Κιβώτιο ταχυτήτων συλλεκτικής μηχανής ζαχαρότευτλων: Μηχανισμός εξαγωγής ριζών

Η Ακολουθία Συγκομιδής Παντζαριών: Τέσσερις Λειτουργίες, Ένα Κιβώτιο Ταχυτήτων PTO

Ένα πλήρες πέρασμα συγκομιδής ζαχαρότευτλων εκτελεί τέσσερις διαδοχικές λειτουργίες σε μία μόνο κίνηση του μηχανήματος προς τα εμπρός. Πρώτον, το επικαλυπτικό μηχάνημα αφαιρεί την φυλλώδη κορυφή από κάθε όρθιο τεύτλο σε ακριβές ύψος 5 έως 10 mm πάνω από τον ώμο της ρίζας — πολύ ψηλά αφήνει ιστό κορυφής που περιέχει ζάχαρη στο χωράφι (μειώνοντας την ανακτήσιμη απόδοση ζάχαρης κατά 0,5 έως 1,5 τοις εκατό ανά χιλιοστό περίσσειας κορυφής), ενώ πολύ χαμηλά κόβει το σώμα της ρίζας και εκθέτει τον εσωτερικό ιστό σε βακτηριακή λοίμωξη που προκαλεί σήψη κατά την περίοδο αποθήκευσης 4 έως 12 εβδομάδων πριν από την επεξεργασία στο εργοστάσιο. Δεύτερον, ο μηχανισμός ανύψωσης εξάγει την επικαλυπτόμενη ρίζα από το έδαφος χρησιμοποιώντας αντίθετα περιστρεφόμενους τροχούς ανύψωσης, δονούμενα τεμάχια ή συνδυασμό και των δύο. Τρίτον, το σύστημα καθαρισμού (τροχοί στροβίλου, κόσκινα κυλίνδρων ή διαχωριστές αστεροειδούς τροχού) αφαιρεί το προσκολλημένο χώμα από την επιφάνεια των τεύτλων. Τέταρτον, ο ανυψωτήρας μεταφέρει τα καθαρισμένα τεύτλα στη χοάνη του συλλέκτη ή απευθείας σε ένα ρυμουλκούμενο όχημα μεταφοράς. Κάθε λειτουργία απαιτεί διαφορετική ταχύτητα εξόδου και ροπή από το Κιβώτιο ταχυτήτων PTO, καθιστώντας τη μηχανή συγκομιδής ζαχαρότευτλων μία από τις πιο σύνθετες εφαρμογές κιβωτίου ταχυτήτων πολλαπλών εξόδων σε γεωργικό εξοπλισμό.

Ο μηχανισμός επικάλυψης χρησιμοποιεί περιστρεφόμενα πτερύγια (δάκτυλα από καουτσούκ ή πολυουρεθάνη που αφαιρούν την κορυφή με κρούση) που λειτουργούν στις 800 έως 1.500 σ.α.λ. ή περιστρεφόμενους δίσκους (χάλυβδινοι δίσκοι κοπής που κόβουν καθαρά την κορυφή) που λειτουργούν στις 400 έως 600 σ.α.λ. Από ένα δυναμοδότη 540 σ.α.λ., τα πτερύγια επικάλυψης απαιτούν αύξηση ταχύτητας από 1:1,5 έως 1:2,8, ενώ τα δισκοειδή πτερύγια λειτουργούν σε αναλογία περίπου 1:1. Οι τροχοί ανύψωσης περιστρέφονται στις 200 έως 400 σ.α.λ. - μείωση ταχύτητας από την είσοδο δυναμοδότη - και απαιτούν την υψηλότερη διατηρούμενη ροπή από οποιαδήποτε λειτουργία στο μηχάνημα συγκομιδής, επειδή κάθε ζεύγος τροχών πρέπει να πιάνει και να εξάγει πολλαπλές ρίζες παντζαριού ταυτόχρονα από το έδαφος που αντιστέκεται στην εξαγωγή με δυνάμεις τριβής και συγκόλλησης ανάλογες με την υγρασία του εδάφους και την περιεκτικότητα σε άργιλο. Η τουρμπίνα καθαρισμού λειτουργεί στις 150 έως 300 σ.α.λ. με μέτρια ροπή και ο ανυψωτήρας στις 50 έως 150 σ.α.λ. με τη χαμηλότερη ροπή από τις τέσσερις λειτουργίες.

