CAPITOLUL IV. MAŞINI DE RECOLTAT SFECLĂ DE ZAHĂR

Procesul tehnologic de recoltare a sfeclei de zahăr presupune executarea următoarelor operaţii: dislocarea şi extragerea rădăcinilor din sol, decoletarea (tăierea frunzelor şi coletelor), curăţirea rădăcinilor de sol şi impurităţi, colectarea separată a rădăcinilor şi a coletelor.

După modul cum se realizează în timp operaţiile, se deosebesc:

- tehnologia de recoltare divizată;

- tehnologia de recoltare monofazică.

După ordinea în care se execută operaţiile tehnologiile pot fi:

- recoltarea cu decoletare prealabilă;

- recoltarea cu decoletare după extragerea din sol.

Maşinile de recoltat sfeclă se clasifică, în funcţie de operaţiile pe care le execută, astfel:

- maşini de decoletat sfeclă: taie coletele cu frunze de pe rădăcinile aflate pe sol, cu sau fără colectarea lor;

- maşini de scos rădăcini: realizează dislocarea cu scoatrea rădăcinilor din sol, curăţirea şi colectarea lor în remorci;

- maşini de dislocat rădăcini;

- combine de recoltat sfeclă: execută toate operaţiile din procesul tehnologic;

- maşini de adunat şi încărcat rădăcini.

După modul de acţionare maşinile de recoltat sfeclă de zahăr sunt de tipul tractate sau autopropulsate.

Cerinţe tehnologice

În procesul de recoltare mecanizată a sfeclei de zahăr trebuie îndeplinite următoarele condiţii:

- procentul de rădăcini dislocate de peste 98,5 %;

- procentul de rădăcini vătămate din masa totală să nu depăşească 5 %;

- procentul total de impurităţi în masa de rădăcini să nu depăşească 10 %, din care frunze şi colete sub 1,5 %;

- procentul de rădăcini vătămate adânc să fie sub 2,5 %;

- rădăcinile decoletate normal să reprezinte peste 90 % din masa recoltată;

- prin decoletare să nu fie îndepărtat un procent mai mare de 5 % din masa rădăcinilor;

- pierderile de colete să nu depăşească 8 %;

- procentul de impurităţi din masa de colete şi frunze nu trebuie să depăşească 0,5 %.

Maşina de dislocat sfeclă

Pot executa dislocarea sfeclei înainte sau după decoletare: In figură este prezentată maşina de dislocat sfeclă nedecoletată, MDSP-4, de tipul purtată pe tractor. Realizează afânarea şi stratului de sol şi dislocarea rădăcinilor (fără scoaterea din so).

1-organe de dislocare; 2- roţi pentru reglarea adâncimii de lucru; 3- cadru de susţinere.

Maşină de decoletat sfeclă MDS-3

1- cuţit de decoletare; 2- aruncător de colete; 3- palpator; 4- paralelogram deformabil; 5- roţi de copiere; 6- rotor curăţitor pentru rădăcini; 7- transportor-elevator; 8- transportor universal; 9- aruncător de colete

Maşina de decoletat BM-6

1- palpator; 2- cuţit de decoletat; 3- transportor; 4- aruncător rotativ; 5- transportor-elevator; 6- rotor cu palete pentru curăţat rădăcini; 7- mijloc de transport.

Maşina de recoltat sfeclă MRS-3T

1- organe de dislocare-extragere; 2- aruncător cu palete; 3- transportor colector; 4- transportor scuturător; 5- elevator; 6- valţuri de curăţire a rădăcinilor; 7- buncăr pentru colectarea rădăcinilor; 8- transportor cu vergele pentru descărcarea buncărului;

Maşina de recoltat sfeclă KS-6

1- discuri de dislocare şi extragere a rădăcinilor; 2- aruncător cu palete; 3- valţuri melcate de curăţire a rădăcinilor; 4- ax cu rozete pentru curăţat rădăcini; 5- elevator de rădăcini; 6- buncăr; 7- bandă transportoare; 8- transportor de descărcare; 9- transportor zdrobitor de bulgări; 10- mijloc de transport.

