Sügavkultivaatori käigukast: sügavkobesti ja kobesti ajamitehnika

Mootoriga sügavharimine: kus jõuvõtuvõlli käigukast on oluline

Tavapärased sügavkobestid ja kobestid on passiivse veojõuga tööriistad – jäigad piid, mida traktori veotiisli abil läbi mulla tõmmatakse ning mis ei vaja jõuvõtuvõlli ega käigukasti. Need tööriistad töötavad hästi kuivades ja rabedates muldades, kus staatiline vars suudab tihendatud kihti puhta mehaanilise jõu abil purustada. Savirikastes muldades, plastmuldades või tugevalt tihendatud profiilides, kus staatiline purunemisjõud ületab traktori veotiisli tõmbejõu, muutub passiivne sügavkobesti ebapraktiliseks – traktori rattad kaotavad haarduvuse enne, kui vars kõva pinnase purustab, jättes tihenduse puutumata. Siin tulevadki mängu mootoriga sügavkobestid.

Mootoriga sügavkultivaator kasutab jõuvõtuvõlli abil töötavat võnkuvat, pöörlevat või vibreerivat mehhanismi, et purustada kõva aluspinnas dünaamiliselt, mitte staatiliselt. Dünaamiline laadimismehhanism – olgu selleks pöörlev piide komplekt, vibreeriv vars või sügavale asetatud rootor – rakendab pinnasele tsüklilist jõudu sagedustel 5–20 Hz, vähendades keskmist vajalikku veojõudu 40–70 protsenti võrreldes passiivse sügavkobestamisega. Jõuvõtuvõlli käigukast Selle mehhanismi käitamine peab muundama jõuvõlli suure kiirusega sisendi (540 või 1000 p/min) väikese kiiruse ja suure pöördemomendiga väljundiks, mida pinnase purustav mehhanism vajab – tavaliselt on kiiruse vähendamine 1:3 kuni 1:8, olenevalt kultivaatori konstruktsioonist.

Kõige levinumad mootoriga sügavkultivaatori konfiguratsioonid on sügavale asetatud mullafreesid (sarnased tavalisele mullafreesile, kuid pikemate piidega, mis ulatuvad 250–400 mm töösügavuseni), võnkuvad kobestid (kus vars liigub jõuvõtuvõlli ajami all madalal sagedusel ette-taha) ja kombineeritud sügav-pinnalähedased seadmed, mis ühendavad passiivse kobestid varre selle taha paigaldatud mootoriga tasandajaga. Igal konfiguratsioonil on erinev käigukasti koormusprofiil, kuid kõigil on ühine põhinõue – suur püsiv väljundmoment koos võimega absorbeerida töösügavusel esinevate kivide ja juurestike tugevaid lööke.

Madala kiiruse ja suure pöördemomendiga käigukasti projekteerimispõhimõtted

A sügavkultivaatori käigukast esindab põllumajanduslike käigukastide konstruktsioonispektri suure pöördemomendi äärmust. Kui külviku ventilaatori käigukast edastab tagasihoidlikku pöördemomenti väga suure väljundkiiruse juures, siis sügavkultivaatori käigukast edastab väga suurt pöördemomenti mõõduka väljundkiiruse juures – ja inseneritehnilised kompromissid on põhimõtteliselt erinevad. Väljundpöördemoment 100 p/min juures, mis edastab 60 hj, on üle 4,5 korra suurem kui sisendpöördemoment 540 p/min juures, mis edastab sama võimsust (väljundpöördemoment on pöördvõrdeline kiiruse vähendamise astmega). See pöördemomendi võimendamine nõuab märkimisväärse tugevusega hammasrattaid, suuremaid moodulisuurusi ja võlli läbimõõte, mis on mõõtmetelt arvestatud väsimuskindluse, mitte ainult jäikusega.