Αρχιτεκτονική κιβωτίου ταχυτήτων πολλαπλών εξόδων για μηχανές συγκομιδής τεύτλων

Ο κιβώτιο ταχυτήτων θεριζοαλωνιστικής μηχανής ζαχαρότευτλων πρέπει να παρέχει ταυτόχρονες εξόδους σε τέσσερις διαφορετικές ταχύτητες από μία μόνο είσοδο PTO — μια πρόκληση σχεδιασμού που υπερβαίνει τις διαμορφώσεις μίας ή δύο εξόδων που χρησιμοποιούνται στα περισσότερα άλλα γεωργικά κιβώτια ταχυτήτων. Η πιο συνηθισμένη αρχιτεκτονική χρησιμοποιεί ένα κεντρικό στάδιο εισόδου με λοξοτομή (μετατρέποντας την οριζόντια περιστροφή του PTO σε κάθετη εσωτερική κίνηση) που τροφοδοτεί μια διάταξη γραναζιών συμπλέγματος με πολλαπλά σημεία εκκίνησης, καθένα από τα οποία έχει προσαρμοστεί για να παράγει την απαιτούμενη ταχύτητα εξόδου για την αντίστοιχη λειτουργία του. Η κορυφαία έξοδος είναι συνήθως η υψηλότερη ταχύτητα (απαιτείται αύξηση ταχύτητας), η έξοδος του ανυψωτήρα είναι μέτρια (απαιτείται μέτρια μείωση), το καθαριστικό είναι χαμηλότερο και το ανυψωτικό είναι το πιο αργό (απαιτείται η μεγαλύτερη μείωση).

Κάθε άξονας εξόδου πρέπει να φορτίζεται ανεξάρτητα χωρίς να επηρεάζεται η ταχύτητα ή η ροπή των άλλων εξόδων. Αυτή η ανεξαρτησία απαιτεί το σύστημα γραναζιών να σχεδιάζεται με επαρκή ακαμψία ώστε η παραμόρφωση που προκαλείται από το βαρύ φορτίο σε μία έξοδο (όπως μια αιχμή ροπής στον ανυψωτήρα από την επαφή με συμπιεσμένο έδαφος) να μην μετατοπίζει την ευθυγράμμιση των γειτονικών ζευγών γραναζιών. Στην πράξη, αυτό σημαίνει γρανάζια μεγαλύτερου πλάτους όψης, πιο άκαμπτες διαμέτρους άξονα και στηρίγματα ρουλεμάν σε κοντινή απόσταση — τα οποία όλα αυξάνουν την Κιβώτιο ταχυτήτων PTO μέγεθος και βάρος περιβλήματος σε σύγκριση με μια μονάδα μίας εξόδου ισοδύναμης συνολικής ονομαστικής ισχύος.

Η κατανομή ισχύος στις τέσσερις λειτουργίες ποικίλλει ανάλογα με τις συνθήκες του εδάφους και την ταχύτητα κίνησης, αλλά ακολουθεί ένα γενικό μοτίβο: μηχανισμός ανύψωσης 40 έως 50 τοις εκατό (το κυρίαρχο φορτίο), καθαρισμός 20 έως 30 τοις εκατό, επικάλυψη 15 έως 20 τοις εκατό και ανυψωτήρας 5 έως 10 τοις εκατό. Μια μηχανή συγκομιδής τεύτλων δύο σειρών με κίνηση από δυναμοδότη (PTO) που λειτουργεί σε μέτριο αργιλώδες έδαφος με τυπική ταχύτητα κίνησης (4 έως 6 km/h) απαιτεί 50 έως 80 συνολικές ιπποδύναμες PTO, ενώ μια μονάδα τριών σειρών σε βαρύ έδαφος μπορεί να απαιτεί 80 έως 120 ιπποδύναμες. Το κιβώτιο ταχυτήτων πρέπει να έχει ονομαστική ισχύ για το άθροισμα όλων των ταυτόχρονων μέγιστων φορτίων - όχι μόνο για το μέσο συνεχές φορτίο - επειδή οι τροχοί ανύψωσης συναντούν συμπιεσμένες ζώνες εδάφους, πέτρες και μπερδεμένες μάζες ριζών που παράγουν στιγμιαίες αιχμές ροπής 2 έως 3 φορές τη μέση ροπή λειτουργίας.

