Sokerijuurikkaan harvesterivaihteisto: Juurikasvien uuttolaite

Punajuurikkaan korjuujärjestys: Neljä toimintoa, yksi voimanottoakseli

Täydellinen sokerijuurikkaan korjuukierros suorittaa neljä peräkkäistä toimintoa koneen yhdellä eteenpäin suuntautuvalla ajon aikana. Ensinnäkin latvusleikkuri poistaa lehtisen latvuksen jokaisesta pystyssä olevasta punajuuresta tarkalleen 5–10 mm:n korkeudella juuren lapaa korkeammalta – liian korkea korkeudella jää sokeripitoista latvuskudosta peltoon (vähentää korjattavan sokerin saantoa 0,5–1,5 prosenttia ylimääräistä latvusmillimetriä kohden), kun taas liian matala korkeudella leikkaa juuren runkoa ja altistaa sisäisen kudoksen bakteeri-infektiolle, joka aiheuttaa mätänemistä 4–12 viikon varastointijakson aikana ennen tehdaskäsittelyä. Toiseksi nostomekanismi vetää latvusleikkauksen maasta vastakkaisiin suuntiin pyörivien nostopyörien, täryseulojen tai näiden yhdistelmän avulla. Kolmanneksi puhdistusjärjestelmä (turbiinipyörät, rullaseulat tai tähtipyöräerottimet) poistaa tarttuneen mullan juurikkaan pinnalta. Neljänneksi elevaattori kuljettaa puhdistetut punajuuret puimurin suppiloon tai suoraan perässä tulevaan kuljetusajoneuvoon. Jokainen toiminto vaatii eri lähtönopeuden ja vääntömomentin nostimelta. Voimanottovaihteisto, mikä tekee sokerijuurikkaan noukinkoneesta yhden monimutkaisimmista moniulotteisista vaihteistosovelluksista maatalouskoneissa.

Murskainmekanismi käyttää pyöriviä varstateriä (kumi- tai polyuretaanisormia, jotka iskevät latvukseen) tai pyöriviä kiekkoja (teräksisiä leikkuukiekkoja, jotka katkaisevat latvuksen siististi) nopeudella 400–600 kierr./min. 540 kierr./min voimanottoakselista murskain vaatii nopeudenlisäyksen suhteessa 1:1,5–1:2,8, kun taas kiekkoleikkurit toimivat suhteessa noin 1:1. Nostopyörät pyörivät nopeudella 200–400 kierr./min – nopeuden lasku voimanottoakselin tuloon verrattuna – ja ne vaativat puimurin kaikista toiminnoista suurimman jatkuvan vääntömomentin, koska jokaisen pyöräparin on tartuttava ja poimittava useita juurikkaita samanaikaisesti maasta, joka vastustaa poimintaa, kitka- ja tarttumisvoimilla, jotka ovat verrannollisia maaperän kosteuteen ja savipitoisuuteen. Puhdistusturbiini toimii nopeudella 150–300 kierr./min kohtuullisella vääntömomentilla ja elevaattori nopeudella 50–150 kierr./min neljästä toiminnosta pienimmällä vääntömomentilla.

Monilähtöinen vaihteistoarkkitehtuuri juurikaskorjuukoneille

The sokerijuurikkaan nostokoneen vaihdelaatikko on tuotettava samanaikaisia ​​​​lähtöjä neljällä eri nopeudella yhdestä voimanottoakselin tulosta – suunnitteluhaaste, joka ylittää useimmissa muissa maatalousvaihteistoissa käytetyt yhden tai kahden lähdön kokoonpanot. Yleisin arkkitehtuuri käyttää keskitettyä kartiopyörästön tulovaihetta (joka muuntaa voimanottoakselin vaakasuoran pyörimisen pystysuoraksi sisäiseksi käyttöön), joka syöttää vaihdelaatikkoa, jossa on useita ulostulopisteitä, joista jokainen on suunnattu tuottamaan vaadittu lähtönopeus omalle toiminnolleen. Ylävaihteen lähtö on tyypillisesti suurin nopeus (vaatii nopeuden lisäystä), nostimen lähtö on kohtalainen (vaatii maltillista alennusta), puhdistin on alempana ja elevaattori on hitain (vaatii suurimman alennusta).