Tüüpilise sügavkultivaatori väljundkäigu hammasratta moodul (hamba suuruse parameeter, mis määrab nii kandevõime kui ka pöörlemiskiiruse antud kaldejoone kiiruse juures) on 5–8 mm – oluliselt suurem kui 3–4 mm moodul, mida kasutatakse võrreldava võimsusega rootorniiduki käigukastis, mille väljundkiirus on suurem. Suuremad moodulid toodavad suuremaid hammasratta hambaid sügavamate juurtega, jaotades lõikekoormuse suuremale materjalile ja pakkudes paindetugevust, mis on vajalik hambajuurte pragunemise vastu pideva suure pöördemomendi korral. Väljundvõlli läbimõõt laagrite juures on tavaliselt 60–100 mm – samuti oluliselt suurem kui 35–50 mm, mis on tavaline kiiretel põllumajanduslikel käigukastidel –, pakkudes ristlõikepinda, mis on vajalik suure väändepingega toimetulekuks, ületamata võlli materjali väsimuskindluse piiri.

Suure pöördemomendiga väljundpositsiooni laagrite valimisel on vaja koonusrull-laagreid, mitte sügava soonega kuullaagreid, mida eelistatakse kiirete rakenduste jaoks. Koonusrullid taluvad spiraal- või spiraalhammasrataste hambumuse tekitatud radiaal- ja aksiaalkoormusi suure pöördemomendi korral ning nende oluliselt suurem kandevõime ümbrise suuruse kohta muudab need ainsaks praktiliseks valikuks suure pöördemomendiga väljundkäiguga külgnevate laagripositsioonide jaoks. Tootjad nagu Ever-Power PTO käigukast Määrake sügava kultivaatori käigukasti väljundpositsioonide jaoks sobitatud koonusrull-laagrite komplektid kontrollitud eelkoormusega – eelkoormuse seadistus (tavaliselt 0,05–0,15 mm aksiaalne surve) tagab ühtlase koormuse jaotumise laagrirullikute vahel mullaharimisseadmete suure tsüklilise koormuse korral.

Sügavkülvikud ja mootoriga kobestusfreesid: ajami arhitektuur

Sügavkülvik pikendab tavalise külviku töösügavust tavapärase mullaharimise puhul tüüpiliselt 150–200 mm-lt 250–400 mm-ni aluspinnase taastamisel. Piikomplekt kannab raskemal rootorivõllil pikemaid labasid ja rootorit käitav käigukast peab edastama 30–50 protsenti rohkem võimsust kui madalkülvik. põllumajanduslik käigukast sama töölaiusega, kuna sügavam piide haardumine tarbib proportsionaalselt rohkem energiat edasiliikumise ühiku kohta. 540 p/min jõuvõtuvõllilt vähendab käigukast rootori võllil kiirust 200–280 p/min-ni – ülekandearv 1:1,9 kuni 1:2,7, mis annab rootori piide otsa kiiruse (5–7 m/s), mis on vajalik mulla tõhusaks purustamiseks ja külgmiseks killustamiseks suurenenud töösügavusel, kus mulla tihedus ja kohesioonitugevus on oluliselt suuremad kui pinnaseharimiskihis. Võrdluseks madalama harimissügavusega seadmetega, mis kasutavad sarnast ajamiarhitektuuri, kuid madalamaid pöördemomente, vaadake meie insenerijuhendit. freesi käigukast disain ja rakendus.

Mootoriga kobestid kasutavad teistsugust mehhanismi: pöörleva piide komplekti asemel kasutavad nad vertikaalseid varsi (tavaliselt 4–8 vart 3–5-meetrise töölaiuse kohta) koos jõuvõlli poolt juhitava võnkumisega, mis vibreerib iga varre ette-taha sagedusega 5–15 Hz ja käigu amplituudiga 30–80 mm. Võnkumismehhanism kasutab jõuvõlli käigukasti väljundist käitatavat ekstsentrilist vänta – muutes pöörlemisliikumise edasi-tagasi liikumiseks vänt- ja väntvõlliühenduse kaudu, mis sarnaneb edasi-tagasi liikuvate nugadega niidukites kasutatava mehhanismiga, kuid palju suurema pöördemomendiga. Väntvõll peab pöörlema ​​soovitud võnkesagedusel – 300–900 p/min, kui võnkumine on 5–15 Hz (kuna üks võntetsükkel = üks väntvõlli pööre) –, mis nõuab 540 p/min jõuvõtuvõlli puhul ülekandearvu vahemikku 1:1,8 kuni 1:0,6, olenevalt sihtsagedusest.

