Převodovka sklízeče cukrové třtiny: Pohon pro zpracování těžkých plodin

Pohon základní frézy: Požadavek na převodovku s nejvyšším točivým momentem

Základní řezací ústrojí je prvním a nejprudším bodem kontaktu mezi sklízecím strojem a stojící plodinou. Dvě protiběžné diskové sestavy – každá s 3 až 5 těžkými noži – se otáčejí rychlostí 400 až 800 ot./min. u země a přerušují každý stonek třtiny v záběru řezu sklízecího stroje (obvykle 1 až 2 řady, rozmístěné 1,2 až 1,5 metru). Každý zásah nože přeruší stonek, který vyžaduje řeznou sílu 500 až 2 000 N v závislosti na průměru stonku, hustotě vláken a obsahu vlhkosti – a jedna otáčka disku narazí na 8 až 15 stonků při typické hustotě třtiny. Kumulativní řezný moment plus odstředivá setrvačnost těžkých nožových sestav vytváří trvalý požadavek na točivý moment, který spotřebuje 40 až 60 procent celkové energie. Převodovka PTO výstup během nepřetržité sklizně.

Převodovka základní frézy je pravoúhlá kuželová jednotka, která převádí horizontální rotaci vývodového hřídele na vertikální rotaci disku v rovině terénu. Poměr je obvykle 1:1 u vývodového hřídele s 540 ot./min (otáčky disku 540 ot./min) nebo 1:1 až 1:1,5 u vývodového hřídele s 1 000 ot./min (otáčky 500 až 700 ot./min). Na rozdíl od vysokorychlostních aplikací, kde je výzvou převodovka tepelné řízení při zvýšených otáčkách, je výzvou základní frézy čistý krouticí moment – ​​zuby ozubeného kola musí přenášet plné řezné zatížení plus nárazové hroty od nárazů do kamenů bez únavového praskání paty zubu a ložiska musí zvládat kombinované radiální zatížení od hmotnosti disku a řezné reakční síly plus axiální axiální tlak ze záběru spirálového kuželového ozubeného kola. Spirálová kuželová ozubená kola s cementovanou skříní s povrchovou tvrdostí 58 až 62 HRC a tvrdostí jádra 32 až 38 HRC poskytují kombinaci odolnosti proti opotřebení povrchu a houževnatosti jádra potřebnou pro tento profil zatížení.

Protiběžné uspořádání s dvěma disky vyžaduje buď dvě samostatné převodovky (jednu na disk, každá je poháněna hlavní převodovkou prostřednictvím řetězového nebo ozubeného pohonu), nebo jednu převodovku s dvěma výstupy a dvěma svislými hřídeli otáčejícími se v opačných směrech. Konfigurace s dvěma výstupy zajišťuje shodné otáčky disků (což je zásadní pro čisté oddělení stonků u základny bez tahání nebo trhání) a zjednodušuje systém pohonu sklízecí sklízecí jednotky – skříň převodovky však musí být podstatně větší a tužší než u jednotky s jedním výstupem, aby se do ní vešly dvě výstupní ložiskové sestavy a reakční momenty z obou disků působících současně. Širší pohled na to, jak jsou multifunkční systémy pohonu sklízecí jednotky navrženy pro zpracování těžkých plodin, naleznete v naší technické příručce. převodovka sklízecí mlátičky architektura pohonu.

Podávací válec a mechanismus řezačky: Požadavky na sekundární pohon

Poté, co základní řezačky oddělí stonky, vstupuje tok plodiny do řady podávacích válců, které uchopí, orientují a přepravují třtinu skrz tělo sklízeče k sestavě řezačky. Podávací válce jsou ocelové válce s agresivním vroubkovaným povrchem nebo svařenými výstupky, které uchopí vláknité, často bahnité stonky a táhnou je strojem kontrolovanou rychlostí 1,5 až 3 m/s. Každý pár protiběžných válců vyžaduje převodovka sklízeče cukrové třtiny výstup nebo řetězem poháněný odbočovací hřídel při 200 až 400 otáčkách za minutu – relativně nízká rychlost, ale s velmi vysokým točivým momentem, protože válce musí uchopit a stlačit více hustých stonků současně proti značnému tření a protitlaku z následného řezacího ústrojí.

Řezačka u sklízeče na polena řeže nepřetržitý tok stonků na polena (krátké kusy o délce 200 až 350 mm), které jsou poté přepravovány do přepravního vozidla. Bubny řezačky – dva protiběžné válce, z nichž každý nese 3 až 6 nožů – pracují při 500 až 800 ot./min a generují nejnáročnější cyklické zatížení v pohonném systému sklízeče. Každá čepel prořeže 6 až 12 průměrů stonků s hustou vlákninou na jednu otáčku a vytváří tak točivé momenty, které dosahují 3 až 5násobku průměrného provozního točivého momentu při každém řezání. Převodovka řezačky musí toto nepřetržité pulzující zatížení odolat, aniž by došlo k únavě zubů ozubeného kola, která by omezila její životnost na zlomek 4 až 6měsíční sezóny sklizně cukrové třtiny.

