قطعات روتیواتور

یک مدل روتیواتور ثابت و اجزای آن

روتیواتورها در کشاورزی از نظر مکانیسم کار خاص هستند. این وسیله به صورت فعال و با اعمال نیرو و ضربه، خاک را می شکند و خرد می کند و همچنین علف های هرز را با خاک مخلوط می کند. قطعات یدکی روتیواتور که بیشتر نیاز به تعویض و یا تعمیر پیدا می کنند شامل گاردان و کلاچ آن، گیربکس روتیواتور، دنده ها یا زنجیرهای انتقال توان به روتور تیغه ها، شافت و تیغه های روتیواتور. گاردان کلاچ دار از گیربکس و دیگر قطعات در برابر موانع خاکی حفاظت می کند. گیربکس روتیواتور سرعت دوران گاردان را چند برابر کرده و جهت چرخش را هم عوض می کند و سرویس و نگهداری آن اهمیت بالایی دارد. دو نوع انتقال توان به روتور تیغه ها وجود دارد که شامل زنجیری و دنده ای می شود. زنجیری بیشتر در روتیواتورهای سبک و دنده ای در روتیواتورهای سنگین کاربرد دارد. دو مدل تیغه L و C هم در روتیواتور بسته می شود که L  برای قطع علف های هرز و خرد کردن کلوخ ها مناسب تر است و C برای کار در زمین های سخت کارایی بیشتری دارد. روتیواتورهای کشویی و بازویی چون هیدرولیکی هم هستند دارای قطعات یدکی دیگری مثل هیدرولیک و شیر هیدرولیک می باشند.

انواع و تاریخچه روتیواتور

روتیواتور که به نام هایی مثل تیلر دوار، کولتیواتور، بیل‌زنی دوار، یا گاوآهن چرخشی نیز شناخته می‌شود (به انگلیسی بریتانیایی گاوآهن دوار)، یک کولتیواتور موتوری است که خاک را با استفاده از تیغه‌ها یا تیغه‌های دوار خرد می‌کند. تیلرهای دوار یا خودکششی هستند یا به صورت متصل در پشت تراکتور دو چرخ (تیلر) یا تراکتور چهار چرخ (تراکتور معمولی) کشیده می شوند. کولتیواتورهای کوچک و خودکششی در باغ های کوچک و خانگی و مزارع کوچک استفاده می شود. هنگامی که به تراکتورهای دو چرخ یا چهار چرخ متصل می شود، روتیواتور در مزارع استفاده می شود. علاوه بر این، از تیلرهای دوار برای آماده‌سازی زمینه برای راه‌سازی هم بعضا استفاده شده است.

نمونه اولیه کولتیواتور توسط آرتور کلیفورد هاوارد اختراع شد. در سال 1912، او شروع به آزمایش با خاکورزی دوار در مزرعه پدرش در نیو ساوت ولز، استرالیا کرد. او که در ابتدا از موتور تراکتور بخار پدرش به عنوان منبع نیرو استفاده می کرد، دریافت که زمین را می توان به صورت مکانیکی بدون انباشته شدن خاک و ایجاد جوی و پشته زیاد، مانند شخم معمولی، شخم زد. اولین طرح‌های او خاک‌های عملیات شده را به طرفین پرتاب می‌کرد، تا اینکه او اختراع خود را با طراحی تیغه ای L شکل که بر روی فلنج هایی با فاصله وسیع نصب شده بود، بر روی موتوری با شافت و موتور کوچک نصب کرد. سال بعد، او طرحی را با پنج تیغه کولتیواتور دوار و یک موتور احتراق داخلی به ثبت رساند. به تدریج استقبال جهانی از دستگاه ابداعی هاوارد چنان زیاد شده که او در نقاط مختلف دنیا اقدام به تأسیس شرکت برای تولید روتیواتور های خود نمود.

