Grape

Destinatia si clasificatia grapelor

Destinatia principala a grapelor sete de a prelucra superfcial solul, la adanceni variabile, prin afanarea terenului, spargerea bulgarilor, micronivelarile suprafetei terenului, spargerea crustei solului si distrugerea buruienilor mici. Grapele se mai folosesc pentru graparea semanaturilor, a pajistilor, pentru ingroparea in sol a semintelor mici si a ingrasamintelor.

Clasificarea cea mai des filosita sete aceea dupa timpul constructiv al organului de lucru si anume:

Grapa cu colti ficsi, cu cadru rigid (fig. 53, a) si cu cadri articulat (fig. 53, b);

Grapa cu colti reglabili (fig. 53, b, c, d), grapa cu colti oscilanti (fig. 53, e);

Grape flexibile (fig. 53, f);

Grape setelate cu colti drepti (fig. 54, a) si colti curbati (fig. 54, b), numite si sape rotative; grape cu discuri (fig. 55,);

Grape rotative, cu vergel curbe (fig. 56, a) sau cu vergele drepte (fig. 56, b).

Grapele se mai clasifica, dupa masa ce revine pe un organ activ, in grape usoare, mijocii si grele; dupa felul tractiunii, in grape cu tractiune animala si grapa cu tractiune mecanica.

Dupa modul cum lucreaza organele de lucru, grapele se clasifica in: grape tarate (grape cu colti), grape rulante (grape stelate, cu discuri rotative) si grape combinate.

1- cadru rigid; 2- colti ficsi; 3- dispozitivul de tractiune; A- primul camp de grapa; B- al doilea camp de grapa; 1- cadru articulat; 2- colti ficsi; 3- dispozitivul de tratiune; A- primul camp de grapa; B- al doilea camp de grapa; 1- maneta de reglaj; 2- partea mobila a cadrului grapei; 3- partea fixa a cadrului grapei; 4- colti articulati; α- unghiul de inclinare a coltilor; 1- partea fixa a cadrului; 2- bare suporta ale coltilor; 3- colti; 4- colti patina; 5- maneta de reglaj; 6- sector dintat; 7,8- parghie de actionare a barelor suport ale coltilor; e- gtapa cu colti oscilanti; 1,2,3,4- bare transversale oscilante pe care se monteaza coltii; 5- mecanismul biela-manivela; 6,7,8,9- bare longitudinale articulate: 10- organele de transmisie a miscarii; 11- coltii; ω- viteza unghiulara a mecanismului biela-manivela; np- turatia prizei de putere; f- grapa flexibila; 1- colti; 2- cadru; 3- dispozitivul de tractiune

Fig. 54- Grape stelate

cadru; 2- stele cu colti; 3- axe suport ale stelelor; 4- lagare; 5- lantul sau dispozitivul de tractiune

Fig. 55- Grapa cu discuri:

cadru; 2- baterie cu discuri; 3- discuri; 4- lagare; 5- bara suport a rotilor de transport si de limitare a adancimi de lucru; 6- roti; 7- cilindru hidraulic (de forta) ce actioneaza a supra mecanismului de ridicare a grapei din pozitie de transpori in pozitie de lucru si invers; 8- mecanismul de trecere a grapei din pozitie de transoprt in pozitie de lucru si invers; 9- dispozitivul de tractiune; 10- razuitor;    11- dispozitivul de reglare a orizontalitatii cadrului; 12- furtunul pentru conducerea uleiului; 13- bucse de distantare; 14- bolturi de reglare a unghiului de atac al bateriilor cu discuri

Fig . 56- Graoe rotative

a- grapa rotativa cu vergele curbate in spirala; 1- vergele in spirala; 2- cergele drepte care servesc drept suport al celor in spirala; 3- disc suport al vergelelor; b- grapa rotativa cu vergele drepte dispuse elicoidal; 1- vergele drepte; 2- discuri stelate suport ale vergelelor; 3- axul suport al discurilor; 4- lagare

Partile componente al grapei

Grapele, in genereal, se compun din: organe de lucru (colti, stele cu colti, discuri, vergele, lame taietoare) cu ajutorul carora executa lucrarea de grapare a solului si organe ajutatoare (cadru, diferite mecanisme, axe, roti, dispozitive de tractiune si cuplare, etc.) care servesc pentru fixarea organelor de lucru in reglarea acesrora, corespunzator diferiteor conditii de lucru.

