Siłowniki elektryczne i ich zastosowanie w rolnictwie

Rolnictwo istnieje od samego początku dziejów człowieka na Ziemi. Od zawsze jeden hodował rośliny, a inny zwierzęta. Z początku wszystko człowiek robił własnoręcznie za pomocą siły swoich mięśni. Potem zaczął używać prostych narzędzi drewnianych i kamiennych, żeby wreszcie do akcji wkroczył metal. Gdzieś w międzyczasie Homo Sapiens się zorientował, że może zaprząc do pracy bydlęta, które pomogą w polu przy orce albo zwożeniu plonów z pola.

Ale mamy XXI wiek. Nikt już w polu zwierzętami nie orze (przynajmniej nie w Polsce). Za to traktor potrafi kosztować tyle, co fajna sportowa fura. No ale maszyny są coraz bardziej skomplikowane, coraz więcej potrafią, mają Gie-Pe-eSy, klimatyzację i inne bajery…

I mają też różne siłowniki… Hydrauliczne, pneumatyczne ale także coraz częściej siłowniki elektryczne. Jeśli nie są zamontowane fabrycznie, to bardzo często rolnicy sami je montują. Szukają usprawnień nie najnowszego ale wciąż jeszcze sprawnego i nieraz dużo bardziej niezawodnego niż nowy sprzętu, który posiadają.

W tym artykule zrobię krótki przegląd obszarów zastosowań siłowników elektrycznych w rolnictwie i omówię korzyści z ich zastosowania.

• Siłowniki elektryczne w rolnictwie – skąd taka popularność?
• Rolnictwo – obszary zastosowania siłowników elektrycznych
• Jakie siłowniki elektryczne można stosować w rolnictwie
• Podsumowanie

Siłowniki elektryczne w rolnictwie – skąd taka popularność?

Zalet siłowników elektrycznych jest wiele, ale najważniejsze z nich to niezawodność i prostota sterowania.

Siłowniki elektryczne są stosunkowo nieskomplikowane w swojej budowie. Dzięki temu, że brak w nich stosu uszczelek, złączy, rurek, zaworków, czy innych mieszków, a medium przenoszącym siłę nie jest olej ani powietrze, to maleje ilość potencjalnych miejsc mogących ulec awarii. Nie istnieje też ryzyko rozszczelnienia się układu i wycieku czynnika roboczego.

O wiele prostsze robi się także sterownie takim siłownikiem elektrycznym w porównaniu do systemów hydraulicznych lub pneumatycznych. Nie są potrzebne żadne pompy ani sprężarki tłoczące czynnik roboczy do cylindra siłownika. Wystarczy dostęp do zasilania o odpowiednim napięciu (np. 12V). Zamiast skomplikowanego układu rur doprowadzających czynnik do siłownika oraz zaworów wystarczą przewody elektryczne i odpowiednie przełączniki.

Dwie wymienione wyżej cechy systemów elektrycznych pociągają za sobą jeszcze jedną ważną zaletę. Koszty systemów z siłownikami elektrycznymi są znacznie niższe. I dotyczy to zarówno kosztów zakupu i montażu, jak i późniejszej eksploatacji systemu.

Oprócz zmniejszenia kosztów wdrożenia systemów elektrycznych od pneumatycznych lub hydraulicznych stosowanie siłowników elektrycznych do obsługi maszyn, budynków i procesów mających miejsce w rolnictwie są jeszcze inne aspekty powodujące dużą opłacalność takich rozwiązań.

Automatyzacja systemów

Po pierwsze, systemy można całkowicie zautomatzować. Oznacza to, że da się tak zbudować układy, że nie będzie potrzebna żadna lub tylko niewielka ingerencja operatora w stan systemu. Wszystko załatwią czujniki. W połączeniu z odpowiednimi układami sterowania i elementami wykonawczymi (siłownikami elektrycznymi) będą one pilnowały stanu procesu za nas.

 Sama ilość czujników oraz ich budowa także ulega uproszczeniu, ponieważ nie trzeba monitorować stanu czynnika roboczego (ciśnienia oleju w układzie oraz jego poziomu w zbiorniku wyrównawczym) – a to jeszcze bardziej zwiększa prostotę i bezawaryjność systemu.

Po drugie, systemy z użyciem siłowników elektrycznych prawie nie wymagają obsługi, a konserwacja mocno się upraszcza. Nie jest konieczne okresowe przeglądanie układów zasilania powietrzem lub olejem, jak to ma miejsce w przypadku siłowników pneumatycznych i hydraulicznych. Nie ma konieczności uzupełniania w układzie ilości oleju czy likwidowania jego ewentualnych wycieków.

Wszystko to w połączeniu z ekologią rozwiązań elektrycznych powoduje, że siłowniki elektryczne cieszą się tak wielkim zainteresowaniem w każdej dziedzinie – w tym także w rolnictwie.

