Скоростна кутия на смесителя за фураж — Задвижване на ВОМ за шнекови смесители

Какво е скоростна кутия на фуражен смесител?

А скоростна кутия на смесителя за фураж е мощен редуктор за намаляване на скоростта, който преобразува високоскоростния входен вал с нисък въртящ момент в много ниска скорост (15 до 40 об/мин) и екстремен въртящ момент (до 20 000 Nm), необходим за въртене на смесителните шнекове във фуражен смесител с пълна смесена дажба (TMR). По тегло и капацитет на въртящия момент това е най-тежката единична скоростна кутия, срещана във всяко животновъдно стопанство — обикновено от 150 до 350 кг в зависимост от капацитета на смесителя, броя на шнековете и архитектурата на задвижването.

Миксерите TMR смесват силаж, концентрати, минерали, витамини и други съставки в еднородна дажба, която гарантира, че всяка хапка осигурява един и същ хранителен баланс. Качеството на смесване зависи пряко от консистенцията на скоростта на шнека: твърде бързото разкъсване разкъсва силажните влакна и намалява ефективната за търбуха дължина на влакната; твърде бавното не успява да постигне равномерно разпределение в рамките на проектираното време за смесване. скоростна кутия на смесителя за фураж Следователно, трябва да поддържа стабилна и прецизна изходна скорост при силно променливи натоварвания от въртящ момент, създадени от различните фуражни съставки, нивата на пълнене и етапите на смесване - от първоначалното зареждане на тежък, влажен силаж до окончателното смесване на леки минерални премикси.

Защо фуражните смесители изискват екстремно намаляване на скоростта

От 540 оборота в минута Скоростна кутия на ВОМ вход, производството на 15 до 40 оборота в минута изисква предавателно число на скоростната кутия на смесителя за фураж от 1:13,5 до 1:36 — далеч отвъд това, което може да постигне конвенционална двустепенна конусно-спирална конструкция. Това екстремно съотношение изисква специализирани многостепенни архитектури: многостепенни планетарни зъбни колела (две или три епициклични степени последователно), червячни редуктори или хибридни комбинации от конус-вход-плюс-планетарен-изход.

Съответният изходен въртящ момент е огромен. ВОМ с 60 к.с. при 540 об/мин произвежда 795 Нм входящ въртящ момент. При съотношение 1:27 с 92% ефективност, изходният въртящ момент достига приблизително 19 700 Нм - почти двадесет пъти входящия. Това ниво на въртящ момент изисква диаметри на изходния вал от 100 до 150 мм, модули на планетарните зъбни колела от 6 до 10 мм и конструкции на корпуса, способни да реагират на пълния въртящ момент, без да се нарушава центровката на лагерите. Никой друг стандартен селскостопански инвентар, задвижван от ВОМ, не генерира сравним изходен въртящ момент от една единствена скоростна кутия.

Планетна скоростна кутия на фуражния смесител — екстремно намаляване на предавателното число за приложения с вертикален шнек TMR

Вертикална срещу хоризонтална архитектура на скоростната кутия на смесителя

Двата доминиращи типа TMR миксери поставят фундаментално различни механични изисквания към скоростна кутия на смесителя за фуражА вертикална скоростна кутия на шнековия смесител е монтиран в горната част на всеки спирален шнек (с диаметър от 1,0 до 2,5 метра) и задвижва шнека надолу чрез вход с прав ъгъл, последван от многостепенна планетарна редукция. Той трябва да поддържа пълното тегло на шнека (200 до 500 кг) плюс постоянната тяга надолу от действието на спиралния шнек - сила, която може да достигне от 30 000 до 50 000 N по време на интензивно смесване. Аксиалният лагер в изходната позиция трябва да бъде специално проектиран за това комбинирано натоварване от теглото и тягата.

Хоризонтална скоростна кутия на смесителя е разположена в края на хоризонтален шнек или вал с лопатки и се задвижва чрез подобна схема със скосяване и планетарно зъбно колело, но натоварването е предимно радиално, а не аксиално - теглото на шнека се поддържа от лагери в двата края на коритото. Хоризонтално Скоростна кутия на миксера TMR Уредите обикновено са с 20 до 30 процента по-леки от вертикалните еквиваленти със същия капацитет, защото не носят пълното тегло на шнека през изходния лагер.

Планетарна предавка: Инженеринг за въртящ момент от 20 000 Nm

Многоетапен планетарна скоростна кутия на смесителя за фураж разпределя огромния изходен въртящ момент между 3 до 5 планетарни зъбни колела на степен, като всяко от тях разпределя общото натоварване по равно. Този принцип на разпределение на натоварването позволява на планетарните архитектури да предават много по-висок въртящ момент в по-компактен корпус, отколкото конфигурациите с паралелни валове – критично предимство, когато Скоростна кутия на ВОМ трябва да се вписва в геометрията на миксерната вана, без да стърчи прекомерно над монтажния фланец на шнека.