Παντζάρια εναντίον Πατάτας: Γεωμετρία Ρίζας και Διαφορές Φορτίου Κιβωτίου Ταχυτήτων

Οι μηχανές συγκομιδής ζαχαρότευτλων και πατατών μοιράζονται την θεμελιώδη πρόκληση της εξαγωγής μιας ριζικής καλλιέργειας από το έδαφος και του καθαρισμού της για αποθήκευση — και πολλές από τις αρχές σχεδιασμού του κιβωτίου ταχυτήτων είναι κοινές και στις δύο εφαρμογές. Ωστόσο, κρίσιμες διαφορές στη γεωμετρία των ριζών, την αλληλεπίδραση με το έδαφος και τον χρόνο συγκομιδής δημιουργούν ξεχωριστές μηχανικές απαιτήσεις που καθιστούν ένα κιβώτιο ταχυτήτων μιας μηχανής συγκομιδής τεύτλων ουσιαστικά διαφορετικό από ένα... κιβώτιο ταχυτήτων θεριζοαλωνιστικής μηχανής πατάτας σε αρκετές σημαντικές διαστάσεις.

Ένα ζαχαρότευτλο είναι κωνικό — συνήθως έχει μήκος 200 έως 400 mm και διάμετρο 80 έως 150 mm στον ώμο, που λεπταίνει σε μια στενή άκρη της ρίζας. Αυτό το κωνικό σχήμα σημαίνει ότι η δύναμη εξαγωγής αυξάνεται προοδευτικά καθώς η ρίζα τραβιέται από το έδαφος: το ευρύτερο τμήμα της ρίζας συναντά την υψηλότερη αντίσταση του εδάφους καθώς διέρχεται από τη ζώνη εξαγωγής, δημιουργώντας ένα προφίλ φόρτωσης ανοδικής ροπής στους τροχούς ανύψωσης. Μια πατάτα, αντίθετα, είναι περίπου σφαιρική ή ωοειδής (διαμέτρου 50 έως 100 mm), βρίσκεται πιο ρηχή στο έδαφος (βάθος 100 έως 200 mm έναντι 150 έως 350 mm για το παντζάρι) και παρουσιάζει ένα πιο ομοιόμορφο προφίλ δύναμης εξαγωγής επειδή η ευρύτερη διάμετρός του συναντάται νωρίς στη διαδρομή εξαγωγής. Το αποτέλεσμα είναι ότι ένας μηχανισμός ανύψωσης παντζαριών βιώνει 40 έως 60 τοις εκατό υψηλότερη μέγιστη ροπή ανά ρίζα από έναν ανυψωτήρα πατάτας που λειτουργεί σε συγκρίσιμο έδαφος — απαιτώντας βαρύτερα γρανάζια, μεγαλύτερα ρουλεμάν και ένα πιο στιβαρό περίβλημα στις εξόδους του κιβωτίου ταχυτήτων που κινούν τους τροχούς ανύψωσης.

