Какво е скоростна кутия на макара за напояване?
Един скоростна кутия за напоителна макара е редукторът с високо предавателно число, който преобразува бързото въртене на турбината или силоотводния вал в ултрабавно въртене на барабана, необходимо за навиване на полиетиленов маркуч (с дължина от 200 до 800 метра, диаметър от 50 до 125 мм) върху голям барабан, докато дъждовен пистолет или пръскачка в далечния край на маркуча напоява полето, докато то се издърпва обратно към машината. скоростна кутия на макарата за маркуч трябва да намали входната скорост — обикновено от 500 до 1500 об/мин от турбина, задвижвана с вода, или 540 об/мин от ВОМ — до скорост на изходния барабан от само 0,5 до 5 об/мин, което води до скорости на извличане на маркуча от 5 до 120 метра в час, които пряко определят скоростта на прилагане на вода и равномерността ѝ.
The скоростна кутия за напоителна макара е прецизният контролен център на движещия се иригатор. Скоростта на барабана определя скоростта на движение на дъждовния пистолет през полето - по-бързото извличане означава по-малко вода на единица площ (по-леко приложение), по-бавното извличане означава повече вода на единица площ (по-обилно приложение). 5-процентна вариация в скоростта на барабана води до 5-процентна вариация в нормата на приложение - създавайки видими мокри и сухи ивици по полето, които намаляват добива на реколтата в недополяваните зони и водят до разхищение на вода и енергия в преполиваните зони. Това изискване за прецизност на скоростта, съчетано с непрекъснато излагане на открито на вода, кал и атмосферни условия, определя уникалните инженерни изисквания на... скоростна кутия за напоителна макара.
Два източника на задвижване: водна турбина срещу силоотвод
Повечето съвременни пътуващи иригатори използват водна турбина за задвижване на макарата — малка турбина тип Пелтон или Франсис, задвижвана от същото водоснабдяване под налягане, което захранва дъждовния пистолет. Турбината преобразува енергията на водното налягане в механично въртене със скорост от 500 до 1500 об/мин и скоростна кутия за напоителна макара намалява това до скорост на барабана от 0,5 до 5 оборота в минута чрез многостепенна зъбна предавка (обикновено червячна предавка плюс спирални степени, постигащи общи предавателни числа от 50:1 до 200:1). Предимството е автономната работа: макарата се навива автоматично, стига да е осигурено водно налягане, без да е необходимо свързване на трактора по време на напояване.
Задвижване от ВОМ Системите за макари използват трактора ВОМ при 540 об/мин чрез правоъгълна скоростна кутия плюс редуктор с верига и зъбно колело за задвижване на барабана на макарата. Системите, задвижвани от ВОМ, са по-прости механично (без турбина) и осигуряват по-висок въртящ момент за навиване на тежки, пълни с вода маркучи, но изискват тракторът да остане свързан по време на целия поливен цикъл, което зарежда ценна машина за 4 до 12 часа на комплект. Задвижването от ВОМ се използва предимно при по-малки макари (маркуч от 200 до 400 м) или като резервно задвижване при машини, оборудвани с турбини, за извличане, когато няма водно налягане.
Скоростна кутия на макарата за напояване — задвижване с високо предавателно число за контролирано извличане на маркуча
Прецизност на скоростта: Защо всеки оборот в минута е от значение
Скоростта на поливане на подвижен иригатор е обратно пропорционална на скоростта на извличане на маркуча — намаляването наполовина на скоростта на извличане удвоява количеството вода, разпределено на единица площ. Тази пряка зависимост означава, че скоростна кутия за напоителна макара трябва да осигурява постоянна, повтаряема изходна скорост във всяка точка от цикъла на извличане. Въртящият момент, изискван от скоростната кутия, обаче не е постоянен — той се увеличава прогресивно с навиването на маркуча върху барабана, тъй като всеки следващ слой добавя тегло и увеличава ефективния диаметър на барабана (и следователно въртящия момент на навиване). Пълна макара от 800 м с маркуч 110 мм може да изисква от 3 до 5 пъти по-голям въртящ момент на навиване на последния слой в сравнение с първия.