Планетните лагери са компонентът, ограничаващ живота. Всяка планетарна предавка се върти около собствен лагер (обикновено иглена ролка или цилиндрична ролка), като едновременно с това обикаля около централното слънчево зъбно колело - сложно епициклично движение, което генерира комбиниран контакт от търкаляне и плъзгане. При изходен въртящ момент от 20 000 Nm, контактното напрежение на планетарния лагер се доближава до границата на умора на стандартната лагерна стомана (приблизително 4000 MPa за закалена 100Cr6). Производителите на първокласни селскостопански скоростни кутии посочват вътрешни състезателни пръстени с цементирани корпуси на лагерите с повърхностна твърдост от 60 до 62 HRC и минимален живот на умора L10 от 15 000 часа - еквивалентно на 15 до 20 години ежедневна работа при 2 до 3 часа на ден.

Многостепенна планетарна скоростна кутия на смесителя за захранване — компактен корпус, изключителен въртящ момент

Алтернатива на червячна предавка за по-малки миксери

За по-малки фуражни смесители (от 5 до 12 кубически метра, с ВОМ от 25 до 60 к.с.), a червячен смесител за подаване Редукторът предлага рентабилна едностепенна алтернатива. Червячната предавка постига предавателни числа от 1:10 до 1:60 в една компактна степен — покривайки целия диапазон на съотношението на смесителя без множество планетарни степени. Червякът също така осигурява присъщо самозаключване: изходът не може да задвижва обратно входа, когато ВОМ е изключен, като държи шнека неподвижен по време на товарене без отделен спирачен механизъм.

Отпадната топлина от 8,9 kW от червячна скоростна кутия с 80% ефективност повишава температурата на маслото с 15 до 25 градуса по Целзий над това, което би достигнала планетарна предавка при същите условия, ускорявайки разграждането на маслото и намалявайки живота на лагерите. Червячна предавка скоростна кутия на смесителя за фураж Следователно агрегатите се нуждаят от по-честа смяна на маслото (300 до 400 часа спрямо 500 часа за планетарните) и може да изискват външни охладителни устройства (оребрена ламарина или маслен охладител) за продължителна работа в топъл климат.

Технически спецификации с един поглед

Протокол за съгласуване на задвижването на ВОМ и стартиране

Задвижващата линия на ВОМ, свързваща трактора със скоростната кутия на смесителя за фураж, трябва да е проектирана за пълната непрекъсната мощност плюс преходните претоварвания, генерирани по време на първоначалното включване на захранването. Карданните валове от серия 6 (540 об/мин) или серия 8 (1000 об/мин) са минималната спецификация за миксери над 15 кубически метра — поддържаният въртящ момент на входа на скоростната кутия (от 600 до 1200 Nm непрекъснато при 540 об/мин за 40 до 100 к.с.) надвишава капацитета на умора на по-леките задвижващи линии от серия 4 в рамките на два до три сезона ежедневна работа. Дължината на задвижващата линия трябва да осигурява адекватно припокриване на телескопичната шлицова тръба във всички работни положения — отчитайки вертикалното движение на прикачения миксер, докато преминава през неравни повърхности на двора по време на пълнене и хранене.

Правилната процедура за стартиране на натоварен фуражен смесител предпазва както скоростната кутия, така и трансмисията на трактора. Включете ВОМ при ниски обороти на двигателя (на празен ход или малко над тях, обикновено 800 до 1000 об/мин) и позволете на шнека да започне да се върти бавно, преди постепенно да увеличите оборотите на двигателя до работните обороти на ВОМ. Това постепенно ускорение разпределя инерционното натоварване на фуражната маса за няколко секунди, вместо да го налага като мигновен пик на въртящия момент. При големи вертикални смесители с четири шнека, напълнени докрай (25 до 30 кубически метра плътна силажна смес с 600 до 800 кг на кубичен метър), общата въртяща се фуражна маса може да надвиши 15 000 до 20 000 кг - и ускоряването на тази маса от покой до пълна скорост на смесване за по-малко от една секунда би генерирало пикови въртящи моменти, далеч надвишаващи номиналните стойности на скоростната кутия и трансмисията. Протоколът за стартиране на празен ход намалява този пик до управляемо ниво, което плъзгащият съединител и лагерите на скоростната кутия могат безопасно да поемат.

