manus® d'oro 2023 – coltro

Profilo

• Cosa serviva: cuscinetti a strisciamento iglidur
• Requisiti: cuscinetti resistenti alla corrosione, idonei al contatto con fertilizzanti a base di azoto liquido, lunga durata nonostante i movimenti oscillanti, nessun uso di lubrificanti
• Settore: Ingegneria agraria

Problema da risolvere

Molti agricoltori si affidano alla fertilizzazione per iniezione per una buona crescita di mais, patate e grano. Per fare ciò, usano gli aratri per aprire il terreno e posizionare il fertilizzante a base di azoto liquido in prossimità delle radici delle piante. J&M Manufacturing è uno dei produttori di queste macchine agricole. L'azienda statunitense ha sviluppato l'applicatore NitroGro. Funziona come segue: un serbatoio per l'azoto liquido è montato al centro del rimorchio di un trattore. Due bracci possono essere ripiegati a destra e a sinistra. A seconda del modello, sono lunghi 9 o 18 m. Il fulcro di queste barre è costituito da un massimo di 37 coltri para-linkage che forniscono l'azoto al terreno con precisione, garantendo un basso tasso di perdita.

Per progettare il nuovo applicatore e fare che sia più economico rispetto ai modelli della concorrenza, gli ingegneri di J&M Manufacturing hanno cercato un'alternativa alle solite boccole in bronzo per i punti di articolazione del sistema. L'obbiettivo era anche risolvere un problema serio per molti agricoltori: rilubrificare i cuscinetti. Nonostante gli ingrassatori, che forniscono continuamente grasso lubrificante ai vari cuscinetti, la rilubrificazione richiede uno sforzo considerevole. Austin Franz, ingegnere progettista presso J&M Manufacturing, stima che l'applicazione del grasso a un applicatore a 25 file con cinque ingrassatori per fila richieda fino a 52 minuti. È quasi un'ora persa ogni giorno prima che il lavoro possa iniziare sul campo. Una perdita che si traduce ovviamente in mancato guadagno. "Gli agricoltori potrebbero sfruttare meglio quel tempo, senza contare il tempo aggiuntivo per la sostituzione dei tubi del grasso e altre cose", afferma Franz. "Un agricoltore che guida a 13 km all'ora con un applicatore da 25 file può fertilizzare circa un ettaro di terreno al minuto". Senza dover pensare alla lubrificazione, potrebbe quindi gestire 52 ettari in più ogni giorno. In dieci giorni, sono 520 ettari in più. "Molto più di un'applicazione di azoto per un giorno."

Soluzione

Per eliminare la lubrificazione, i progettisti di J&M Manufacturing utilizzano cuscinetti a strisciamento in polimero iglidur G su tutti e cinque i punti di articolazione del coltro. La chiave sono i microscopici lubrificanti solidi che sono incorporati nella plastica ad alte prestazioni e rilasciati durante l'uso per un funzionamento a secco a basso attrito ed ecologico senza una goccia di grasso lubrificante. Eliminano la necessità di lubrificazione. Gli agricoltori possono iniziare a lavorare più velocemente. I cuscinetti in polimero sono ideali anche per il campo. Mentre la pellicola lubrificante dei cuscinetti in metallo diventa spesso un magnete per lo sporco, facendo adrire la polvere che ostacola il corretto funzionamento dei cuscinetti, i cuscinetti in polimero sono resistenti allo sporco. Sono anche ecologici, poiché non vi è alcun rischio di contaminazione, non sono corrosivi e sono resistenti ai fluidi e alle temperature estreme. Franz presume che gli applicatori con cuscinetti in polimero igus dureranno almeno sette anni nell'uso sul campo. "Questo è il secondo anno che proponiamo questa soluzione. Oltre il 95% delle nostre vendite sono modelli para-linkage con cuscinetti in polimero igus". 

Con i cuscinetti in polimero, gli ingegneri di J&M sono anche riusciti a realizzare un sistema a molla con un design parallelo in cui il coltello e la lama rimangono paralleli al suolo alla stessa altezza quando innestati. A differenza dello standard del settore, in cui il coltello si trova dietro il coltro e si solleva dal terreno più velocemente della lama, questo evita le fuoriuscite di fertilizzante nell'atmosfera. Un aspetto molto importante poiché l'azoto si trasforma in protossido di azoto e contribuisce all'effetto serra. "L'unica opzione sul mercato era molto costosa. Pertanto, l'obiettivo principale del progetto era quello di costruire un coltro che riducesse la perdita di fertilizzante dovuta all'evaporazione a un costo ragionevole", afferma Franz.