¿Qué es una caja de cambios para cabezal de cosecha de maíz?
A Caja de engranajes del cabezal de maíz es la unidad compacta de engranajes cónicos de ángulo recto instalada en cada unidad de hilera de un cabezal de maíz (también llamado cabezal de maíz) acoplado a una cosechadora. Cada unidad de hilera procesa una hilera de maíz en pie: un par de rodillos de tallo que giran en sentido contrario (también llamados rodillos de separación) sujetan el tallo y lo tiran hacia abajo a través de las placas de separación, separando la mazorca del tallo. Simultáneamente, las cadenas recolectoras guían las mazorcas separadas lateralmente hacia un sinfín transversal central o canal de recolección que las alimenta al alimentador de la cosechadora para la trilla. Caja de engranajes del cabezal de maíz Estos rodillos y cadenas recolectoras accionan los rodillos de tallos en cada posición de hilera, y un cabezal de maíz moderno puede tener de 4 a 24 unidades de hilera, lo que significa que un solo cabezal contiene de 4 a 24 cajas de engranajes individuales, todas las cuales deben funcionar a la perfección durante toda la temporada de cosecha de maíz.
El desafío de ingeniería para el Caja de engranajes del cabezal de maíz es una compacidad extrema. La caja de engranajes debe caber dentro del estrecho espacio entre hileras —normalmente 750 mm (30 pulgadas) o 500 mm (20 pulgadas)— a la vez que proporciona suficiente par para tirar de tallos de maíz pesados (cada tallo pesa de 0,5 a 1,5 kg) a través de las placas de rotura a velocidades de 3 a 5 tallos por segundo por hilera. Esta combinación de tamaño compacto, velocidad moderada, carga sostenida y el riesgo siempre presente de que el material del tallo se enrolle alrededor de los ejes de salida define los requisitos de diseño únicos de la Caja de engranajes del cabezal de maíz.
Cómo funciona el sistema de accionamiento de la unidad de filas
La potencia fluye desde el motor de la cosechadora a través del eje de transmisión del cabezal hacia un sistema central. caja de cambios del cabezal que distribuye la fuerza motriz a un eje transversal horizontal que recorre todo el ancho del cabezal de maíz. Desde este eje transversal, se distribuyen los impulsos individualmente. caja de cambios de la unidad de fila Las unidades en cada posición de fila utilizan engranajes cónicos espirales de ángulo recto (normalmente con una relación de 1:1 a 1:1,5) para redirigir la rotación horizontal del eje transversal hacia abajo a los ejes verticales de los rodillos del tallo. La contrarrotación de los dos rodillos del tallo en cada unidad de fila se logra mediante el engranaje de la salida de la Caja de engranajes del cabezal de maíz con un par de engranajes secundarios a la altura del rodillo del tallo: un rodillo se acciona directamente y el rodillo adyacente se acciona mediante un engranaje intermedio que invierte su dirección.
Las cadenas de recolección suelen ser impulsadas desde el mismo caja de cambios de rodillo de tallo La salida se transmite mediante una transmisión secundaria por cadena o correa, a una velocidad menor (de 200 a 400 RPM) que los rodillos de tallos (de 800 a 1200 RPM), para guiar suavemente las mazorcas separadas hacia el centro del cabezal sin lanzarlas ni dañarlas. La diferencia de velocidad entre los rodillos de tallos (tracción rápida y agresiva hacia abajo) y las cadenas recolectoras (guía lateral lenta y suave) se calibra con precisión mediante las relaciones de engranajes y piñones para lograr una separación limpia de las mazorcas con una mínima pérdida de grano o daños en las mismas.
Caja de engranajes del cabezal de maíz: accionamiento cónico compacto de ángulo recto para sistemas de rodillos de tallos de unidades de hileras.
Diseño compacto: Ingeniería con una separación entre filas de 750 mm.
