Hydraulická převodovka PTO a zvyšovač otáček pro čerpadla

Pokud traktor potřebuje pohánět hydraulický systém, který vyžaduje průtoky nebo tlaky nad rámec toho, co dokáže palubní okruh dodat, řešením téměř vždy je hydraulická převodovka vývodového hřídele – převodovka, která převádí otáčky vývodového hřídele 540 nebo 1 000 ot./min na vstupní otáčky připravené k provozu čerpadla 2 000 ot./min a vyšší.

Získejte technickou podporu

Proč samotná hydraulika traktoru nestačí

Většina moderních traktorů je dodávána s integrovaným hydraulickým systémem – čerpadlem poháněným motorem přes převodovku, které napájí dálkové spojky vzadu nebo uprostřed traktoru. Tyto okruhy obvykle dodávají 30 až 80 litrů za minutu při provozním tlaku 170 až 210 barů, což stačí ke zvednutí tříbodového závěsu, pohonu čelního nakladače nebo ovládání dvojice dvojčinných válců na nástroji pro zpracování půdy. Jakmile však nářadí vyžaduje nepřetržitý hydraulický výkon s vysokým průtokem – štípačky dřeva s výkonem přes 100 l/min, vysavače velkých obilí, nůžky na stromy, mobilní betonová čerpadla nebo vysokokapacitní postřikovače plodin – integrovaný okruh dosahuje svých limitů.

Základním omezením je objemový průtok. Čerpadlo poháněné motorem traktoru je dimenzováno pro přerušovaný provoz a je sdíleno mezi více okruhy. Odvedení veškerého dostupného průtoku do jednoho nářadí vyčerpává okruhy řízení, brzdění a mazání převodovky, které jsou závislé na stejném čerpadle. Výsledkem je v nejlepším případě pomalá odezva řízení a v nejhorším případě bezpečnostně kritická ztráta hydraulického brzdového posilovače u traktorů, které se spoléhají na hydrostatické brzdové okruhy.

Hydraulická převodovka PTO řeší tento problém vytvořením zcela nezávislého hydraulického okruhu. Kloubový hřídel pohání převodovka se zvyšující rychlostí který roztáčí specializované hydraulické čerpadlo správnou vstupní rychlostí. Toto čerpadlo má vlastní nádrž, vlastní filtr, vlastní přetlakový ventil a vlastní sadu hadic vedoucích k nářadí. Palubní hydraulický systém traktoru zůstává nedotčen – řízení, brzdy, závěs a nakladač fungují stejně jako bez připojeného nářadí.

Přehled hydraulické převodovky

Jak funguje zvyšovač rychlosti hydraulických čerpadel

Zvyšovač otáček je mechanickou inverzí reduktoru. Zatímco reduktor převádí vysokorychlostní vstup s nízkým točivým momentem na nízkorychlostní výstup s vysokým točivým momentem, zvyšovač otáček dělá opak: přijímá relativně pomalé otáčení vývodového hřídele – 540 ot/min u traktorů kategorie I a II nebo 1 000 ot/min u strojů kategorie III a větších – a vynásobí je na rozsah 1 500 až 3 000 ot/min, který zubová a pístová hydraulická čerpadla vyžadují pro efektivní provoz.

Ozubené soukolí uvnitř převodovky s převodovkou s převodovkou PTO obvykle používá jednu ze tří konfigurací. Nejjednodušší je jeden stupeň s čelním ozubeným kolem, kde malé hnací kolo na vstupním hřídeli PTO zabírá s větším hnaným ozubeným kolem na předlohovém hřídeli, a poté druhé malé kolo na tomto předlohovém hřídeli pohání výstup. Toto dvoustupňové uspořádání s čelním ozubeným kolem může dosáhnout převodových poměrů od 1:2 do 1:4 v kompaktním provedení, ale generuje více hluku a vibrací než alternativy se šroubovicovým ozubeným kolem, protože zuby čelních ozubených kol zabírají a vypínají se současně po celé šířce své čelní plochy.

Šroubové ozubené převody používají zuby řezané pod úhlem k ose ozubeného kola, takže záběr se postupně rozprostírá po celé šířce čela, nikoli najednou. To vede k plynulejšímu přenosu točivého momentu, nižší hlučnosti a delší životnosti zubů v aplikacích s nepřetržitým provozem pohonu čerpadel. Axiální axiální síla, kterou spirálové ozubení vytváří, je řízena kuželíkovými ložisky na každém konci výstupního hřídele – což je důležitý detail při výběru ložiska, který odlišuje komerční ozubené převody od levného dovozu, které používají kuličková ložiska s hlubokou drážkou a předčasně selhávají při axiálním zatížení.

