مكبس

This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed. Find sources: "Baler" – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (August 2016) (Learn how and when to remove this message)

مكبس القش هو قطعة من الآلات الزراعية تستخدم لضغط المحصول المقطوع والمشطوف (مثل القش أو القطن أو قش الكتان أو قش المستنقعات المالحة أو السيلاج ) في بالات مضغوطة يسهل التعامل معها ونقلها وتخزينها. غالبًا ما يتم تكوين البالات لتجفيف والحفاظ على بعض القيمة الجوهرية (مثل القيمة الغذائية) للنباتات المجمعة. تُستخدم أنواع مختلفة من المكابس بشكل شائع، حيث ينتج كل منها نوعًا مختلفًا من البالات - مستطيلة أو أسطوانية، بأحجام مختلفة، مربوطة بخيوط أو أحزمة أو شبكات أو أسلاك .

تُستخدم المكابس الصناعية أيضًا في مرافق إعادة تدوير المواد ، في المقام الأول لتكديس المعادن أو البلاستيك أو الورق للنقل.

قبل القرن التاسع عشر، كان يتم قطع التبن يدويًا ويتم تخزينه عادةً في أكوام التبن باستخدام شوك التبن لتجميع الأعشاب المقطوعة بالمنجل في أكوام ذات حجم مثالي - لا كبيرة جدًا، مما يعزز الظروف المواتية للاحتراق التلقائي ، ولا صغيرة جدًا، مما يعني أن جزءًا كبيرًا من الكومة معرض للتعفن. ترفع أكوام التبن هذه معظم ألياف النبات عن الأرض، مما يسمح بدخول الهواء وتصريف المياه، حتى تتمكن الأعشاب من الجفاف والتصلب، للاحتفاظ بالمغذيات لتغذية الماشية في وقت لاحق.

في ستينيات القرن التاسع عشر، تم تطوير أجهزة القطع الميكانيكية؛ ومن هذه الأجهزة جاءت الأجهزة الحديثة بما في ذلك جزازات العشب الميكانيكية والمكابس. في عام 1872، اخترع تشارلز ويذينجتون آلة حصاد تستخدم جهاز عقدة لحزم وربط التبن؛ وتم تسويقها تجاريًا في عام 1874 بواسطة سايروس ماكورميك . ^[1] في عام 1936، اخترع إينيس آلة بالة أوتوماتيكية تربط البالات بخيوط باستخدام عقد من نوع أبلبي من آلة ربط الحبوب من شركة جون ديري؛ في عام 1938، قدم إدوين نولت براءة اختراع ^[2] لإصدار محسن أكثر موثوقية. ^[1]

ربما تم اختراع أول مكبس دائري في أواخر القرن التاسع عشر، وقد عرضه بيلتر في باريس (كما أوضح مايكل ويليامز في كتابه "القوة البخارية في الزراعة: بلاندفورد، 1977"). كانت هذه آلة محمولة مصممة للاستخدام مع آلات الدرس. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

النوع الأكثر شيوعًا من المكابس في البلدان الصناعية اليوم هو المكابس الدائرية. وهي تنتج بالات "مدورة" أو "ملفوفة" على شكل أسطوانة. يتميز التصميم بتأثير "سقف من القش" يتحمل الطقس. ^[3] يتم لف العشب داخل المكابس باستخدام أحزمة مطاطية أو بكرات ثابتة أو مزيج من الاثنين. عندما تصل البالة إلى حجم محدد مسبقًا، يتم لف شبكة أو خيوط حولها للحفاظ على شكلها. ينفتح الجزء الخلفي من المكابس، ويتم تفريغ البالة. تكون البالات مكتملة في هذه المرحلة، ولكن يمكن أيضًا لفها بغطاء بلاستيكي بواسطة غلاف البالات ، إما للحفاظ على التبن جافًا عند تخزينه في الخارج أو تحويل العشب الرطب إلى سيلاج . تنتج المكابس الدائرية الكبيرة ذات الغرف المتغيرة عادةً بالات يتراوح قطرها من 48 إلى 72 بوصة (120 إلى 180 سم) ويصل عرضها إلى 60 بوصة (150 سم). يمكن أن يتراوح وزن البالات من 1100 إلى 2200 رطل (500 إلى 1000 كجم)، اعتمادًا على الحجم والمادة ومحتوى الرطوبة . تنتج مكابس القش الدائرية الصغيرة الحديثة الشائعة (وتسمى أيضًا "مكابس القش الدائرية الصغيرة") بالات يبلغ قطرها من 20 إلى 22 بوصة (51 إلى 56 سم) وعرضها من 20.5 إلى 28 بوصة (52 إلى 71 سم)، ويتراوح وزنها عمومًا من 40 إلى 55 رطلاً (18 إلى 25 كجم). ^[4]

تم تصميم أول مكبس دائري بواسطة Ummo Luebben حوالي عام 1910، ولم يتم إنتاجه حتى عام 1947 عندما قدمت Allis-Chalmers مكبس Roto-Baler. تم تسويقه لخصائص التخلص من الماء وخفة الوزن لبالات القش الخاصة به، وقد باعت AC ما يقرب من 70000 وحدة بحلول نهاية الإنتاج في عام 1960. ^[5]

