Hidraulični PTO mjenjač i pojačivač brzine za pumpe

Kada traktor treba da napaja hidraulični sistem koji zahteva protoke ili pritiske veće od onoga što ugrađeni krug može da isporuči, odgovor gotovo uvek uključuje hidraulični menjač kardanskog vratila - povećavač brzine koji pretvara 540 ili 1.000 obrtaja u minuti kardanskog vratila u ulazne brzine spremne za pumpu od 2.000 obrtaja u minuti i više.

Dobijte inženjersku podršku

Zašto sama hidraulika traktora nije dovoljna

Većina modernih traktora isporučuje se s ugrađenim hidrauličnim sistemom - pumpom koju pokreće motor preko mjenjača, a koja napaja daljinske spojnice na stražnjem ili srednjem nosaču. Ovi krugovi obično isporučuju između 30 i 80 litara u minuti pri radnim pritiscima od 170 do 210 bara, što je dovoljno za podizanje trostruke kvake, napajanje prednjeg utovarivača ili upravljanje parom dvostruko djelujućih cilindara na alatu za obradu tla. Ali kada priključak zahtijeva kontinuiranu hidrauličnu snagu visokog protoka - cjepači drva koji rade na preko 100 LPM, usisivači za velika zrna, makaze za drveće, mobilne pumpe za beton ili prskalice usjeva velikog kapaciteta - ugrađeni krug doseže svoje granice.

Osnovno ograničenje je volumen protoka. Pumpa koju pokreće motor traktora dimenzionirana je za povremene radove i dijeli se na više krugova. Preusmjeravanje cjelokupnog dostupnog protoka na jedan priključak iscrpljuje krugove upravljanja, kočenja i podmazivanja mjenjača koji zavise od iste pumpe. Rezultat je u najboljem slučaju spor odziv upravljanja, a u najgorem slučaju, gubitak hidraulične pomoći pri kočenju, kritičan za sigurnost, na traktorima koji se oslanjaju na hidrostatičke kočione krugove.

Hidraulični mjenjač kardanskog vratila rješava ovaj problem stvaranjem potpuno nezavisnog hidrauličkog kruga. Kardansko vratilo pokreće mjenjač sa povećanom brzinom koja okreće namjensku hidrauličnu pumpu ispravnom ulaznom brzinom. Ova pumpa ima vlastiti rezervoar, vlastiti filter, vlastiti ventil za ograničenje pritiska i vlastiti set crijeva koja vode do priključka. Ugrađeni hidraulični sistem traktora ostaje netaknut - upravljanje, kočnice, kuka i utovarivač nastavljaju funkcionirati potpuno isto kao i bez priključenog priključka.

Pregled hidrauličnog mjenjača

Kako funkcioniše pojačivač brzine za hidraulične pumpe

Povećavač brzine je mehanička inverzija reduktora zupčanika. Dok reduktor zupčanika prima ulaz velike brzine i niskog obrtnog momenta i pretvara ga u izlaz male brzine i visokog obrtnog momenta, povećavač brzine radi suprotno: prihvata relativno sporu rotaciju kardanskog vratila - 540 obrtaja u minuti na traktorima kategorije I i II ili 1.000 obrtaja u minuti na mašinama kategorije III i većim - i množi je na raspon od 1.500 do 3.000 obrtaja u minuti koji je zupčanim i klipnim hidrauličnim pumpama potreban za efikasan rad.

Zupčani mehanizam unutar mjenjača s povećanjem brzine priključanog vratila (PTO) obično koristi jednu od tri konfiguracije. Najjednostavnija je jednostepeni cilindrični zupčanik s malim pogonskim zupčanikom na ulaznom vratilu PTO-a koji se spaja s većim pogonjenim zupčanikom na međuvratilu, a zatim drugim malim zupčanikom na tom međuvratilu koji pokreće izlaz. Ovaj dvostepeni cilindrični raspored može postići omjere od 1:2 do 1:4 u kompaktnom pakovanju, ali generira više buke i vibracija od spiralnih alternativa jer se zubi cilindričnih zupčanika istovremeno uključuju i isključuju duž cijele širine svoje površine.

Spiralni zupčanici za povećanje brzine koriste zube izrezane pod uglom u odnosu na osu zupčanika, tako da se zahvat progresivno širi preko širine čeone površine, a ne odjednom. To rezultira glatkijim prijenosom obrtnog momenta, nižom bukom i dužim vijekom trajanja zuba kod primjena pogona pumpe s kontinuiranim radom. Aksijalni potisak koji stvara spiralni zupčanik kontroliraju konusni valjkasti ležajevi na svakom kraju izlaznog vratila - važan detalj pri odabiru ležaja koji razlikuje komercijalne zupčanike za povećanje brzine od jeftinog uvoza koji koriste kuglične ležajeve s dubokim žlijebom i prerano otkazuju pod aksijalnim opterećenjem.