Rozložení výkonu mezi tyto sekundární funkce vyžaduje pečlivé dimenzování převodovky. Sklízeč cukrové třtiny poháněný vývodovým hřídelem s celkovým výkonem 80 koní může tento výkon rozdělit přibližně takto: základní řezačky 35 až 45 koní (40 až 55 procent), podávací válce 15 až 20 koní (18 až 25 procent), řezačka 15 až 20 koní (18 až 25 procent) a elevátor 5 až 8 koní (6 až 10 procent). Hlavní převodovka musí být dimenzována na součet všech současných zatížení plus 25 až 30procentní rezervu pro špičky točivého momentu z přetížení stonků a nárazů do kamenů, ke kterým dochází nepředvídatelně během každé hodiny provozu.

Tropické provozní prostředí: Teplo, šťáva a balení vláken

Cukrová třtina se pěstuje výhradně v tropických a subtropických oblastech, kde se denní teploty okolí během sklizně pohybují od 28 do 42 stupňů Celsia – což je podstatně více než 15 až 25 stupňů typických pro sklizeň v oblastech pěstování obilovin s mírným pásmem. Tato zvýšená teplota okolí snižuje teplotní rozdíl dostupný pro odvod tepla z převodovky (přenos tepla je úměrný teplotnímu rozdílu mezi povrchem skříně a okolním vzduchem), což znamená, že převodovka, která v mírném podnebí běží pohodlně při 80 stupních, může v tropickém poli s cukrovou třtinou dosáhnout 100 až 110 stupňů – což je výrazně nad bezpečnou provozní hranicí pro standardní minerální převodový olej a blíží se prahu tepelné degradace i u syntetických maziv.

Šťáva z cukrové třtiny je korozivní roztok organické kyseliny (pH 5,0 až 5,5), který stříká z každého uříznutého stonku a pokrývá celý sklízecí stroj – včetně Převodovka PTO skříně, těsnění hřídele a vnější spojovací prvky – v lepkavém, kyselém filmu, který přitahuje prach, podporuje růst mikrobů a iniciuje korozi na jakémkoli nechráněném povrchu. Šťáva také obsahuje rozpuštěné cukry, které karamelizují na horkých skříních převodovek (pracujících při teplotách 70 až 100 a více stupňů Celsia) a vytvářejí tvrdou, izolační krustu, která zachycuje vlhkost na kovovém povrchu a blokuje konvekční přenos tepla, na kterém je skříň závislá pro chlazení. Výrobci jako Převodovka Ever-Power PTO Pro převodovky z cukrové třtiny specifikovat epoxidový práškový nátěr s minimální tloušťkou 80 až 120 mikrometrů – silnější než standardní nátěr o tloušťce 40 až 60 mikrometrů používaný pro zemědělské převodovky mírného podnebí – aby odolal kombinovanému chemickému a tepelnému působení cukrové šťávy na vnější povrch skříně.

Navíjení vláken představuje mechanické riziko, které je specifické pro sklizeň vláknitých plodin. Volná vlákna třtiny a listí migrují podél rotujících hřídelí směrem ke skříni převodovky a hromadí se v místě těsnění hřídele, dokud navinutá hmota nevygeneruje dostatečné tření, které by mohlo přehřát a poškodit těsnicí břit – nebo v závažných případech by mohlo dojít k úplnému zastavení hřídele. Deflektory hřídele (kuželové nebo kotoučové ochranné kryty namontované na hřídeli bezprostředně vně těsnění) zachycují migrující vlákna dříve, než dosáhnou těsnění, a odstředivým účinkem je od hřídele odmršťují. Každý exponovaný rotující hřídel sklízeče cukrové třtiny by měl mít deflektor vláken instalovaný do 20 mm od těsnicí plochy – levný doplněk, který zabraňuje nejčastějšímu selhání těsnění u zařízení na sklizeň třtiny.

Pohony řezačky a odlistňovače: Příprava plodin proti směru výroby

Než základní řezačky odříznou stonek, připraví plodinu k čisté sklizni dva předřazené mechanismy. Vrchní řezačka – rotující disk nebo nožová sestava namontovaná v přední části stroje ve výšce vrcholu třtiny (2 až 4 metry nad zemí) – oddělí listnatý růstový bod každého stonku. Odstraněná nať obsahuje nezralé internodie s nízkým obsahem cukru, které by při sklizni se zralým stonkem zhoršily kvalitu šťávy. Disk vrchní řezačky pracuje při 600 až 1 000 ot./min a je poháněn hlavní převodovkou přes dlouhou vertikální hřídel nebo specializovaný řemenový pohon. Požadavek na výkon je nízký (5 až 10 koní), protože nať je měkká a šťavnatá, ale hnací hřídel vrchní řezačky je nejdelší nepodepřená rotující hřídel na stroji – až 3 až 4 metry – a musí být dynamicky vyvážena, aby se zabránilo vibracím a šlehání při provozní rychlosti.

