to ve směru podélném nebo příčném. Méně časté je pak uložené motoru za kabinou. Obě řešení mají své výhody a nevýhody. Vzadu uložený motor působí jako protiváha ramene, při bočním umístění je pak možné umístit uložení ramene až do zadní části stroje a tak silové poměry vylepšit. Zřejmě ne náhodou druhé z uvedených řešení používá většina výrobců.
Používané motory jsou ve všech případech vznětové čtyřválce různých výrobců. Dříve byly hojně využívány motory Perkins, které nyní používá třeba Manitou či Bobcat nebo Massey Ferguson. Naproti tomu italské Merlo již používá motory Deutz a JCB má nyní motory vlastní konstrukce, stejně jako třeba Caterpillar, který nyní mimochodem značku Perkins vlastní.
Teleskopické manipulátory používají dva rozdílné koncepty pojezdu. Jednak je to hydrostatický přenos točivého momentu, kdy se využívají dva rozsahy hydrogenerátoru (Massey Ferguosn, Bobcat), nebo je hydrostatický pojezd doplněn dvoustupňopvou převodovkou (Merlo). Výhodu hydrostatického pojezdu můžeme spatřovat v citlivějším ovládání a jednoduchosti, nevýhodou mohou být větší energetické ztráty v přenosu výkonu. Druhým řešením jsou klasické převodovky s mechanickým řazením (Manitou, Terex), nebo převodovky řazené pod zatížením (Caterpillar, JCB). Oba druhy převodovek jsou přitom vždy doplněny hydrodynamickým měničem, který zabezpečuje plynulý rozjezd stroje po zvýšení otáček motoru. Reverzace pod zatížením je samozřejmostí, protože to je činnost, kterou manipulátor dělá celý den.
V konstrukci hydrauliky teleskopického ramene jsou využity různé typy hydrogenerátorů Dříve to byly zubové, nyní je u všech výrobců tendence k používání systémů axiálních pístových hydrogenerátorů s regulací Load Sensing. A také s vyšším výkonem. Nejvyšší průtoky čerpadel jsou nyní na hodnotě okolo 150 l/min.
Vyšší průtok hydrogenerátoru znamená samozřejmě vyšší rychlost všech tří pohybů ramene, zejména pak jeho vysouvání což je funkce, která bývá časově nejnáročnější. U moderních systémů lze běžně provádět dvě funkce teleskopu najednou a často již i tři funkce. Je samozřejmé, že při současném použití tří funkcí se všechny adekvátně zpomalí.
Ovládání teleskopického ramene zabezpečuje nejčastěji joystick kombinující hydraulický rozvaděč (čtyři základní pohyby, tedy zvedání a spouštění, vyklápění a zaklápění) a na hlavici joysticku jsou pak obvykle čtyři tlačítka určená pro zasunování vysunování adaptéru a pro přídavnou funkci. Tato přídavná tlačítka již začínají být řešena nikoliv jako spínače, ale jako proporcionální ovladače, tedy jako potenciometry a průtok oleje lze pak nastavovat plynule. Na ovládacím joysticku mlže být umístěn i přepínač pro reverzaci pojezdu.
Někteří výrobci (Merlo, Dieci) nabízejí možnost bočního posuvu, kdy lze příčným posunutím paletizačních vidlí eliminovat chybu ve špatném najetí při nakládání především z materiálu uloženého na klasických paletách. Řada výrobců nabízí také možnost svahového vyrovnání, tedy možnost zablokování zadní nápravy a zvýšení stability stroje například při práci na svahu.
Tak jak pronikají systémy odpružení mezi traktory, tak pronikají i do oblasti manipulátorů. Běžné začínají být systémy odpružení ramene a někteří výrobci nabízejí i odpružení přední nápravy (Merlo). Komfort jízdy se tak zvyšuje.
Kabiny teleskopických manipulátorů jsou malé, protože teleskopické rameno je uloženo ve středu stroje a kabina se musí vejít na jeho levou stranu. Také jejich odhlučnění bývá horší než u traktorů což však obvykle nevadí, neboť motory nejsou při manipulaco využívány v maximálních otáčkách, ale spíše v otáčkách kde je vysoký točivý moment a kde je i nižší hlučnost.