Aparate de decoletare

Sunt formate dintr-un ansamblu cuţit-palpator. Palpatorul are rolul de a urmări înălţimea de dispunere a rădăcinilor pentru a se putea realiza tăierea coletelor la aceiaşi distanţă faţă de partea superioară a rădăcinii.

Palpatoarele folosite în construcţia aparatelor de decoletat pot fi:

- pasive: sunt realizate sub forma unor patine sau braţe;

- active: sub forma unor tambure cu discuri zimţate sau a unor transportoare cu racleţi, care primesc o mişcare de rotaţie în timpul lucrului.

Cuţitele folosite la construcţia aparatelor de decoletat sunt:

- cuţite pasive: formate dintr-o lamă cu tăiş drept sau curb;

- cuţite active: sunt realizate sub formă de discuri (plate, sferice, cu muchii ascuţie sau prevăzute cu plăci tăietoare) aflate în mişcare de rotaţie.

Aparat de decoletat cu cuţit fixAceste aparate au un tambur de palpare 1 ce

poate oscila în plan vertical , suportul 2 fiind articulat la cadrul maşinii. Contactul permanent cu rădăcinile este realizat cu ajutorul arcului 3. Cuţitul 4 este de tipul pasiv.

Diametrul tamburului se alege astfel încât să se asigure palparea tuturor rădăcinilor, indiferent de distanţa dintre sfecle pe rând şi înălţimea de dispunere faţă de suprafaţa solului.

Pentru două sfecle alăturate, condiţia ca tamburul să vină în contact cu amândouă este ca:

Din datele prezentate în figură se obţine în final că diametrul tamburului are expresia:

ABDD

pp sinsin2

2

2

4

1

dd

hhD rsp

Cuţitele sub formă de lamăcu tăiş drept realizează tăierea coletului cu alunecare, unghiul fiind de 35-450. Lama se dispune sub un unghi de 22-250, unghiul fiind de 17-220.

Lungimea tăişului se alege din condiţia ca acesta să realizeze tăierea coletelor cu diametrul maxim “d”, dispuse decalat cu distanţa “e” faţă de axa rândului:

Întrucât fiecare colet este tăiat la înălţime diferită, este necesar ca în procesul de lucru lama să termine tăierea coletului la o sfeclă, înainte de a începe tăierea coletului la sfecla următoare. Respectarea acestei condiţii se realizează dacă:

tt ledl 22sin maxmax

cos2sin max emdd r

Aparat de decoletat cu cuţit activ

Patina de palpare1 este montată sub un unghi faţă de orizontală, prin intermediul unui mecanism cu paralelogram deformabil. Cuţitul 2 de forma unui disc prevăzut la periferie cu lame tăietoare, primeşte mişcarea de rotaţie de la arborele 3. Patina palpează rădăcinile ridicând sau coborând cuţitul prin intermediul pârghiilor4, 5, 6, 7, coletele tăiate fiind aruncate de paletele 8.

Pentru ca discul să realizeze o suprafaţă de tăiere orizontală şi să asigure aruncarea coletelor spre transportor, acesta se dispune înclinat cu un unghi . După tăierea coletului unei rădăcini înalte şi cu diametru mare, pentru a începe tăierea coletuluiunei rădăcini cu diametru mic, discul trebuie să se deplaseze în jos cu distanţa h. Valoarea unghiului de înclinare se determină din triunghiul ABC:

Unghiul este de 200 iar viteza periferică a cuţitelor este de 10-15 m/s.

2121 2

2

22ddd

hdd

d

htg

r

s

r

s

Procesul de lucru al aparatelor de decoletare

În timpul lucrului palpatirul urmăreşte înălţimea de dispunere a capetelor rădăcinilor de sfeclă, oscilând în plan vertical. Pentru ca palpatorul să poată urmări şi sfeclele situate la distanţa dr minimă, distanţa dintre capetele rădăcinilor fiind hs, este necesar ca timpul de cădere pe distanţa hs a palpatorului să fie egal cu timpul în care maşina parcurge distanţa dr.

