Dabar šiaudai dažniausiai smulkinami ir paliekami laukuose kaip organinės maisto medžiagos kitąmet augsiantiems augalams. Tad, siekiant kokybiškai susmulkinti ir paskleisti šiaudus, reikšmingas vaidmuo tenka javų kombaino šiaudų smulkintuvui ir konstrukcinėms jo dalims.

Į dirvą įterpti šiaudai ne tik praturtina dirvožemį naudingų organinių medžiagų, bet ir gerina dirvožemio struktūrą, mažina brangiai kainuojančių ir aplinką teršiančių mineralinių trąšų naudojimo poreikį. Moksliniais tyrimais nustatyta, kiek NPK (azoto, fosforo, kalio) vienoje tonoje įvairių augalų šiaudų. Taip pat tyrimai rodo, kad kviečių, miežių, rugių ir avižų tvarios liekanų nuėmimo normos gali kisti nuo 15 iki 60 proc. Vadinasi, laukuose reikia palikti apie 40–85 proc. viso pasėlio augalų liekanų. Pavyzdžiui, rapsų tvari nuėmimo norma yra nuo 30 iki 50 procentų. Būtina pažymėti, kad šiaudų palikimas laukuose, taikant skirtingo ūkininkavimo technologijas, išsprendžia nemažai su tinkamu augalų auginimu susijusių klausimų.

Lietuvos agrarinių ir miškų mokslo centro tyrimų duomenimis, šiaudų poveikis negali būti vertinamas vienareikšmiškai. Tam įtakos turi dirvožemio struktūra, technologiniai metodai ir sprendimai. Lauke paskleidžiami šiaudai turi būti tam tikros kokybės, kuriai užtikrinti didelę įtaką turi kombaino smulkintuvo techniniai ir technologiniai parametrai.

Javų kombainuose įdiegtos šiuolaikinės technologijos suteikia platesnes galimybes kokybiškiau tvarkyti šiaudus. Moderniausiuose kombainuose, be automatinių kūlimo sistemų, jau montuojamos ir automatinės šiaudų smulkintuvo valdymo sistemos, kurios matuoja masės, patekusios į kūlimo sistemą, drėgmės lygį, kad būtų galima nustatyti smulkintuvo peilių veikimo greitį. Šiaudų smulkinimo kokybė priklauso nuo smulkinimo rotoriaus sukimosi dažnio, peilių skaičiaus, priešpeilių ir smulkintuvo dugno padėties. Su smulkintuvais, kuriuose įtaisyti susukti smulkinimo peiliai, tinkamai sudarius jų montavimo schemą, galima pasiekti 9 m šiaudų skleidimo plotį, t. y. šiaudus skleisti 38 proc. plačiau nei su smulkintuvais, kurie komplektuojami su tiesiais peiliais.

Šiaudai turėtų būti smulkinami 4–5 cm ilgio pjaustiniais ir tolygiai paskleisti per visą pjaunamosios darbinį plotį.

Smulkintuvų tipai

Kanados kompanija „Redekop“ daugiau kaip 25 metus specializuojasi augalų liekanų tvarkymo srityje. Ji pelnė tarptautinį pripažinimą pasiūliusi unikalų MAV (angl. Maximum Air Velocity) tipo šiaudų smulkintuvą. Šio tipo smulkintuvai montuojami daugelyje kombainų modelių visoje Šiaurės Amerikoje.

Pagrindinės problemos, su kuriomis susiduria ūkininkai, yra netolygus ir nekokybiškas šiaudų paskleidimas. Pastebėta, kad kombainai su platesnėmis nei 9 m pjaunamosiomis negali kokybiškai ir tolygiai paskleisti šiaudų per visą pjaunamosios plotį. Smulkintuvas MAV tolygiam šiaudų paskleidimui turi tiesiai užgaląstus dvipusius smulkinimo peilius, kurie lengvai ir tolygiai supjausto šiaudų stiebus. Besisukančios smulkintuvo peilių mentelės sukuria didesnį, nei įprasti smulkintuvo peiliai, oro srautą, kuris užtikrina platesnį smulkintų šiaudų paskleidimą. O rotoriaus šonuose sumontuotos patentuotos 12 menčių geba sukurti iki 250 km/val. oro srauto greitį, kuris užtikrina tolygų smulkintų šiaudų paskleidimą per visą pjaunamosios plotį. Tokio tipo smulkintuvai tolygiai ir kokybiškai smulkintus šiaudus gali paskleisti iki 12 m pločiu. Reguliuojant šoninių menčių posvyrio kampą, lauko sąlygomis galima nustatyti norimą šiaudų skleidimo plotį.

