Mezőgazdasági gumiheveder-hajtások

Írta: MezőHír-2021/12. lapszám cikke - 2021 december 30.

A mezőgazdasági gépek gumikerekes vagy gumihevederes futóművel készülnek. A gumihevederes megoldások népszerűsége egyre növekszik, és különböző hajtásmódok alkalmazása terjedt el. A gumihevederes hajtásmódok két nagy csoportra oszthatók, úgymint súrlódó hajtásúra (Friction Drive) és kényszerhajtásúra (Positive Drive).

 


John Deere 9 széria (forrás: https://kite.hu/tudastar/…)

Gumiheveder vagy gumiabroncs?

A mezőgazdasági traktorok és önjáró munkagépek járószerkezetei vagy gumikerekes vagy gumihevederes (csak nagyon ritkán fémlánctalpas) kivitelűek. A pneumatikus gumiabroncsokat tartalmazó járószerkezetek mellett egyre gyakrabban alkalmaznak gumihevederes járószerkezeteket nemcsak traktorokon, hanem kombájnokon is, így felvetődik a kérdés, hogy melyik rendszer a jobb (1. kép).

 

Mezőgazdasági járószerkezet gumihevederes vagy gumikerekes futófelülete

  1. kép. Mezőgazdasági járószerkezet gumihevederes vagy gumikerekes futófelülete

 

Mindkét rendszernek vannak előnyei és hátrányai, amelyek nagymértékben függenek a használat módjától és a talajviszonyoktól. Mi most egyértelmű állásfoglalás helyett csak gondolatébresztés céljából foglaljuk össze az ezzel kapcsolatos észrevételeinket.

 

A gumiabroncsosjárószerkezet előnyei

Olcsóbb, mint a gumihevederes, kevesebb alkatrészből áll, gyakorlatilag alig igényel karbantartást, a nyomtávállítás könnyebben megoldható, kisebb a mélyebb talajréteg összenyomása, kemény útfelületen nagyobb haladási sebesség (40–50 km/h) érhető el vele.

 

A gumiabroncsosjárószerkezet hátrányai

A légnyomást állítani kell, defektet kaphat, nagyobb a kerékcsúszás mértéke (8–15%), esetleg nagyobb a hajtóanyag-fogyasztás, nagyobb a felszíni talajkárosítás.

 

A gumihevederesjárószerkezetek előnyei

Jobb a kapaszkodóképességük homokon, nedves, felázott talajon, kisebb a gumiheveder talajon való csúszása, a szlip mértéke (4–6%), nagyobb a felfekvőfelület, kisebb a felszíni talajroncsolás, nem kapnak defektet, vontatási hatásfokuk jobb, 4–10%-kal kisebb hajtóanyag-felhasználás érhető el velük az azonos vonóerőt kifejtő kerekes traktorhoz képest.

 

A gumihevederes járószerkezetek hátrányai

Drágábbak, több mozgó alkatrészük van, karbantartásuk költségesebb, a nyomtávállítás nehezebben megoldható, élettartalmuk kisebb, alacsonyabb a haladási sebesség (25–30 km/h), nehezebbek, a termőtalajt kormányzás közben jobban roncsolják, és mélységében is jobban tömörítik, mint a gumiabroncs.

Összefoglalva: egyértelmű, hogy a gumihevederes járószerkezet homokos, nedves, átázott talajon jobban teljesít, a gumiabroncs viszont kemény úton, országúton, nagy sebességű, nehéz pótkocsi vontatásánál verhetetlen.

A mezőgazdaságban alkalmazott gumihevederes hajtások kialakítása két nagy csoportra osztható, úgymint súrlódóhajtásúra (Friction Drive) és kényszerhajtásúra (Positive Drive) (1. ábra).

 

  1. ábra. Gumihevederes hajtásmegoldások; a) súrlódóhajtás (Friction Drive), b) kényszerhajtás (Positive Drive); 1. hajtókerék, 2. gumiheveder, 3. járókerék, 4. első vezetőkerék, 5. hátsó vezetőkerék (forrás: https://agtractalk.com)

 

A fődarabok funkciója mindkét esetben azonos, de kialakításuk jelentős mértékben eltér.

 

Súrlódóhajtás (Friction Drive)

A dízelmotor nyomatékát súrlódóhajtás (Friction Drive) esetében lapos szíjhajtás elvén súrlódással viszik át a gumihevederre. Az első mezőgazdasági gumihevederes járószerkezetek súrlódóhajtásúak voltak, és 1987-ben jelentek meg. Az így megvalósított megoldást kéthevederes hajtásnak is szokás nevezni, és ott alkalmazzák elsősorban, ahol a hosszú gumiheveder a mezőgazdasági gép szerkezeténél elfér. (2. kép).

 

Fendt 900 Vario MT traktor

  1. kép. Fendt 900 Vario MT traktor súrlódóhajtású gumihevederrel (forrás: www.fendt.com)

 

A súrlódóhajtás előnyei: viszonylag egyszerűbb a kialakítása, kisebb a karbantartási igénye, a gumiheveder életartama magasabb, mivel a heveder belső fogazása nem szolgál erőátvitelre, csak iránytartást-vezetést lát el, az alkalmazott heveder olcsóbb.

