V živočišné výrobě je manipulováno se zvířaty, s krmivy, chlévskou mrvou a podestýlkou, s produkty (mléko, vejce, maso), s kaly, kadávery a dalšími břemeny. V rostlinné výrobě jsou dopravována osiva, zemědělské produkty (obilí, brambory, řepa i řepka, zelenina, květiny atd.), hnojiva, postřikové látky a nutně je také s těmito rozmanitými břemeny manipulováno.
Rovněž doplňková činnost v zemědělství není možná bez dopravy a manipulace.
Například v oblasti bioplynových stanic je nutná každodenní doprava rozmanitých organických materiálů – nejen kejdy, hnoje a jiných odpadů z živočišné výroby a odpadů z rostlinné výroby, ze stravování, rozmanitých forem biologicky rozložitelného komunálního odpadu a čistírenských kalů, ale také velkých objemů rostlinné produkce (kukuřičné siláže). To vyžaduje rozmanité velikosti dopravních zařízení (také již objem 100 m3), v oblasti dopravy stavebních hmot, hornin a podobně.
Dopravní a manipulační zařízení
K zajištění dopravy rozmanitých břemen v různých podmínkách musí být k dispozici rozmanitá dopravní zařízení.
To znamená rozmanité korby, různé objemy nástaveb, konstrukce nástaveb, silniční nebo terénní podvozky a samozřejmě rozmanitá manipulační zařízení.
V mnoha případech je dopravní zařízení vybaveno vhodným manipulačním zařízením jak pro nakládku, tak vykládku. Tím se sleduje nejen výkonnost dopravy, protože na začátku a na konci dopravy je vždy manipulace s dopravovanými břemeny (břemeno je vše, co lze charakterizovat fyzikálními veličinami, takže od obilí až po kejdu), ale sleduje se také možnost vyložení břemene bez další dodatečné manipulace s ním (například kontinuální vyhrnování v pruzích, rozmetání po ploše apod.).
Vždy je snazší, když je manipulační zařízení okamžitě k dispozici. Také je efektivnější, když dopravní zařízení vykonává tu činnost, pro kterou je určeno – pohybuje se po dopravní trase a nečeká na nakládku nebo na složení břemena (kontejnery a výměnné nástavby).
Zařízení pro dopravu břemen a manipulačních jednotek je mobilní nebo stacionární strojní zařízení, jehož konstrukce musí umožnit řízený a bezpečný pohyb břemen a MJ po stanovených dopravních trasách. Musí zabezpečit nesení břemena, popřípadě soustavy břemen umístěných na MJ tak, aby nedošlo k jejich poškození. Těmto požadavkům vyhovuje mnoho dopravních zařízení, například dopravníky, čerpadla a zejména vozidla rozmanitých konstrukcí. Vozidla využívají jednoho nebo více konstrukčních celků, které jsou určeny k uložení břemen a MJ, k jejich držení a zajištění stanovených podmínek pro jejich dopravu (korby, izotermické skříně, kontejnery, cisterny apod.).
Zavedení přepravních jednotek do systému dopravy a manipulace v zemědělství vyžaduje vytvořit návaznost technologických operací ve všech navazujících manipulačních soustavách. Například při kombinaci ruční manipulace a dopravou dopravníky, při ruční nakládce a vykládce jednotlivých břemen (kusů), při mechanizované nakládce a vykládce přepravních prostředků (beden, přepravek), při vykládce do regálů, stohů ve skladech, při plnění, vážení, ošetření a balení.
Doprava, manipulace, skladování břemen
Manipulační a přepravní jednotky v zemědělství usnadňují dopravu, manipulaci a skladování břemen. Umožňují manipulaci a ukládání více břemen ve větší objemově ucelenou jednotku, s níž se může manipulovat jako s jedním břemenem (kusem).
Pomocí manipulačních jednotek se fixují břemena do předem stanoveného tvaru a prostoru (ovoce do přepravky). Tento tvar je optimalizován pro ukládání na dopravní zařízení (korby), pro stohování a pro manipulaci manipulačním zařízením (zdvižný vozík). Je to například kontejner, paleta, zásobník na sypké hmoty, vak, nájezdové můstky, kartonové krabice, válečková trať, malé plastové kontejnery – uzavíratelné nádoby, plastové přepravky atd.