Jokaisen ulostuloakselin on oltava kuormitettu itsenäisesti vaikuttamatta muiden ulostulojen nopeuteen tai vääntömomenttiin. Tämä riippumattomuus edellyttää, että hammaspyörästö on suunniteltava riittävän jäykäksi, jotta yhden ulostulon raskaan kuormituksen aiheuttama taipuma (kuten nostimen vääntömomentin piikki osuessaan tiivistettyyn maaperään) ei siirrä vierekkäisten hammaspyöräparien kytkentäkohtaa. Käytännössä tämä tarkoittaa leveämpiä hammaspyöriä, jäykempiä akselin halkaisijoita ja lähellä toisiaan olevia laakeritukia – kaikki nämä lisäävät Voimanottovaihteisto kotelon koko ja paino verrattuna vastaavan kokonaistehoisen yksilähtöisen yksikön tehoon.

Tehonjako neljän toiminnon välillä vaihtelee maaperän olosuhteiden ja ajonopeuden mukaan, mutta noudattaa yleistä kaavaa: nostolaite 40–50 prosenttia (hallitseva kuorma), puhdistus 20–30 prosenttia, silppuri 15–20 prosenttia ja elevaattori 5–10 prosenttia. Kaksirivinen voimanottoa hyödyntävä juurikasnoutokone, jota käytetään keskikovassa savimaassa tyypillisellä ajonopeudella (4–6 km/h), tarvitsee voimanottoa yhteensä 50–80 hv, kun taas kolmirivinen yksikkö raskaassa maaperässä voi vaatia 80–120 hv. Vaihteisto on mitoitettava kaikkien samanaikaisten huippukuormien summalle – ei pelkästään keskimääräiselle jatkuvalle kuormitukselle – koska nostopyörät kohtaavat tiivistyneitä maavyöhykkeitä, kiviä ja takertuneita juurimassoja, jotka aiheuttavat hetkellisiä vääntömomenttipiikkejä, jotka ovat 2–3 kertaa keskimääräisen käyntimomentin suuruisia.

Punajuuri vs. peruna: Juurigeometrian ja vaihteiston kuormituksen erot

Sokerijuurikkaan ja perunan nostokoneilla on yhteinen perustavanlaatuinen haaste juurikasvin nostamisessa maasta ja sen puhdistamisessa varastointia varten – ja monet vaihteiston suunnitteluperiaatteet ovat yhteisiä molemmissa sovelluksissa. Juurigeometrian, maaperän vuorovaikutuksen ja sadonkorjuun ajoituksen kriittiset erot luovat kuitenkin erilaisia ​​​​suunnitteluvaatimuksia, jotka tekevät juurikasnostukon vaihteistosta huomattavasti erilaisen kuin... perunannostolaitteen vaihdelaatikko useissa tärkeissä ulottuvuuksissa.

Sokerijuurikas on kartiomainen – tyypillisesti 200–400 mm pitkä ja 80–150 mm halkaisijaltaan olkapäästä, kapenen kohti kapeaa juuren kärkeä. Tämä kartiomainen muoto tarkoittaa, että uuttovoima kasvaa asteittain juuren vetäytyessä maasta: juuren levein osa kohtaa suurimman maaperän vastuksen kulkiessaan uuttovyöhykkeen läpi, mikä luo nousevan vääntömomentin kuormitusprofiilin nostopyöriin. Peruna sitä vastoin on karkeasti pallomainen tai soikea (halkaisijaltaan 50–100 mm), sijaitsee matalammalla maaperässä (100–200 mm syvyys vs. juurikkaan 150–350 mm) ja sen uuttovoimaprofiili on tasaisempi, koska sen levein halkaisija kohdataan uuttoiskun alkuvaiheessa. Tuloksena on, että juurikkaan nostomekanismi kokee 40–60 prosenttia suuremman huippuvääntömomentin juurta kohden kuin vastaavassa maaperässä toimiva perunannostin – tämä vaatii raskaampia vaihteita, suurempia laakereita ja kestävämmän kotelon nostopyöriä käyttävissä vaihteiston ulostuloissa.

