Κιβώτιο ταχυτήτων με κοχλιωτό μεταφορέα: Σχέσεις μετάδοσης κίνησης και απαιτήσεις ροπής

Οι κοχλιομεταφορείς (κοχλιοφόροι) είναι ο κινητήριος μοχλός της διακίνησης σιτηρών — μεταφέρουν σιτηρά οριζόντια, σε κλίσεις και κάθετα από τις χοάνες εδάφους σε οροφές κάδων, από τα φρεάτια εκφόρτωσης φορτηγών σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας και μεταξύ δομών αποθήκευσης. Κιβώτιο ταχυτήτων PTO Η κίνηση ενός κοχλιομεταφορέα πρέπει να μειώνει την ταχύτητα εισόδου του ελκυστήρα ή του κινητήρα στη βέλτιστη ταχύτητα πτήσης του κοχλία, παρέχοντας παράλληλα τη συνεχή ροπή στρέψης που απαιτείται για την ώθηση των κόκκων μέσω της αύλακας έναντι της τριβής, της βαρύτητας (σε κλίσεις) και της αντίθλιψης των συσσωρευμένων κόκκων στο άκρο εκκένωσης.

Η βέλτιστη ταχύτητα του κοχλιωτού μεταφορέα εξαρτάται από τον τύπο του κόκκου, τη διάμετρο του μεταφορέα και τη γωνία κλίσης. Για οριζόντιους μεταφορείς σιταριού με διαμέτρους 200 έως 300 mm, η τυπική ταχύτητα λειτουργίας είναι 400 έως 600 σ.α.λ. Οι μεταφορείς μεγαλύτερης διαμέτρου (400 έως 500 mm) λειτουργούν πιο αργά — 200 έως 400 σ.α.λ. — για να περιοριστεί η ζημιά στους κόκκους από την υπερβολική φυγοκεντρική δύναμη στην περιφέρεια της διαδρομής. Οι κεκλιμένοι μεταφορείς απαιτούν προοδευτικά χαμηλότερες ταχύτητες καθώς αυξάνεται η γωνία: ένας κεκλιμένος μεταφορέας 45 μοιρών συνήθως λειτουργεί 30 έως 50 τοις εκατό πιο αργά από έναν οριζόντιο μεταφορέα ίδιας διαμέτρου για να διατηρηθεί η ογκομετρική απόδοση, καθώς οι κόκκοι τείνουν να καταρρέουν προς τα πίσω μεταξύ των κενών διαδρομής σε απότομες κλίσεις.

Για ένα φορητό τρυπάνι με κίνηση από δυναμοδότη (PTO) που λαμβάνει είσοδο 540 σ.α.λ., μια τυπική σχέση μετάδοσης κιβωτίου ταχυτήτων 1:1 έως 1,3:1 (μείωση ταχύτητας) παρέχει έξοδο 400 έως 540 σ.α.λ. κατάλληλη για οριζόντιους μεταφορείς μεσαίας διαμέτρου. Οι κεκλιμένοι κοχλίες ή οι μεταφορείς μεγάλης διαμέτρου ενδέχεται να απαιτούν σχέσεις 2:1 έως 3:1 για επαρκή μείωση ταχύτητας. Η απαίτηση ροπής κυριαρχείται από την κατάσταση εκκίνησης — ένας κοχλιωτός μεταφορέας θαμμένος σε σιτηρά απαιτεί 2 έως 3 φορές τη ροπή λειτουργίας για να ξεκινήσει την περιστροφή, και η γεωργικό κιβώτιο ταχυτήτων πρέπει να έχει ονομαστική τιμή για αυτήν την ροπή εκκίνησης χωρίς να υπερβαίνει τη μέγιστη ικανότητα φορτίου του.

