Sklizeň obilí bývala vždy jakýmsi završením hospodářského roku a předzvěstí toho, jak se bude vyvíjet hospodářský rok následující. I dnes patří obiloviny mezi komodity, na nichž rozhodujícím způsobem závisí ekonomické výsledky většiny zemědělských výrobních subjektů všech druhů.
Podíl obilovin na celkové rozloze orné půdy v ČR přesahuje 54 % a nebyl redukován významně ani v posledních letech, kdy došlo k téměř 30procentnímu snížení zemědělské produkce.
V čem spočívá současný problém výroby obilovin? V dodržení kvalitativních parametrů zrna a v nutnosti zvýšit intenzitu výroby. Rozdíl ve výnosech obilovin ve srovnání se státy EU je 20 – 30 % v náš neprospěch a těžko se dá kompenzovat různými komparativními výhodami.
Trocha historie
Z historického pohledu zrniny nikdy nechyběly mezi rostlinami, které tvořily základ obživy člověka. Prakticky stejně dlouhý vývoj jako záměrné pěstování zrnin má i snaha člověka usnadnit a zmechanizovat sklizňové práce. Rovněž stejně dlouho mezi sebou soupeří základní dva technologické postupy sklizně obilovin. Jeden, který se zaměřuje na sklizeň obilních klasů a druhý, který počítá se sklizní a s využitím celé rostliny.
I v současné době jsou oba tyto technologické postupy rozvíjeny, i když v praktickém provozu absolutní převahu získal technologický postup přímé sklizně obilovin žací mlátičkou.
Žací mlátička je samojízdný stroj, který si musel své místo ve strojovém parku zemědělských farem tvrdě vybojovat. Dopomohl mu k tomu rychlý vývoj spalovacích, především naftových motorů, související s oběma světovými válečnými událostmi tohoto století i technologický pokrok ve výrobě zrnin. Ve 2. polovině dvacátého století již žací mlátičky ovládly sklizňová obilná pole, přestože snahy nahradit přímou sklizeň obilí žací mlátičkou neustávají ani dnes. Připomeňme si experimenty s adaptéry na sklizeň klasů (česač klasů, header), které se principiálně vracejí k prvním mechanizačním prostředkům na sklizeň zrnin. Nevyrovnané porosty obilovin, potíže se sklizní či zaoráním slámy způsobily, že tato metoda sklizně obilovin nenašla širší uplatnění. Obdobný osud stihl i třífázovou dělenou sklizeň obilovin. Manipulace a doprava řezané obilné hmoty s nízkou objemovou hmotností a kvalitativní i kvantitativní vysoké ztráty zrna nemohly být vyváženy výhodou, která spočívala v tom, že se s obilní hmotou z pole odstraní i klíčivá semena plevelů.
Dvoufázová dělená sklizeň obilovin samovazy s nízkou produktivitou práce nemohla konkurovat sklizni obilovin sklízecími mlátičkami. Dvoufázová dělená sklizeň obilí sklízecími mlátičkami měla své opodstatnění v dobách, kdy žacích mlátiček byl celkově nedostatek, porosty obilovin byly nevyrovnané, s vysokým podílem zelených příměsí (plevele, podsevy,…), a konstrukční provedení mláticího a separačního ústrojí žacích mlátiček s jednoduchými regulačními prvky neumožňovaly využívat přímou sklizeň obilovin žacími mlátičkami.
Technický a technologický pokrok ve výrobě obilovin umožnil i našim farmářům opět se vrátit k technologii přímé sklizně obilovin sklízecími mlátičkami a konstruktéři dostali nový impuls k dalšímu zlepšování technické úrovně a designu žacích mlátiček.
Současnost v konstrukci žacích mlátiček
Současné typy žacích mlátiček využívají stále výkonnějších motorů s dostatečnou rezervou točivého momentu pro překonávání kritických zatížení mláticího a pojezdového ústrojí.
Teoretická výkonnost žací mlátičky (ha.h-1) je dána šířkou pracovního záběru a pracovní rychlostí stroje. Špičkové typy předních výrobců dosahují výkonností kolem 5 ha.h-1 při průměrných výnosech 4 – 6 t zrna z ha s kvalitativními a kvantitativními ztrátami zrna pod 2 %. Jejich nasazení na pozemky s extrémně nízkými výnosy obilovin (2 – 3 t.ha-1) již neumožňuje z ergonomických a technických důvodů zabezpečit provozní podmínky pro dosažení optimální průchodnosti a tím i maximálního využití žací mlátičky.
Konstrukce mláticího ústrojí žací mlátičky se vyvinula do dvou základních provedení:
1. Tangenciální mláticí ústrojí nazývané též konvenční (směr pohybu zpracovávané hmoty je kolmý na osu mláticího bubnu)
2. Axiální mláticí ústrojí nazývané též nekonvenční (zpracovávaná hmota se posunuje ve směru osy mláticího bubnu).
Každé z uvedených dvou provedení má celou řadu modifikací, kterými se snaží jednotliví výrobci vzájemně si konkurovat.
Faktem zůstává, že axiální mláticí ústrojí v klasickém provedení má v našich sklizňových podmínkách více limitujících faktorů (vlhkost materiálu, pěstované odrůdy obilovin s vysokým podílem slámy,…), které se snaží konstruktéři těchto strojů překonat.
