A gyümölcsbetakarítás gépesítése

Szerző: Dr. Láng Zoltán

A hazánkban termesztett gyümölcsfélék a bogyósok (pl. eper, málna, ribiszke), csonthéjasok (pl. cseresznye, meggy, szilva, dió, mandula, őszi- és kajszibarack) vagy almatermésűek (alma, körte stb.) csoportjába sorolhatók. A betakarított termés (mintegy 800.000 t) részben friss fogyasztásra, részben hűtő- vagy konzervipari feldolgozásra kerül. A húsos gyümölcsöket - sérülékenységük miatt - friss fogyasztásra ma is kézzel szedik, a géppel betakarított terményt rövid időn belül fel kell dolgozni.

A gyümölcs-betakarítás három fázisát, a szedést, gyűjtést és szállítást alapul véve három szint: a segédeszközös, segédgépes és teljesen gépesített betakarítás különböztethető meg.

A betakarítási eljárások a szerint is csoportosíthatók, hogy a termés leválasztása kézzel, vagy gépi úton történik e.

A gyümölcs-termés elhelyezkedése is meghatározza a betakarítási eljárást. Különbséget tehetünk szabadföldön, cserjén (bokron) és fán termő gyümölcsök között.

Kézi betakarítás

Betakarítás szedőeszközökkel

Kézi betakarítás során szedőeszközöket és segédgépeket alkalmaznak. Az alkalmazott segédeszközök a különféle gyűjtő- és vágó eszközök, valamint a szedők kényelmét szolgáló kerekes székek és padok.

Sérülékeny gyümölcsöket, mint pl. a földiepret, célszerű a végső kiszerelésnek megfelelő edénybe gyűjteni, ezzel elkerülve az átrakásból származó sérüléseket.

A 9.1 ábra kézi szedésnél alkalmazott kerekes széket mutat. Az eszköz ülő helyzetben lábbal gördíthető tovább.

9.1. Kerekes szedőszék

A bokron és fán termő gyümölcsök hasonlóan egyszerű eszközök felhasználásával szedhetők. Ide sorolhatók: 

• gyűjtő edények, mint szedőkosarak dobozok, rekeszek, ládák, zsákok, konténerek stb,
• speciális ollók,
• emelvények és állványok,
• létrák.

A 9.2. ábra sérülékeny termények jellegzetes gyűjtőeszközét mutatja. A fém kereten belülről bélelt, alja zsákszerűen nyitható a kíméletes ürítéshez.

9.2. ábra. Gyümölcsszedő edény munka és ürítés közben (Courtesy TYROLBOX)

A szedőeszközökbe szüretelt gyümölcs összegyűjtésére többnyire tartályládát alkalmaznak. Ezek a nemzetközileg szabványosított tartályládák sokoldalúan alkalmazhatók, illeszkednek a szállítójárművek rakméretéhez és cserélhetők.

A betakarításban alkalmazott emelvények és állványok a szedést lehetővé tevő magasságuk alapján osztályozhatók. A 9.3 ábra átlagos szedőmunkás által állóhelyből elérhető szedési zónát mutatja. Az ábra szerint a munkás kényelmesen a 0.75 és a 2.25 méter közötti sávot éri el. Ebben az esetben alacsonyállvány alkalmazása célszerű, melynek csak a gyűjtőedény kényelmes magasságban való tartása a feladata (9.4. ábra).

9.3. ábra. A szedőmunkás által elérhető szedési zóna

9.4. ábra. Alacsony állvány

A középmagas állvány (9.5. ábra) a 2.25 és 3 méteres sávban történő szedésre alkalmazható. Vízszintes felületeit a szedőmunkások állványként használják és ide helyezik a gyűjtőedényeket is.

 

9.5. ábra. Középmagas állvány

A magas állványról a munkások 4 méteres szedőmagasságig érnek fel (9.6. ábra).

 

9.6. ábra. Magas állvány

Speciális feladatokra (pl. trópusi gyümölcsök betakarítása, tetejezés, védőháló építés, stb.) szuper magas állványra van szükség (9.7. ábra). Üzemi magasságuk tág határok között állítható. Emelésükhöz-süllyesztésükhöz erőforrásra van szükség, ezért ez az eszköz lényegesen drágább az előbbieknél.

 

9.7. ábra. Traktorra függesztett szuper magas állvány

Hagyományos, magas növésű alakfák szedésére létrák is szóba jöhetnek. A kétágúaknál stabilabbak a háromlábúak (egyágú létra kitámasztó rúddal).

