Corso di Laurea in Scienze e Tecnologie Agrarie MACCHINE PER LA RACCOLTA DELLE PIANTE DA GRANELLA

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1 Corso di Laurea in Scienze e Tecnologie Agrarie MACCHINE PER LA RACCOLTA DELLE PIANTE DA GRANELLA Dipartimento Ingegneria del Territorio Prof. Francesco Paschino a.a

2 RACCOLTA dei CEREALI Le mietitrebbiatrici sono macchine semoventi a ciclo completo che esauriscono - in un solo passaggio in campo - le operazioni di taglio della pianta, di separazione della granella dalla restante materia organica, di scarico della paglia residuale. MACCHINA a OPERAZIONI RIUNITE Telaio portante Organi di lavoro Motore Organi di azionamento, trasmissione Organi di regolazione Organi di propulsione e guida 3

3 CLASSIFICAZIONE DELLE MACCHINE MIETITREBBIATRICI A FLUSSO TRASVERSALE A FLUSSO ASSIALE TESTATA STRIPPER 3

4 SCHEMA DI FLUSSO Taglio Separazione granella Pulitura Immagazzinamento granella Scarico granella Scarico paglie 4

5 PIATTAFORMA DI TAGLIO ASPO ABBATTITORE: accompagna i culmi alla barra di taglio. Si regolano velocità di rotazione ( volte v a ), spostamenti su piani verticale e orizzontale in direzione longitudinale PIATTAFORMA CONVOGLIATRICE: invia le piante tagliate al complesso trebbiante tramite due coclee a profili contrapposti e un trasportatore longitudinale di larghezza pari a quella del battitore PIATTAFORMA di TAGLIO: incernierata al telaio, regolabile in altezza da 0,1 m sotto il piano di appoggio delle ruote a 1,0-1,3 m al di sopra SPARTITORI: delimitano la larghezza massima di taglio. Regolabili longitudinalmente, in altezza e inclinazione rispetto alla barra BARRA FALCIANTE: lama a movimento rettilineo alternativo con velocità media m/s. Larghezza b 6 t da 3,0 a 7,3 m

6 Cabina MIETITEBBIATRICE a FLUSSO TRASVERSALE Tramoggia Motore Scarico granella Barra falciante Nastro convogliatore Coclea Organi di pulitura Aspo abbattitore Piattaforma di taglio Spartitori Ruota anteriore motrice Complesso trebbiante Ruota posteriore direttrice 7

7 SCHEMA MIETITREBBIATRICE 8

8 IL COMPLESSO TREBBIANTE BATTITORE TRASVERSALE TAMBURO SPAGLIATORE BATTITORE-CONTROBATTITORE: provvede alla separazione delle cariossidi dai culmi e dagli involucri (trebbiatura). Separa oltre il 97% delle cariossidi dalla paglia. SCUOTIPAGLIA: ricevono la paglia e le parti non trebbiate. Serie di telai multipli indipendenti rivestiti con una griglia metallica a gradoni. Superficie di scuotitura di 3,4-5,8 10 m 2/ m di larghezza del battitore

9 BATTITORE e CONTROBATTITORE BATTITORE: larghezza mm, diametro 600 mm, con 6-10 barre di acciaio dotate di organi di separazione CONTOBATTITORE (griglia): superficie cilindrica che circonda il battitore per , Trattiene la paglia e le spighe non trebbiate e lascia passare le cariossidi e i residui di minore dimensione. Attraverso la griglia passa il 65-70% delle cariossidi. 11

10 Tamburo spagliatore Rullo trinciapaglia RULLO TRINCIAPAGLIA Battitore L altezza del rullo trinciapaglia, dispositivo non sempre presente e perifericamente dotato di coltelli, può essere opportunamente regolata in relazione della quantità di paglia tagliata e trebbiata. Controbattitore 10

11 VENTILATORE E ORGANI DI PULIZIA E CRIVELLAZIONE Trasportatore continuo di granella Le mezze spighe non trebbiate sono riconvogliate, tramite la coclea del recupero, al gruppo battitore-controbattitore così da essere sottoposte a una seconda trebbiatura VENTILATORE CENTRIFUGO: a portata d aria regolabile, allontanale impurità leggere (polvere, pula, rachidi ecc.) CASSONE DI PRIMA PULITURA: dotato di 2 vagli oscillanti in lamiera zincata con fori di diversa grandezza La granella viene raccolta nella cavità inferiore del cassone e convogliata tramite l elevatore al serbatoio di raccolta 11

