サイレージ処理用ギアボックス：ブロワー＆デフェイサー駆動

サイレージブロワーファン駆動：飼料をサイロに送り込む

タワーサイロ（高さ6～25メートルの直立したコンクリート製またはガラスライニング鋼製構造物）は、PTO駆動の遠心ファンを使用して、細かく刻んだ飼料を充填パイプを通して上方に吹き込むことで充填されます。ファンは、細かく刻んだ飼料粒子（密度は100 kg/m³（乾燥草）から350 kg/m³（湿潤トウモロコシサイレージ）まで変化する）を、重力に逆らって地上からサイロの頂上まで浮遊させ、運ぶのに十分な風速（充填パイプ内で30～45 m/s）を生成する必要があります。ファンは、サイロの高さと飼料の密度に応じて1,500～3,000 RPMで動作し、 PTOギアボックス 540 RPMの入力から1:2.8から1:5.5への速度増加。これにより、ブロワーのギアボックスはブームスプレーヤーの遠心ポンプ駆動部と同じ比率範囲になりますが、連続出力は大幅に高く（ブロワーは30～80 HP、ほとんどの噴霧ポンプは15～40 HP）、連続運転時間も長くなります（2～6週間のサイレージ製造期間中、1日あたり8～14時間）。

ブロワーファンは、空気やきれいな水よりもはるかに攻撃的な、湿った酸性の作物材料を処理します。乾燥物質含有量30～40％（水分60～70％）の刻み飼料は、弱酸性の植物液（新鮮な飼料ではpH5.5～6.5、発酵が始まるとpH3.5～4.5に低下）を放出し、標準的な鋼鉄表面を腐食させ、標準的なNBRシャフトシールを劣化させる有機酸（乳酸、酢酸、酪酸）を含んでいます。湿った飼料粒子はファンブレードとハウジングにも高速で衝突し、前進送り速度とともに増加する摩耗を引き起こします。ブロワー サイレージ機器用ギアボックス 送風機の吸気口周辺の空気を満たす酸性ミストから密閉する必要がある。FKM製のシャフトシールとエポキシ粉体塗装されたハウジングは、この化学的に過酷な環境における最低限の仕様である。

デフェーサーおよびフェイサーユニット：精密なサイレージ表面管理

サイレージデフェーサー（フェーサー、フェイスカッター、ブロックカッターとも呼ばれる）は、バンカーサイロやクランプサイロの露出面からサイレージを削り取り、面幅全体にわたって薄く均一な層を形成します。切断機構は通常、焼き入れ鋼製のナイフまたはチェーンフレイルアセンブリを取り付けた回転ドラム（直径400～600mm）で、400～800RPMで動作します。ドラムは油圧式または機械式のトラバースフレーム上を横切って移動し、1回の通過で50～150mmの深さを除去します。切断ドラムを駆動するギアボックスには、540RPMのPTO（ドラム回転速度400～540RPM）から1:1に近い減速比、または800RPMで動作する高速チェーンフレイル構成の場合は1:1.5の減速比が必要です。

切断面の品質はサイレージの安定性に直接影響します。滑らかで均一に切断された面は、酸素がサイレージ内部に浸透する表面積を最小限に抑え、好気性腐敗を給餌のたびに除去される表面の薄い層（10～20 mm）に限定します。粗く、裂けたり、乱れたりした面（専用のデフェーサーの代替となるバケットローダーによって生成される）では、酸素がサイレージ内部に100～300 mm浸透し、利用可能な乾物量の5～15%を無駄にする深い腐敗ゾーンが形成されます。デフェーサードラムを駆動するPTOギアボックスは、このきれいな切断を実現するために、滑らかで安定した出力速度を提供する必要があります。速度変動は、切断ナイフがサイレージの表面に当たって振動し、材料を削るのではなく引き裂いてしまいます。上流の飼料切断および加工装置がサイレージ貯蔵システムとどのように連携するかについては、当社のエンジニアリングガイドを参照してください。 飼料収穫機用ギアボックス アプリケーション。

冬季の作業では、凍結したサイレージという課題が加わります。寒冷地（北欧、カナダ、米国北部）では、夜間の気温がマイナス10～マイナス20℃になると、露出したサイレージの表面が50～200mmの深さまで凍結します。凍結したサイレージを切断するには、同じドラム速度で凍結していない材料を切断する場合の3～5倍のトルクが必要になります。これは、ギアボックスが停止したりギアの歯を損傷したりすることなく、急激な負荷増加を吸収しなければならないことを意味します。 サイレージ機器用ギアボックス 寒冷地での除草機用途では、定格トルクは凍結材料の最大トルク（凍結していない連続トルクだけでなく）で設定する必要があり、PTO駆動系のスリップクラッチは、温帯気候で​​の用途で一般的な定格連続トルクの1.5倍ではなく、2.0～2.5倍で解除するように調整する必要があります。

