Гуми за селскостопански машини

Селскостопанските гуми имат твърде важни отговорности. Те трябва да носят товар, да участват в предаването на мощността и въртящия момент на двигателя към повърхността, да осигуряват добро сцепление с терена и да не утъпкват почвата. Ето защо в условията на съвременно високомеханизирано земеделие е необходимо да се подхожда внимателно и задълбочено към въпроса за гумите на земеделските машини.

От гумите се очаква също да са здрави, устойчиви на механични повреди (срязване, пробиване), да издържат на студ, топлина и естествено стареене, да поемат надлъжните и напречните напрежения при завиване и да понасят големи динамични натоварвания при работа по неравен или стръмен терен. Всички тези изисквания към гумите на земеделските машини са известни на производителите и техните инженери постоянно ги усъвършенстват. Но правилният избор на вида и модела гуми си остава сравнително сложен въпрос.

Текст: списание АгроБио Техника

Ако решите да се занимаете задълбочено с темата за гумите, първото нещо, което ще ви направи впечатление е, че се използва доста специфична терминология - пълно е с "непознати" думи. Ето защо е задължително да се запознаем с посочените по-долу термини. Те се отнася за безкамерните гуми, доколкото в наши дни в селското стопанство се използват основно такива.

Под каркас (Сarcass) се разбира скелето или корпуса на гумата. Той определя нейната форма и товарни възможности. Каркасът образува затворен обем от въздух под налягане, който носи товара и поема външните удари. Изработва се от стоманени нишки, които са залепени към вътрешната стена. Вътрешна стена (Inner liner) e вътрешната обвивка на гумата, изработена от специална гума, залепена към каркаса. Тя осигурява задържане на въздуха под налягане във вътрешността, без да го пропуска през структурата на гумата. Основния плат (Body ply) представлява пресован лист, състоящ се от един слой гума, един слой усилваща тъкан и втори слой гума. Като текстил най-често се използват изкуствена коприна, найлон или полиестер;

Колани или пояси (Belts) се наричат пресованите листове, съставени от слой гума, слой разположени близо една до друга стоманени корди и втори гумен слой. Стоманените корди са ориентирани под различен ъгъл и образуват т.н. триъгълна структура. Поясите придават якост на гумата. В селскостопанските гуми има два или повече колани.

Протекторът (Tread) е ходило на гумата. Той представлява дебел, пресован от гума профил, който обгръща каркаса и поясите. Гумата в протектора съдържа съставки, които му придават износоустойчивост, сцепление и устойчивост на удари. Съществуват и различни елементи, контактуващи с настилката: блокове, канали, ламели. Те образуват шарката на протектора и в ежедневния език се наричат грайфер.

Външната стена на гумата (Side wall) представлява неусилен пресован гумен профил с добавки, придаващи на страните на гумата добра устойчивост на изтриване и удари. Бордовете (Bead) са обръчи от издръжлива на опън стомана, обвити с гума. Покрити са със специален слой от сплав от бронз и месинг, който ги предпазва от корозия. Бордовете осигуряват механична здравина при монтажа на гумата върху джантата. И накрая, пета (Apex) е пресован профил с триъгълна форма, който осигурява прилепване към специален ръб на джантата, с цел непропускане на въздух под налягане от вътрешността.

Диагонални и радиални гуми

В най-общия случай гумите се делят на два типа - диагонални и радиални. Колкото и изразът "диагонални гуми" да звучи ретро в доста браншове, трябва да подчертаем, че те все още са приложими за редица селскостопански машини. Произвеждат се чрез намотаване на няколко слоя от здрава гумирана тъкан, които се застъпват диагонално един над друг под определен ъгъл и така се създава един обединен работен слой. Протекторът и страничната стена са така конструирани, че действат и реагират заедно, а не по отделно. Преимуществото на кръстосаното изпълнение е, че то създава твърда, здрава и издръжлива гума с усилени странични стени. Това я прави отличен избор за машини, които при работа са влизат в съприкосновение с пънове и големи остри камъни, или за оборудване, изискващо много стабилност – например за трактори, които често се движат по много стръмни склонове.

Диагоналните гуми като правило са по-евтини от радиалните. Но те имат един съществен недостатък – твърдостта им предава с по-голяма сила сътресенията и вибрациите от неравностите на пътя към кабината, което намалява комфорта при управление и возенето в трактора. Освен това диагоналните слоеве прехвърлят движението напречно към каркаса на гумата и тогава се активира следната верига от действия: страничната стена се огъва, протекторът поема допълнителното натоварване и също се изкривява, намалява се контактната повърхност на гумата със земята, спада сцеплението с повърхността, увеличават се силата на натиск и така се стига до щети върху обработваемата земя (коловози и др. подобни), в т.ч. така нежеланото утъпкване.