Διαστασιολόγηση κιβωτίου ταχυτήτων ανελκυστήρα κάδου για εγκαταστάσεις αποθήκευσης σιτηρών

Οι καδοφόροι ανυψωτήρες ανυψώνουν σιτηρά κάθετα από το επίπεδο του εδάφους σε κορυφές κάδων, εισόδους στεγνωτηρίου και εξοπλισμό καθαρισμού σε ύψη από 10 έως 40+ μέτρα. Το κιβώτιο ταχυτήτων που κινεί έναν καδοφόρο ανυψωτήρα πρέπει να παρέχει σταθερή απόδοση χαμηλής ταχύτητας και υψηλής ροπής στον άξονα της κεφαλής — συνήθως 30 έως 80 σ.α.λ. ανάλογα με την ταχύτητα του ιμάντα του ανυψωτήρα και το μέγεθος του κάδου. Αυτό απαιτεί σημαντική μείωση της ταχύτητας από τον κινητήρα ή την είσοδο PTO: ένας κινητήρας 1.000 σ.α.λ. που κινεί έναν άξονα κεφαλής 50 σ.α.λ. χρειάζεται συνολική αναλογία 20:1, η οποία συνήθως επιτυγχάνεται συνδυάζοντας ένα κιβώτιο ταχυτήτων με ατέρμονα κοχλία ή ελικοειδές κιβώτιο ταχυτήτων με ένα δευτερεύον στάδιο κίνησης με αλυσίδα ή ιμάντα.

Η απαιτούμενη ισχύς για έναν ανυψωτήρα με κάδο καθορίζεται από το ύψος ανύψωσης, τον ρυθμό διακίνησης και την πυκνότητα των κόκκων. Ένας τυπικός υπολογισμός για έναν ανυψωτήρα σιταριού που κινεί 100 τόνους ανά ώρα μέσω ενός ανυψωτήρα 25 μέτρων αποδίδει περίπου 15 έως 20 kW (20 έως 27 HP) στον άξονα της κεφαλής — εντός των δυνατοτήτων του κιβωτίου ταχυτήτων PTO για φορητές εγκαταστάσεις ή εγκαταστάσεις σε αγροτική κλίμακα. Ωστόσο, η πραγματική επιλογή του κιβωτίου ταχυτήτων πρέπει να λαμβάνει υπόψη τις απώλειες απόδοσης στο σύστημα κίνησης (πλέγμα γραναζιών, ολίσθηση ιμάντα, τριβή ρουλεμάν) που μειώνουν την ισχύ που διατίθεται στον άξονα της κεφαλής του ανυψωτήρα σε σύγκριση με την ισχύ εισόδου του κινητήρα ή του PTO.

Τα κιβώτια ταχυτήτων με καδοφόρο ανυψωτήρα παρουσιάζουν ένα μοναδικό μοτίβο φόρτωσης: σχετικά σταθερή ροπή κατά την κανονική λειτουργία (το βάρος των φορτωμένων κάδων στην ανοδική πλευρά δημιουργεί ένα σταθερό βαρυτικό φορτίο) αλλά σοβαρά παροδικά φορτία κατά την εκκίνηση (επιταχύνοντας την πλήρη μάζα του ιμάντα, των κάδων και των κόκκων από την ηρεμία) και κατά τη διάρκεια συμβάντων έμφραξης του κάδου (όταν οι κόκκοι δεν εκφορτώνονται στην κεφαλή και συσσωρεύονται στο πορτμπαγκάζ, αυξάνοντας δραματικά την τάση του ιμάντα). Το κιβώτιο ταχυτήτων πρέπει να ανέχεται αυτές τις παροδικές υπερφορτώσεις χωρίς ζημιά στα δόντια του γραναζιού ή αστοχία στα ρουλεμάν. Για παρόμοιες εφαρμογές κιβωτίων ταχυτήτων συνεχούς λειτουργίας για γεωργικά προϊόντα που μοιράζονται αυτά τα απαιτητικά λειτουργικά χαρακτηριστικά, ανατρέξτε στον τεχνικό μας πόρο στο κιβώτιο ταχυτήτων για διανομείς κοπριάς, το οποίο καλύπτει συγκρίσιμες απαιτήσεις κίνησης υψηλής ροπής.

