트랙터 동력의 근원 — PTO 스터브 샤프트

후방 PTO가 장착된 모든 트랙터는 변속기 하우징 뒤쪽에서 짧은 스플라인형 스터브 샤프트가 돌출되어 있습니다. 이 스터브 샤프트는 PTO 유형에 따라 변속기 또는 독립형 클러치를 통해 엔진에서 구동됩니다. PTO를 작동시키면 엔진의 회전 에너지가 표준화된 속도(전 세계 대부분의 농업용 트랙터에서 540RPM 또는 1000RPM)로 이 스터브 샤프트에 전달됩니다.

그 연결부 자체는 어떤 장비에도 직접 동력을 공급하지 않습니다. 단지 표준화된 기계적 출력 지점을 제공할 뿐입니다. PTO 샤프트 트랙터 연결부를 작업기 입력부에 연결하는데, 그 입력부는 거의 항상 다음과 같습니다. PTO 구동 기어박스속도와 방향을 전달하는 변속기가 없으면 PTO 출력만으로는 작업 장비에 필요한 동력을 공급할 수 없습니다.

1단계: 동력이 기어박스 입력축으로 들어갑니다.

PTO 구동축은 스플라인 커플링을 통해 기어박스 입력축에 연결됩니다. 스플라인(축과 구동축 요크에 가공된 돌출부)은 기계적으로 맞물려 미끄러짐 없이 토크를 전달합니다. 표준 구성은 다음과 같습니다. 농업용 기어박스 ISO 500 사양: 540RPM용 1-3/8인치 6스플라인, 1000RPM용 1-3/4인치 20스플라인.

입력축은 하우징 내부로 연장되어 입력 기어 양쪽에 있는 베어링에 의해 지지됩니다. 이 베어링은 축을 맞물리는 기어에 대해 정확한 위치에 고정하고 기어 맞물림으로 발생하는 반경 방향 및 축 방향 힘을 흡수합니다. 입력축의 정렬 불량 또는 부실한 지지는 기어의 치면 접촉을 불균일하게 만들어 두 기어 모두의 마모를 가속화합니다.

2단계: 기어 맞물림 — 속도가 토크로 변환되는 단계

기어 맞물림은 실제 동력 전달이 일어나는 부분입니다. 입력 기어(구동 기어)와 출력 기어(피구동 기어) 두 개가 제어된 구름-미끄럼 접촉을 통해 톱니를 맞물립니다. 이 접촉은 동시에 세 가지 작업을 수행합니다.

거의 모든 현대식 농기계 변속기 설계에 사용되는 나선형 베벨 기어는 점진적으로 맞물립니다. 즉, 두세 쌍의 톱니가 동시에 하중을 분담하여 직선형 기어보다 넓은 접촉면에 힘을 분산시킵니다. 이로 인해 작동 중 소음과 진동이 현저히 줄어듭니다.

3단계: 출력축이 일을 전달합니다

출력축은 변환된 동력(저속, 고토크, 방향 전환된 축)을 하우징에서 작업기로 전달합니다. 연결 방식은 장비 유형에 따라 다릅니다. 회전식 절단기는 하향 수직 출력을 날 플랜지로 전달하고, 비료 살포기는 회전 디스크를 수평으로 구동하며, 사료 혼합기는 보조 체인 또는 벨트 구동 장치를 통해 오거 시스템으로 동력을 전달합니다.

어떤 장비든 출력축은 레이디얼 하중, 베벨 기어 맞물림으로 인한 축 방향 추력, 충격 하중의 특정 조합을 고려하여 설계된 베어링으로 ​​지지되어야 합니다. 테이퍼 롤러 베어링은 이러한 용도에 가장 적합한 표준 베어링입니다. PTO 구동 기어박스 출력축은 방사형 하중과 축 방향 하중을 동시에 처리할 수 있기 때문입니다.

기어박스 구성: 직각형, 병렬형, 유성 기어박스

모든 작업기에 90도 회전 동력 전달 장치가 필요한 것은 아닙니다. 기어박스 구성은 작업기의 기계적 구조에 따라 다릅니다. 세 가지 주요 유형을 이해하면 용도에 맞는 기어박스를 선택하는 데 도움이 됩니다.

속도 감소 vs. 속도 증가: 상반된 두 가지 기능

대부분의 사람들은 PTO 기어박스가 속도를 줄이는 역할을 한다고 생각합니다. 하지만 실제로는 농기계에는 감속기와 증속기가 모두 필요하며, 이 둘은 작동 원리만 반대로 하면 동일한 기계적 원리를 이용합니다.

에이 PTO 기어 감속기 540RPM 또는 1000RPM의 회전수를 사용하며, 회전식 절단기, 베일러, 경운기에 필요한 높은 토크를 낮은 속도에서 제공합니다. 유압 펌프용 속도 증속기 반대로, 상대적으로 토크 요구량이 낮은 펌프 구동 시 PTO 속도를 1500~3000RPM까지 높여줍니다. 두 방식 모두 동일한 기어 맞물림 원리를 사용하며, 단지 더 큰 기어가 어느 축에 장착되는지가 다릅니다.

동력 전달에서 윤활의 역할

기어 오일은 단순한 윤활유가 아니라 동력 전달 과정에서 중요한 역할을 하는 핵심 요소입니다. 입력 동력의 2%에서 5% 사이가 마찰로 손실되며, 이 손실량의 거의 대부분은 열로 변환됩니다. 오일은 이 열을 흡수하여 하우징 벽으로 전달하고 주변 공기로 방출합니다.

전력 흐름 요약: 구현할 엔진

엔진에서 작업기 출력에 이르는 전체 동력 전달 과정과 각 단계별 일반적인 효율은 다음과 같습니다.

75마력 엔진에서 실제로 일을 하는 데 필요한 출력은 약 55마력입니다. PTO 구동 기어박스는 가장 효율적인 연결 고리 중 하나이며, 잘 만들어진 기어박스는 2~5%의 손실만 발생합니다. 95%와 98%의 효율을 가진 기어박스의 차이는 수천 시간에 걸쳐 누적되어 실제 연료 절감과 모든 하위 부품의 열 스트레스 감소로 이어집니다.

농기구 종류에 따른 변속기 설계의 차이점

동력 전달 장치(PTO)로 구동되는 모든 장비에서 동력 변환 원리는 동일하지만, 작업 장비의 요구 사항에 따라 기어박스의 작동 방식은 매우 다릅니다.

변속기 효율이 떨어지고 있다는 신호

변환 효율이 떨어지는 변속기는 완전히 고장 나기 전에 여러 가지 경고 신호를 보냅니다. 이러한 신호를 조기에 알아차리면 변속기와 시즌을 구할 수 있습니다.

초기 증상 단계에서 문제를 발견하면 변속기 전체를 ​​재조립하는 대신 씰이나 베어링만 교체하는 경우가 많습니다.

적합한 PTO 구동 기어박스 선택하기

적합한 변속기를 선택하는 것은 사용하는 작업기와 트랙터 조합에 맞는 네 가지 매개변수를 찾는 것으로 귀결됩니다.

사양에 대해 확신이 서지 않는다면, 저희 엔지니어링 팀에 문의하십시오. 기존 기어박스와 상호 참조하거나 장비 데이터를 기반으로 요구 사항을 계산할 수 있습니다. 또한 전체 내용을 살펴볼 수도 있습니다. PTO 기어박스 카탈로그 애플리케이션 유형 및 비율별로 사용 ​​가능한 구성을 확인하려면 다음을 참조하십시오.

자주 묻는 질문

편집자: Cxm