Калибрирането на плъзгащия съединител на задвижващата система на ВОМ трябва да се проверява в началото на всеки сезон на смесване. Съединителят трябва да се освобождава при 1,5 до 2,0 пъти номиналния непрекъснат въртящ момент на ВОМ-а — предпазвайки скоростната кутия на смесителя за фураж от заклинване (чужди предмети, заклещени между шнека и стената на бункера, замръзнали блокове силаж през зимата или претоварени условия на смесителя) без фалшиво задействане по време на нормални натоварени операции на смесване.

Работа в студено време и Масло за скоростна кутия на фуражен смесител Избор

Фуражните смесители работят ежедневно през зимата — добитъкът трябва да се храни, независимо от външната температура. При температури от минус 10 до минус 25 градуса по Целзий (типични зимни сутрини в Северна Европа, Канада и северните Съединени щати), минералното трансмисионно масло ISO VG 320 става полутвърдо, създавайки начални въртящи моменти, които могат да надхвърлят прага на приплъзване на съединителя на ВОМ-а и да предотвратят стартирането на смесителя. Синтетичното VG 320 на базата на PAO поддържа приемлива течливост до минус 30 градуса по Целзий — което прави синтетичното масло основно експлоатационно изискване, а не лукс за производителност във всеки регион, където зимното хранене е част от управленския календар.

Замърсяването с влага от конденз е друго предизвикателство при студено време. Температурната разлика между топлата вътрешност на скоростната кутия (загрята чрез смесване) и студения околен въздух по време на нощно паркиране вкарва влага в корпуса през вентилационния отвор. Тази натрупана влага предизвиква корозия по лагерните повърхности и зъбите на зъбните колела. Запечатаните вентилационни отвори на възвратните клапани (позволяващи излизането на топлия въздух, но предотвратяващи навлизането на студен, наситен с влага въздух) и филтрите за вентилация с десикант осигуряват ефективна защита срещу замърсяване, причинено от конденз, по време на ежедневните термични цикли на зимната експлоатация.

Жилищно настаняване и опазване на околната среда

Скоростните кутии на фуражните смесители са изложени на корозивно въздействие на ферментирал силажен сок и киселинен инфилтрат от минерални премикси. Въпреки че корпусът на скоростната кутия не е в пряк контакт с тези материали, пръски и разливи по време на товарене покриват външните повърхности - което изисква киселинно-устойчиво епоксидно прахово покритие (минимум 80 до 100 микрометра) и външни крепежни елементи от неръждаема стомана (пробки за източване, инспекционни капаци, монтажни болтове), за да се предотврати прогресивна външна корозия през очаквания експлоатационен живот от 15 до 20 години. Двуръбните уплътнения на вала с междинни камери, прочистени с грес, изключват както частици от фуража, така и корозивна течност от лагерното отделение и трябва да се смазват отново на всеки 100 работни часа, за да се поддържа целостта на бариерата с положително налягане. При вертикални смесители с множество шнекове, където всеки шнек има собствена скоростна кутия на фуражния смесител, всички позиции на уплътненията във всички скоростни кутии трябва да се проверяват и поддържат едновременно, за да се предотврати неравномерно излагане на замърсяване.

График за целогодишна поддръжка

Подмяна на скоростна кутия на миксер TMR

Подмяна на скоростната кутия на миксера TMR се обуславя от екстремната среда на въртящ момент — умората на планетарните лагери и износването на зъбния венец в крайна сметка налагат подмяна след 10 до 20 години ежедневна експлоатация. Параметрите за кръстосана препратка включват профила на входния шлиц (6-шлицов или 21-шлицов за 540 об/мин), размерите на фланеца на изходния вал и схемата на болтовете, планетарното съотношение и капацитета на аксиалния лагер (вертикални миксери). Външните размери на корпуса могат да се различават между OEM и резервните части, при условие че монтажният интерфейс е размерно идентичен, но вътрешната геометрия на зъбното колело — модул, брой зъби и твърдост — трябва да възпроизвежда оригиналните характеристики на изходната скорост и въртящ момент.

При вертикални смесители с множество шнекове (два, три или четири шнека), в идеалния случай всички скоростни кутии на една машина трябва да се сменят едновременно или от една и съща производствена партида. Скоростните кутии с различни нива на износване (и следователно леко различни изходни скорости поради натрупания хлабинен ход на зъбните колела) водят до неравномерни скорости на въртене на шнека, което влошава равномерността на смесването и създава неравномерно натоварване на разпределителната кутия на ВОМ-а. Нашият инженерен екип в Селскостопанска скоростна кутия Ever-Power поддържа данни за съвместимост с основни марки и проверява съвпадението на размерите и производителността преди доставка — елиминирайки риска от монтаж на място по време на критичния във времето ежедневен график за хранене.

Често задавани въпроси

Редактор: Cxm