Treća konfiguracija je planetarna. Planetarni pojačivač brzine blokira prstenasti zupčanik, pokreće nosač planeta sa kardanskog vratila i preuzima veliku brzinu sa sunčanog zupčanika. Planetarne jedinice postižu visoke omjere brzina - do 1:6 - u vrlo kratkoj aksijalnoj dužini, što ih čini pogodnim za instalacije gdje je prostor između kraja kardanskog vratila i pumpe ograničen. Također raspoređuju opterećenje na više planetarnih zupčanika (obično tri ili četiri), što smanjuje opterećenje na bilo koji pojedinačni zub i povećava kontinuirani obrtni moment mjenjača u odnosu na njegovu fizičku veličinu.

⚙️ Pravilo odabira omjera brzine

Podijelite nazivnu ulaznu brzinu pumpe s brzinom priključnog vratila (PTO) da biste dobili minimalni omjer. Primjer: zupčasta pumpa nazivne brzine 2.500 o/min na PTO-u od 540 o/min zahtijeva omjer od najmanje 1:4,63. Zaokružite na sljedeći dostupni komercijalni omjer - u ovom slučaju 1:5 - kako biste osigurali da pumpa dostigne punu istisninu bez prekoračenja brzine PTO-a. Uvijek provjerite maksimalnu dozvoljenu ulaznu brzinu proizvođača pumpe prije finaliziranja omjera mjenjača.

Izračuni omjera pumpe i pogona

Odabir ispravnog omjera za povećanje brzine zahtijeva usklađivanje tri varijable: izlazne brzine priključnog vratila traktora, nazivne ulazne brzine hidraulične pumpe i zahtjeva protoka i pritiska priključka. Pogrešan odabir dovodi do nedovoljnog rada hidrauličkog kruga (prenizak omjer, pumpa se previše sporo okreće da bi proizvela nazivni protok) ili katastrofalnog kvara pumpe (previsok omjer, prevelika brzina pumpe i kavitacija).

Počnite sa specifikacijom zapremine pumpe, izraženom u kubnim centimetrima po okretaju (cc/okretaj). Pomnožite zapreminu sa ciljanim brojem okretaja izlaznog vratila i podijelite sa 1.000 da biste dobili teorijski protok u litrama po minuti. Zatim primijenite faktor volumetrijske efikasnosti - obično 0,90 do 0,95 za nove zupčaste pumpe, 0,92 do 0,97 za klipne pumpe - da biste dobili stvarni isporučeni protok. Ako ovaj stvarni protok ispunjava ili neznatno premašuje zahtjev priključka, omjer je ispravan.

Zahtjev za ulaznom snagom je podjednako važan. Hidraulična snaga u kilovatima jednaka je protoku (LPM) pomnoženom s pritiskom (bar) podijeljenom sa 600. Sistem koji isporučuje 80 LPM pri 200 bara zahtijeva 26,7 kW ulazne snage. Budući da mjenjač priključnog vratila ima vlastite mehaničke gubitke - obično 3% do 6% za spiralni zupčanik za povećanje brzine, 5% do 10% za planetarnu jedinicu - stvarna potražnja za snagom priključnog vratila raste na otprilike 28 do 30 kW za ovaj primjer. Traktor mora imati barem toliko konjskih snaga priključnog vratila dostupno pri reguliranoj brzini motora, sa sigurnosnom marginom od 10% do 15% za prolazna opterećenja.

Brzina priključnog vratila Omjer mjenjača Izlazni broj okretaja u minuti Tip pumpe Tipični protok (LPM) Najbolja aplikacija
540 okretaja u minuti 1:2 1,080 Zupčasta pumpa 20–40 Laki hidraulični priključci, cijepači drva
540 okretaja u minuti 1:3 1,620 Zupčasta ili krilna pumpa 40–65 Vozači pošte, srednji prskalice
540 okretaja u minuti 1:4.5 2,430 Klipna pumpa 60–100 Usisivači za žito, makaze za drveće
1.000 obrtaja u minuti 1:2 2,000 Zupčasta ili klipna pumpa 50–90 Prskalice velikog kapaciteta, mobilne mješalice
1.000 obrtaja u minuti 1:3 3,000 Klipna pumpa velike brzine 90–150+ Betonske pumpe, velike drobilice za drvo