Ο χρόνος της περιόδου συγκομιδής διαφέρει επίσης σημαντικά: οι πατάτες συνήθως συλλέγονται στα τέλη του καλοκαιριού έως τις αρχές του φθινοπώρου (Αύγουστος έως Οκτώβριος στο Βόρειο Ημισφαίριο), όταν η υγρασία του εδάφους είναι μέτρια και οι θερμοκρασίες του αέρα ήπιες. Η συγκομιδή των ζαχαρότευτλων εκτείνεται από τα τέλη Σεπτεμβρίου έως τον Δεκέμβριο — το πιο υγρό και κρύο μέρος του γεωργικού ημερολογίου στις περισσότερες περιοχές καλλιέργειας τεύτλων. Το κιβώτιο ταχυτήτων πρέπει να λειτουργεί αξιόπιστα σε θερμοκρασίες περιβάλλοντος από μείον 5 έως συν 15 βαθμούς Κελσίου (σε σύγκριση με 10 έως 25 βαθμούς για τη συγκομιδή πατάτας), με επίπεδα υγρασίας εδάφους 30 έως 50 τοις εκατό υψηλότερα από ό,τι κατά τη διάρκεια της περιόδου πατάτας. Αυτό το περιβάλλον λειτουργίας στα τέλη της περιόδου απαιτεί διαχείριση του ιξώδους του λαδιού κατά την εκκίνηση εν ψυχρώ (συνθετικό λάδι κιβωτίου ταχυτήτων με καλή ρευστότητα σε χαμηλές θερμοκρασίες) και βελτιωμένη στεγανοποίηση έναντι του κορεσμένου εδάφους και των στάσιμων υδάτων που χαρακτηρίζουν τα χωράφια τεύτλων στα τέλη του φθινοπώρου.

Συνθήκες Φθινοπωρινής Συγκομιδής: Σφράγιση και Λίπανση

Το λειτουργικό περιβάλλον συγκομιδής ζαχαρότευτλων στα τέλη του φθινοπώρου δημιουργεί έναν μοναδικό συνδυασμό προκλήσεων για κιβώτιο ταχυτήτων θεριζοαλωνιστικής μηχανής ζαχαρότευτλων Σφράγιση και λίπανση. Το υγρό αργιλώδες έδαφος με περιεκτικότητα σε υγρασία 30 έως 40 τοις εκατό παράγει ένα πολτό λεπτών λειαντικών σωματιδίων αναμεμειγμένων με νερό που επικαλύπτει κάθε εκτεθειμένη επιφάνεια του μηχανήματος συγκομιδής — συμπεριλαμβανομένων των περιβλημάτων του κιβωτίου ταχυτήτων, των επιφανειών στεγανοποίησης άξονα και των καπακιών εξαερισμού. Αυτό το λειαντικό πολτό είναι πιο επιβλαβές για τις στεγανοποιήσεις άξονα από την ξηρή σκόνη ή το καθαρό νερό μόνο του, επειδή το νερό μεταφέρει τα λειαντικά σωματίδια σε στενή επαφή με την επιφάνεια του χείλους στεγανοποίησης, παρέχοντας παράλληλα τη λίπανση που επιτρέπει στα σωματίδια να ολισθαίνουν κατά μήκος της επιφάνειας στεγανοποίησης και να τρίβουν την άκρη στεγανοποίησης.

Οι στεγανοποιήσεις άξονα διπλού χείλους με ενδιάμεσο θάλαμο λίπανσης αποτελούν την ελάχιστη προδιαγραφή για τα κιβώτια ταχυτήτων μηχανημάτων συγκομιδής τεύτλων. Το εξωτερικό χείλος αποκλείει το μεγαλύτερο μέρος του πολτού εδάφους, το φράγμα λίπους παγιδεύει τα σωματίδια που περνούν από το εξωτερικό χείλος και το εσωτερικό χείλος εμποδίζει την είσοδο μολυσμένου λίπους. γεωργικό κιβώτιο ταχυτήτων λάδι. Λιπάνετε τους ενδιάμεσους θαλάμους κάθε 8 έως 10 ώρες λειτουργίας για να διατηρήσετε θετική πίεση γράσου που αντιστέκεται στην προς τα μέσα μετακίνηση μολυσμένου νερού από το έδαφος. Οι σφραγισμένες βαλβίδες εξαέρωσης αντεπιστροφής εμποδίζουν την εισροή πολτού στο περίβλημα του κιβωτίου ταχυτήτων κατά τη διάρκεια των κύκλων θερμικής αναπνοής — ένα τυπικό ανοιχτό καπάκι εξαέρωσης σε ένα κιβώτιο ταχυτήτων συγκομιδής τεύτλων θα καταπιεί νερό μολυσμένο από το έδαφος εντός της πρώτης ημέρας λειτουργίας.

