Úvod / Pôdohospodárstvo podľa tém / Stroje a zariadenia / Rôzne

Čelné nakladače ako súčasť výbavy traktorov

14-06-2022
S použitím dostupných zdrojov spracoval: doc. Ing. Jozef Ďuďák, CSc. | jozef.dudak@uniag.sk
Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre

Žiadny poľnohospodársky podnik, ani ten najmenší hospodár, sa nezaobíde bez vhodného nakladača. Väčší podnikatelia volia pre hlavnú časť manipulačných prác výkonné stroje v podobe manipulátorov, alebo čelných kolesových (kĺbových) nakladačov. Pre doplnkové práce a pre menších poľnohospodárov sú vhodným riešením aj kombinácie traktora s čelným nakladačom. Pri voľbe tohto prídavného zariadenia je potrebné vziať do úvahy niekoľko aspektov, ktoré prevádzku traktora s nakladačom ovplyvňujú a zároveň často tiež limitujú.

Jednou z často využívaných možností rozšírenia využitia poľnohospodárskych kolesových traktorov je ich osadenie čelnými nakladačmi. Trendom, ktorý je možné pozorovať v súčasnej dobe, je možnosť objednania traktora osadeného čelným nakladačom už priamo z výroby. V takom prípade ide o nakladače vlastnej konštrukcie, alebo o konkrétnu dohodu medzi výrobcom traktorov a výrobcom čelných nakladačov. Potom sa nakladače najčastejšie renomovaných výrobcov dodávajú pod značkou výrobcu traktorov.

Podobne je možné z traktorového výrobného závodu dodať iba tzv. konzolu určenú pre montáž nakladača. Veľa užívateľov preferuje dodanie nakladača pod značkou výrobcu nakladača. Túto možnosť volia aj tí, ktorí chcú namontovať nakladač na traktor, ktorý už prevádzkujú.

Na aké traktory sú ponúkané čelné nakladače?

Ak sa pozrieme na štruktúru traktorov, ktoré pracujú s čelnými nakladačmi, prevažujú najmä farmárske modely, prípadne traktory kategórie 74 až 110 kW (100 až 150 k), a to s ohľadom na vykonávanie prác v areáloch poľnohospodárskych podnikov a tiež vzhľadom na skutočnosť, že takéto modely predstavujú buď traktory určené na živočíšnu výrobu, alebo plnia úlohu traktora pre univerzálne nasadenie. Renomovaní výrobcovia čelných nakladačov ponúkajú aj modely vhodné pre traktory s výkonmi nad 147 kW (200 k), ktoré sa uplatňujú pri ťažkej manipulácii s materiálom, nakladaní výkonných dopravných prostriedkov či rozhadzovačov organických hnojív. V neposlednom rade plnia čelné nakladače funkciu tzv. vysokých rampovačov, ako súčasť prevedenia lesných traktorov a špeciálov.

Základné konštrukčné prvky nakladača

Čelné traktorové nakladače sa skladajú z niekoľkých konštrukčných prvkov. Ide predovšetkým o konzolu určenú na agregáciu výložníka spolu so samotným traktorom, samotný výložník, hydraulické a ovládacie prvky a príslušenstvo.

Konzola je tá časť nakladača, ktorá sa po namontovaní stane pevnou súčasťou traktora a ktorá na ňom zostáva aj keď výložník odstavíte. Na každý model a často typ a niekedy dokonca na výrobné číslo môže byť konzola odlišná.

Konzola sa skladá z viacerých častí – pravej a ľavej upínacej konzoly a rôznych prepojení a výstuh, ktoré sa naskrutkujú na nosné časti traktora. Pri konzolách pre traktory bezrámovej konštrukcie je dôležité, aby ich súčasťou bolo prepojenie na zadnú nápravu traktora. Výberu vhodného riešenia konzoly sa oplatí venovať čas a zistiť či neprekrýva niektorý prvok dennej údržby. Bolo by zlé namontovať na traktor nakladač, ktorý by obmedzil prístup k jednotlivým bodom dennej údržby.

Spojenie konzoly s výložníkom je taktiež veľmi dôležitým bodom pri rozhodovaní o nákupe. Hneď na začiatku si treba uvedomiť, koľko percent z celkového času práce traktora bude zaberať činnosť s nakladačom. Pokiaľ tej práce nebude toľko, je výhodné, aby šiel výložník z traktora jednoducho a hlavne rýchlo odpojiť. Pre traktor je určite lepšie, pokiaľ sa nakladač nevozí bez využitia. Všetky firmy vedia ponúknuť zákazníkovi systémy rýchloupínania, ale sú určité rozdiely medzi jednotlivými nakladačmi. Pokiaľ nepôjde nakladač odpojiť ľahko, rýchlo a bez problémov, nebude nikto nakladač odpájať a traktor bude zbytočne zaťažovaný.

Hlavnú pracovnú časť nakladača predstavuje výložník. Ide o zvarenec oceľových profilov. Tvary profilov a rôzne konštrukčné riešenia, umiestnenie zvarov, riešenie výstuh a uloženie čapov otočných bodov určujú rozdiely medzi jednotlivými značkami čelných traktorových nakladačov. Výložník je zároveň tá najviditeľnejšia časť čelného nakladača, pri jeho výbere sa väčšinou sústredíme na jeho vlastnosti. Veľkosťou a konštrukciou výložníka sú dané rozdiely vo výškovom dosahu a nosnosti nakladačov.

Výložník je na konci osadený upínacím zariadením, ktoré slúži na agregáciu pracovného náradia (adaptérov). Okrem týchto základných prvkov je súčasťou nakladača aj prepojenie s hydraulickým systémom traktora, ktoré predurčuje systém ovládania a počet hydraulických funkcií. Prevedenie nakladača a hydraulického systému rozhoduje aj o počte tzv. hydraulických funkcií nakladača. Okrem vyššie uvedených základných prvkov súvisí s konštrukciou nakladača aj rôzne príslušenstvo.

Voľba príslušnej konzoly a výložníka závisí od niekoľkých základných faktorov, najmä výkonu traktora, jeho stavbe a zásadný význam má aj samotná motorizácia a príslušenstvo traktora. S dĺžkou konzoly a jej prípojných prvkov súvisí dĺžka motorového priestoru, je logické, že s inou dĺžkou konzoly pracujeme pri štvorvalcovom motore a inú budeme voliť pri šesťvalcovom agregáte.

Pracovná hydraulika nakladača

V súvislosti s pripájaním ako aj odpájaním výložníka nakladača od konzoly má zmysel venovať pozornosť aj riešeniu pracovnej hydrauliky nakladača. Rýchloupínanie nakladača býva doplnené rýchlym prepojením hadíc hydrauliky vo forme združenej rýchlospojky, ktorá združuje niekoľko rýchlospojok a elektrických zásuviek. Jedným pohybom je možné prepojiť všetky potrebné okruhy hydrauliky a elektriky. Pokiaľ sa uvažuje o častejšom odpájaní a opätovnom pripájaní nakladača, určite sa združená rýchlospojka oplatí, práca s hadicami je potom jednoduchšia. Oveľa lepšie sa tiež udržuje čistota rýchlospojok a tým aj čistota hydraulického oleja.

Pracovná hydraulika nakladača býva prepojená s hydraulikou traktora, tlakový olej teda nakladaču dodáva hydraulické čerpadlo traktora. Tlakový olej je odoberaný z čerpadla a smeruje k rozvádzaču nakladača, ktorý olej rozvádza do potrebných piestov. Väčšinou býva hlavný rozvádzač dvojokruhový, tzn., že ovláda zdvíhanie či spúšťanie a zaklápanie či vyklápanie. Ďalšie funkcie, ako napríklad zatváranie či otváranie klieští (vidlí) na hnoj, poprípade štvrté funkcie sú vetvené pomocou dodatočného elektricky ovládaného rozvádzača až na výložníku.

Paralelogram – dôležité zariadenie nakladača

Paralelogram je zariadenie nakladača, ktoré pri zdvíhaní udržuje náradie (paletizačné vidly, lopatu) neustále v rovnobežnej polohe s podložkou. Keby paralelogram nebol a obsluha by zdvíhala lopatu plnú obilia, začalo by obilie v priebehu zdvíhania prepadávať cez zadnú hranu lopaty. Naopak, ak by obsluha takmer v maximálnom dosahu nakladača nabrala paletu na paletizačné vidly a začala ju spúšťať dole, paleta by sa z vidlí zošmykla. Preto je paraleogram neoceniteľným pomocníkom. Samozrejme, že sú aj práce, pri ktorých paraleogram nie je až tak potrebný, napríklad pri práci v lese s drevom (kladami), alebo pri zvoze balíkov slamy.

Spôsoby ako samočinne vyrovnávať náradie počas zdvíhacej operácie sú dva. Najčastejšie je používaná mechanická cesta, čiže mechanický paralelogram. Výhodou je jeho jednoduchosť a nevýhodou pomerne veľký počet čapov, ktoré budú počas používania skôr či neskôr vyžadovať výmenu.

Druhým variantom je paralelogram hydraulický, ktorý na vyrovnávanie adaptéra používa dodatočné kompenzačné valce, ktoré sú prepojené s valcami zaklápania/vyklápania adaptéra. Výhodou systému je skutočnosť že bremeno, ktorým je adaptér zaťažený pomáha nakladaču so zdvíhaním sama seba. Nevýhodou potom môže byť cena a tiež zložitosť systému.

Možnosti ovládania čelného nakladača

Ovládanie čelného nakladača zdá sa na prvý pohľad jasné a jednoduché. V kabíne traktora je umiestnený joystick, ktorým obsluha, rovnako ako u iných nakladačov, prácu stroja ovláda. Zjednodušene je to tak, avšak na získanie hlbšieho prehľadu môžeme spôsoby ovládania rozdeliť nasledovne:

  • Ovládanie pomocou krížovej páky (joysticku) zabudovanej do kabíny výrobcom traktora – tento spôsob dosiahol rozmach až v posledných rokoch. Zákazník, ktorý uvažuje o využití traktora s čelným nakladačom si objedná v rámci špecifikácie traktora krížovú páku s potrebným počtom blokov rozvádzača. Väčšinou elektronický joystick je potom integrovaný do interiéru traktora a býva ergonomicky umiestnený. Pripojenie vlastného nakladača je potom veľmi jednoduché, pri montáži technici iba pripoja hadice k rozvádzaču traktora. Ďalšou výhodou môže byť nižšia cena nakladača, pretože už nie je potrebné kupovať hydraulický rozvádzač.
  • Ovládanie pomocou mechanického joysticku – ide o najbežnejšie využívaný spôsob ovládania čelného nakladača na starších traktoroch. Tento variant sa skladá z krížovej páky, lanovodov a rozvádzača. Pri montáži pripoja technici k rozvádzaču prívod tlakového oleja, ktorý je distribuovaný na základe pohybu joysticku prenášaného na rozvádzač lanovodmi. Tretia a všetky ďalšie funkcie nakladača potom bývajú vetvené pomocou elektricky ovládaného doplnkového rozvádzača. To znamená, že ak bude obsluha chcieť napríklad stlačiť balík kliešťami na balíky, stlačí na joysticku tlačidlo a nakloní páku ako pri zaklápaní adaptéra. Ovládacia sila mechanického joysticku s lanovodmi sa pohybuje v závislosti na ich dĺžke okolo 70 N. Výhodou tohto variantu je jeho cena, nevýhodou potom nutnosť údržby lanovodov a niekedy aj necitlivé umiestnenie krížovej páky do kabíny traktora.
  • Ovládanie hydraulické nízkotlakové – pri tomto variante je hlavný rozvádzač nakladača ovládaný pomocou nízkotlakového rozvádzača umiestneného priamo na krížovej páke. Do kabíny traktora potom vedie zväzok tenkých hydraulických hadíc. Aj keď výrobcovia hovoria o vyššom komforte ovládania nakladača, zatiaľ sa príliš nerozšíril. Možno preto, že práve zväzok aj keď tenkých hydraulických hadíc je limitujúcim prvkom pre umiestnenie joysticku. Ovládacia sila potrebná pre ovládanie hydraulického joysticku je do 10 N.
  • Ovládanie elektronické – ide vlastne o zhodné ovládanie ako pomocou krížovej páky (joysticku) zabudovanej do kabíny výrobcom traktora s tým rozdielom, že je elektronický joystick spolu s elektronickým rozvádzačom namontovaný do traktora až dodatočne. Medzi joystickom a rozvádzačom potom vedie iba zväzok káblov. O ergonomike umiestnenia krížovej páky rozhodujú montážni technici a dá sa povedať, že aj výrobcovia traktorov, pokiaľ už pri konštrukcii mysleli na možný prídavný joystick a pripravili pre vhodné miesto na jeho uchytenie. Výhodou tohto riešenia je vysoký komfort ovládania (ovládacia sila je minimálna) spolu s možnosťou mnohých nadštandardných funkcií, nevýhodou je vyššia cena.

Moderné prvky výbavy čelného nakladača

Každý nakladač je možné dovybaviť rôznymi doplnkovými funkciami, ktoré spríjemňujú ich používanie. Jednoznačne najrozšírenejšou doplnkovou výbavou je odpruženie čelného nakladača. Princíp odpruženia je jednoduchý do hydraulického okruhu hlavných zdvíhacích valcov je vložený akumulátor, ktorý absorbuje rázy vzniknuté pri pohybe traktora. Odpruženie je možné samozrejme vypnúť, pretože nie pri všetkých prácach je výhodné. Iste ho oceníte pri prejazdoch, pri presnej práci s paletami je však lepšie odpruženie deaktivovať.

Ďalším vhodným prvkom výbavy nakladača je hydraulické zaistenie a odistenie náradia. To sa uplatní pri častej výmene náradia (adaptérov) bez potreby opustenia kabíny traktora. Je to samozrejme možné pomocou hydraulicky ovládaného mechanizmu zaisťovania a odisťovania náradia, ale rozšírenosť tohto systému nie je veľká. Dôvodom môže byť skutočnosť, že málokto mení medzi sebou adaptéry bez tretej funkcie a pokiaľ je potrebné zapojiť či odpojiť hydraulické hadice, vtedy obsluha musí vystúpiť von z traktora.. Výrobcovia nakladačov sú však pripravení ponúknuť zákazníkovi aj možnosť automatického pripojenia a prepojenia nakladača s adaptérom vrátane hydraulických a elektrických funkcií bez nutnosti opustiť miesto vodiča. Tento komfort si však dajú náležite zaplatiť a tak ich medzi užívateľmi čelných nakladačov viac tých, ktorí vystúpia z kabíny, pripoja adaptér a ešte vykonajú vizuálnu kontrolu celého stroja.

V posledných rokoch sa na trhu s čelnými nakladačmi objavuje stále častejšie požiadavka na možnosť váženia naloženého materiálu. Dôvodom môže byť prehľad o množstve vyskladneného materiálu alebo presnosť pri dávkovaní krmív. Niektorí výrobcovia na tieto požiadavky už zareagovali a svojim zákazníkom systém váženia môžu ponúknuť.
Ďalšie funkcie pripravené uľahčiť obsluhe prácu sú umožnené vďaka nástupu elektronických riadiacich prvkov do ovládania nakladačov. Elektronický modul v zásade umožňuje naprogramovať neobmedzené množstvo možností.

Záver

Čelné traktorové nakladače predstavujú jednu z možností manipulácie s materiálom v poľnohospodárstve a hlavne pre menších farmárov môžu byť veľkými pomocníkmi. Ako vhodný doplnok výbavy umožňujú čelné nakladače širšie možnosti využitia traktorov v poľnohospodárstve. V súčasnosti už takmer všetci výrobcovia traktorov počítajú s možnosťou vybavenia svojich strojov čelnými nakladačmi. S tým je kalkulované ako pri konštrukcii traktora (dostatočná tuhosť a únosnosť najmä prednej nápravy), tak pri montáži a uložení jednotlivých uzlov a prípojok potrebných na činnosť čelného nakladača (napojenie na hydraulický systém traktora). Súčasná ponuka čelných traktorových nakladačov a ich príslušenstva je skutočne veľmi široká a nie je vôbec jednoduché sa v nej zorientovať.