Převodovka sklízeče cukrové řepy: Pohon pro extrakci okopanin

Postup sklizně řepy: Čtyři funkce, jedna převodovka PTO

Kompletní sklizeň cukrové řepy provede čtyři postupné operace během jediného pohybu stroje vpřed. Zaprvé, shrnovač odstraní listovou korunku z každé stojící řepy v přesné výšce 5 až 10 mm nad kořenovým ramenem – příliš vysoko ponechá na poli cukernatou korunku (sníží tak výtěžnost cukru o 0,5 až 1,5 procenta na milimetr přebytečné korunky), zatímco příliš nízko položená korunka zařízne do kořenového těla a vystaví vnitřní tkáň bakteriální infekci, která způsobuje hnilobu během 4 až 12 týdnů skladování před zpracováním v továrně. Zadruhé, zvedací mechanismus vytáhne korunku z půdy pomocí protiběžných zvedacích kol, vibračních radlic nebo kombinace obou. Zatřetí, čisticí systém (turbínová kola, válcové síta nebo hvězdicové separátory) odstraní ulpívající zeminu z povrchu řepy. Začtvrté, elevátor dopraví očištěnou řepu do násypky sklízeče nebo přímo do tažného dopravního vozidla. Každá funkce vyžaduje od stroje jinou výstupní rychlost a točivý moment. Převodovka PTO, což činí ze sklízeče cukrové řepy jednu z nejsložitějších aplikací vícevýstupních převodovek v zemědělské technice.

Mechanismus shrnovače využívá rotující cepy (gumové nebo polyuretanové prsty, které nárazem odstraňují korunu) pracující při 800 až 1 500 ot./min, nebo rotující disky (ocelové řezné kotouče, které čistě oddělují korunu) pracující při 400 až 600 ot./min. Z vývodového hřídele 540 ot./min vyžadují cepové shrnovače zvýšení otáček o 1:1,5 až 1:2,8, zatímco diskové shrnovače pracují s poměrem přibližně 1:1. Zvedací kola se otáčejí rychlostí 200 až 400 ot./min – což je snížení otáček v důsledku vstupu vývodového hřídele – a vyžadují nejvyšší trvalý točivý moment ze všech funkcí sklízeče, protože každý pár kol musí uchopit a vytáhnout více kořenů řepy současně z půdy, která se brání vytažení třecími a adhezními silami úměrnými vlhkosti půdy a obsahu jílu. Čisticí turbína pracuje při 150 až 300 ot./min při středním točivém momentu a elevátor při 50 až 150 ot./min při nejnižším točivém momentu ze čtyř funkcí.

Architektura vícevýstupní převodovky pro řepné sklízeče

Ten/Ta/To převodovka sklízeče cukrové řepy musí poskytovat simultánní výstupy při čtyřech různých rychlostech z jediného vstupu PTO – což je konstrukční výzva, která překračuje konfigurace s jedním nebo dvěma výstupy používané u většiny ostatních zemědělských převodovek. Nejběžnější architektura využívá centrální kuželový vstupní stupeň (převádějící horizontální rotaci PTO na vertikální vnitřní pohon), který napájí uspořádání shluku ozubených kol s více vývodovými body, z nichž každý je zařízen tak, aby produkoval požadované výstupní otáčky pro svou příslušnou funkci. Výstup z řezačky má obvykle nejvyšší otáčky (vyžadující zvýšení otáček), výstup zvedáku je střední (vyžadující mírné snížení), čistič je níže a elevátor je nejpomalejší (vyžadující největší snížení).

Každý výstupní hřídel musí být zatížen nezávisle, aniž by to ovlivnilo otáčky nebo točivý moment ostatních výstupů. Tato nezávislost vyžaduje, aby ozubené soukolí bylo navrženo s dostatečnou tuhostí, aby průhyb způsobený silným zatížením na jednom výstupu (například prudký nárůst točivého momentu na zvedáku při nárazu na zhutněnou zeminu) neposunul záběr sousedních párů ozubených kol. V praxi to znamená ozubená kola s větší šířkou čela, tužší průměry hřídelí a těsně u sebe umístěná ložiska – to vše zvyšuje Převodovka PTO velikost a hmotnost pouzdra v porovnání s jednotkou s jedním výstupem a ekvivalentním celkovým jmenovitým výkonem.

Rozložení výkonu mezi čtyři funkce se liší v závislosti na půdních podmínkách a rychlosti jízdy, ale sleduje obecný vzorec: zvedací mechanismus 40 až 50 procent (dominantní zátěž), ​​čištění 20 až 30 procent, řezačka 15 až 20 procent a elevátor 5 až 10 procent. Dvouřadý sklízeč řepy poháněný vývodovým hřídelem pracující ve středně jílovité půdě typickou rychlostí jízdy (4 až 6 km/h) vyžaduje celkový výkon vývodového hřídele 50 až 80 koní, zatímco třířadý agregát v těžké půdě může vyžadovat 80 až 120 koní. Převodovka musí být dimenzována na součet všech současných špičkových zatížení – nejen průměrného trvalého zatížení – protože zvedací kola narážejí na zhutněné půdní zóny, kameny a zamotané kořenové masy, které generují okamžité špičky točivého momentu 2 až 3krát vyšší než průměrný provozní točivý moment.