Třetí konfigurace je planetová. Planetový převodník blokuje ozubený věnec, pohání unašeč planetových kol z vývodového hřídele a odebírá vysokorychlostní výstup z centrálního kola. Planetové jednotky dosahují vysokých převodových poměrů – až 1:6 – při velmi krátké axiální délce, což je činí vhodnými pro instalace s omezeným prostorem mezi čepem vývodového hřídele a čerpadlem. Také rozkládají zatížení mezi více planetových kol (obvykle tři nebo čtyři), což snižuje namáhání jednotlivých zubů a zvyšuje trvalý točivý moment převodovky v poměru k její fyzické velikosti.

⚙️ Pravidlo pro výběr poměru rychlostí

Minimální převodový poměr získáte vydělením jmenovitých vstupních otáček čerpadla otáčkami vývodového hřídele. Příklad: zubové čerpadlo s otáčkami 2 500 ot./min a vývodovým hřídelem s otáčkami 540 ot./min vyžaduje převod alespoň 1:4,63. Zaokrouhlete na nejbližší dostupný komerční převodový poměr – v tomto případě 1:5 – abyste zajistili, že čerpadlo dosáhne plného objemového objemu bez překročení otáček vývodového hřídele. Před konečným stanovením převodového poměru převodovky vždy ověřte maximální povolené vstupní otáčky od výrobce čerpadla.

Výpočty poměru pohonu čerpadla

Výběr správného převodového poměru pro zvýšení otáček vyžaduje sladění tří proměnných: výstupních otáček vývodového hřídele traktoru, jmenovitých vstupních otáček hydraulického čerpadla a požadavků na průtok a tlak nářadí. Chybný výběr vede buď k nedostatečně výkonnému hydraulickému okruhu (příliš nízký převodový poměr, čerpadlo se otáčí příliš pomalu pro dosažení jmenovitého průtoku), nebo ke katastrofickému selhání čerpadla (příliš vysoký převodový poměr, překročení otáček a kavitace čerpadla).

Začněte se specifikací výtlaku čerpadla, vyjádřenou v krychlových centimetrech na otáčku (cm³/ot). Vynásobte výtlak cílovými otáčkami výstupního hřídele a vydělte 1 000, abyste získali teoretický průtok v litrech za minutu. Poté použijte objemový faktor účinnosti – obvykle 0,90 až 0,95 u nových zubových čerpadel, 0,92 až 0,97 u pístových čerpadel – abyste získali skutečný dodávaný průtok. Pokud tento skutečný průtok splňuje nebo mírně překračuje požadavek zařízení, je poměr správný.

Stejně důležitý je i požadavek na vstupní výkon. Hydraulický výkon v kilowattech se rovná průtoku (l/min) vynásobenému tlakem (bar) dělenému 600. Systém dodávající 80 l/min při 200 barech vyžaduje vstupní výkon 26,7 kW. Vzhledem k tomu, že převodovka vývodového hřídele má své vlastní mechanické ztráty – obvykle 3% až 6% u převodovky se spirálovým ozubeným kolem, 5% až 10% u planetové jednotky – skutečný požadavek na výkon vývodového hřídele se v tomto příkladu zvyšuje na zhruba 28 až 30 kW. Traktor musí mít při regulovaných otáčkách motoru k dispozici alespoň tento výkon vývodového hřídele s bezpečnostní rezervou 10% až 15% pro přechodné zatížení.

Otáčky vývodového hřídele Převodový poměr Výstupní otáčky Typ čerpadla Typický průtok (l/min) Nejlepší aplikace
540 ot./min 1:2 1,080 Zubové čerpadlo 20–40 Lehké hydraulické příslušenství, štípačky dřeva
540 ot./min 1:3 1,620 Zubové nebo lamelové čerpadlo 40–65 Řidiči pošty, střední postřikovači
540 ot./min 1:4.5 2,430 Pístové čerpadlo 60–100 Vysavače obilí, nůžky na stromy
1 000 ot./min 1:2 2,000 Zubové nebo pístové čerpadlo 50–90 Vysokokapacitní postřikovače, mobilní míchačky
1 000 ot./min 1:3 3,000 Vysokorychlostní pístové čerpadlo 90–150+ Čerpadla na beton, velké drtiče dřeva