روتاری تیلر  یا خاکورز دوار در ابعاد کوچک و دستی که بیشتر به کولتیواتور هم معروف هستند در مزارع کوچک و شالیزارهای کوچک کاربرد دارند. کولیتواتور نوعی تیلر است که به جای چرخ های آن، محور دوار و تیغه ها قرار گرفته اند و با حرکت دادن آن توسط نیروی انسانی، زمین را شخم یا خاکورزی می کند. البته ممکن است چرخ های حمل و نقل کوچکی در جلوی خود داشته باشند. این کولتیواتورها معمولا با موتوری 1 تا 5 اسب بخار تأمین نیرو و توان می شوند. هر چه آهسته تر حرکت بشود، خاک بیشتر خرد و پودر می شود. کولتیواتورها مکانیزمی برای عملکرد معکوس ندارند، زیرا چنین حرکتی به عقب می تواند به اپراتور آسیب جدی وارد کند. در حین کار، کولتیواتور را می توان به عقب کشید تا از مناطقی عبور کند که به اندازه کافی پودر نشده اند، اما باید مراقب بود که اپراتور دچار لغزش نشود و چرخاننده را روی خود نکشد. اگر تیغه های کولتیواتور به اشیاء زیر سطحی نادیده مانند ریشه درختان و زباله های مدفون گیر کند، می تواند باعث حرکت ناگهانی و شدید تیلر در هر جهت شود.

اصول کاری روتیواتور

نوع اصلی روتیواتور که بیشتر مورد بحث در این مقاله می باشد، روتیواتورهای تراکتوری است که به وسیله تراکتور کشیده شده و تأمین توان می شوند. روتیواتور دستگاهی است که از محور تواندهی تراکتور قدرت می گیرد وبا انتقال این قدرت به شافتی که روی آن یک سری پره نصب شده و با دوران این شافت، قدرت به خاک منتقل می شود و خاک را کنده و پرت می کند. مهمترین تفاوت و ویژگی روتیواتور همین است که شافت دوار و مجموعه های تیغه های منتصب روی آن، در جهت چرخش چرخ های تراکتور می چرخند. روتیواتور تنها دستگاهی است که بقایا و علف های هرز را خرد کرده و با خاک مخلوط می کند. باعث می شود تا بقایا خیلی خوب با خاک مخلوط شوند و سریعتر فرسوده شده و جذب خاک شوند. همین ویژگی باعث شده تا در باغات و مناطق با بقایا و علف هرز زیاد کاربرد پیدا کند. نکته خیلی مهم اینکه کشش منفی دارد، کشش منفی یعنی کلا بحث کشش و بکسوات و شرایط خاک و وزن تراکتور و انتقال وزن  و آن همه درگیری و مسأله کنار می رود و با بازده بیشتر از توان محور تواندهی استفاده می شود. همین مسأله موجب شده تا در شرایط مرطوب تر هم کارایی داشته باشد. به دلیل کشش منفی که دارد و فشار کششی که به تراکتور نمی آورد خیلی عالی می تواند در ترکیب با دیگر ماشین آلات کارایی داشته باشد. که مهمترین آن کمبینات هست که در ترکیب با کارنده به کار می رود. البته با دیگر ادوات مثل چیزل هم ترکیبی آن ساخته شده است و دستگاه روتوچیزل را ایجاد کرده است. تنها وسیله ای است که می تواند همزمان هم آفست کار کند و هم مرکزی. مثل مدلهای بازودار سنسوری آن که در باغات علفهای هرز بین درختان را از بین می برد. این مسأله هم برمیگردد به جهت چرخش آن که مثل چرخ خودرو که فرمان میگیرد و چپ و راست می شود. پس در مخلوط کردن علفهای هرز باغات و مخلوط کردن آن با خاک، از جهت توانایی کار در بین درختان، یک از ادوات بسیار مناسب است.

به طور کلی با در نظرگرفتن ساختار روتیواتور، نتیجه میگیریم که این دستگاه برای خاکورزی سطحی با عمق کم استفاده می شود به طور مثال برای شخم کم عمق، اختلاط کود با خاک، خورد کردن بقایا و اختلاط آن با خاک، پودرکردن خاک سطحی و کلوخ ها و آماده سازی نهایی بستر بذر و همچنین در شالیزارها برای اختلاط کامل خاک و آب از روتیواتور استفاده می شود. همچنین روتیواتورها در زمین های مرطوب کاربرد دارند مثل شالیزارها.

تنظیمات روتیواتور

یک سری تنظیمات در روتیواتور وجود دارد که با توجه به هدف روتیواتور زنی تعیین می شود. بعضا این تنظیمات مرتبط با قطعات یدکی روتیواتور می باشد. لازم به ذکر است که سه نوع روتیواتور موجود است که عبارتند از روتیواتور ثابت، روتیواتور کشویی و روتیواتور بازودار. توضیحات این روتیواتورها در قسمت ادوات کشاورزی داده شده است. تنظیماتی که در ادامه می آید بین انواع روتیواتورها مشترک است.

