کمباین هاروستر توضیح داد: تکامل، ادغام، اختراع، و ساختار

توسعه فن آوری برداشت یکی از مهم ترین تحولات در تاریخ کشاورزی را منعکس می کند - از کار ساده دستی تا سیستم های مکانیکی بسیار یکپارچه. کشاورزان اولیه به ابزارهای اساسی مانند داس و چنگک تکیه می کردند، درو و خرمن کوبی را به عنوان کارهای جداگانه و پر زحمت انجام می دادند. با گذشت زمان، این فرآیندها به ماشین های مستقل تبدیل شدند و راه را برای کارایی بیشتر هموار کردند. یک پیشرفت بزرگ در سال 1835 رخ داد، زمانی که هیرام مور ایده انقلابی ترکیب درو و خرمن کوبی را در یک ماشین ارائه کرد. این نوآوری نشان دهنده تولد کمباین بود و اساساً تولید کشاورزی را تغییر داد. با تکیه بر این پیشرفت تاریخی، این بحث به بررسی تکامل روش‌های برداشت، معنای پشت واژه «کمباین»، منشأ اولین ماشین، و سیستم‌های کلیدی که یک کمباین مدرن را می‌سازد، می‌پردازد.

1. از دست به ماشین: تکامل برداشت

سفر از کار یدی کمرشکن به کشاورزی مکانیزه یک اختراع واحد نبود، بلکه انقلابی آهسته بود که ناشی از کمبود نیروی کار و نیاز به کارایی بود. این انتقال را می توان به سه مرحله کلیدی تقسیم کرد.

1.1. زمان کار سخت (تغییر داسی به داس)

برداشت از هزاران سال به صورت فیزیکی با استفاده از داس انجام شده است. یک داسی نیاز داشت که شخصی که از آن استفاده می کرد خم شود تا دانه را هر بار یک مشت ساقه برش دهد. این روش بسیار کند است و نیاز به تلاش زیادی برای انجام کار دارد. داس به کارگر اجازه می‌دهد بایستد و دانه‌ها را با حرکت جارو برش دهد، زیرا دسته‌ای بلند و تیغه‌ای مستقیم دارد. این به یک نفر اجازه می‌دهد تا یک منطقه بزرگ‌تر را در یک روز برداشت کند، اما هنوز چند نفر پشت سر فردی که دانه‌ها را با داس می‌برند، نیاز دارند تا دانه‌ها را بعد از بریدن دانه‌بندی کنند و ببندند.

1.2. کمک های مکانیکی که به طور جداگانه کار می کنند (درو و کوبنده)

در قرن نوزدهم، ماشین‌هایی که کارهای دستی را با جایگزین کردن برخی از آن کار دستی انجام می‌دادند، بسیار زیاد شدند. با این حال، بسیاری از این ماشین ها به طور مستقل عمل می کردند.

دروهای مکانیکی: یکی از نمونه‌های این ماشین‌ها درو مکانیکی بود که توسط افرادی مانند سایروس مک کورمیک در دهه 1830 اختراع شد. از اسب‌ها استفاده می‌کرد تا آن را در مزرعه بکشد و دانه‌ها را قطع کند و در ردیف‌هایی قرار دهد که باید دسته‌بندی شده و با دست خرمنکوب شوند.

کوبنده: مستقل به طور همزمان برای جداسازی دانه با خودکار کردن فرآیند توسعه داده شده بود. در ابتدا اینها نیرودار بودند = تردمیل اسب. بعدها موتورهای بخار به آنها نیرو می دادند. کشاورزان برای استفاده از خرمن کوب ها، قفسه های برداشت شده خود را به خرمنکوب می آوردند و خرمن کوب با استفاده از یک طبل دوار دانه را می کوبید. این در جهت درست حرکت می کرد، اما یک 'گلوگاه' ایجاد کرد که دانه ها باید قبل از خرمنکوبی با دست یا درو در مزرعه بریده و جمع شوند.

1.3. همگرایی (کمباین برداشت)

پیشرفت نهایی «کمباین» (مخفف عبارت ترکیبی دروگر) بود که برش و خرمنکوبی را در یک ماشین ادغام می کرد. کمباین‌های اولیه که توسط تیم‌هایی از اسب‌ها یا تراکتورها کشیده می‌شدند، می‌توانستند در مزرعه حرکت کنند، محصول را بریده و در حال حرکت آن را خرمنکوب کنند و دانه‌های تمیز را در یک واگن تخلیه کنند. این امر نیاز به کوبیدن صحافی و جداگانه را از بین برد و زمان و کار مورد نیاز را به شدت کاهش داد.

جهش کلیدی: این انتقال زمانی کامل شد که موتور احتراق داخلی یک منبع انرژی قابل حمل و قدرتمند را ارائه کرد. این به کمباین اجازه داد تا به یک ماشین خودکششی (مانند دروگر مدرن) تبدیل شود که واقعاً کشاورزی را از محدودیت های قدرت ماهیچه ای انسان و حیوان آزاد می کند.