بدأ الابتكار الرئيسي التالي في عام 1965 عندما سعى طالب الدراسات العليا في جامعة ولاية آيوا، فيرجيل هافيردينك، إلى ويسلي ف. بوتشيلي، أستاذ الهندسة الزراعية، بحثًا عن موضوع بحث لأطروحة الماجستير. ^{[3] [6]} على مدار العام التالي، طور بوتشيلي وهافيردينك تصميمًا جديدًا لمكابس دائرية كبيرة، تم الانتهاء منها واختبارها في عام 1966، وأطلق عليها بعد ذلك اسم مكبس بوتشيلي-هافيردينك الدائري الكبير. ^[3] كان قطر البالات الدائرية الكبيرة حوالي 1.5 متر (4.9 قدم) وطولها 2 متر (6.6 قدم) ووزنها حوالي 270 كيلوغرامًا (600 رطل) بعد تجفيفها - حوالي 80 كجم / م ^{3 (} 5 رطل / قدم ³⁾ . ^[7] تم الترويج للتصميم باعتباره "حوت البالة" وتشرح جامعة ولاية آيوا الآن التصميم المبتكر على النحو التالي:

لقد تم إنقاذ المزارعين من المهمة الشاقة المتمثلة في قذف رزم القش في ستينيات القرن العشرين، عندما اخترع أستاذ الهندسة الزراعية في ولاية آيوا ويسلي بوتشيلي ومجموعة من الباحثين الطلاب آلة مكبس تنتج رزمًا كبيرة مستديرة يمكن نقلها بواسطة الجرار. أصبحت آلة المكبس الآلة السائدة في التعامل مع العلف في الولايات المتحدة. ^[8]

في صيف عام 1969، ظهرت آلة بالات الأعلاف الأسترالية Econ Fodder Roller، بتصميم صنع بالة مدلفنة على الأرض تزن 135 كجم (298 رطلاً). في سبتمبر من نفس العام، اتصلت شركة Hawkbilt Company في فينتون، آيوا، بالدكتور بوتشيلي بشأن تصميمه، ثم صنعت آلة بالات دائرية كبيرة مدلفنة على الأرض والتي كانت تحزم القش الذي تم وضعه في أكوام ، وبدأت في تصنيع آلات بالات دائرية كبيرة في عام 1970. ^[7]

في عام 1972، صمم جاري فيرمير من بيلا، أيوا، وصنع مكبسًا دائريًا على غرار تصميم مكبس AC Roto-Baler، وبدأت شركة فيرمير في بيع طرازها 605 - أول مكبس دائري حديث. استخدم تصميم فيرمير أحزمة لضغط التبن في شكل أسطواني كما هو الحال اليوم. ^[9]

في أوائل ثمانينيات القرن العشرين، أدى التعاون بين Walterscheid وVermeer إلى أول استخدامات فعّالة لمفاصل CV في المكابس، وفي وقت لاحق في الآلات الزراعية الأخرى. ونظرًا لعزم الدوران الثقيل المطلوب لمثل هذه المعدات، تُستخدم مفاصل كاردان المزدوجة بشكل أساسي. ويُنسب إلى المهندس السابق لشركة Walterscheid مارتن براون "اختراع" هذا الاستخدام للمفاصل العالمية.

بحلول عام 1975، كانت خمس عشرة شركة أمريكية وكندية تصنع مكابس دائرية كبيرة. ^[7]

نظرًا لقدرة البالات المستديرة على التدحرج بعيدًا على المنحدر، فإنها تتطلب معالجة خاصة للنقل والتعامل الآمن. يمكن عادةً نقل البالات المستديرة الصغيرة يدويًا أو باستخدام معدات أقل قوة. نظرًا لحجمها ووزنها، الذي قد يصل إلى طن أو أكثر، تتطلب البالات المستديرة الكبيرة معدات نقل وتحريك خاصة.

الأداة الأكثر أهمية للتعامل مع البالات المستديرة الكبيرة هي رمح البالة أو السنبلة، والتي يتم تثبيتها عادةً على الجزء الخلفي من الجرار أو الجزء الأمامي من آلة التوجيه الانزلاقي . يتم إدخالها في المركز التقريبي للبالة المستديرة، ثم يتم رفعها وسحب البالة بعيدًا. بمجرد وصول البالة إلى الوجهة، يتم وضع البالة وسحب الرمح للخارج. يلزم وضع الرمح بعناية في المركز وإلا فقد تدور البالة وتلمس الأرض أثناء النقل، مما يتسبب في فقدان السيطرة. عند استخدامها للبالات الملفوفة التي سيتم تخزينها لاحقًا، يصنع الرمح ثقبًا في الغلاف يجب إغلاقه بشريط بلاستيكي للحفاظ على ختم محكم.

يمكن استخدام شوكة الخطاف لرفع ونقل البالات المستديرة الكبيرة. شوكة الخطاف هي أداة تعمل هيدروليكيًا ومثبتة في نهاية محمل دلو الجرار. عندما يتم تمديد الأسطوانة الهيدروليكية، يتم تثبيت الشوكة لأسفل باتجاه الدلو، تمامًا مثل اليد المغلقة. لتحريك بالة مستديرة كبيرة، يقترب الجرار من البالة من الجانب ويضع الدلو أسفل البالة. ثم يتم تثبيت الشوكة لأسفل عبر الجزء العلوي من البالة، ويتم رفع الدلو مع البالة في السحب. تعد خطافات الإمساك المثبتة على دلو الجرار أداة أخرى تستخدم للتعامل مع البالات المستديرة، ويمكن أن يقوم بها المزارع ذو مهارات اللحام عن طريق لحام خطافين وسلسلة ثقيلة في الجزء العلوي الخارجي من دلو محمل أمامي للجرار.