Jedna greška koja se često javlja na terenu je uparivanje PTO-a od 540 o/min sa pojačivačem brzine visokog omjera kako bi se postigle brzine pumpe iznad 3.000 o/min. Iako je matematički moguće (omjer 1:6 na 540 o/min daje 3.240 o/min), multiplikacija obrtnog momenta na ulaznom kraju PTO-a postaje ekstremna - ulazno vratilo mjenjača mora apsorbirati puno opterećenje sistema na 540 o/min, što znači vrlo visok obrtni moment za dati nivo snage. Klinasta veza između kraja PTO-a i ulaznog vratila mjenjača postaje slaba karika. PTO od 1.000 o/min koji isporučuje istu snagu to čini sa otprilike upola manjim obrtnim momentom, prepolovljujući opterećenje na spoju klinova. Za hidraulične primjene velike snage iznad približno 30 kW, toplo se preporučuje PTO od 1.000 o/min.

Povećanje brzine priključnog vratila (PTO)

Mjenjač s povećanom brzinom priključnog vratila — kompaktni dizajn za direktno spajanje na prirubnice hidraulične pumpe

Odnosi protoka, pritiska i izlazne brzine mjenjača

Hidraulični sistemi poštuju fundamentalni odnos: protok određuje brzinu aktuatora, dok pritisak određuje silu aktuatora. Cilindar koji se proteže određenom brzinom treba određeni broj litara u minuti da ga napuni; opterećenje na tom cilindru određuje pritisak koji pumpa mora generirati. Hidraulični PTO mjenjač povezan je s ovim odnosom preko svoje izlazne brzine, jer je protok pumpe direktno proporcionalan brzini pumpe pri bilo kojem datom radnom pomaku.

Ako smanjite izlaznu brzinu mjenjača priključnog vratila (PTO) za 10% - recimo, smanjenjem broja okretaja motora sa nazivne brzine na podešavanje djelomičnog gasa - protok pumpe pada za isti 10%. Na prskalici za usjeve, to znači 10% manju količinu prskanja u minuti. Na cijepaču drva, cilindar se sporije izvlači. Ovaj linearni odnos čini kontrolu brzine PTO-a najjednostavnijim načinom za fino podešavanje hidrauličkog izlaza u hodu, ali to također znači da se svaka promjena brzine PTO-a direktno odražava na performanse priključka.

S druge strane, pritisak zavisi od opterećenja. Pumpa generiše pritisak koji je sistemu potreban do podešavanja sigurnosnog ventila. Mjenjač sa kardanskim vratilom ne utiče direktno na pritisak - on utiče na protok. Međutim, postoji indirektna veza: kako pritisak u sistemu raste prema podešavanju sigurnosnog ventila, pumpa zahtijeva veći ulazni obrtni moment iz mjenjača. Ovaj povećani obrtni moment više opterećuje ležajeve, zupčanike i spojeve sa žljebovima mjenjača. U praksi, hidraulični mjenjač sa kardanskim vratilom koji pokreće pumpu na 70% pritiska sigurnosnog ventila doživljava znatno manje mehaničko naprezanje od istog mjenjača koji pokreće pumpu na 100% rasterećenja. Stoga je pravilna kalibracija sigurnosnog ventila faktor dugovječnosti mjenjača, a ne samo hidraulička sigurnosna mjera.

Temperatura dodaje još jednu dimenziju. Viskoznost hidrauličnog ulja opada s porastom temperature, smanjujući volumetrijsku efikasnost pumpe i neznatno povećavajući unutrašnje curenje. Kod primjena s dugim radnim ciklusom, kao što su kontinuirani prijenos žitarica ili produžene operacije šišanja drveća, temperatura ulja u nezavisnom hidrauličnom krugu može preći 80°C ako je rezervoar premalen ili hladnjak nije adekvatan. Na ovim temperaturama, čvrstoća filma podmazivanja ulja također se smanjuje - a ovo ulje je obično ista tekućina koja cirkulira kroz sam mjenjač kardanskog vratila u izvedbama s kombiniranim rezervoarima. Održavanje temperature hidrauličnog ulja ispod 65°C znatno produžava vijek trajanja pumpe i mjenjača.

Termički menadžment u kontinuiranom hidrauličnom radu

Kontinuirane hidraulične primjene pomjeraju termalne granice mjenjača kardana na načine na koje to rijetko čine povremeno korišteni poljoprivredni strojevi. Kardansko vratilo Pogon rotacionog rezača prenosi vršnu snagu samo tokom kontakta rezanjem - između prolaza, opterećenje pada na gotovo nulte gubitke usljed vjetra. Hidraulični PTO mjenjač koji pokreće pumpu, nasuprot tome, prenosi kontinuiranu snagu tokom cijelog trajanja hidrauličkog rada, što mogu biti sati na zadacima rukovanja žitaricama ili prskanja.