A súrlódó hajtás hátrányai: igen nagy hevederfeszítésre és nagy hajtókerék-átmérőre van szükség a kellően nagy vonóerő-kifejtés biztosítása érdekében; a hevederek elveszítik belső tapadásuk nagy részét, ha belső felületük nedves és/vagy sárral szennyezett, ez megnehezíti a haladási irány megtartását; a nyomtávállítás nehezen valósítható meg; a hosszú heveder miatt akadályjáró képessége kisebb; kormányzáskor nagymértékű a keresztirányú talajnyírás mértéke (2. ábra).

 

  1. ábra. Gumiheveder keresztirányú csúszása forduláskor; a) súrlódóhajtás (Friction Drive), b) kényszerhajtás (Positive Drive) (forrás: https://agtractalk.com)

Kényszerhajtás (Positive Drive)

A dízelmotor nyomatékát kényszerhajtás (Positive Drive) esetében a fogazott hajtókerék fogaskerékként viszi át a belső fogazással ellátott gumihevederre. Az első kényszerhajtású gumihevederes járószerkezetet 1996-bankezdték alkalmazni nagy törzscsuklós traktoroknál. A kényszerhajtású gumihevederes megoldást, mivel az a gumikerék helyére felszerelhető, kerék-gumihevederes vagy négyhevederes megoldásnak is szokás nevezni (3. kép).

 

Új John Deere 9RX 640 traktor

  1. kép. Új John Deere 9RX 640 traktor négyhevederes futóművel (forrás: www.deere.com)

 

Az ilyen gép kormányzása a gumiabroncsozású társaival azonos módon, tengelycsonk- vagy törzscsuklós kormányzással valósítható meg. A kényszerhajtású járószerkezetet rövid felfekvő-hosszúságú gumihevederes szerkezeteknél alkalmazzák, elsősorban a kerék-gumihevederes járószerkezetek esetén. Közkedvelt a gumiabroncs-gumihevederes vegyes futómű-kialakítás alkalmazása is (4. kép). Ebben az esetben a kéthevederes futómű a mezőgazdasági gép hátsó tengelyére kerül felszerelésre, így kedvezőbb a gép előállítási ára, és a gumihevederes járószerkezet által nyújtott előnyök is megközelíthetők.

 

New Holland T8 435 SmartTrax traktor

  1. kép. New Holland T8 435 SmartTrax traktor gumiabroncs-gumihevederes vegyes futóművel (forrás: https://agriculture.newholland.com/…)

 

A kényszerhajtás előnye: a gumiheveder nem csúszik meg a hajtókerekeken, vontatási hatásfoka kedvezőbb, a hajtóanyag-megtakarítás mértéke jelentősebb, kismértékű gumiheveder-előfeszítéssel üzemel, a gumiabroncs helyére könnyen fel- és leszerelhető, a nyomtávállítás egyszerűbben megoldható, kanyarodáskor keresztirányban kevésbé nyírja a talajt (2. ábra).

A kényszerhajtás hátránya: költségesebb, több alkatrészből áll, karbantartásigénye magasabb, több zsírkenésű helyet tartalmaz, a gumiheveder kialakítása bonyolultabb és költségesebb, a gumiheveder élettartalma kisebb, mint az azonos vonóerőt kifejtő súrlódó hajtású társáé.

 

A gumiheveder melegedése

A gumihevederes járószerkezetek legsérülékenyebb eleme maga a gumiheveder. Mezőgazdasági gumihevedert több vállalat készít, köztük a nagy gumigyárak, illetve ezek külön erre szakosodott gyártórészlegei, pl. Bridgestone, Continental-Trackman, Michelin-Camso, McLaren stb. Az elmúlt évtizedben nagyarányú fejlesztések folytak a magasabb élettartam elérésére, a kopásállóság növelésére, a vibrációt keltő hatás csökkentésére, a talajjal való tapadás növelésére, a haladási sebesség emelésére, az előállítási költségek csökkentésére stb. Ezek mellett is probléma azonban, hogy a gumihevederek gyorsabb kopását okozza a súrlódás következtében jelentkező hőmérséklet-emelkedés a belső és a külső bordáknál, valamint a szövetváznál. Elsősorban a súrlódóhajtású gumihevederes járószerkezetnél jelentős a belső vezetőbordák káros felmelegedése, ha a két heveder nem fut párhuzamosan és egyenesen. A külső bordák melegedése országúton, nagy sebességnél jelentős. A Continental vállalat Trackman® Rubber Track gyártórészlege elsőként kezdett gyártani olyan gumihevedereket, amelyeknél a heveder hőmérsékletét menet közben mérni lehet. A vezetőfülkében elhelyezett monitoron megjeleníthető a hevederbe beépített hőérzékelő jele, és ha ez a határértéknél nagyobb, akkor a vezetőnek csökkentenie kell a gép haladási sebességét, vagy meg kell szakítani a haladást.

 

Szerző: Dr. Varga Vilmos ny. egyetemi docens