ÍNDICE 2.- BASES DE FUNCIONAMIENTO DE LAS COSECHADORAS ANÁLISIS DE LOS SISTEMAS CONSTITUYENTES DE LAS COSECHADORAS 5

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3 ÍNDICE Pág. 1.- INTRODUCCIÓN BASES DE FUNCIONAMIENTO DE LAS COSECHADORAS ANÁLISIS DE LOS SISTEMAS CONSTITUYENTES DE LAS COSECHADORAS ACCESORIOS Y EQUIPO COMPLEMENTARIO USO Y ENTRETENIMIENTO EPÍLOGO AGRADECIMIENTOS 11 3

4 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: Aparición de segadoras tiradas por caballos. Figura 1.- Segadora - con tracción animal. Desarrollo de trilladoras accionadas por máquinas de vapor. Figura 2.- Trilladora accionada con bueyes. Construcción de segadoras atadoras. 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 Molinete Criba inferior. 2.- Tornillo de Arquímedes Sinfín de grano limpio. 3.- Barra de corte Sinfín de retorno de gransas. 4.- Elevador de mies Ventilador. 5.- Desgranador y cóncavo Tolva. 6.- Cilindro batidor Tubo de descarga del grano. 7.- Sacudidores Motor. 8.- Zarandón Cabina. 9.- Criba superior. Figura 4.- Nomenclatura de una cosechadora de cereales. 2.- BASES DE FUNCIONAMIENTO DE LAS COSECHADORAS 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

5 espiga. Este proceso es como se describe a continuación con las siguientes fotografías: Espigas. 2.- Siega de 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: 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. 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). 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). 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 ANÁLISIS DE LOS SISTEMAS CONSTITUYENTES DE LAS COSECHADORAS 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. 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

6 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. Figura 8.- Órganos de corte en la cosechadora. 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. 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. Figura 13.- Molinete con dientes de inclinación regulable mediante paralelogramo articulado. 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

7 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 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 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 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. 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. El desgranador es un cilindro cuyo diámetro medio es de cm. y cuya longitud varía de 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

8 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 Zarandón. 2.- Sacudidores. 3.- Cribas. 4.- Ventilador. Figura 27.- Esquema general de los mecanismos de limpieza. 8

9 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

10 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. 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 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. Figura 38.- Transmisiones en una cosechadora. Las cosechadoras requieren una potencia de 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 40% Limpieza 16% Corte 10% Transmisiones 4% Desplazamiento 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

11 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. 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 Figura 43.- Regulador de inclinación lateral. 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

12 muy especialmente a Ana Marcilla Goldaracena que ha escrito, dibujado y corregido este trabajo con maravilloso estilo y fantástico proceder. 12