А скоростна кутия за напояване на пътници Това води до неравномерно разпределение на водата в напояваната ивица. При висококачествени култури (картофи, зеленчуци, захарно цвекло), 10-процентна неравномерност на прилагането може да намали добива с 3 до 8 процента в недополявани зони, като същевременно води до разхищение на вода и насърчаване на болести в прекомерно напояваните зони. Върху поливна площ от 50 хектара, при която се прилагат 25 мм на минаване, 10-процентна неравномерност води до загуба на приблизително 125 000 литра вода на минаване – разходи за енергия, изпомпване и вода, които се натрупват значително в рамките на пълен напоителен сезон от 10 до 20 минавания.
Модерно скоростна кутия за напоителна макара Системите за управление на въртящия момент се справят с предизвикателството на променливия въртящ момент чрез два подхода. Системите, задвижвани от турбини, използват регулиращ клапан, който регулира водния поток към турбината, поддържайки постоянна скорост на турбината с увеличаване на търсенето на въртящ момент - скоростна кутия след това осигурява пропорционално постоянна изходна скорост. Електронните системи за контрол на скоростта използват сензор на водача на маркуча, за да измерят действителната скорост на извличане и автоматично да регулират входния клапан на турбината чрез затворен контур за управление – компенсирайки както нарастващия въртящ момент от натрупването на маркуча, така и колебанията в налягането на водата от захранващата система. Точността на предавателното число на скоростната кутия и механичната постоянство са основата, върху която работят тези системи за управление – една нестабилна скоростна кутия е в основата на най-сложното електронно управление.
Уплътнение от вода и атмосферни влияния за експлоатация на място
The скоростна кутия за напоителна макара работи при непрекъснато излагане на вода — пръски от пистолета за дъжд, течове от маркуч, дъждовна вода и застояла вода в кални условия на полето. Задвижваната от турбина скоростна кутия е особено уязвима, тъй като уплътнението на вала на турбината трябва да задържа подаването на вода под налягане (3 до 8 бара), като едновременно с това уплътнява маслото на скоростната кутия от противоположната страна. Всяко влошаване на уплътнението на турбината позволява на вода под налягане да навлезе в скоростната кутия, емулгирайки маслото и разрушавайки повърхностите на лагерите и зъбните колела в рамките на часове след продължителна работа.
Двойно механично уплътнение с бариерна течност под налягане между водната и маслената страна. Керамично-въглеродни уплътнителни повърхности за дълъг живот при непрекъснат контакт с вода. Живот на уплътнението: от 3000 до 5000 часа при подаване на чиста вода. Утайката във водата ускорява износването на уплътнението — препоръчва се филтриране на тръбопровода.
Корпус, еквивалентен на IP65/IP67, с уплътнени съединения с О-пръстен. Двуръзкови уплътнения на вала на изхода на барабана с камера, продухвана с грес. Епоксидно прахово покритие с дебелина над 100 микрометра. Крепежни елементи и дренажна пробка от неръждаема стомана. Запечатан обезвъздушителен клапан, предназначен за временно потапяне по време на транспортиране на полето през наводнени крайбрежни зони.
Технически спецификации с един поглед
Масло и смазване на скоростната кутия на напоителната макара
Препоръчва се синтетично PAO EP ISO VG 320 масло за скоростна кутия на напоителната макара — по-тежкият клас, осигуряващ дебелия маслен филм, необходим за плъзгащия контакт на червячната предавка и нискоскоростните изходни лагери с висок въртящ момент. Червячната предавка (налична в скоростните кутии, задвижвани от турбини) генерира по-високи контактни налягания и температури от спираловидните или конусните предавки с еквивалентна мощност, което изисква превъзходната якост на филма и устойчивост на окисляване на синтетичния VG 320. За барабани, задвижвани от ВОМ, използващи редуктори с правоъгълен конус без червячна предавка, VG 220 е адекватен — но използването на VG 320 във всички скоростни кутии на барабаните в стопанството опростява управлението на инвентара и осигурява допълнителен марж на защита.