Általában igaz az az állítás, hogy minél magasabban helyezkedik el a gyümölcs a fán, annál kevésbé gazdaságos annak a szedése. A 9.8 ábra hagyományos alakfán elhelyezkedő termés arányát mutatja a magasság függvényében.

 

9.8. ábra. A terméshányad elhelyezkedése a magasság függvényében

Betakarítás segédképekkel

A kézzel szedett és gyűjtött termény gyümölcsfától tartályládáig történő szállítása kézzel és segédgéppel is történhet.

Mielőtt a kétféle eljárást bemutatnánk, tekintsük át a kézi betakarítás során felmerülő szállítási feladatokat:

• az üres tartályládák tároló-gyűjtő helyről a szedés helyére szállítása (legtöbb esetben gépesítve),

• a megtöltött tartályládák tároló-gyűjtő helyre szállítása (legtöbb esetben gépesítve),

• a tartályládák szállítása a tároló-gyűjtő helyről a feldolgozás/tárolás helyszínére (gépesítve).

A fenti műveletek figyelembevételével az alábbi két leginkább elterjedt betakarítási technológiát különíthetjük el:

• az üres tartályládák kiszállítása/kihelyezése a gyümölcsösbe, majd megtöltésük után azok felszedése és beszállítása,

• mobil segédgépek (járva- szedőgépek vagy tartályláda-szállító pótkocsik) alkalmazása.

Az üres tartályládák szüret előtti kiszállítása tartályláda/szállító gépet vagy speciális kézi kocsit igényel.

A sorokba történő kihelyezésnél a ládák egymáshoz mért távolsága a becsült hozam alapján számítható. A terméseloszlás egyenetlensége miatt a számítottnál 10%-kal kisebb láda-távolságot célszerű választani.

Ládaszállításra a kézi kocsitól a magajáró szállítógépekig igen széles választék áll a termesztők rendelkezésére. A 9.9 ábra egy személy által működtethető kétkerekű kézi kocsit mutat. A raklap/láda megragadása 4 darab acél tüskével történik, melyek mozgatása a vonórúdon látható karokkal történik.

 

9.9. ábra Egy személy által működtethető ládaszállító kocsi

A traktoros alacsonyemelő lényegében a három pont függesztő szerkezetre kapcsolt emelő villapár. Kis gazdaságok számára ajánlott, mivel rendkívül olcsó megoldás. (9.10. ábra). Egyidejűleg egy láda szállítására alkalmas, emelési magassága kb. 50 cm.

 

9.10. ábra. Traktoros alacsonyemelő

A 9.11. ábrán látható traktorvontatású, önrakodó sorközi ládaszállító pótkocsi 3 láda kihelyezésére és begyűjtésére képes. A kocsi hátul nyitott, U alakú vázzal rendelkezik. Felszedésénél a traktoros rátolat a ládára, leereszti a sédkeretet, 4 acél csappal rögzíti a ládát, majd a keretet hidraulikus henger segítségével felemeli és továbbhalad. A videón látható pótkocsi esetében nincs szükség a ládák rögzítésére, mivel az automatikusan megtörténik.

 

9.11. ábra és video. Traktorvontatású önrakodó/ürítő pótkocsi 3 tartályláda szállítására. 1. U alakú váz, 2. támasztó kereke, 3. hidraulikusan emelhető keret

Az ismert magajáró szállítógépek egyidejűleg 6 tartályláda sorközi kijuttatására képesek. A ládákat automatikusan szedik fel és helyezik le a talajra.

A 9.12. ábrán látható gép ládafelszedő szerkezete a gép elején helyezkedik el. Négy függőleges karja végén erős karmok vannak, melyek a láda alján található „zsebekbe” tudnak beakadni. Felszedés előtt a karok szétnyitott állapotban vannak, majd amikor a láda közéjük kerül, összezáródnak és megemelik azt. Ezután egy tálca nyúlik a láda alá. Az emelő karjai nyitnak, a láda a tálcára kerül, amely behúzza a ládát a gép belseje felé. A tálcáról a láda a két hosszanti gépvázon futó szállító láncra (9.13. ábra) kerül, melyek tovább szállítják azt hátrafelé.

 

9.12. ábra. Magajáró ládaszállító jármú elején a ládafelszedő szerkezettel

 

9.13. ábra. Görgős szállítólánc a ládaszállító gép hosszanti vázán

Az eljárás addig ismétlődhet, amíg 5 tartályláda már fent van a gépvázon. A hatodik ládát a gép az emelő szerkezetében szállítja. A ládák lerakása a gép hátulján kialakított rámpákon keresztül történik.