Toplota koja se generiše unutar mjenjača sa povećanom brzinom dolazi iz tri izvora. Trenje u zahvatu zupčanika čini najveći udio - klizanje između spojnih zuba zupčanika pretvara 2% do 5% prenesene snage u toplotu, ovisno o vrsti zupčanika, završnoj obradi površine i kvaliteti maziva. Trenje ležajeva dodaje još 0,5% na 2%, što varira ovisno o vrsti ležaja i predopterećenju. Mućkanje ulja - energija koja se gubi dok zupčanici prskaju kroz uljnu kupku - može značajno doprinijeti ako je nivo ulja previsok ili je viskoznost ulja previsoka za radnu temperaturu.

Za mjenjač koji kontinuirano prenosi 30 kW, ukupno unutrašnje generiranje topline kreće se od otprilike 1 kW do 2 kW. Ova toplina se mora raspršiti kroz kućište mjenjača u okolni zrak. Kućišta od lijevanog željeza efikasnije raspršuju toplinu od aluminija na visokim temperaturama zbog veće toplinske mase željeza, ali aluminijska kućišta bolje funkcioniraju u situacijama konvektivnog hlađenja zbog njihove veće toplinske provodljivosti. U svakom slučaju, površina kućišta i protok zraka oko mjenjača određuju radnu temperaturu u stabilnom stanju.

Instalacije koje zatvaraju mjenjač unutar limenog štitnika ili ga montiraju u udubljeni odjeljak smanjuju protok zraka i zadržavaju toplinu. U težim slučajevima, temperatura ulja unutar mjenjača prelazi 110°C - tačku u kojoj većina EP ulja za mjenjače počinje brzo oksidirati, gubeći svoja svojstva protiv habanja i pjenjenja u roku od stotina sati, umjesto hiljada sati koliko bi trajala na 70°C do 80°C. Dodavanje jednostavnog hladnjaka ulja s ventilatorom na povratni vod hidrauličnog kruga - ili usmjeravanje povratnog ulja kroz hladnjak s protokom zraka prije nego što uđe u rezervoar - može sniziti radne temperature za 20°C do 30°C i udvostručiti servisni interval i za pumpu i za mjenjač.

🌡️

Ispod 65°C — Optimalna zona

Aktivno potpuno podmazivanje uljnim filmom. Trošenje zuba zupčanika minimalnom brzinom. Zaptivanje elastomera unutar nazivnog temperaturnog raspona. Interval izmjene ulja prema maksimalnoj preporuci proizvođača.

⚠️

65°C–90°C — Zona opreza

Oksidacija ulja se ubrzava. Pad viskoznosti smanjuje nosivost. Prepolovite interval izmjene ulja. Provjeravajte zaptivke na stvrdnjavanje ili curenje svakih 200 sati.

🔴

Iznad 90°C — Zona oštećenja

Brzo razaranje ulja. Topljenje masti za ležajeve u zatvorenim ležajevima. Karbonizacija zaptivnih usana. Prije nastavka rada potrebno je trenutno isključivanje i istraživanje uzroka problema.

Zupčasta pumpa u odnosu na klipnu pumpu: Uspoređivanje tipa pumpe s mjenjačem

Vrsta hidraulične pumpe pričvršćene vijcima na izlaznu prirubnicu pojačivača brzine određuje veliki dio radnog karaktera mjenjača. Zupčaste pumpe - najčešći izbor za hidraulične krugove pogonjene PTO-om - su dizajni s vanjskim zupčanicima s dva međusobno povezana cilindrična zupčanika unutar kućišta s uskom tolerancijom. Jednostavne su, tolerantne na kontaminaciju, samousisavajuće i relativno jeftine. Pulsiranje protoka im je umjereno i proizvode konzistentan izlaz u širokom temperaturnom rasponu. Većina zupčastih pumpi efikasno radi između 1.200 i 2.800 o/min, što čini pojačivač brzine od 1:2 do 1:4 na PTO-u od 540 o/min standardnim parom.

