ماشین‌های کمباین صنعتی: طراحی، عملکرد و آینده کشاورزی |🚜 Combine harvester

اولین تجهیز کشاورزی که یک ماشین دروگر بود، در سال ۱۸۲۶ میلادی، به دست یک مخترع اسکاتلندی، به نام پتریک بل «Patrick Bell»، ساخته شد. بل در مزرعه پدرش، به کشاورزی مشغول بود. علاقه شدید وی به مکانیک، باعث شد که ایده طراحی ماشین درو، جهت تسریع برداشت محصول با استفاده از نیروی چارپایان، در ذهن وی شکل بگیرد. ماشین دروگر بل، دوازده پره دوار جهت کشیدن محصول به داخل مکانیسم برش داشت که متشکل از تیغه‌های مثلثی، با حرکات جلو-عقب، بر روی تیغه‌هایی ثابت بود. جالب است بدانید که این مکانیسم و شکل کلی قسمت برش، بعد از ۹۰ سال تغییر نکرده است و سیستم کشش و برشی که در جلوی کمباین‌های امروزی دیده می‌شود، نسبت به سیستمی که بل طراحی کرد، با تغییری همراه نشده است. این دروگر، دارای مکانیسمی مشابه نوار نقاله در زیر تیغه‌ها بوده که محصولات درو شده را، به صورت دسته‌بندی‌شده، به کنار ماشین هدایت می‌کرد. البته، جمع‌آوری، کوبیدن و جداسازی غله از پوست و ساقه، همچنان توسط نیروی کار انجام می‌گرفت. با وجود پرکاربرد بودن ماشین طراحی شده توسط بل، اما وی به دنبال کسب درآمد از ماشینیش نبود و پتنتی برای آن ثبت نکرد.

در سال ۱۸۳۱ میلادی، وکیل و سیاستمداری آمریکایی، با نام جان هاسکل «John Hascall»، با الهام از ماشین دروگر بل، ایده خود در مورد ماشین برداشت را با هیرام مور «Hiram Moore»، در میان گذاشت. مور، با کمک‌های مالی هاسکل، شروع به ساخت این ماشین کرد و دو سال بعد، موفق به ساخت ماشین برداشت ترکیبی یا کمباین شد و به همراه هاسکل، پتنتی در دفتر ثبت اختراع و علائم تجاری آمریکا به ثبت رسانید که با شماره «X9793»، موفق به اخذ گواهی ثبت اختراع گردید. جالب است که این دستگاه نیز همانند ماشین بل، تا مدت‌ها توسط اسب یا گاو کشیده می‌شد و در آن، از چرخ‌دنده برای انتقال نیرو به مکانیسم برش استفاده می‌شد. مور، نام دستگاه خود را به خاطر این‌که سه عمل تشکیل‌دهنده برداشت غلات، یعنی درو کردن، کوبیدن و بوجاری (جداسازی غله از پوست و ساقه)، به‌واسطه آن در یک فرایند ترکیب‌شده بود، کمباین گذاشت. گندم، جو، سویا، کتان و…، ازجمله غلاتی بودند که با استفاده از کمباین، عملیات برداشت آن‌ها صورت می‌گرفت.

در سال ۱۸۳۵ یک دستگاه کمباین کامل توسط هیرام مور ساخته شد که تا ۱۸۳۹ بیش از ۵۰ هکتار زمین را با آن برداشت کرد.

در سال ۱۸۸۶، نقطه عطفی در طراحی ماشین‌آلات کشاورزی اتفاق افتاد. جورج استاکن بری «George Stockton Berry»، اولین کمباین خود را طراحی نمود که نیروی پیشرانش را، از یک موتور بخار تأمین می‌کرد. بری، بلافاصله درخواست پتنتی برای این اختراع ارزشمند خود ثبت کرد و یک سال بعد، موفق به دریافت گواهی ثبت اختراعی با شماره «US374339A» شد. اگر به اختراع بری، از منظر دیگری نگاه شود، وی به‌واسطه طراحی این دستگاه، خواسته یا ناخواسته، اولین فناوری دوستدار محیط‌زیست را نیز معرفی نمود؛ چراکه موتور بخار این ماشین، انرژی خود را از طریق سوزاندن کاه و ضایعات کشاورزی که فراورده‌های جانبی عملیات برداشت غله هستند، تأمین می‌کرد. در قرن بیست‌و‌یکم، چنین ایده‌هایی که در آن‌ها از ضایعات کشاورزی استفاده می‌شود، توجه‌ها را به خود جلب کرده است و مورد تقدیر و تشویق قرار می‌گیرد. این ماشین، از دو موتور جداگانه برای جلو راندن و مکانیسم برداشت استفاده می‌کرد. به‌واسطه سیستم گیربکس و طراحی خوبی که داشت، کارایی و عملکرد بسیار خوبی داشت. این کمباین، به‌واسطه چراغ‌هایی که بری برای آن در نظر گرفته بود، می‌توانست در تمام شبانه‌روز مورد استفاده قرار گیرد و غلات بیش از ۴۰ هکتار زمین را برداشت نماید.