Jsou to také prvky, které usnadňují dopravu (přepravu) břemen pomocí dopravních zařízení. Manipulační jednotky jsou také dopravními prostředky (palety s uloženými břemeny, kusový materiál urovnaný na paletě) a skladovacími prostředky.
V paletách a velkoobjemových vacích je možné přepravovat veškeré materiály v zemědělství, se kterými lze manipulovat sypáním, a také tekoucích břemen.
Velkoobjemové vaky jsou kontejnerové vaky vyráběné z polypropylenové tkaniny a polypropylenové fólie. Standardní vaky jsou vybaveny většinou čtyřmi popruhy umožňujícími snadnější manipulaci. Používají se pro manipulaci a skladování sypkých a objemných materiálů s objemem do 3 m3, např. obilí, krmiva apod. Jejich konstrukce umožňuje až devítivrstvé stohování.
Speciální tzv. Q-vaky mají speciální výztuž, která zaručí stálý tvar vaku i po naplnění, a umožní tím jeho lepší skladovatelnost a využití místa. V zemědělství mají velkoobjemové vaky široké využití díky snadné skladovatelnosti a manipulaci, nízké hmotnosti, snadnému plnění a vyprazdňování, univerzálnímu a opakovatelnému použití.
Paletová manipulační a přepravní jednotka je soustava břemen, balených nebo nebalených, uspořádaných na paletě určeným způsobem, správně připevněných k paletě tak, aby nedocházelo k jejich posunu při manipulaci běžnými manipulačními zařízeními, s níž lze manipulovat jako s jedním celkem.
Pro výše uvedená břemena, jak sypké hmoty, které nejsou umístěny ve svírajících nebo objímajících přepravních jednotkách (vaky, sudy), tak pro břemena v manipulačních jednotkách, jsou v zemědělské výrobě k dispozici mnohá mobilní dopravní zařízení. Zemědělství je jedním z mála výrobních odvětví, kde se ložná plocha, resp. prostor dopravního zařízení využije maximálně. Pouze výjimečně se na valníku, v korbě nebo kontejneru veze část hmotnosti nebo objemu z celkových dispozičních možností. Je to dáno účelovým provozováním dopravních zařízení, kdy se pořídí dopravní zařízení s korbou nebo nástavbou pro předpokládané účely, charakter a objem, resp. hmotnost břemen. Na rozdíl od dopravy ve stavebnictví, kde musí velmi často vykonat jízdu nevytížené dopravní zařízení. Například v místě určení jsou jeden den požadovány pouze dvě palety stavebního materiálu (střešní krytiny, cihel, obrubníků, zámkové dlažby apod.), druhý den čtyři a jindy je to osm palet. Protože menší dopravní zařízení zpravidla k dispozici není, musí být ložná plocha obsazena pouze zčásti, nikoliv na 100 %, jako je tomu v zemědělství při sklizni.
V zemědělství se dopravní zařízení liší v konstrukci (korby, podvozku, vykládacího zařízení) podle předpokládaného využití, a jak bylo uvedeno výše, rozmanitost dopravních úkolů je velmi široká. Takže si je pro snazší orientaci rozdělíme do následujících skupin.
Rozdělení mobilních dopravních zařízení z hlediska schopnosti pohybu:
a) motorové vozidlo je vozidlo, které se po pozemní komunikaci, resp. po dopravní trase, pohybuje pomocí vlastní motorické síly;
b) nemotorové vozidlo je vozidlo, které se po pozemní komunikaci nebo po dopravní trase pohybuje pomocí motorového vozidla, lidské, zvířecí nebo gravitační síly, je to například přípojné vozidlo (přívěs, návěs, ruční vozík).
Rozdělení motorových vozidel v závislosti na charakteru dopravní trasy:
a) silniční vozidlo je určeno pro dopravu břemen po dopravních trasách, jejichž konstrukce splňuje kritéria pro silnici (rovný a zpevněný povrch, pro umožnění překonání terénních překážek využívá dalších staveb, jako jsou například mosty, zářezy, tunely nebo náspy);
b) terénní vozidlo je určeno pro provoz na silnicích i v terénu (povrch nerovný, plastický, s výskytem podélných a příčných svahů);
c) speciální vozidlo je určeno pouze pro provoz v terénu (vzhledem k rozměrům a hmotnostem nelze provozovat po silnicích).