Jednou z chyb, která se v terénu často vyskytuje, je kombinace vývodového hřídele s otáčkami 540 ot./min. s převodovým stupněm s vysokým převodovým poměrem pro dosažení otáček čerpadla nad 3 000 ot./min. I když je to matematicky možné (poměr 1:6 při 540 ot./min. dává 3 240 ot./min.), násobení točivého momentu na vstupu vývodového hřídele se stává extrémním – vstupní hřídel převodovky musí při 540 ot./min. absorbovat plné zatížení systému, což znamená velmi vysoký točivý moment pro danou úroveň výkonu. Slabým článkem se stává drážkované spojení mezi čepem vývodového hřídele a vstupním hřídelem převodovky. Vývodový hřídel s otáčkami 1 000 ot./min., který poskytuje stejný výkon, tak činí při zhruba polovičním točivém momentu, čímž se namáhání drážkového rozhraní snižuje na polovinu. Pro vysoce výkonné hydraulické aplikace s výkonem nad přibližně 30 kW se důrazně doporučuje vývodový hřídel s otáčkami 1 000 ot./min.

Zvýšení otáček vývodového hřídele převodovky

Převodovka s funkcí zvyšování otáček vývodového hřídele – kompaktní konstrukce pro přímé připojení k přírubám hydraulického čerpadla

Vztahy mezi průtokem, tlakem a výstupní rychlostí převodovky

Hydraulické systémy se řídí základním vztahem: průtok určuje rychlost pohonu, zatímco tlak určuje sílu pohonu. Válec, který se prodlužuje danou rychlostí, potřebuje určitý počet litrů za minutu, aby se naplnil; zatížení tohoto válce určuje tlak, který musí čerpadlo generovat. Hydraulická převodovka PTO se na tento vztah vztahuje prostřednictvím svých výstupních otáček, protože průtok čerpadla je přímo úměrný rychlosti čerpadla při jakémkoli daném objemovém objemu.

Pokud snížíte výstupní otáčky převodovky vývodového hřídele o 10% – například snížením otáček motoru z jmenovitých otáček na nastavení částečného plynu – klesne průtok čerpadla o stejných 10%. U postřikovače plodin to znamená o 10% menší objem postřiku za minutu. U štípačky polen se válec vysouvá pomaleji. Tento lineární vztah činí z řízení otáček vývodového hřídele nejjednodušší způsob, jak jemně doladit hydraulický výkon za chodu, ale také to znamená, že jakákoli změna otáček vývodového hřídele se přímo projeví ve výkonu nářadí.

Tlak je naopak závislý na zatížení. Čerpadlo generuje takový tlak, jaký systém potřebuje, až do nastavení pojistného ventilu. Převodovka s vývodovým hřídelem neovlivňuje tlak přímo – ovlivňuje průtok. Existuje však nepřímá souvislost: jak tlak v systému stoupá směrem k nastavení pojistného ventilu, čerpadlo vyžaduje od převodovky větší vstupní točivý moment. Tento zvýšený točivý moment více zatěžuje ložiska převodovky, ozubená kola a drážkované spoje. V praxi je hydraulická převodovka s vývodovým hřídelem, která provozuje čerpadlo na 701 TP3T tlaku pojistného ventilu, vystavena výrazně menšímu mechanickému namáhání než stejná převodovka, která provozuje čerpadlo na 1001 TP3T odlehčení. Správná kalibrace pojistného ventilu je proto faktorem životnosti převodovky, nikoli pouze hydraulickým bezpečnostním opatřením.

Teplota přidává další rozměr. Viskozita hydraulického oleje klesá s rostoucí teplotou, což snižuje objemovou účinnost čerpadla a mírně zvyšuje vnitřní netěsnost. U aplikací s dlouhým pracovním cyklem, jako je kontinuální přeprava obilí nebo dlouhodobé stříhání stromů, může teplota oleje v nezávislém hydraulickém okruhu vystoupat přes 80 °C, pokud je nádrž poddimenzovaná nebo je chladič nedostatečný. Při těchto teplotách se také snižuje pevnost mazacího filmu oleje – a tento olej je obvykle stejná kapalina, která cirkuluje samotnou převodovkou vývodového hřídele v konstrukcích s kombinovanými nádržemi. Udržování teploty hydraulického oleje pod 65 °C podstatně prodlužuje životnost čerpadla i převodovky.

Tepelný management v nepřetržitém hydraulickém provozu

Hydraulické aplikace s nepřetržitým provozem posouvají tepelné limity převodovky vývodového hřídele způsobem, jakým to u přerušovaného zemědělského nářadí dělá jen zřídka. Vývodový hřídel Pohon rotační řezačky přenáší špičkový výkon pouze během řezného kontaktu – mezi průjezdy klesá zatížení téměř na nulu. Hydraulická převodovka PTO pohánějící čerpadlo naopak přenáší nepřetržitý výkon po celou dobu hydraulického provozu, což mohou být hodiny při manipulaci s obilím nebo postřiku.