إن السطح المستدير للبالات المستديرة يشكل تحديًا للنقل لمسافات طويلة على سطح مستوٍ، حيث يمكن أن تتدحرج من السطح المستوٍ إذا لم يتم دعمها بشكل صحيح. وينطبق هذا بشكل خاص على البالات المستديرة الكبيرة؛ حيث يجعل حجمها من الصعب قلبها، لذلك قد لا يكون من الممكن قلب العديد منها على السطح المستوٍ للنقل ثم إعادة وضعها على السطح المستدير في الوجهة. أحد الخيارات التي تعمل مع البالات المستديرة الكبيرة والصغيرة هو تجهيز المقطورة ذات السطح المستوٍ بسور حماية في كلا الطرفين، مما يمنع البالات من التدحرج إما للأمام أو للخلف. حل آخر هو عربة السرج، التي تحتوي على سروج مستديرة متقاربة أو أعمدة دعم توضع فيها البالات المستديرة. تمنع الجوانب الطويلة لكل سرج البالات من التدحرج أثناء وجودها على العربة، حيث تستقر البالة بين الأعمدة. في 3 سبتمبر 2010، على الطريق A381 في هالويل بالقرب من توتنس ، ديفون ، إنجلترا، قُتل أحد الأعضاء الأوائل في فرقة الروك البريطانية ELO مايك إدواردز عندما سحقت شاحنته بالة دائرية كبيرة. توفي عازف التشيلو، البالغ من العمر 62 عامًا، على الفور عندما سقطت البالة التي يبلغ وزنها 600 كيلوغرام (1300 رطل) من جرار في مزرعة قريبة قبل أن تتدحرج على الطريق وتسحق شاحنته. ^[10]

يمكن استخدام رزمة دائرية كبيرة مباشرة لتغذية الحيوانات عن طريق وضعها في منطقة التغذية، وإمالتها، وإزالة غلاف الرزمة، ووضع حلقة واقية ( مغذي حلقي ) حول الجزء الخارجي حتى لا تمشي الحيوانات على التبن الذي تم تقشيره من المحيط الخارجي للرزمة. تتيح عملية التشكيل والضغط الدورانية للرزمة الدائرية أيضًا تغذية الرزم الدائرية الكبيرة والصغيرة عن طريق فك الرزمة، مما يترك شريطًا مسطحًا مستمرًا في الحقل أو خلف حاجز التغذية.

تم تقديم السيلاج ، وهو علف حيواني مخمر، في أواخر القرن التاسع عشر، ويمكن أيضًا تخزينه في بالة السيلاج أو التبن، وهي عبارة عن بالة عالية الرطوبة ملفوفة بغلاف بلاستيكي. يتم ضغطها في درجة رطوبة أعلى بكثير من بالات القش، وعادة ما تكون أصغر من بالات القش لأن محتوى الرطوبة الأكبر يجعلها أثقل وزنًا وأصعب في التعامل معها. تبدأ هذه البالات في التخمير على الفور تقريبًا، ويصبح الرمح المعدني الموجود في البالة الذي يتم طعنه في القلب دافئًا جدًا عند لمسه من عملية التخمير.

يمكن لف بالات السيلاج أو التبن عن طريق وضعها على رمح بالة دوار مثبت في الجزء الخلفي من الجرار. وبينما تدور البالة، يتم وضع طبقة من غلاف بلاستيكي على الجزء الخارجي من البالة. يتم تثبيت هذه اللفة من البلاستيك في مكوك انزلاقي على ذراع فولاذي ويمكن أن تتحرك بالتوازي مع محور البالة، وبالتالي لا يحتاج المشغل إلى حمل لفة البلاستيك الثقيلة. تمتد الطبقة البلاستيكية فوق أطراف البالة لتكوين حلقة من البلاستيك يبلغ عرضها حوالي 12 بوصة (30 سم) على الأطراف، مع تعريض التبن في المنتصف.

لتمديد البلاستيك المغطى بإحكام فوق البالة، يتم ضبط الشد بشكل نشط باستخدام مقبض في نهاية اللفة، والذي يضغط على أطراف اللفة في المكوك. في مقطع الفيديو التوضيحي للتغليف، يحاول المشغل استخدام شد عالٍ للحصول على ختم مسطح وناعم على الطرف الأيمن. ومع ذلك، يزداد الشد كثيرًا ويتمزق البلاستيك. يتعافى المشغل عن طريق تخفيف الشد بسرعة ويسمح للبلاستيك بالخروج إلى منتصف الطريق حول البالة قبل إعادة تطبيق الشد على الألواح.

يتم وضع هذه البالات في صف طويل متواصل، مع الضغط بقوة على كل بالة ملفوفة ضد جميع البالات الأخرى في الصف قبل وضعها على الأرض. تلتصق الغلافات البلاستيكية الموجودة في طرفي كل بالة معًا لإغلاق الهواء والرطوبة، وحماية السيلاج من العوامل الجوية. يتم غلق البالات النهائية يدويًا بشرائط من البلاستيك اللاصق عبر الفتحة.

يسمح الختم المحكم بين كل رزمة للصف من الرزم الدائرية بالتخمر كما لو كانت في كيس صومعة ، ولكن التعامل معها أسهل من التعامل مع كيس صومعة، لأنها أكثر قوة وتماسكًا. استخدام البلاستيك مرتفع نسبيًا، ولا توجد طريقة لإعادة استخدام الأغطية البلاستيكية الملوثة بالسيلاج، على الرغم من أنه يمكن إعادة تدويرها أو استخدامها كمصدر للوقود عن طريق الحرق . تبلغ تكلفة التغليف حوالي 5 دولارات أمريكية لكل رزمة. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

هناك شكل بديل للتغليف يستخدم نفس نوع البالة الموضوعة على آلة تغليف البالات ، والتي تتكون من زوج من البكرات على طاولة دوارة مثبتة على وصلة ثلاثية النقاط لجرار. ثم يتم تدويرها حول محورين أثناء لفها بعدة طبقات من غلاف بلاستيكي. يغطي هذا أطراف البالة وجوانبها في عملية واحدة، وبالتالي يتم إغلاقها بشكل منفصل عن البالات الأخرى. ثم يتم نقل البالات أو تكديسها باستخدام ملحق كماشة خاص على المحمل الأمامي للجرار، والذي لا يتلف ختم الفيلم. يمكن أيضًا نقلها باستخدام مسمار بالة قياسي، لكن هذا يثقب الختم المحكم، ويجب إصلاح الثقب في الفيلم بعد كل نقل.