12 SCUOTIPAGLIA e CRIVELLI SCUOTIPAGLIA: telai multipli con griglie metalliche, disposti a gradoni, a movimento indipendente (alberi a bilancieri con velocità di giri/min). Superficie di scuotitura: 3,3-5,8 m 2 /m di larghezza del battitore (superficie totale 4,3-9,0 m 2 ) CRIVELLI: sottostanti agli scuotipaglia, sono costituiti da 2 vagli oscillanti in lamiera zincata con fori di diversa grandezza. Superficie di crivellazione: 3,2-5,2 m 2 /m di larghezza del battitore (Superficie totale 4,0-7,9 m 2 ) 12

13 SEPARAZIONE a RULLI (1) In alternativa agli scuotipaglia possono essere utilizzati 2 separatori dentati (3,5 m), a rotazione contrapposta, entro cilindri. Mentre la paglia procede verso la parte posteriore, l azione di compressione e rilascio libera la granella ancora contenuta nella paglia, riducendo notevolmente le perdite. I denti mantengono soffice la paglia senza appiattirla, impedendone l aggrovigliamento o lo stazionamento. Separatori dentati Crivelli Battitore Ventilatore 16

14 SEPARAZIONE a RULLI (2) Rulli di separazione Battitore Trasmissione del moto Battitore Motore Rulli 14

15 SCARICO della GRANELLA Serbatoio granella Paglia Coclea di scarico granella Granella Carro a sponde alte 15

16 MIETITREBBIATRICI a FLUSSO ASSIALE Cabina Tramoggia Trasmissione moto e regolazione rotore Scarico granella Pale introduttrici Nastro convogliatore Ventilatore piattaforma di taglio Rotore Griglia di separazione, sostituisce gli scuotipaglia Lanciapaglia Crivelli Spargipaglia Controrotore Complesso trebbiante Organi di pulitura 16

17 BATTITORE ASSIALE (1) Gli scuotipaglia e gli organi di trebbiatura sono sostituiti da 2 cilindri con griglie nella parte inferiore (regolabili in altezza e facilmente ispezionabili), al cui interno ruotano rotori (lunghezza 2,70-4,00 m; mm di diametro) dotati di spranghe e spranghette di battitura. Il prodotto compie così un percorso a spirale (3-8 giri), liberandosi della granella, che cade attraverso su un piano preparatore o direttamente sui crivelli. Rotore Griglia Rotore Cilindri Spranghe di battitura 21

18 BATTITORE ASSIALE (2) Trasmissione del moto Motore Gruppo trebbiante VANTAGGI rispetto al battitore trasversale: Superficie di separazione 2-3 volte superiore Minor maltrattamento delle cariossidi Ingombro ridotto SVANTAGGI rispetto al battitore trasversale: Maggiore rottura della paglia con tendenza ad ingolfare i sistemi di pulitura e di più difficile raccolta un volta caduta in campo 18

19 MIETITREBBIATRICE (1) FLUSSO TRASVERSALE 19

20 MIETITREBBIATRICE (2) FLUSSO TRASVERSALE 20

21 MIETITREBBIATRICE (1) FLUSSO ASSIALE 21

22 Larghezza barra falciante: 3,0-9,0 m Capacità serbatoio: dm 3 (5-6 m 3 /m batt.) Larghezza battitore: 0,80-1,60 m Massa complessiva: 7,5-10,0 t/m batt. Velocità avanzamento: 6-8 km/h Potenza motore: kw ( kw/m batt.) Velocità di scarico granella: dm 3 /s Trazione anteriore con pneumatici o cingoli (riso) DATI TECNICI: FLUSSO TRASVERSALE 9

23 Larghezza barra falciante: 4-5 m Capacità serbatoio: dm 3 (1,5-2,5 m 3 /m batt.) Lunghezza e diametro rotore: 2,8-3,0 m; mm Velocità rotazione: giri/min Massa complessiva: 2,7-3,0 t/m batt. Velocità avanzamento: 6-8 km/h Capacità lavoro: 2,5-3 ha/h Potenza motore: kw ( kw/m batt.) Velocità di scarico granella: dm 3 /s Trazione anteriore DATI TECNICI: FLUSSO ASSIALE 20

24 TESTATE PER COLTURE DIVERSE Frumento, Orzo Mais Girasole Colza Semi minuti 23

25 I sistemi di autolivellamento sono costituiti da pistoni idraulici che consentono il mantenimento della verticalità del piano longitudinale del gruppo di trebbiatura per le lavorazioni su terreni declivi, fino a dislivelli del 32% (salita) e del 14% (discesa) MIETITREBBIATRICI AUTOLIVELLANTI Pistoni idraulici Per operazioni lungo linee di pendenza e per garantire l orizzontalità del gruppo di trebbiatura le mietitrebbie autolivellanti dispongono di un sistema di compensazione integrale che modifica la posizione relativa delle due ruote motrici rispetto alla macchina 24

26 SISTEMI AUTOLIVELLANTI (1) BARRA DI TAGLIO A CONTROLLO ATTIVO: con tale soluzione, 4 tastatori meccanici rilevano in continuazione la distanza della testata dal terreno e inviano le informazioni a una centralina elettronica; il controllo della barra di taglio può essere automatico o manuale. La regolazione elettro-idraulica consente inclinazioni laterali fino a 45% Joy-stick di comando Tastatori altezza barra 26

27 SISTEMI AUTOLIVELLANTI (2) AUTO-CONTOUR: con tale dispositivo si ottiene il continuo e automatico adattamento della piattaforma di taglio al profilo del terreno sia in senso longitudinale, sia trasversale CASSONE CRIVELLANTE AUTOLIVELLANTE: mantiene il cassone parallelo al suolo fino a pendenze laterali del 17% 26

28 SENSORI (1) SENSORI DI PERDITA DELLA GRANELLA: sono di tipo piezoelettrico e rilevano gli urti. Sono posizionati a coppie in prossimità dei vagli e degli scuotipaglia e misurano la quantità di granella che non è stata intercettata dalla mietitrebbiatrice. Agiscono sulla velocità di avanzamento della macchina, ottimizzandola quando non si rilevano perdite o il prodotto non è particolarmente umido. In condizioni di lavoro in cui si supera il tasso di perdita programmato, l operatore viene avvisato mediante un allarme acustico. QUALITA del LAVORO PERDITE ROTTURE Frumento, orzo 2% 1% Riso 4% 2% Mais 4% 3% Leguminose granella 3% 5% 28

29 LASER PILOT: dispositivo di guida automatica che montato sull aspo - invia impulsi luminosi tastando i bordi del prodotto ancora in piedi e di quello già mietuto. Il tempo di ritorno della luce riflessa dalle stoppie è maggiore di quello del prodotto in piedi; la differenza serve a determinare il bordo del campo da tagliare e guida automaticamente e con precisione la mietitrebbiatrice. La larghezza della barra di taglio è sfruttata meglio, aumentando la capacità operativa della macchina (C o ; ha/h). SENSORI (2) b va C o = Ct µ c = µ 10 c 28

30 SISTEMA GPS MAPPATURA DELLE RESE RICEVITORE di POSIZIONE: è una antenna integrata in grado di captare i segnali provenienti dal sistema Global Position System (GPS), individuando la posizione della mietitrebbia sul campo, con un approssimazione di 1-2 metri SENSORE RESE: è costituito da una cella di carico ad estensimetro, inserita in un deflettore posto in cima all elevatore della granella pulita. Le deformazioni provocate dagli impatti della granella sul deflettore sono proporzionali alla quantità di raccolto; tenuto conto di v a e dell umidità della granella si definisce istante per istante la resa (t/ha), restituendo l informazione su una mappa Mappa della produzione 30

31 Il sistema di raccolta a strappo prevede la raccolta delle sole cariossidi dei cereali (frumento o riso), lasciando gli steli in piedi, ancora radicati al terreno. PETTINATRICI (1) La testata stripper presenta un rotore (0,35-0,45 m di diametro, giri/min) radialmente dotato di 8 file di pettini a denti plastici flessibili e profilo particolare. Il senso di rotazione è contrario rispetto alle ruote, penetra nella coltura all altezza delle spighe e pettina i culmi asportandone la granella e le parti più fragili. Il prodotto così raccolto viene inviato - tramite una coclea - all apparato di trebbiatura. VANTAGGI rispetto alla mietitrebbiatrice tradizionale: v a > % Riduzione del rapporto paglia/granella (0,05-0,20 contro 0,6-1,0) e migliori condizioni per gli organi di trebbiatura e separazione (trebbiatura alla testata: 80-95%) Possibilità di consociazione (esempio: frumento e soia) Pettine montato sul rotore SVANTAGGI: Regolazione difficile Poco efficace con prodotto allettato 33

32 STRIPPER o PETTINATRICI (2) 1. Rotore stripper 2. Pettine stripper 3. Cofano (carter) 4. Naso 5. Separatore coltura 6. Pattino controllo altezza 7. Deflettore 8. Rotore di ribattitura 9. Coclea 10. Deviatore 11. Controbattitore 12. Coclea granella 13. Trasportatore granella 14. Elevatore granella 15. Schermo perforato 16. Ventilatore 17. Motore 18. Leva rapporto di trasmissione 19. Ruota folle 20. Trasmissione rotore e coclea Cinghia ruota folle

33 CANTIERE DI LAVORO Il carico periodico della granella trebbiata e pulita, temporaneamente immagazzinata nella tramoggia della mietitrebbiatrice avviene mediante apposita coclea - in rimorchi (o autocarri), che costituiscono il cantiere di trasporto. Per non diminuire la capacità operativa di lavoro della mietitrebbiatrice, il carico del carro avviene in movimento. Il numero dei carri adibiti al trasporto è calcolato in relazione a: capacità tramoggia e carri; portata coclea; distanza appezzamento-azienda; velocità di trasferimento. APPEZZAMENTO TEMPO di CARICO (tc) Carro n Carro n+4 Carro n+1 SILO AZIENDALE, ESSICCATOIO Carro n+2 Carro n+4 TEMPO di SCARICO (ts) TEMPO di TRASFERIMENTO (ritorno, ttr) Carro n+3 TEMPO di TRASFERIMENTO 37 (andata, tta)

34 SCELTA OPERATIVA Aspetti: qualitativi - quantitativi - organizzazione del cantiere CAPACITA DI LAVORO (flusso trasversale) C t = q t b b (t/h) C t = M v b t 10-1 (t/h) q t = materia organica (t/h m) b b = larghezza battitore (m) M = materia organica (t/ha) v = velocità di avanzamento (km/h) b t = larghezza barra di taglio (m) b t = 10 q t b b /M v (m)

35 SCELTA OPERATIVA CAPACITA DI LAVORO (flusso assiale) Ct = q t A b (t/h) Ab = area di battitura (m 2 ) b t = 10 q t A b /M v (m) materia organica frumento duro (t/h m) tenero 6-8 (t/h m) 6-7 (t/h m 2 ) riso 8 10 (t/h m) 3,5 4 (t/h m 2 ) mais 8 10 x fila 6 7 (t/h m 2 )

36 Cantiere trasporto granella n = t r = t c + 2t p + t s + t as t c + t as t c + t as n = numero dei rimorchi t r = tempo di rotazione del rimorchio t c = tempo di carico del prodotto (min) t p = tempo di percorrenza (min) t s = tempo di scarico (min) t as = tempo di attacco e stacco (min) rimorchio

37 esempio Cantiere trasporto granella Produzione granella 5 t/ha Portata (Q) rimorchio 6t Co mietitrebbia 7 t/h Distanza dal punto di scarico (D) t Velocità del mezzo (v m ) 12 km/h c + 2t p + t s + t as Tempo di scarico 4 min Ogni trattrice ha un rimorchio t c + t as t Q x 60 c = = 6 x 60 n = = t p = = t p = C C 7 1, 3, 5 km = 51 D x 60 = per 1 km/h = 5 min v m per 3 km/h = 15 min per 1 km/h rimorchi n. 1,27 per 3 km/h rimorchi n. 1,67 per 5 km/h rimorchi n. 2,06 per 5 km/h = 25 min

38 QUALITA' DEL LAVORO Perdite di granella Rotture di granella Inquinamento del prodotto