Õhupritsiga pihusti käigukast: viljapuuaia udu puhuri ajam

Võsa läbitungimine: miks on õhuvool viljapuuaedade pritsimisel oluline

Täiskasvanud õunapuu võra pindala on 200–600 kuupmeetrit – tihe, kolmemõõtmeline lehtede ja viljade jaotus okste vahel, mille vahekaugus on 15 meetrit (võra välimine läbimõõt) kuni nullini (sisemiste okste kobarad). Tavapärased poomipihustid pritsivad vedelikku sõltumatute pihustite kaudu madala kiirusega (0,5–2 m/s pihusti otsas), järgides ballistilisi trajektoore, mille välimised võra lehed pihustist 1–2 meetri raadiuses kinni püüavad. Sügava sisemise võra piirkond – kus asub 60–80 protsenti viljade kogupindalast – ei saa tavalise poomi töötamise ajal üldse pritsimist. Täiustatud... õhupuhuriga jõuülekande käigukast lahendab selle kiire tsentrifugaalventilaatori abil, mis tekitab ventilaatori väljalaskeava juures õhuvoolu kiiruseks 15–30 m/s – piisavalt kiiresti, et kanda pihustusudu osakesi läbi kogu võra sügavuse ja sadestada vedelikku kõigile lehtede ja viljade pindadele, olenemata nende asukohast puu mahus.

Õhupritsimise põhimõte nõuab pihustusseadmelt kahte eraldi väljundit: kiire ventilaatori tekitatud esmast õhuvoolu ja vedelikupihustit, mis juhitakse sellesse õhuvoolu punktis, kus toimub maksimaalne pihustamine ja udu transport. Pihustuspump (tavaliselt tsentrifugaaltüüpi, mis on identne tavalise poomipritsi pumbaga ja töötab kiirusel 2500–3500 p/min) pritsib vedelikku kiirusega 1–3 liitrit minutis peamise ventilaatori väljalaskeavasse, kus kiire õhk pihustab vedeliku 100–150 mikromeetri läbimõõduga tilkadeks. See sihtudu suurus – palju peenem kui tavapäraste poomipritside 200–400 mikromeetrised tilgad – tungib võrasse tõhusamalt ja ladestub sisemistele lehtede pindadele, mis on väiksemad ja sügavamal pesitsevad kui suured välimised lehed, mis püüavad kinni poomipihustit.

Kiire ventilaatori ajam: jõuvõllilt kupli õhukiirusele

Ventilaatori väljalaskeava juures on õhukiirus otseselt seotud ventilaatori pöörlemiskiirusega (ignoreerides allavoolu kadusid kanalites): ventilaatori pöörlemiskiirus on ligikaudu võrdne õhukiiruse jagatisega ventilaatori laba raadiusega. Tsentrifugaalventilaator, mille rootori läbimõõt on 200 millimeetrit ja mis pöörleb kiirusega 6000 pööret minutis, tekitab õhukiiruseks ligikaudu 20 meetrit sekundis (arvutus: 6000 p/min × 0,2 m raadius ÷ 60 s/min = 20 m/s). Suurem kiirus annab suurema kiiruse (afiinsusseadus: kiirus on võrdeline kiirusega), mis võimaldab kogenud juhil reguleerida võra läbitungimissügavust, juhtides aktiivselt ventilaatori kiirust traktori reguleeritava jõuvõlli kiiruse juhtimissüsteemi või käigukasti endasse ehitatud muutuva ülekandearvuga käigukasti kaudu. 540 p/min jõuvõtuvõllilt 6000 p/min ventilaatori kiiruse saavutamiseks on vaja kiiruse suurendamise suhet 1:11,1 – see ületab üheastmelise võimekuse ja nõuab märkimisväärset... õhupritsiga pihusti käigukast kahe või kolme käigukastiga koguülekande jaotamiseks.

