مکانیزه کردن برداشت غلات ( کمباین )

مقدمه:
مكانيزه كردن برداشت غلات، هدف ديرينه كشاورزان بوده است. بريدن و كوبيدن دانه هاي ريز با روش هاي دستي، كاري بسيار پرزحمت بوده است. قبل از ثبت تاريخ، بشر آموخته بود چگونه از وسايل و گرداندن دام، به منظور افزايش برداشت محصول غلات دانه ريز استفاده نمايد. آثاري از به كار بردن يك ارابه دروكن چرخ دار، در سرزمين باستاني گال (فرانسه و بلژيك امروزي) پيدا شده است. تاريخ استفاده از ماشين هاي دروكن اسبي و خرمن كوب هاي ثابت به اوايل سال هاي ۱۸۰۰ ميلادي مي رسد.

كمباين هاي اوليه، ماشين هاي بردارنده، خرمن كوبي بودند كه به وسيله گروه هايي از اسب يا قاطر در سرتاسر مزرعه كشيده مي شدند.
بعضي از اين ماشين ها، تنها به عنوان خرمن كوب شناخته شده بودند. زيرا محصول غله ابتدا چيده مي شد و سپس براي كوبيده شدن و جدا شدن دانه از كلش، به پاي خرمن كوب برده مي شد، اولين خرمن كوب تميزكن در ايالات متحده آمريكا، در سال ۱۳۸۴ ميلادي به ثبت رسيد و به بازار عرضه شد و بعداً خرمن كوب به وسيله موتور بخار يا تراكتور و از طريق يك تسمه تخت محرك به حركت درآمد.

شروع واقعي استفاده از كمباين به منظور برداشت و كوبيدن و تميز كردن محصول، زماني بود كه اندرو و اي مور و ديگران از اهالي ميشيگان امتياز ساخت ماشين بردارنده- خرمن كوب كه به وسيله موتورهاي بخار كار مي كردند، ساخته شدند. اين ماشين ها براي چيدن، كوبيدن و تميز كردن محصول به گروهي كارگر نياز داشتند. عملياتي كه در كمباين هاي جديد كه به وسيله ي يك نفر انجام مي گيرد. نام كمباين (بعضي توأم يا با هم) موقعي به وجود آمد كه عمليات چيدن محصول (برداشت) و خرمن كوبي، كه بعداً عمل تميزكردن هم به آن اضافه شد، در يك ماشين كامل و واحد انجام گرفت.
كمباين هاي امروزي، ماشين هايي هستند كه در شرايط مختلف محصول و مزرعه، به منظور برداشت، كوبيدن، جدا كردن و تميز كردن تمام دانه ها به كار برده مي شوند.
************

كمباين ها به طور كلي به ۲ دسته خودرو يا كششي تقسيم مي شوند و كمباين هاي خودرو به ۲ دسته تقسيم مي شوند:
۱- كمباين هاي مخصوص اراضي شيب دار
۲- كمباين هاي مخصوص اراضي مسطح
كمباين هاي خودرو از سال ۱۹۴۰ به بعد پيشرفت هاي زيادي كرده اند طوري كه كمباين هاي در حال حاضر داراي موتورهاي بسيار قوي است و كليه ي كارهاي آن توسط يك نفر (راننده) انجام مي شود. كمباين هاي خودرو طوري طراحي شده اند كه در داخل مزرعه در امتداد يك خط مستقيم حركت كند و گندم درو شده در سكوي برداشت جمع و از آنجا به قسمت كوبنده و قسمت هاي ديگر هدايت مي شود.

الف- انواع كمباين هاي خودرو
۱- كمباين هاي ويژه زمين هاي مسطح: اين نوع كمباين ها در اراضي مسطح و شيب هاي اندك مورد استفاده قرار مي گيرد و داراي محور چرخ ثابت اند. استفاده اين نوع كمباين ها در زمين هاي شيب دار و داراي پستي بلندي باعث ايجاد مشكلاتي مي شود كه عبارتند از:
۱- غربال ها با وضعيت زمين تطبيق نيافته و در نتيجه غلّه در يك سمت بيشتر از سمت بالا دست قرار مي گيرد و سبب كندي كار مي شود.
۲- مواد روي غربال ها سبب انسداد آن ها مي شود ۳- و باعث افزايش تلفات مي شود. (زيرا غله از كمباين بيرون ريخته بدون اين كه در جدا شدن آن كاري صورت گرفته باشد.)