Η επιλογή λιπαντικού για λειτουργία στα τέλη του φθινοπώρου πρέπει να εξισορροπεί το ιξώδες κατά την ψυχρή εκκίνηση με την αντοχή του φιλμ σε υψηλή θερμοκρασία. Το συνθετικό λάδι κιβωτίου ταχυτήτων ISO VG 220 με βάση το PAO παρέχει επαρκή αντοχή φιλμ στις μέτριες θερμοκρασίες λειτουργίας της φθινοπωρινής συγκομιδής τεύτλων (το λάδι κιβωτίου ταχυτήτων συνήθως φτάνει τους 50 έως 70 βαθμούς Κελσίου, πολύ χαμηλότερα από τον εξοπλισμό καλοκαιρινής συγκομιδής), διατηρώντας παράλληλα αποδεκτή ρευστότητα στις κρύες πρωινές θερμοκρασίες έναρξης από μείον 5 έως συν 5 βαθμούς Κελσίου, που είναι συνηθισμένες κατά τη συγκομιδή του Νοεμβρίου και του Δεκεμβρίου στη βόρεια Ευρώπη. Το ορυκτέλαιο κιβωτίων ταχυτήτων του ίδιου βαθμού ιξώδους γίνεται υπερβολικά παχύρρευστο κάτω από τους 0 βαθμούς Κελσίου, προκαλώντας υψηλή ροπή εκκίνησης, φθορά στα ρουλεμάν κατά τα πρώτα λεπτά λειτουργίας και επιταχυνόμενη φθορά της στεγανοποίησης από την αυξημένη ιξώδη αντίσταση στις ψυχρές στεγανοποιήσεις άξονα.

Προστασία από κρούσεις σε πέτρες και διατήρηση της ποιότητας της ζάχαρης

Πέτρες, σκληρυμένοι σβόλοι εδάφους και μεταλλικά υπολείμματα (σύρμα περίφραξης, χαμένα εργαλεία, σπασμένες αιχμές οργώματος) εισέρχονται στο σύστημα καθαρισμού αναμεμειγμένα με τη ροή των τεύτλων. Στον στρόβιλο καθαρισμού — το εξάρτημα του συστήματος καθαρισμού με την υψηλότερη ταχύτητα — αυτά τα ξένα αντικείμενα προσκρούουν στα πτερύγια του στροβίλου και στους αστεροειδής τροχούς που κινούνται από το κιβώτιο ταχυτήτων με ταχύτητες που δημιουργούν στιγμιαίες αιχμές δύναμης 5 έως 10 φορές το κανονικό φορτίο λειτουργίας. Χωρίς επαρκή προστασία από υπερφόρτωση, μια μόνο μεγάλη πρόσκρουση πέτρας μπορεί να σπάσει μια βάση πτερυγίου του στροβίλου, να λυγίσει έναν άξονα αστεροειδούς τροχού ή να σπάσει μια ρίζα δοντιού γραναζιού στην κίνηση εξόδου καθαρισμού του κιβώτιο ταχυτήτων θεριζοαλωνιστικής μηχανής ζαχαρότευτλωνΗ προστασία από διατμητική βίδα σε κάθε στοιχείο καθαρισμού είναι η τυπική προσέγγιση: η διατμητική βίδα σπάει σε ένα βαθμονομημένο όριο ροπής, αποσυνδέοντας το στοιχείο καθαρισμού από την κίνηση πριν η δύναμη πρόσκρουσης φτάσει στο κιβώτιο ταχυτήτων, και μια αντικατάσταση της βίδας αποκαθιστά την κίνηση σε λιγότερο από 5 λεπτά.