Kõige levinum konfiguratsioon on kaheastmeline disain, millel on täisnurga kaldhammastega sisendaste, mis tagab kiiruse suurenemise 1:3 kuni 1:3,5, millele järgneb paralleelvõllidega spiraalne väljundaste, mis annab täiendava korrutuse 1:3 kuni 1:3,8 – mille tulemuseks on kombineeritud ülekandearvud 1:9 kuni 1:13,3. See konstruktsioon koondab suurima kiirusega hammasrattaühenduse (spiraalse väljundastme) kompaktsesse paigutusse ja võimaldab mõlemal astmel töötada oma efektiivses kiiruse ja pöördemomendi vahemikus. Teise võimalusena kasutavad mõned tipptasemel seadmete tootjad paralleelvõllidega spiraalset kaheastmelist käigukasti konstruktsiooni (kaskaadkonstruktsioon) ilma täisnurga kaldhammasteta, mis ohverdab kaldhammastega sisendi suuna paindlikkuse (sundides jõuvõtuvõlli saabuma horisontaalselt), kuid saavutab mehaanilise lihtsuse ja veidi suurema efektiivsuse, kõrvaldades kaldhammaste ühenduse kadu.

Alates 1000 p/min jõuvõtuvõlli pöörlemissagedusest langeb nõutav ülekandearv 1:6-lt 1:8-le – see on ikka veel üle üheastmelise kaldülekande võimekuse (maksimaalselt 1:5-lt 1:6-le), kuid saavutatav lihtsama kaheastmelise konstruktsiooniga. Tootjatele meeldivad Ever-Power PTO käigukast pakuvad üha enam 1000 p/min spetsiifilisi õhupuhuriga käigukastide disaine, et teenindada premium-masinate segmenti, kus suurema jõuvõtuvõlli kiirusega seadmed on standardvarustuses. Üldise ülekandearvu nõuete tagasihoidlik vähenemine tähendab otseselt väiksemat käigukasti tööpiiri, madalamaid kulusid ja suuremat efektiivsust – väärtuslikke eeliseid kompaktsetes puuviljakasvatuspiirkondades, kuhu on koondunud kõrge spetsifikatsiooniga õhupuhuriga seadmed.

Muutuva kiiruse reguleerimine: õhuvoolu sobitamine kupli tingimustega

Õhupritsiga pihustatud udu läbitungivus ja sadestumine sõltub kriitiliselt õhukiiruse ja vedeliku voolukiiruse vahelisest tasakaalust. Väga suure õhukiiruse korral (ventilaator üle 8000 p/min, õhukiirus üle 25 meetri sekundis) ja väikese vedeliku voolukiiruse korral pihustub udu ülipeenelt, kuid enne sihtpindadele langemist võib see triivida allatuult – see on eriti problemaatiline tuulistel päevadel või halva tuulekaitsega avatud viljapuuaedades. Seevastu madalama õhukiiruse korral (ventilaator 4000 p/min, õhukiirus 12 meetrit sekundis) ja suurema vedeliku voolukiiruse korral on piisad suuremad ja settivad kergemini, kuid õhuvool ei tungi piisavalt läbi, et kanda udu sügavale tihedatesse võradesse. Optimaalne tööpunkt varieerub olenevalt põllukultuuri tüübist (tihe vs. avatud võra), puu suurusest (kääbus vs. täissuuruses) ja ilmastikutingimustest (tuule kiirus, niiskus, temperatuur).

Seetõttu on täiustatud õhupritsiga pihustid varustatud muutuva kiirusega käigukasti või siduriga, mis võimaldab operaatoril ventilaatori kiirust pidevalt reguleerida vahemikus 4000–8000 p/min, ilma et peamise pritsipumba kiirust muudetaks. Kaasaegsetes õhupritsiga seadmetes saavutatakse see kas keeruka sekundaarse kiirust muutva käigukasti abil, mis on paigaldatud peamise käigukasti väljundi ja ventilaatori ajami vahele, või mitmekäigulise käigukasti abil, millel on valitavad käiguasendid ja mis tagavad fikseeritud diskreetsed kiirused (tavaliselt kolm kuni viis kiiruseastet miinimumist maksimumini). Lihtsaim ja praktilisem lähenemisviis – ja see, mida väikekasvatajate seadmetel kõige sagedamini kasutatakse – on reguleeritav jõuvõtuvõlli kiiruse reguleerimine traktori mootori regulaatori kaudu, mis võimaldab ventilaatori kiirust vastavalt põllutingimustele reguleerida, samal ajal kui peamine pritsipump saab toidet eraldi sõltumatu ajamiahela kaudu.