Основната грижа за смазването на скоростна кутия за напоителна макара е замърсяването с вода — най-често срещаният начин на повреда в скоростната кутия на мотовилото. Проверявайте състоянието на маслото в началото на всеки напоителен цикъл: млечният или мътен цвят на маслото показва проникване на вода, което изисква незабавна смяна на маслото и проверка на уплътненията. Интервалите за смяна на маслото са от 500 до 1000 часа или годишно за чисти, уплътнени... селскостопанска скоростна кутия инсталации. Ако е възникнало замърсяване с вода, съкратете интервала на смяна до 250 часа, докато източникът на замърсяване бъде окончателно запечатан. Магнитната пробка за източване трябва да се проверява при всяка смяна — бронзовите частици (от износване на червячно колело, задвижвано от турбина) или люспите на ръжда (от замърсени с вода лагери) осигуряват ранно предупреждение за развиващи се проблеми.
Променлив въртящ момент на намотката и конструкция на лагерите
Въртящият момент на намотката върху скоростна кутия за напоителна макара Изходният вал се увеличава прогресивно по време на всеки цикъл на извличане. В началото на извличането (маркучът е напълно разгънат, барабанът е почти празен), ефективният диаметър на барабана е минимален и теглото на маркуча върху барабана е минимално - необходимият въртящ момент е най-нисък. Докато маркучът се навива върху барабана, всеки следващ слой увеличава както диаметъра на барабана (изисквайки по-голям въртящ момент на оборот, за да се поддържа същата скорост на извличане на маркуча), така и общата маса на маркуча върху барабана (добавяйки гравитационно натоварване). На последния слой от пълна макара от 800 м, въртящият момент на навиване може да достигне 3 до 5 пъти началната стойност - което означава, че изходните лагери на скоростната кутия и зъбите на зъбното колело изпитват най-голямо натоварване в края на всеки цикъл на извличане.
Коничните ролкови лагери на изходния вал на барабана са предназначени да се справят с този променлив модел на натоварване — осигурявайки комбинирания радиален (от зацепването на зъбните колела) и аксиален (от теглото на барабана и опъването на маркуча) капацитет на натоварване, необходим при условие на максимален въртящ момент. Животът на лагера L10 трябва да се изчисли за въртящия момент на максималния слой, а не за средния цикличен въртящ момент — защото повредите на лагера се натрупват предимно при най-високите натоварвания, въпреки че те представляват само 10 до 20 процента от общото време за изваждане. Сачмените лагери с дълбок канал, макар и адекватни за средния въртящ момент, могат да се деформират под пиковото натоварване на крайните слоеве на маркуча върху макари с голям капацитет (дължина на маркуча от 600 до 800 м).
Качество на водата и живот на уплътнението на турбината
Качеството на водоснабдяването влияе пряко върху живота на механичното уплътнение на турбината. скоростна кутия за напоителна макараЧистата сондажна или водопроводна вода позволява живот на уплътненията от 3000 до 5000 работни часа. Речна или канална вода, съдържаща пясък, тиня или органични отпадъци, може да намали живота на уплътнението до 500 до 1500 часа, тъй като абразивните частици надраскват керамично-въглеродните повърхности на уплътнението, отваряйки микроканали, които позволяват на водата под налягане да заобикаля в маслената камера на скоростната кутия. Вградена цедка или филтър (с размер на мрежата от 100 до 200 микрометра) преди входа на турбината е най-ефективната и най-евтината мярка за удължаване както на живота на уплътнението на турбината, така и на общия експлоатационен живот на скоростната кутия - филтър на стойност 50 до 100 долара може да предотврати подмяна на скоростната кутия на стойност 500 до 1500 долара, като предпази механичното уплътнение на стойност 150 до 300 долара от повреди от абразивни частици.