البته بری ماشین خود را به‌صورت انبوه نساخت و سال‌های زیادی طول کشید تا کمباین، در دسترس کشاورزان قرار گیرد.

شرکتی به نام «Massey Harris»، در سال ۱۹۳۹ میلادی، اولین کمباین خود را به‌ طور انبوه ساخت. تا قبل از آن، برای کشیدن کمباین، از تراکتور و حتی حیوانات استفاده می‌شد.

کمباین‌ها از اجزایی تشکیل شده‌اند که البته ممکن است با توجه به طراحی شرکت سازنده یا محصول هدف برای برداشت تا حدودی متفاوت باشند، اما فهرست زیر در اکثر کمباین‌ها صدق می‌کند.

اجزای کمباین با توجه به شکل مقابل به شرح زیر است:

انواع کمباین ها

کمباین ها انواع مختلفی دارند که به بررسی آنها می پردازیم. کمباین ها را می توان به دو دسته مهم تقسیم بندی کرد:

← کمباین های خودرو

← کمباین های کششی

• کمباین های خودرو

متداول ترین نوع کمباین های امروزی هستند. کمباین خودرو واحدی کامل هستند که توسط نیروی موتور خود تمامی اعمال را بدون نیاز به نیروی خارجی انجام میدهند.موتور پر قدرت آن می تواند قدرت زیادی برای راندن ماشین در ناهموارترین مزارع به وجود آورده، قدرت مورد نیاز دستگاه های خود را تأمین کند و محصولات را با عملکرد بسیار زیاد برداشت نماید. این نوع کمباین دارای سيستم برش عرضي است كه عرض برش آن از۷ تا ۲۲ فوت تغيير مي كند (از ۱۳/۲ تا ۷۰/۶ متر) وبيشتر در مزارع وسيع غلات مورد استفاده قرار مي گيرد.

• کمباین های کششی (بدون موتور یا با موتور)

کمباین های کششی که توسط تراکتور کشیده می شوند در دو اندازه ساخته شده اند. کمباین های کوچک که به وسیله محور توان دهی، کار درو و برداشت را انجام می دهند. کمباین های کششی بزرگ که به وسیله یک موتور کمکی که بر روی کمباین نصب می شود تمام قسمتهای متحرک آن به حرکت در می آیند.

سکوی برش کمباین های کششی معمولاً سمت راست یا چپ واحد های کوبنده و جدا کننده می باشد. در صورتی که سکوی کمباین های خودرو بیشتر در وسط قرار گرفته است.

کمباین های خودرو بر اساس محل استفاده به دو دسته کمباین های دشت و کمباین های تپه تقسیم بندی می شوند.

الف- کمباین دشت

کمباین های دشت که مخصوص زمین های مسطح ساخته می شوند، در زمین های شیب دار به علت ثابت بودن اکسلشان فاقد کارآیی لازم اند. زمانی که این کمباین در زمین های ناهموار و شیب دار کار می کند، واحدهای جدا کننده و تمیز کننده نیز با شیب زمین کج می شوند.

گرچه واحد های تمیز کننده و جدا کننده تا حدودی می توانند در شیب به کار عادی خود ادامه دهند،اما در صورتی که کمباین بیش از حد کج شود، محصول برداشت شده، در سمتی از کمباین که پایین تر قرار گرفته است، جمع می گردد.این وضعیت باعث کاهش کیفیت عمل جدا کردن و تمیز کردن محصول می شود.

ب- کمباین تپه

کمباین های تپه به وسیله اکسل لولایی حمایت میشود، طوری که در زمان کار در تپه ها با تغییر شیب زمین، شیب کمباین نیز تنظیم می گردد(دارای سیستم های تراز برقی وهیدرولیکی است). واحد های کوبنده، جدا کننده و تمیز کننده به طور خودکار در شیب های تا ۴۵ درصد تراز می شود.

با تراز نگه داشتن واحدهای کوبنده، جدا کننده و تمیز کننده، عمل جدا کردن و تمیز کردن با حداکثر بازدهی انجام می گیرد، زیرا مواد به طور یکنواخت در قسمت های یاد شده پخش می شود.