See õhupritsiga pihusti käigukast See peab ise olema konstrueeritud nii, et see töötaks oma kiirusvahemiku mis tahes punktis ilma termiliste või mehaaniliste häireteta. See on rangem nõue kui fikseeritud kiirusega pumba käigukast, sest laagri ja käigukasti konstruktsioon peab arvestama nii täisvõimsusel töötamise tingimustega maksimaalsel kiirusel kui ka osalise koormuse tingimustega minimaalsel kiirusel, ilma et laagri eelkoormus langeks liigselt või termiline töötamine nihkuks vastuvõetavatest piiridest välja. Kiiretel kaldhammasratastel tekivad osakiirustel suuremad efektiivsuskaod (ja seega ka rohkem soojust) kui täiskiirusel, kui käigukasti konstruktsioon seda omadust ei kompenseeri.

Ventilaatori aerodünaamiline disain ja mürasummutus

Ventilaator ise ei ole käigukasti osa (käigukast annab ventilaatorile ainult pöörlemissignaali), kuid käigukasti väljundkiirus ja pöördemomendi omadused mõjutavad oluliselt ventilaatori tööpunkti selle aerodünaamilisel kõveral. Tsentrifugaalventilaatoril on keeruline aerodünaamiline seos kiiruse, voolukiiruse ja rõhu vahel – ventilaatori projekteeritud punktist (kiirus ja vasturõhk, mille juures see optimeeriti) eemaldumine põhjustab õhuvoolu mustri ebastabiilsust, tekitades pulseerivat väljavoolu, müra ja pihustamise kvaliteedi langust.

Kvaliteetne käigukast, mis tagab sujuva ja stabiilse väljundkiiruse kõikides töötingimustes ja koormustes, võimaldab ventilaatoril püsida pidevalt oma kavandatud tööpunkti lähedal. Seevastu käigukasti konstruktsioon, millel on märkimisväärne kiiruse varieeruvus (rohkem kui ±3 protsenti muutuvate koormustingimuste korral), põhjustab ventilaatori võnkumist oma kavandatud tööpunkti ümber, tekitades kuuldavat pulseerimist (helikopterilaadset mürinat), mis näitab, et ventilaator otsib stabiilset töörežiimi. See iseloomulik pulseeriv töö vähendab aktiivselt pihustamise kvaliteeti, suurendab mürahäiringut lähedalasuvatele elanikele (oluline probleem intensiivse puuviljakasvatuse piirkondades, kus viljapuuaiad asuvad elamurajoonide lähedal) ning võib kiirendada ventilaatori laagrite ja labade kulumist tsüklilise koormuse tõttu, mis on seotud kavandatud tööst erineva tööga.

Korralikult häälestatud õhupritsiga pihustist 1 meetri kaugusel mõõdetud helirõhutase on tavaliselt 85–92 detsibelli A-kaalutud – vali, kuid vahemikus, mida operaatorid taluvad kuulmiskaitsevahenditega 2–4 ​​tunni jooksul päevas, mil see seade tavaliselt lühikese puuviljade katmise hooaja jooksul töötab. Käigukasti kiiruse kõikumine võib seda mürataset suurendada 3–5 dB(A) võrra – see on subjektiivne tajutava helitugevuse kahekordistumine, mis muudab töötamise ebameeldivaks ja potentsiaalselt ohtlikuks. Sünteetiline käigukastiõli (PAO-põhine ISO VG 220) ja suure kontaktsuhte ja väikese lõtkuga spiraalkäigud on käigukasti konstruktsioonielemendid, mis minimeerivad kiiruse pulseerimist ja müra kiiretel õhupritsiga ajamitel.

Termohaldus suurel pöörlemiskiirusel

Käigukastis jääksoojusena hajuv elektrienergia on otseselt proportsionaalne sisendpöördemomendiga ja pöördvõrdeline käigukasti efektiivsusega. Kiirekäiguline käigukast, mis edastab 30 hj ja mille üldine efektiivsus on 92 protsenti, hajutab pidevalt 30 × 0,08 ÷ 0,92 = 2,6 kW soojust. See soojus tuleb käigukasti korpuse pinna kaudu ära juhtida, et vältida õli temperatuuri tõusu üle selle maksimaalse ohutu töötemperatuuri (tavaliselt 95–110 kraadi Celsiuse järgi mineraalkäigukastiõli puhul, 105–120 kraadi sünteetilise PAO õli puhul). Kompaktse kiirekäigukasti soojuse ärajuhtimiseks saadaolev pindala on piiratud – käigukasti korpuse, mille maht on vaid 0,5 kuupmeetrit, maksimaalne pindala on umbes 6 ruutmeetrit. Troopilises ümbritseva õhu temperatuuril 35–40 kraadi Celsiuse järgi on konvektiivseks soojusülekandeks saadaolev temperatuuride vahe vaid 55–75 kraadi Celsiuse järgi ja loodusliku konvektsiooni konvektiivse soojusülekandetegur on vaid 5–10 W/(m²·K). Nendes tingimustes ei ole loomulik konvektsioonjahutus ilma täiendava sundjahutuseta õli ohutu temperatuuri säilitamiseks piisav.