Zupčaste pumpe stvaraju radijalno opterećenje na pogonskom vratilu jer razlika pritiska preko zupčastog zahvata gura oba zupčanika dalje od otvora za ispuštanje visokog pritiska. Ovo radijalno opterećenje se direktno prenosi kroz spojnicu pogonskog vratila pumpe na izlazni ležaj pojačivača brzine. U primjenama visokog pritiska (iznad 200 bara kontinuirano), ova radijalna sila može biti značajna - dovoljna da smanji vijek trajanja izlaznog ležaja za 40% do 60% u poređenju sa izračunatim vijekom trajanja zasnovanim samo na obrtnom momentu. Proizvođači pojačivača brzine koji ocjenjuju svoje mjenjače za rad hidraulične pumpe uzimaju u obzir ovo dodatno radijalno opterećenje; generički poljoprivredni mjenjači koji se koriste kao pojačivači brzine obično to ne čine.

Aksijalno-klipne pumpe su visokoučinkovita alternativa. Koriste rotirajući blok cilindra koji sadrži 7 do 9 klipova koji se uzastopno kreću unutar svojih otvora dok se blok naginje prema nagibnoj ploči. Klipne pumpe postižu veće pritiske (do 350 bara kontinuirano), veću volumetrijsku efikasnost (92% do 97%) i mogu biti promjenjivog protoka - što znači da se izlazni protok automatski prilagođava potražnji promjenom ugla nagibne ploče. Ova sposobnost promjenjivog protoka značajno smanjuje rasipanje energije kod primjena s različitim opterećenjima, jer pumpa proizvodi samo protok koji je krugu potreban u bilo kojem trenutku, umjesto da višak protoka ispušta preko sigurnosnog ventila kao toplinu.

Implikacije klipnih pumpi na mjenjač razlikuju se od zupčastih pumpi. Klipne pumpe generiraju manje radijalno opterećenje na pogonskom vratilu, ali stvaraju veće torzione pulsacije jer svaki hod klipa proizvodi diskretni skok obrtnog momenta. Sa 9 klipova pri 2.500 obrtaja u minuti, mjenjač vidi 375 impulsa obrtnog momenta u sekundi - visokofrekventno pobuđivanje koje može rezonirati s frekvencijama zahvata zupčanika i pojačati vibracije. Povećavači brzine sa spiralnim zupčanicima se s tim bolje nose od dizajna sa cilindričnim zupčanicima jer inherentni efekat zaglađivanja spiralnog zahvata zuba prigušuje torzione pulsacije klipne pumpe prije nego što dođu do pogonskog sklopa kardana.

Mjenjač za navodnjavanje za primjene hidrauličnog pogona

Najbolje prakse instalacije za hidraulične sisteme mjenjača s priključnim vratilom

Ispravna instalacija više utiče na vijek trajanja hidrauličnog mjenjača s priključnim vratilom nego na unutrašnju konstrukciju mjenjača. Precizno izrađen pojačivač brzine pričvršćen je vijcima u nepravilno poravnat okvir za montažu s premalim dimenzijama. poljoprivredni mjenjač Pogonski sklop će otkazati prije nego jedinica srednje klase instalirana s pravilnim poravnanjem i adekvatnom podrškom pogonskog sklopa.

Pogonski sklop kardana koji spaja priključak traktora s ulaznim vratilom mjenjača mora se prilagoditi vertikalnim i horizontalnim ugaonim promjenama koje se javljaju pri okretanju traktora i poskakivanju priključka po neravnom terenu. Univerzalni zglobovi na osovini pogonskog sklopa podnose ove promjene ugla, ali svaki zglob uvodi cikličnu varijaciju brzine (efekat kardanskog zgloba) koja se povećava s radnim uglom. Pri uglu zgloba od 10 stepeni, varijacija izlazne brzine je približno 1,51 TP3T - jedva primjetna. Pri uglu od 25 stepeni, raste na preko 101 TP3T, stvarajući pulsirajući ulaz koji opterećuje ulazne ležajeve mjenjača i zube zupčanika dvostrukom frekvencijom rotacije kardanskog vratila. Održavanje radnih uglova pogonskog sklopa ispod 15 stepeni - a idealno ispod 10 stepeni - je ključno za dug vijek trajanja mjenjača.

Spojnica pumpe i mjenjača je podjednako važna. Većina pojačivača brzine koristi SAE standardni pilot i krug vijaka na izlaznoj površini, koji odgovaraju uobičajenim prirubnicama za montažu hidraulične pumpe (SAE A, SAE B ili SAE C, ovisno o veličini pumpe). Pogonska osovina pumpe spaja se s izlazom mjenjača putem spojnice s klinom ili ključem. Ova spojnica mora biti ugrađena s ispravnom dubinom zahvata - preplitkom, površina kontakta klinova je nedovoljna, što dovodi do brzog trošenja klinova; predubokom, osovina pumpe udara u izlazni ležaj mjenjača, stvarajući aksijalno predopterećenje koje nikada nije bilo namijenjeno i ubrzavajući kvar ležaja.