Řepa vs. brambory: geometrie kořene a rozdíly v zatížení převodovky

Sklízeče cukrové řepy a brambor sdílejí základní výzvu, kterou je extrakce okopanin z půdy a jejich čištění pro skladování – a mnoho principů konstrukce převodovky je společných pro obě aplikace. Kritické rozdíly v geometrii kořenů, interakci s půdou a načasování sklizně však vytvářejí odlišné technické požadavky, díky nimž se převodovka sklízeče řepy podstatně liší od... převodovka bramborového sklízeče v několika důležitých dimenzích.

Cukrová řepa má kuželovitý tvar – obvykle 200 až 400 mm délku a 80 až 150 mm v průměru u ramene, přičemž se zužuje k úzké špičce kořene. Tento kuželovitý tvar znamená, že vytahovací síla se postupně zvyšuje s tím, jak je kořen vytahován z půdy: nejširší část kořene se při průchodu vytahovací zónou setkává s největším odporem půdy, což vytváří rostoucí profil zatížení točivého momentu na zvedacích kolech. Brambor je naproti tomu zhruba kulovitý nebo vejčitý (průměr 50 až 100 mm), leží mělčeji v půdě (hloubka 100 až 200 mm oproti 150 až 350 mm u řepy) a vykazuje rovnoměrnější profil vytahovací síly, protože jeho největší průměr se nachází na začátku vytahovacího zdvihu. Výsledkem je, že mechanismus pro zvedání řepy zažívá o 40 až 60 procent vyšší špičkový točivý moment na kořen než vytahovač brambor pracující ve srovnatelné půdě – což vyžaduje silnější převody, větší ložiska a robustnější kryt na výstupech převodovky, které pohánějí zvedací kola.

Načasování sklizňové sezóny se také výrazně liší: brambory se obvykle sklízejí koncem léta až začátkem podzimu (srpen až říjen na severní polokouli), kdy je půdní vlhkost mírná a teploty vzduchu mírné. Sklizeň cukrové řepy probíhá od konce září do prosince – což je nejdeštivější a nejchladnější část zemědělského kalendáře ve většině oblastí pěstování řepy. Převodovka musí spolehlivě fungovat při okolních teplotách od -5 do +15 stupňů Celsia (ve srovnání s 10 až 25 stupni Celsia při sklizni brambor), přičemž vlhkost půdy je o 30 až 50 procent vyšší než během sezóny brambor. Toto provozní prostředí v pozdní sezóně vyžaduje řízení viskozity oleje pro studený start (syntetický převodový olej s dobrou tekutostí za nízkých teplot) a vylepšené utěsnění proti nasycené půdě a stojaté vodě, které jsou charakteristické pro pole s řepou v pozdním podzimu.

Podmínky podzimní sklizně: Těsnění a mazání

Pozdní podzimní provozní prostředí pro sklizeň cukrové řepy vytváří jedinečnou kombinaci výzev pro převodovka sklízeče cukrové řepy těsnění a mazání. Vlhká jílovitá půda s obsahem vlhkosti 30 až 40 procent vytváří kaši jemných abrazivních částic smíchaných s vodou, která pokrývá všechny exponované povrchy sklízeče – včetně skříní převodovek, těsnicích ploch hřídele a odvzdušňovacích víček. Tato abrazivní kaše je pro těsnění hřídele škodlivější než suchý prach nebo čistá voda, protože voda přenáší abrazivní částice do těsného kontaktu s povrchem těsnicího břitu a zároveň zajišťuje mazání, které umožňuje částicím klouzat po těsnicí ploše a obrušovat těsnicí hranu.

Dvoubřité těsnění hřídele s mezilehlou mazací komorou je minimální specifikací pro převodovky sklízečů řepy. Vnější břit zabraňuje pronikání větší části půdní kaše, tuková bariéra zachycuje částice, které projdou vnějším břitem, a vnitřní břit zabraňuje vniknutí kontaminovaného maziva do převodovky. zemědělská převodovka olej. Mezilehlé komory promažte každých 8 až 10 provozních hodin, aby se udržel pozitivní tlak maziva, který brání vnikání kontaminované půdní vody dovnitř. Utěsněné odvzdušňovací ventily zabraňují nasávání kejdy do skříně převodovky během cyklů tepelného dýchání – standardní otevřený odvzdušňovací uzávěr na převodovce sklízeče řepy nasá vodu kontaminovanou půdou již během prvního dne provozu.