• اندازه تکه های جداشده از خاک با افزایش سرعت پیشروی بزرگتر می شود. چون در زمان کمتر مسافت بیشتری پیموده می شود و تیغه در زمان یکسان سطح بیشتری از خاک را بر می دارد. سرعت پیشروی معمول روتیواتور بسته به شرایط خاک و نتایج مورد نظر (میزان پودر شدن خاک) از حدود 4 تا 9 کیلومتر بر ساعت تغییر می کند.
• با افزایش سرعت دورانی اندازه تکه ها کوچکتر و خرد شدن خاک بیشتر می شود. سرعت دورانی با تغییر دنده های گیربکس تغییر می کند. البته با فرض اینکه سرعت پیشروی ثابت بماند.
• با کاهش تیغه های روی فلانژ (فلانج) اندازه تکه های خاک بزرگتر می شود. برای کاهش تیغه ها باید دقت کرد از دوطرف طوری برداشته شود که تعادل دستگاه به هم نخورد. چون دستگاه در حین کار با سرعت دورانی بالایی می چرخد.
• با پهن تر شدن هر تیغه، اندازه قطعات بریده شده بیشتر می شود.
• با بالاتر قراردادن درپوش روتیواتور، اندازه های تکه های بریده شده بزرگتر می شود.
• عمق کار خاک همزن با تغییر وضعیت کفشک ها یا چرخ های میزان تنظیم می شود.
• کار با روتیواتور در خاک های بسیار خشک و سخت، موجب فرسایش بیش از حد تیغه ها و استهلاک بالای آنها و همچنین ایجاد گرد و خاک بیشتر از حد می شود.
  

  در شکل اجزای روتیواتور شامل کاپوت و کفشک های آن به خوبی دیده می شود

  قطعات روتیواتور

  اجزای روتیواتور شامل شاسی و اتصال سه نقطه به تراکتور، گاردان کلاچ دار، جعبه دنده، دنده ها یا زنجیر انتقال توان به شافت دوار، شافت دوار یا روتور و تیغه های روتیواتور، کاپوت یا درپوش پشتی و کفشک های تنظیم ارتفاع می باشد. در بین  قطعات روتیواتور، گاردان و کلاچ آن، گیربکس روتیواتور، دنده های سر شافت تیغه ها و تیغه های روتیواتور جزء قطعاتی بوده که بیشتر از بقیه نیاز به تعمیر و تعویض پیدا می کنند. این قطعات مشترک در بین انواع روتیواتورهای ثابت، کشویی و بازودار می باشد. یک سری قطعات یدکی مخصوص روتیواتورهای آفست شامل کشویی و بازودار می باشد که شامل جک هیدرولیک و شیر هیدرولیک و شیلنگ ها هستند.

  یکی از مهمترین قطعات یدکی روتیواتور، گاردان روتیواتور می باشد که از نوع گاردان کلاچ دار است. اگر تیغه های روتیواتور به مانعی برخورد کنند، در صورتی که گاردان آن معمولی باشد، ممکن است موجب شکستن تیغه ها، خرابی دنده ها یا زنجیر، خرابی گیربکس یا حتی آسیب دیدن PTO شود. اما اگر گاردان روتیواتور از نوع کلاچ دار باشد، این اتفاقات نمی افتد. گاردان کلاچ دار به خاطر ساختمانی که دارد مانع می گردد ضربات و فشارهای ناشی از کار، به روتیواتور آسیب برساند. در گاردان کلاچ دار، دو صفحه، که صفحه کلاچ گاردان روتیواتور نامیده می شوند. شبیه به کلاچ خودرو، توسط نیروی فنر به هم فشرده شده اند و نیروی PTO از طریق همین صفحات به روتیواتور انتقال می یابد. وقتی تیغه های روتیواتور به مانعی سخت برخورد کنند، فشار اعمال شده از طرف مانع در زمین، از فشار تنظیم شده بوسیله فنرها بیشتر شده و منجر به این می شود که این صفحات روی هم می لغزند و در آن لحظه اعمال توان و نیرو به تیغه ها متوقف می شوند و فشار و اجباری پشت روتور و تیغه ها نیست و بدین ترتیب به راحتی مانع را رد می کند پس از عبور از مانع، دوباره فشار فنرهای صفحه کلاچ، دو صفحه را به یکدیگر می چسبانند و انتقال توان به صورت عادی انجام می شود.