Τρυπάνια σάρωσης κάδου σιτηρών: Απαιτήσεις κιβωτίου ταχυτήτων για πλήρη καθαρισμό κάδου

Οι κοχλίες σάρωσης είναι κοχλιωτοί μεταφορείς χαμηλού προφίλ που περιστρέφονται γύρω από την εσωτερική περίμετρο των κάδων σιτηρών με επίπεδο πυθμένα, ωθώντας τους κόκκους προς το κεντρικό φρεάτιο για εκφόρτωση μέσω του κοχλία εκφόρτωσης που βρίσκεται από κάτω. Το κιβώτιο ταχυτήτων που κινεί έναν κοχλία σάρωσης πρέπει να παρέχει πολύ χαμηλή ταχύτητα εξόδου (10 έως 30 σ.α.λ. για την περιστροφή του βραχίονα σάρωσης) σε συνδυασμό με μέτρια ροπή για την ώθηση των σιτηρών κατά μήκος του δαπέδου του κάδου έναντι τριβής. Αυτό απαιτεί είτε ένα κιβώτιο ταχυτήτων υψηλής αναλογίας (30:1 έως 50:1) είτε μια πολυβάθμια κίνηση που συνδυάζει ένα κιβώτιο ταχυτήτων με μια κίνηση αλυσίδας μείωσης.

Τα κιβώτια ταχυτήτων με τρυπάνι σάρωσης λειτουργούν σε ένα από τα πιο απαιτητικά περιβάλλοντα χειρισμού σιτηρών: πλήρως βυθισμένα στη σκόνη σιτηρών στον πάτο ενός κάδου αποθήκευσης. Η σκόνη σιτηρών είναι εξαιρετικά λεπτή, λειαντική (η περιεκτικότητα σε πυρίτιο ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο σιτηρών, αλλά είναι πάντα παρούσα) και εισέρχεται σε οποιοδήποτε ασφράγιστο άνοιγμα μέσα σε λίγες ώρες λειτουργίας. Ένα τυπικό γεωργικό κιβώτιο ταχυτήτων με αεριζόμενο καπάκι εξαερισμού θα καταπιεί γρήγορα τη σκόνη σιτηρών, μολύνοντας το λάδι και επιταχύνοντας τη φθορά σε κάθε εσωτερική επιφάνεια. Τα κιβώτια ταχυτήτων με τρυπάνι σάρωσης πρέπει να χρησιμοποιούν σφραγισμένα (IP65 ή υψηλότερα) περιβλήματα με συστήματα εξαερισμού υπό πίεση ή πλήρως σφραγισμένα σχέδια εφ' όρου ζωής που εξαλείφουν εντελώς την οδό κατάποσης σκόνης.

Στεγανοποιημένο περίβλημα από σκόνη: Προστασία κιβωτίων ταχυτήτων σε περιβάλλοντα με σκόνη σιτηρών

Η σκόνη κόκκων ταξινομείται ως εύφλεκτος κίνδυνος σκόνης στα περισσότερα πρότυπα βιομηχανικής ασφάλειας, αλλά οι μηχανικές της επιδράσεις στα εσωτερικά του κιβωτίου ταχυτήτων είναι εξίσου καταστροφικές. Λεπτόκοκκα σωματίδια σκόνης (10 έως 100 μικρόμετρα) διαπερνούν τις τυπικές στεγανοποιήσεις χειλιών εντός ημερών συνεχούς λειτουργίας, αναμιγνύονται με το λάδι του κιβωτίου ταχυτήτων για να σχηματίσουν ένα λειαντικό πολτό και επιταχύνουν τη φθορά στις επιφάνειες των δοντιών των γραναζιών, στις αυλακώσεις των ρουλεμάν και στα χείλη στεγανοποίησης. Ένα κιβώτιο ταχυτήτων που λειτουργεί σε περιβάλλον σκόνης κόκκων με ανεπαρκή στεγανοποίηση μπορεί να χάσει 50 έως 70 τοις εκατό της αναμενόμενης διάρκειας ζωής του σε σύγκριση με το ίδιο κιβώτιο ταχυτήτων που λειτουργεί σε καθαρό περιβάλλον.