Rolnictwo – obszary zastosowania siłowników elektrycznych

Rolnictwo  to szeroka branża. To nie tylko hodowla roślin ale także transport i magazynowanie plonów. To także hodowanie zwierząt, którym trzeba zapewnić odpowiednie warunki. W każdym z tych obszarów działalności rolniczej jest konieczne monitorowanie procesów i ich odpowiednia regulacja. Odbywa to się najczęściej przez sterowanie stopniem otwarcia klap, okien, przepustów czy zaworów. Czasem potrzeba wywrzeć nacisk o odpowiedniej sile lub przesunąć element o jakąś odległość. Wszędzie tutaj znajdują zastosowanie siłowniki elektryczne.

Obszary działalności rolniczej można podzielić na dwie główne gałęzie. Są to hodowla roślin wraz ze zbiorem, transportem i składowaniem plonów oraz hodowla zwierząt.

W hodowli roślin, zbiorze i składowaniu plonów siłowniki elektryczne spełniają swoje ważne zadanie w następujących zastosowaniach.

Ciągniki rolnicze

To chyba podstawowa maszyna w całym arsenale współczesnego rolnika. W fabrycznych nowoczesnych konstrukcjach siłowniki stosuje się do regulacji położenia drabinki, lusterek, unoszenia pokrywy silnika czy sterowanie wałem odbioru mocy (PTO). Można też zastosować je do sterowania otwarciem okien, ustawienia kierownicy, fotela i kokpitu. Jednak bardzo często siłowniki elektryczne bywają adaptowane do usprawniania istniejących starszych konstrukcji. Mam tu na myśli sterowanie gazem, hamulcem i sprzęgłem. A czasami nawet układem kierowniczym przy pomocy siłowników elektrycznych (często przy użyciu sterowników radiowych na pilota).

Kombajny

Ponieważ współczesne kombajny to bardzo skomplikowane konstrukcje, to w celu uproszczenia ich obsługi i zwiększenia bezawaryjności stosowane są siłowniki elektryczne do regulacji różnych systemów w tych maszynach instalowanych. Do wielu takich systemów dostęp z zewnątrz jest albo niemożliwy, albo przynajmniej mocno utrudniony. Dlatego siłowniki są bardzo pomocnym rozwiązaniem w takich sytuacjach. W kombajnach siłowniki elektryczne stosuje się w wielu miejscach, np. przy podajnikach ślimakowych, młocarniach, klepiskach i nożach. Poza tym siłowniki stosuje się także w celu poprawy ergonomii użytkowania maszyny (okna, lusterka, klapy, kierownica, fotel, kokpit) oraz przy otwieraniu rury wysypu.

Opryskiwacze

W opryskiwaczach siłowniki często bywają stosowane do poziomowania lub składania belki, a w nowocześniejszych konstrukcjach także przy regulacji dysz, otwieraniu klap, pokryw  i podnoszenia stopni. Wszystko to sprawia, że konieczność wysiadania z ciągnika w celu obsługi opryskiwacza jest ogranicza do absolutnego minimum.

Rozsiewacze nawozów, rozrzutniki obornika

W rozsiewaczach nawozów potrzebna jest precyzyjna regulacja „dawki” nawozu rozsiewanego na glebę, co można łatwo uzyskać za pomocą siłowników elektrycznych sterujących stopniem otwarcia zasuwek nad talerzami. Poza tym siłowniki elektryczne bywają stosowane do sterowania klapą zamykającą zbiornik z nawozem. W rozrzutnikach zachodzi potrzeba regulacji ustawienia zasuwy albo tylnej pokrywy, czym również z powodzeniem mogą zająć się siłowniki elektryczne.

Prasy belujące

Ponieważ w zależności od materiału, który jest obrabiany (słoma, siano lub kiszonka) zmieniają się warunki, w jakich się ten proces odbywa, to konieczne jest także dostosowywanie parametrów maszyny do aktualnie wykonywanego zadania. W prasach belujących siłowniki elektryczne dzięki dużej precyzji sterowania używa się do regulacji podbieraka, naciągacza siatki i noża, dzięki czemu można łatwo wyregulować maszynę odpowiednio do warunków.

Siewniki

Wykonywanie ścieżek technologicznych w uprawach, po których potem może się przemieszczać sprzęt rolniczy stosowany w pielęgnacji roślin bez ich mechanicznego uszkadzania jest ważnym elementem maksymalizowania plonów i ograniczania strat w wyniku chorób roślin. Oczywiście kłopotliwe jest wysiadanie z ciągnika po każdym przejeździe i zamykanie jednych kanałów siewnych oraz otwieranie innych. Tą czynnością obecnie z powodzeniem zajmują się siłowniki elektryczne. To one otwierają i zamykają w odpowiednich momentach kanały siewnika bez konieczności zatrzymywania ciągnika i wysiadania z niego. Poza tym można je stosować przy podnoszeniu i opuszczaniu znaczników oraz do regulacji ilości wysiewanego ziarna.