Odlistňovač (také nazývaný odlistňovač nebo stripper) odstraňuje suché listí ze stojících stonků dříve, než se dostanou k podávacím válcům. Sestavy odlistňovačů používají rotující gumové prsty, rotující drátěné smyčky nebo oscilující gumové podložky, které třením odstraňují suché listí a zároveň ponechávají stonek neporušený. Rychlost pohonu odlistňovače je obvykle 300 až 600 ot./min – podobně jako rychlost podávacího válce – a požadavek na točivý moment je střední, ale velmi proměnlivý v závislosti na stavu plodiny: suché, uvolněné listí se snadno odlupuje, zatímco zelené nebo deštěm nasáklé listy se drží stonku a vyžadují podstatně větší sílu při odstraňování. Tato proměnlivost vytváří kolísání zatížení na převodovka sklízeče cukrové třtiny výstup, který zvyšuje cyklické zatížení od základních nožů a řezačky – čímž se dodává další rozměr již tak složitému profilu krouticího momentu, který musí převodovka zvládat bez poškození ložiska nebo únavy zubů ozubeného kola.

Ochrana proti přetížení pro frézy na úrovni země

Základní frézy pracují na povrchu půdy – v místě s největším dopadem na jakýkoli sklízecí stroj. Kameny, ztvrdlé hrudy půdy, zakopané zavlažovací armatury a kořenové masy se nacházejí v dráze řezu a generují okamžité točivé momenty, které mohou během milisekund 5 až 10krát překročit jmenovitý výkon převodovky. Prokluzovací spojka hnacího ústrojí vývodového hřídele je primárním ochranným mechanismem, ale musí být doplněna jednotlivými střižnými šrouby nebo pružinovými spojovacími zařízeními na každém kotouči základní frézy, aby se zabránilo přenosu jediného nárazu celým pohonným systémem.

Tvárná litina (Tvárná litina, jakost EN-GJS-400-15 nebo ekvivalent) je minimální specifikací materiálu pouzdra pro převodovky řezaček na cukrovou třtinu. Standardní šedá litina (EN-GJL-250), která je vhodná pro aplikace v čistých oblastech, kde je rázové zatížení mírné, praská při silných rázových zatíženích typických pro provoz řezaček na cukrovou třtinu – prasklina ve stěně pouzdra má za následek úplnou ztrátu oleje, selhání ložiska a několikadenní opravu, která stojí mnohem více než cenový rozdíl mezi pouzdry z šedé a tvárné litiny. Někteří výrobci specifikují svařovaná ocelová pouzdra pro nejextrémnější aplikace (skalnaté sopečné půdy na Havaji, v Indonésii a na Filipínách), přičemž obětují výhodu tepelné vodivosti litiny ve prospěch vynikající rázové houževnatosti konstrukční oceli.

Údržba v tropických podmínkách během sklizňové sezóny

Sklizeň cukrové třtiny trvá ve většině produkčních regionů 4 až 6 měsíců – což je jedno z nejdelších období nepřetržité spotřeby v historii. zemědělská převodovka aplikace. Při 10 až 14 hodinách provozu denně nashromáždí převodovka 1 200 až 2 500 provozních hodin za jednu sezónu – což vyžaduje stejnou úroveň plánování údržby jako celoroční instalace průmyslové převodovky.

Intervaly výměny oleje by měly být 200 až 300 hodin u syntetického převodového oleje a 100 až 150 hodin u minerálního oleje, přičemž skutečný interval se dále zkracuje, pokud olej vykazuje vizuální známky tepelné degradace (ztmavnutí) nebo kontaminace vodou (mléčný vzhled v důsledku kondenzace v tropické vlhkosti). Teplý olej vypusťte na konci každého provozního dne, kdykoli je nutná výměna oleje – teplý olej odvádí suspendované nečistoty z pouzdra účinněji než studený olej, který umožnil usazování částic na vnitřních površích. Syntetický olej ISO VG 320 na bázi PAO (o jeden stupeň těžší než VG 220 používaný v mírném podnebí) poskytuje zvýšenou viskozitu potřebnou k udržení dostatečné tloušťky olejového filmu při vyšších provozních teplotách při sklizni tropické třtiny.

Vývodový hřídel Údržba sklízečů cukrové třtiny vyžaduje denní mazání kardanových kloubů a drážkovaných trubek – prostředí s cukrovou šťávou a vlákny urychluje korozi a vázání součástí hnacího ústrojí mnohem rychleji než při provozu na čistém poli. Každý týden kontrolujte kalibraci kluzné spojky (tropická horka mohou způsobit zglazování třecího materiálu spojky, čímž se zvýší aktivační moment nad zamýšlenou prahovou hodnotu ochrany) a deflektory vláken na všech exponovaných rotujících hřídelích, zda se v nich nenahromadil materiál. Okamžitě odstraňte veškeré nahromadění vláken – deflektor, který je již naplněn zabaleným materiálem, nemůže odklonit další vlákna od těsnění.

Často kladené otázky

Střihač: Cxm