2. بررسی اجمالی ماشین: چرا به آن 'کمباین' می گویند؟

نام Combine صرفاً با انتخاب تصادفی به وجود نیامده است. این قطعه از تجهیزات به این دلیل نامگذاری شده است که طراحی آن احتمالاً یکی از بزرگترین دستاوردهای مهندسی کشاورزی است که تاکنون ساخته شده است. قبل از این اختراع، کشاورزی یکی از سخت‌ترین فصل‌های برداشت را تجربه می‌کرد، زیرا افراد زیادی با انواع تجهیزات در مدت زمان طولانی کار می‌کردند. دروگر نام 'Combin*e' خود را دریافت کرد زیرا پنج فرآیند کشاورزی جداگانه را در یک فرآیند پیوسته ترکیب کرد.

پنج روش عملیاتی یکپارچه با 'ترکیب'.

2.1. برش و جمع آوری (سربرگ)

این فرآیند از هدر شروع می شود. قرقره مانند یک دست آرام می چرخد ​​و در حالی که کمباین به سمت جلو حرکت می کند، محصول را به سمت میله کاتر می کشد. سپس مجموعه ای از تیغه های رفت و برگشتی، ساقه ها را مانند یک جفت قیچی بزرگ از پایه جدا می کند.

2.2. تغذیه

هنگامی که محصول برش داده شد، مرحله بعدی انتقال آن از مزرعه به سیستم ماشین است. مارپیچ چرخان که شبیه یک پیچ بزرگ است، تمام گیاهان خرد شده را از سر بزرگ بیرون می آورد و آنها را به یک گودال مرکزی هل می دهد، پس از آن یک تسمه نقاله که به عنوان خانه تغذیه نامیده می شود، مواد را به قسمت اصلی دستگاه می برد.

2.3. خرمنکوبی

در این مواقع، جادو کار می کند. درام یا روتور کوبنده با سرعت بالا در داخل دستگاه - به مواد گیاهی برخورد کرده و آنها را خرد می کند. اصطکاک مکانیکی باعث ایجاد لرزش می شود که دانه ها (دانه ها) را از پوسته و ساقه آنها جدا می کند. تقریباً تمام دانه ها از طریق یک رنده فلزی مقاوم که برای مصارف سنگین طراحی شده است، که مقعر نیز نامیده می شود، می ریزد و نی همچنان به سمت عقب دستگاه حرکت می کند.

2.4. تمیز کردن

موادی که از میان مقعر می افتند فقط دانه خالص نیستند. این ترکیبی از دانه ها، گرد و غبار و پوسته های شکسته (کاه) است. این کمباین از یک کفش تمیز کننده متشکل از غربال های لرزان و یک فن قدرتمند استفاده می کند. فن جریانی از هوا را از میان مخلوطی که در حال سقوط است می دمد - دانه های سنگین از میان غربال ها می ریزند، در حالی که کاه سبک و گرد و غبار به معنای واقعی کلمه از پشت دستگاه خارج می شوند.

2.5. جمع آوری و ذخیره سازی

در نهایت، دانه تمیز توسط یک آسانسور به مخزن غلات داخل هواپیما منتقل می شود. هنگامی که مخزن پر می شود، یک لوله بزرگ تاشو به نام مارپیچ تخلیه بیرون می زند و با استفاده از یک پیچ غول پیکر دانه ها را در عرض چند ثانیه از مخزن خارج می کند و به داخل یک تریلر یا کامیون منتظر می رود.

3. اولین ماشین کمباین چگونه متولد شد؟

در سال 1835، هیرام مور، مخترع آمریکایی از میشیگان، یک مفهوم انقلابی را معرفی کرد که با ایجاد اولین ماشین برای 'ترکیب' فرآیندهای برداشت، کشاورزی را متحول کرد. قبل از اختراع او، کشاورزان باید غلات را با دست می بریدند و سپس آن را جداگانه خرمن می زدند، فرآیندی آهسته و پر زحمت که می توانست هفته ها طول بکشد. ماشین مور این دو مرحله - درو کردن و خرمن کوبی - را در یک عملیات پیوسته ادغام کرد و اجازه می داد دانه ها در یک گذر از مزرعه بریده و پردازش شوند. کمباین اولیه او که توسط تیم‌هایی از اسب‌ها نیرو می‌گرفت و با مکانیزم‌های داخلی پیچیده ساخته شده بود، بزرگ و ناقص بود، اما ثابت کرد که برداشت مکانیزه و مداوم امکان‌پذیر است. این پیشرفت نشان دهنده تغییر از کار دستی و گام به گام به کشاورزی کارآمد ماشینی بود و پایه و اساس کمباین مدرنی را که امروزه در سرتاسر جهان مورد استفاده قرار می گیرد، ایجاد کرد.