Myös sadonkorjuukauden ajoitus vaihtelee merkittävästi: perunat korjataan tyypillisesti loppukesästä alkusyksyyn (elokuusta lokakuuhun pohjoisella pallonpuoliskolla), jolloin maaperän kosteus on kohtalainen ja ilman lämpötilat leutoja. Sokerijuurikkaan sadonkorjuu kestää syyskuun lopusta joulukuuhun – useimmilla juurikkaanviljelyalueilla maatalouskalenterin sateisin ja kylmin aika. Vaihteiston on toimittava luotettavasti -5 ja +15 celsiusasteen välisissä ympäristön lämpötiloissa (verrattuna perunankorjuun 10–25 asteeseen), ja maaperän kosteustason on oltava 30–50 prosenttia korkeampi kuin perunankorjuukaudella. Tämä myöhäisen kauden käyttöympäristö vaatii kylmäkäynnistysöljyn viskositeetin hallintaa (synteettinen vaihteistoöljy, jolla on hyvä juoksevuus matalissa lämpötiloissa) ja parannettua tiivistystä myöhäissyksyn juurikaspelloille tyypillistä kyllästynyttä maaperää ja seisovaa vettä vastaan.

Syksyn sadonkorjuuolosuhteet: Tiivistys ja voitelu

Sokerijuurikkaan sadonkorjuun myöhäissyksyinen toimintaympäristö luo ainutlaatuisen yhdistelmän haasteita sokerijuurikkaan nostokoneen vaihdelaatikko tiivistys ja voitelu. Märkä savimaa, jonka kosteuspitoisuus on 30–40 prosenttia, muodostaa hienoista hiomahiukkasista ja veteen sekoittuneesta lietteestä, joka peittää puimurin kaikki näkyvät pinnat – mukaan lukien vaihteiston kotelot, akselin tiivistepinnat ja huohotusventtiilien kannet. Tämä hiomaliete on akselin tiivisteille vahingollisempaa kuin pelkkä kuiva pöly tai puhdas vesi, koska vesi kuljettaa hiomahiukkaset läheiseen kosketukseen tiivisteen huulen pinnan kanssa ja tarjoaa samalla voitelun, jonka avulla hiukkaset voivat liukua tiivistepintaa pitkin ja hioa tiivistysreunaa.

Punajuurikaskoneen vaihteistoissa vaaditaan vähintään kaksihuuliset akselitiivisteet, joissa on välissä rasvakammio. Ulkohuuli sulkee pois suurimman osan maalietteestä, rasvaeste vangitsee ulkohuulen ohittavat hiukkaset ja sisähuuli estää likaisen rasvan pääsyn sisään. maatalouden vaihdelaatikko öljyä. Voitele välikammiot 8–10 käyttötunnin välein positiivisen rasvapaineen ylläpitämiseksi, joka estää saastuneen maaperän veden sisäänpäin kulkeutumisen. Suljetut takaiskuventtiilien huohottimet estävät lietteen imeytymisen vaihteiston koteloon lämpöhengitysjaksojen aikana – juurikasnoutokoneen vaihteiston tavallinen avoin huohotinkorkki imee maaperän saastuttamaa vettä ensimmäisen käyttöpäivän aikana.

Myöhäissyksyn käyttöön tarkoitetun voiteluaineen valinnassa on tasapainotettava kylmäkäynnistysviskositeetti ja korkean lämpötilan kalvonlujuus. Synteettinen PAO-pohjainen vaihteistoöljy ISO VG 220 tarjoaa riittävän kalvonlujuuden syksyn juurikkaiden korjuun kohtuullisissa käyttölämpötiloissa (vaihteistoöljy saavuttaa tyypillisesti 50–70 celsiusasteen lämpötilan, mikä on paljon alhaisempi kuin kesän sadonkorjuulaitteissa) ja säilyttää samalla hyväksyttävän juoksevuuden kylmissä aamun käynnistyslämpötiloissa -5 ja +5 celsiusasteen välillä, jotka ovat yleisiä marras- ja joulukuun sadonkorjuun aikana Pohjois-Euroopassa. Saman viskositeettiluokan mineraalivaihteistoöljystä tulee liian paksua alle 0 celsiusasteen lämpötilassa, mikä aiheuttaa suuren käynnistysmomentin, laakerin kulumisen ensimmäisten käyttöminuuttien aikana ja kiihtyneen tiivisteiden kulumisen lisääntyneen viskoosin vastuksen vuoksi kylmiin akselitiivisteisiin.