TMRミキサー用ギアボックス：オーガ駆動のための超高速減速

完全混合飼料（TMR）ミキサーは、サイレージと濃厚飼料、ミネラル、その他の飼料原料を均一に混合し、牛の給餌口に供給します。混合オーガ（垂直ミキサーでは垂直ヘリカルスクリュー、水平ミキサーでは水平パドルまたはオーガアセンブリ）は、15～40 RPMで回転します。これは、PTO駆動の農業用ギアボックスの中で最も低い出力速度の部類に入ります。540 RPMのPTO入力から、1:13.5～1:36の減速比が必要となります。これは、従来の単段または2段のベベルヘリカル設計では実現できない極端な減速比であり、代わりに多段遊星歯車列、ウォームギア減速機、またはベベル入力と遊星出力段の組み合わせが必要となります。

オーガ出力のトルクは、それに応じて極めて大きくなります。60 HPのPTO入力が540 RPMで795 Nmの入力トルクを発生します。1:27の減速比（20 RPMの出力）では、出力トルクは795 × 27 × 0.92（ギアボックス効率92%を考慮）=約19,700 Nmとなり、オーガシャフトでは連続トルクが約20,000 Nmになります。このトルクレベルに対応するには、出力シャフト径が100～150 mm、遊星歯車モジュールが6～10 mm、ベアリングアライメントをずらすことなく全トルク負荷に耐えられるハウジング構造が必要です。TMRミキサーのギアボックスは、最も重く、構造的に最も要求の厳しいものです。 農業用ギアボックス 畜産作業における用途としては、垂直オーガミキサーのギアボックス単体で150～350kgの重量になる場合がある。

TMRミキサーのギアボックスは、年間365日、1日1～3時間、年間400～1,000時間以上稼働します。このような極めて高いトルクレベルでの連続的な日常使用により、ベアリングの疲労が寿命を制限する要因となります。遊星ベアリング（3～5個の遊星ギアに分散された全出力トルクを伝達する）は、ギアボックス内のどのベアリング位置よりも累積疲労負荷が最も高くなります。15,000時間以上（15～20年間の毎日使用）の疲労寿命L10が計算された予圧テーパーローラーベアリングは、高品質のTMRミキサーギアボックスの標準仕様ですが、実際の寿命は、オイル交換の規則性と、固定オーガに大量の飼料を投入してミキサーに衝撃負荷をかけないように注意するオペレーターの習慣に大きく左右されます。

ベールラッパー駆動装置およびサイレージ積載装置

ベールサイレージ（丸型または角型のベールを伸縮性のあるプラスチックフィルムで包んだもの）は、特に小規模な畜産農場や、特殊な高付加価値飼料（アルファルファ、全粒穀物、圧着穀物）の場合、バンカーやタワー貯蔵に代わる方法としてますます一般的になっています。ベールラッパーは、PTO駆動のラッピングアームを使用し、20～40 RPMでベールの周りを回転しながら、制御された張力で4～6層のプラスチックフィルムを巻き付けます。ラッピングアームを駆動するギアボックスは、大幅な減速（540 RPMのPTOから1:13.5～1:27）を必要とし、TMRミキサーのギアボックスと同様の減速比範囲になりますが、出力ははるかに低くなっています（ミキサーの40～120 HPに対し、5～15 HP）。 PTOギアボックス そのため、ベールラッパーでは、よりシンプルなウォームギア減速機（高トルクミキサーに必要な多段遊星歯車設計ではなく）を使用することができ、必要な減速比を単一のコンパクトなステージで実現し、PTOが解除されたときにラッピングアームを静止させる自己ロック機能を備えています。

均一なフィルムの重なりを確保するため、ラッピングアームの速度は各ベールラッピングサイクル全体を通して一定に保つ必要があります。速度が変化すると、フィルム層が不均一になり、片側が厚く、もう片側が薄くなるため、保管中に酸素がフィルムバリアを透過する弱点が生じ、ベール全体に広がる局所的な腐敗が始まります。精密研磨されたウォームとブロンズホイールを備えたウォームギア減速機は、一貫したラッピングに必要な固有の速度安定性を提供します。ウォームギアの高い減速比と滑り接触形状により、PTO入力からの速度変動が自然に抑制され、同様の減速比の平歯車またはヘリカルギアトレインよりもスムーズな出力速度が得られます。