Kivimite löögikaitse: aluspinnase keskkonnas ellujäämine

300–600 mm töösügavusel puutuvad sügavkultivaatorid kokku geoloogiliste iseärasustega, mida pinnaseharimismasinad kunagi ei näe: suured põllukivid (üle 200 mm rändrahnud, mis on settinud harimiskihi alla), aluspõhja paljandid, varasemast maa puhastamisest jäänud maetud juured ja kännud ning metallist esemed (katkised adraotsad, niisutustorude killud, aiapostid), mis on aastakümneid kestnud tavapärase mullaharimisega alla küntud. Kõik need takistused tekitavad piidele või vartele löökkoormusi, mis võivad millisekundite jooksul ületada 5–15 korda tavapärast tööjõudu.

Sügavkultivaatorite ülekoormuskaitse kasutab kihilist lähenemist. Peamine kaitse on jõuvõtuvõlli ülekande libisev sidur või lõikepolt, mis on kalibreeritud vabanema 1,5–2,0-kordse nimipöördemomendi juures – kaitstes Jõuvõtuvõlli käigukast pöördemomendi hüpete eest, mis muidu kahjustaksid hammasratta hambaid või murraksid võlle. Individuaalne varre kaitse on teisejärguline kaitse: iga piid või vars on paigaldatud hüdraulilisele või vedruga lähtestatavale eraldusseadmele, mis võimaldab varrel liikumatu takistuse korral tahapoole painduda ja seejärel pärast takistuse ületamist tööasendisse naasta. Hüdraulilised lähtestussüsteemid (mis kasutavad hüdraulilist akumulaatorit eraldusjõu tagamiseks) pakuvad suurimat lähtestamistäpsust ja vastupidavust valekäivitustele väikeste takistuste korral, samas kui vedruga lähtestussüsteemid on mehaaniliselt lihtsamad ja odavamad, kuid vajavad püsiva eraldusjõu säilitamiseks perioodilist vedru pinge reguleerimist.

Käigukasti korpuse materjali spetsifikatsioon on sügavkultivaatorite puhul olulisem kui enamiku põllumajandusmasinate puhul, kuna see mõjutab löökkoormust. Kõrgtugev malm (SG-malm, EN-GJS-400-15 või kõrgem klass) on minimaalselt vastuvõetav korpuse materjal – hallmalm puruneb tavaliselt aluspinnase kivimite löökidele iseloomulike löökkoormuste all, samas kui kõrgtugev malm deformeerub lokaalselt ilma seina läbivate pragude või korpuse katastroofilise purunemiseta. Kõige nõudlikumate rakenduste puhul (vulkaaniline pinnas märkimisväärse rändrahnude sisaldusega, taastatud maa maetud ehitusprahiga) pakuvad keevitatud terasest korpused 3–5 korda suuremat löögitugevust kui kõrgtugev malm, kuid mõõdukalt vähenenud soojusjuhtivuse hinnaga – see on väärt kompromiss käigukasti kaitsmiseks katastroofiliste löökide eest.

Võimsuse meetri kohta mõõtmine: traktori ja käigukasti sobitamine töölaiusega

Sügavharimine on tavapärases põllumajanduses kõige energiamahukam jõuvõtuvõlli töö, mis tarbib 30–60 hj meetri töölaiuse kohta, olenevalt mullatüübist, töösügavusest ja edasiliikumiskiirusest. Võrdluseks: madalrootorfrees tarbib 15–30 hj meetri kohta, randaaläke 12–25 hj meetri kohta ja külvipinna kultivaator 8–15 hj meetri kohta. Sügavharimise oluliselt suurem võimsustarve peegeldab geomeetrilist reaalsust, et töösügavuse kahekordistamine suurendab enam kui kahekordselt kaasatava mulla massi (kuna vars või piid haakub mulda täispikkuses) ning sügavamal asuv muld on tavaliselt tihedam ja sidusam kui selle kohal olev pinnakiht.