Rozdělení dopravních zařízení (vozidel) podle schopnosti nést břemeno:
a) valníkové vozidlo (jeho ložný prostor je otevřený, ohraničený odnímatelnými bočnicemi a čely);
b) vozidlo s korbou (jeho ložný prostor je ve tvaru pláště kvádru nebo půlkruhového tvaru);
c) vozidlo se skříňovou nástavbou (je to ze všech stran uzavřený prostor pro obsluhu i náklad);
d) vozidlo se speciální nástavbou (klanicová plošina, jeřáb, cisterna, sací rýpadlo, domíchávač apod.).
Rozdělení dopravních zařízení (vozidel) z hlediska schopnosti manipulovat s břemenem:
a) nakládka břemen (vlastní lopata pro sypké látky, sběrací zařízení, jeřáb pro kusová břemena, kombinace, čerpadlo pro tekuté látky, natažení kontejneru);
b) vykládka břemen (vysypání, sejmutí, vypuštění, vysunutí, rozprostření, dávkování, výfuk).
Zařízení pro nakládání integrované na dopravním zařízení:
a) hydraulický jeřáb,
b) zvedací čelo,
c) dopravníky,
d) sběrače (s řeznými a dopravními rotory),
e) sací zařízení pro suché a mokré sání,
f) kontejnerová nástavba.
Zařízení pro vykládání integrované na dopravních zařízeních:
a) hydraulický jeřáb,
b) sklápěcí korba,
c) rozmetadla (s horizontálními a vertikálními válci),
d) dopravníky (různého provedení),
e) zadní pohyblivé čelo,
f) pohyblivá podlaha,
g) kontejnerová nástavba,
h) rozstřik pomocí čerpadla.
Rozdělení dopravních zařízení (vozidel) podle konstrukce umožňující nesení břemena:
a) podvalníky a plošiny,
b) vozidla s výměnnou nástavbou,
c) nosiče kontejnerů,
d) cisterny,
e) speciální nástavby.
Podvalníky a plošiny
Slouží zpravidla k přepravě větších břemen, zejména k přepravě zemědělských strojů a jiné mechanizace, u níž je vzhledem k velké vzdálenosti přepravy a k jejich nízké přepravní rychlosti nebo jejich hmotnosti, resp. rozměrům přeprava nemožná nebo je neefektivní. K dispozici je několik typů podvalníků, například jednonápravové, dvounápravové, tří- a více nápravové.
Mohou být vybavené různě dlouhými nájezdovými rampami, jejich provedení umožňuje vhodný nájezdový úhel pro konkrétní zemědělský stroj. Nájezdové rampy jsou příčně posuvné, nastavitelné na konkrétní rozchod pásů nebo kol. jsou vyráběny jako návěsné nebo přívěsné. Přívěsné podvalníky lze zapojit za tahač, který je opatřen korbou, na níž je převážen další náklad.
Vozidla s výměnnou nástavbou
Vozidla s výměnnou nástavbou tvoří samostatný technický celek, který je se základním vozidlem (nosičem výměnných nástaveb) v rozebíratelném spojení. Výměnné nástavby jsou používány především v silniční dopravě jako obdoba kontejnerů, ale také v zemědělství, kde je lze využít i k jiným účelům než pouze dopravním. Jeden podvozek je určen pro několik rozmanitých nástaveb, které jsou umístěny v místě využití nebo odstavení na podpěrách. (například Joskin Cargo, Fliegl, sklápěčková nástavba PA VNS pro podvozky Tatra).
Výhodou dopravních systémů s výměnnými nástavbami je to, že lze k jednomu podvozku použít až osm různých nástaveb. Díky rozmanitosti nástaveb (univerzální rozmetadlo – přepravník siláže – sklápěč – překládací vůz a cisterna na kejdu), může být nosný podvozek využíván během celého roku.
Nástavby se mění podle potřeby a v závislosti na rozsahu vykonávané dopravní činnosti, resp. pracovní činnosti v zemědělství. Výměna nástaveb je snadná a časově nenáročná, k jejímu provedení je potřeba jednoho nebo dvou pracovníků. Na trhu je k dispozici několik dopravních zařízení s výměnnými nástavbami.