El sobre máximo disponible para cada Caja de engranajes del cabezal de maíz está limitado por el espaciamiento entre hileras menos el ancho físico de la estructura de la unidad de hilera (placas de cierre, cadenas de recogida, carcasa de chapa metálica). En un espaciamiento entre hileras estándar de 750 mm (30 pulgadas), la carcasa de la caja de engranajes debe caber dentro de aproximadamente 150 a 200 mm de espacio lateral, lo que requiere diámetros de engranajes, tamaños de cojinetes y espesores de pared de la carcasa significativamente menores que los de las cajas de engranajes de potencia equivalente en aplicaciones sin restricciones de espacio. En configuraciones de hileras estrechas (espaciamiento de 500 mm / 20 pulgadas utilizado en algunos sistemas de producción de maíz de alta densidad), la restricción de espacio es aún más severa, lo que exige los diseños de engranajes cónicos más compactos que se puedan lograr con las clasificaciones de potencia y par requeridas.
Todas las unidades de hileras a lo largo del cabezal de maíz deben operar a la misma velocidad de rodadura del tallo; si una hilera gira más rápido o más lento que sus vecinas, la tasa de cosecha varía a lo largo del ancho del cabezal, lo que produce una altura de rastrojo desigual, una separación inconsistente de las mazorcas y una mayor pérdida de granos. Caja de engranajes del cabezal de maíz La relación de transmisión en cada posición de fila debe ser idéntica dentro de la tolerancia de fabricación (más o menos 0,5 por ciento de la relación nominal) para mantener esta sincronización. Las cajas de engranajes desgastadas con mayor holgura o juego en los cojinetes producen una variación de velocidad que empeora progresivamente: un cabezal de 12 filas con una caja de engranajes desgastada que produce una desviación de velocidad del 3 por ciento en esa posición pierde la sincronización con 11 filas que funcionan correctamente.
Cabezal de maíz estándar vs. cabezal picador: diferencias en la caja de engranajes
Diseño de engranajes y cojinetes para unidades de filas
Los engranajes cónicos espirales en un Caja de engranajes del cabezal de maíz utilice un módulo de 3 a 4 mm, más pequeño que la mayoría. caja de cambios agrícola aplicaciones — debido a que la limitación de tamaño de la carcasa restringe el diámetro del engranaje. Las superficies dentadas cementadas (superficie de 58 a 62 HRC, núcleo de 30 a 35 HRC) son obligatorias a pesar de la potencia relativamente modesta por hilera (de 3 a 8 HP), porque la acción de tracción del tallo produce picos de torsión bruscos cada vez que un tallo se rompe de su raíz, un patrón de impacto de alta frecuencia (de 3 a 5 impactos por segundo a la velocidad de cosecha típica) que acumula daños por fatiga mucho más rápido que la carga continua de la misma potencia promedio.
El cojinete de la caja de engranajes del cabezal de maíz El conjunto debe ser extremadamente compacto, a la vez que proporciona la capacidad radial y axial adecuada para las fuerzas de engranaje cónico. Los rodamientos de bolas de ranura profunda sellados (series 6003 a 6006) son la opción estándar, más pequeños que los rodamientos de la serie 6200 utilizados en cajas de engranajes agrícolas más grandes. El diseño de rodamiento sellado de por vida elimina la necesidad de mantenimiento en campo (no es práctico engrasar 24 cajas de engranajes individuales durante la cosecha) y evita que el polvo de maíz y los restos de tallos que llenan cada rincón del cabezal de maíz entren en el compartimento del rodamiento. La vida útil L10 del rodamiento debe calcularse para el patrón de carga de impacto de alta frecuencia en lugar de la carga continua promedio; los cálculos L10 estándar basados en el par promedio sobreestiman la vida útil real entre un 30 y un 50 por ciento para aplicaciones de cabezales de maíz.
Prevención de enredos en el tallo y protección del sello
El material del tallo de maíz, duro, fibroso y a menudo húmedo por el rocío matutino o la lluvia, tiene una tendencia persistente a enredarse alrededor de cualquier eje giratorio expuesto. Cuando el material del tallo se enreda alrededor del Caja de engranajes del cabezal de maíz En el eje de salida, el material se desplaza a lo largo de la superficie del eje hacia el sello de la carcasa, comprimiendo el labio del sello con una fuerza creciente a medida que se acumula. Si el envoltorio alcanza un grosor y una tensión suficientes, puede empujar el labio del sello hacia adentro, abriendo una vía de contaminación que permite la entrada de polvo de maíz, partículas de tierra y humedad al compartimento del rodamiento, lo que inicia la corrosión del rodamiento y el desgaste abrasivo que conduce a una falla prematura de la caja de engranajes.
