Untitled

1
2
ÍNDICE
Pág.
1.- INTRODUCCIÓN
4
2.- BASES DE FUNCIONAMIENTO DE LAS COSECHADORAS
4
3.- ANÁLISIS DE LOS SISTEMAS CONSTITUYENTES DE LAS COSECHADORAS 5
4.- ACCESORIOS Y EQUIPO COMPLEMENTARIO
10
5.- USO Y ENTRETENIMIENTO
11
6.- EPÍLOGO
11
7.- AGRADECIMIENTOS
11
3
COSECHADORAS DE CEREALES
1.- INTRODUCCIÓN
Sólo los de cierta edad recuerdan los terribles
veranos en que los obreros acababan el día
destrozados por calores caniculares y por
interminables horas de hoz, trillo y bieldo. La
cosechadora de cereales hizo por aquellos
hombres más que el sin fin de libertadores de
pacotilla y agitadores de tres al cuarto. Se puede
decir que la cosechadora de cereales fue la gran
liberadora y la auténtica humanizadora.
No me extraña que el ilustre profesor D. Eladio
Aranda Heredia dijera de ella con toda justicia que,
si el tractor era el rey de la Maquinaria Agrícola, la
cosechadora era la reina.
A nadie que tenga dos dedos de frente se le
puede ocurrir que tan benéfica máquina cayó del
cielo por milagro. La cosechadora de cereales es
el resultado final de muchos años de esfuerzo de
estudiosos cuyo saber se ha ido sumando hasta
conseguir eso que hoy nos parece obvio y
cotidiano, pero que es un orgullo del talento
humano.
En efecto, hasta llegar a las actuales
cosechadoras autopropulsadas ha habido una
importante evolución cuyos hitos, desde
comienzos del siglo XIX, han sido los siguientes:
Figura 3.- Segadora-atadora.
•
Comercialización
de
cosechadoras
arrastradas por tractores de vapor.
• Fabricación a comienzos del siglo XX de las
primeras cosechadoras autopropulsadas con
motor de gasolina.
• Producción comercial, al final de la década de
los cuarenta, de las primeras cosechadoras
autopropulsadas con motor diesel.
• Comercialización en las últimas décadas del
siglo XX de cosechadoras con alto desarrollo
ergonómico.
El esquema básico de una cosechadora, con la
nomenclatura de sus partes diferentes, es el que
se presenta a continuación.
14
17
16
15
9
• Aparición de segadoras tiradas por caballos.
10
4
7
13
3
8 12
2
1
Figura 1.- Segadora - con tracción animal.
• Desarrollo de trilladoras accionadas por
máquinas de vapor.
5
11
6
1.- Molinete.
10.- Criba inferior.
2.- Tornillo de Arquímedes. 11.- Sinfín de grano limpio.
3.- Barra de corte.
12.- Sinfín de retorno
de gransas.
4.- Elevador de mies.
13.- Ventilador.
5.- Desgranador y cóncavo.
14.- Tolva.
6.- Cilindro batidor.
15.- Tubo de descarga del grano.
7.- Sacudidores.
16.- Motor.
8.- Zarandón.
17.- Cabina.
9.- Criba superior.
Figura 4.- Nomenclatura de una cosechadora de cereales.
2.- BASES DE FUNCIONAMIENTO DE LAS
COSECHADORAS
Figura 2.- Trilladora accionada con bueyes.
• Construcción de segadoras atadoras.
El desarrollo de la mecanización de la
recolección de cereales se dio gracias a que se
consiguió realizar con aparatos el proceso natural
que hace el hombre para separar el grano de la
4
espiga. Este proceso es como se describe a
continuación con las siguientes fotografías:
7
1
2
3
4
6
5
8
7
1.- Espigas.
3.- Trilla.
4.- Raspón, cutículas y semillas.
5.- Primer aventado.
6.- Trigo con pequeñas impurezas.
7.- Segundo aventado.
8.- Trigo limpio.
Figura 5.- Proceso natural de separación del grano de la
espiga.
