Úvod / Informácie / Stroje a zariadenia / Príprava pôdy a pestovanie plodín

Radlicové pluhy a trendy ich vývoja

19-11-2018
S použitím dostupných zdrojov spracoval: doc. Ing. Jozef Ďuďák, CSc. | jozef.dudak@uniag.sk
Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre

Napriek rôznym moderným trendom v oblasti pestovania rastlín na ornej pôde (minimalizačným a pôdoochranným technológiám), prevažujúcou skupinou technológií obrábania pôdy stále zostávajú technológie konvenčné, ktorých základom je kvalitne vykonaná orba. Konvenčné technológie obrábania pôdy v našich podmienkach zatiaľ stále ešte poskytujú väčšiu univerzálnosť a istotu hospodárenia.

Vo všeobecnosti sa uvádza, že použitie pluhu má význam predovšetkým pri odstraňovaní zaburinenia pozemkov a z fytosanitárnych dôvodov. Jeho použitím sa čiastočne eliminujú aj nedostatky vo výžive a ochrane rastlín, avšak na úkor vyšších vstupov energie (predovšetkým vo forme spotrebovanej nafty) a spotreby ľudskej práce. Kvalitná orba má veľký vplyv na tvorbu celého súboru pôdnych vlastností, ktoré v konečnom dôsledku ovplyvňujú úrodnosť pôdy, takže vo väčšine pestovateľských systémov je svojim spôsobom orba stále nenahraditeľná.

Jednou z podmienok pre dosiahnutie vysokej kvality orby je použitie vhodného pluhu. Výrobcovia poľnohospodárskej techniky sú si toho vedomí, a preto aj v oblasti techniky na základné obrábanie pôdy, do ktorej pluhy patria, sa snažia poľnohospodárom ponúkať moderné a pokrokové stroje. Mnohé konštrukčné riešenia pluhov dnes predstavujú skutočne vrchol majstrovstva a technickej zdatnosti svojich konštruktérov. Na trhu sú pluhy s elektronickými systémami nastavovania a ovládania, pri práci s ktorými rozhodujúcu úlohu preberá na seba riadiaca elektronika. Najviac opotrebovávané časti pluhov sú vyrábané z kvalitných materiálov, zjednodušuje sa systém výmeny (opravy) opotrebených prvkov.

Praktici vedia, že kvalita orby je ovplyvňovaná hlavne hĺbkou orby a šírkou pracovného záberu orbového telesa (tzv. orbový pomer). Z tohto pohľadu sa preto ako vhodné javia pluhy s plynulou zmenou šírky pracovného záberu (systém vario). Taktiež pri práci na členitých pozemkoch je zmena pracovného záberu pluhu výhodná, podobne ako aj pri práci pluhu na svahu.

Používanie výkonných traktorov pri práci s pluhom a jazde kolesami v brázde sa stalo v posledných rokoch jedným z diskutovaných problémov. Dôvodom na diskusie je utláčanie steny brázdy väčšinou širšou pneumatikou ako je šírka záberu orbového telesa. Niektorí výrobcovia preto ponúkajú pluhy so špeciálnym tvarom odhrňovačky (kosoštvorcový tvar, tzv. Rauten systém), umožňujúcim vytvárať stenu brázdy nie kolmú, ale s vybraním smerom do nezoraného záhonu, čím sa pre pneumatiku traktora vytvára väčší priestor. Iní výrobcovia v konštrukcii návesných pluhov s väčším počtom orbových telies riešia použitie pluhu aj pri tzv. on - land orbe, kde sa na ich ťahanie osvedčujú pásové, alebo polopásové traktory, alebo kolesové traktory so širšími pneumatikami jazdiace po nezoranej časti záhonu. Ponúkané sú aj riešenia, pri ktorých je pluh rozdelený na tlačenú a ťahanú časť, medzi ktorými je umiestnený traktor.

Pozornosť, ktorú vývoju konštrukčného riešenia pluhov venujú jednotliví výrobcovia skutočne svedčí o tom, že aspoň oni považujú za potrebné pluhy vyrábať, aj keď ani vo výskumnej sfére, no ani v poľnohospodárskej praxi nie sú jednotné názory na to, či aj v ďalších rokoch bude alebo nebude orba potrebná pracovná operácia. Osobne som toho názoru, že orať sa bude stále, aj keď možno na menšej výmere ako dnes. Nakoniec aj z prehľadu obnovy strojov v poľnohospodárskych podnikoch za posledné roky (podľa údajov Zelenej správy) je zrejmé, že pluhy sa priebežne nakupujú a dokonca aj ich celkový počet sa priebežne zvyšuje, aj sumárna výkonnosť pluhov je vyššia, nakoľko sa nakupujú najmä pluhy s väčším pracovným záberom pre výkonnejšie traktory.