Радиалните гуми днес са по-популярни при селскостопанската техника. Тъй като машините нарастват по големина и мощност, този тип гуми все повече отговарят на изискванията на днешната по-тежка техника. За разлика от диагоналните гуми, те са съставени от две части, които са конструирани да работят независимо една от друга. В радиалните гуми са вложени стоманени корди, разположени перпендикулярно на посоката на движение на превозното средство. Над тази основна армировка (каркас) се полагат останалите слоеве, поддържащи протектора. Те спомагат за поддържане на по-широк, по-плосък отпечатък на протектора и осигуряват повишена устойчивост на пробив отдолу.

Едно от съществените преимущества на конструкцията на радиалната гума от две части е, че огъванията в страничната стена не се прехвърлят върху протектора, което позволява по-добро сцепление, повишена полезна мощност и горивна ефективност, намалено утъпкване и запазване на почвата. Радиалните гуми се износват по-бавно и осигурят по-гладко возене, като същевременно с тях може да се достигне по-висока скорост на пътя. А тези качества в крайна сметка допринасят за желаната по-голяма производителност и ефективност при изпълнение на земеделските дейности.

Гъвкавост на селскостопанските гуми

Днес се предлагат три основни вида гуми за земеделска техника. Под стандартни гуми се разбира обикновените радиални гуми за трактори и друга селскостопанска техника. Те са най-често купуваните селскостопански гуми от земеделците и на пазара има богата гама от размери и модели. Ефективни са при обработването на различни типове почви, но за постигането на максимални резултати се налага постоянно регулиране на налягането при преминаване от работа на полето към излизането на пътна настилка и обратно.

При селскостопанските гуми е от изключителна важност да носят колкото може повече товар с по-малко налягане на въздуха в тях. В тази посока е следващият вид гуми, обозначени като IF, т.е. радиални гуми с повишена гъвкавост. При тяхното производство се прилагат сложни иновации, касаещи тяхната структура, които позволяват на страничните стени на гумата да се огъват повече. Характерно за гумите IF е, че могат да носят 20% повече товар от стандартните селскостопански гуми при същото налягане на напомпване и при максимална скорост. Съответно те могат да се използват за същия товар/скорост както стандартните, но с по-ниско налягане. Това позволява на гумите IF да осъществят по-широка зона на контакт със земята, което спомага за по-доброто сцепление и икономия на гориво, а също и за по-малкото специфично налягане върху почвата за по-малко утъпкване.

С много по-висока ефективност са гумите, обозначени като VF, т.е. радиални гуми с много голяма гъвкавост. Те са способни да носят 40% повече товар в сравнение със стандартните агро гуми при същото налягане и при максимална скорост. Съответно те могат да се използват за същия товар/скорост както стандартните, но с много по-ниско налягане. Това им позволява да формират много по-широка зона на контакт със земята и да намалят допълнително утъпкването на почвата. Съответно гумите VF осигуряват още по-добро сцепление, по-малък разход на гориво и предлагат по-висок тегловен и скоростен индекс (по-голяма товароносимост и по-висока скорост на придвижване).

Гумите IF и VF решават в голяма степен въпроса с поемането на различен товар на полето и на асфалтовия път и са по-ефективни при преминаване от един вид повърхност на друг (път-поле-път).

Все пак гумите с повишена и много висока гъвкавост имат един недостатък, възпиращ доста земеделци да преминат към тях - по-голямата ширина на гумата. Стандартните радиални гуми са по-тесни, така че тракторът например може да се "преобуе", само ако се сменят джантите с нови по-широки. Но ако на везните заложим по-голямата товароносимост и щаденето на почвата, то по-широките джанти определено си заслужават парите. Факт е, че производителите вече предлагат гумите IF и VF за стандартни джанти. От една страна, това дава възможност да се използват обикновените джанти, но от друга се прави компромис с товароносимостта и утъпкването на почвата.

Селскостопански гуми според машината

Според предназначението си селскостопанските гумите могат също да се разделят на видове според самите машини - видове, а не размери, защото всяка машина е предназначена за различни дейности и изискванията към гумите респективно са различни. Най-популярните и търсени гуми са за трактори. Ако земеделските дейности, които най-често се извършват са обработката на почвата като оран, дисковане и други подобни, то ще са нужни тракторни гуми, които да осигурят по-висока мощност и по-голяма теглителна сила, т.е. необходими са гуми с добро сцепление, висок тегловен индекс и по-широк отпечатък. Едно от най-важните неща, за което трябва да се внимава при избор на тракторни гуми, е вида и състоянието на обработваната почва, тъй като от това зависи ефективността на гумите. Например, ако почвата е рохка, стандартните по-твърди гуми с многоъгълен дизайн на протектора ще се движат по-добре от по-гъвкавите видове. И обратно, ако почвата е по-суха и твърда, многофункционалните IF и VF ще осигуряват по-голяма ефективност.