Algunos de los instrumentos y máquinas
usados en la recolección de cereales, hasta llegar
a las máquinas actuales son los que se muestran
a continuación:
Con las cosechadoras de cereales el cultivo es
limitado en anchura y obligado a mantenerse en
posición vertical para que segarlo y que caiga
sobre una plataforma en la que es concentrado en
el centro de la máquina. (Obsérvese que se ha
realizado mecánicamente el segado y el
agavillado).
El cultivo es arrastrado hasta el mecanismo
desgranador, en el que, por fricción, son rotas las
espigas (Obsérvese que se ha realizado
mecánicamente el transporte y la trilla).
El grano mezclado con impurezas finas pasa a
las cribas en las que gracias a la corriente de aire
producida por un ventilador las impurezas
pequeñas son expulsadas al exterior. (Obsérvese
que se ha realizado la separación del grano de las
pequeñas impurezas).
El grano limpio es conducido hacia una tolva.
Los trozos sin desgranar, denominados
gransas, son de nuevo desgranados.
3.- ANÁLISIS DE LOS SISTEMAS
CONSTITUYENTES DE LAS COSECHADORAS
1
5
1.- Siega con guadaña.
2.- Transporte manual de gavillas.
3.- Era para trillado y aventado.
4.- Trillo de madera y pedernal.
5.- Trillo tirado por caballerías.
6.- Bielgo.
7.- Trilladora mecánica.
8.- Trillado, limpieza y almiar
Figura 6.- Antiguos instrumentos y máquinas usadas en la
recolección de cereales.
En la cosecha una vez trillada se hace una
separación grosera del grano y la paja (Obsérvese
que se ha realizado la primera separación del
grano).
2.- Siega de espigas.
3
8
2
La cosechadora de cereales se puede
considerar como un conjunto unificado de
sistemas de corte, de alimentación, de trilla, de
limpieza, de transporte, de recepción, de
propulsión y de elementos accesorios y equipos
complementarios.
4
6
• El sistema de corte secciona los tallos de la
cosecha y la lleva mediante los órganos de
alimentación a los de trilla. Se compone de
divisores, barra de corte, molinete, tornillo de
Arquímedes y elevador - transportador.
5
Figura 7.- Detalle de plataforma de corte.
Los divisores, construidos de chapa de acero,
delimitan la anchura de corte. Van montados sobre
patines que deslizan sobre el suelo cuando el
corte se hace a la altura mínima.
Figura 11.- Árbol oscilante.
El accionamiento por deslizador consiste en
una polea que lleva un tetón que se aloja en una
guía colocada en uno de los extremos de la barra
de corte, como se muestra en la siguiente figura.
Figura 12.- Deslizador en polea barra de corte.
La barra de corte, semejante a las de las
segadoras de forraje, lleva además, para cuando
las cosechas están encamadas, unos elevadores
de mies, cuya misión es la de levantar las plantas
durante el corte.
El molinete cuya misión es la de sostener las
plantas durante el corte impidiendo que se
vuelquen en el avance, es un cilindro formado por
barras dotadas de dedos flexibles, denominados
levanta mieses, que les dan el aspecto de peines.
Para mantener los dedos levanta mieses en la
posición adecuada, cada peine está dotado de un
sistema de paralelogramo articulado.
Figura 9.- Barra de corte.
Figura 13.- Molinete con dientes de inclinación regulable
mediante paralelogramo articulado.
Figura 8.- Órganos de corte en la cosechadora.
El accionamiento de la barra de corte puede
ser por biela-manivela, por árbol oscilante y por
deslizador en polea.
El accionamiento por biela-manivela consiste
en un plato con un tetón excéntrico que actúa
como biela, como se muestra en la siguiente
figura.
Figura 10.- Biela-manivela.
El accionamiento por árbol oscilante consiste
en un árbol o eje oscilante generalmente
accionado por un mecanismo de disco inclinado,
como se muestra en la siguiente figura.
El correcto funcionamiento del molinete es muy
importante pues las pérdidas de grano que puede
causar son las más importantes de todas las que
produce la cosechadora. Para evitarlas en el
molinete se puede regular la inclinación de los
peines. Para ello hay que tener en cuenta que si la
cosecha está derecha debe recogerse con los
peines perpendiculares al terreno, en cambio si
están encamadas hacia la máquina, los dientes
deben inclinarse hacia adelante, en los demás
casos de encamado deben inclinarse hacia atrás.