Teplo generované uvnitř převodovky s převodovkou pochází ze tří zdrojů. Největší podíl má tření v záběru ozubených kol – kluzné působení mezi spojovacími zuby ozubeného kola přeměňuje 2% až 5% přenášeného výkonu na teplo v závislosti na typu ozubeného kola, povrchové úpravě a kvalitě maziva. Tření v ložisku přidává dalších 0,5% k 2%, což se liší v závislosti na typu ložiska a předpětí. Víření oleje – energie plýtvaná při průchodu ozubených kol olejovou lázní – může k tomu významně přispět, pokud je hladina oleje příliš vysoká nebo je viskozita oleje příliš vysoká pro danou provozní teplotu.

U převodovky, která nepřetržitě přenáší výkon 30 kW, se celkové vnitřní generování tepla pohybuje zhruba od 1 kW do 2 kW. Toto teplo musí být odváděno přes skříň převodovky do okolního vzduchu. Litinová skříně odvádějí teplo při vysokých teplotách účinněji než hliníkové kvůli vyšší tepelné hmotnosti litiny, ale hliníková skříně fungují lépe v konvekčních chladicích podmínkách díky své vyšší tepelné vodivosti. V obou případech určuje provozní teplotu v ustáleném stavu plocha povrchu skříně a proudění vzduchu kolem převodovky.

Instalace, které uzavírají převodovku uvnitř plechového ochranného krytu nebo ji montují do zapuštěného prostoru, snižují proudění vzduchu a zachycují teplo. V závažných případech teplota oleje uvnitř převodovky přesáhne 110 °C – bod, kdy většina převodových olejů s vysokým výkonem začíná rychle oxidovat a ztrácí své vlastnosti proti opotřebení a pěnění během stovek hodin, namísto tisíců hodin, které by vydržely při teplotě 70 °C až 80 °C. Přidání jednoduchého ventilátorem poháněného chladiče oleje do zpětného potrubí hydraulického okruhu – nebo vedení vratného oleje přes vzduchový chladič před vstupem do nádrže – může snížit provozní teploty o 20 °C až 30 °C a zdvojnásobit servisní interval čerpadla i převodovky.

🌡️

Pod 65 °C – Optimální zóna

Plně aktivní mazání olejovým filmem. Minimální opotřebení zubů převodovky. Těsnicí elastomery v rámci jmenovitého teplotního rozsahu. Interval výměny oleje v maximálním doporučení výrobce.

⚠️

65 °C–90 °C – Pozor, zóna

Oxidace oleje se zrychluje. Pokles viskozity snižuje únosnost. Zkraťte interval výměny oleje na polovinu. Každých 200 hodin kontrolujte těsnění, zda neztvrdla nebo netěsní.

🔴

Nad 90 °C – zóna poškození

Rychlé odbourávání oleje. Tavení plastického maziva v utěsněných ložiskách. Karbonizace těsnicího břitu. Před dalším provozem je nutné okamžité odstavení a vyšetření příčiny.

Zubové čerpadlo vs. pístové čerpadlo: Přizpůsobení typu čerpadla převodovce

Typ hydraulického čerpadla přišroubovaného k výstupní přírubě převodovky určuje velkou část provozního charakteru převodovky. Zubová čerpadla – nejběžnější volba pro hydraulické obvody poháněné vývodovým hřídelem – jsou konstrukce s vnějším ozubením se dvěma do sebe zabírajícími čelními ozubenými koly uvnitř skříně s přesnou tolerancí. Jsou jednoduchá, odolná vůči znečištění, samonasávací a relativně levná. Jejich pulzace průtoku je mírná a produkují konzistentní výkon v širokém teplotním rozsahu. Většina zubových čerpadel pracuje efektivně mezi 1 200 a 2 800 otáčkami za minutu, takže standardním párem je převodovka s převodem 1:2 až 1:4 na vývodovém hřídeli s 540 otáčkami za minutu.

