मूंगफली हार्वेस्टर गियरबॉक्स: बेल उठाने और हिलाने वाला ड्राइव

मूंगफली की दो चरणों वाली कटाई: डिगर-इन्वर्टर और कंबाइन

अधिकांश अनाज और जड़ वाली फसलों के विपरीत, जिनकी कटाई एक ही बार में हो जाती है, मूंगफली की कटाई दो चरणों वाली प्रक्रिया है जिसमें अलग-अलग दिनों में दो अलग-अलग पीटीओ-चालित मशीनों का उपयोग किया जाता है। पहले चरण में, डिगर-इनवर्टर खेत से गुजरता है: एक क्षैतिज ब्लेड पौधे की पंक्ति के नीचे 100 से 150 मिमी की गहराई पर कटाई करता है, जिससे पूरा पौधा (बेल, जड़ें और फली) मिट्टी से ऊपर उठ जाता है। एक शेकिंग मैकेनिज्म ऊपर उठाए गए पौधों को कंपन देता है जिससे जड़ों से ढीली मिट्टी हट जाती है, और एक इनवर्टिंग कन्वेयर प्रत्येक पौधे को उल्टा कर देता है ताकि फली खेत में सूखने के लिए सूर्य की ओर हो जाएं। उल्टे पौधों को कतारों में बिछा दिया जाता है और 2 से 5 दिनों तक खेत में छोड़ दिया जाता है जब तक कि फली की नमी की मात्रा 35 से 50 प्रतिशत (खुदाई के समय) से घटकर 18 से 22 प्रतिशत (कंबाइनिंग के लिए उपयुक्त) न हो जाए। दूसरे चरण में, पीटीओ गियरबॉक्सएक मोटरचालित मूंगफली कंबाइन मशीन सूखी पिसाई की ढेर पर चलती है, पौधों को उठाती है, स्प्रिंग-लोडेड उंगलियों वाले एक पिकिंग सिलेंडर का उपयोग करके बेलों से फलियों को अलग करती है, सफाई पंखों और दोलनशील स्क्रीन के माध्यम से बेल के मलबे से फलियों को अलग करती है, और साफ फलियों को पीछे चल रही एक वैगन में डाल देती है।

प्रत्येक चरण के लिए एक अलग गियरबॉक्स डिज़ाइन की आवश्यकता होती है। डिगर-इन्वर्टर गियरबॉक्स शेकिंग मैकेनिज़्म और इनवर्टिंग कन्वेयर को अपेक्षाकृत कम गति और मध्यम टॉर्क पर चलाता है - यह कंपन प्रतिरोध और रेत सीलिंग पर केंद्रित एक कॉम्पैक्ट, मजबूत इकाई है। कंबाइन गियरबॉक्स पिकिंग सिलेंडर, क्लीनिंग फैन, ऑसिलेटिंग स्क्रीन और पॉड एलिवेटर को कई गतियों पर चलाता है - यह एक बड़ी, बहु-आउटपुट इकाई है जो एक छोटी थ्रेशिंग मशीन के गियरबॉक्स के समान है। दोनों मशीनें मानक कृषि ट्रैक्टरों (40 से 80 एचपी) से पीटीओ द्वारा संचालित होती हैं, और दोनों दुनिया भर में मूंगफली उगाने वाले क्षेत्रों के समान रेतीले, धूल भरे, गर्म वातावरण में काम करती हैं।

कंपन तंत्र संचालन: फली संरक्षण संतुलन

मूंगफली खोदने वाली मशीन (इनवर्टर) में कंपन तंत्र एक विलक्षण क्रैंक ड्राइव (ऑसिलेटिंग सबसॉइलर के समान) का उपयोग करता है जो 200 से 400 आरपीएम (3.3 से 6.7 हर्ट्ज) की तीव्र गति से आगे-पीछे या ऊर्ध्वाधर कंपन उत्पन्न करता है, जिसका स्ट्रोक आयाम 20 से 60 मिमी होता है। यह कंपन जड़ और फली के समूह से ढीली रेतीली मिट्टी को हिलाकर अलग कर देता है, जबकि पौधा कन्वेयर पर लटका रहता है - मिट्टी के कण कन्वेयर के छिद्रों से वापस खेत में गिर जाते हैं, जिससे उलटने की प्रक्रिया के दौरान ले जाई जाने वाली मिट्टी की मात्रा कम हो जाती है। मूंगफली हार्वेस्टर गियरबॉक्स इस विलक्षण क्रैंक को चलाने से 540 आरपीएम पीटीओ इनपुट को 1:1.3 से 1:2.7 के गति कमी अनुपात के माध्यम से आवश्यक कंपन गति में परिवर्तित किया जाता है, जबकि विलक्षण क्रैंक तंत्र घूर्णी आउटपुट को प्रत्यावर्ती गति में परिवर्तित करता है जो कंपन क्रिया उत्पन्न करता है।