También se puede regular su velocidad de
rotación, la cual debe ser mayor cuanto más
encamada esté la cosecha, su altura,
evidentemente función de la de las plantas y se
puede
regular
su
posición
longitudinal
adelantándolo o retrasándolo con respecto a la
barra de corte.
• El sistema de alimentación lleva la cosecha
desde la plataforma de corte hasta los sistemas de
trilla. Se compone de tornillo sin fin, tambor de
alimentación y transportador.
6
El tornillo sin fin, situado detrás de la barra de
corte, reúne en el centro de la máquina las plantas
cortadas, para lo que cada uno de sus extremos
lleva una espiral de paso de rosca inverso. Toma
el movimiento del elevador y, en la transmisión, se
coloca un sistema de protección contra las
sobrecargas, que consiste en dos discos
paralelos, uno de ellos fijo al tornillo sin fin y el otro
solidario al eje de accionamiento, unidos mediante
resortes de tensión regulable.
Todo el cabezal de corte dispone de un
sistema de elevación accionado hidrostáticamente
para ajustarlo a diferentes alturas de trabajo.
Figura 18.- Posicionamiento hidráulico del molinete.
Figura 14.- Tornillo sin fin de alimentación.
• El sistema de trilla tiene como misión
conseguir la separación del grano de la paja. Se
compone de despedregador, cilindro desgranador,
cóncavo y de cilindro batidor.
El tambor de alimentación situado en el centro
del tornillo de Arquímedes, arrastra mediante
dedos escamoteables la cosecha y la pone al
alcance del transportador. El funcionamiento de
los dedos escamoteables se consigue mediante
un cigüeñal que dependiendo de la situación de la
manivela son obligados a entrar y salir del tambor
para que, solamente en los instantes que interesa,
empujen la cosecha.
Figura 19.- Esquema general.
El despedregador consiste simplemente en una
cavidad situada delante del cilindro desgranador
en la que caen los elementos que hayan llegado al
interior de la máquina, que podrían producir
atascos y averías.
Figura 15.- Tambor de alimentación.
El transportador, situado en el interior de un
túnel de sección transversal rectangular, coge la
cosecha que sale del tambor de alimentación y la
lleva hasta los órganos de trilla. El tipo más
frecuente es el de cadenas unidas por travesaños
de angulares de acero con bordes dentados, como
se muestra en la siguiente figura.
El desgranador es un cilindro cuyo diámetro
medio es de 50-60 cm. y cuya longitud varía de
0’9-1’5 m, cuya velocidad angular se puede
regular desde 300 a 1500 r.p.m. según la especie
vegetal recolectada y la cantidad de cosecha. Hay
cilindros desgranadores de dientes o púas y de
barras metálicas.
Los de dientes consisten en barras colocadas
en las generatrices del cilindro equidistantes,
sobre las que se sujetan las púas. Se usan en
cosechas difíciles de desgranar, aunque producen
una elevada rotura de granos.
Figura 16.- Transportador de cadenas.
Algunos modelos han sustituido el transportador
descrito por tambores rotativos simples o múltiples.
Figura 20.- Cilindro desgranador de púas.
Figura 17.- Elevadores de tambores.
Los de barras metálicas, que son los más
utilizados, están constituidos de barras de acero
provistas de estrías que desplazan lateralmente
de forma alternativa la cosecha produciendo una
7
mejor separación de los granos. Producen menos
daño a los granos y menor rotura de pajas. Hay
modelos en los que se usan barras metálicas
recubiertas de caucho que causan menos rotura
de grano.
mayoría de las cosechadoras, la regulación de la
velocidad angular del cilindro desgranador se
puede hacer cambiando de posición la correa
sobre las poleas correspondientes, o mediante
variadores continuos de velocidad simples o
dobles, según se presenta en la siguiente figura.
Figura 21.- Cilindros desgranadores de barras
metálicas forradas y de caucho.
Desde hace algunos años hay cosechadoras
que añaden al sistema de trilla cilindros
desgranadores longitudinales, los cuales se
colocan a lo largo de la máquina, y permiten la
supresión de los sacudidores.