Seega vajab 3-meetrine mootoriga sügavkülvik jõuvõlli võimsust 90–180 hj – võimsusvahemik, mis piirab selle seadme kasutamist keskmise suurusega põllumajandustraktoritega (mootori võimsus 130–250 hj, jõuvõllil pärast jõuülekande kadusid vähemalt 100 hj saadaval). põllumajanduslik käigukast tuleb hinnata täieliku pideva võimsustarbe jaoks, millele lisandub 30–40-protsendiline varu kivide ja juurte löökidest tingitud pöördemomendi tippude jaoks, mis esinevad tüüpilise töö ajal mitu korda tunnis. Käigukasti aladimensioneerimine selle tipptaseme varu eiramise teel toob kaasa etteaimatavaid tagajärgi: hammasratta hammaste juurte pragunemine ühe kuni kahe hooaja jooksul, väljundlaagri kulumine, mis areneb korpuse kahjustusteks, ja lõpuks täielik käigukasti väljavahetamine, mis maksab 3–5 korda rohkem kui õige ja aladimensioneeritud käigukasti hinnavahe algsel ostul.

Suure pöördemomendiga pinnasesse haakuvate käigukastide hooldus

Sügavkultivaatorite käigukastid töötavad hooajaliselt – tavaliselt 50–150 tundi aastas intensiivset kasutamist külvieelsel või koristusjärgsel mullaharimisperioodil. Lühike aastane töötundide arv võib viidata pikematele õlivahetusintervallidele, kuid töötingimuste raskus räägib vastupidise lähenemisviisi kasuks. Soovitatav on õlivahetus iga tööhooaja lõpus (sõltumata kogunenud tundide arvust) – suure pöördemomendiga hammasrataste haakumine tekitab termilist lagunemist, mis pika hooajavälise ladustamisperioodi jooksul täielikult ei pöördu, ning ladustamise ajal koguneb õlisse veekondensaat, mis saastab hammasrattaid ja laagripindu, kui seda enne järgmise hooaja algust ei eemaldata.

Kontrollige käigukasti lõtku igal hooajalisel õlivahetusel. Pöörake sisendvõlli lukustatud väljundvõlliga ja katsuge enne väljundkäigu sisselülitamist, kas on vaba pöörlemise surnud tsoon – uue käigukasti tüüpiline lõtk on käigukasti sammu raadiuses 0,10–0,25 mm (mõõdetuna väljundvõlli hamba küljelt). Lõtk, mis suureneb 0,50 mm-ni või rohkem, näitab käigukasti olulist kulumist, mis nõuab laagrite kontrollimist ja võimalikku käigukasti väljavahetamist enne järgmist tööhooaega. Kasutage sünteetilist PAO-põhist EP-käigukastiõli ISO VG 320 (ühe klassi võrra raskem kui keskmise koormusega põllumajanduslikes käigukastides kasutatav VG 220) – kõrgem viskoossus säilitab õlifilmi piisava paksuse suure hammaste kontaktpinge korral, mis on iseloomulik madala kiiruse ja suure pöördemomendiga töötamisele.

Jõuvõlli Sügavkultivaatorite valik peab vastama suure pöördemomendi ülekande nõudele – liiga väikese jõuülekanded, mis toimivad piisavalt madala mullaharimisseadmetel, võivad sügavkultivaatorile ülekandmisel katastroofiliselt rikki minna. Veenduge, et jõuvõtuvõlli seeria nimiväärtus (seeria 6 suurema pöördemomendi jaoks, seeria 8 suurima pöördemomendi rakenduste jaoks) vastab sügavkultivaatori võimsussisendile. Sügavkultivaatorite puhul, mida kasutatakse traktori suhtes üle 25-kraadise nurga all – see on tavaline põlluservade ümbruses või lainelisel maastikul harimisel. CV-jõuülekanne välistab tsüklilise pöördemomendi pulsatsiooni, mida standardsed Hooke'i liigendiga jõuülekanded tekitavad suurte töönurkade korral, kaitstes käigukasti sisendlaagreid kiirendatud väsimuse eest, mida see pulsatsioon muidu põhjustaks.

Korduma kippuvad küsimused

Toimetaja: Cxm