Montiranje sklopa mjenjača i pumpe zahtijeva kruti okvir ili nosač koji sprječava kretanje izazvano vibracijama. Kombinirana težina pojačivača brzine i klipne pumpe može doseći 35 do 60 kg, a rotirajuća masa pri preko 2.500 obrtaja u minuti stvara žiroskopske sile tokom okretanja traktora koje pokušavaju da odvrnu sklop od njegovog nosača. Gumeni izolacijski nosači apsorbuju dio vibracija, ali moraju biti dovoljno kruti da spriječe prekomjerno kretanje - previše mekani nosači omogućavaju sklopu da osciluje, zamarajući spojeve hidrauličnih crijeva i spojeve pogonskog sklopa.

Uobičajene primjene hidrauličnih sistema pogonjenih kardanskim vratilom

Svestranost hidrauličnog mjenjača s priključnim vratilom proizlazi iz činjenice da je hidraulična snaga beskonačno djeljiva i prenosiva na daljinu. Nakon što mjenjač s priključnim vratilom okrene pumpu, hidraulična tekućina se može cijevima dovoditi bilo gdje na priključku - ili čak do odvojenih priključaka koji rade istovremeno putem razdjelnika protoka. Ova fleksibilnost dovela je do usvajanja u širokom rasponu poljoprivrednih, šumarskih, građevinskih i komunalnih primjena.

U šumarstvu, hidraulični krugovi pokretani PTO-om pokreću pile za grabilice, makaze za drveće, cijepače trupaca i procesore za ogrjev. Ove primjene zahtijevaju krugove visokog pritiska i umjerenog protoka - obično 180 do 280 bara pri 30 do 60 l/min. PTO od 540 o/min sa pojačivačem brzine od 1:3 koji pokreće zupčastu pumpu od 28 ccm/okretaj proizvodi približno 45 l/min pri nazivnoj brzini, što je dovoljno za većinu jednocilindričnih šumarskih priključaka. Dvocilindričnim mašinama - onima koje istovremeno stežu i režu - može biti potrebno preko 70 l/min, što povećava zahtjev na PTO od 1.000 o/min sa omjerom 1:2,5 koji pokreće pumpu većeg volumena.

U poljoprivredi, pored standardnih traktorskih priključaka, hidraulični PTO mjenjači pokreću usisivače žitarica (visokoprotočne, umjerenotlačne krugove koji pokreću preko 100 LPM), prskalice za voćnjake s hidrauličnim pogonom ventilatora i hidraulički pogonjene sisteme za ubrizgavanje stajskog gnojiva koji zahtijevaju i visok protok i visoki pritisak za ubrizgavanje stajskog gnojiva u tlo kroz otvore za ubrizgavanje izrezane diskovima. inženjerski tim u Ever-Poweru redovno specificira omjere povećanja brzine za ove zahtjevne primjene, usklađujući kapacitet mjenjača sa specifičnim zahtjevima pumpe i kruga svakog kupčevog sistema.

Komunalne i komunalne primjene uključuju hidraulične agregate s pogonom na kardansko vratilo na kamionskim dizalicama, čistačima ulica i mobilnim kompresorima. Ove instalacije često koriste izlaze kardana kamiona od 1.000 o/min i rade kontinuirano tokom punih radnih smjena - 6 do 10 sati dnevno. Odabir mjenjača za ove primjene mora dati prioritet kontinuiranoj termičkoj nosivosti, teškim ležajevima i visokokvalitetnim zaptivkama vratila koje su otporne na prljavštinu i izloženost soli s ceste svojstvene cestovnoj opremi.

Mjenjač za primjene u hidrauličnim motorima

Sklop hidrauličnog motora i mjenjača — tipično za nezavisne hidraulične krugove pogonjene PTO-om

Raspored održavanja za hidraulične sisteme mjenjača kardana

Budući da hidraulični PTO mjenjač radi pod kontinuiranim opterećenjem, a ne pod povremenim radom uobičajenim za većinu poljoprivrednih mjenjača, njegov raspored održavanja trebao bi biti agresivniji od intervala objavljenih za PTO mjenjače opće namjene.

Stanje ulja je najbolji pokazatelj zdravlja unutrašnjeg dijela mjenjača. Uzmite uzorak ulja od 100 mL kroz otvor za ispuštanje pri svakom servisnom intervalu i vizuelno ga pregledajte. Bistro, ćilibarno ulje bez metalnog sjaja ukazuje na normalan rad. Mliječni izgled signalizira kontaminaciju vodom - često od kondenzacije u mašinama koje se prebacuju između toplog rada i hladnog skladištenja preko noći. Fini metalni sjaj na dnu prozirne posude za uzorak ukazuje na ubrzano trošenje zuba zupčanika, obično od kontaminiranog ulja ili preopterećenog zupčanog zahvata. Tamno, oksidirano ulje sa mirisom paljevine ukazuje na hronično pregrijavanje i zahtijeva hitnu istragu sistema za upravljanje temperaturom prije nego što mjenjač nastavi sa radom.