A szállítógép hidrosztatikus hajtású, ami széles sebességtartományt és jó manőverezhetőséget tesz lehetővé.

Másik ládafelszedés-lerakási megoldást alkalmaz a 9.14. ábrán látható gép. A ládákat megállás nélkül képes felszedni az erre kialakított, hajtott görgőlánccal rendelkező két elülső rámpája révén. A rámpák menet közben bejutnak a tartályláda lábai alá, majd a láncok magukra húzzák a ládát, miközben a gép halad előre. A ládák lerakása hátramenetben, fordított szállító-lánc iránynál történik.

Ez a gép is hidrosztatikus hajtású, és ugyancsak 5+1 ládát képes szállítani (az ötödiket a felemelt rámpán).

 

9.14. Magajáró ládaszállító hajtott görgőlánccal rendelkező két elülső felszedő rámpával

Mobil segédgépek (járva-szedőgépek vagy tartályláda-szállító pótkocsik) alkalmazása azt jelenti, hogy a gyűjtőedényeket a gép folyamatosan szállítja az ültetvényben vagy szabadföldön a szedéshez alkalmazkodó sebességgel, miközben a szedőmunkások a gép mellett, mögött haladva, vagy azon utazva dolgoznak.

Elektromotorral hajtott ládaszállítót mutat a 9.15 ábra. Az üres láda kézzel csúsztatható fel a platformra, majd vízszintes helyzetben rögzíthető. A teleszedett láda ezután, a rögzítés oldása után lecsúsztatható a platformról.

 

9.15. ábra. Elektromotoros hajtású tartályláda-szállító kisüzemek számára

 

9.16. ábra. Szállítószalagos magajáró szedőkocsi

Szabadföldön termő gyümölcsök szedésére készült a 9.16. ábrán látható magajáró szedőkocsi. A terményt dobozokba gyűjtik és a tarlón hagyják hátra.

Gyümölcsösben tartályláda szállító pótkocsi alkalmazása jelentheti az egyik járva szedéses eljárást (9.17. ábra). A traktorvontatású eszközök 5 tartályládát szállítanak egyidőben. A szedőmunkások körülötte dolgoznak, gyűjtőedények, emelvények és állványok alkalmazásával. Négy brigádba vannak szervezve, mindegyik egy-egy ládát tölt. Az ötödik a termés egyenetlenségének kiküszöbölésére szolgál.

Az üres tartályládák kocsira rakása, valamint a megtöltöttek legördítése a jármű elejének megemelt állapotában történik.

A tartályláda szállító pótkocsik igen egyszerű építésűek, mivel csak gyümölcsösön belüli szállításra készülnek. Sem jelzőfénnyel, sem fékkel nem rendelkeznek. Olcsó eszközök, ugyanakkor a technológia gazdaságosságát rontja, hogy egy traktort folyamatosan lefoglal. Ez is oka lehet, hogy napjainkban a magajáró szedőkocsik terjedtek el.

 

9.17. ábra. Traktor vontatású tartályláda szállító pótkocsi

A magajáró szedőkocsik mind a gyűjtőedényeket, mind a szedőmunkásokat szállítják a gyümölcssorokban. Az ismert gépek 2-8 fő szedőmunkást képesek befogadni. Erőforrásként benzin, dízel és villanymotorral rendelkeznek.

A 9.18. ábrán látható szedőkocsi elektromos meghajtású, rakfelületén két fő elhelyezésére van lehetőség. A munka megkezdésekor 4 db üres tartályládával tölthető fel, majd megtöltés után visszahagyja azokat a sorközben. A szedőmunkások gyűjtőedényekbe szednek, majd azokat alsó nyitással a tartályládákba ürítik. További két munkás a gép mellett halad és közvetlenül a tartályládába szed.

 

9.18. ábra. Elektromos hajtású szedőkocsi

A 9.19. ábrán bemutatott magajáró szedőgépen egyidejűleg 8 szedőmunkás dolgozhat. Ugyanaz a gyártója, mint a 9.12. ábrán látható ládaszállítóé. A sorközbe kihelyezett üres tartályládák felemelése és a teli ládák lerakása azzal azonos módon történik. A két gép a különböző magasságban kialakított szedőállványokban és a belső ládaemelőben különbözik. Amint azt a 9.19 ábra mutatja, a sorközből az üres ládákat a gép felemeli és a belső ládaemelő valamelyik szedőplatóra juttatja. A megtöltött ládákat a ládaemelő a gépvázra süllyeszti, ahonnan a hátsó rámpánkon keresztül a talajra kerülnek.