Zubová čerpadla vytvářejí radiální zatížení na svém hnacím hřídeli, protože tlakový rozdíl v záběru ozubených kol tlačí obě ozubená kola od vysokotlakého výtlačného otvoru. Toto radiální zatížení se přenáší přímo přes spojku hnací hřídele čerpadla do výstupního ložiska převodovky. Ve vysokotlakých aplikacích (nad 200 barů trvale) může být tato radiální síla značná – dostatečná ke snížení životnosti výstupního ložiska o 40% až 60% ve srovnání s vypočítanou životností založenou pouze na točivém momentu. Výrobci převodovek, kteří dimenzují své převodovky pro provoz s hydraulickým čerpadlem, toto dodatečné radiální zatížení zohledňují; generické zemědělské převodovky používané jako převodovky to obvykle neberou v úvahu.

Axiální pístová čerpadla představují vysoce výkonnou alternativu. Používají rotující blok válců obsahující 7 až 9 pístů, které se uvnitř svých otvorů vratně pohybují, když se blok naklání proti kývavé desce. Pístová čerpadla dosahují vyšších tlaků (až 350 barů trvale), vyšší objemové účinnosti (92% až 97%) a mohou být s proměnným výtlakem – což znamená, že průtok se automaticky přizpůsobuje poptávce změnou úhlu kývavé desky. Tato schopnost proměnného výtlaku výrazně snižuje plýtvání energií u aplikací s proměnlivými požadavky na zatížení, protože čerpadlo produkuje pouze průtok, který okruh v daném okamžiku potřebuje, a neprodukuje přebytečný průtok přes pojistný ventil jako teplo.

Vliv pístových čerpadel na převodovku se liší od zubových čerpadel. Pístová čerpadla generují menší radiální zatížení hnací hřídele, ale vytvářejí vyšší torzní pulzace, protože každý zdvih pístu vytváří samostatný točivý moment. S 9 písty při 2 500 otáčkách za minutu převodovka zaznamenává 375 točivých impulzů za sekundu – vysokofrekvenční buzení, které může rezonovat s frekvencemi záběru ozubených kol a zesilovat vibrace. Zvyšovače otáček se šikmými ozubenými koly to zvládají lépe než konstrukce s čelními ozubenými koly, protože inherentní vyhlazovací efekt záběru šikmých zubů tlumí torzní pulzace pístového čerpadla dříve, než dosáhne hnacího ústrojí vývodového hřídele.

Zavlažovací převodovka pro hydraulické pohony

Nejlepší postupy instalace pro hydraulické převodovky s vývodovým hřídelem

Správná instalace je zodpovědná za delší životnost hydraulické převodovky s vývodovým hřídelem než za vnitřní konstrukci převodovky. Precizně vyrobený zvyšovač otáček přišroubovaný do nesprávně vyrovnaného montážního rámu s poddimenzovaným zemědělská převodovka Hnací ústrojí selže dříve než jednotka střední třídy instalovaná se správným seřízením a odpovídající podporou hnacího ústrojí.

Hnací ústrojí vývodového hřídele spojující čep traktoru se vstupním hřídelem převodovky se musí přizpůsobit vertikálním a horizontálním úhlovým změnám, ke kterým dochází při otáčení traktoru a při odrážení nářadí na nerovném terénu. Univerzální klouby na hnacím hřídeli tyto změny úhlu zvládají, ale každý kloub zavádí cyklickou změnu rychlosti (efekt kardanového kloubu), která se zvyšuje s provozním úhlem. Při 10 stupních úhlu kloubu je změna výstupních otáček přibližně 1,51 TP3T – sotva znatelná. Při 25 stupních stoupá na více než 101 TP3T, což vytváří pulzující vstup, který zatěžuje vstupní ložiska převodovky a ozubená kola dvojnásobnou frekvencí otáčení vývodového hřídele. Udržování provozních úhlů hnacího ústrojí pod 15 stupni – a ideálně pod 10 stupni – je nezbytné pro dlouhou životnost převodovky.

Stejně důležité je i spojení čerpadla s převodovkou. Většina instalačních mechanismů používá na výstupní ploše pilotní rozteč a rozteč šroubů dle normy SAE, které odpovídají běžným montážním přírubám hydraulických čerpadel (SAE A, SAE B nebo SAE C, v závislosti na velikosti čerpadla). Hnací hřídel čerpadla se připojuje k výstupu převodovky pomocí drážkované nebo perové spojky. Tato spojka musí být instalována se správnou hloubkou záběru – příliš mělká spojka nedostatečně zasahuje do drážkované plochy, což vede k rychlému opotřebení drážek; příliš hluboká spojka však dosedá na výstupní ložisko převodovky a vytváří tak axiální předpětí, které nebylo zamýšleno, a urychluje selhání ložiska.