Ako už bolo uvedené, pluh je v mnohých poľnohospodárskych podnikoch ešte stále najdôležitejšie náradie na základnú prípravu pôdy. Každý poľnohospodár zvažuje pri obstaraní tohto náradia mnoho nových technológií, ktoré boli použité pri jeho konštrukcii. Pri dnešných požiadavkách na vyšší výkon traktora, ako aj výkonnosť traktorovej súpravy pri orbe, sa očakáva aj bezpečnejšia a hlavne rýchlejšia práca než v nedávnych časoch. To kladie prísnejšie požiadavky na rôzne zariadenia, zvlášť na bezpečnostné systémy slúžiace pre ochranu traktora, pluhu a vodiča pred nebezpečenstvom, ktoré môžu predstavovať rôzne prekážky v pôde.

Systémy istenia orbových telies proti preťaženiu

Istenie orbových telies proti preťaženiu v ťažkých podmienkach a v kamenistých pôdach je v dnešnej dobe naozaj veľmi prepracované. Mnohé firmy ponúkajú hneď viacej verzií riešenia spôsobov istenia. Od najjednoduchšieho a tiež lacnejšieho, až po prepracované systémy, ktoré šetria čas, sú konštrukčne náročnejšie, ale tiež aj drahšie pre používateľa. Veľmi špecifické je ich použitie v rôznych podmienkach, a preto sa často uplatňujú skúšky systému priamo u zákazníka, a tým sa dá zložiť pluh čo najideálnejší do podmienok, v ktorých bude neskôr pracovať.

Účelom systémov istenia (poistných zariadení pluhov) je zabrániť poškodeniu orbového telesa, prípadne aj rámu pluhu. K isteniu orbových telies  sa používajú poistné systémy mechanické (strižné, pružinové, pákové a trecie), hydraulické a pneumatické. Predradličky, krájadlá a podryváky sa spravidla neistia.

Strižné poistné systémy sú riešené tak, že stĺpik orbového telesa je spojený s rámom pluhu dvomi skrutkami, z ktorých jedna má driek v dvoch miestach zoslabený vrubmi (zápichmi). Pri narazení orbového telesa na prekážku sa poistná skrutka v mieste zoslabenia prestrihne  a dôjde k pootočeniu orbového telesa okolo druhej skrutky (orbové teleso sa vyhĺbi). Po prejdení prekážky musí traktorista vyhĺbiť (nadvihnúť) celý pluh, teleso vrátiť do pôvodnej polohy a namontovať novú strižnú skrutku. Nevýhodou tohto riešenia je veľká spotreba strižných skrutiek v kamenitých pôdach a hlavne stratové časy spojené s montážou nových skrutiek.

Pružinové poistné systémy môžu mať pružiny oceľové špirálové, prípadne listové. Často sa využívajú aj pružiny gumové podobné silentblokom. Tieto poistné systémy sa navzájom líšia pákovou konštrukciou, ktorá umožňuje použitie pružiny pre oveľa väčšie sily pôsobiace na orbové teleso, než ako je schopná vyvinúť samotná pružina.

Hydraulické poistné systémy využívajú ako poistky jednočinné hydraulické valce pripojené piestnicou k stĺpiku a valcom k rámu pluhu. Jednočinné hydraulické valce sú napojené na vonkajší okruh hydraulického zariadenia traktora, alebo na samostatný uzatvorený hydraulický okruh. Podľa toho ich môžeme rozdeliť na hydraulické a hydraulicko-pneumatické. Hydraulicko-pneumatická sústava je zložená z hydraulického akumulátora, spätného ventilu, jednočinných hydraulických valcov, z centrálnej tlakovej trubky a spojovacích tlakových hadíc. Hydraulický akumulátor je tlaková nádoba s gumovým vakom naplneným dusíkom o tlaku 4,5 MPa, ktorý plní funkciu pneumatickej pružiny. Pri narazení na prekážku sa orbové teleso so stĺpikom nadvihne, piest sa zasunie do valca a vytlačí olej hadicami centrálnou tlakovou trubkou do hydraulického akumulátora, v ktorom sa stlačí gumový vak s dusíkom. Po prekonaní prekážky sa vplyvom tlaku dusíka na stenu vaku olej vráti do hydraulického valca a orbové teleso sa automaticky zahĺbi.

Aké istenie orbových telies ponúkajú jednotliví výrobcovia pluhov, skúsime popísať v krátkom prehľade.

NON-STOP poistný systém pluhov OPaLL-AGRI

Orbové telesá na pluhoch vyrábaných českým výrobcom sú pred preťažením, alebo priamo poškodením spôsobeným prekážkou v pôde chránené NON-STOP pružinovým mechanizmom a proti zaseknutiu orbového telesa (napr. pod veľký kameň) strižnou poistkou. Pružinový mechanizmus umožní pri nabehnutí na pevnú prekážku v pôde vyhĺbenie orbového telesa a po prekonaní prekážky samočinné zahĺbenie telesa späť do pôvodnej polohy. Poistku proti zaseknutiu predstavuje strižná skrutka. V závislosti od stavu pôdy (ťažká alebo ľahká pôda) sa musia pružiny viac alebo menej predopnúť prostredníctvom nastavovacích skrutiek a to tak, aby pružinový mechanizmus pracoval len pri náraze na prekážku.

Auto-reset poistný systém pluhov Kverneland

Firma Kverneland ponúka systém istenia radlíc proti preťaženiu pod označením Auto-reset. Tento spôsob istenia je veľmi praktický s pohľadu spoľahlivosti a nárokov na údržbu v kamenitých pôdach. Jednoduchý systém viaclistových pružín dovoľuje orbovým telesám nadvihnúť sa nad kamene a iné pevné predmety v zemi plynulým a účinným spôsobom. Tým sa zabráni neočakávaným nárazom a možnému poškodeniu. Akonáhle je prekážka prekonaná, vráti sa orbové teleso automaticky do nastavenej hĺbky orby.

Tento spôsob istenia proti prekážkam v pôde je považovaný za najjednoduchší a najefektívnejší ochranný systém na trhu. Vyznačuje sa jednoduchou robustnou konštrukciou, kde je veľmi málo pohyblivých častí. Veľkou výhodou je individuálne odpruženie jednotlivých radlíc nezávisle od seba. To znamená, že viacej radlíc môže byť uvoľnených v rovnakom čase a stále s rovnakou istiacou charakteristikou. Auto-Reset systém firmy Kverneland sa môže prispôsobovať meniacim sa pôdnym podmienkam a to pridávaním listových pružín. Tento mechanický spôsob istenia nevyžaduje žiadnu údržbu vďaka použitiu tepelne spracovaných materiálov rovnako tak, ako na celom pluhu.

Obr. 1 a 2

Obr. 1: Orbové telesá na pluhoch OPaLL-AGRI sú pred preťažením chránené NON-STOP pružinovým mechanizmom a strižnou poistkou Obr. 2: Kverneland Auto-reset poistný systém je jednoduchý systém viaclistových pružín, ktorý je považovaný za najjednoduchší a najefektívnejší ochranný systém pluhu

Hydraulické istenie pluhov Överum

Överum montuje na svoje nové pluhy vylepšený hydraulický systém istenia pluhov voči kameňom. Ak orbové teleso narazí na nejaký kameň, dokáže sa špička pluhu zdvihnúť až do výšky 50 cm nad pracovnú pozíciu. Pôvodná výška vysunutia bola 37 cm. Maximálny pohyb bočného vysunutia sa udáva 10°. Odpor k prekážke v pôde sa jednoducho nastavuje hydraulickým systémom traktora. Vodič tak dokáže prispôsobiť tento odpor momentálnym podmienkam na tom ktorom pozemku. Zariadenie na pluhoch s označením H (hydraulické istenie) sa skladá z uvoľňovacieho piestu pripadajúceho na každý pár orbových telies.

Napojené sú k akumulátoru s dusíkom, aký poznáme aj s iných strojov. Teda tlak dusíka pôsobí ako pružina na vychyľujúce sa orbové telesá. Pracovný tlak je zobrazený a kontrolovaný tlakomerom, ktorému je treba vytknúť len to, že je malý.

Obr. 3: Överum montuje na svoje nové pluhy vylepšený hydraulický systém istenia pluhov voči kameňom

Obr. 3: Överum montuje na svoje nové pluhy vylepšený hydraulický systém istenia pluhov voči kameňom

Nova hydromechanické istenie pluhov Pőttinger

Firma Pőttinger vyvinula systém „nonstop“ istenia Nova, ktorý chráni pluh proti preťaženiu. Systém sa prispôsobuje rôznym tlakom pôdy pomocou variabilných hydraulických predpäťových tlakov. Každý pár orbových telies má samostatný vyrovnávací zásobník, čím je možné vychýlenie pluhu až o 40 cm do strán a nahor. Systém je vybavený pomocnými ložiskami a strižnými skrutkami pre dlhú životnosť stroja. Plynulé a elastické spustenie, ktoré je ovládané manometrom umiestnenom na závesnom module, je šetrné k samotnému pluhu aj k ťažnému mechanizmu.

Obr. 4: Hydromechanické istenie pluhov Pőttinger Nova sa prispôsobuje rôznym tlakom pôdy pomocou variabilných hydraulických predpäťových tlakov

Obr. 4: Hydromechanické istenie pluhov Pőttinger Nova sa prispôsobuje rôznym tlakom pôdy pomocou variabilných hydraulických predpäťových tlakov

Tandemové pružiny na pluhoch Lemken

Viaceré poistné systémy istenia orbových telies ponúka nemecký výrobca náradia na obrábanie pôdy. Firma Lemken zaručuje ochranu pred poškodením pri náraze ostria radličky na prekážku. Vedľa zabudovaných strižných poistiek v prevedení strižnej skrutky majú všetky poistky proti preťaženiu k dispozícii vodiaci systém, ktorý sa za pomoci vypínacích a znovu zahlbovacích síl postará o jemné a plynulé vypínanie pri náraze na prekážku. Týmto spôsobom je chránený traktor aj pluh.

U mechanických tandemových pružinových poistiek proti preťaženiu slúži držiak stĺpikov orbových telies a stĺpik orbového telesa z elastickej pružnej ocele s možnosťou vychýlenia sa do strán. Hydraulická poistka proti preťaženiu Hydrix ponúka možnosť nastaviť vypínaciu silu medzi 50 a 140 barmi. Tak sa na ľahkých pôdach môže orať s nižšou vypínacou silou a kamene zostanú v pôde. V ťažkých a tvrdých pôdach zaručujú vysoké vypínacie sily stále pevné vedenie orbového telesa v pôde. U hydraulického istenia Hydromatic je držiak stĺpikov orbových telies vždy pevne spojený s ramenom pluhu aj počas súčasného vychýlenia hore a do strany pri náraze na prekážku. Celý istiaci mechanizmus je kompletne bezúdržbový.

Obr. 5: Výrobca náradia LEMKEN používa napríklad zabudované strižné poistky, hydraulické poistky proti preťaženiu Hydrix a systém Hydromatic

Obr. 5: Výrobca náradia LEMKEN používa napríklad zabudované strižné poistky, hydraulické poistky proti preťaženiu Hydrix a systém Hydromatic

Záver

Orbou radlicovými (klinovými) pluhmi sa najvýraznejšie mení stav pôdy. Pracovné mechanizmy radlicového pluhu pôdu režú, nadvihujú, otáčajú, drobia,... Ak má byť kvalita orby zachovaná vo všetkých pôdnych podmienkach, vyžadujú rozdielne pôdne druhy taktiež rozdielne konštrukčné riešenia a tvary orbových telies. Použitím vhodného konštrukčného riešenia a tvaru orbového telesa sa taktiež znižujú nároky pluhu na ťahovú silu, čím sa v konečnom dôsledku znižuje energetická náročnosť a šetria pohonné hmoty.

Práve vysoká energetická náročnosť obrábania pôdy pluhom s odhrňovačkou v kombinácii s pomerne nízkou produktivitou práce, podieľaním sa na silnejšej erózii pôdy, ako aj na zhutňovaní dna brázdy kolesami traktora pri orbe, sú predmetom neustálej kritiky a hľadania vhodnejších postupov zakladania úrody. Avšak napriek svojej vyššej energetickej náročnosti orba radlicovými pluhmi zostane pravdepodobne ešte po dlhé obdobie základným a najvýznamnejším prvkom v sústave základného i celého obrábania pôdy.