سازندگان اين انواع كمباين ها براي فائق آمدن بر اين مشكلات ضمائمي ساخته اند كه با نصب آنها از تجمع مواد در آن قسمت از كمباين كه در گودي قرار مي گيرد جلوگيري مي كند.
۲- كمباين هاي اراضي شيب دار: اين نوع كمباين ها داراي محور چرخ با اتصال لولايي است كه مي تواند با شيب دامنه تطبيق يافته و همچنين غربال هاي آن قادرند با دستگاه هاي برقي و هيدروليكي تا شيب ْ۴۵ تراز شوند و قسمت درو هم قادر است خود را با شيب زمين تطبيق دهد.
ب- كمباين هاي كششي
اين نوع كمباين ها به وسيله تراكتور كشيده مي شوند و به كمك محور انتقال نيرو تراكتور، توان موتور به ان منتقل مي شود و يا اين كه به وسيله يك موتور كمكي انرژي لازم براي به حركت درآمدن قسمت هاي مختلف تأمين مي شود.
«اعمال و ساختار كمباين»
تمام كمباين ها ۵ عمل اصلي را انجام مي دهند كه عبارتند از: ۱- دروي غله و خوراندن آن به كمباين. ۲- كوبيدن غله ۳- جداسازي دانه از كاه ۴- بوجاري ۵- حمل غله

الف) دروي غله و خوراندن آن به كمباين
هد كمباين: قسمتي از كمباين كه كار آن بريدن محصول، جمع آوري آن و رساندن آن به كوبنده است. هد كمباين به ۲ قسمت تقسيم مي شود كه عبارتند از:
۱- قسمتي كه محصول را بريده و جمع آوري مي كند.
۲- قسمت كه محصول بريده شده را به قسمت جداكننده كمباين انتقال مي دهد.
۱- سكوي برش:

برحسب نوع محصول برداشت شده داراي انواع معمولي و نقاله دار است.
در حالي كه كمباين در مزرعه در حال حركت است چرخ فلك (شانه) در اثر چرخيدن يك رديف از محصول را جدا كرده و به طرف شانه برش مي فشارد و محصول توسط چاقوي شانه برش بريده شده و هليس مواد بريده شده را به طرف قسمت مركزي سكو يعني جايي كه نقاله تغذيه قرار دارد هدايت مي كند و موارد از طريق نقاله تغذيه وارد كوبنده مي شود.
۱-۱- چرخ فلك (شانه): بر حسب نوع محصول برداشت شده به ۲ قسمت تقسيم مي شود كه عبارتند از:
۱-۱-۱- چرخ فلك پره ها: اين نوع چرخ فلك داراي ۸-۳ عدد پره چوبي يا فولادي است كه به طور ثابت به بازوهاي شعاعي متصل شده اند و حول يك محور مي چرخند. پره ها در مقابل محصول سرپا چرخيده و به قسمت شانه برش هدايت مي كند و سپس محصول درو شده را در مسير هليس سكو قرار مي دهند.
۲-۱-۱- چرخ فلك بلند كننده: اين نوع چرخ فلك داراي تعداد زيادي دندانه هاي فولادي فنري است كه به پره هاي چرخ فلك متصل شده اند. اين نوع چرخ فلك بر محصولاتي كه خوابيده اند يا در هم پيچيده اند مثل برنج و همين طور براي محصولاتي بسيار رسيده مثل سويا استفاده مي شود. وظيفه دندانه هاي فولادي بلند كردن محصول خوابيده است.

تنظيمات چرخ فلك:
۱- پره هاي هر دو نوع چرخ فلك را مي توان طوري تنظيم كرد كه با زاويه مناسب وارد زمين شود. اين نوع تنظيم از تكان دادن غله و از خرد شدن محصول جلوگيري مي كند و اين نوع تنظيم چرخ فلك نوع دوم اهميت بالايي دارد.
۲- هر دو نوع چرخ فلك را مي توان در چهار جهت بالا و پايين، جلو و عقب تنظيم كرد. اين تنظيمات براي انتقال محصول به جلو شانه برش و هليس مهم است.
۳- سرعت چرخ فلك بايد طوري تنظيم شود كه در بيشتر شرايط محصولات سرپا، نسبت محيطي چرخ فلك به سرعت پيشروي كمباين ۵۰/۱ – ۲۵/۱ باشد.
۲-۱- شانه برش: محصول توسط چرخ فلك در جلوي شانه برش نگهداشته تا محصول بريده شود. شانه برش به طور عمده از ۲ قسمت تشكيل مي شود: ۱- چاقو يا تيغه برش ۲- انگشتي.