Kompanija „Claas“ taip pat pristatė patobulintą šiaudų smulkintuvą. Jos atstovų teigimu, kartais didesniam technikos našumui didelės įtakos turi mechanizmų ar darbinių dalių ir mazgų didesni matmenys. Padidinus smulkintuvo rotoriaus skersmenį, pasiektas tolygesnis smulkintų šiaudų paskleidimo plotis ir šiaudų masės nukreipimo valdymas. Pailgintas smulkintuvo dugnas ilgiau išlaiko šiaudus įgreitinimo procese, o šis sprendimas standartiniuose deflektoriniuose šiaudų skleistuvuose užtikrina tolygesnį ir platesnį šiaudų paskleidimą per visą pjaunamosios plotį.

Šiaudų separatorius, atskyręs likusius grūdus, šiaudus toliau paduoda smulkintuvui, kurio veikimo intensyvumas reguliuojamas atsižvelgiant į derliaus nuėmimo sąlygas. Kokybišką šiaudų smulkinimą užtikrina rotoriuje lankstiškai sumontuoti 108 smulkinimo peiliai, o intensyvumą – priešpeiliai ir smulkintuvo dugne įrengtas pakreipiamas slenkstis. Jis sudaro papildomą masės srauto tėkmės pasipriešinimą, todėl skriejantys smulkinimo peiliai dar intensyviau smulkina šiaudus. Toliau susmulkinta šiaudų masė paduodama radialiniam skleistuvui.

Kombainų gamintoja „Case“ kombainuose su ašiniu kūlimo-separavimo aparatu naudoja V forma išdėstytų smulkintuvo peilių sistemą. Šiaudai po separavimo patiekiami tiesiai į smulkintuvo rotoriaus centrinę dalį.

V forma išdėstyti smulkintuvo peiliai užtikrina smulkinimo rotoriaus sukimosi tolygumą ir balansą. O tai garantuoja mechanizmo veikimo patikimumą ir ilgaamžiškumą. Smulkinti šiaudai toliau pateikiami hidrauliniais varikliais sukamiems skleistuvų diskams.

Konstrukciniai šiaudų smulkinimo elementai

Augalų šiaudų, įskaitant ir pelus, tinkamas sutvarkymas turi didelės įtakos visiems kitiems technologiniams procesams. Nepakankamas šiaudų apdorojimas gali sukelti nemažai problemų, viena jų – sėjant užkimšti išsėjimo mechanizmus. Netinkamas šiaudų apdorojimas taip pat gali būti netolygaus pasėlio sudygimo, neefektyvios šiaudų mineralizacijos, silpnų augalų stiebų padarinys. Taigi, gerai susmulkinti ir per visą pjaunamosios plotį paskleisti šiaudai ir pelai yra vienas iš tinkamos žemdirbystės garantų.

Javų kombainų smulkintuvai gali būti komplektuojami su įvairiausiais peiliais. Nors kiekviena kompanija turi savo tiekėjus, tačiau smulkintuvo peiliai žymimi kombainų gamintojos pavadinimu ir reali jų gamintoja nėra tiksliai žinoma.

Smulkintuvo peilius gaminanti austrų kompanija „Busatis“ gamina dviašmenius karpytus ir dviašmenius lygius smulkintuvo rotoriaus peilius.

Kompanija „Busatis“ peilius gamina iš specialaus legiruoto plieno. Pagal žemės ūkio technikos gamintojų užsakymus šie peiliai gali būti gaminami su atsparia dėvėjimuisi apsaugine danga arba be jos. Peiliai pasižymi aukšta darbo kokybe, agresyviai aštriu pjovimu, dideliu atsparumu linkimui. Šie požymiai leidžia sumažinti peiliams pakeisti skiriamą laiką, o šiaudams smulkinti sunaudojama mažiau degalų. Siekiant išvengti galimų rotoriaus sukimosi netolygumų, vibracijų, peiliai gaminami taip, kad jų svoris kuo mažiau skirtųsi.