Organele de lucru ale grapelor

Coltii pot avea diferite forme (fig. 57), in functie de destinateia pe care o au grapele cu colti.

Pentru graparea solului cu rezistenta diferita la adincimi normele, se utilizeaza colti cu sectiunea patrata si varful drept; pentru adancimi mai marisi pentru pajosti se folosesc colti cu sectiunea patrata si cu varful curbat (fig. 57, a); pentru graparea solurilor cu rezistenta mica, a semanaturilor, a terenului trasat sau modelat se folosesc colti cu sectiunea cilculara sau eliptica (fig. 57, b), iar pentru graparea energica si la adancimi mari a pajistilor, se folosesc colti in forma de lame taietoare (fig. 57, c).

In functie masa ce revine pe un colt din masa totala a grapei sant: grape grele (2,0-5,0 Kg/colt); grape mislicii (1,2-2,0 Kg/colt); grape usoare (0,6-1,2 Kg/colt). Cu cat mas pe colt este mai mare, cu atat grapa respectiva poate lucra in conditi mai grele si la adincimi mai mari.

Coltii sunt dispusi pe campuri de grapa care pot avea latimea de lucru cuprinsa intre 0,6 si 1,8 m.

Stele cu colti pot avea un numar de 4-16 colti (drepti sau curbati). Stelele cu colti curbati se monteza de obicei liberi pe ax cu sectiunea patrata, care este liber in lagarele lui. Stelele cu colti se monteaza pe doua sau trei axe paralele, care formeza impreuna un canp de grapa sau o sectie de lucru.

Stelele cu colti sunt montate astfel pe axe, incat fiecare stea executa in lucru prelucrarea solului pe o urma independenta. Masa ce apasa pe o stea cu colti drepti este de 4,5-5,5 Kg, iar pe o stea cu colti curbati de 7-10 Kg.

Garpele cu stele, cu colti drepti, se utilizeaza la graparea araturilor concomitent cu aratul si pentru spargerea crustei solului. Aceste grape in afara de maruntirea solului, realizeaza si o tasare usoara in profunzime.

Grapele cu stele cu colti curbati, denumite si sape rotative, se utilizeaza pentru spargerea crustei solului, afanarea stratului de sol prelucrat, distrugrea buruienilor in prima faza de dezvoltare si pentru intretinerea culturilor agricole.

Discurile sant concave, cu muchia lisa (fig. 58, a) sau crestate (fig. 58, b). Discurile crestate au o actiune mai    energoica asupra solului si patinarea lor fata de sol este mai redusa.

Discurile se caracterizeaza prin diametrul D, raza de curbura R, crosimea tablei δ si unghiul de ascutire a muchiei taietoare ί.

Masa ce revine pe un disc, in general este de 15-20 Kg la grapele usoare 20-30 Kg la grapele mijlocii 30-50 Kg la grapele grele si 50-100 Kg la grapele foarte grele. Diametrul discurilor la grapele usoare sete de 350-450 mm, la grapele mijolcii de 450-510 mm si la cele grele si foarte grele 610-810 mm. Raza de curbura este cuprinsa intre 525 si 672 mm, iar grosimea tablei discului intre 4,5-7 mm; materialul di care este confectionat discul este otel manganos si unghiul deactiune de 0,27-0,35 rad     (15-20%).

Bateriile cu discuri se pot monta rigid sau articulat pe cadrul grapei, dispus in forma de V (fig. 59, a) sau X (fig. 59, b). In cazul montari rigide a bateriei cu discuri, efectul de nivelere a terenului este mai pronumtat. In cazul dispunerii bateriilor cu discuri in X (fig. 59, b), discurile di fata antreneaza solul din interior catre exterior si discurile de spate din exterior catre interior, la mijlocul grapei solul ramanand ne lucrat, fapt care impune de obicei inaceasta portiune montarea unor organe de lucru tip scormonitor sau cutit de cultivator care sa saigure lucrarea corespunzatoare a solului.

Dispunerea bateriilor cu discuri in V poate fi facuta simetric fata de axa cadrului grapei (fig. 59, a) si a tractorului sau asimetric (fig. 59, c). In cazul dispuneri simetrice, intre cele doua bateri solul ramane ne lucrat, ca si in bateriilor dispuse in X. Datorita faptului ca pe aceeiasi urma trece numai o singura baterie cu discuri, solul este maruntit mai putin decat in cazul dispunari bateriilor in V asimetric, caz in acre pe aceeasi urma trec doua bateri si nu sunt portiuni de sol nelucrate intre baterii. La batreiile dispuse in V asimetric, o baterie deplaseaza solul de la dreapta spre stanga si alta de la stinga spre dreapta, maruntind solul energic. Ca urmare, a maruntirii bune a solului, se extind din ce in ce mai mult grapelecu batreii cu discuri dispuse in V asimetric pe cadrul grapei, avand tot odata si o constructie mai simpla. La fiecare disc se prevede un razuitor, pentru a curata in trmpul lucrului solul, ce se lipeste de disc.