U většiny manipulátorů lez použít zadní závěs a stroj si tak může třeba na pole přivést přívěs s osivem ve vekoobjemových vacích, které pak nakládá do secího stroje. V tomto případě se pak používají také hydraulické, nebo častěji vzduchové brzdy pro přívěsy. U některých strojů (Merlo, Dieci) jdou výrobci ještě dále a montují i vývodový hřídel, nebo ramena hydrauliky. Univerzálnost takovéhoto stroje se pak zvyšuje, ale stále je to především manipulátor, protože z klasického traktoru je lepší výhled na vzadu připojené nářadí, traktor bývá lépe odpružen a v jeho kabině je i nižší hlučnost.
Kloubové manipulátory
Kloubové manipulátory mají obdobné vlastnosti jako klasické manipulátory, avšak vyznačují se nižší nosností i výškou zdvihu. Je to dáno jejich konstrukcí, kdy vynikající manévrovací vlastnosti odvozené od kloubového řízení jsou vykoupeny horší stabilitou při zatáčení a také telelskopické rameno nemůže být uloženo až v zadní části stroje ale před kloubem řízení. Co je výhodou těchto strojů je velká kabina, daná tím, že teleskopické rameno je uloženo až před ní. Motory těchto strojů jsou umístěny zásadně vzadu kde působí jako protiváha ramene a vzadu bývá umístěna i hydraulická nádrže, která působí rovněž jako závaží.
Velké čelní nakladače
Mezi tyto stroje můžeme zařadit velké jednoúčelové čelní nakladače nejčastěji v kloubovém provedení, určené pro nakládání velkých objemů materiálu, s výkonnými motory a velkými objemy lopat. jednou z vůdčích značek v tomto segmentu je švédské Volvo. Tak jak u v předchozí části popisovaných teleskopických manipulátorů je jejich vysoká univerzálnost vykoupena tím, že nejsou řádnými specialisty na žádný druh práce, u velkých kolových nakladačů je tomu přesně naopak. Proto také ve všech velkých zemědělských podnicích takovýto nakladač vlastní a jejich produktivita práce zejména při tahových činnostech jako je nakládání cukrovky na skládkách, nakládání obilnin ve skladech , minerálních hnojiv atd. je vynikající.
Jeřábové nakladače
Aby byl výčet manipulační techniky úplný je třeba ještě zmínit jeřábové nakladače a to v samojízdném provedení, nebo agregované za traktorem. Tyto stroje se vyznačují hydraulicky ovládaným ramenem na dvou kloubech, které imitují lidskou ruku. Jeřábové nakladače byly dříve v zemědělských podnicích hojně využívány a tam kde se je podařilo udržet v technicky dobrém stavu jsou využívány doposud. Jejich použití je především při výbavě podkopovou lžící, nebo drapákem a efektivní nasazení je tam, kde nemusejí od materiálu často přejíždět. Díky tomu, že pracují na otočném kloubu nemusejí při nakládání materiálu na odvozní prostředek pojíždět a tudíž jsou při takovéto činnosti velmi efektivní.
Závěrem
Pořízení kvalitní manipulační techniky bývá jednou z nejlepších investic v zemědělském podniku. Zejména to platí o teleskopických manipulátorech, které se díky svojí univerzálnosti nezastaví v průběhu celého roku. Nicméně volbu vhodného stroje je třeba přizpůsobit konkrétním podmínkám a prováděnému typu prací. Tedy tomu faktoru, který má při rozhodování největší váhu. Může to být třeba průjezdnost, tedy rozměry a manévrovací schopnosti to zejména při použití v živočišné výrobě při vyhrnování hnojných chodeb. Při použití mimo uzavřené prostory nejsou rozměry ani manévrovací schopnosti až tak podstatné a více je třeba hledět na výkonnost stroje, přičemž není až tak podstatné kolik uzvedne, ale jak rychle dokáže materiál přemístit. Tedy jak má výkonný motor a hydrauliku. V některých případech může být limitem zdvihová výška. Je však třeba se zamyslet nad tím zda tento faktor požadovaný obvykle jen pro stohování slámy je skutečně limitující a nevystačí se s nižším stohem, nebo se stohem, provedeným jiným způsobem. Mnohdy totiž stohování zabere jen relativně krátký čas a po většinu využití stroje tento vysoký zdvih není potřeba.
Luboš Stehno