Η αποτελεσματική στεγανοποίηση σκόνης για κιβώτια ταχυτήτων χειρισμού σιτηρών απαιτεί μια προσέγγιση πολλαπλών φραγμών. Οι στεγανοποιήσεις άξονα διπλού χείλους με έναν ενδιάμεσο θάλαμο γεμάτο με γράσο παρέχουν το κύριο φράγμα στεγανοποίησης άξονα — το εξωτερικό χείλος αποκλείει τη σκόνη, ενώ το γράσο μεταξύ των χειλιών παγιδεύει τυχόν σωματίδια που περνούν από την εξωτερική στεγανοποίηση πριν φτάσουν στο εσωτερικό χείλος και στον χώρο λαδιού. Οι σφραγισμένες βαλβίδες εξαέρωσης (αναπνευστήρες ξηραντικού ή βαλβίδες ελέγχου εκτόνωσης πίεσης) αντικαθιστούν τα ανοιχτά καπάκια εξαέρωσης για να αποτρέψουν την εισπνοή σκόνης μέσω της διαδρομής εξαερισμού του περιβλήματος. Οι μηχανικά κατεργασμένες ενώσεις του περιβλήματος με φλάντζες ή στεγανωτικό αντικαθιστούν τις χυτευμένες επιφάνειες των ενώσεων που επιτρέπουν την είσοδο σκόνης μέσω της γραμμής διαχωρισμού του περιβλήματος.

Για φορητά τρυπάνια σιτηρών με κίνηση PTO που κινούνται μεταξύ εργασιών εκφόρτωσης χωραφιού και πλήρωσης κάδων, η έκθεση στη σκόνη ποικίλλει ανάλογα με την εγκατάσταση. A Κιβώτιο ταχυτήτων PTO σε ένα χωράφι, ο κοχλίας εκφόρτωσης μπορεί να λειτουργεί σε σχετικά καθαρές συνθήκες, ενώ ο ίδιος κοχλίας που έχει επανατοποθετηθεί σε ένα σταθμό πλήρωσης κάδων λειτουργεί σε ένα πυκνό σύννεφο σκόνης που δημιουργείται από την πτώση σιτηρών. Ένας ποιοτικός κατασκευαστής κιβωτίων ταχυτήτων όπως Κιβώτιο ταχυτήτων PTO Ever-Power προσφέρει εκδόσεις τυποποιημένων μοντέλων με στεγανοποίηση σκόνης για εφαρμογές χειρισμού σιτηρών. Επικοινωνήστε με την ομάδα μηχανικών μας για προδιαγραφές σχετικά με τις επιλογές στεγανοποιημένου περιβλήματος. Για Άξονας PTO και γεωργικό κιβώτιο ταχυτήτων Με πακέτα σχεδιασμένα για εργασίες χειρισμού σιτηρών, παρέχουμε ολοκληρωμένες λύσεις με αντίστοιχη στεγανοποίηση σκόνης σε όλα τα εξαρτήματα κίνησης.

Συνεχής λειτουργία σε ρυθμούς απόδοσης συγκομιδής

Τα συστήματα χειρισμού σιτηρών λειτουργούν 10 έως 16 ώρες την ημέρα κατά τη διάρκεια του παραθύρου συγκομιδής — πολύ περισσότερο από τους διαλείποντες κύκλους λειτουργίας των περισσότερων εφαρμογών γεωργικών κιβωτίων ταχυτήτων. Ένας περιστροφικός κόφτης λειτουργεί σε εκρήξεις λεπτών μεταξύ των στροφών και της επανατοποθέτησης. Ένας κοχλίας σιτηρών λειτουργεί συνεχώς για ώρες, μεταφέροντας φορτίο μετά φορτίο από το φορτηγό στον κάδο χωρίς διακοπή. Αυτή η συνεχής λειτουργία δημιουργεί παρατεταμένη θερμική φόρτιση που αποκαλύπτει οποιαδήποτε αδυναμία στον σχεδιασμό θερμικής διαχείρισης του κιβωτίου ταχυτήτων.