A szedőgép szedőplatóinak szélessége és magassága a sortávolsághoz, illetve a természónához illeszthető.

 

9.19. ábra. Magajáró szedőgép 8 szedőmunkás számára

A korábban bemutatott, 9.18 ábrán látható eszközhöz hasonlóan kezeli az üres és teli tartályládákat a 9.20. ábrán látható szalagos szedőgép. Az alapgép hidas pótkocsit vontat, melyre az üres ládák vannak feltöltve. A ládák pótkocsiról könnyedén átrakhatók az alapgép ládatöltő tálcájára.

 

9.20. ábra. A teli és üres ládák mozgatásának módszere a magajáró szedőkocsin

Az alapgép központi hosszanti ferde szalagból, 6 egyedileg hajtott kis gyűjtőszalagból különböző magasságban kialakított szedőplatókból, ládatöltő egységből, motorból, hajtásból és járószerkezetből áll (9.21 ábra és videó).

A ferde központi szalag a szedők által a gyűjtőszalagokra helyezett gyümölcsöket fogadja. A gyűjtőszalagokat a munkások könnyedén elforgathatják vízszintesen és függőlegesen, hogy számukra a legkedvezőbb helyzetben legyenek. A szedőemelvények két különböző magasságba állíthatók, így összesen hat szedőmunkás szolgálhatja ki a gépet: két fő gyalog szed, kettő az első, kettő a második szintről. A szedőgép kisebb változata csak egy szedőplatóval rendelkezik: ilyenkor a 4 gyűjtőszalagra 4 ember szed (kettő gyalog, kettő az emelvényről). A 9.21. ábrán a nagyobb, 6 szalagos változat látható.

 

9.21. ábra és video. A 4 szalagos szedőgép, a ládatöltő szalag és a szintérzékelő a szalag alatt

A ládatöltő egység feladata, hogy a kézzel szedett, a szalagokra kerülő gyümölcsöket kíméletesen helyezze bele a tartályládába (9.21. ábra). Ennek érdekében a láda a töltés során függőleges tengelye körül folyamatosan forog. Emiatt négyzet alapú ládákat kell alkalmazni. Egy függőleges gumitüskés szalag szállítja a központi szalagról érkező gyümölcsöket a láda belsejébe a már betöltött halmaz tetejére. A függőleges szalag a láda töltésével egyidejőleg kiemelkedik abból. A szalag alján billenő szintérzékelő lap található. Ha a gyümölcsréteg eléri a lapot, az megemelkedik. Ennek hatására a függőleges szalag feljebb emelkedik mindaddig, míg a szintérzékelő lap vissza nem áll alaphelyzetébe.

Ha a láda megtelt, a ládatartó tálca megbillenthető, és a láda a talajra csúsztatható. Ezután üres ládát helyeznek a tálcára.

A hidas pótkocsi akadálymentesen elhalad a talajra helyezett teli láda felett.

Az ilyen rendszerű gépeket néhány kilowatt teljesítményű dízel vagy Otto motor hajtja. Három járókereke közül az elsővel a szedőmunkások egyike kormányozza a gépet.

A magajáró szedőkocsik a szedőmunkások kapacitását 350 kg/óra értékre növelhetik. Sokoldalúan alkalmazhatók: gyümölcsszedés mellett mobil állványként szolgálhatnak metszéshez, védőháló építéséhez, gyümölcsritkításhoz.

Teljesen gépesített betakarítás

Mint korábban említettük, teljesen gépesített betakarításnál mind a szedést, mind a gyűjtést, mind a szállítást gép végzi.

A szedés történhet közvetlen érintkezés révén vagy a növények rázása útján.

A sérülés veszélye miatt az apró termések és a kevéssé sérülékenyek (bogyósok, mandula, dió, cseresznye, meggy, citrusfélék), valamint a feldolgozásra szánt egyes fajok termései (alma, sárgabarack stb.) betakarítása történhet rázással.

Megjegyzendő, hogy a betakarító robot képes sérülékeny gyümölcsök kíméletes betakarítására.