Considerând că mişcarea centrului palpatorului (punctul O) pe direcţie vertivală este o mişcare uniform accelerată, rezultă:

Pe de altă parteacceleraţia se poate exprima şi în funcţie de acceleraţia centrului de greutate a sistemului aG:

2

22

22

1

r

ms

m

rs d

vha

v

dah

c

baa G

Forţa FG ce apare în centrul de greutate al sistemului, datorită deplasării pe verticală rezultă din egalitatea:

unde G este greutatea palpatorului m- masa palpatorului; R- forţa din arc.

Egalând relaţiile se obţine legătura dintre parametrii funcţionali şi constructici ai palpatorului şi cerinţele funcţionării corecte a cestuia:

unde g este acceleraţia gravitaţională.

Forţa de apăsare necesară cu care palpatorul acţionează asupra rădăcinilor de sfeclă este de 200-250 N şi de aici se determină forţa din arc R:

Din relaţia de mai sus rezultă viteza maximă a maşinii la care se realizează o funcţionare normală a palpatorului:

Pentru orice viteză mai mică decât cea de sus, palpatorul va avea o funcţionare corectă.

c

tRcGamF

tRcGcF

GG

G

2

2

21r

ms d

vh

cG

tRg

mc

tRcGa

t

bNcGR

tRcGbN

c

b

cG

tR

h

gdv

s

rm

12

2min

max

Organe de dislocat şi extras rădăcini

Pentru dislocarea şi scoaterea din sol a rădăcinilor de sfeclă (decoletate sau nedecoletate)se folosesc diverse organe de lucru. Acestea trebuie să îndeplinească următoarele funcţii:

- afânarea şi dislocarea stratului de sol în care se află rădăcinile;

- extragerea (scoaterea) rădăcinilor din sol;

- curăţirea parţială a rădăcinilor de pământ;

- transmiterea rădăcinilor către următoarele organe de lucru ale maşinii.

După modul cum execută procesul de lucru organele de dislocat şi extras rădăcini se împart în organe ce lucrează prin săpare, prin presare, prin presare şi tragere, etc.

După felulmontării şi acţionării lor, organele de dislocat şi extras rădăcini sunt fixe sau rigide, mobile sau antrenate (rotative, oscilante), respectiv combinate.

Organe de dislocat fixe: a- tip furcă; b- brăzdar tip ancoră; c- brăzdar tip patină; d- brăzdar plat

Organe de dislocat şi extras rădăcini cu discuri

Discurile pot fi pasive (libere pe ax), active (antrenate) sau combinate (un disc este pasiv iar celălalt activ). Discurile pot fi plate sau sferice şi pot avea la periferie tăiş neted sau crestat, respectiv fără tăiş continuu. Discurile se dispun înclinat atât faţă de direcţia de înaintare, cât şi faţă de verticală.

Organe de curăţire a rădăcinilor

Pentru îndepărtarea pământului şi a resturilor vegetale antrenate odată cu rădăcinile, maşinile sunt echipate cu organe speciale de curăţire. Acestea sunt de mai multe tipuri:

- transportoare-scuturătoare cu vergele;

- transportoare-curăţitoare cu vergele;

- transportoare-curăţitoare cu rozete;

- organe de curăţire cu valţuri, etc.

Transportoarele-scuturătoare cu vergele (grătare rulante) transportă şi scutură masa de material de pe ramura activă. Se dispun înclinate la un unghi de 30-380 şi au o viteză liniară de 1,2-1,5 m/s.

1- transportor-elevator cu vergele; 2- transportor superior; 3- reţinător complementar; 4- bare răzuitoare.

Transportoare-curăţitoare cu rozete

Organe de curăţire cu valţuri

a- valţuri cu acţiune longitudinală; b- valţuri cu acţiune tangenţial-axială