يجب فك غلاف البالات المغطاة بالبلاستيك قبل إطعامها للماشية لمنع الابتلاع العرضي للبلاستيك. ومثل بالات القش المستديرة، يتم تغذية بالات السيلاج عادةً باستخدام وحدة تغذية حلقية .

في عام 1978، قدمت شركة Hesston أول "مكبس مربع كبير"، قادر على ضغط القش في بالات مربعة كبيرة يسهل نقلها ويمكن تكديسها وتغطيتها بالقماش المشمع في الحقل (لحمايتها من المطر) أو تحميلها على شاحنات أو حاويات للنقل أو التصدير. اعتمادًا على المكبس، يمكن أن تزن هذه البالات من 1000 إلى 2200 رطل (450 إلى 1000 كجم) بالنسبة إلى بالة مقاس 3 أقدام × 3 أقدام × 9 أقدام (0.91 م × 0.91 م × 2.74 م) أو 3 أقدام × 4 أقدام × 9 أقدام (0.91 م × 1.22 م × 2.74 م) (مقابل 900 رطل [410 كجم] بالنسبة إلى بالة مستديرة مقاس 3 أو 4 أقدام [0.91 أو 1.22 م]). عندما تدور أداة الالتقاط فوق سطح الأرض مباشرة، تلتقط الشوكات القش وتنقله إلى حجرة تشكيل الرقائق، حيث يتم تشكيل "رقائق" من القش قبل دفعها إلى مسار المكبس، الذي يضغط عليها بعد ذلك بقوة كبيرة (200 إلى 750 كيلو نيوتن أو 45000 إلى 169000 رطل، حسب الطراز) ضد البالة الموجودة في الحجرة. بمجرد تحقيق الطول المطلوب، يتم تشغيل ذراع العقد ميكانيكيًا لبدء دورة العقد حيث يربط العديد من العقد (4-6 هو الشائع) الخيوط الأربعة إلى الستة التي تحافظ على شكل البالة.

في سهول كندا، تسمى أيضًا المكابس المستطيلة الكبيرة "جوارح السهول".

تعتبر البالات المربعة أسهل في النقل من البالات المستديرة، حيث أن هناك خطر ضئيل من تدحرج البالة من الجزء الخلفي للمقطورة ذات السطح المسطح. كما يوفر الشكل المستطيل المساحة ويسمح بتكديس لوح كامل من القش للنقل والتخزين. تسمح معظم المكابس بتعديل الطول ومن الشائع إنتاج بالات بعرض مضاعف، مما يسمح بتكديس مجموعات متناوبة تشبه الطوب تتداخل مع الصف أدناه بزوايا قائمة، مما يخلق بنية قوية.

إنها مناسبة تمامًا لمزارع تسمين الماشية أو عمليات الألبان واسعة النطاق ، حيث يتم توزيع أطنان عديدة من الأعلاف كل ساعة. وفي أغلب الأحيان، يتم ضغطها في حجم صغير بما يكفي ليتمكن شخص واحد من حملها أو إلقائها حيثما دعت الحاجة.

بسبب الشكل المستطيلي الضخم، يتم تثبيت شوكات رمح كبيرة، أو مقابض ضغط، على آلات الرفع الثقيلة، مثل الرافعات الشوكية الكبيرة، والجرارات المجهزة بمحملات أمامية ، أو رافعات تلسكوبية ، أو مكابس القش أو المحملات ذات العجلات لرفع هذه البالات.

تنتج آلة الضغط الأصلية بالات مربعة صغيرة. هذه البالات عبارة عن بالات "مربعة" ذات شكل مستطيل. كان هذا الشكل هو الشكل الأكثر شيوعًا للآلة، ولكنه أقل شيوعًا اليوم. تُستخدم في المقام الأول في المساحات الصغيرة حيث تكون المعدات الكبيرة غير عملية، كما تُستخدم أيضًا لإنتاج التبن للعمليات الصغيرة، وخاصة أصحاب الخيول الذين قد لا يكون لديهم إمكانية الوصول إلى آلات التغذية المتخصصة المستخدمة في البالات الأكبر حجمًا. يبلغ حجم كل بالة حوالي 14 × 18 × 34-40 بوصة (36 سم × 46 سم × 86 سم - 102 سم). عادة ما يتم لف البالات بخيطين أو ثلاثة خيوط معقودة، وأحيانًا تكون خفيفة بما يكفي ليتمكن شخص واحد من التعامل معها، حوالي 45 إلى 60 رطلاً (20 إلى 27 كجم)، اعتمادًا على المحصول والضغط المطبق (يمكن أن يكون 100 رطل لبالة ذات خيطين مقاس 16 × 18 بوصة وحتى أكثر لبالة ذات ثلاثة خيوط). تتمتع العديد من المكابس بإمكانية تعديل ضغط حجرة البالة وطول البالة، بحيث يمكن إنتاج بالات أقصر وأقل كثافة لسهولة المناولة.