Sieczkarnie samojezdne

Sieczkarnie stosuje się przy zbiorach i rozdrabnianiu na pasze różnych roślin, a także podczas zbiorów biomasy drzewnej (wierzba, topola), a to powoduje, że maszyna musi się charakteryzować elastycznością dostosowaną do potrzeb. Zastosowanie siłowników w elementach wymagających regulacji i pozycjonowania (narzędzia do zbioru i rozdrabniania, kanały wysypowe) w zależności od obrabianego surowca znacznie podnosi komfort, niezawodność i bezpieczeństwo systemu. Poza tym siłowniki elektryczne stosuje się w kabinie do regulacji kierownicy, fotela, kokpitu, lusterek i okien.

Transport

Podczas transportu produktów rolnych także muszą być spełnione wysokie wymagania w zakresie bezpieczeństwa obsługi i czystości przewożonych plonów. Nie można przecież dopuścić do zanieczyszczenia przewożonego np. ziarna olejem wyciekającym gdzieś z układu zasilania siłownika hydraulicznego. Stąd siłowników używa się w transporcie płodów rolnych w wielu zastosowaniach takich jak: klapy, zasuwy, zawory przekierowujące, przenośniki oraz podnośniki magazynowe.

Magazyny, silosy

Podczas składowania plonów konieczne jest utrzymywanie odpowiednich parametrów (temperatura, wilgotność), aby zbiory nie uległy zniszczeniu w trakcie magazynowania. Siłowniki elektryczne świetnie się spisują w regulacji wszelkich klap i zasuw w kanałach wentylacyjnych oraz podczas otwierania drzwi i okien magazynów.

Hodowla zwierząt także stawia przed rolnikiem duże wymagania, które pomagają spełnić siłowniki elektryczne. W tym obszarze wykorzystuje się je m.in. w poniższych zastosowaniach:

• Systemy wentylacji w hodowlach. Potrzeby zapewnienia odpowiedniej wentylacji budynków hodowli zwierząt nie trzeba nikomu tłumaczyć. Zastosowanie siłowników do obsługi klap i przepustnic wentylacyjnych, różnego rodzaju osłon wiatrowych oraz zaworów znacznie poprawia warunki w budynku i pomaga w utrzymaniu właściwego tempa wymiany powietrza na świeże.
  
• Systemy regulacji klimatu. Obok systemów wentylacyjnych często stosuje się układy regulacji klimatu wewnątrz budynków inwentarskich. Siłowniki elektryczne także tu znajdują swoje zastosowanie w sterowaniu zaworami i klapami. Pozwala to na zróżnicowanie klimatu w poszczególnych pomieszczeniach/boxach hodowlanych i dostosowanie go do potrzeb osobników w nich przebywających.
  
• Systemy podawania paszy. W dużych obiektach, w których znajduje się wiele zwierząt, odpowiednie karmienie może być zajęciem bardzo pracochłonnym lub wręcz niemożliwym do wykonania. Z pomocą przychodzą tu automatyczne systemy karmienia zwierząt, w których siłowniki elektryczne są stosowane do regulacji dawki i składu paszy. Dzięki temu można odpowiednio dostosować pokarm do potrzeb hodowanych zwierząt, nawet jeśli w obiekcie znajdują się osobniki o znacząco różnych potrzebach żywieniowych.

Jakie siłowniki elektryczne można stosować w rolnictwie

Odpowiedź na to pytanie może być równie banalna, co skomplikowana. Banalna wersja odpowiedzi byłaby następująca: każde, które spełniają odpowiednie wymagania ?

Aby zagłębić się w temat konieczne jest doprecyzowanie, jakie wymagania muszą być spełnione. Najczęściej od siłowników elektrycznych do zastosowań rolniczych wymaga się:

• Odpowiedniej szczelności. To oczywiste, ponieważ inne parametry będzie musiał mieć siłownik do pracy na polu przy siewniku lub przy nożach kombajnu. W takim wypadku musi on być odporny na duże zapylenie i opady deszczu.
  
• Odporności na korozję. Wszędzie tam, gdzie siłowniki mogą mieć kontakt z agresywnymi czynnikami chemicznymi (zwierzęce odchody, nawozy czy chemiczne środki ochrony roślin) może w przyśpieszonym tempie pojawić się korozja. Od siłowników wymaga się więc, aby były na nią odporne, czyli wykonane z materiałów nierdzewnych, a pozostałe części odpowiednio zabezpieczone.
  