La prevención eficaz del enrollamiento del tallo en el diseño de la caja de engranajes incluye salidas de eje empotradas (que minimizan la longitud expuesta del eje), protectores deflectores de tallo montados delante de la posición del sello y superficies de eje con ranuras en espiral que tienden a empujar el material fibroso lejos del sello en lugar de atraerlo hacia la carcasa. A nivel del operador, la inspección diaria de todos Caja de engranajes del cabezal de maíz Ejes de salida para la acumulación de envoltura de tallos, y la eliminación antes de que la envoltura llegue al sello, es la acción de mantenimiento más efectiva para extender caja de cambios de la unidad de fila vida útil durante la temporada de cosecha de maíz.
Especificaciones técnicas de un vistazo
Distribución transversal del eje y protección contra sobrecargas
El eje de transmisión central del cabezal transmite la potencia del motor a una caja de engranajes de distribución montada en el centro del bastidor del cabezal de maíz. Desde esta unidad central, un eje transversal horizontal se extiende a lo largo de todo el ancho del cabezal, pasando a través o adyacente a cada Caja de engranajes del cabezal de maíz En cada posición de la hilera. En cabezales anchos (de 12 a 24 hileras), el eje transversal puede abarcar de 9 a 18 metros, lo que constituye un considerable resorte de torsión que almacena energía rotacional y puede generar oscilaciones de velocidad entre las unidades de hilera cercanas y lejanas bajo diferentes condiciones de carga de cultivo. Las configuraciones de accionamiento dividido (dos ejes transversales accionados desde el centro, cada uno cubriendo la mitad del ancho del cabezal) reducen esta torsión a la mitad, mejorando la uniformidad de la velocidad en las hileras más externas.
La protección contra sobrecargas en los cabezales de maíz generalmente utiliza pernos de seguridad o embragues deslizantes en la caja de engranajes de distribución central en lugar de en las unidades de hilera individuales. Esto se debe a que un atasco en una hilera (causado por una piedra grande, restos de alambre o una corona de raíces masiva) transmite el par de sobrecarga a través del eje transversal a la transmisión central antes de que la caja de engranajes de la unidad de hilera individual pueda absorberlo. El perno de seguridad en la caja de engranajes central se rompe a un par continuo de 2 a 3 veces el par nominal, desconectando todas las unidades de hilera simultáneamente e impidiendo que el par de atasco dañe el eje transversal, los engranajes de distribución o las cajas de engranajes de las unidades de hilera. Después de reemplazar el perno de seguridad (una operación de campo de 3 a 5 minutos), el operador libera la hilera atascada y reanuda la cosecha.
Algunos cabezales de maíz de alta gama incorporan embragues deslizantes individuales en cada hilera como capa de protección secundaria, lo que permite que una hilera atascada se deslice de forma independiente mientras las demás siguen funcionando. Este aislamiento a nivel de hilera evita la pérdida de productividad que supone detener todo el cabezal por un atasco en una sola hilera. Sin embargo, los embragues deslizantes individuales aumentan el coste, el peso y la complejidad del mantenimiento (cada embrague requiere calibración periódica), y se justifican principalmente en cabezales grandes de alto valor (de 16 a 24 hileras) donde la productividad por hora de la cosechadora hace que incluso 5 o 10 minutos de inactividad innecesaria resulten económicamente significativos.
Aceite y lubricación para la caja de engranajes del cabezal de maíz
Se recomienda el PAO EP sintético ISO VG 220. aceite para la caja de engranajes del cabezal de maíz Para todas las cajas de engranajes de unidades en fila. El volumen de aceite muy pequeño (de 0,15 a 0,5 litros por unidad) significa que la carga de aceite debe proporcionar la máxima protección por mililitro, y la base sintética ofrece una resistencia de película, resistencia a la oxidación y fluidez a bajas temperaturas superiores en comparación con el aceite mineral en estas carcasas compactas y parcialmente llenas, donde los patrones de salpicadura de aceite son críticos para garantizar que todos los engranajes y posiciones de los cojinetes reciban una lubricación adecuada.