Betakarítás gyümölcs és gép közvetlen érintkezése révén

Fésüléses betakarítás

Többféle betakarítási eljárás is alapul a gépszerkezet és gyümölcs közvetlen érintkezésén. Ezek közül az egyik a termés lefésülése. A 9.22. ábra alma sövény betakarítására kialakított kísérleti fésülő gépet mutat. A gumi fésülő ujjak végtelenített szíjjakra vannak rögzítve. A szíjsebesség célszerű megválasztásával elérhető, hogy a fésülő ujjak haladás közben alulról fölfelé fésüljék át az állományt. Az almákat két szomszédos ujj szakítja le. Akadály esetén (mint pl. ágak) a rugalmas ujjak visszahajlanak.

 

9.22. ábra. Kísérleti alma-lefésülő gép

Betakarítás kaszálással és terelő motollával

A földieper betakarítása az állomány kaszálása és terelő motollával történő felterelése szintén közvetlen érintkezést jelent gép és gyümölcs között (9.23. ábra). A kasza tőben levágja a teljes állományt. A felterelt zöldtömegből ventilátor fújja ki a szabad leveleket és szárrészeket. A visszamaradt, szárakkal együtt levágott gyümölcsök pálcás szalagra kerülnek.

Alatta fúvó légáramú ventillátorok, felette forgó késes szártalanító szerkezetek találhatók.

Az alulró felfelé áramló levegő megemeli a szárakat, melyeket a kések levágnak. A száruktól megfosztott gyümölcsök gyűjtőtartályba jutnak, majd a feldolgozás helyére szállítják azokat.

 

9.23. ábra. Földieper betakarítógép terelő motollával és szártalanító késekkel

Rázó rendszerű betakarítás

A gallyak, ágak, törzsek rázásával a gyümölcsfán vagy bokron termő gyümölcsök lengő, csavarodó, elforduló mozgásba jönnek, melyek hatására leszakadnak. A folyamatot számos tényező, mint a rázás frekvenciája és amplitúdója, a rázásban résztvevő tömegek nagysága, a gyümölcsszár hossza stb. befolyásolja.

A fenti tényezők gyümölcsleválasztásra gyakorolt hatásának tisztázására számos kutató alkotta meg a rázógép és gyümölcsfa/cserje egyszerű dinamikai modelljét. E modellek egyike a Poynting-Thomson elemhez kapcsolt forgó excentrikus tömegerő-gerjesztés (9.24. ábra).

 

9.24. ábra. Poynting-Thomson elemhez kapcsolt excentrikus tömeg-gerjesztés modellje

A modell differenciál-egyenlete:

, (1)

ahol: M_t a rendszer (fa és rázógép) összes tömege (M_t =M_M+M +m), kg; a faváz pillanatnyi gyorsulása, ms^-2; k a faváz csillapítási tényezője, Nsm^-1; a faváz elmozdulásának pillanatnyi sebessége, ms^-1; c faváz látszólagos rugóállandója, mN^-1; x_m faváz pillanatnyi elmozdulása, m; m a rázógép gerjesztő tömege, kg; r az gerjesztő tömeg excentricitása, m; ω a forgó gerjesztő tömegek szögsebessége, rad s^-1; t az idő, s.

Az 1. egyenletből adódóan a 9.24. ábrán látható rázógép pillanatnyi teljesítményigénye:

, (2)

ahol: X a rázás vízszintes irányú amplitúdója, m; φ a fázisszög, rad.

A rázás vízszintes irányú X amplitúdója az alábbi összefüggéssel számítható:

, (3)

A fázisszög számítása pedig:

, (4)

A Φ fázisszög a rázás során ható erők egymáshoz viszonyított helyzetét mutatja. Mivel az mrω² centrifugális erő pillanatról pillanatra változtatja irányát, az elmozdulás, sebesség és gyorsulás is hasonlóan változik. A 9.25 ábra a tömeg-, a rúgó- és a csillapítási erő, mint a gyorsulás, sebesség és elmozdulás függvényének pillanatnyi helyzetét mutatja Φ=ω·t esetében.

 

9.25. ábra. A rázás során fellépő erők egyensúlya

A 2. egyenlet szerinti rázási teljesítményigény két részből tevődik össze: az első egy szinusz függvény, melynek két maximuma van periódusonként, melyek kioltják egymást: összegük 0.

A második rész állandó és értékét a 9.24 ábrán látható paraméterek befolyásolják. Megjegyzendő, hogy a rázógép törzsre csatlakoztatási magasságának függvényében M_M, c és k is változik.