Ένα κιβώτιο ταχυτήτων που λειτουργεί άνετα στους 60 βαθμούς Κελσίου σε θερμοκρασία λαδιού κατά τη διάρκεια κύκλων λειτουργίας 30 λεπτών μπορεί να φτάσει τους 90 έως 100 βαθμούς Κελσίου μετά από 8 ώρες συνεχούς λειτουργίας στο ίδιο φορτίο. Σε αυτές τις υψηλές θερμοκρασίες, το ορυκτέλαιο υποβαθμίζεται γρήγορα — χάνοντας ιξώδες, οξειδώνοντας ταχύτερα και εναποθέτοντας βερνίκι στις εσωτερικές επιφάνειες που μονώνει το περίβλημα και μειώνει περαιτέρω την απαγωγή θερμότητας. Η θερμική σπείρα μπορεί να προχωρήσει σε αστοχία ρουλεμάν μέσα σε λίγες ημέρες εάν δεν αντιμετωπιστεί. Για κιβώτια ταχυτήτων χειρισμού σιτηρών που αναμένεται να λειτουργούν 10+ ώρες καθημερινά κατά τη συγκομιδή, η ελάχιστη συνιστώμενη μέθοδος είναι το συνθετικό λάδι κιβωτίων (EP 220 με βάση το PAO ή ισοδύναμο). Το συνθετικό λάδι διατηρεί το ιξώδες και την αντοχή του στην οξείδωση σε θερμοκρασίες όπου το ορυκτέλαιο αποτυγχάνει, παρατείνοντας τόσο τη διάρκεια ζωής του λαδιού όσο και τα εξαρτήματα του κιβωτίου ταχυτήτων που προστατεύει.

Ο σχεδιασμός του περιβλήματος επηρεάζει επίσης τη θερμική απόδοση συνεχούς λειτουργίας. Ένα κιβώτιο ταχυτήτων με μεγάλη εξωτερική επιφάνεια και επιφάνειες με πτερύγια διαχέει τη θερμότητα στον αέρα περιβάλλοντος πιο αποτελεσματικά από ένα συμπαγές περίβλημα με λεία τοιχώματα του ίδιου εσωτερικού όγκου. Τα κιβώτια ταχυτήτων που είναι τοποθετημένα στον άξονα και βρίσκονται απευθείας στον άξονα της κεφαλής του μεταφορέα συχνά έχουν περιορισμένη φυσική μεταφορά επειδή η διάταξη τοποθέτησης περιορίζει τη ροή του αέρα γύρω από το περίβλημα. Σε αυτές τις εγκαταστάσεις, η χωρητικότητα λαδιού γίνεται το κύριο θερμικό ρυθμιστικό - ένας μεγαλύτερος όγκος λαδιού απορροφά περισσότερη θερμική ενέργεια πριν φτάσει σε κρίσιμη θερμοκρασία, κερδίζοντας χρόνο πριν επιτευχθεί θερμική ισορροπία. Ο καθορισμός ενός κιβωτίου ταχυτήτων με 20 έως 30 τοις εκατό μεγαλύτερη χωρητικότητα λαδιού από την ελάχιστη απαιτούμενη παρέχει ένα σημαντικό θερμικό περιθώριο για εκτεταμένη λειτουργία κατά την ημέρα της συγκομιδής.