لتشكيل البالة، يتم رفع المادة المراد ضغطها (والتي غالبًا ما تكون تبنًا أو قشًا) في الكومة بواسطة أسنان في بكرة المكبس . ثم يتم تعبئة هذه المادة في حجرة البالة، والتي تمتد بطول أحد جانبي المكبس (عادةً الجانب الأيسر عند النظر إليه من الخلف) في مكابس مائلة. تستخدم المكابس مثل طرازات Hesston نظامًا خطيًا حيث يمر التبن مباشرة من الالتقاط إلى حجرة الرقائق إلى المكبس وغرفة تشكيل البالة. يتحرك المكبس والسكين معًا ذهابًا وإيابًا في مقدمة هذه الحجرة، مع إغلاق السكين لباب حجرة البالة أثناء تحركها للخلف. يتم توصيل المكبس والسكين بعجلة موازنة غير متماثلة ثقيلة لتوفير قوة إضافية أثناء تعبئة البالات. يقوم جهاز القياس - وهو عبارة عن عجلة مسننة عادة ما يتم تدويرها بواسطة البالات الناشئة - بقياس كمية المادة التي يتم ضغطها، وعند الطول المناسب، يتم تشغيل العقد التي تلف الخيوط حول البالة وتربطها. ومع تشكيل البالة التالية، يتم إخراج البالة المربوطة من الجزء الخلفي من غرفة التكديس، حيث يمكن إما إسقاطها على الأرض أو إرسالها إلى عربة أو مجمع يتم سحبه خلف المكبس.

عند استخدام عربة، يمكن رفع البالة يدويًا من الحجرة بواسطة عامل على العربة يقوم برص البالات على العربة، أو يمكن دفع البالة إلى العربة بواسطة آلية على المكبس، وعادة ما تكون إما "قاذفة" (أحزمة قيادة عالية السرعة متوازية ترمي البالة إلى العربة) أو "كيكر" (ذراع ميكانيكية ترمي البالة إلى العربة). في حالة القاذفة أو الركلة، تحتوي العربة على جدران عالية على الجانبين الأيسر والأيمن والخلفي، وجدار قصير على الجانب الأمامي، لاحتواء البالات المكدسة عشوائيًا. تستمر هذه العملية طالما كانت هناك مادة ليتم كبسها وخيوط لربطها بها.

لا يُستخدم هذا النوع من البالات كثيرًا في الزراعة التجارية واسعة النطاق، لأن كفاءة وسرعة البالات الكبيرة أكبر بكثير. ومع ذلك، فإنه يحظى ببعض الشعبية في الزراعة الصغيرة ذات الميكنة المنخفضة وتربية الخيول. بالإضافة إلى استخدام الآلات البسيطة وسهولة التعامل، يمكن أيضًا استخدام هذه البالات الصغيرة للعزل ومواد البناء في بناء بالات القش . الراحة هي أيضًا عامل رئيسي في قرار المزارعين بمواصلة وضع البالات المربعة، لأنها تجعل التغذية والفراش في المناطق الضيقة (الإسطبلات والحظائر وما إلى ذلك) أسهل بكثير وبالتالي تتمتع بقيمة سوقية أعلى لكل طن.

اكتسبت آلة البالات الأوتوماتيكية للبالات المربعة الصغيرة معظم شكلها الحالي في عام 1938، حيث تم بيع أول آلة بالات من هذا النوع باسم Arthur S. Young's Automaton Baler. وتم تصنيعها بأعداد صغيرة حتى استحوذت عليها شركة New Holland Ag .

في أوروبا، منذ عام 1939، كانت كل من شركة Claas الألمانية وشركة Rousseau SA الفرنسية تمتلكان مكابس ربط الخيوط الأوتوماتيكية. ومع ذلك، كانت معظم هذه المكابس تنتج بالات منخفضة الكثافة. كانت أول مكابس ربط الخيوط الناجحة من صنع شركة Ann Arbor Company في عام 1929. استحوذت شركة Oliver Farm Equipment Company على شركة Ann Arbor في عام 1943. وعلى الرغم من تقدمها على بقية الشركات في هذا المجال، لم تكن أي من مكابس Ann Arbor تحمل عقدًا أو لفافات أوتوماتيكية ولم تنتج شركة Oliver مكابس ربط الخيوط الأوتوماتيكية الخاصة بها حتى عام 1949.

في أربعينيات القرن العشرين، كان أغلب المزارعين يجمعون القش في الحقول باستخدام جرار صغير بقوة 20 حصانًا أو أقل، ثم تُلقى الرزم المربوطة على الأرض أثناء تحرك المكبس عبر الحقل. ثم يأتي فريق آخر من العمال مع الخيول وعربة مسطحة ويستخدمون خطافًا معدنيًا حادًا للإمساك بالرزمة وإلقائها على العربة بينما يقوم مساعد برص الرزم، لنقلها إلى الحظيرة.

كان أحد الابتكارات التي ساعدت في توفير الوقت في وقت لاحق هو سحب عربة مسطحة مباشرة خلف مكبس البالات، ثم يتم دفع البالة لأعلى منحدر إلى أحد العاملين في العربة. يقوم العامل بتعليق البالة من المنحدر ورصها على العربة أثناء انتظار إنتاج البالة التالية.

في نهاية المطاف، ومع تطور آلات تجميع البالات، تم تطوير آلة رمي البالات، والتي أزالت الحاجة إلى وقوف شخص ما على العربة والتقاط البالات الجاهزة. استخدمت آلية الرمي الأولى حزامين سريعي الحركة للاحتكاك لالتقاط البالات الجاهزة ورميها بزاوية في الهواء على عربة البالات. تم تعديل عربة البالات من منصة مسطحة إلى إطار هيكلي ثلاثي الجوانب مفتوح من الأمام، ليكون بمثابة شبكة لالتقاط البالات الملقاة.