Konstrukce žacího válu se s výjimkou šířky záběru v pracovní poloze moc neliší. Pouze pro lokality, kde se počítá s častými přejezdy z pozemku na pozemek po veřejně používaných komunikacích nebo po úzkých polních cestách vyrábí modifikace žacích mlátiček s děleným žacím válem umožňujícím bleskovou změnu z pracovní do transportní polohy. Výměna nebo úprava adaptérů pro sklizeň různých druhů zrnin nepředstavuje žádný konstrukční problém.
Za klasické uspořádání pojezdového ústrojí je třeba považovat převládající systém poháněných předních větších pevných pojezdových kol a řiditelných menších kol zadních. Zcela opačný systém pojezdového ústrojí byl uplatněn např. u žací mlátičky MDW – ARCUS. Snaha o zvýšení průchodnosti v méně únosném terénu a o snížení měrných tlaků na půdu při plném zásobníku vedly konstruktéry k použití pásových podvozků. Nejedná se však o nový konstrukční trend.
Kam jde vývoj
Pro nové typy žacích mlátiček je charakteristické využití elektronických kontrolních řídících a automatizačních prvků, bez nichž se již obsluha stroje, servisní diagnostika a pořízení databáze provozních informací nemůže obejít. Nejnovější konstrukční trend směřuje k využití GPS pro sledování a řízení pohybu stroje po poli respektive pro vytváření výnosových map pozemků. Na výsledky experimentů s automatickým řízením pohybu mobilních prostředků bez obsluhy po poli a jejich praktické využití si ještě pár let počkáme.
Konstruktéři se zaměřili na zlepšování funkce jednotlivých konstrukčních celků (pojezdového ústrojí, pohonné jednotky, žacího ústrojí, mláticího ústrojí, separačních prvků, vybavení kabiny, atd.). Všechno jejich úsilí směřuje ke zvýšení výkonnosti žacích mlátiček, k většímu komfortu pro obsluhu stroje, ke zvyšování kvality práce v různých terénních a klimatických podmínkách, ke zvyšování provozní spolehlivosti stroje. Schopnosti obsluhy se postupně stávají limitující pro další technický a technologický rozvoj sklizně zrnin žacími mlátičkami.
Všechny současné typy žacích mlátiček jsou vybaveny společným jedním motorem pro pojezd i pohon pracovních orgánů stroje. Měrný výkon motorů se pohybuje do 25 kW na 1 kg.s-1 nominální průchodnosti obilní hmoty u žacích mlátiček s tangenciálním mláticím ústrojím. U žacích mlátiček s axiálním mláticím ústrojím se měrný výkon motoru zvyšuje o 10 – 15 %.
Statisticky existuje závislost mezi výkonem motoru žacích mlátiček a šířkou záběru žacího válu (obr. 1). Je to tak proto, že konstruktéři počítají s předpokládaným výnosem obilovin a určitou optimální pracovní pojezdovou rychlostí žací mlátičky. Zvyšování pojezdové rychlosti respektive šířky záběru naráží na bariéru nazvanou fyziologická hranice obsluhy, kterou může překonat jen žací mlátička s vyšším stupněm inteligence (obr. 2).
I když umělá inteligence zatím není doménou zemědělských strojů a zařízení a prognostické vize se ukázaly jako předčasné, není v našem případě tento problém pouze teoretický, protože právě nejmodernější současné typy žacích mlátiček mají automatické kontrolní a řídící prvky, které dávají tomuto mechanizačnímu prostředku šanci dosáhnout relativně vysokého stupně inteligentního chování. Mezi tyto prvky patří následující vybavení žacích mlátiček:
navádění žací mlátičky na porost tak, aby byl maximálně využit záběr stroje (např. autopilot CLAAS);
regulace pojezdové rychlosti podle zatížení mláticího bubnu s možností záznamu výnosové mapy do paměťového média (např. auto-pilot MF);
automatická kontrola činnosti a ovládání funkcí žacího adaptéru a dalších kritických konstrukčních prvků;
integrovaný a řídící systém, který monitoruje práci sklízecí mlátičky a údaje o sklizni. Při překročení předem nastavených parametrů vydává systém optické a akustické varovné signály, v případě nebezpečí vážného poškození stroje vypne pohon;
příjem signálu GPS a jeho využití pro zpracování zjišťovaných údajů do map, nebo pro automatické řízení pohybu stroje po parcele.
Tak bychom mohli pokračovat dalšími zdokonalenými prvky žacích mlátiček. Nicméně rozlišme na závěr jejich tři vývojové etapy:
žací mlátička jako mechanizační prostředek, obsluha řídí pohyb žací mlátičky a kontroluje svými smysly chod pracovního ústrojí;
žací mlátička jako automatizovaný prostředek, obsluha kontroluje chod pracovního a pojezdového ústrojí, zasahuje však jen na varovné signály kontrolních obvodů;
žací mlátička jako inteligentní prostředek, obsluha zabezpečuje dozor nad chováním prostředku. Tuto činnost může provádět i na dálku.
Půjde-li technický pokrok kupředu se stejným zrychlením jako dosud, můžeme se inteligentních žacích mlátiček dočkat již za pouhých 10 – 20 let.
Ing. Zdeněk Pastorek, CSc.