Figura 22.- Cosechadora con desgranador longitudinal.
El cóncavo es la pieza contra la que fricciona el
cilindro desgranador. Está constituido por barras
paralelas entre las que se colocan de acero, entre
las que pasa el grano, pajas e impurezas de
reducido tamaño y caen sobre el zarandón que los
lleva hacia las cribas. La separación entre los
redondos condiciona la intensidad de la trilla, y es
por lo que este elemento se construyen de forma
que se pueden poner o quitar varillas.
Figura 25.- Regulación por cambio de poleas
y por variadores continuos.
La distancia entre cilindro desgranador y cóncavo
debe regularse, pues dicha distancia incide en la
capacidad de desgrane. Cuanto más difícil es el
desgranado de las plantas más próximos deben
colocarse desgranador y cóncavo. En general la
separación entre el cilindro desgranador y el cóncavo,
para realizar una trilla progresiva, debe ser más
grande por delante que por detrás. Se regula la
distancia mediante palancas, manivelas, husillos, y
tuercas de fijación.
El cilindro batidor es un paralelepípedo que
golpea con sus aristas las pajas a la salida de los
órganos de trilla desmenuzándolas y evitando que
se enrollen de nuevo en el cilindro desgranador
evitando atascos en la máquina.
El conjunto de todos los elementos del sistema
de trilla está protegido por un embrague de garras
que los detiene en caso de atascos y suena para
que lo oiga el maquinista.
Figura 23.- Cóncavos y detalle.
La parte trasera del cóncavo lleva un peine
alargador, gracias al que la paja y el grano que no
han caído por el cóncavo son transportados a los
sacudidores.
Figura 26.- Embrague de garras.
• El sistema de limpieza tiene como misión la
separación del poco grano que junto con la paja
sale de los órganos de trilla. Se compone de
zarandón, sacudidores, cribas y ventilador.
Su esquema general de montaje es el que se
presenta a continuación:
Figura 24.- Peine alargador del cóncavo.
El accionamiento del cilindro desgranador
puede realizarse por cadena o por correa
trapecial. Para modificar su velocidad angular en
el primer caso se consigue por cambio de piñones.
En el segundo caso, que es el que utilizan la
2
1
3
4
1.- Zarandón.
2.- Sacudidores.
3.- Cribas.
4.- Ventilador.
Figura 27.- Esquema general de los mecanismos de limpieza.
8
El zarandón es un plano con salientes orientados
en dientes de sierra, montado bajo el cóncavo que
recoge los granos y pequeñas impurezas que pasan a
través de él y los dirige hacia la criba superior.
Figura 28.- Zarandón
Los sacudidores son acanaladuras de chapa con
una cubierta plana dotada de bordes dentados
dotados de orificios, que reciben el grano mezclado
con la paja desde los órganos de trilla, los arrastran y
sacuden provocando la separación del grano al pasar
por sus orificios y arrastrando hasta hacer caer al
terreno la paja. Sobre ellos se colocan placas
deflectoras y agitadores que evitan la salida de
producto sin que permanezca el tiempo necesario
para la separación total de grano y paja.
de los sacudidores, la cual realiza una primera
separación por tamaño y por densidad gracias a la
acción de la corriente de aire enviado por el
ventilador. Una segunda criba, que puede ser de
aperturas regulables o intercambiables, que
permite el paso de los granos y no de las gransas
que son conducidas al elevador para su reciclado.
Las cribas regulables se construyen de láminas
colocadas como las de una persiana, con lo que la
regulación es obtenida cambiando el ángulo de las
láminas.
Figura 32.- Criba regulable.
Las cribas intercambiables llevan orificios de
tamaños y formas diferentes según las
características del grano recogido.
Figura 29.- Cilindro desgranador, cóncavo, batidor y
sacudidores.
Los sacudidores se montan, en número variable,
sobre un cigüeñal con desfase entre sus muñequillas,
gracias a lo que se logra que el producto realice
además de saltos longitudinales, un desplazamiento
alternativo lateral que produce una mayor eficiencia
de separación.