Nosiče kontejnerů
Kontejner je jakákoliv jednotka dopravy s rovnou a pevnou základnou, která disponuje konstrukčními prvky pro manipulaci pomocí pohybů v horizontálním (posouvání) a vertikálním (zvedání a spouštění) směru při nakládání na kontejnerový nosič výměnných nástaveb (podle zákona č. 361/2002), která disponuje konstrukčními prvky pro skládání a je opatřena fixačními konstrukčními prvky pro upevnění na nosič při přepravě. Nakládání a skládání kontejneru je realizováno nosičem, kterým je kontejner přepravován. Nosiče kontejnerů jsou samojízdné a přípojné a lze je rozdělit podle nosnosti a podle délky nesených kontejnerů.
Manipulační zařízení namontované na podvozku příslušného nosiče se pohání motorem automobilu nebo tažného zařízení, pokud se jedná o nosič kontejnerů přípojný. Prostřednictvím tohoto zařízení se manipuluje s kontejnerem. Kontejner svým technickým provedením musí odpovídat určitému konstrukčnímu řešení manipulačního zařízení. Prvky konstrukce kontejneru, tzv. typizační prvky, slouží ke spojení kontejneru s manipulačním zařízením a jsou typické pro příslušné konstrukční řešení.
Konstrukce manipulačních zařízení autokontejnerových systémů jsou natolik variabilní, že umožňují montáž na nejrůznější typy podvozků nákladních automobilů a přívěsů a návěsů příslušné kategorie užitečné hmotnosti vybavených hydraulickou soustavou. Obecně lze rozdělit používané kontejnerové systémy na lanové, ramenové, řetězové a třmenové.
U lanových systémů je kontejner spojen s manipulačním zařízením ocelovými lany. Lana se na kontejner upevňují ručně. Používají se především dva způsoby: jednolanový, při kterém lano prochází volnou kladkou, jež se zavěšuje na střed kontejneru do speciálního závěsu, a dvoulanový, při kterém se lana samostatně upevňují na spodní nebo čelní straně kontejneru, obyčejně na podélnicích kontejnerového rámu. Manipulační zařízení tvoří u všech typů hydraulicky sklápěný rám, který je v zadní části otočně spojen s pomocným rámem. Ten vyztužuje vlastní rám automobilu a zároveň umožňuje přizpůsobit upevňovací místa podle nejrůznějších typů automobilů. Sklápěcí rám vede kontejner při natahování, nese a fixuje jej při jízdě a při vykládce sypkých materiálů slouží jako sklápěč. Ve sklápěcím rámu je umístěn pohon lan, který je řešen hydromotorem nebo hydraulickým válcem.
U ramenových systémů se kontejner stojící za nosičem nakládá pomocí hydraulicky ovládaných ramen nebo ramena. Podle toho lze systémy rozdělit na dvouramenné, kde jsou ramena umístěna podél ložné plochy, a jednoramenné, kde je rameno umístěno v podélné ose automobilu.
U dvouramenného systému mají ramena zavěšovací prvky, kterými jsou nejčastěji článkové řetězy. Tyto řetězy se upevňují ručně na čepy na bočnicích kontejneru. Kontejner se pak v horizontální poloze vyzdvihuje na ložnou plochu, která je vytvořena mezi rameny. Kontejner se může zvedat i zpod úrovně terénu. Při sklápění, a to výhradně dozadu, je zadní čelo připoutáno hydraulicky ovládanými háky. Při manipulaci jsou za zadními koly nosiče spuštěny hydraulické opěry. Kontejnery tohoto systému se vyrábějí v tzv. symetrickém (rovinou symetrie je rovina kolmá na podélnou osu) a asymetrickém provedení.
Jednoramenné systémy se vyznačují jedním, mohutně dimenzovaným „pravoúhlým“ ramenem v podélné ose automobilu, jehož pohyb je ovládán jedním nebo dvěma hydraulickými válci. Na konci tohoto ramena je otevřený hák, který uchopuje kontejner za oko na zesíleném předním čele. Toto rameno je otočně vetknuto do zadního sklopného dílu, který je opět otočně spojen s pomocným rámem na rámu vozidla. Jednoramenné kontejnerové systémy patří mezi systémy samočinné, neboť ke spojení kontejneru s manipulačním zařízením dojde samočinně při ovládání systému řidičem přímo z kabiny. To představuje určitou časovou úsporu oproti systémům s ručním ovládáním připojovacích prvků.
Manipulace s kontejnery je velmi rychlá. Podle provozních podmínek trvá složení dvě až tři minuty, natažení dvě až čtyři minuty.