पूरे डिगर-इनवर्टर में कंपन की तीव्रता सबसे महत्वपूर्ण समायोजन है - यह सीधे तौर पर मिट्टी हटाने की दक्षता और फली के नुकसान के बीच संतुलन निर्धारित करता है। मूंगफली की प्रत्येक फली एक खूंटी (पतली डंडी जैसी संरचना) द्वारा बेल से जुड़ी होती है जो टूटने से पहले केवल 5 से 15 N के तनाव बल को सहन कर सकती है। तेज़ कंपन (उच्च आवृत्ति, उच्च आयाम) अधिक मिट्टी हटाता है लेकिन खूंटी तोड़ देता है और फलियाँ ज़मीन में ही रह जाती हैं - यह नुकसान खुदाई के समय दिखाई नहीं देता और कटाई के समय जब फसल उम्मीद से कम होती है तभी पता चलता है। संयमित कंपन (कम आवृत्ति, निम्न आयाम) फलियों को सुरक्षित रखता है लेकिन उलटने की प्रक्रिया के दौरान अतिरिक्त मिट्टी को बहा ले जाता है, जिससे ढेर का वजन बढ़ जाता है और सूखने का समय 1 से 2 दिन बढ़ जाता है।

The पीटीओ गियरबॉक्स इसलिए, एक्सेंट्रिक क्रैंक आउटपुट को समायोज्य होना चाहिए - या तो विनिमेय एक्सेंट्रिक थ्रो प्लेट्स (जो 20, 30, 40 और 60 मिमी के अलग-अलग स्ट्रोक आयाम सेटिंग्स प्रदान करती हैं) के माध्यम से या एक निरंतर परिवर्तनीय एक्सेंट्रिक तंत्र के माध्यम से जो ऑपरेटर को मशीन के चलने के दौरान कंपन की तीव्रता को समायोजित करने की अनुमति देता है। एक्सेंट्रिक आउटपुट स्थिति पर गियरबॉक्स बियरिंग पर शुद्ध प्रत्यावर्ती भार (प्रति चक्कर दो बार दिशा बदलना) पड़ता है, न कि अधिकांश कृषि गियरबॉक्स आउटपुट पर मुख्य रूप से एकदिशीय भार - जिसके लिए बियरिंग चयन और प्रीलोड सेटिंग्स को निरंतर घूर्णी कार्य के बजाय दोलन के लिए अनुकूलित करने की आवश्यकता होती है।

पिकिंग सिलेंडर और क्लीनिंग ड्राइव को संयोजित करें

मूंगफली की कटाई करने वाली कंबाइन मशीन का सिलेंडर 300 से 500 आरपीएम पर चलता है - अनाज की फसलों के लिए इस्तेमाल होने वाले थ्रेशिंग सिलेंडरों (800 से 1,500 आरपीएम) की तुलना में काफी धीमा, क्योंकि मूंगफली का छिलका भंगुर होता है और प्रभाव पड़ने पर आसानी से टूट जाता है। सिलेंडर पर लगे स्प्रिंग-लोडेड पिकिंग फिंगर्स सूखे बेल के गुच्छे को पकड़ते हैं और अनाज की थ्रेशिंग में इस्तेमाल होने वाली रगड़/प्रभाव क्रिया के बजाय कंघी जैसी क्रिया द्वारा फलियों को खूंटियों से अलग करते हैं। इस कोमल कटाई क्रिया के लिए सिलेंडर की गति को एक सीमित सीमा के भीतर रखना आवश्यक है: इष्टतम गति से 5 प्रतिशत अधिक होने पर छिलके टूटने लगते हैं (जिससे ऐसे टुकड़े बनते हैं जो साफ किए गए फली के नमूने को दूषित करते हैं और बाजार में उनकी गुणवत्ता कम हो जाती है), जबकि इष्टतम गति से 5 प्रतिशत कम होने पर फलियां बेल से चिपकी रह जाती हैं और कटाई दक्षता 3 से 8 प्रतिशत तक कम हो जाती है। मूंगफली हार्वेस्टर गियरबॉक्स बेलों की फीड दर में भिन्नता के बावजूद, पिकिंग सिलेंडर की गति को नाममात्र गति के ±2 प्रतिशत के भीतर बनाए रखना आवश्यक है — यह भार-स्थिरता की आवश्यकता कपास की कटाई में आवश्यक स्पिंडल गति की एकरूपता के समान है। जड़ वाली फसलों के निष्कर्षण ड्राइव की आवश्यकताओं की व्यापक तुलना के लिए, हमारी इंजीनियरिंग गाइड देखें। आलू हार्वेस्टर गियरबॉक्स आवेदन।