Intervalos de cambio de aceite para Caja de engranajes del cabezal de maíz Las unidades suelen tener una vida útil de 300 a 500 horas o anual (el cambio antes de la cosecha es la práctica habitual). Dado que un cabezal de maíz de 12 hileras tiene 12 cajas de engranajes, cada una de las cuales requiere un cambio de aceite individual, el tiempo total de mantenimiento para un servicio completo de aceite del cabezal es de 30 a 60 minutos; una inversión modesta que protege 12 cajas de engranajes de precisión de las fallas relacionadas con la contaminación que predominan en las devoluciones de garantía de las cajas de engranajes de los cabezales de maíz. Verifique el nivel de aceite en cada unidad de hilera antes de comenzar la cosecha; una caja de engranajes que haya perdido aceite debido a un sello desgastado o un tapón de drenaje suelto fallará a las pocas horas de funcionamiento con el aceite vacío.
Programa de mantenimiento para la temporada de cosecha
Cambie el aceite de la caja de engranajes de cada unidad de hilera con aceite sintético VG 220. Gire cada rodillo de tallos manualmente y compruebe si hay fricción en los cojinetes o ruidos en los engranajes. Inspeccione todos los sellos del eje para detectar daños por enredos de tallos de la temporada anterior. Revise los protectores deflectores de tallos para detectar daños. Verifique la tensión de la cadena de recolección y el estado de la rueda dentada.
Inspeccione el eje de salida de cada unidad de hilera para detectar la acumulación de residuos de tallos; retírelos antes de que alcancen el sello. Verifique visualmente si hay fugas de aceite en cada caja de engranajes. Escuche si hay ruido en los cojinetes de cada hilera durante los primeros 5 minutos de funcionamiento. Limpie los residuos de maíz acumulados alrededor de las carcasas de las cajas de engranajes y las áreas de sellado.
Retire todos los restos de tallos de cada eje. Limpie todos los residuos de maíz de las áreas de la caja de engranajes. Rellene el aceite en cada unidad de siembra. Aplique grasa a las superficies expuestas de los ejes. Guarde el cabezal bajo techo. Anote cualquier unidad de siembra que presente ruido, vibración o pérdida de aceite para su reemplazo antes de la próxima cosecha.
Reemplazo de la caja de engranajes del cabezal de maíz del mercado de repuestos
Sustitución de la caja de engranajes del cabezal de maíz es el reemplazo de caja de engranajes de mayor volumen en el mercado de repuestos para cosechadoras porque cada cabezal contiene múltiples unidades y los impactos de alta frecuencia que rompen los tallos aceleran la fatiga de los cojinetes más rápido que en la mayoría de los demás caja de cambios agrícola Aplicaciones. Una caja de engranajes de unidad de hilera bien mantenida suele durar de 5 a 12 temporadas de cosecha (de 1500 a 4000 horas de funcionamiento). Al reemplazar las cajas de engranajes en un cabezal de varias hileras, considere reemplazar todas las unidades de hilera simultáneamente o del mismo lote de producción; mezclar cajas de engranajes con diferentes niveles de desgaste produce variaciones de velocidad entre hileras que reducen la uniformidad de la cosecha y aumentan la pérdida de grano en las posiciones no coincidentes.
Los parámetros de referencia cruzada incluyen la configuración del eje de entrada (estriado o con chaveta desde el eje transversal), el tamaño del eje de salida y el tipo de acoplamiento del rodillo de tallo, el patrón de pernos de montaje, la relación de bisel y las dimensiones de la carcasa (fundamentales para la compatibilidad con el espaciado entre hileras). Nuestro equipo de ingeniería mantiene datos de referencia cruzada para las principales marcas de cabezales de maíz y puede suministrar repuestos dimensionales verificados. Los precios por volumen para conjuntos completos de cabezales (cajas de engranajes de unidades de 8, 12, 16 o 24 hileras) garantizan un reemplazo rentable para todo el sistema a partir de lotes de producción coincidentes.
Preguntas frecuentes
Cosecha cada hilera, cada grano
Desde cabezales compactos de 4 hileras hasta sistemas de alta capacidad de 24 hileras, nuestras cajas de engranajes para cabezales de maíz ofrecen la precisión compacta, la velocidad sincronizada y la resistencia al enredo de tallos que exige una cosecha de maíz eficiente.
Editor: Cxm