Az 1., 2., 3. és 4. összefüggések értelmében az alábbi megállapítások tehetők:

• a faváz amplitúdója az m és M tömegekkel, valamint az r excentricitással befolyásolható,

• a 24. ábra szerinti gyümölcsfa-rázógép rendszert saját (rezonancia) frekvenciáján gerjesztve érhető el a legnagyobb amplitúdó,

• a saját frekvencia az összes rendszer-paramétertől függ, ezért az általunk megválasztható m, M és r értékekkel befolyásolható,

• a rázás akkor a leghatékonyabb, amikor az a rezonancia-frekvencián történik.

Pálcás-hengeres rázószerkezetre (ld. a bogyós-gyümölcsbetakarító gépet a 9.38. ábrán) az 1-4 egyenletek szintén érvényesek, amennyiben a forgó mozgást egyenes vonalúvá alakítjuk át (9.26. ábra).

9.26. Forgó mozgás átalakítása egyenes vonalúvá pálcás hengeres rázószerkezetnél

A gyümölcsfát és rázógépet (9.24. ábra) kéttömegű rendszerré egyszerűsítve annak X amplitúdója az alábbi összefüggéssel írható le:

, (5)

ahol, mint korábban láttuk, m a rázógép excentrikus forgó tömege, M_t a rendszer korábban leírt össztömege.

Az 5. egyenlet a pálcás-hengeres rázószerkezetre is érvényes. Megmutatja, hogy a rázott növénytömeg milyen mértékben befolyásolja a rázás amplitúdóját.

A tömegerő-rázók jellemzői a viszonylag magas rázási frekvencia (10–40 Hz) és kis excentricitás (5–20 mm). Ezek eredményeként az alábbi törzskitérés-amplitúdók alakulnak ki: cseresznyefán: 15-30 mm, szilvafán: 10-15 mm, olívafán: 50-60 mm és sárgabarackfán: 10-15 mm.

A gyümölcsleválasztási hányad becslésére Fridley és Adrian, 1966-ban az alábbi empirikus összefüggést javasolja:

,

ahol S a rázott fa kitérésének lökethossza, ω a forgó gerjesztő tömegek szögsebessége, a, b és c a gyümölcsfajra jellemző empirikus állandók.

Tömegerő gerjesztésű rázógépek

A törzsrázók a leghatékonyabbak a rázógépek között, mivel egy-egy fát csak egyszer kell megrázni a betakarítás során. (ld. a 9.24. ábrán is).

Forgó tömegű törzsrázógép szerkezeti felépítését mutatja a 9.27. ábra. A gép traktorra függesztett vagy magajáró lehet, mozgása minden esetben független a hordozó géptől.

Egyes gépeken a forgó tömegek ω₁ és ω₂ szögsebességei, valamint maguk a tömegek is eltérő nagyságúak. Amennyiben ω₁ = -ω ₂, a törzskitérés egyirányú. Ha ω₁ = ω₂, a törzskitérés kőrkörös. Ha ω₁ ≠ ω₂ , a törzskitérés változó irányú.

 

9.27. ábra. Törzsrázó gép és a gerjesztett rázásirányok. 1. hidromotor, 2. excentrikus tömegek, 3. törzsmegfogó pofák, 4. a megfogó pofákat záró hidraulikus munkahenger

 

9.28. ábra. Magajáró törzsrázó gép körernyővel

A lengő tömegű törzs- és ágrázókat a gyümölcsfák vázágaihoz vagy fiatal fák törzséhez csatlakoztatják (9.29. ábra). Egy-egy fát több vázágán keresztül megrázva magasabb leválasztási fok érhető el.

A lengő tömegű rázógépekre a forgó tömegűekéhez hasonló egyenletek érvényesek mindamellett, hogy itt az m gerjesztő tömeg ( ld. a 9.29 és 9.30. ábrán) a rúd mentén nem forog, hanem alternáló lengést végez.

 

9.29. ábra. Lengő tömegű rázógépek és gyümölcsfa modellje

 

9.30. ábra és video. Lengő tömegű rázógép működési vázlata és üzeme

Sodronyköteles rázók

A sodronyköteles rázók a legegyszerűbb és legolcsóbb ágrázók. A 9.31. ábrán látható traktorra függesztett egység excenter tárcsáját (3) a TLT (1) hajtja kardántengelyen (2) keresztül. A sodronykötél (5) görgőn (4) átvetve gyorscsatlakozón (6) keresztül rázza a vázágat (7).

Minthogy a kábel csak húzni képes az ágat, a visszatérés az ág rugalmasságából adódik. Ebből az következik, hogy a rázás frekvenciája nem lehet magasabb, mint az ág rezonancia-frekvenciája.