• Trwałości. Nikt nie chce wymieniać sprzętu zbyt często. Najlepiej, gdyby służył wiecznie. Na szczęście jeśli siłownik będzie dobrany odpowiednio do warunków pracy, będzie miał bardzo wysoką trwałość.

Modele siłowników

W ofercie firmy Elektrobim jest sporo siłowników mogących bez problemu spełnić powyższe wymagania. Najczęściej wybieranymi siłownikami z naszej oferty w zastosowaniach rolniczych są:

• Siłowniki AGR21. Charakteryzują się one bardzo dużą siłą 5000N, szczelnością (IP66), wysoką bezawaryjnością i odpornością na warunki atmosferyczne. Zastosowanie metalowych trybów w przekładni znacząco zwiększa trwałość.

• Siłowniki LA100. Ich głównym atutem jest szczelność i odporność na warunki atmosferyczne oraz duży cykl pracy. Dostępna jest wysoka prędkość pracy (nawet 160 mm/s) oraz warianty o dużej sile (nawet do 12000N). Podobnie jak siłowniki AGR21 mają metalowe przekładnie, ale dodatkowo wyposażone są w metalową nakrętkę napędową.
  
• Siłowniki LAD. Siłowniki niewielkich rozmiarów, które można zmieścić tam, gdzie nie wejdą dwa wyżej wymienione. W większości mają wystarczająca szczelność (IP65) oraz odporność na warunki środowiskowe i są bardzo precyzyjnie wykonane. Przekładnie są zbudowane w oparciu o metalowe koła zębate.

• Siłowniki LD1. Najmniejsze siłowniki z naszej oferty. Przydają się do sterowania małymi zasuwkami lub dźwigniami zaworów. Zmieszczą się w najmniejszą szczelinę, więc przy ograniczonej ilości miejsca na montaż będą niezastąpione.

• CAR+. Siłowniki odporne na czynniki środowiskowe o wystarczającej klasie szczelności, żeby sprostać większości zastosowań (IP53). Ich głównym atutem są regulowane krańcówki, dzięki czemu nie będzie problemem dostosowanie długości wysuwu do wymagań aplikacyjnych.
  
• HIP. Jeden z najbardziej uszczelnionych siłowników w naszej ofercie (IP67). Jest dostępny w dwóch wariantach napięcia zasilania: 12 i 24VDC. Zwarta kompaktowa budowa tego siłownika powoduje, że znajdzie on zastosowanie w tych aplikacjach gdzie nie ma wiele miejsca na instalację elementu wykonawczego, a jednocześnie jest potrzeba generowania znacznych sił.
  
• GNT. Szczelne (IP66) siłowniki odporne na czynniki środowiskowe. Są zasilane napięciem 230V, więc głównym obszarem ich zastosowania będą budynki inwentarskie i magazynowe. Posiadają wbudowany potencjometr, dzięki czemu system sterujący jest w stanie dokładnie określić pozycję siłownika nawet po zaniku napięcia zasilania.

• AC2. Podobnie jak siłowniki GNT, seria AC2 zasilana jest napięciem 230V. Stąd obszar zastosowań będzie bardzo podobny. Różnica jest w sposobie mocowania siłownika, a także w tym, że siłowniki AC2 dają możliwość ręcznej zmiany położenia w przypadku braku napięcia zasilania. Wysoka klasa szczelności (IP66) predysponuje te siłowniki do zastosowań w miejscach o podwyższonej wilgotności.
  

Podsumowanie

Siłowniki elektryczne dzięki wielu swoim zaletom są coraz częściej stosowane w wielu obszarach przemysłu do automatyzowania procesów produkcyjnych w rolnictwie. Zalicza się to do tego m.in. sterowania maszynami stosowanymi w uprawach, zbiorach i transporcie oraz w hodowli zwierząt. Warto pamiętać, że siłowniki pomagają także w życiu codziennym do automatyzowania okien drzwi, włazów, mebli itd.

Przystępne ceny siłowników elektrycznych oraz doskonały stosunek kosztów do jakości i możliwości siłowników tylko przysparza im więcej popularności.

Pamiętaj, że jeśli szukasz siłowników do modernizacji maszyny lub zamiennika istniejącego już systemu, możesz napisać do nas. Dobierzemy dla Ciebie najlepszą możliwą opcję jeśli chodzi o siłowniki elektryczne w rolnictwie.

Zostań parterem biznesowym Elektrobimu

Prowadzisz już sklep który dostarcza klientom rozwiązania stosowane w rolnictwie? Rozszerz go o systemy automatyzacji! A może prowadzisz sklep z elektroniką i czytając ten artykuł doszedłeś do wniosku, że rolnictwo to dobry kierunek rozwoju dla twojej sprzedaży. Zostań dystrybutorem naszej marki.