पिकिंग सिलेंडर के बाद सफाई प्रणाली में 1,500 से 2,500 आरपीएम पर चलने वाला एक सेंट्रीफ्यूगल फैन होता है जो बेल के मलबे और खाली छिलकों को साफ की गई फली की धारा से दूर उड़ा देता है। साथ ही, इसमें 100 से 300 आरपीएम पर चलने वाली ऑसिलेटिंग स्क्रीन भी होती हैं जो फलियों को शेष पौधे सामग्री से अलग करती हैं। फैन को 540 आरपीएम पीटीओ से 1:2.8 से 1:4.6 की गति वृद्धि की आवश्यकता होती है, जबकि स्क्रीन को गति कम करने की आवश्यकता होती है - जिससे एक विस्तृत अनुपात अंतर बनता है जिसे कंबाइन गियरबॉक्स को अपने मल्टी-आउटपुट गियर ट्रेन के माध्यम से समायोजित करना होता है। मूंगफली कंबाइन के लिए कुल पीटीओ पावर की आवश्यकता 40 से 80 एचपी होती है, जो कटाई की गई पंक्तियों की संख्या और बेल के घनत्व पर निर्भर करती है।

इनवर्टिंग कन्वेयर ड्राइव और ग्राउंड-स्पीड मैचिंग

इनवर्टिंग कन्वेयर शेकिंग मैकेनिज्म से उठाए गए प्रत्येक पौधे को 180 डिग्री घुमा देता है, जिससे फलीदार पौधे कतार में सीधे खड़े हो जाते हैं और खेत में सूखने के लिए उन्हें अधिकतम धूप मिलती है। कन्वेयर की गति ट्रैक्टर की आगे की गति के लगभग बराबर होनी चाहिए: यदि गति बहुत तेज़ हो तो पौधे कन्वेयर पर ढेर हो जाते हैं (जिससे कतार के मोटे हिस्से बन जाते हैं और वे असमान रूप से सूखते हैं), और यदि गति बहुत धीमी हो तो शेकिंग मैकेनिज्म से कन्वेयर पर स्थानांतरित होते समय पौधे खिंच जाते हैं (जिससे खूंटियों पर तनाव पड़ता है और फलीदार पौधे बेल से टूटकर गिर जाते हैं)। कन्वेयर और जमीन की गति का इष्टतम अनुपात 1.0 से 1.1:1 है - कन्वेयर आगे की गति के बराबर या उससे थोड़ा तेज़ गति से चलता है, जिससे उलटने की पूरी प्रक्रिया के दौरान पौधों को सावधानी से संभाला जाता है।

निश्चित अनुपात वाले गियरबॉक्स में, इनवर्टिंग कन्वेयर का आउटपुट आमतौर पर पीटीओ से चेन या बेल्ट फाइनल ड्राइव के माध्यम से संचालित होता है, जिसे इच्छित आगे की गति सीमा से मेल खाने के लिए समायोजित किया जा सकता है (स्प्रोकेट या पुली के आकार को बदलकर)। अधिक उन्नत डिगर-इनवर्टर में, कन्वेयर एक ग्राउंड-व्हील-प्रोपोर्शनल मैकेनिज्म के माध्यम से संचालित होता है जो ट्रैक्टर की जमीनी गति की परवाह किए बिना कन्वेयर की गति को आगे की यात्रा से मेल खाने के लिए स्वचालित रूप से समायोजित करता है - जिससे ऑपरेटर को पूरे खेत में एक स्थिर आगे की गति बनाए रखने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। मूंगफली हार्वेस्टर गियरबॉक्स इन ग्राउंड-स्पीड-प्रोपोर्शनल मशीनों पर ग्राउंड व्हील इनपुट के लिए एक मैकेनिकल टेक-ऑफ प्रदान किया जाता है जो एक वेरिएबल-रेशियो ट्रांसमिशन एलिमेंट में जाता है, जिससे मूंगफली की खुदाई की विशिष्ट 3 से 6 किमी/घंटे की कार्य गति सीमा में सही कन्वेयर-टू-ग्राउंड संबंध बनाए रखा जाता है।