مع زيادة قوة حصان الجرار، كان الابتكار التالي في مكبس القذف هو مكبس القذف الهيدروليكي. يستخدم هذا المكبس وعاءً مسطحًا خلف آلة ربط البالات. عندما تتقدم البالات من الجزء الخلفي من المكبس، يتم دفعها إلى الوعاء واحدة تلو الأخرى. عندما تتحرك البالة بالكامل فوق الوعاء، تنبثق الوعاء فجأة، مدفوعة بأسطوانة هيدروليكية كبيرة ، وتقذف البالة إلى العربة مثل المنجنيق .

تضع طريقة القاذفة بالوعاء ضغطًا أقل بكثير على البالات مقارنة بطريقة القاذفة بالحزام. تعمل أحزمة الاحتكاك في القاذفة بالحزام على إجهاد الخيوط والعقد أثناء إمساكها بالبالة، وقد تتسبب أحيانًا في تفكك البالات في القاذفة أو عندما تهبط البالات في العربة.

هناك عدة طرق يمكن من خلالها التعامل مع البالات الصغيرة تلقائيًا والتخلص من العمل اليدوي تمامًا تقريبًا. آلات تكديس البالات، وحزم البالات، وآلات تجميع البالات، وزلاجات البالات هي الفئات المختلفة لهذه الآلات.

مكدسات البالات: ^[11] يمكن التقاط البالات من الحقل وتكديسها باستخدام آلة تعمل بالطاقة الذاتية تسمى مكدس البالات أو عربة البالات أو عربة الهاروبيد . هناك العديد من التصميمات والأحجام التي تصنعها شركة نيو هولاند. يلتقط أحد الأنواع البالات المربعة، والتي يتم إسقاطها بواسطة المكبس مع توجيه الأوتار إلى الجانب. سيقود المكدس كل بالة، ويلتقطها، ويضعها على طاولة بعرض ثلاث بالات (الأوتار متجهة الآن لأعلى). بمجرد وضع ثلاث بالات على الطاولة، ترتفع الطاولة للأعلى وللخلف، مما يتسبب في مواجهة البالات الثلاث للأوتار على الجانب مرة أخرى؛ يحدث هذا ثلاث مرات أخرى حتى يكون هناك 16 بالة على الطاولة الرئيسية. سترتفع هذه الطاولة مثل الطاولة الأصغر، وستكون البالات مقابل طاولة رأسية. ستحمل الآلة 160 بالة (عشر طبقات)؛ عادةً، ستكون هناك طبقات متقاطعة بالقرب من المركز لمنع الكومة من الاهتزاز أو الانهيار إذا تم تطبيق أي وزن على الجزء العلوي من الكومة. سيتم نقل الحمولة الكاملة إلى الحظيرة؛ وسوف يميل الجزء الخلفي بالكامل من المكدس إلى الأعلى حتى يصبح عموديًا. سيكون هناك دافعان يمتدان عبر الماكينة ويمنعان الجزء السفلي من الكومة من الانسحاب من المكدس أثناء قيادته للخارج من الحظيرة.

حزم البالات: ^[12] يمكن التقاط البالات من الحقل أو جمعها مباشرة من مكبس البالات المربع الصغير. يتم إدخال كل بالة في حجرة ضغط وفهرستها حتى تصبح اثنتان أو ثلاث بالات جاهزة للضغط. بعد اكتمال 7 دورات ضغط، مما يجعل مكعبًا من 14 أو 21 بالة، يتم ربطها بخيوط أو ربطها في حزمة وإخراجها على الأرض. يتم التعامل مع هذه الحزم بعد ذلك بالرماح أو المقابض أو شوك المنصات. وهي ذات أبعاد مثالية لملء مقطورات الشاحنات.

مُراكِمات البالات: ^[13] عادةً ما يتم ربطها مباشرةً بالمكبس وترتيب البالات المربعة الصغيرة في مجموعات ليتم استردادها باستخدام "مُلتقط البالات" أو "مُمسك البالات" المُركب على المُحمل . هناك عدد من الطرق المختلفة التي تستخدمها هذه الآلات لترتيب البالات في مجموعات. إحدى الطرق هي السماح بدفع ما يصل إلى ثلاث بالات في خط واحد على صينية يتم تفريغها بعد ذلك جانبيًا بواسطة قضيب دفع هيدروليكي على منصة. بعد أربع أو خمس دفعات من هذا القبيل، تتكون المجموعة من 8 أو 10 أو 12 أو 15 بالة ويتم تفريغ المنصة على الأرض.

هناك طريقة أخرى أكثر كفاءة لا تستخدم الهيدروليكا، وهي استخدام نظام من الروافع والبوابات لتوجيه البالات إلى القنوات. ويمكن أن تحتوي هذه القنوات على أربع أو خمس أو ست قنوات وتتسع لبالتين أو ثلاث بالات في كل قناة. ويمكن لهذه الطريقة أن تجعل مجموعات من 4 أو 8 أو 10 أو 12 أو 15 أو 18 بالة. وفي هذه الطريقة، يتم فتح البوابة الخلفية عند آخر بالة في المجموعة، ويتم وضع البالات على الأرض.

يمكن ربط هذه المجموعات بخيوط لتحقيق الاستقرار في المكدس ^[14] أو لا يمكن ربطها وتكديسها على عربات أو مقطورات لنقلها إلى التخزين. هذه المجموعات مثالية للتخزين في المباني التي يمكن الوصول إليها بالمعدات. هذه أيضًا هي الطريقة المثالية لأتمتة البالات والسماح لها أيضًا بالتصلب بشكل صحيح.