  وقتی گاردان کلاچ دار دچار مشکل می شود، دو حالت ممکن است اتفاق بیفتد: اگر صفحات گاردان بسیار زیاد روی هم می لغزند و روتیواتور حرکت ندارد یا حرکت آن ضعیف است، می تواند ۴ دلیل داشته باشد: یک اینکه صفحات کلاچِ گاردان چرب شده اند که برای رفع آن باید صفحات را باز و کاملا تمیز کنید. دوم اینکه فنرهای کلاچ شُل هستند که باید تمام مهره ها را به یک اندازه سفت کرد. سوم لنت های کلاچ تمام شده اند و باید آن ها را تعویض کرد و دلیل آخر اینکه صفحات از داخل خرد شده اند و باید تعویض شوند. در حالت بعدی اگر صفحات گاردان تحت هر شرایطی روی هم لغزش ندارند که می تواند ۳ دلیل داشته باشد:  صفحات کلاچ به هم چسبیده اند. باید صفحات را باز کرد و مشکل را برطرف کرد. دوم اینکه فنرهای کلاچ بیش از حد سفت هستند که باید تمام مهره ها به یک اندازه شل شوند و اخر اینکه کلاچ در کارخانه درست مونتاژ نشده است.

  

  قطعات یدکی روتیواتور شامل دنده های گیربکس، شافت ها و یاتاقان ها

  در روتیواتورها، انتقال نیرو به روتور از طریق دنده و یا زنجیر می تواند انجام شود. روتیواتورهای دنده ای نسبت به مدل زنجیری، حساسیت بیشتری در مورد روانکاری دارند، یعنی اگر روغن محفظه دنده کم شود، زودتر فرسوده می شود. روتیواتورهای دنده ای معمولا گران تر هستند.  در روتیواتورهای زنجیری بعد از مدتی استفاده، زنجیر کِش می آورد و بزرگ تر می شود. برای همین هرچند وقت یک بار باید کشش زنجیر توسط زنجیر سفت کن دوباره تنظیم شود. دنده ای صدا و لرزش کمتر، و طول عمر بیشتری دارد. روتیواتورهای دنده ای توانایی بیشتری در انتقال نیرو دارند برای همین هم در روتیواتورهای بزرگ و سنگین باید از دنده استفاده کرد.

  تیغه های مختلفی می توانند روی روتیواتور نصب شوند اما دو نوع L و C در ایران از همه رایج تر هستند. دلیل نامگذاری این تیغه ها، به خاطر شباهت آن ها به حروف انگلیسی L و C است. تفاوت این تیغه ها در کاربرد آن ها است، اگر می خواهید علف های هرز را از بین ببرید، کلوخ ها را خرد کنید و یا کود را با خاک مخلوط کنید، بهترین انتخاب تیغه L است. تیغه L سطح خاک بیشتری را نسبت به C تحت تاثیر قرار می دهد. یکی از ایرادهایی که به طور کل به روتیواتور وارد است، پودر کردن بیش از حد خاک است که برای خاک خوب نیست. پودر کردن خاک در تیغه L نسبت به تیغه C کمتر است. اما اگر زمین شما سخت است و یا خاک چسبناک است، بهترین انتخاب تیغه C است چون راحت تر در خاک نفوذ می کند و فشار کمتری به تراکتور می آورد.

  

  تیغه های L و C در شکل نشان داده شده است

  در یک سری از روتیواتورها در گیربکس روتیواتور سرعت دوران دو یا چند برابر می شود. این تغییر سرعت با تغییر دنده های گیربکس انجام می شود. فشار بیش از حد و یا نگهداری ضعیف ممکن است منجر به خرد شدن دنده ها و یا خراب شدن یاتاقان ها و بلبرینگ ها شود. محفظه گیربکس همیشه باید دارای دو سوم روغن باشد و همچنین باید روغن گیربکس روتیواتور حدود 500 ساعتی یکبار باید عوض شود.