गर्म जलवायु में ऊष्मीय प्रबंधन

उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों - दक्षिणी संयुक्त राज्य अमेरिका (जॉर्जिया, टेक्सास, अलबामा), भारत (गुजरात, आंध्र प्रदेश), चीन (शेडोंग, हेनान) और पश्चिम अफ्रीका (नाइजीरिया, सेनेगल) - में मूंगफली की कटाई गर्मियों के अंत से शरद ऋतु की शुरुआत तक होती है, जहां कटाई के दौरान दिन का परिवेश तापमान 28 से 42 डिग्री सेल्सियस तक रहता है। इन परिवेश तापमानों पर, लगातार संचालन के दौरान गियरबॉक्स तेल का तापमान 75 से 95 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है, जो मानक खनिज गियर तेल की ऊपरी परिचालन सीमा के करीब होता है और तेल की चिपचिपाहट को उस स्तर तक कम कर देता है जिससे गियर के दांतों के संपर्क क्षेत्र में पर्याप्त फिल्म मोटाई बनाए रखना संभव नहीं हो पाता है। सिंथेटिक PAO-आधारित EP गियर तेल ISO VG 220 इस तापमान सीमा में खनिज तेल की तुलना में अपने चिपचिपाहट सूचकांक को बेहतर बनाए रखता है, जिससे ठंडी सुबह की शुरुआत (20 से 25 डिग्री सेल्सियस परिवेश तापमान) से लेकर दोपहर की भीषण गर्मी (38 से 42 डिग्री सेल्सियस) तक गियर और बेयरिंग को लगातार सुरक्षा मिलती है। गियरबॉक्स हाउसिंग को बाहरी पंखों या पसलियों के साथ डिज़ाइन किया जाना चाहिए जो संवहन ऊष्मा निष्कासन के लिए उपलब्ध सतह क्षेत्र को बढ़ाते हैं - एक चिकने हाउसिंग की तुलना में पंखयुक्त सतह क्षेत्र में 30 से 40 प्रतिशत की वृद्धि स्थिर हवा की स्थिति में संतुलन तेल तापमान को 8 से 12 डिग्री सेल्सियस तक कम कर सकती है, जिससे कटाई के दिन के सबसे गर्म हिस्से के दौरान तेल को उसके तापीय क्षरण सीमा से सुरक्षित रूप से नीचे रखा जा सकता है।

रेत से सीलबंद आवरण: घर्षणशील मिट्टी के लिए इंजीनियरिंग

मूंगफली उगाने वाली मिट्टी आमतौर पर रेतीली होती है—वजन के हिसाब से 60 से 85 प्रतिशत तक रेत—जिससे कटाई के दौरान हवा में उड़ने वाली धूल का वातावरण अनाज या जड़ वाली फसलों की कटाई के दौरान उत्पन्न होने वाली चिकनी मिट्टी या दोमट मिट्टी की धूल की तुलना में कहीं अधिक घर्षणकारी होता है। रेत के कण (मुख्यतः सिलिका, SiO₂, मोह्स स्केल पर कठोरता 7) 50 से 500 माइक्रोमीटर व्यास के होते हैं और इतने कठोर होते हैं कि 200 से 400 घंटे के संपर्क में आने के भीतर ही केस-हार्डन्ड स्टील शाफ्ट की सतहों और मानक NBR शाफ्ट सील के किनारों को खरोंच सकते हैं। कृषि गियरबॉक्स सामान्य प्रयोजन के लिए धूल को बाहर रखने के लिए डिज़ाइन की गई सील रेतीली मिट्टी में मूंगफली की एक ही फसल के मौसम के भीतर विफल हो जाती है - घर्षणकारी कण सील के किनारे में एक खांचा बना देते हैं जिससे गियरबॉक्स के तेल में धीरे-धीरे अधिक रेत प्रवेश करती है, जहां ये कण एक लैपिंग यौगिक के रूप में कार्य करते हैं जो गियर और बेयरिंग की सतहों को अंदर से नष्ट कर देता है।