مزلجة البالات: في بريطانيا (إذا كانت البالات المربعة الصغيرة لا تزال مستخدمة)، يتم جمعها عادةً فور سقوطها من المكبس في مزلجة بالات يتم جرها خلف المكبس. تحتوي هذه على أربع قنوات، يتم التحكم فيها بواسطة موازنات ميكانيكية أوتوماتيكية، ومزاليج، ونوابض، والتي تقوم بفرز كل بالة في مكانها في مزلجة مربعة الشكل. عندما تمتلئ المزلجة، يتم تشغيل المزلاج تلقائيًا، ويفتح باب في الخلف لترك البالات الثمانية ملقاة معًا بشكل أنيق على الأرض. يمكن التقاطها بشكل فردي وتحميلها يدويًا، أو يمكن التقاطها جميعًا معًا بواسطة ماسكة بالات على جرار، وهو محمل أمامي خاص يتكون من العديد من المسامير المنحنية التي تعمل بالطاقة الهيدروليكية والتي تشير إلى الأسفل. سيتم بعد ذلك تكديس البالة المربعة الشكل، إما على مقطورة للنقل أو في كومة حقلية مكعبة تقريبًا بارتفاع ثماني أو عشر طبقات. يمكن بعد ذلك نقل هذا المكعب بواسطة آلة كبيرة متصلة بعقدة ثلاثية النقاط خلف جرار، والتي تثبت جوانب المكعب وترفعه جسديًا.

قبل عام 1937، كانت مكبسة التبن هي الاسم الشائع لأداة التكديس الثابتة، والتي تعمل بجرار أو محرك ثابت باستخدام حزام على بكرة حزام ، مع إحضار التبن إلى المكبس وإدخاله يدويًا. في وقت لاحق، تم جعل المكبسات متحركة، مع "شاحنة" لجمع التبن وإدخاله إلى الحجرة. غالبًا ما تستخدم محركات بنزين مبردة بالهواء مثبتة على المكبس لتوفير الطاقة. أكبر تغيير في هذا النوع من المكبسات منذ عام 1940 هو تشغيله بواسطة الجرار من خلال مأخذ الطاقة (PTO)، بدلاً من محرك الاحتراق الداخلي المدمج.

في الإنتاج الحالي ^{[ متى؟ ]} ، يمكن طلب مكابس مربعة صغيرة مع عقدة خيوط أو عقدة ربط سلكية.

لم تستخدم جميع مكابس ربط الأسلاك الثابتة سلكين. لم يكن من غير المألوف بالنسبة لحجم البالة الأكبر - عادةً 17 بوصة × 22 بوصة (43 سم × 56 سم) - أن تستخدم الآلات "ألواحًا" بها ثلاث فتحات للأسلاك وبالتالي تربط ثلاثة أسلاك لكل بالة. أنتجت معظم الشركات المصنعة في أمريكا الشمالية هذه الآلات إما كنماذج عادية أو كخيارات للحجم. كانت مكابس ربط الأسلاك الصغيرة المربعة الثلاثة متوفرة منذ أوائل ثلاثينيات القرن العشرين، وخاصة من JI Case & Co. و Ann Arbor . كانت هذه الآلات آلات ربط وخيوط يدوية.

قبل أن تنتشر الكهرباء في المناطق الريفية بالولايات المتحدة في أربعينيات القرن العشرين، كانت بعض مزارع الألبان الصغيرة تستخدم الجرارات ولكنها لا تستخدم الطاقة الكهربائية. وكثيراً ما كان أحد الجيران القادرين على شراء الجرارات يتولى مهمة جمع الحبوب لصالح المزارعين المجاورين الذين ما زالوا يستخدمون الخيول.

لرفع البالات إلى مخزن التبن، كان هناك نظام بكرة يمتد على طول قمة مخزن التبن في الحظيرة. كما كان هذا المسار يمتد على بعد بضعة أقدام من نهاية المخزن، مع وجود باب وصول كبير أسفل المسار. وفي الجزء السفلي من نظام البكرة كان هناك رمح بالة، كان مدببًا في النهاية وكان به مسامير تثبيت قابلة للسحب.

كانت العربة ذات السطح المسطح تتوقف بجوار الحظيرة أسفل نهاية المسار، ثم يتم إنزال الرمح إلى العربة وربطه في رزمة واحدة. ثم يتم استخدام حبل البكرة لرفع الرزمة يدويًا حتى تتمكن من دخول الحشيش من خلال الباب، ثم يتم تحريكها على طول المسار إلى الحظيرة وأخيراً يتم إطلاقها للتكديس اليدوي في صفوف ضيقة عبر أرضية العلية. ومع امتلاء الرزمة بالعلية، يتم رفع الرزم لأعلى وأعلى باستخدام البكرات حتى يتم تكديس القش حتى الذروة.

عندما وصلت الكهرباء، تم استبدال نظام رمح البالة والبكرات والمسار بناقلات بالات طويلة تعمل بمحركات تُعرف باسم مصاعد التبن. المصعد النموذجي عبارة عن إطار هيكلي مفتوح، مع سلسلة بها مسامير غير حادة مقاس 3 بوصات (76 مم) كل بضعة أقدام على طول السلسلة لالتقاط البالات وسحبها. حل مصعد واحد محل مسار الرمح ويمتد على طول قمة الحظيرة بالكامل. تم تركيب مصعد ثانٍ إما على منحدر بزاوية 30 درجة على جانب الحظيرة لرفع البالات إلى مصعد الذروة أو استخدام سلاسل أمامية خلفية مزدوجة تحيط بالبالة لرفع البالات مباشرة إلى جانب الحظيرة إلى مصعد الذروة.