چاقوي برش داخل انگشتي ها قرار گرفته است و قادر است آزادانه به صورت رفت و برگشتي حركت كند. چاقو در شانه برش مي تواند بين ۱۱۰۰-۸۰۰ دور بزند.
تيغه چاقو ممكن است از نوع لبه دندانه دار و با لبه هاي صاف برنده باشد. تيغه هاي لبه دندانه دار مناسب درو غلات مي باشد و احتياجي به تيزشدن ندارد و همين طور تيغه هاي با لبه هاي صاف برنده براي درو محصولات تازه وسبز مانند گياهان علوفه اي استفاده مي شود.
چاقوي رفت و برگشتي به وسيله انگشتي هايي حمايت مي شوند كه به شاسي شانه برش متصل شده اند و صفحات انگشتي دومين لبه برنده دستگاه قيچي مانند را تشكيل مي دهند.

تنظيمات شانه برش:
۱- شانه برش به وسيله سيلندرهاي هيدروليكي قابل تنظيم در دو جهت بالا و پائين مي باشد و در نتيجه از اين طريق مي توان ارتفاع برش بين m100-5 بالاتر از سطح تنظيم كرد.
۲- چاقوي برش حتماً بايد تيز باشد و همچنين قادر باشد در داخل انگشتي ها آزادانه حركت كند در غير اينصورت باعث تكان دادن محصول مي شود و همچنين دانه ها را خرد مي كند در نتيجه تلفات محصول زياد مي شود.
۳- براي اين كه بتوان محصولات خوابيده و يا درهم پيچيده شده را برش زد يك سري انگشتي هاي بلندكننده را بر روي انگشتي هاي ثابت نصب مي كنند.
حركت چاقوي برش:

چرخ لنگ وسيله رابط- در اين حالت يك چرخ دوران كننده وجود دارد كه در پيرامون آن برجستگي گوي مانندي به نام سيبك قرار دارد. سيبك در داخل حفره و شكاف ميله رابط قرار مي گيرد به طوري كه ميله رابط بتواند تحت زواياي مختلف قرار گيرد بدون اين كه سيبك از آن خارج شود با چرخش چرخ لنگ، ميله رابط نيز به جلو و عقب حركت مي كند.

ميله رابط در انتها به يك بازوي نوسان كننده اتصال دارد كه مي تواند در وسط، حول محوري حركت كند. به جلو و عقب رفتن ميله رابط انتهاي متصل به بازوي نوسان كننده نيز به جلو و عقب برده مي شود. چون وسط اين ميله يك محور اتصال دارد در نتيجه با كشيده شدن سر بازوي نوسان كننده كه به بازوي رابط اتصال دارد سر ديگر ميله نوسان كننده به عقب رانده مي شود و بالعكس.
۳-۱- هليس سكوي برش (مارپيچ انتقال دهنده): بعد از دروشدن محصول به وسيله شانه برش چرخ فلك محصول را به طرف عقب فشرده و در كف سكو قرار مي دهد. سپس محصول توسط پره هاي هليس (پره ها به صورت چپ و راست اند) در اختيار نقاله تغذيه قرار مي گيرد و توسط نقاله تغذيه محصول به سمت كوبنده هدايت مي شود.