Figura 30.- Detalle de sacudidores.
Como se ha expuesto hay máquinas que, en
lugar de sacudidores, montan desgranadores
suplementarios, longitudinales o transversales
Figura 31.- Desgranadores suplementarios transversales.
Figura 33.- Cribas intercambiables.
Por último en las cosechadoras hay una tercera
criba denominada criba inferior cuya misión es la
eliminación de las impurezas que junto con el
grano han pasado las otras dos cribas, que es
oscilante y está sometida a la acción del
ventilador.
El ventilador produce una corriente de aire que
llega a las cribas y arrastra las impurezas.
Normalmente el ventilador es de flujo radial, que tiene
la importante propiedad del autolimpiado. Por dos
aperturas regulables por compuertas situadas en
cada lateral del ventilador se modifica el caudal de
aire y con él la fuerza de arrastre. Es conveniente
tener en cuenta que si la corriente de aire producida
por el ventilador es muy baja, las cribas se
sobrecargan impidiendo el paso del grano, con lo que
una parte se pierde en el terreno y otra es reciclada lo
que produce elevada cantidad de rotura. Si la
velocidad del aire es excesiva el grano es arrastrado y
se pierde. En todo caso hay que tener en cuenta que
si la velocidad del aire no es suficiente se produce
más pérdida de grano que si es excesiva.
Las cribas realizan la separación por tamaño
de grano e impurezas. Normalmente en las
cosechadoras hay una criba superior que recibe
los granos cargados de impurezas del zarandón y
9
Figura 34.- Ventilador y criba inferior.
El accionamiento de los órganos de limpieza se
realiza en muchas cosechadoras a partir del cilindro
batidor mediante transmisiones por correas.
• El sistema de transporte está formado por
dos tornillos sin fin, uno de los cuales transporta el
grano totalmente limpio y el otro las gransas hasta
elevadores de cangilones o de tornillo sin fin, que
los descargan en la tolva y en los órganos de trilla
respectivamente.
Figura 35.- Tornillo sin fin.
El accionamiento del sistema de transporte se
realiza generalmente desde el cilindro desgranador y
está protegido por un embrague de seguridad.
Figura 37.- Transmisión a las ruedas motrices.
Las modernas cosechadoras en las ruedas
motrices tienen una reducción final de trenes de
engranajes planetarios, si bien las últimas
generaciones vienen equipadas con sistema
hidrostático de transmisión de potencia. Utilizan
una bomba de caudal variable que, con el
accionamiento antes de una palanca y ahora de
un mando electrónico, realiza las funciones del
variador continuo y de inversión del sentido de
avance.
Las ruedas delanteras de las cosechadoras
son motrices y las traseras directrices, con
sistemas de conducción idénticos a los usados en
los tractores.
• El sistema de recepción está constituido por
una tolva que es sencillamente un depósito de
capacidad variable, que en algunos modelos llega
hasta 9000 litros, normalmente situado detrás del
asiento del conductor, cuyo vaciado se hace
mediante un tornillo sin fin, que se pliega en un
lateral durante el trabajo.
Figura 38.- Transmisiones en una cosechadora.
Las cosechadoras requieren una potencia de
16-18 Kw (20-25 C.V.) por cada metro lineal de
anchura de corte, la cual se emplea como sigue:
Figura 36.- Descarga de una cosechadora.
• El sistema de propulsión de las
cosechadoras parte del motor, el cual, durante el
trabajo, debe girar a régimen constante, para que
trabaje en la zona de consumo específico mínimo,
y envía su potencia a la caja de cambios, y al
sistema de trilla, desde donde se transmite
movimiento a los restantes sistemas.
Como el trabajo de la cosechadora exige una
velocidad constante de funcionamiento de sus
diferentes órganos de trabajo y una velocidad de
avance variable para adaptarse a las diferentes
condiciones de trabajo, requieren una caja de
cambios, que junto a un variador continuo de
velocidad permitan pasar de forma continua desde
cero hasta la máxima velocidad de desplazamiento.
El esquema general de la transmisión a las
ruedas motrices es el que se presenta en la figura
siguiente.