Grapele cu discuri sunt utilizate la discuirea araturilor, pregatirea terenului in vremea samanatului, la graparea miristii, a porumbisti, a terenurilor cu masa vegetala bogata, pentru distrugerea resturilor vegetale si usurarea lucrari de arat, la graparea pajistilor in vaderea reansamantarii, la lucrarile de intretinere a solului in vi si livezi, la grapare aterenurilopr proaspat defrisate, mlastinoase sau intelenite.

Dupa destinatia lor grapele cu dicuri pot fi pentru culturi de camp, pentru vii, pentru livezi. Grapele pot fi folosite pentru conditi de lucru usoare, mijloci si grele, pe terenuri plane si in panta. Deosebirile intre grape, din aceste puncte de vedere sant numai aceea ce priveste dimensiunile discurulor, dispozitivul de cuplare la tractorul cu care se lucreza si greutate ce revine pe un disc.

Vergelele (fig. 56) sant din sarma sau sin bare cu diferire profile, montare pe discuri hexagonale, circulare sau stelate, in spirala, rigide cu axul lor, cara insa este liber in lagarele montate pe cadrul grapei.

Grapele cu vergele drapre sau curbe se folosec numai pentru maruntirea si afanarea solului in nederea semanatului, de obicei in agregat cu alte utilaje pentru lucrarea solului, facand ultima operetie de finisare.

Lamele taietoare (fig. 57, c) o muchie taietoare si pot avea o pozitie normala pe sol, sau inclinata. Lucrul lamei taietoare in sol este in principiu la fel ca si cel al cutitului lung de la plug, cu deosebirea ca adincimea de lucru a lamei nu depaseste 12 - 14 cm. Ramele taietoare se folosesc in special la lucrarea soluilui pe pajisti, pentru regenerarea acestora, pemtru afanarea solului insemanaturile de cereale paioase, primavara devreme, avana si scopul de a raduce gradul de de infratire al acstora.

Organele ajutatoare ale grapei   

Cadrul la grapele su colti pate fi rigid, articulat in paln longitudinal sau transversal si flexibil.

La grapele cu stele cu colti, cadrul este format dintr-o rama de otel laminat, de diferite profile, pe care se monteaza lagarele in acre ruleaza axele cu stele.

La grapele cu discuri, cadrul este format din diferite profile metalice, asamblate intre ele prin suruburi sau sudura, formand asfel o ferma rigida, pe care se monteza in lagare bateriile cu discuri si rotile. Mecanismele suplimentare se fixeaza, de asemene, pe cadru.

La grapele rotative, cadrul este format dintr-o rama metalica pe care sant montate lagare in care ruleaza axul cudiscurile cu vergele.

Mecanisme sant destinate: la grapele cu colti reglabili pentru reglarea pozitilor coltilor la grapele cu discuri pentru trecerea grapei din pozitia de ucre in pozitia de transpori si invers pentru limeitarea adincimi de lucru pentru reglerea orizontalitati cadrului cu solul si pentru reglarea ubghiului de inclinare a baterilor cu discuri. Prin actionarea unui cadru hidraulic se modifica pozitia celor doua roti fata de cadru limitand adincimea de lucru sau trecand grape din pozitie de transport in pozitie de lucru sau invers. Printr-un mecanism cu surub plasat la triunghiu de tractiune se inclina cadrul grapei fata de punctul fix de cuplare a tractorului pana acel cadru revine in pozitie paralela cu solul. Cu ajutoru uinui cilindru hidraulic se actioneaza un mecanism care modifica unghiul de inclinare dintre bateriile cu discuri.

L a grapele destinate pentru fivezi se pot folosi si mecanisme pentru dezaxarea grapei fata de tractor sau abateriilor cu discuri intre ele pentru a se putea lucra pe sub coroana pomilrr ca mai usor. Dezaxarea maxima peoare ajunge pana la 800 mm.

La grapele cu colti oscilanti pentru actionarea barelor oscilante se folosesc mecanisme de tip bilea-manivela.