Zaptivke ulaznog i izlaznog vratila zahtijevaju pregled svakih 250 sati. Na ulaznoj strani, propuštajuća zaptivka omogućava masti za kardansko vratilo da kontaminira ulje mjenjača - to možete prepoznati po sivkastoj promjeni boje ulja blizu ulaznog kraja. Na izlaznoj strani, gdje pogonsko vratilo pumpe izlazi iz mjenjača, propuštajuća zaptivka izlaže unutrašnjost mjenjača hidrauličnoj tečnosti. Dok mnogi pojačivači brzine kardana dijele ulje s pumpom (posebno u kombinovanim kućištima), jedinice sa odvojenim sistemima podmazivanja moraju držati ulje za mjenjač i hidrauličnu tečnost odvojeno jer paketi aditiva u ove dvije tečnosti mogu biti hemijski nekompatibilni.

Pogonski sklop koji spaja kardansko vratilo traktora s ulazom mjenjača treba podmazivati ​​svakih 50 sati rada - ležajevi univerzalnih zglobova, klizne viljuške i štitni ležajevi zahtijevaju svježu mast kako bi se spriječila korozija uslijed rada na suho koja se razvija između sezona rada. Univerzalni zglobovi s križnim ležajevima najčešća su tačka kvara u cijelom hidrauličnom sistemu kardanskog vratila, a njihova preventivna zamjena (svakih 500 do 800 sati, ovisno o kutu rada) daleko je jeftinija od štete nastale kada neispravan kardanski zglob dozvoli da se pogonski sklop odvoji pri velikoj brzini.

Kako odabrati pravi hidraulični mjenjač s kardanskim vratilom

Odabir počinje s četiri informacije: brzinom okretaja priključnog vratila traktora (540 ili 1.000 okretaja u minuti), dostupnom snagom priključnog vratila traktora, specifikacijama hidraulične pumpe (zapremina, nazivna brzina, prirubnica za montažu i konfiguracija pogonskog vratila) i hidrauličkim zahtjevima priključka (protok, pritisak i radni ciklus).

S ova četiri ulaza, proces odabira slijedi logičan slijed. Prvo, odredite potrebnu izlaznu brzinu mjenjača dijeljenjem nazivne ulazne brzine pumpe s brzinom PTO vratila. Drugo, izračunajte maksimalni kontinuirani obrtni moment koji mjenjač mora prenijeti - to je jednako maksimalnom ulaznom obrtnom momentu pumpe pri podešavanju pritiska sigurnosnog ventila, plus margina od 15% za prolazna opterećenja. Treće, provjerite da li objavljeni kontinuirani nazivni obrtni moment mjenjača pri izračunatoj izlaznoj brzini premašuje ovaj zahtjev. Četvrto, potvrdite mehanički interfejs - ulazni klin mora odgovarati kraju PTO vratila (obično 6-klinasti 1-3/8 inča za 540 o/min ili 21-klinasti 1-3/8 inča za 1.000 o/min), a izlazna prirubnica mora odgovarati uzorku montaže pumpe.

Izbjegnite uobičajenu grešku odabira mjenjača isključivo na osnovu snage motora, bez provjere obrtnog momenta. Dva mjenjača s nazivnom snagom od "50 KS" mogu imati vrlo različite kapacitete obrtnog momenta ako je jedan nazivno naveden na omjeru 1:2 (niži izlazni obrtni moment), a drugi na omjeru 1:4 (veći izlazni obrtni moment). Stvarni obrtni moment na zubima zupčanika - a ne nazivna snaga motora - određuje hoće li zupčanici i ležajevi izdržati predviđenu primjenu. Pregledajte Ever-Power PTO mjenjač popisi proizvoda za pronalaženje jedinica s kompletnim specifikacijama momenta za svaki omjer, što olakšava odabir specifičan za primjenu.