Trilla
Limpieza
Corte
Transmisiones
Desplazamiento
40%
16%
10%
4%
30%
Tabla 1.- Consumo de potencia de las cosechadoras de
cereales.
4.- ACCESORIOS Y EQUIPO COMPLEMENTARIO
La
reducción
del
coste
horario
de
funcionamiento exige aumentar las perspectivas
de aplicación de las cosechadoras, incrementando
el uso gracias a equipos y accesorios que
permiten aumentar sus posibilidades de trabajo.
• Entre los equipos se tienen cabezales de
maíz, de girasol y de cultivos previamente
cortados.
Los cabezales de maíz reemplazan a todo el
cabezal de corte. Su principio de funcionamiento
10
consiste en dos cadenas con resaltes que en su
movimiento arrastran las plantas llevándolas hasta
un dispositivo formado por dos cilindros que giran
en sentido inverso y arrancan las mazorcas, las
cuales, por un tornillo sin fin, son arrastradas hacia
los órganos de trilla de la máquina.
afectan a los distintos sistemas que componen la
cosechadora. Los modelos más avanzados
incorporan, además de los más avanzados
sistemas mecánicos y electrónicos, cabinas
climatizadas, asientos amortiguadores, mandos de
alta ergonomía, gran visibilidad y extraordinaria
comodidad.
Figura 39.- Cabezal de maíz.
Figura 43.- Regulador de inclinación lateral.
Los cabezales de girasol consisten en
bandejas alargadas colocadas equidistantes en la
barra de corte, con separaciones entre ellas por
las que circulan durante la cosecha las cañas del
girasol.
Figura 40.- Bandejas para girasol.
Los recogedores o pick-ups sustituyen a la barra
de corte por un tambor semejante al de las
empacadoras. Se usan para recoger cultivos
previamente cortados, los cuales por circunstancias
específicas, como es el caso de la colza, hacen
aconsejable su siega previa a la trilla.
Figura 41.- Cabezal recogedor.
• Entre los accesorios de las cosechadoras se
encuentran prensas formadoras de pacas de baja
presión, picadores esparcidores de paja y cadenas para
terrenos embarrados.
Figura 42.- Picador esparcidor de paja.
Hay máquinas que para mejorar la calidad de
su trabajo, incorporan detectores de pérdidas de
grano, reguladores automáticos de inclinación
lateral y modernos equipos informáticos que
permiten un control exhaustivo del trabajo y un
establecimiento digital de las regulaciones que
5.- USO Y ENTRETENIMIENTO
La cosechadora de grano es una máquina de
alto precio y de elevado nivel tecnológico, que
necesita que se le dedique gran atención tanto a
su conservación, como a su puesta a punto, ya
que sus fallos pueden acarrear verdaderos
problemas en cuanto a costes de oportunidad se
refiere.
Para tenerla en perfecto estado de funcionamiento
conviene cada día verificar los niveles de aceite y de
agua del radiador y de la batería, y es buena norma
ponerla en marcha, dejarla unos minutos funcionando
en vacío y a continuación observar cuidadosamente los
puntos susceptibles de calentamiento.
Al terminar el día es conveniente mirar y limpiar
someramente la máquina y observar las tuberías
de las transmisiones hidrostáticas.
Al finalizar la campaña, se procederá a limpiar
la máquina, a desmontar el cabezal de corte, a
destensar todas las correas y cadenas, a evitar la
oxidación, a comprobar el equipo hidrostático y a
desconectar la batería.
6.- EPÍLOGO
Después de la descripción realizada y del
estudio de los principios de funcionamiento, de
concepción, de diseño y de construcción de la
cosechadora de cereales, no era, ni mucho
menos, una exageración que D. Eladio la calificara
como la reina de la Maquinaria Agrícola.
7.- AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen la ayuda que le han
prestado las firmas comerciales, en particular New
Holland y John Deere. Sus catálogos y sus
películas han sido básicos para hacer este trabajo.
También agradecen su colaboración a José Mª
Abenza Corral, a Juan González S. de la Nieta y
11
muy especialmente a Ana Marcilla Goldaracena
que ha escrito, dibujado y corregido este trabajo
con maravilloso estilo y fantástico proceder.
12