Другият основен вид гуми са за комбайни. За прибирането на реколтата е важно гумите да са с висок тегловен индекс и да не утъпкват почвата. Следователно комбайните се нуждаят от високотехнологични гуми като IF или VF. Както вече споменахме, тези два вида гуми предлагат много добро сцепление и уплътняват почвата минимално благодарение на намаленото вътрешно въздушно налягане, което улесняват и управлението на комбайните. Особено предизвикателство при комбайните е, че по време на работа в полето по-голямо натоварване поемат предните гуми, а на асфалтовия път е обратно - натоварват се повече задните.

При гумите за товарачи (челни и телескопични) също има редица особености. Те трябва да гарантират необходимата по-голяма стабилност на машината при издигане на товара, което реално се постига чрез гуми с по-голяма контактна зона с повърхността и по-голяма коравина, осигурявана от специфичните слоеве с кръстосани стоманени корди. Много важна е и теглителната сила, сцеплението с терена и самоочистването от калта, за което отговаря подходящата шарка на протектора. Товарачите често завиват на място върху твърди повърхности, което увеличава страничното напрежение, преминаващо през цялата гума. 

Специфични са гумите за селскостопанските самоходни пръскачки. Те са основно два вида. Широките осигуряват по-добро сцепление с повърхността, по-добър комфорт, но е възможно по време на пръскането да смачкат част от културите. Тесните гуми не са толкова комфортни за оператора в кабината, но са по-ефективни, защото са специално адаптирани да преминават през редовете, без да повреждат реколтата.

При ремаркетата, както и всяко друго селскостопанско оборудване теглено от трактор, е налице по-голямо разнообразие от използвани гуми. Тук един от най-важните фактори е да се съобрази товароносимостта на гумите спрямо общата максимално допустима маса на тегленото оборудване.

Разбира се, за всеки от посочените видове гуми се предлага и голямо разнообразие от размери, което зависи от модела на машината, нейната собствена маса и нерядко от разстоянието, което производителя е оставил между джантата и калника или най-близкия страничен капак.

Регулиране на налягането в гумите в движение

Всяка гума допринася за ефективната работа на машината, когато налягането на въздуха в нея оптимално. Този оптимум зависи от конструкцията на гумата, натоварването и скоростта на движение. Колкото са по-големи натоварването и скоростта, толкова по-голямо е механичното въздействие върху нея - прегъване на стените и съответно нагряване на гумата. Поради това при по-високи скорости е необходимо по-високо налягане, за да се избегне прегряването. Тук обаче има известна колизия. За движение по обществените пътища е необходимо високо налягане в гумите, съответно малка контактна повърхност, а при работа на полето, с цел запазването на структурата и плодородността на почвата, са необходими ниско налягане и голяма контактна повърхност. Това всъщност е причината за създаването на гумите IF и VF. 

Но потенциалът на IF и VF е много по-голям. Тези земеделци, които искат да се възползват максимално от техните способности, се нуждаят и от система за постоянно регулиране на налягането в гумите. Тя решава в максимална степен различните изисквания между поведението на колесната машина в полето и на пътя. Още повече, че в полето условията за работа са различни и изискват различна контактна повърхност на гумата с почвата. Контактната зона може да се увеличи чрез намаляването на налягането в гумите до стойности, допускани от производителя. Така се постига по-добро сцепление на гумата с почвата, а и гума с по-ниско налягане по-добре "копира" профила на терена, образувайки много по-малки коловози. Намаляват се загубите от буксуване, т.е. за създаването на същата теглителна сила ще бъде изразходвано по-малко гориво.

Монтирането на система за регулиране на налягането в движение, която може да се управлява от кабината на трактора или комбайна, е много популярно решението в Западна Европа. Разбира се, това изисква известна инвестиция. Стойността на такива системи е в диапазона от 3500 до 8000 евро, но резултатът може да бъде съпроводен с много ползи. 

Земеделците, използващи такива системи отчитат около 10% понижаване на разхода на гориво. Операторът има по-висок комфорт при работа на полето за сметка на редуциране на вибрациите в кабината, което намалява неговата умората и прави работата му по-атрактивна (особено за младите). И не на последно място - доказано нарастване на теглителната сила на трактора и едновременно с това увеличаване на живота на гумите. Според разчет на немска браншова организация срокът на изплащане на подобни инвестиции в Германия не превишава две години.