Rotile la grapele cu discuri sunt pneumatice iar la grapele stelate se folosesc roti metalice care se monteza numai in pozitie de transport. Celelalte tiputi de grape in general nu au roti ele se deplaseaza pe camp pe organele de lucru. Pe distante mai lungi toate grapele care nu sunt purtate sau tractate pe roti se transporta in mijlocul de transport remorci sau auto camioane sau pe carucioare speciale pe daua roti tractate de tractor cu care lucreaza grapa.

Dispozitive de tractiune si cuplare

La grapele cu colti tractate se folosesc dispozitive de tractiune care cupleaza mai multe campuri de grape la tractor. Aceste dispozitive pot fi formate din cabluri de tractiune si bari transversale care pot fi pe roti orientabile sau fara roti. Grapele tractate cu stele cu discuri si celelalte rotative folosesc triunghiuri de teactiune simpli formate dintr-o bara principala de tractiune si mai multi tiranti. Bara de tctiune a grapei se cupleaza la bara de tractiune atractorului. Grapele purtatea sant pravazute cu un unghi de prindere in trei punctr ce se cupleaza la mecanismul de suspendare al tractorului.

Procesul de lucru al grapelor

La grapel cu colti sub actiunea masei grapi ce se repartizeaza pe fiacere colt Ge si datorita deplasri coltii intra in sol despica solul si il depleasaza lateral coprimandul. Sub actiunea de comprimare si de izbire a particulelor de sol de catre colti se prduce maruntirea solului in stratul superficial in care se lucreaza colti grapei.

Prin actiunea de deplasare a coltilor in sol fiecere colt mobilizeaza solul intr-o zona triunghiulara avana unghiul la varful coltului 0 cuprins in limitele 0,87-1,57 rad 50-90. Modul care solul este mobilizat pe tota latimea de lucru a unei grape cu colti depinde de distanta de    b intre urmele lasate pe sol de colti vecini.

In genetal adincimea de lucru a coltilor este cuprinsa intre 2 - 12 cm in functie de masa grapei ce se repartizeaza pe un colt. La grapel usoare adincimea de lucru este in general cuprinsa intre 2 - 4 cm la grapele mijloci 4 - 8 cm si la cele grele 8 - 12 cm. Lungimea activa a coltului l ce socoteste de la varful coltului la cradrul grapei care frecvent sete cuprinsa intre 150 - 300 mm. Lungimea unui colt in functir de adancilmea de lucru este data de reletia

l (2 - 2,5) amax

in care :

amax este adincimea macxima de lucru a coltului.

Pozitia coltilor pot fi drapta sau inclinat. (fig. 62). Colti pot fi inclinati cu in unghi mao mate de /2 rad (90) sau mai mic de /2 rad.

Fortia R (rezultanta tuturor fortelor) ce actioneaza in sol asupra unui clot se descompunein cazul coltului inclinat in componenta R ce reprezinta insasi forta de rezistenta la tractiune si conplneleta R care se insumeza cu masa ce revine pe clt Ge. In cazul cand unghiul α grapele cu colti oscilanti datorita actiuni mai intens a coltilor asigura o maruntire mai buna a acestuia.

La grapele cu discuri sub actiunea masei grapei ce revine pe fiecare disc Ga se asigura patrunderea discului in sol la adancemea a Prin depeasarea discului in sol acesta taie solul pe o latime de lucru b si pe o sectiune F transversala pe directia de inclinare (fig. 63). Solul taiat de discul sferic este urcat pe suprafata lui interioara marunttit intors si se deplaseaza lateral.

Discul sferic (cocav) in timpul lucrului executa o miscare de rostogllire in jurul axei sale datorita fortelor de frecare ce apar intre disc si sol, un punct de pe disc realizand o traiectorie de forma A (fig.63). datorita miscari de rostogolire a discului si de inaintare in sol a acestuia pe tragerea grapei pe sol un punct de pe disc mai deschide o curba simpla de forma B (fig. 63).