Montáž sestavy převodovky a čerpadla vyžaduje pevný rám nebo konzolu, která zabraňuje pohybu vyvolanému vibracemi. Kombinovaná hmotnost převodovky a pístového čerpadla může dosáhnout 35 až 60 kg a rotující hmota při otáčkách přes 2 500 ot./min vytváří během otáčení traktoru gyroskopické síly, které se snaží sestavu zkroutit z úchytu. Pryžové izolační úchyty absorbují část vibrací, ale musí být dostatečně tuhé, aby zabránily nadměrnému pohybu – příliš měkké úchyty umožňují kmitání sestavy, což unavuje spoje hydraulických hadic a spoje hnacího ústrojí.

Běžné aplikace hydraulických systémů poháněných vývodovým hřídelem

Všestrannost hydraulické převodovky s vývodovým hřídelem vychází ze skutečnosti, že hydraulický výkon je nekonečně dělitelný a přenášitelný na dálku. Jakmile převodovka s vývodovým hřídelem roztočí čerpadlo, hydraulickou kapalinu lze potrubím přivést kamkoli na nářadí – nebo dokonce k odděleným nářadím pracujícím současně prostřednictvím děličů průtoku. Tato flexibilita vedla k jejímu zavedení v široké škále zemědělských, lesnických, stavebních a komunálních aplikací.

V lesnictví pohánějí hydraulické okruhy poháněné vývodovým hřídelem drapáky, nůžky na stromy, štípačky polen a procesory na palivové dřevo. Tyto aplikace vyžadují vysokotlaké okruhy se středním průtokem – obvykle 180 až 280 barů při 30 až 60 l/min. Vývodový hřídel s otáčkami 540 ot./min. a převodem otáček 1:3 pohánějícím zubové čerpadlo o objemu 28 cm3/ot. produkuje při jmenovitých otáčkách přibližně 45 l/min, což je dostatečné pro většinu jednoválcových lesnických příslušenství. Dvouválcové stroje – ty, které současně upínají a řežou – mohou potřebovat 70 a více l/min, což zvyšuje požadavek na vývodový hřídel s otáčkami 1 000 ot./min. a převodem 1:2,5 pohánějícím čerpadlo s větším objemem.

V zemědělství, kromě standardního nářadí neseného na traktoru, pohánějí hydraulické převodovky vývodového hřídele vysavače obilí (vysokotlaké okruhy s průměrným tlakem přes 100 l/min), postřikovače sadů s hydraulickým pohonem ventilátorů a hydraulicky poháněné systémy vstřikování hnoje, které vyžadují jak vysoký průtok, tak vysoký tlak k vtlačení kejdy do půdy skrz kotoučové vstřikovací štěrbiny. inženýrský tým ve společnosti Ever-Power pravidelně specifikuje převodové poměry pro zvyšování otáček pro tyto náročné aplikace a přizpůsobuje výkon převodovky specifickým požadavkům na čerpadlo a okruh systému každého zákazníka.

Mezi komunální a energetické aplikace patří hydraulické agregáty poháněné vývodovým hřídelem na plošinách montovaných na nákladní automobily, zametače ulic a mobilní kompresory. Tato zařízení často využívají výstupy vývodového hřídele nákladních automobilů s otáčkami 1 000 ot./min a běží nepřetržitě po celé pracovní směny – 6 až 10 hodin denně. Volba převodovky pro tyto aplikace musí upřednostňovat tepelnou odolnost pro nepřetržitý provoz, odolná ložiska a vysoce kvalitní těsnění hřídele, která odolávají vystavení nečistotám a soli z vozovky, které jsou vlastní silniční technikě.

Převodovka pro aplikace s hydraulickými motory

Sestava převodovky hydraulického motoru – typická pro nezávislé hydraulické obvody poháněné vývodovým hřídelem

Harmonogram údržby hydraulických převodovek vývodového hřídele

Protože hydraulická převodovka s vývodovým hřídelem pracuje spíše s nepřetržitým zatížením než s přerušovaným provozem běžným u většiny zemědělských převodovek, měl by být její plán údržby přísnější než intervaly publikované pro univerzální převodovky s vývodovým hřídelem.

Stav oleje je nejlepším ukazatelem stavu vnitřní převodovky. Při každém servisním intervalu odeberte vzorek 100 ml oleje vypouštěcím otvorem a vizuálně jej zkontrolujte. Čirý, jantarově zbarvený olej bez kovového lesku indikuje normální provoz. Mléčný vzhled signalizuje kontaminaci vodou – často v důsledku kondenzace ve strojích, které střídavě provozují za tepla a přes noc skladují za studena. Jemný kovový třpyt na dně průhledné nádoby na vzorky naznačuje zrychlené opotřebení zubů ozubeného kola, obvykle buď v důsledku kontaminovaného oleje, nebo přetíženého záběru ozubeného kola. Tmavý, oxidovaný olej se zápachem spáleniny indikuje chronické přehřívání a vyžaduje okamžité vyšetření systému tepelného řízení, než převodovka bude pokračovat v provozu.