Enamik kommertsõhupuhureid põllumajanduslik käigukast Seetõttu on pihustitel õlijahuti – kas ventilaatoriga jahutatud alumiiniumplaatribidega jahuti või vedelikjahutusega seade, mis vahetab soojust traktori mootori jahutusvedeliku ringlusega. Jahuti peab olema dimensioneeritud käigukasti täieliku võimsuse hajumiseks kuuma ilma halvimal juhul. 30 hj õhkpritsiga käigukast, mis töötab 40-kraadises ümbritseva õhu tingimustes ja hajutab 2,6 kW, vajab ohutu töötemperatuuri säilitamiseks vähemalt 3 kW jahutusvõimsust, jättes hooaja jooksul saastumise ja efektiivsuse languse varu. Liiga väikese suurusega või valesti spetsifikatsiooniga jahutid on hästi dokumenteeritud käigukasti termiliste rikete ja kaubanduslike õhkpritsimisseadmete katastroofiliste rikete peamine põhjus, mille tulemuseks on õli oksüdeerumine, laagrite kulumine ja hammasrataste enneaegne purunemine.

Hooajaline hooldus ja hooajaväline ladustamine

Õhupritsidel on järsult hooajalised kasutusmustrid – tavaliselt 30–100 töötundi 6–12 nädala jooksul, mil vili on kriitilises kasvufaasis, mis määrab lõpliku suuruse ja turuväärtuse. Aktiivse pritsimisperioodi vahelised iseloomulikud pikad seisuajad tekitavad ainulaadseid ja nõudlikke hooldusprobleeme. Ladustamise ajal läbib käigukast termilise tsükli, mis tõmbab korpusesse niiskust läbi õhutusava ning igasugune kokkupuude vihma või kõrge õhuniiskusega võib korpusesse jäänud õhu küllastada. See niiskus koguneb korpuse madalaimasse punkti (õlivanni põhja), kus see käivitab hammasrataste ja laagrite pindadel korrosiooni. Korrosiooniaugud toimivad pinge kontsentratsioonipunktidena, kus laagrite väsimuspraod tekivad varem kui korrosioonita materjalis.

Hooajaeelne ettevalmistus peaks hõlmama õlivahetust värske sünteetilise PAO käigukastiõliga, kõigi laagrite visuaalset kontrollimist värvimuutuste või korrosiooni suhtes ning õlijahuti täielikku puhastamist kogunenud tolmu ja prahi eemaldamiseks. Tööhooaja jooksul jälgige jahuti õhuvoolu iga päev – lehed, puuviljatolm ja läheduses asuvatelt pritsimisseadmetelt pärit jäägid kogunevad jahuti ribidele ja vähendavad järk-järgult jahutuse efektiivsust. Kui õli temperatuur tõuseb tavapärastes töötingimustes üle 100 kraadi Celsiuse järgi, tuleb jahuti enne edasist kasutamist puhastada. Jahuti igapäevane kontroll... Jõuvõlli Kardaanliigendite määrimine on hädavajalik – pikaajaline kiire töö tekitab kardaanliigendite laagrites oluliselt rohkem hõõrdesoojust ja kulumist kui madala kiirusega põllumajandusmasinad, kiirendades laagrite kulumist, kui määrdeaine ei ole värske ja kaitsva tasemega. Käigukastitehnoloogiale spetsialiseerunud seadmete tarnijad määravad õhupuhuriga rakenduste jaoks tugevama koormusega kardaanliigendite konstruktsioonid (seeria 6 või kõrgem pöördemomendi nimiväärtus), et pikendada jõuülekande kasutusiga suurel kiirusel töötamise keskkonnas.

Korduma kippuvad küsimused

Toimetaja: Cxm