Задвижване с ВОМ за мотовило, задвижвано от трактор
Напоителните макари, задвижвани от ВОМ, се свързват към трактора чрез стандартен Задвижване на ВОМ със защита от плъзгащ се съединител. Непрекъснатата работа с ниска скорост и висок въртящ момент (от 4 до 12 часа на поливна система) създава устойчив, постоянен модел на натоварване, който е по-щадящ към задвижващата система, отколкото ударно натоварената работа на скоростните кутии за обработка на почвата или косене, но удълженото време на непрекъсната работа натрупва умора на лагерите на U-образните шарнири по-бързо на календарна база. Задвижващите линии от серия 2 до серия 4 са адекватни за скромните нива на мощност (от 5 до 20 к.с., типични за барабани, задвижвани от ВОМ), като смазването на U-образните шарнири на всеки 8 до 10 работни часа е от съществено значение за дългите времена на непрекъсната работа по време на всяка поливна система.
График за сезонна поддръжка
Пълна смяна на маслото със синтетично VG 320. Проверете механичното уплътнение на турбината за течове (проверете с вода, докато скоростната кутия е празна). Проверете прозрачността на маслото след първоначалното пускане — всяка помътнялост показва повреда на уплътнението. Проверете всички уплътнения на корпуса и О-пръстените. Проверете работата на сензора за контрол на скоростта и клапана. Смажете задвижващия тракт на ВОМ, ако е приложимо.
Проверка на нивото на маслото (доливане, ако е необходимо). Проверка на прозрачността на маслото през зрителното стъкло или вземане на проба от пробката за източване — млечният цвят на маслото означава проникване на вода, сменете незабавно и проверете уплътнението. Следете постоянството на скоростта на извличане по време на работа. Почиствайте калта и отломките около уплътненията на скоростната кутия след всеки комплект.
Източете цялата вода от турбината и захранващите тръбопроводи, за да предотвратите повреда от замръзване. Долейте масло в скоростната кутия. Нанесете грес върху откритите повърхности на вала. Съхранявайте макарата под покритието, ако е възможно — UV лъчите и атмосферните влияния разрушават покритието на корпуса и уплътнителните материали. Запишете общия брой натрупани часове напояване за планиране на поддръжката за следващия сезон.
Подмяна на скоростна кутия на макара за напояване (неоригинална)
Смяна на скоростната кутия на напоителната макара се дължи главно на повреда на механичното уплътнение на турбината (което позволява замърсяване на маслото с вода) и износване на червячното колело от натрупана работа при ниски скорости и висок въртящ момент. Добре поддържаната скоростна кутия с чисто водоснабдяване и функциониращи уплътнения обикновено издържа от 8 до 20 години (от 3000 до 8000 работни часа). Замърсяването с вода от повредено уплътнение може да унищожи скоростната кутия в рамките на един напоителен сезон, ако не бъде открито. Параметрите за кръстосана препратка включват конфигурацията на вала на турбината (задвижван от турбина) или шлицовия вал на входящия вал (задвижван от ВОМ), размера на изходния вал на барабана и съединителя, общото предавателно число, монтажното устройство и съвместимостта на диаметъра на барабана с маркуча и макарата.
Нашият инженерен екип поддържа данни за кръстосани препратки за основните марки подвижни иригатори и може да достави резервни скоростни кутии с проверена съвместимост с предавателно число и размери. Предлагат се както пълни сглобки на скоростната кутия (включително механично уплътнение на турбината), така и отделни комплекти червячно колело, лагер и уплътнение за оператори, които предпочитат да ремонтират, вместо да подменят цялата селскостопанска скоростна кутия. Свържете се с нашия екип, като предоставите модела на вашата макара, дължината на маркуча и типа задвижване за точно съвпадение на спецификациите.
Често задавани въпроси
Напоявайте с прецизност, макара след макара
Водоуплътнени скоростни кутии за напоителни макари с прецизно предавателно число за равномерно приложение — от компактни агрегати, задвижвани от ВОМ, до висококапацитетни турбинни системи, покриващи от 200 до 800 метра на преминаване.
Редактор: Cxm