كانت عربة نقل بالات تقف بجوار مصعد الرفع، وكان أحد عمال المزرعة يضع البالات واحدة تلو الأخرى على المسار المائل. وبمجرد وصول البالات إلى مصعد الذروة، كانت بوابات الإمالة القابلة للتعديل على طول مصعد الذروة تُفتح عن طريق سحب كابل من أرضية علية التبن، بحيث تنقلب البالات من المصعد وتسقط على الأرض في مناطق مختلفة من العلية. وقد سمح هذا لمصعد واحد بنقل التبن إلى جزء من العلية والقش إلى جزء آخر.

لقد أدى نظام رفع ونقل وإسقاط القش الكامل هذا إلى تقليص عمالة تخزين البالات إلى شخص واحد، يقوم ببساطة بسحب عربة، وتشغيل المصاعد، والبدء في وضع البالات عليها، مع التحقق من حين لآخر للتأكد من سقوط البالات في الأماكن الصحيحة في العلية.

غالبًا ما يتم التضحية بالتكديس المنظم للبالات في العلية من أجل سرعة تركها تسقط وتتدحرج على الكومة المتنامية في العلية، وتغيير بوابات المصعد لملء المناطق المفتوحة حول الكومة السائبة. ولكن إذا رغبت في ذلك، يمكن إعادة ترتيب كومة البالات السائبة التي تسقط بواسطة المصعد في صفوف منظمة بين حمولات العربات.

ظلت عملية استرجاع البالات من مخزن القش دون تغيير نسبيًا منذ بداية عملية التكديس. عادةً ما كان يتم إرسال العمال إلى العلية للصعود إلى كومة البالات وسحب البالات من الكومة وإلقائها أو دحرجتها إلى أسفل الكومة إلى الأرضية المفتوحة للعلية. بمجرد وضع البالة على الأرض، ينزل العمال من الكومة ويفتحون غطاءً فوق مجرى البالات في أرضية العلية ويدفعون البالات إلى أسفل المجرى إلى منطقة الماشية في الحظيرة.

كانت أغلب الحظائر مجهزة بعدة ممرات على طول الجوانب وفي وسط أرضية العلية. وكان هذا يسمح بإسقاط البالات في المنطقة التي كان من المقرر استخدامها فيها. وكانت بالات القش تُسقط عبر الممرات الجانبية، ثم تُكسر وتُطعم للماشية. وكانت بالات القش تُسقط عبر الممر المركزي، لتوزيعها كفراش في مناطق وقوف/استراحة الماشية.

تقليديا، يتم إسقاط عدة بالات على أرض حظيرة الماشية وإزالة الخيوط باليد. بعد التجفيف وتخزينها تحت أطنان من الضغط في كومة القش، يتم ضغط معظم البالات بإحكام وتحتاج إلى تمزيقها ونفشها للاستخدام.

إحدى الطرق الحديثة ^{[ متى؟ ]} لتسريع عملية التعامل اليدوي مع البالات هي آلة تمزيق البالات، وهي عبارة عن أسطوانة رأسية كبيرة ذات أسنان دوارة للقطع/التمزيق عند قاعدة الأسطوانة. توضع آلة التقطيع أسفل المزلق ويتم إسقاط عدة بالات فيها. ثم يقوم أحد العمال بدفع آلة التقطيع على طول ممر الحظيرة أثناء تمزيقها للبالة وقذفها في تيار رقيق مستمر من المواد.

تُستخدم المكابس الصناعية عادةً لضغط أنواع مماثلة من النفايات ، مثل ورق المكاتب والكرتون والبلاستيك والرقائق المعدنية والعلب، لبيعها لشركات إعادة التدوير. هذه المكابس مصنوعة من الفولاذ مع مكبس هيدروليكي لضغط المواد المحملة. بعض المكابس بسيطة وتتطلب عمالة مكثفة ولكنها مناسبة للكميات الأصغر. المكابس الأخرى معقدة للغاية وآلية وتُستخدم حيث يتم التعامل مع كميات كبيرة من النفايات.

تُستخدم المكابس في مرافق إعادة التدوير، وهي خطوة تعبئة تسمح بتفتيت السلع المذكورة أعلاه إلى مكعبات كثيفة من نوع واحد من المواد في كل مرة. هناك مكابس مختلفة تُستخدم حسب نوع المادة. بعد سحق مادة معينة إلى مكعب كثيف، يتم ربطها بحزمة بواسطة سلك سميك ثم دفعها خارج الماكينة. تسمح هذه العملية بنقل جميع المواد المعنية بسهولة.

مكبس ثنائي المكبس: مكبس ثنائي المكبس هو آلة مكبس تحتوي على أسطوانتين وهي قادرة على تجميع وتعبئة معظم السلع باستثناء الورق المقوى والأفلام الشفافة. تشتهر هذه المكبس بمتانتها وقدرتها على استيعاب مواد أكثر ضخامة. ^[15]

مكبس أحادي المكبس: مكبس أحادي المكبس هو آلة مكبس تحتوي على أسطوانة واحدة. ولأن هذا المكبس أصغر نسبيًا من المكبس ثنائي المكبس، فهو الأفضل للسلع الصغيرة والمتوسطة.

مكبس الباب المغلق: يقوم هذا المكبس بتكبيس الفيلم البلاستيكي الشفاف.

المكبس الأمريكي: يقوم هذا المكبس بتكديس المواد المموجة.

• حصاد التبن في الأربعينيات، أفلام تعليمية، مركز المبادرات الرقمية، مكتبة جامعة فيرمونت