Adancimea maxima de lucru amax este determinata de diametrul exteric D al discului de diametrul exterior d al flansei bucsei de distantare (manson de distantare) si de zon liberea lasata pentru scurgerea solului (3 cm) si se exprima prin relatia:

D-d

a max = ────── 3 cm

2

Cu cat diametrul discurilor este mai mare cu atat adancimea de lucru ce se poate realiza este mai mare. Actiunea de patrundere in sol a discului se realizeaza si prin marirea unghiului α pe care il face planul discului su directia de inaintare. De regule acest unghi este reglabil in limitele

rad (15-30)

Solul prelucrat de discuri ramane ne uniform pe fundul brazdelor sa cum se arata in fig. 63. Distanta intre crestele de sol sete determinata de distanta c dintre doua dicuri alaturate. Frecvene c =165-280 mm. Cu cat grapel sunt mai grele caloare lui c sete mai mare: inaltimea crestelor de pe fundul brazdelor nu trebuie sa depasaca 2-3 cm.

La grape stelate sub actiunea greutati    ce revine pe o stea acesasta patrunde in sol mobilizandu-l pe adincimea de patrundere a coltilor in sol realizand totodata o afinare in acesata zona si o tresare in profunzme. Adancimea de lucru la aceste grape de obicei este cuprinsa intre 3-8 cm.

La grapele rotatoive cu vergele saun cu lame taietoare, vergelele sau lamele taietoare patrund sucesiv in sol efectuand marun tirea afanarea si nivelarea stratlui superficial de sol la adancimea de lucru de 2-6 cm.

Reglarea grapelor

Reglarea adancimi de lucru se realizeaza la grapele cu colti ficsi sau oscilanti la grapele flexibile si rotative prin mas grapei la gtapel cu colti reglabili prin masa grapei si unghiul de inclinare a coltilor. Unghiul de inclinare a oltilor se poate regla prin folaosrea mecanismului de inclinare a coltilor in limitele:

-2

8,7.10 rad (5) la 1,92 dar (110) adincimea maxima realizandu-se la unghuil de /2 dar (90). La grapele cu discuri adancimea de lucru cuprinsa inrtere 6 si 20 cm este influentata de mas graopei si de unghiul de atac al discurilor bateriei respectiv de unghiul pe care il formeza planul discurilor cu directiade inaintere ce se realizeaza prin modificarea unghiurilor dintre bateriile cu discuri si βn. Cu cat unghiul α sete mai mare cu adancimea de lucru a discurilor este mai mare (fig.59).

Acest lucru se realizeaza prin blocarea bateriilor cu discuri cu ajutorul unor bolturi ce se fixeaza in diferite orifici practicate pe cadrul grapei cosrespunzatoare unghuiui dorit deinclinare a bateriilor cu dicuri. La unle grape cu discuri reglarea ughiului de inclinare a bateriilor se realizeaza folosind un mecanism actionat de un cilindru hidrauli. Pentru limitarea adanimi de lucru la grapele cu discuri se poate folosi si mecamismele de trecere prin pozitia de transport in pozitia de lucru si invres.

Reglarea dezaxari grapei se executa numai la grapele cu discuri destinate a lucra in livezi pentru ca acestea sa se poata apropia cat mai mult de randul de pomi. Grapele prevazute cu aceste dispozitive au un mecanism de tip mecanic cu culisa depalsanduse manual bateriile datorita pozitiei care se fixeaza cu ajutorul unor bolturi.

Reglarea pozitiei razuitoarelor la grapele cu discuri se face prin apropierea sau departara acestora fata de discuri la distanta    3-6mm pentru ca acestea sa lucreze farea sa frece pe disc.

Calitatea lucrerei de grapat se determina prin: adancimea medie de lucru am, gradiul de afanare a solului Gas gradul de maruntire a solului Gms si gradul distrugere al bulgarilor Gab

Valaorile atmisibile sunt Gas ≥ 20% la grapele cu diccuri si Gas ≥ 50% la celelelte grape; Gms ≥ 75% la dimensiunea comentionala a bulgrilor de 5 cm la grapele cu discuri si Gms ≥ 60% la celelelte grape in afara de grapele cu colti oscilanti unde Gms 90%. Gradul de distruge a bulgarilor Gab reprezinta un procent numarul de buruieni taiate cu suprafata lucrata din totalul de buruieni existente. Gradul de distrugere a buruienilor se considera corespunzatoare cat are o valoare mai mare de 50% la grapele cu colti drepti mai mare de 95% la grapel cu discuri si mai mare de 80% la grapele cu colti curbati.

La grapele in general, gradul de maruntire a solului se mareste iar gradul de nivelare a solului scade, odata cu cresterea vitezei de lucru. O data cu crestrea vitezei de lucru scade si adincimea de lucru a grapelor.

Latimea de lucru a unor grape se determina la fel ca si la plug.

Pentru determimnarea corecta a acestor indici se face cel putin cinci masuratori.