Практично и полезно

Накрая, но не на последно място предлагаме някои практични съвети, които ще осигурят дългосрочна ефективна експлоатация на гумите, забавяне на износването и намаляване на рисковете, свързани с прекомерната им амортизация. На първо място най-важно е налягането на въздуха в тях. Гумите са създадени, за да на носят точно определен товар, съотнесен към налягането им, така че всяка сутрин преди машината да е работила налягането трябва да се проверява. Ако то е по-високо, отколкото е предписано, геометрията на гумата ще се промени нежелателно (разтегляне и изкривяване). Освен това тя няма да е в състояние да абсорбира ефективно сътресенията и вибрациите от неравностите по терена. Препомпените гуми са по-податливи на спукване и срязване и се износват по-бързо. Те също така утъпкват почвата повече от гумите с правилно налягане.

От друга страна, ако налягането е твърде ниско, гумата може също да промени нежелателно геометрията си. Спадналата гума генерира допълнителна топлина, която води до бързо износване, а и ще се увеличи консумацията на гориво. Налягането в гумите трябва да бъде измервано винаги, когато са студени.

Всеки ползвател на машината трябва да е наясно с товароносимостта на гумите, и да я съобрази с теглото на машината и товара й. Претоварването се отразява крайно негативно на гумата и тя може да се спука в най-неочаквания момент, дори при обичайно натоварване. Гумите трябва да се почистват редовно, особено ако е работено с химически вещества (пръскане, торене), защото те значително намаляват живота им. Попадането в дупки, рязкото завиване и внезапното спиране значително намаляват живота на гумите. Необходимо е те редовно да се проверяват за пукнатини, разрези и износване. Когато гумите имат сериозни напуквания или са износени повече от 80%, те трябва да се сменят с нови.

Гумите не трябва да се складират за по-дълго, отколкото препоръчва производителя. Трябва да са далеч от електрически уреди, например оксижени, които увеличават нивото на озон във въздуха и причиняват бързо деградиране. Специалистите съветват гумите да се поставят за съхранение вертикално "на комин" - с широката страна една към друга и в никакъв случай изложени на слънчева светлина.

При комбайните правилното съхраняване на гумите в периода между жътвените кампании ще увеличи максимално техния живот, ще предотврати скъпите проблеми и ще намали непланираните престои в критично важните моменти. При положение че девет или десет месеца в годината машината стои неизползвана, тя в идеалния случай трябва да бъде поставена на трупчета, за да се намали натоварването върху гумите, а налягането в тях да бъде намалено до 0,7 бара. Ако не е възможно комбайнът да бъде зазимен по този начин, гумите трябва да бъдат напомпани до обичайното им работно ниво, за да се избегнете деформирането им. Необходимо е периодично да се проверява налягането в тях, а комбайнът да се премества леко напред или назад - при завъртането на гумите натоварването ще пада всеки път върху върху различни сегменти.

Както споменахме, важно правило е гумите да са предпазени от директна слънчева светлина, което изисква комбайнът да бъде на закрито в идеалния случай. Ако това не е възможно, гумите се покриват с подходящ непрозрачен материал. Преди началото на кампанията гумите трябва да бъдат огледани внимателно за следи от износване. Напукванията от многогодишното им използване, особено отстрани, може да изглеждат тесни и плитки. Но те много бързо могат да станат широки и дълбоки по време на работа с комбайна, което ще доведе до постепенно или рязко изпускане на въздуха. Такива гуми трябва да бъдат сменени с нови

И в заключение

Селскостопанските машини постоянно се подложени на тежки натоварвания. Поради това се изисква висококачествено обслужване, както и осигуряването на надеждни резервни части и гуми. Ефективната работа на селскостопанската техника зависи пряко от техническите характеристики на използваните гуми и от особеностите на протекторната шарка. 

За правилния избор на гуми за селскостопанска техника трябва да се имат в предвид фактори, като експлоатационни условия, максимално натоварване, производствени цели, мощност на техниката. Селскостопанските гуми трябва да отговарят на мощността на машината и товарите, които ще носи. Не трябва да се забравя, че натоварването не трябва да надвишава максимално допустимото - според техническите спецификации на производителя. Гумите също трябва да съответстват на вида на почвата. Колкото по-висока е нейната влажност, толкова по-високи трябва да бъдат грайферите им, с по-голям ъгъл на наклон. Ако почвата е с висока адхезия, е необходимо да се изберат селскостопански гуми с възможно най-голямо разстояние между грайферите.

За предотвратяване уплътняването на почвата от големи колесни селскостопански машини, се използват широкопрофилни гуми или се поставят гуми на сдвоени колела. Двойните колела не само намаляват уплътняването на почвата, но и улесняват работата на полето в началото на пролетта - без да се чака изсъхване на почвата. Те напълно заменят верижните машини и увеличават теглителната сила. Монтирането на двойни колела намалява значително боксуването и разхода на гориво.