Η αλληλεπίδραση μεταξύ της απόδοσης του κιβωτίου ταχυτήτων και της ποιότητας της ζάχαρης συχνά παραβλέπεται. Η ταχύτητα του τροχού ανύψωσης επηρεάζει άμεσα τη ζημιά στις ρίζες — πολύ γρήγορα οι τροχοί μωλωπίζουν ή σπάνε τις ρίζες των παντζαριών (εκθέτοντας τον εσωτερικό ιστό σε βακτηριακή μόλυνση που μειώνει την περιεκτικότητα σε ζάχαρη κατά την αποθήκευση κατά 0,1 έως 0,3 τοις εκατό την εβδομάδα), ενώ πολύ αργά υπάρχει κίνδυνος ατελής εξαγωγής (αφήνοντας την άκρη της ρίζας στο έδαφος, γεγονός που μειώνει επίσης την ανακτήσιμη ζάχαρη). Η ταχύτητα του στροβίλου καθαρισμού επηρεάζει ομοίως την ισορροπία μεταξύ της αποτελεσματικότητας της απομάκρυνσης του χώματος και της ζημιάς στην επιφάνεια της ρίζας — ο επιθετικός καθαρισμός σε υψηλή ταχύτητα του στροβίλου απομακρύνει περισσότερο χώμα (μειώνοντας το βάρος μεταφοράς και το κόστος επεξεργασίας στο εργοστάσιο), αλλά απογυμνώνει το περίβλημα της ρίζας και προκαλεί βλάβη στα κύτταρα που επιταχύνει την αναστροφή της ζάχαρης κατά την αποθήκευση. Αυτές οι αλληλεπιδράσεις ποιότητας σημαίνουν ότι οι ταχύτητες εξόδου του κιβωτίου ταχυτήτων δεν είναι απλώς μηχανικές προδιαγραφές, αλλά συμβάλλουν άμεσα στην οικονομική αξία της συγκομιδής.

Συντήρηση εντός της σεζόν και αποθήκευση μετά τη συγκομιδή

Η περίοδος συγκομιδής των τεύτλων διαρκεί 6 έως 12 εβδομάδες συνεχούς καθημερινής λειτουργίας — 300 έως 600 ώρες λειτουργίας συγκεντρωμένες στη συντομότερη, πιο υγρή και πιο κρύα περίοδο του γεωργικού έτους. Τα διαστήματα αλλαγής λαδιού πρέπει να είναι 150 έως 200 ώρες (συνιστάται αλλαγή στα μέσα της σεζόν για περίοδο 400+ ωρών), με άμεση αλλαγή εάν το λάδι εμφανίσει γαλακτώδη αποχρωματισμό (μόλυνση από το νερό) ή ορατά ιζήματα σωματιδίων εδάφους στο βύσμα αποστράγγισης. Κάθε Άξονας PTO Η σύνδεση U πρέπει να λιπαίνεται καθημερινά — το υγρό περιβάλλον του εδάφους επιταχύνει τη δημιουργία οπών διάβρωσης σε ρουλεμάν βελόνων που δεν διατηρούνται συνεχώς γεμισμένα με φρέσκο ​​λιπαντικό.

Ο καθαρισμός μετά τη συγκομιδή είναι κρίσιμος. Το χώμα των τεύτλων έχει συνήθως υψηλή περιεκτικότητα σε άργιλο και σκληραίνει σε μια μάζα που μοιάζει με σκυρόδεμα όταν στεγνώνει στο περίβλημα του κιβωτίου ταχυτήτων κατά τη χειμερινή αποθήκευση. Πλύνετε ολόκληρο το κιβώτιο ταχυτήτων με πίεση αμέσως μετά την τελευταία ημέρα συγκομιδής (ενώ το χώμα είναι ακόμα υγρό και αφαιρούμενο), στραγγίστε και αντικαταστήστε το λάδι (αφαιρώντας το συσσωρευμένο νερό και τα ιζήματα εδάφους), εφαρμόστε φρέσκο ​​γράσο σε όλους τους εξωτερικούς θαλάμους στεγανοποίησης και αποθηκεύστε τη μηχανή συγκομιδής υπό κάλυψη. Ένα κιβώτιο ταχυτήτων που εισέρχεται στην χειμερινή αποθήκευση καθαρό και στεγνό θα εμφανιστεί το επόμενο φθινόπωρο με το 95% της πιθανής διάρκειας ζωής του άθικτο. Ένα κιβώτιο ταχυτήτων που αποθηκεύεται με υγρό άργιλο γεμάτο στο περίβλημα μπορεί να χάσει 15 έως 25% λόγω φθοράς της στεγανοποίησης και διάβρωσης της επιφάνειας κατά τη διάρκεια των 9 έως 10 μηνών εκτός εποχής.

Συχνές ερωτήσεις

Επιμέλεια: Cxm