4. ماژول های اصلی سیستم که یک دروگر استاندارد را تشکیل می دهند کدامند؟

4.1. سرصفحه: 'پایان کسب و کار'

هدر یک پیوست عریض و جلویی است که اولین تماس را با محصول برقرار می کند. 'swath' (عرض برش) ماشین را تعیین می کند.

قرقره: میله های بزرگ و چرخان با دندانه های فلزی که به آرامی محصول ایستاده را به سمت تیغه ها می کشد.

The Cutter Bar: یک چاقوی رفت و برگشتی با سرعت بالا (به جلو و عقب حرکت می کند) که ساقه ها را در پایه مانند قیچی های سنگین می قیچی.

مارپیچ: یک پیچ چرخان بزرگ که مواد برش خورده را از لبه های پهن هدر به داخل ورودی مرکزی هدایت می کند.

4.2. The Feeder House: The 'Glout'

این را به عنوان تسمه نقاله ای در نظر بگیرید که شکاف بین میدان و پردازنده داخلی دستگاه را پر می کند.

عملکرد: هنگامی که مواد در مرکز هدر جمع می شوند، یک نوار نقاله زنجیری و نواری سنگین (خانه تغذیه) محصول را به سمت بالا می کشد.

منطق: جریان ثابت و تحت فشار مواد را به داخل سیستم خرمنکوبی تضمین می کند. اگر جریان خیلی سریع یا خیلی ضخیم باشد، دستگاه 'slugs' (گرفتگی) می شود، بنابراین این سیستم به عنوان یک تنظیم کننده حیاتی عمل می کند.

4.3. سیستم خرمنکوبی و جداسازی: 'قلب'

این تهاجمی ترین قسمت دستگاه است، جایی که دانه در واقع از گیاه آزاد می شود.

روتور/سیلندر: یک درام چرخان عظیم و پرسرعت مجهز به میله‌های سوخاری یا میخ.

مقعر: یک رنده فلزی منحنی و سنگین که درست در زیر روتور قرار دارد.

چگونه کار می کند: محصول بین روتور در حال چرخش و مقعر ثابت مالیده شده و ضرب می شود. اصطکاک دانه های سنگین را تکان می دهد و به آنها اجازه می دهد از سوراخ های مقعر بیفتند، در حالی که نی بلند به سمت پشت حرکت می کند.

4.4. The Cleaning Shoe: The 'Sifter'

دانه‌هایی که از سیستم خرمن‌کوبی می‌ریزند هنوز با 'کاه' (تکه‌های کاه، پوسته و غبار) مخلوط می‌شوند. کفش تمیز کننده از دو نیرو برای تمیز کردن دانه استفاده می کند:

الک (شایکر): چند لایه سینی های فلزی ارتعاشی با دهانه های قابل تنظیم. ارتعاش مواد را در حرکت نگه می‌دارد و به دانه‌ها اجازه می‌دهد در حالی که زباله‌های بزرگ‌تر را جدا می‌کنند.

فن تمیز کردن: یک فن قدرتمند جریان هوای هدفمند را از میان غربال ها به سمت بالا می دمد. از آنجایی که کاه از غلات سبک‌تر است، هوا «سطل زباله» را بلند می‌کند و آن را از پشت بیرون می‌برد و تنها دانه‌های تمیز به پایین می‌ریزد.

4.5. ذخیره و تخلیه: 'خروجی'

این مرحله نهایی لجستیک است که در آن محصول برای بازار عرضه می شود.

مخزن دانه: یک قیف عظیم در بالای دستگاه که می تواند هزاران پوند دانه تمیز را در خود جای دهد.

مارپیچ تخلیه: یک بازوی بلند و تاشو هیدرولیکی ('فخره'). داخل یک نوار نقاله پیچ بزرگ است که می تواند کل مخزن غلات را در کمتر از دو دقیقه در گاری یا کامیون غلات در حال حرکت خالی کند - اغلب در حالی که کمباین هنوز در حال حرکت است!

نتیجه گیری

کمباین نشان دهنده یک جهش بزرگ در نوآوری کشاورزی است که از کار دستی به ماشین آلات کاملاً یکپارچه تکامل یافته است. از ابزارهای اولیه تا پیشرفت **هیرام مور** در سال 1835، پیشرفت کلیدی ترکیب چندین فرآیند در یک سیستم پیوسته بود. ماشین‌های امروزی بر اساس این ایده ساخته می‌شوند و به یک اپراتور اجازه می‌دهند تا به طور موثر در مقیاس برداشت کند - نشان می‌دهد که چگونه مهندسی کشاورزی را متحول کرده و تولید جهانی غذا را تقویت کرده است.