Sodronyköteles ágrázót mutat a 9.32. ábra.

 

9.31. ábra. Sodronyköteles ágrázó 1., 2. az excenter tárcsa hajtása, 3. excenter tárcsa, 4. kötél görgő, 5. kötél, 6. gyorscsatlakozó, 7. faág kitérése

 

9.32. TLT hajtású sodronyköteles ágrázó és a gyorscsatlakozó

Felfogó szerkezet

A gyümölcsfelfogó szerkezet elhelyezésénél óvatosan kell eljárni, mivel a csatlakozás helyén adódik át a nagy rázóerő a törzsre/ágra. Az alapvető szabályok figyelmen kívül hagyása kéregsérüléshez vezethet. Az ilyen sérülések egyrészt a felületre ható nyomás csökkentésével kerülhetők el. A legtöbb rázógépen a pofákat záró hidraulikus kör nyomása szabályozható. Másrészt az is csökkenti a kéreg-sérülés kialakulásának esélyét, ha a rázás iránya merőleges az ágra/törzsre. Ez elsősorban a rudas rázók esetében bír jelentőséggel.

A megfogó szerkezet legfontosabb elemei a pofák, melyek közül legalább az egyiket hidraulikus munkahenger mozgat. A fához kapcsolódó felülete lágy. Egyes esetekben két rétegű, a két réteg között pedig kenést alkalmaznak. Ily módon a kéregre ható csúszató feszültség csökkenthető.

A lerázott gyümölcs felfogására szolgáló felfogó szerkezetek a többnyire a rázógépek részét képezik. A körernyő mellett (9.28. ábra) sok más megoldás is ismert (9.33. ábra). Egyes esetekben az ernyő két részből tevődik össze. Az egyiket a rázógép hordozza, a másik egy külön magajáró egység. A terményt ventilátor tisztítja meg a könnyű szennyezőktől, mielőtt tartályládákba kerülne.

 

9.33. ábra. Különféle termény-felfogó ernyők

Gyümölcsfelszedés a talajról

Az olyan gyümölcsök, melyek nem sérülékenyek, mint például a mandula, dió, vagy a sérülésnek nincs jelentősége (pl. léalma), a rázás felfogó szerkezet nélkül végezhető. Ilyenkor a termést első lépésben földre rázzák, majd egy rendterelő sávba sodorja azt és egy felszedő szerkezet tartályládába gyűjti. A 9.34 ábra spirál-hengeres rendsodrót mutat; a 9.35. ábrán egy magajáró gyümölcsfelszedő gép látható. A felszedéshez a talajfelszínnek egyenletesnek kell lennie, a gépeknek pedig olyan alacsony építésűeknek, hogy elférjenek a lombozat alatt.

 

9.34. ábra. Spirál-hengeres gyümölcs-rendsodró

 

9.35. ábra. Magajáró gyümölcsfelszedő gép

A 9.36. ábrán látható kézi működtetésű gyümölcsfelszedőt kisüzemek számára fejlesztették A fabordás hengerből acél tüskék állnak ki, melyek felszúrják a földön fekvő gyümölcsöket. A felszúrt gyümölcsöket egy fésű leemeli és gyűjtő tartályba továbbítja.

 

9.36. ábra. Kézi gyümölcsfelszedő tüskés henger

Bokron termő gyümölcsök gépi betakarítása

Bogyós gyümölcsök gépi betakarítására legtöbbször pálcás-hengeres rázószerkezet alkalmaznak. A tömegerő-rázó pálcás hengerből és a gerjesztő egységből áll (9.37. ábra). Ez utóbbin belül két excentrikus forgó m tömeg azonos irányban forog azonos ω szögsebességgel. A tömegek excentricitása r, távolságok a rázó egység tengelyétől R. A tömegekben így m·r·ω² centrifugális erő ébred.

A 37. ábrán az a. helyzetben, mivel r és R egy vonalba esnek, a centrifugális erők kioltják egymást. A b. helyzetben a cenrifugális erők T=2m·r·ω² sinα nagyságú nyomatékot ébresztenek, mely a pálcás hengert az óramutató járásának irányába forgatja el. A tömegek a. pozícióhoz képesti 180⁰-os elfordulása után a nyomaték iránya megfordul. Így alakul ki a tengely körüli lengő mozgás.

Ez a rázószerkezet ugyanakkor a lengő mozgás mellett szabadon legördül a bokorsoron, miközben az alapgép előre halad.