تنظيمات هليس:
۱- سرعت هليس: سرعت هليس را بايد طوري تنظيم كرد كه محصول به آرامي و يكنواخت در اختيار نقاله تغذيه گيرد.
۲- ارتفاع پره ها: پره هاي هليس قابليت تنظيم ارتفاع بين cm 20-10 را دارند و پره ها از نظر ارتفاع نبايد خيلي پايين يا بالا باشند (ارتفاع بر حسب نوع محصول تغيير مي كند). اگر پره ها خيلي پايين باشند به كف سكو برخورد كرده و در نتيجه باعث خرد شدن دانه ها مي شود و اگر پره ها خيلي بالا باشند تغذيه محصول به طور يكنواخت انجام نمي شود و همچنين قادر نيست كف سكوي درو را هميشه تميز نگه دارد.
۳- فاصله بين تيغة برش و هليس اهميت زيادي دارد: در مورد گياهان پاكوتاه بايد چرخ فلك را طوري تنظيم كرد كه آنها را پس از درو در اختيار پره هاي هليس قرار دهد در غير اين صورت محصول در جلوي هليس جمع مي شود بدون اين كه پره ها با آنها در ارتباط باشند.
– امروزه هد كمباين را به نحوي مي سازند كه بتوان به راحتي آن را از تنه كمباين جدا كرد و يا به آن متصل كرد. اين كهار به ۲ دليل انجام مي شود كه عبارتند از:

۱- عرض هِد كمباين براي تردد در جاده زياد است و سبب اختلال در امر ترافيك مي شود.
۲- با تعويض هِد كمباين مي توان از كمباين براي برداشت محصولات مختلف استفاده كرد.
انتقال محصول به كوبنده:
۱- نقاله تغذيه: كار آن انتقال محصول از سكوي برش به قسمت كوبنده است. در بعضي از كمباين ها يك استوانه تغذيه پس از هليس قرار دارد كه محصول را از هليس گرفته و بعد به نقاله تغذيه انتقال مي دهد و يا خود به صورت مستقيم محصول را در اختيار كوبنده قرار مي دهد و در بعضي از كمباين ها بعد از نقاله تغذيه، استوانه تغذيه قرار گرفته و محصول را از نقاله تغذيه به خرمن كوب (كوبنده) منتقل مي كند.
استوانه تغذيه از استوانه اي تشكيل شده كه داراي يك سري انگشت هاي عقب رونده است.

تنظيمات نقاله تغذيه:
۱- زنجيره نقاله بايد به اندازه اي سفت شود كه به كف محفظة تغذيه برخورد نكند.
۲- سرعت حركت نقاله كه براي محصولات مختلف، فرق مي كند و در بعضي از كمباين ها داراي جهت معكوس است.
۲- تله لنگ:
بعضي از اوقات شرايط برداشت ايجاب مي كند كه هِد را در حد امكان به زمين نزديك كرد كه در اين صورت سنگ و اجرام زمين همراه محصول برداشت مي شود و بايد به طرق مختلف از ورود اين مواد به كوبنده جلوگيري كرد كه يكي از روش هاي ايجاد سنگ گير يا تله سنگ در جلو دستگاه كوبنده كمباين است كه سنگ و اشياء ديگر داخل آن قرار بگيرند و بايد سنگ گير را بعد از مدتي تخليه كرد. (روش هاي ديگر ايجاد دستگاه دفع سنگ و بازدارنده سنگ مي باشد)

كوبيدن غلات:
كوبيدن يعني جدا كردن دانه از خوشه يا سنبله است.
در قسمت كوبنده كمباين دانه ها از سنبله يا غلاف خارج شده و حدود ۹۰ درصد آنها از منافذ ضد كوبنده خارج مي شوند. اين قسمت در نحوة عملكرد كمباين تأثير فراوان دارد زيرا اگر عمل كوبيدن به درستي انجام نگيرد كار كمباين به طور صحيح صورت نمي گيرد.
قسمت هاي دستگاه كوبنده عبارتند از:
۱- كوبنده و ضد كوبنده ۲- گردنده و ضد كوبنده
پنج نوع مهم سيستم كوبنده عبارتند از: ۱- كوبنده و ضد كوبنده سوهاني ۲- كوبنده و ضد كوبنده دندانه ميخي ۳- كوبنده و ضد كوبنده ساينده ۴- يك گردنده و يك ضد كوبنده ۵- دو گردنده و يك ضد كوبنده
۱) كوبنده و ضد كوبنده سوهاني: تمام محصولات، بخصوص دانه ريز و ذرت را مي توان با اين سيستم كوبيد. اين نوع كوبنده داراي تعداد تسمه يا نبشي فولادي شياردار سوهاني مانند است كه به محيط خارجي بشقاب يا ديسك متصل شده اند و بر روي يك محور مي چرخند. سرعت حركت كوبنده بين ۱۵۰۰-۱۵۰ دور در دقيقه مي باشد.