Výběr maziva pro provoz v pozdním podzimu musí vyvážit viskozitu při studeném startu s pevností filmu za vysokých teplot. Syntetický převodový olej na bázi PAO ISO VG 220 poskytuje dostatečnou pevnost filmu při mírných provozních teplotách podzimní sklizně řepy (převodový olej obvykle dosahuje 50 až 70 stupňů Celsia, což je mnohem méně než u letních sklizňových strojů) a zároveň si zachovává přijatelnou tekutost při chladných ranních startovacích teplotách -5 až +5 stupňů Celsia, které jsou běžné během listopadové a prosincové sklizně v severní Evropě. Minerální převodový olej stejné viskozitní třídy pod 0 stupňů Celsia nadměrně houstne, což způsobuje vysoký rozběhový moment, hladovění ložisek během prvních minut provozu a zrychlené opotřebení těsnění v důsledku zvýšeného viskózního odporu na studených těsněních hřídelí.

Ochrana před nárazem kamenů a zachování kvality cukru

Kameny, ztvrdlé hrudy půdy a kovové úlomky (pletivo, ztracené nástroje, zlomené hroty pluhu) vstupují do čisticího systému smíchané s proudem řepy. V čisticí turbíně – nejrychlejší součásti čisticího systému – tyto cizí předměty narážejí na lopatky turbíny a hvězdicová kola poháněná převodovkou rychlostí, která generuje okamžité silové špičky 5 až 10krát vyšší než je běžné provozní zatížení. Bez dostatečné ochrany proti přetížení může jediný velký náraz kamene prasknout uložení lopatek turbíny, ohnout hřídel hvězdicového kola nebo zlomit kořen zubu ozubeného kola ve výstupním pohonu čisticího zařízení. převodovka sklízeče cukrové řepyStandardním přístupem je ochrana každého čisticího prvku střižnými šrouby: střižný šroub se přetrhne při kalibrovaném prahu krouticího momentu, čímž se čisticí prvek odpojí od pohonu dříve, než síla nárazu dosáhne převodovky, a náhradní šroub obnoví pohon za méně než 5 minut.

Interakce mezi výkonem převodovky a kvalitou cukru je často přehlížena. Rychlost zvedacího kola přímo ovlivňuje poškození kořenů – příliš vysoká rychlost a kola pomáčknou nebo zlomí kořeny řepy (vystavují vnitřní tkáň bakteriální kontaminaci, která snižuje obsah cukru během skladování o 0,1 až 0,3 procenta za týden), zatímco příliš pomalá rychlost riskuje neúplnou extrakci (ponechává špičku kořene v půdě, což také snižuje množství získatelného cukru). Rychlost čisticí turbíny podobně ovlivňuje rovnováhu mezi účinností odstraňování zeminy a poškozením povrchu kořenů – agresivní čištění při vysokých otáčkách turbíny odstraňuje více zeminy (snižuje přepravní hmotnost a náklady na zpracování v továrně), ale odlupuje slupku kořene a způsobuje poškození buněk, což urychluje inverzi cukru během skladování. Tyto interakce s kvalitou znamenají, že výstupní otáčky převodovky nejsou pouze technickými specifikacemi, ale přímo přispívají k ekonomické hodnotě sklizené plodiny.

Údržba během sezóny a skladování po sklizni

Sezóna sklizně řepy trvá 6 až 12 týdnů nepřetržitého denního provozu – 300 až 600 provozních hodin soustředěných v nejkratším, nejvlhčím a nejchladnějším období zemědělského roku. Intervaly výměny oleje by měly být 150 až 200 hodin (pro sezónu s více než 400 hodinami se doporučuje výměna v polovině sezóny) s okamžitou výměnou, pokud olej vykazuje mléčné zbarvení (kontaminace vodou) nebo viditelné usazeniny částic půdy u vypouštěcí zátky. Každý Vývodový hřídel Kardanový kloub by měl být mazán denně – vlhké půdní prostředí urychluje korozi v jehlových ložiscích, která nejsou neustále naplněna čerstvým mazivem.

Čištění po sklizni je zásadní. Řepná zemina má obvykle vysoký obsah jílu a během zimního skladování po zaschnutí na skříni převodovky tvrdne na hmotu podobnou betonu. Ihned po posledním dni sklizně (dokud je půda ještě mokrá a odnímatelná) celou převodovku omyjte tlakovou vodou, vypusťte a vyměňte olej (odstraňte nahromaděnou vodu a půdní sedimenty), naneste čerstvé mazivo na všechny vnější těsnicí komory a sklízecí stroj skladujte pod střechou. Převodovka, která vstoupí do zimního skladu čistá a suchá, bude na podzim následujícího roku skladována s 95 procenty své potenciální životnosti; převodovka skladovaná s mokrou hlínou přitlačenou ke skříni může ztratit 15 až 25 procent v důsledku degradace těsnění a povrchové koroze během 9 až 10 měsíců mimo sezónu.

Často kladené otázky

Střihač: Cxm