Těsnění vstupního a výstupního hřídele je třeba kontrolovat každých 250 hodin. Na vstupní straně umožňuje netěsné těsnění kontaminaci maziva vývodového hřídele převodovým olejem – poznáte to podle šedavého zbarvení oleje v blízkosti vstupního konce. Na výstupní straně, kde hnací hřídel čerpadla opouští převodovku, netěsné těsnění vystavuje vnitřek převodovky hydraulické kapalině. Zatímco mnoho zvyšovačů otáček vývodového hřídele sdílí olej s čerpadlem (zejména v kombinovaných provedeních skříně), jednotky se samostatnými mazacími systémy musí udržovat převodový olej a hydraulickou kapalinu odděleně, protože aditiva v těchto dvou kapalinách mohou být chemicky neslučitelná.

Hnací ústrojí spojující vývodový hřídel traktoru se vstupem do převodovky by mělo být mazáno každých 50 hodin provozu – ložiska univerzálních kloubů, drážky kluzných třmenů a ochranná ložiska vyžadují čerstvé mazivo, aby se zabránilo korozi při chodu nasucho, která se vytváří mezi provozními sezónami. Křížové univerzální klouby jsou nejčastějším místem selhání v celém hydraulickém systému vývodového hřídele a jejich preventivní výměna (každých 500 až 800 hodin, v závislosti na provozním úhlu) je mnohem levnější než škody způsobené vadným kardanovým kloubem, který umožňuje uvolnění hnacího ústrojí při vysoké rychlosti.

Jak vybrat správnou hydraulickou převodovku PTO

Výběr začíná čtyřmi údaji: otáčkami vývodového hřídele traktoru (540 nebo 1 000 ot/min), dostupným výkonem vývodového hřídele traktoru, specifikacemi hydraulického čerpadla (objemový objem, jmenovité otáčky, montážní příruba a konfigurace hnací hřídele) a hydraulickými požadavky nářadí (průtok, tlak a pracovní cyklus).

S těmito čtyřmi vstupy se proces výběru řídí logickou posloupností. Zaprvé, určete požadované výstupní otáčky převodovky vydělením jmenovitých vstupních otáček čerpadla otáčkami vývodového hřídele. Zadruhé, vypočítejte maximální trvalý točivý moment, který musí převodovka přenášet – ten se rovná maximálnímu vstupnímu točivému momentu čerpadla při nastavení tlaku pojistného ventilu plus rezerva 15% pro přechodné zatížení. Zatřetí, ověřte, zda publikovaný trvalý jmenovitý točivý moment převodovky při vypočítaných výstupních otáčkách překračuje tento požadavek. Začtvrté, ověřte mechanické rozhraní – vstupní drážkování musí odpovídat čepu vývodového hřídele (obvykle 6drážkové 1-3/8 palce pro 540 ot./min nebo 21drážkové 1-3/8 palce pro 1 000 ot./min) a výstupní příruba musí odpovídat montážnímu vzoru čerpadla.

Vyhněte se časté chybě výběru převodovky pouze na základě výkonu bez ověření jmenovitého točivého momentu. Dvě převodovky s jmenovitým výkonem „50 HP“ mohou mít velmi odlišné točivé momenty, pokud je jedna dimenzována na poměr 1:2 (nižší výstupní točivý moment) a druhá na poměr 1:4 (vyšší výstupní točivý moment). Skutečný točivý moment na zubech ozubeného kola – nikoli výkon na štítku – určuje, zda ozubená kola a ložiska vydrží zamýšlené použití. Procházet Převodovka Ever-Power PTO seznamy produktů pro nalezení jednotek s kompletními specifikacemi točivého momentu pro každý převodový poměr, což usnadňuje výběr pro specifickou aplikaci.

Typ převodovky PTO 2

Často kladené otázky

Jaký je rozdíl mezi zvyšovačem otáček vývodového hřídele a reduktorem otáček vývodového hřídele?
+

Zvyšovač otáček zvyšuje otáčky výstupního hřídele nad vstupní otáčky vývodového hřídele, obvykle pro pohon hydraulických čerpadel, která potřebují 1 500 až 3 000 otáček za minutu. Reduktor vývodového hřídele dělá opak – snižuje výstupní otáčky a zároveň znásobuje točivý moment, což je to, co vyžaduje většina zemědělských strojů pro práci v terénu, jako jsou rotační řezačky, kultivátory a lisy na balíky. Uspořádání ozubených kol uvnitř převodovky určuje, jakou funkci převodovka vykonává; základní mechanické principy jsou shodné, pouze vztah vstup/výstup je obrácený.

Mohu použít standardní zemědělskou převodovku k zvýšení rychlosti obrácením vstupu a výstupu?
+

Technicky vzato se jakýkoli pár ozubených kol může otáčet v obou směrech, ale účelové převodovky s převodovkou mají zásadní rozdíly. Výstupní ložisko je dimenzováno pro vyšší otáčky a radiální zatížení čerpadla, těsnění je navrženo pro zvýšenou obvodovou rychlost hřídele a mazací systém zajišťuje dostatečné rozstřikování oleje do vysokorychlostních výstupních ložisek. Provoz standardní zemědělské převodovky v opačném směru obvykle vede k předčasnému selhání výstupního ložiska, protože ložiska byla vybrána pro výstupní hřídel s nižšími otáčkami a vyšším točivým momentem – nikoli pro vysokorychlostní pohon čerpadla.

Jak zjistím, zda vývodový hřídel mého traktoru zvládne zatížení hydraulického agregátu?
+

Vypočítejte hydraulický příkon pomocí vzorce: kW = (Průtok v l/min × Tlak v barech) ÷ 600. Přičtěte 10% pro mechanické ztráty v převodovce a 15% pro bezpečnostní rezervu. Porovnejte tento součet s udaným výkonem vývodového hřídele vašeho traktoru (převeďte HP na kW vynásobením 0,746). Pokud vypočítaný příkon přesáhne 85% dostupného výkonu vývodového hřídele, traktor je pro nepřetržitý provoz poddimenzován a pravděpodobně se při trvalém zatížení přehřeje nebo zastaví.

Jaký olej bych měl použít do převodovky s inkrementálním pohonem vývodového hřídele?
+

Většina výrobců předepisuje pro standardní provozní teploty převodový olej ISO VG 220 EP (extrémní tlak). V horkém podnebí nebo v aplikacích s nepřetržitým provozem, kde teploty oleje pravidelně přesahují 70 °C, poskytuje ISO VG 320 lepší pevnost olejového filmu. U konstrukcí s kombinovanou nádrží, kde převodovka sdílí olej s hydraulickým čerpadlem, použijte vysoce kvalitní hydraulický olej splňující specifikaci výrobce čerpadla – obvykle ISO VG 46 nebo VG 68 – a ověřte si u výrobce převodovky, zda tato viskozita zajišťuje dostatečné mazání zubů ozubeného kola při provozní teplotě převodovky.

Jak často by se měl měnit olej v hydraulické převodovce vývodového hřídele?
+

Při přerušovaném provozu (méně než 200 hodin ročně) měňte olej každoročně na začátku provozní sezóny. Při nepřetržitém provozu měňte olej každých 500 hodin nebo každých 6 měsíců, podle toho, co nastane dříve. V obou případech olej ihned vyměňte, pokud vizuální kontrola odhalí znečištění, změnu barvy nebo kovové částice. Po počátečním záběhu (prvních 50 hodin) proveďte včasnou výměnu oleje, abyste odstranili veškeré výrobní nečistoty a počáteční opotřebení.

Může hydraulická převodovka PTO pohánět dvě čerpadla současně?
+

Ano, konfigurace tandemových čerpadel jsou běžné. Jeden převodník otáček pohání primární čerpadlo a druhé čerpadlo se přišroubuje k průchozímu pohonu primárního čerpadla (průchozí hřídel na zadní straně prvního čerpadla). Tím se dvě čerpadla zapojí do série na jednom výstupu převodovky, což umožňuje nezávislé hydraulické okruhy s různými tlaky a průtoky z jednoho připojení vývodového hřídele. Převodovka musí být dimenzována na kombinovaný točivý moment obou čerpadel při jejich maximálních provozních tlacích.

Potřebujete zvýšit otáčky vývodového hřídele pro váš hydraulický systém?

Od standardních převodových stupňů až po zakázkově navržená hydraulická převodovka PTO pro aplikace s vysokým průtokem, náš tým dodává přesně sladěné jednotky, které se opírají o více než 20 let zkušeností s výrobou zemědělských a průmyslových přenosů výkonu.

Kontaktujte naše inženýry

Střihač: Cxm

TAGY: