Leikkuupuimurit – lisää automaatiota ja IT-sovelluksia
Prof. agr. Thomas Rademacher, biotieteet ja tekniikka, teknillinen yliopisto Bingenissä, Saksassa
(DLG). Puimakasvien korjuutekniikoiden valmistajat ovat hakeneet Agritechnican innovaatioita ensisijaisesti automaatio- ja IT-sovellusten alalla. Puimureiden käyttö taloudellisen ja/tai teknisen suorituskyvyn rajalla esitellään lisää teknisiä ratkaisuja hävikinanturijärjestelmän kalibroimiseen. Painopiste on myös leikkuupuimurisarjoissa, jotka valmistetaan entistä johdonmukaisemmin modulaarisella periaatteella. mahdollistaen näin laajan tuotevalikoiman tarjoamisen. Täysin uusi leikkuupuimurisuunnittelu avaa uusia suorituskykyulottuvuuksia.
Jatkuva suuntaus kohti nauhaleikkausjärjestelmiä ja yksityiskohtaratkaisuja
Nykyiset yleiset olosuhteet pakottavat viljelijät kasvattamaan satoa eteläisemmiltä alueilta monipuolisemmilla viljelykierroilla. The suunnittelijat sadonkorjuukolmioiden ja leikkuupuimurivalmistajien erikoistuneet yritykset vastaavat tähän mukautetuilla malleilla. Hihnaleikkausjärjestelmät kasvattavat markkinaosuuttaan, koska ne on varustettu joustavilla teräpalkilla ja mukautuvat myös epätasaiseen maahan segmentoiduilla rungoilla, jotka ovat suorassa kulmassa ajosuuntaan nähden. Tämä vähentää noutohäviöitä erityisesti suurilla työleveyksillä ja leikatussa maastossa. Tämän edun intensiivisempään hyödyntämiseksi käytetään lisäpyöriä, jotka mukautuvat maahan kulkusuunnassa. Hihnaleikkuujärjestelmän kaltevuus säätyy siten automaattisesti käyttöolosuhteiden mukaan sadonkorjuun aikana.
Vaikka suurikasvuisia rypsilajikkeita kasvatetaan yhä vähemmän, rapsin luonne vaihtelee suuresti vuodenajan sään mukaan, joten keräilyhäviöitä voi silti tapahtua. Suunnittelijat vastustavat tätä yksityiskohtaisilla ratkaisuilla, kuten ohjaus- ja puristusruuveilla sekä profiloiduilla poikittaiskuljetinhihnoilla ja hihnaohjaimilla tiiviissä ohjauskiskoissa.
Leikkuujärjestelmän yksityiskohtia on parannettava, kun leikataan lähellä maan pintaa. Kuten korvanostimen liukupinta maan päällä, leikkuusormet on myös viistottu alapuolella, jotta leikkuu mahdollisimman vähän tukkeutumaan ja suuremmilla korjuusnopeuksilla mukautetulla leikkuujärjestelmällä kulkusuuntaan. Erityiset leikkuusormet ovat jopa säädettävissä ilman kärkeä kahdessa osassa leikkuuteriä vasten leikkausleikkauksen maksimoimiseksi.
Trendit puintissa ja erottelussa
Useat valmistajat esittelivät viime Agritechnikassa uusia huippuluokan leikkuupuimureita parannetulla puintiteholla. Puintitehokkuuden lisääminen edelleen vaatii erittäin suurta suunnittelutyötä, koska rakennusmäärä rajoittaa koon kasvua. Silloin myös koneen paino kasvaa, koska suurempi puinti- ja erottelutekniikoiden tuotto vaatii luonnollisesti enemmän moottorin tehoa ja siten järeämpiä voimansiirtoja. Huippumallit lähes 800 hv moottorilla saavuttavat yli 20 tonnin omapainon ilman sadonkorjuulaitetta. Maaperää suojaavat leveät tai kaksoispyörät ja puolitelat ovat siksi "pakollisia" näille koneille. Suuntaus kohti suurempia puintirummun ja aksiaaliroottorin halkaisijoita jatkuu. Pienet puimarummut, joiden halkaisija on alle 60 cm, hylätään yhä enemmän nielemiskyvyn lisäämiseksi. Myös kaksoisakseliroottoreilla varustetuissa leikkuupuimureissa niiden halkaisija on jopa yli 60 cm. Suurten puintitehojen saavuttamiseksi aksiaalipuinti- ja erotinroottoreita on myös laajennettu.
Uusi kehitys on aksiaaliroottori, jossa on vastakkaiseen suuntaan pyörivä aksiaalinen puinti- ja erotusroottori. Satovirta syötetään tangentiaalisesti roottoriin, joka jakaa sen molemmille puolille. Tämä säästää käyttövoimaa, koska satoa ei tarvitse ohjata aksiaaliseen viljavirtaukseen ruuvin muotoisen imualueen ja sopivan muotoisen kotelon kautta, kuten tavanomaisissa aksiaaliroottoripuimureissa. Suunnittelu mahdollistaa teknisen puintitehokkuuden lisäämisen tunnettuja mittoja pidemmälle. Tämä puimuri on erittäin lyhyt ja asennettu poikittain kuljetusajoneuvoon, joka kulkee pituussuunnassa kuljetuksen aikana. Kuljetusajoneuvo on johdonmukaisesti suunniteltu hallitun liikenteen viljelyyn 12 metrin vuodemitalla. Se on myös suunniteltu johdonmukaisesti vaihtoehtoisiin ajotekniikoihin ja täysin automaattiseen käyttöön. Tämän seurauksena kokonaiskonsepti voidaan arvioida resursseja säästäväksi.
Tieto- ja ohjausteknologian suuntaukset
Sadonkorjuun puinti- ja ohjausteknologiat ovat yhä monimutkaisempia. Toisaalta konepohjaista älykkyyttä kehitetään edelleen ohjausteknologioiden muodossa. Näitä ovat ensimmäistä kertaa automaattinen silppuriyksikkö ja automaattinen silppuavien materiaalien levittäjä. Automaattisissa silppuriyksiköissä asetetaan oikea kelan asento ja leikkuupöydän pituus, jotta leikkuujärjestelmässä saadaan aikaan mahdollisimman tasainen viljavirtaus, joka vaikuttaa positiivisesti puintitehoon. Skanneri tallentaa puitetun sadon geometrian asettaakseen kelan asianmukaisesti. Etukulkusäätimen kerrospaksuusanturi havaitsee myös sadon virtauksen epäsäännöllisyydet. Kun satovirran kerrospaksuus on tasaisin, leikkuupöydän pituus on sopiva.
Silpputun materiaalin sivuttaisjakauma koko työleveydellä mitataan nyt myös suoraan laserantureilla. Jos silppuavien materiaalien jakautuminen ei vastaa asetettua arvoa, molemmin puolin jakoroottoreiden heittonopeutta säädetään toisistaan riippumatta, kunnes silppuaminen on jälleen jakautunut tasaisesti.
Viljahäviöiden mittausmenetelmät ovat kiitettävää. Varsinkin suurissa puimureissa häviötunnistimien kalibrointi on yhä tärkeämpää, jotta varmistetaan, että automaattiset säätimet toimivat suunnitelman mukaisesti. Lisäksi sadonkorjuu agronomisesti määritellyllä tai teknisesti tai taloudellisesti määrätyllä tehorajalla on näissä puimureissa erityisen tärkeää, koska suurien työleveyksien puimureiden todelliset viljahäviöt ovat yleensä yliarvioituja. Ja tämä heikentää puimurin taloudellista tehokkuutta.
Tavallisten suljinjärjestelmien lisäksi on kehitetty myös kuvankäsittelytekniikoita yksinkertaiseen rakehäviön määritykseen. Maassa makaavat hävikkijyvät valokuvataan, kuvankäsittelytekniikka tunnistaa jyvien määrän pinta-alayksikköä kohti ja siihen liittyvä sovellus laskee viljahäviön määrän syöttäessään leikkuupuimurin tekniset tiedot ja sadon. Joka tapauksessa tämä tekniikka lupaa korkeamman tarkkuuden kuin tavallinen vapaapuhallus ja viljahäviöiden arviointi. Näiden digitaalisten viljahäviön määritysmenetelmien vakiintuminen markkinoille riippuu niiden mittaustarkkuudesta, erityisesti rehukoneen käytössä. Skannattu alue, joka on liian pieni tarkkaan mittaukseen, voidaan kompensoida usealla skannauksella. Digitaaliset menetelmät viljahäviöiden määrittämiseen puimurin puintivaiheessa ovat käyttäjäystävällisiä yhtä paljon kuin lannoitteen levityksen sivuttaisjakauman määrittämisessä käytettävät menetelmät ja vaativat vain vähän vaivaa – niiden toteutusmahdollisuudet ovat siis hyvät.
Myös älypuhelimiin perustuvat järjestelmät hyödyntävät ihmisten muuttunutta tiedonkeruukäyttäytymistä. Jos puimurin käytön tai säädön aikana ilmenee ongelmia, tarvittavat tiedot voidaan ladata ohjauspäätteen näytöltä skannaamalla QR-koodi. Tällä menetelmällä, joka periaatteessa ei ole uusi, mutta käyttäjäystävällinen, saadaan nopeasti apua valmistajalta puimurin oikeaan käyttöön.
Olkiakanoiden hoidon suuntaukset
Suurien, yli 10 metrin työleveyksillä varustettujen puimureiden käyttöön liittyy usein suunnitteluhaasteita silppuamis- ja levitystekniikoiden rakentamisessa. Täällä ns. radiaalijakelijat ovat vakiinnutuneet, ei kuitenkaan maailmanlaajuisesti, sillä pilkkomisen ja levittämisen vaatimukset vaihtelevat suuresti viljelytavasta ja puitusta sadosta riippuen.
Kuivilla alueilla, joilla on runsaasti herbisideille vastustuskykyisiä rikkakasveja, jauhemyllyt rakennetaan leikkuupuimureihin tuhoamaan puhdistusjätteet ja niiden mukana rikkakasvien siemenet. Tällaiset siemenhävittäjät ovat pohjimmiltaan korkean käyttötehon vaativia vasaramyllyjä, joita esiteltiin jo Agritechnicassa. Uudet suunnittelulähestymistavat keskittyvät pääasiassa pienempään tehotarpeeseen ja kompaktiin rakenteeseen, joka mahdollistaa kaikkien puimurin toimintojen säilyttämisen, sekä leikkuujärjestelmän vaunun kytkemiseen. Ulkomailla nämä tekniikat voivat tuhota noin 80 % rikkakasvien siemenistä.
Keski-Euroopan sadonkorjuuolosuhteissa kuitenkin noin 80 % nurmikon siemenistä (kettunhäntä, tuulivarsi) on pudonnut jo puitetun sadon korjuuhetkellä. Lisäksi suuremmat olkimassat korjataan korkeammalla vesipitoisuudella, mikä tarkoittaa, että myös rikkakasvien siemeniä säilyy oljessa edelleen. Luonnolliset olosuhteet rikkakasvien siementen mekaanisen tuhoamisen teknologialle ovat siksi täysin erilaiset kuin ulkomailla. Tämä tarkoittaa, että tällaisen järjestelmän hyötysuhde, jonka käyttötehotarve on n. 70-130 kW ei riitä.
Trendit kaikille leikkuupuimureille
Leikkuupuimureiden tehon kasvaessa asetusten optimoinnilla ja anturitekniikan säädöllä on entistä tärkeämpi rooli, sillä virheelliset asetukset isoissa koneissa aiheuttavat suhteellisesti suurempia taloudellisia vahinkoja kuin pienissä koneissa. Tästä syystä valmistajat jatkavat säätö- ja muiden ohjaustekniikoiden kehittämistä. Puintisuorituksen lisäksi työn laadulla on yhä tärkeämpi rooli. Esimerkiksi kuivina vuosina 2018–2020 painopiste oli jyvien halkeilussa. Valmistajien markkinointiosastot mainostavat aksiaaliroottoripuimureja, joissa on järjestelmään liittyvä pienempi jyväsäröilyn riski, erityisen parempana kuin tangentiaalisilla puintiyksiköillä varustettuja puimureita.
Työn laatua arvioitaessa ei kuitenkaan tarvitse ottaa huomioon pelkästään maatalouskauppiaiden vähennysluetteloita ja heidän näyteanalyysimenetelmiään. Myös puimurin satovirrat on arvioitava objektiivisesti. Säröillyn viljan osuus viljahäviöistä on usein täysin yliarvioitu. Kaikki sovellukset eivät heijasta tarkasti sitä, mitä puimurissa ja sen ympäristössä tapahtuu. Muut tieteelliset havainnot otetaan huomioon täällä tulevaisuudessa. Tosiasia on ja pysyy: Jokaisella puinti- ja erottelujärjestelmällä on erityisiä etuja ja haittoja, ja jokainen valmistaja tarjoaa sopivia laitevaihtoehtoja ja älykkäitä ohjaustekniikoita eri markkinoille. Muuten kaikki leikkuupuimurit eivät soveltuisi maailmanlaajuiseen käyttöön eivätkä siten olisi myyntikelpoisia.
Yhteenveto: Puimakasvien korjuutekniikoiden valmistajat ovat toimittaneet suuren joukon innovaatioita puimakasvien korjuusegmentissä. Maailmanlaajuinen trendi nauhaleikkausjärjestelmissä ja -tekniikoissa, joilla sadonkorjuukoneet voidaan mukauttaa monenlaisiin olosuhteisiin, jatkuu. Kansainvälisesti tuotteitaan markkinoivien valmistajien nauhaleikkausjärjestelmät eurooppalaistuvat yhä enemmän. Tämän seurauksena viljelijöiden ja urakoitsijoiden valinnanvara kasvaa.
Tämä pätee myös leikkuupuimurisarjoihin, joita valmistetaan yhä johdonmukaisemmin modulaarisella periaatteella ja mahdollistavat siten erittäin suuren valikoiman laitevaihtoehtoja, eli tarjoavat laajan tuotevalikoiman. Rakennusmäärien rajoituksista huolimatta puintituotot ovat nousussa. Ohjaustekniikat, nyt myös sadonkorjuupäässä, parantavat sadon virtauksen tasaisuutta ja parantavat siten sadonkorjuutehoa. Silputun oljen tarkka sivuttainen jakautuminen mitataan suoraan tärkeänä rakennuspalikkana kasvintuotantoprosessissa ja mukautetaan ulkoisiin olosuhteisiin.
Hiljattain suunniteltu leikkuupuimuri kantaja-ajoneuvossa avaa uuden askeleen kohti parempaa puintitehoa ja samalla lisää energiatehokkuutta. Tämä tulevaisuuden prosessiteknologioihin ja vaihtoehtoisiin energiamuotoihin suunniteltu kokonaiskonsepti, jota voidaan käyttää sekä manuaalisesti että itsenäisesti, edustaa paradigman muutosta koko maatalousprosessitekniikan alueella.
Yhteenveto
Innovaatiot edustavat tämänhetkisiä ja pitkän aikavälin trendejä ja monia innovaatioita leikkuupuimurin ympärillä – joten asiat jatkuvat jännittävänä. Pääpuimakasvien nykyinen markkina- ja hintatilanne tarkoittaa, että suuria tuloja on edelleen odotettavissa, mutta maatilan tuotantopanosten hintatilanne ja niiden saatavuus vaikuttavat viljelijöiden ja urakoitsijoiden investointihalukkuuteen tuotevalikoimaa voimakkaammin. laitevalmistajien tarjoamat.