Základem konstrukce řetězového systému je sklápěcí rám tvořený nosníkem umístěným v podélné ose automobilu, na kterém po celé délce obíhá válcový řetěz poháněný hydromotorem.
Připojování kontejneru k válečkovému řetězu je řešeno pomocí speciálního tažného řetězu připojeného k tažnému válečkovému řetězu. Tento řetěz při natahováni kontejneru na vozidlo zapadá svými články do válečkového řetězu a pokládá se na něj. Svou speciální konstrukcí umožňuje přenášet i tlak. Kontejner se skládá obráceným postupem. Systém pracuje jako zadní sklápěč. Natahování a skládání obstarává řidič přímo z kabiny vozidla.
Obdobně jako u předchozích systémů je základní částí třmenového kontejnerového systému sklopný rám, v němž je umístěno natahovací zařízení tvořené odpruženým třmenem na vozíku, který koná vratný pohyb. Je poháněn dvojčinným hydraulickým válcem. Kontejner tohoto systému je v podélné ose vybaven pod podlahou pravidelně rozmístěnými závěsy, do kterých postupně zapadá třmen. Natahování tak probíhá v cyklech.
Kontejnerové nosiče jsou velmi často doplněny hydraulickým jeřábem, kdy jsou jak mechanismus, tak hydraulický jeřáb pevně namontovány na společném pomocném rámu za kabinou vozidla. Hydraulický jeřáb je možné doplnit o další přídavná zařízení, jako jsou drapáky, lopaty a navijáky.
Mezi přednosti kontejnerů patří snížení nebezpečí poškození nebo ztráty přepravovaného zboží, zrychlení dopravy zboží rychlejší nakládkou a vykládkou. Použitím různých druhů kontejnerů lze přepravit kusové, sypké materiály, ale i kapaliny a stlačené plyny. V zemědělství má kontejnerová doprava využití především v oblasti rostlinné výroby, ale také při doplňkové (stavební výroba a oblast energetická) a servisní činnosti. Využívají se i jako mobilní údržbářské dílny s odpovídajícím vnitřním zařízením.
Kontejnery jsou vybaveny speciálními prvky, které slouží k jejich přemísťování, případně při stohování ve skladech (složištích) a na velkorozměrových dopravních zařízeních (železniční a lodní doprava) prostřednictvím manipulačních zařízení (zdvižné vozíky, jeřáby, vrtulníky). Kontejnery mohou mít několik funkcí a v závislosti na nich jsou konstruovány. Všechny kontejnery jsou opatřeny konstrukčními prvky, které slouží k manipulaci.
Speciální nástavby
Jsou vyráběny pro specifické potřeby zemědělců. Jedná se o speciální břemena, například pro přepravu dlouhého dříví (otepi, hatě), chladírenské skříně, pro přepravu živých zvířat, krmných směsí a podobně. Nejvíce rozšířené jsou nástavby pro přepravu krátkého a dlouhého dříví. Jsou to klanicové přívěsy a návěsy nebo oplenové návěsy a přívěsy.
Pro přepravu dřevní štěpky jsou k dispozici velkoobjemové návěsy s pohyblivou podlahou (LAG walking floor 90) pro náklad o objemu až sto metrů krychlových.
Pro přepravu krmných směsí jsou k dispozici automobily, přívěsy a návěsy, jejichž konstrukce umožňuje bezpečnou přepravu krmných směsí, ochranu před negativními vlivy prostředí a také disponují speciálními způsoby plnění a vyprazdňování, resp. dávkování. Variant provedení těchto přepravníků je velmi mnoho.
Klíčové informace
– Systémy manipulace, dopravy a skladování zemědělské produkce (jak v prvovýrobě, tak i v oblasti zpracování) využívající přepravní jednotky odstraňují namáhavou ruční práci, zvyšují výkonnost manipulačních a dopravních zařízení.
– Přispívají ke zvýšení bezpečnosti práce, ke zlepšení pracovních podmínek a hygieny práce v zemědělství.
– Umožňují komplexně mechanizovat ložné, přepravní a skladovací operace, zkracují prostoje dopravních zařízení, snižují náklady na obaly a chrání břemena (plodiny i potravinovou produkci) před působením vnějších vlivů prostředí (konzervační obaly) a jejich poškození.
Ing. Ivo Celjak, CSc.
Jihočeská univerzita
v Českých Budějovicích
Zemědělská fakulta
katedra zemědělské, dopravní a manipulační techniky