ضد كوبنده شامل يك سري تسمه هاي موازي است كه به وسيله تسمه هاي انحنادار كناري و ميلگردهاي انحنادار مياني در كنار هم نگه داشته شده اند. محل قرارگرفتن ضدكوبنده در زير كوبنده و كمي متمايل به عقب است. فاصله ميان كوبنده و ضدكوبنده قابل تنظيم است. در عمل كوبنده و ضد كوبنده سوهاني دانه از محصول طي دو عمل ضربه و مالش از خوشه جدا مي شود.

۲- كوبنده و ضد كوبنده ميخي: اين نوع كوبنده داراي تعداد زيادي دندانه هاي فولادي است كه به صورت رديفي به تعدادي تسمه پيچ شده اند. هر تسمه ممكن است چند رديف دندانه داشته باشد كه به نوع محصول وابسته است. (تعداد رديف در تسمه ها ممكن است ۲، ۴ و ۶ رديف باشد)
در اين طرح، دندانه ها به جاي اين كه مانند كوبنده و ضد كوبنده سوهاني به محصول ضربه بزنند و آن را مالش دهند مواد را پاره پاره و تكه تكه مي كنند چون اين نوع دستگاه نسبت به دستگاه هاي ديگر عمل كوبيدن محصول را با شدت بيشتري انجام مي دهد و حجم بيشتري محصول را مي تواند تحمل كند و براي برداشت محصولاتي مانند برنج استفاده مي شود. مشكل اين دستگاه ها اين است كه كاه و علف هاي هرز را پاره مي كند و اين وضعيت مي تواند باعث به وجود آمدن مشكلات بيشتري در امر جداكردن و تميزكردن شود.

۳- كوبنده و ضد كوبنده ساينده: كوبنده و ضدكوبنده داراي تعدادي نبشي و يا تسمه اند كه توسط روكش لاستيكي پوشيده شده اند و در نتيجه عمل كوبيدن بسيار آرام صورت مي گيرد به همين منظور براي برداشت محصولات دانه ريز استفاده مي شود.
۴- گردنده و ضد كوبنده: در اين نوع تعدادي تسمه هاي سوهاني به انتهاي ورودي گردنده هاي استوانه اي متصل شده اند. اين نوع كمباين ها ممكن است داراي يك گردنده و يا دو گردنده موازي باشند.

طرز عمل كوبنده و ضد كوبنده:
غله (محصول) از طريق نقاله تغذيه وارد فضاي بين كوبنده و ضدكوبنده مي شود و در اثر ضربه و مالش كوبنده بر ضدكوبنده دانه از سنبله جدا مي شود. بيش از ۹۰ درصد دانه از سنبله جدا مي شود كه مقدار دانه جدا شده در اين قسمت به طور مستقيم به ظرفيت كلي كمباين تأثير مي گذارند. چون در غير اين صورت مقدار زيادي دانه به سوي كاه برها پرتاب مي شوند و در نتيجه تلفات زياد خواهد شد. براي محصولاتي كه به سختي كوبيده مي شوند صفحاتي به كار برده مي شوند كه عمل خرمن كوبي را با شدت بيشتري افزايش مي دهند.

تنظيمات كوبنده و ضدكوبنده:
الف) سرعت دوراني كوبنده: سرعت كوبنده مي تواند بر روي دانه اثراتي بگذارد كه عبارتند از:
۱- تعداد دانه هاي كوبيده و جداشده از كاه
۲- تعداد دانه شكسته و آسيب ديده در حين كوبيدن.

براي اين كه عمل كوبيدن بهتر انجام شود مخصوصاً براي محصولاتي كه دانه آنها خيلي راحت جدا مي شود، هرچقدر سرعت آن ملايم تر باشد، بهتر است.
سرعت كوبنده از جايگاه راننده قابل تنظيم مي باشد.
ب- فاصله كوبنده و ضدكوبنده: براي تعيين فاصله كوبنده و ضدكوبنده در بعضي از كمباين ها ضدكوبنده در دو جهت بالا و پايين حركت مي كند و در برخي ديگر از كمباين ها كوبنده به وسيله محور چرخ آن به سمت بالا يا پايين حركت مي كند ولي به علت حركت كوبنده در اكثر كمباين ها تنظيم فاصله در قسمت جلو و عقب ضدكوبنده انجام مي گيرد.