मूंगफली हार्वेस्टर गियरबॉक्स के लिए रेत-प्रतिरोधी सीलिंग में बहु-बाधा दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है: एक प्राथमिक अवरोधन अवरोध (भूलभुलैया प्री-सील या वी-रिंग स्लिंगर जो सील सतह तक पहुंचने से पहले शाफ्ट से रेत को दूर फेंक देता है), एक द्वितीयक सीलिंग अवरोध (ग्रीस-प्रेशरयुक्त मध्यवर्ती कक्ष के साथ डबल-लिप सील), और एक तृतीयक निस्पंदन अवरोध (चुंबकीय ड्रेन प्लग और बाहरी तेल फिल्टर जो पहले दो अवरोधों से गुजरने वाले किसी भी कण को ​​गियर मेश में प्रसारित होने से पहले पकड़ लेते हैं)। प्राथमिक सील के नीचे शाफ्ट की सतह को Ra 0.2 से 0.4 माइक्रोमीटर तक ग्राइंड किया जाना चाहिए (सामान्य कृषि गियरबॉक्स के लिए Ra 0.4 से 0.8 मानक से महीन) - एक चिकनी शाफ्ट सतह उन सूक्ष्म चैनलों को कम करती है जिनके माध्यम से महीन रेत के कण सील लिप से आगे निकल सकते हैं।

रेतीली परिस्थितियों में कटाई के मौसम के दौरान रखरखाव

मूंगफली की कटाई के गियरबॉक्सों के लिए तेल बदलने का अंतराल 100 से 150 परिचालन घंटे होना चाहिए - रेत संदूषण की दर के कारण यह किसी भी कृषि अनुप्रयोग में सबसे कम अंतरालों में से एक है। यहां तक ​​कि उचित रखरखाव वाली मल्टी-बैरियर सीलिंग के बावजूद, महीन रेत की थोड़ी मात्रा सील से रिसकर तेल के टैंक में जमा हो जाती है। एक चुंबकीय ड्रेन प्लग लौह कणों (गियर या बेयरिंग की खराबी का संकेत) को पकड़ लेता है, लेकिन गैर-चुंबकीय सिलिका रेत को नहीं पकड़ पाता है जो प्राथमिक संदूषक है - केवल तेल बदलने और फ्लशिंग से ही सिस्टम से जमा हुई रेत को हटाया जा सकता है। प्रत्येक परिचालन दिवस के अंत में, जब भी तेल बदलने का समय हो, गर्म तेल को निकालें - गर्म तेल ठंडे तेल की तुलना में प्रवाह में अधिक रेत के कणों को निलंबित करता है, जिससे रेत आंतरिक सतहों पर जम जाती है।

पीटीओ शाफ्ट मूंगफली की कटाई के दौरान रखरखाव विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण होता है। ड्राइवलाइन पर लगे यू-जॉइंट बेयरिंग गियरबॉक्स सील की तरह ही घर्षणकारी रेतीले वातावरण के संपर्क में आते हैं, और नीडल बेयरिंग में रेत के प्रवेश के परिणाम तेजी से और गंभीर होते हैं: रेत के कण बेयरिंग केज में जम जाते हैं, नीडल की सतहों को खरोंच देते हैं, और यदि हर 6 से 8 घंटे में ताज़ा ग्रीस से साफ न किया जाए तो 100 से 200 घंटों के भीतर इंजन के सुचारू रूप से न चलने का कारण बनते हैं। स्प्लाइन ट्यूब कनेक्शन (जहां ड्राइवलाइन की लंबाई में बदलाव के लिए बाहरी ट्यूब भीतरी ट्यूब पर स्लाइड करती है) को भी इसी अंतराल पर ग्रीस करना आवश्यक है - स्प्लाइन सतहों के बीच रेत जमने से जकड़न और असमान टॉर्क संचरण होता है, जिससे पूरे ड्राइव सिस्टम में कंपन बढ़ जाता है।

मूंगफली की बेलों का उलझना एक गौण लेकिन लगातार बनी रहने वाली रखरखाव संबंधी समस्या है। मूंगफली की बेलें पतली (3 से 8 मिमी व्यास की), लचीली होती हैं और किसी भी खुले घूमने वाले शाफ्ट के चारों ओर मजबूती से लिपट जाती हैं। मक्के के डंठलों (जो इतने सख्त होते हैं कि शंक्वाकार सुरक्षा कवच द्वारा आसानी से हट जाते हैं) के विपरीत, मूंगफली की बेलें साधारण विक्षेपकों के लिए बहुत लचीली होती हैं - वे शाफ्ट की सतह के अनुरूप ढल जाती हैं और कई कसकर लिपटी हुई लपटों में जमा हो जाती हैं, जिससे घर्षण ऊष्मा उत्पन्न होती है और शाफ्ट तथा आसपास की सील दोनों घिस जाती हैं। सील को होने वाले क्रमिक नुकसान को रोकने के लिए सभी खुले शाफ्ट, विक्षेपकों और सील सतहों से बेलों के जमाव को प्रतिदिन साफ ​​करना आवश्यक है, जिससे रेत का प्रवेश और गियरबॉक्स का संदूषण हो सकता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

संपादक: सीएक्सएम