Tipovi mjenjača kardana 2

Često postavljana pitanja

Koja je razlika između pojačivača brzine PTO i reduktora PTO?
+

Povećavač brzine povećava brzinu izlaznog vratila iznad ulazne brzine priključnog vratila (PTO), obično za pokretanje hidrauličnih pumpi kojima je potrebno od 1.500 do 3.000 obrtaja u minuti. Reduktor priključnog vratila radi suprotno - smanjuje izlaznu brzinu dok istovremeno povećava obrtni moment, što je ono što je potrebno većini poljoprivrednih alata koji rade na tlu, kao što su rotacijski rezači, freza i balirke. Raspored zupčanika unutar mjenjača određuje koju funkciju obavlja; osnovni mehanički principi su identični, samo je odnos ulaz/izlaz obrnut.

Mogu li koristiti standardni poljoprivredni mjenjač kao pojačivač brzine preokretanjem ulaza i izlaza?
+

Tehnički, bilo koji par zupčanika može se okretati u oba smjera, ali namjenski konstruirani pojačivači brzine imaju kritične razlike. Izlazni ležaj je dimenzioniran za veću brzinu i radijalna opterećenja pumpe, zaptivanje je dizajnirano za povećanu brzinu površine vratila, a sistem podmazivanja osigurava adekvatno prskanje ulja na izlazne ležajeve velike brzine. Pokretanje standardnog poljoprivrednog mjenjača unazad obično dovodi do preranog kvara izlaznog ležaja jer su ležajevi odabrani za izlazno vratilo niže brzine i većeg obrtnog momenta, a ne za pogon pumpe velike brzine.

Kako da znam da li kardansko vratilo mog traktora može podnijeti opterećenje hidrauličnog agregata?
+

Izračunajte potrebnu hidrauličku snagu koristeći formulu: kW = (Protok u LPM × Pritisak u barima) ÷ 600. Dodajte 10% za mehaničke gubitke u mjenjaču i 15% za sigurnosnu marginu. Uporedite ovaj ukupan iznos sa objavljenom snagom priključnog vratila vašeg traktora (pretvorite KS u kW množenjem sa 0,746). Ako izračunata potreba prelazi 85% dostupne snage priključnog vratila, traktor je premalen za kontinuirani rad i vjerovatno će se pregrijati ili ugasiti pod trajnim opterećenjem.

Koje ulje trebam koristiti u mjenjaču s povećanom brzinom kardana?
+

Većina proizvođača specificira ulje za mjenjače ISO VG 220 EP (ekstremni pritisak) za standardne radne temperature. U vrućim klimama ili primjenama s kontinuiranim radom gdje temperature ulja redovno prelaze 70°C, ISO VG 320 pruža bolju čvrstoću filma. U izvedbama s kombiniranim spremnikom gdje mjenjač dijeli ulje s hidrauličnom pumpom, koristite visokokvalitetno hidraulično ulje koje zadovoljava specifikacije proizvođača pumpe - obično ISO VG 46 ili VG 68 - i provjerite s proizvođačem mjenjača da li ova viskoznost osigurava adekvatno podmazivanje zuba zupčanika na radnoj temperaturi mjenjača.

Koliko često treba mijenjati ulje u hidrauličnom PTO mjenjaču?
+

Za povremenu upotrebu (manje od 200 sati godišnje), ulje mijenjajte godišnje na početku radne sezone. Za kontinuiranu upotrebu, ulje mijenjajte svakih 500 sati ili svakih 6 mjeseci, što god nastupi prije. U oba slučaja, odmah promijenite ulje ako vizuelni pregled otkrije kontaminaciju, promjenu boje ili metalne čestice. Nakon početnog perioda razrade (prvih 50 sati), izvršite ranu zamjenu ulja kako biste isprali sve ostatke proizvodnje i početne čestice habanja.

Može li hidraulični PTO mjenjač istovremeno pokretati dvije pumpe?
+

Da, konfiguracije tandem pumpi su uobičajene. Jedan pojačivač brzine pokreće primarnu pumpu, a druga pumpa se vijcima pričvršćuje na prolazni pogon primarne pumpe (prolazno vratilo na stražnjoj strani prve pumpe). Ovo slaže dvije pumpe u seriju na jedan izlaz mjenjača, omogućavajući nezavisne hidraulične krugove pri različitim pritiscima i protocima iz jednog priključka kardana. Mjenjač mora biti dimenzioniran za kombinovani obrtni moment obje pumpe pri njihovim maksimalnim radnim pritiscima.

Trebate li pojačivač brzine priključnog vratila za vaš hidraulični sistem?

Od standardnih pojačivača brzine do posebno konstruiranih hidrauličnih mjenjača s priključnim vratilom za primjene s visokim protokom, naš tim isporučuje precizno usklađene jedinice potkrijepljene više od 20 godina proizvodnog iskustva u poljoprivrednom i industrijskom prijenosu snage.

Kontaktirajte naše inženjere

Urednik: Cxm

OZNAKE: