Převodovka secího stroje: Pohonné systémy pro přesné setí

Pneumatické rozvody: Proč je převodovka ventilátoru srdcem vrtačky

Pneumatické secí stroje používají vysokorychlostní odstředivý ventilátor k vytvoření proudu vzduchu, který unáší jednotlivá semena z dávkovacího mechanismu sítí distribučních trubek ke každému secímu kroužku. Ventilátor musí vytvářet dostatečnou rychlost vzduchu (obvykle 25 až 40 m/s v distribučních trubkách), aby částice semen byly rozptýleny v proudu vzduchu a dopraveny k nejvzdálenějšímu výstupu řádku se stejnou konzistencí jako ten nejbližší. Tento požadavek na rychlost vzduchu určuje otáčky ventilátoru – obvykle 3 000 až 5 500 ot/min v závislosti na průměru ventilátoru, počtu distribučních řádků, celkové délce trubek a hmotnostních charakteristikách semen vysévané plodiny. A Převodovka PTO Zvyšovač otáček převádí otáčky vývodového hřídele traktoru s 540 ot./min (nebo 1 000 ot./min) na požadované otáčky ventilátoru v poměru 1:5,5 až 1:10 – což patří k nejvyšším poměrům zvýšení otáček u všech zemědělských převodovek.

Otáčky ventilátoru musí zůstat konstantní bez ohledu na změny dávkovacího výkonu secího stroje nebo rychlosti traktoru vůči pojezdu. U pneumatického secího stroje je dávkovací mechanismus obvykle poháněn pojezdovým kolem (úměrně k rychlosti pojezdu, což zajišťuje, že množství osiva na hektar zůstává konstantní při zrychlování nebo zpomalování traktoru), zatímco ventilátor je poháněn vývodovým hřídelem (při konstantní rychlosti, nezávisle na rychlosti traktoru). Toto základní oddělení dávkování (úměrné rychlosti pojezdu) a distribuce (konstantní otáčky ventilátoru) znamená, že výkon převodovky se nesmí měnit se změnou zatížení vývodového hřídele – silný tok osiva dávkovacím systémem zvyšuje aerodynamické zatížení ventilátoru, což zvyšuje požadavek na točivý moment na převodovku, což může způsobit mírné zpomalení mezní převodovky při zvýšeném zatížení. Toto mírné zpomalení snižuje rychlost vzduchu, což snižuje nosnost rozdělovací trubice, což způsobuje, že nejtěžší semena vypadávají z proudu vzduchu dříve, než dosáhnou nejvzdálenějších řádků – což vede k klasickému nedostatku setí známému jako „hladovění vnějších řádků“.

Dvoustupňová převodovka: Spolehlivé dosažení vysokých převodových poměrů

Poměr zvýšení otáček 1:7 nebo vyšší z jediného stupně kuželového ozubeného kola je nepraktický – vysokorychlostní výstupní pastorek se tak zmenší, že jeho zuby postrádají pevnost v patě pro přenos požadovaného krouticího momentu bez únavového praskání a kontaktní napětí zubů na malém pastorku překračuje povrchovou tvrdost i u cementované ozubené oceli při středních úrovních výkonu. Praktické maximum pro jednostupňový spirálový kuželový zvyšovač otáček je přibližně 1:5 až 1:6, což pokrývá pouze spodní konec. převodovka secího stroje rozsah otáček ventilátoru. Pro otáčky ventilátoru nad 3 000 ot./min z vývodového hřídele s 540 ot./min (převodové poměry nad 1:5,5) je technickým řešením dvoustupňová převodovka.

Dvoustupňová převodovka secího stroje kombinuje první stupeň s pravoúhlým zkosením a druhý stupeň s rovnoběžnou hřídelí a spirálovým hřídelem. Zkosený stupeň převádí horizontální rotaci vývodového hřídele na vertikální nebo úhlovou osu hřídele ventilátoru a zároveň zajišťuje mírné zvýšení otáček o 1:2 až 1:3. Spirálový druhý stupeň zajišťuje zbývající násobení o 1:2 až 1:3,5, což vede ke kombinovanému převodovému poměru 1:4 až 1:10,5 – pokrývá tak celý rozsah otáček pneumatického ventilátoru secího stroje od vstupu vývodového hřídele 540 ot./min. Každý jednotlivý stupeň pracuje ve svém pohodlném rozsahu převodových poměrů (kde je optimalizována geometrie zubů ozubení, zatížení ložisek a účinnost) a kumulativní účinnost obou stupňů je 91 až 95 procent – ​​což je o něco méně než u jednostupňové jednotky, ale stále dodává přes 90 procent vstupního výkonu vývodového hřídele na hřídel ventilátoru.

Z vývodového hřídele s otáčkami 1 000 ot./min. klesá požadovaný celkový převodový poměr na 1:3 až 1:5,5 – což je dosažitelné u jednostupňové kuželové převodovky pro nižší otáčky ventilátoru a vyžaduje pouze mírně dvoustupňovou konstrukci pro nejvyšší otáčky. Toto snížení převodového poměru je významnou praktickou výhodou provozu vývodového hřídele s otáčkami 1 000 ot./min. u pneumatických vrtaček: převodovka je jednodušší, efektivnější a kompaktnější – což přímo prospívá výrobci v umístění převodovky do prostoru rozdělovací hlavy vrtačky s omezeným prostorem. Výrobci jako Převodovka Ever-Power PTO nabízí jednostupňové i dvoustupňové konfigurace s odpovídajícími převodovými poměry pro specifické požadavky na otáčky ventilátoru hlavních značek secích strojů, čímž eliminuje nutnost metody pokus-omyl při adaptaci generické převodovky pro přesnou setí.

Kombinované secí stroje a hnojicí stroje: Požadavky na multifunkční převodovku

Kombinované secí stroje, které ukládají osivo a hnojivo současně do oddělených řádků nebo do oddělených hloubek, jsou nejběžnější konfigurací v moderním zemědělství. Převodovka PTO u kombinovaného secího stroje může muset pohánět dvě oddělené funkce: pneumatický ventilátor (pro distribuci osiva a/nebo hnojiva) a míchadlo nebo šnek hnojiva (aby se zabránilo hromadění granulovaného hnojiva v zásobníku nad dávkovacím mechanismem). Pochopení interakce zařízení pro přípravu seťového lože s výsevním přejezdem naleznete v naší technické příručce. převodovka rotačního kultivátoru aplikace a požadavky na strukturu půdy.

Některé kombinované secí stroje používají jeden vysokokapacitní ventilátor k distribuci osiva i hnojiva prostřednictvím samostatných trubek, zatímco jiné používají dva nezávislé ventilátory – jeden pro osivo (vyžadující přesné rozdělení) a jeden pro hnojivo (kde je přijatelná rovnoměrnost rozdělení ±10 %). Konfigurace s dvojitým ventilátorem může vyžadovat dva samostatné ventilátory. Převodovka PTO výkony s různými rychlostmi nebo jeden výstup převodovky, který pohání oba ventilátory stejnou rychlostí pomocí jednotlivých řemenových nebo řetězových pohonů. Jmenovitý výkon převodovky musí zohledňovat kombinovaný příkon ventilátoru plus výkon míchadla plus ztráty v hnacím ústrojí – obvykle celkem 20 až 60 HP pro kombinovaný vrták o záběru 3 až 6 metrů, přičemž 70 až 80 procent výkonu spotřebovává ventilátor(y) a zbytek míchadlo a ztráty třením.

Stabilita otáček ventilátoru a rovnoměrnost výsevu mezi řádky

Rychlost vzduchu v každé distribuční trubce určuje, zda semena dosáhnou řádkového prořezávače v plném počtu, nebo zda některá semena předčasně vypadnou z proudu vzduchu. U širokého secího stroje (4 až 6 metrů s 24 až 48 vývody pro řádky) jsou nejvzdálenější úseky trubek 2 až 3krát delší než nejvnitřnější úseky, což vytváří vyšší aerodynamický odpor na vnějších kanálech. Ventilátor musí vytvořit dostatečné celkové proudění vzduchu k překonání odporu nejdelšího úseku trubek – a protože trubky sdílejí společnou distribuční hlavu, musí být proudění vzduchu v kratších trubkách řízeno jednotlivými omezovači průtoku nebo kalibrovanými průměry trubek, aby se zabránilo tomu, aby kratší trubky odebíraly proudění vzduchu delším trubkám.

Pětiprocentní pokles otáček ventilátoru sníží rychlost vzduchu o 5 procent (zákon ventilátoru: proudění vzduchu úměrné otáček), což sníží dynamický tlak v distribučních trubicích přibližně o 10 procent (tlak úměrný druhé mocnině otáček). Tento 10procentní pokles tlaku může stačit k tomu, aby nejvnitřnější trubice (krátké řady, nízký odpor) pokračovaly v dodávání semen v plném množství, zatímco nejvzdálenější trubice (dlouhé řady, vysoký odpor) klesnou pod minimální rychlost potřebnou k zavěšení a unášení částic semen – což vede k vzniku polního vzcházení, kdy jsou vnitřní řádky plně osídlené, ale vnější řádky vykazují postupné ztenčování směrem k okrajům secího stroje. Tento způsob selhání je v době setí neviditelný a projeví se až o 7 až 14 dní později, když plodina vzchází nerovnoměrně – v tomto okamžiku se okno setí uzavře a není možné provést žádná nápravná opatření.

Aby se této poruše zabránilo, vyžaduje převodovku, která udržuje otáčky ventilátoru v rozmezí ±2 procent jmenovité rychlosti za všech provozních podmínek – kolísání zatížení (měnící se průtok osiva), kolísání teploty (od studeného rána k horkému odpolednímu provozu) a kolísání otáček vývodového hřídele (regulátor traktoru se snižuje při měnícím se tažném zatížení od secí jednotky). zemědělská převodovka Pohon ventilátoru secího stroje by měl vykazovat pokles otáček od stavu bez zatížení do stavu s plným zatížením menší než 1 procento – tato specifikace vyžaduje převodovky s nízkou vůlí, správně předpjatá ložiska a vysokou účinnost záběru, aby zvyšující se zatížení ventilátoru vedlo k minimálnímu snížení otáček na výstupu z převodovky.

Vysokorychlostní výstupní ložiska: Součást s omezující životností

Ložiska výstupního hřídele převodovky ventilátoru secího stroje pracují s nejvyšší trvalou rychlostí ze všech ložisek v běžných zemědělských převodovkách. Ventilátor běžící při 4 500 ot./min. nashromáždí 270 000 otáček vnitřního kroužku za hodinu – ve srovnání s 32 400 otáčkami u standardního výstupu převodovky s vývodovým hřídelem 540 ot./min. Toto 8násobné znásobení rychlosti úměrně urychluje akumulaci únavy ložiska: ložisko s vypočítanou životností L10 20 000 hodin při 540 ot./min. dosáhne stejného únavového poškození přibližně za 2 500 hodin při 4 500 ot./min. (životnost ložiska je nepřímo úměrná otáčkám při konstantním zatížení podle normy ISO 281). Převodovka secího stroje běžící 400 hodin za secí sezónu dosáhne 50% pravděpodobnosti únavy ložiska za 6 až 7 sezón – což je mnohem kratší doba než 20+ let, kterou obsluha očekává od kvalitní zemědělské převodovky.

Při výběru ložiska je proto nutné upřednostnit únavovou životnost při vysokých otáčkách před statickou únosností. Pro vysokorychlostní výstupní polohu jsou preferována kuličková ložiska s hlubokými drážkami (spíše než kuželíková ložiska běžná v nízkorychlostních zemědělských převodovkách), protože při vysokých otáčkách generují méně třecího tepla, snášejí vyšší rychlost otáčení bez nestability klece a dosahují lepší životnosti L10 při převážně radiálním zatížení hřídele ventilátoru. Ložisko musí být specifikováno s vnitřní vůlí C3 nebo C4 (větší než obvykle), aby se vyrovnala tepelná roztažnost vnitřního kroužku při zvýšené provozní teplotě – ložisko instalované se standardní vůlí může při zahřívání během trvalého vysokorychlostního provozu vyvinout nadměrné předpětí, což urychluje opotřebení a snižuje efektivní únavovou životnost o 30 až 50 procent.

Mazání vysokorychlostního výstupního ložiska je zásadní. Při 4 500 ot./min. ložisko generuje na jednotku kontaktu s mazivem více tepla než při 540 ot./min. a olejový film mezi valivými tělesy a oběžnou dráhou musí být udržován na snížené viskozitě, která odpovídá zvýšené teplotě ložiska. Syntetický převodový olej (na bázi PAO ISO VG 150 nebo 220) zajišťuje tepelnou stabilitu a udržení viskozity potřebné pro spolehlivou tvorbu filmu při teplotách typických pro výstupní ložiska převodovek vysokorychlostních secích strojů – 60 až 90 stupňů Celsia během trvalého setí v teplých okolních podmínkách.

Péče o výsadbu a předsezónní příprava

Období setí je obvykle časově nejkritičtějším obdobím v celém sklizňovém kalendáři – každý den zpoždění po optimálním datu setí snižuje potenciální výnos o 0,5 až 2 procenta v závislosti na plodině a regionu. Porucha převodovky během tohoto období stojí nejen čas na opravu, ale i nenahraditelné dny setí ztracené, když stroj stojí v klidu. Předsezónní příprava by měla zahrnovat výměnu oleje (čerstvý olej s plnou koncentrací aditiv pro nejnáročnější období), ověření vůle ložiska (ručně otočte výstupní hřídel, abyste zkontrolovali drsnost nebo vůli), Vývodový hřídel Kontrola mazání a opotřebení kardanového kloubu a ověření otáček ventilátoru pomocí otáčkoměru k potvrzení, že skutečné otáčky ventilátoru odpovídají specifikaci výrobce vrtačky s tolerancí ±2 procenta.

Během setí se denní údržba omezuje na vizuální kontrolu hladiny oleje a krátké poslechové posouzení během prvních minut provozu každého dne. Chemikálie pro ošetření osiva (fungicidní a insekticidní nátěry na ošetřeném osivu) produkují jemný prach, který se usazuje na skříni převodovky a může být korozivní pro standardní nátěry. Během setí čistěte vnější povrch převodovky týdně, abyste zabránili hromadění chemického prachu, který zachycuje vlhkost a iniciuje korozi. Vysokorychlostní výstupní ložiska převodovky ventilátoru secího stroje zažívají více cyklů zatížení za provozní hodinu než téměř jakékoli jiné ložisko zemědělské převodovky – ventilátor běžící při 4 500 ot/min nashromáždí 270 000 otáček za hodinu, ve srovnání s 32 400 otáčkami u převodovky s vývodovým hřídelem o 540 ot/min. Toto zrychlené číslo cyklů znamená, že únavová životnost ložiska je dosažena za méně kalendářních hodin provozu, takže sledování stavu ložisek (poslouchejte změny hluku, vnímejte vibrace na skříni) je během setí prioritou vyšší než v jakékoli jiné sezóně.

Často kladené otázky

Střihač: Cxm