Kinų kompanija „Ningbo Combine Machinery“, gaminanti žemės ūkio technikos dalis, taip pat siūlo smulkintuvo rotoriaus peilius, tačiau jau kitokios formos. Jų gaminami peiliai yra lenkti.

Šie smulkinimo peiliai labiau naudojami kukurūzų ir saulėgrąžų augalinėms liekanoms, nors tinka ir kitų augalų šiaudams smulkinti. Šių peiliukų forma užtikrina didelį atsparumą lenkimui. Kaip žinoma, formą pakeitę peiliukai gali būti smulkintuvo vibracijos, diržų ir guolių gedimo priežastis.

Kompanijos „Redekop“ (Kanada) peiliukai be pjaunančiosios dalies turi ir išlenktas menteles, kurios sukuria didesnį oro srautą.

Šiaudų smulkintuvo peiliukų mentelėmis sukurtas papildomas oro srautas leidžia plačiau ir tolygiau paskleisti smulkintus šiaudus ir pelus. Šiais peiliukais šiaudų masė gali būti paskleidžiama iki 13,5 m pločiu, todėl jie labai pasiteisina plačias pjaunamąsias turinčiuose kombainuose.

Įmonės „Radura“ (Vokietija) smulkintuvo peilių gamoje yra ir peiliai su susuktais kampu peilių ašmenimis. Šio tipo smulkinimo peiliai turi keletą funkcinių sprendimų.

Susukti kampu smulkinimo peiliai leidžia sukurti didesnį oro srautą smulkintuvo mechanizme, todėl šiaudai gali būti paskleidžiami plačiau, nei naudojant įprastus tiesius peilius. Antra, keisdami peilių išdėstymo schemą rotoriuje, galime valdyti oro srauto kryptį. Tai labai svarbu kombainuose, kuriuose komplektuojami pasyvūs šiaudų nukreipimo deflektoriai. Įvairiai kombinuojant peilių išdėstymą, galima turėti smulkintų šiaudų radialinį, ašinį (aksialinį) ir ašinį daugiau į kairę ar dešinę pusę nukreipiantį oro srautą.

Visi anksčiau minėti smulkintuvo peiliai tvirtinami varžtais ir yra laisvai judantys. Kompanija „Kondex“ (JAV) rotoriniams kombainams siūlo tvirtai ant rotoriais veleno montuojamus Straw Claw modelio peilius.

Ši įmonė peiliukų ašmenų dilimui ir degalų sąnaudoms mažinti taiko lazerinę ašmenų grūdinimo technologiją.

Šiaudų smulkinimo ir paskleidimo tolygumo tyrimas

Tyrimai atlikti žieminių kviečių lauke. Šiaudų susmulkinimui ir paskleidimui analizuoti buvo pasirinkti 5 ir 6 km/val. kombaino darbiniai greičiai. Šiaudams smulkinti naudoti lygiabriauniai smulkintuvo rotoriaus peiliai ir lygiabriauniai smulkinimo priešpeiliai. Pasirinktos vidutinio ir maksimalaus smulkinimo priešpeilių padėtys. Šiaudai smulkinami intensyviau, kai nustatoma maksimalaus smulkinimo padėtis. Šioje padėtyje pakreipti priešpeiliai turi statmeniausią šiaudų kirtimo liniją smulkintuvo rotoriaus peilių atžvilgiu, todėl šiaudų pjaustinio ilgis yra mažiausias.

Smulkintuvo rotoriaus sukimosi dažnis parinktas pagal gamintojos rekomendacijas – 3 200 aps./min. Tyrimas vykdytas kombainu Claas Lexion 760, sukomplektuotu su 10,5 m (Vario1050) pločio pjaunamąja. Vėjo greitis siekė 5–8 m/s, oro temperatūra 23 ºC. Ražienos aukštis 15 cm, vidutinis kviečių lauko aukštis 47 centimetrai.

Šiaudų smulkinimo ir skleidimo tolygumui nustatyti naudota 1 m pločio ir ilgio pjaunamosios juosta, kuri patiesta ant ražienos už galinių kombaino ratų. Šiaudai išrūšiuoti pagal numatytas frakcijas. Kiekvienos frakcijos kiekis pasvertas, kad būtų nustatytas šiaudų masės paskleidimo tolygumas. Taip pat matuotas smulkintų šiaudų drėgnumas.

Smulkintų šiaudų paskleidimo kokybei didelę įtaką daro vėjo stiprumas, jo kryptis kombaino važiavimo krypties atžvilgiu, važiavimo greitis, masės sluoksnis kombaine, dirvos paviršiaus kalvotumas ir kiti veiksniai.

Kombainui važiuojant mažesniu greičiu ar turint mažiau javų masės kombaine, šiaudų paskleidimo tolygumas yra didesnis.

Šiaudų masės pasiskirstymas

Kombainui nuimant javus, būtina pasirinkti tinkamiausius parametrus siekiant geresnės šiaudų smulkinimo ir paskleidimo kokybės.

Šiaudų frakcijos priklausomybės nuo priešpeilio pastatymo pozicijos grafike mėlyna spalva rodo, kokio ilgio pjaustinių buvo surinkta ant surinkimo juostos, matavimas atliktas nuo kombaino važiavimo centro tik į vieną iš kombaino važiavimo pusę, kai smulkintuvo priešpeiliai buvo pastatyti vidutinio smulkinimo padėtyje. Rausvoje grafiko dalyje pateiktas visų surinktų šiaudų pjaustinių procentinis pasiskirstymas, kai priešpeiliai pastatyti maksimaliam šiaudų smulkinimui. Matyti, kad iki 50 mm šiaudų frakcijos pjaustiniai, kai priešpeiliai pastatyti vidutinio smulkinimo padėtyje, sudarė 41 proc. visos smulkintų šiaudų masės. Pastačius priešpeilius maksimaliam smulkinimui, iki 50 mm šiaudų frakcija sudarė 51 proc. visos šiaudų masės, tai yra 24 proc. daugiau tinkamu ilgiu smulkintų šiaudų.

Buvo atlikti du bandomieji važiavimai derlių imant dviem skirtingais greičiais: 5 ir 6 km/val. Atitinkamai rausva spalva pažymėtos kolonos rodo dviejų atskirų bandymų šiaudų sklaidą procentais. Smulkinti šiaudai buvo renkami surinkimo juostą klojant tik į vieną pusę nuo kombaino centro, įvertinant tai, jog panaši smulkintų šiaudų sklaida bus ir kitoje kombaino pusėje. Taigi, pirmuoju numeriu pažymėtas šiaudų surinkimo juostos skyrius buvo ties kombaino važiavimo viduriu. Ir atitinkamai visi tolesni šiaudų surinkimo skyrių numeriai rodo, kiek metrų juostos skyrius buvo nutolęs nuo kombaino važiavimo vidurio. Rausva kreivė rodo ir šiaudų sklaidos vidurkį kombainui važiuojant 6 km/val. greičiu. Atitinkamai, mėlyna spalva pažymėtos kolonos ir kreivė parodo šiaudų sklaidos tolygumą ir vidurkį, kombainui važiuojant 5 km/val. greičiu.

Taigi, žinant šiaudų smulkinimo ir jų paskleidimo kokybės svarbą, šiaudų smulkintuvams yra keliami ir atitinkami reikalavimai:

• pastovus ir smulkus šiaudų pjaustinio ilgis;
• tolygus smulkintų šiaudų paskleidimas per visą pjaunamosios plotį;
• kuo mažiau sutrupinti šiaudus į dulkes;
• sunaudoti kuo mažiau energijos šiaudams smulkinti ir skleisti;
• užtikrinti mažas priežiūros išlaidas.

JAVŲ KOMBAINŲ ŠIAUDŲ SMULKINTUVO PEILIUS GALIMA KLASIFIKUOTI PAGAL:

• paskirtį: besisukantys (aktyvūs), priešpeiliai (stacionarūs);
• konstrukciją: vienalyčiai, sudėtiniai, stiprinti, palengvinti;
• perstatymo galimybę: vartomi peiliai, nevartomi;
• peilių montavimo tipą: fiksuotos padėties (nejudami), lankstiniai (plaktukinio tipo);
• darbinio paviršiaus tipą: su ašmenimis (vienpusiais, dvipusiais, lygiais ar karpytais), beašmeniai;
• darbinių dalių atsparumą dilimui: su kietmetalio lydiniu, su lazeriniu padengimu;
• peilių formą: plokšti tiesūs, susukti, figūriniai, su mentelėmis.