Kiven iskunvaimennus ja sokerin laadun säilyttäminen

Kivet, kovettuneet maakokkareet ja metallijätteet (aidanlanka, irronneet työkalut, rikkoutuneet kyntöterät) pääsevät puhdistusjärjestelmään sekoittuneina juurikasvirran kanssa. Puhdistusturbiinissa – puhdistusjärjestelmän nopeimmin pyörivässä osassa – nämä vieraat esineet osuvat turbiinin lapoihin ja vaihteiston käyttämiin tähtipyöriin nopeuksilla, jotka aiheuttavat hetkellisiä voimapiikkejä, jotka ovat 5–10 kertaa normaalia käyttökuormaa suurempia. Ilman riittävää ylikuormitussuojaa yksittäinen suuri kivenisku voi halkaista turbiinin lavan kiinnityksen, taivuttaa tähtipyörän akselia tai murtaa hammaspyörän hampaan juuren puhdistuslaitteen ulostulovaihteessa. sokerijuurikkaan nostokoneen vaihdelaatikkoJokaisen puhdistuselementin murtopulttisuojaus on vakiomenetelmä: murtopultti katkeaa kalibroidulla vääntömomenttikynnyksellä, irrottaen puhdistuselementin käytöstä ennen kuin iskuvoima saavuttaa vaihteiston, ja vaihtopultti palauttaa käytön toimintaan alle viidessä minuutissa.

Vaihteiston suorituskyvyn ja sokerin laadun välinen vuorovaikutus jää usein huomiotta. Nostopyörän nopeus vaikuttaa suoraan juurivaurioihin – liian nopea nopeus voi aiheuttaa juurikaskudoksen ruhjeita tai rikkoa sen (altistaen sisäisen kudoksen bakteerikontaminaatiolle, joka vähentää sokeripitoisuutta varastoinnin aikana 0,1–0,3 prosenttia viikossa), kun taas liian hidas nopeus voi aiheuttaa epätäydellisen uuton (juuren kärjen jääminen maaperään, mikä myös vähentää talteenotettavaa sokeria). Puhdistusturbiinin nopeus vaikuttaa samalla tavalla maaperän poistotehokkuuden ja juuripinnan vaurioiden väliseen tasapainoon – aggressiivinen puhdistus suurella turbiininopeudella poistaa enemmän maaperää (vähentää kuljetuspainoa ja tehtaan käsittelykustannuksia), mutta kuorii juuren kuoren ja aiheuttaa soluvaurioita, jotka nopeuttavat sokerin inversiota varastoinnin aikana. Nämä laatuun liittyvät vuorovaikutukset tarkoittavat, että vaihteiston lähtönopeudet eivät ole pelkästään teknisiä eritelmiä, vaan ne vaikuttavat suoraan korjatun sadon taloudelliseen arvoon.

Kauden aikainen hoito ja sadonkorjuun jälkeinen varastointi

Juurikkaiden korjuukausi kestää 6–12 viikkoa jatkuvaa päivittäistä toimintaa – 300–600 käyttötuntia keskittyen maatalousvuoden lyhyimpään, sateisinimpaan ja kylmimpään aikaan. Öljynvaihtovälin tulisi olla 150–200 tuntia (yli 400 tunnin kaudelle suositellaan vaihtoa kesken kauden), ja öljy on vaihdettava välittömästi, jos öljyssä näkyy maitomaista värjäytymistä (veden saastuminen) tai näkyviä maahiukkasten sedimenttejä tyhjennystulpan kohdalla. Joka Voimanottoakseli Ristinivel tulee voidella päivittäin – märkä maaperä kiihdyttää korroosiota neulalaakereissa, joita ei jatkuvasti täytä tuoreella voiteluaineella.

Sadonkorjuun jälkeinen puhdistus on kriittistä. Punajuurimulta sisältää tyypillisesti paljon savea ja kovettuu betonimaiseksi massaksi kuivuessaan vaihteiston koteloon talvisäilytyksen aikana. Pese koko vaihteisto painepesurilla heti viimeisen sadonkorjuupäivän jälkeen (kun maa on vielä märkää ja irrotettavissa), tyhjennä ja vaihda öljy (poistaen kertyneen veden ja maaperän sedimentin), levitä tuoretta rasvaa kaikkiin ulkoisiin tiivistekammioihin ja säilytä puimuri katoksen alla. Puhtaana ja kuivana talvisäilytykseen tuleva vaihteisto on seuraavana syksynä 95-prosenttisesti käyttöikänsä kunnossa; märkä savi koteloa vasten säilytetty vaihteisto voi menettää 15–25 prosenttia tiivisteiden heikkenemisen ja pintakorroosion vuoksi 9–10 kuukauden seisokkiajan aikana.

Usein kysytyt kysymykset

Toimittaja: Cxm