サイレージ積載装置（グラブフォーク、テレハンドラーに取り付けられたブロックカッター、コンベアベルトローダー）には、積載機構に必要な油圧流量と圧力を供給するPTO駆動の油圧パワーパックが組み込まれている場合もあります。これらのパワーパックは、15～30 HPで1,500～2,500 RPM（540 RPM PTOからの速度増加比1:2.8～1:4.6）で動作するギアボックス駆動の油圧ギアポンプを使用します。サイレージ積載パワーパックのギアボックスは、デフェーサーやTMRミキサーのギアボックスと同じ腐食性の酸性湿潤環境で動作するため、同じFKMシールと耐酸性コーティング仕様が必要です。積載装置の間欠運転サイクル（1日1～2時間、頻繁な始動・停止サイクル）により、ギアボックスハウジング内部で結露が加速する熱サイクルが発生します。積載作業間の長い待機期間中に内部腐食を引き起こす水分蓄積を防ぐには、密閉されたチェックバルブブリーザーと定期的なオイル監視が不可欠です。

発酵サイレージとの接触に対する耐酸性設計

十分に発酵したサイレージのpHは3.5～4.5で、オレンジジュースよりも酸性が強く、酢と同程度です。この酸性の原因となる有機酸（乳酸60～80g/kg乾燥物質、酢酸10～30g/kg、および少量の酪酸とプロピオン酸）は、標準的な炭素鋼を腐食させ、NBRゴム製シールを劣化させ、標準的な亜鉛メッキファスナーを侵食します。サイレージまたはサイレージ液に直接接触するギアボックス部品（ブロワーハウジング内部、デフェーサードラム駆動ハウジングなど）はすべて、季節的または日常的な暴露に5～15年間耐えられるよう、この化学環境に耐えなければなりません。

サイレージ接触ギアボックスのハウジングコーティング仕様は、厚さ100マイクロメートル以上の2液性エポキシまたはポリエステル粉体塗装とするべきである。これは、汎用農業用ギアボックスに使用される60～80マイクロメートルのコーティングよりも厚く、耐薬品性に​​優れている。外部ファスナー（ボルト、ドレンプラグ、点検カバー）は、亜鉛メッキ軟鋼ではなく、ステンレス鋼（A2またはA4グレード）とするべきである。シャフトシールは、NBRではなくFKM（フッ素ゴム）とするべきである。FKMはサイレージジュースに含まれる濃度の有機酸に耐性があるが、NBRは6～12ヶ月間連続して酸にさらされると軟化・膨潤する。 PTOシャフト サイレージ加工装置に供給される駆動系部品のヨークとクロスジャーナルには、ステンレス鋼または亜鉛ニッケルメッキ部品を使用するべきである。なぜなら、日常的に酸にさらされることで、点検やメンテナンスが困難な駆動系表面の標準的な亜鉛メッキの腐食が加速されるからである。

3つの機器稼働サイクルにわたるメンテナンス

3種類の主要なサイレージ処理用ギアボックスは、運転保守のリズムとサービス要件が根本的に異なります。ブロワー用ギアボックスは、サイレージ製造シーズン中に2～6週間（200～500時間）集中的に稼働し、その後10～11か月間休止状態になります。そのため、シーズン前のオイル交換とシーズン後の清掃および防錆処理が必要です。デフェーサー用ギアボックスは、6～9か月の給餌シーズン中（200～600時間）毎日稼働し、シーズン中盤とシーズン後の保管準備時にオイル交換が必要です。TMRミキサー用ギアボックスは年間を通して毎日稼働し（年間400～1,000時間以上）、500時間ごとまたは1年ごと（いずれか早い方）にオイル交換が必要で、遊星軸受の疲労の兆候である軸受の異音を継続的に監視する必要があります。

3つの用途すべてにおいて、合成PAOベースのEPギアオイル（ブロワーとデフェーサーにはISO VG 220、TMRミキサーにはISO VG 320）の使用が推奨されます。ブロワーは、高速夏季運転時の合成油の熱安定性の恩恵を受けます。デフェーサーは、マイナス10℃からマイナス20℃の冬季朝の始動時に、合成油の低温流動性の恩恵を受けます。TMRミキサーは、低速・高トルクの遊星歯車のかみ合いによって発生する極度の接触圧力下における合成油の優れた油膜強度の恩恵を受けます。3つの用途すべてにおいて、合成油の優れた水分分離特性は、サイレージ処理環境で避けられない水分汚染の管理に役立ちます。

よくある質問

編集者: Cxm