Στρατηγική Συντήρησης Κιβωτίου Ταχυτήτων για την Περίοδο Συγκομιδής

Το χρονικό διάστημα της συγκομιδής δεν είναι η κατάλληλη στιγμή για σημαντική συντήρηση του κιβωτίου ταχυτήτων — είναι η στιγμή που η προετοιμασία αποδίδει καρπούς. Η επιθεώρηση πριν από τη συγκομιδή θα πρέπει να περιλαμβάνει την αποστράγγιση και την αντικατάσταση του λαδιού του κιβωτίου ταχυτήτων σε κάθε κιβώτιο ταχυτήτων χειρισμού σιτηρών (η έναρξη κάθε συγκομιδής με φρέσκο ​​λάδι εξασφαλίζει μέγιστη προστασία κατά την πιο απαιτητική περίοδο), τον έλεγχο της στάθμης λαδιού και της κατάστασης της στεγανοποίησης σε κάθε μονάδα, τη λίπανση όλων των εξωτερικών ρουλεμάν και των αρθρώσεων U του συστήματος μετάδοσης κίνησης PTO και την επαλήθευση ότι όλα τα στοιχεία στερέωσης είναι σφιγμένα σύμφωνα με τις προδιαγραφές. Οποιοδήποτε κιβώτιο ταχυτήτων που έδειξε σημάδια βλάβης κατά την προηγούμενη συγκομιδή (ασυνήθιστος θόρυβος, αυξημένη θερμοκρασία, μόλυνση λαδιού ή διαρροή στεγανοποίησης) θα πρέπει να ανακατασκευαστεί ή να αντικατασταθεί πριν από την έναρξη της νέας συγκομιδής — όχι αφού το πρώτο φορτίο σιτηρών αποκαλύψει ότι το οριακό κιβώτιο ταχυτήτων της περασμένης σεζόν έχει γίνει η καταστροφική αποτυχία της φετινής σεζόν.

Κατά τη διάρκεια της συγκομιδής, η καθημερινή συντήρηση περιορίζεται σε ό,τι μπορεί να γίνει γρήγορα χωρίς να διαταραχθεί η απόδοση: έλεγχος των επιπέδων λαδιού κάθε πρωί πριν από την άφιξη του πρώτου φορτηγού, ακρόαση για αλλαγές στον θόρυβο του κιβωτίου ταχυτήτων κατά τα πρώτα λεπτά λειτουργίας κάθε μέρα (μια αλλαγή στο ύψος του στροφαλοφόρου ή η εμφάνιση νέων ήχων λείανσης ή κλικ υποδηλώνει προοδευτική εσωτερική ζημιά) και παρακολούθηση της θερμοκρασίας του περιβλήματος με την αφή (ένα κιβώτιο ταχυτήτων που ήταν ζεστό χθες αλλά είναι ζεστό σήμερα σας λέει ότι κάτι έχει αλλάξει). Εάν ένα κιβώτιο ταχυτήτων παρουσιάσει επιβεβαιωμένο πρόβλημα κατά τη συγκομιδή, το πλαίσιο λήψης αποφάσεων είναι απλό: εάν έχετε ένα εφεδρικό κιβώτιο ταχυτήτων στο ράφι, αντικαταστήστε το αμέσως και επισκευάστε την ελαττωματική μονάδα κατά τη διάρκεια της εκτός εποχής. Εάν δεν έχετε εφεδρικό, επικοινωνήστε με τον προμηθευτή σας για επείγουσα αποστολή αντικατάστασης εντός της νύχτας — το κόστος της ταχείας αποστολής είναι ασήμαντο σε σύγκριση με μια ημέρα απώλειας χωρητικότητας χειρισμού σιτηρών κατά τη διάρκεια του παραθύρου συγκομιδής.

Μετά τη συγκομιδή, αποστραγγίστε το λάδι από όλα τα κιβώτια ταχυτήτων χειρισμού σιτηρών και ελέγξτε τα για τυχόν μολύνσεις (σκόνη σιτηρών, νερό, μεταλλικά σωματίδια). Γεμίστε ξανά με φρέσκο ​​λάδι και λειτουργήστε για λίγο κάθε κιβώτιο ταχυτήτων για να καλυφθούν όλες οι εσωτερικές επιφάνειες με προστατευτική μεμβράνη λαδιού πριν από την παρατεταμένη περίοδο αποθήκευσης. Αυτή η αλλαγή λαδιού μετά τη συγκομιδή αφαιρεί τη μόλυνση που συσσωρεύτηκε κατά τη διάρκεια της συγκομιδής και διασφαλίζει ότι το κιβώτιο ταχυτήτων εισέρχεται στην αποθήκευση με καθαρό λάδι, προστατεύοντας κάθε εσωτερική επιφάνεια από τη διάβρωση κατά τη διάρκεια μηνών αδράνειας.

Συχνές ερωτήσεις