 

9.37. ábra. A pálcás hengeres termésleválasztó szerkezet felépítése és működési vázlata

A termesztési rendszertől függően a pálcás hengeres gyümölcs-leválasztó szerkezetek tengelyei V alakban döntöttek vagy vízszintesek lehetnek. A 9.38 ábra V alakban elhelyezett 4 db rázóegységgel ellátott gépet mutat. A bokorsort a gép eleje hosszában kétfelé nyitja, így a fél bokorsorokra 2-2 rázóegység jut. A lerázott gyümölcsök a ferde burkolatra, onnan gyűjtő szalagra jutnak, mely gyűjtőedényekbe szállít.

 

9.38. ábra. Bogyósgyümölcs-betakarító V alakban elhelyezett rázóegységekkel 1. rázó egység, 2.gallyemelő lemezek, 3. bokornyitó elem, 4. bogyófelfogó szalagok, 5. rekesztöltő szalagok, 6. rekeszek, 7. levélelszívó ventilátorok

A 9.39. ábrán látható bogyósgyümölcs-betakarító gép rázószerkezetei vízszintes tengely-elrendezésűek. A két egység a vízszintes gallyakat felülről rázza, a gyümölcsfelfogás pedig a vízszintes sövény alatt történik. A bogyók közül a leveleket ventilátor fújja ki, majd a bogyók kézi válogatása is a gépen történik.

 

9.39. ábra. Málnabetakarító gép vízszintes sövénygyümölcs szüretelésére

Tartályládák országúti szállítása

A termés országúti szállítására - a gyümölcsöstől a tárolás/előfeldolgozás helyéig -különleges önrakodó szállítójárművek alkalmazása gazdaságos lehet. E járművek közül a legnagyobbak akár 48 tartályláda egyidejű szállítására alkalmasak. A ládák önrakodásához azokat előzőleg tömbösíteni kell, mégpedig úgy, hogy az alsók külső élei szabadon maradjanak. Ennek érdekében vagy gerendákon, vagy hosszába fordított raklapokon alakítják ki a láda-tömböt (9.40. ábra).

 

9.40. ábra. Tömbösített tartályládák

Tömbösítésre traktorra függesztett villás emelőt, vagy traktoros homlokrakodót használnak (9.41. és 9.42. ábra).

 

9.41. ábra. Traktorra függesztett villás emelő

 

9.42. ábra. Ttraktoros homlokrakodó

Tömbösített tartályládák szállítására készült önrakodó pótkocsit mutat 9.43. ábra. A felépítmény hátul nyitott. A felső keretről négy függőleges konzol nyúlik le, oldalanként kettő. A konzolok alsó végeihez erős szögvas sínek kapcsolódnak, melyek menetorsókkal emelhetők-süllyeszthetők. Az önrakodás során a függőleges konzolok balra-jobbra szétnyitott állapotban vannak, a sínek pedig alsó helyzetükben. Miután a kocsi rátolatott a tömbre, a konzolok összezárulnak, a sínek pedig a tömb alsó éleinél fogva megemelik azt. Ebben a helyzetben a tömb közúton szállítható. A lerakodás a felvételhez képest fordított lépésekben történik.

 

9.43. ábra. Önrakodó szállítójármű tömbösített tartályládák számára

Ellenőrző kérdések

1. Magyarázza a szedőeszközös, segédgépes és teljesen gépesített betakarítási eljárásokat. Soroljon fel szedőeszközöket.
2. Mutasson meg vázlat segítségével egy magajáró segédgépet (szedőkocsit). Magyarázza működését.
3. Mutasson be egy fésülő rendszerű gyümölcsbetakarító gépet. Magyarázza működését.
4. Csoportosítsa az ismert gyümölcsrázó gépeket. Vázlaton mutasson be egy törzsrázó gépet.
5. Vázoljon egy lengő tömegű ágrázó gépet és magyarázza annak működését.
6. Vázolja a sodronyköteles rázót és magyarázza annak működését.
7. Vázoljon terményfelfogó ernyőket, magyarázza azok sorközi mozgatásának módját.
8. Vázoljon talajra rázott gyümölcs felszedésére alkalmas eszközt/gépet. Magyarázza működését. Mely esetekben indokolt ezek használata, és mik ennek feltételei?
9. Milyen szerkezettel történik a bokron termő gyümölcsök gépi betakarítása? Vázolja és ismertesse működését.
10. Vázlaton mutasson tartályládák országúti szállítására alkalmas járművet. Ismertesse a rakodás és ürítés menetét.