사일리지 처리 기어박스: 송풍기 및 표면처리 장치 구동부

사일리지 송풍기 팬 구동 장치: 사료를 사일로로 밀어 넣기

타워 사일로(높이 6~25m의 수직 콘크리트 또는 유리 코팅 강철 구조물)는 PTO 구동식 원심 팬을 사용하여 잘게 썬 사료를 충전 파이프를 통해 위쪽으로 불어 넣어 채웁니다. 팬은 잘게 썬 사료 입자(밀도가 100kg/m³(건조 풀)에서 350kg/m³(습식 옥수수 사일리지)까지 다양함)를 중력에 저항하여 지면에서 사일로 꼭대기까지 띄워 운반하기에 충분한 풍속(충전 파이프에서 30~45m/s)을 생성해야 합니다. 팬은 사일로 높이와 사료 밀도에 따라 1,500~3,000RPM으로 작동하며, 이를 위해서는 충분한 공기 흐름 속도(충전 파이프 내)가 필요합니다. PTO 기어박스 540RPM 입력에서 1:2.8에서 1:5.5로 속도 증가가 이루어집니다. 이는 송풍기 기어박스를 붐 스프레이어 원심 펌프 구동 장치와 동일한 기어비 범위에 위치시키지만, 훨씬 높은 연속 출력(송풍기의 경우 30~80HP, 대부분의 스프레이 펌프의 경우 15~40HP)과 더 긴 무중단 작동 시간(2~6주간의 사일리지 제조 기간 동안 하루 8~14시간)을 제공합니다.

송풍기는 공기나 깨끗한 물보다 훨씬 부식성이 강한 습하고 산성인 작물 재료를 처리합니다. 건조물 함량이 30~40%(수분 함량 60~70%)인 잘게 썬 사료는 약산성(신선한 사료의 경우 pH 5.5~6.5, 발효가 시작되면 pH 3.5~4.5로 떨어짐)의 식물액을 방출하며, 이 즙에는 젖산, 아세트산, 부티르산과 같은 유기산이 포함되어 있어 일반 강철 표면을 부식시키고 일반 NBR 샤프트 씰을 열화시킵니다. 또한 습한 사료 입자는 고속으로 팬 블레이드와 하우징에 충돌하여 전진 공급 속도가 증가함에 따라 마모를 유발합니다. 송풍기는 이러한 문제를 해결하기 위해 설계되었습니다. 사일리지 장비 기어박스 송풍기 흡입구 주변 공기를 포화시키는 산성 미스트로부터 밀봉되어야 합니다. FKM 샤프트 씰과 에폭시 분말 코팅 하우징은 이러한 화학적으로 적대적인 환경에 대한 최소 사양입니다.

사일리지 표면 정리기 및 표면 정리 장치: 정밀 사일리지 표면 관리

사일리지 절단기(페이서, 페이스 커터, 블록 커터라고도 함)는 벙커 또는 클램프 사일로의 노출된 면에서 사일리지를 얇고 균일한 층으로 깎아내는 방식으로 사일리지를 제거합니다. 절단 메커니즘은 일반적으로 경화강 칼날이 장착된 회전 드럼(직경 400~600mm) 또는 체인 플레일 어셈블리로 구성되며, 400~800RPM으로 작동합니다. 드럼은 유압식 또는 기계식으로 구동되는 이동 프레임을 따라 사일리지 면을 가로지르며 한 번에 50~150mm 깊이로 사일리지를 제거합니다. 절단 드럼을 구동하는 기어박스는 540RPM PTO(드럼 회전 속도 400~540RPM)에서 1:1에 가까운 기어비가 필요하며, 800RPM으로 작동하는 고속 체인 플레일 구성의 경우 기어비를 1:1.5로 약간 높이면 됩니다.

절단면의 품질은 사일리지 안정성에 직접적인 영향을 미칩니다. 매끄럽고 깨끗하며 고르게 깎인 절단면은 산소가 사일리지 내부로 침투할 수 있는 표면적을 최소화하여, 호기성 부패를 매 급여 시 제거되는 표면의 얇은 층(10~20mm)으로 제한합니다. 반면, 버킷 로더를 사용하여 거칠고 찢어지거나 손상된 절단면(전용 절단기를 사용하지 않을 경우)은 산소가 사일리지 내부로 100~300mm까지 침투하게 하여 깊은 부패 구역을 생성하고, 이용 가능한 건조 물질의 5~15%를 낭비하게 합니다. 절단기 드럼을 구동하는 PTO 기어박스는 이러한 깨끗한 절단을 위해 부드럽고 안정적인 출력 속도를 제공해야 합니다. 속도 변동은 절단 칼날이 사일리지 표면에 부딪히면서 덜컹거리게 하여 절단이 아닌 찢어짐을 유발합니다. 상류의 사료 절단 및 가공 장비가 사일리지 저장 시스템과 어떻게 연동되는지에 대한 자세한 내용은 엔지니어링 가이드를 참조하십시오. 사료 수확기 기어박스 응용 프로그램.

겨울철 작업에는 얼어붙은 사일리지라는 어려움이 추가됩니다. 추운 기후 지역(북유럽, 캐나다, 미국 북부)에서는 밤 기온이 영하 10도에서 영하 20도까지 떨어지면 노출된 사일리지 표면이 50~200mm 깊이까지 얼어붙습니다. 얼어붙은 사일리지를 절단하려면 동일한 드럼 속도에서 얼지 않은 사일리지를 절단할 때보다 3~5배 더 큰 토크가 필요합니다. 이러한 갑작스러운 부하 증가를 기어박스는 멈추거나 기어 톱니가 손상되지 않고 흡수해야 합니다. 사일리지 장비 기어박스 추운 기후 환경에서 사용되는 제빙기의 경우, 제빙기는 동결된 재료에 대한 최대 토크(단순히 동결되지 않은 상태에서의 연속 토크가 아닌)를 기준으로 정격 용량을 정해야 하며, PTO 구동축의 슬립 클러치는 온대 기후 환경에서 일반적으로 사용되는 1.5배가 아닌 정격 연속 토크의 2.0~2.5배에서 해제되도록 보정해야 합니다.

TMR 믹서 기어박스: 오거 구동을 위한 초고속 감속 장치

완전혼합사료(TMR) 믹서는 사일리지와 농축사료, 미네랄, 기타 사료 성분을 균일하게 혼합하여 소의 사료 급여대로 공급합니다. 혼합 오거(수직형 믹서의 경우 수직 나선형 스크류, 수평형 믹서의 경우 수평 패들 또는 오거 어셈블리)는 15~40RPM으로 회전하는데, 이는 PTO 구동식 농업용 기어박스 중 가장 낮은 출력 속도에 속합니다. 540RPM의 PTO 입력에서 이를 위해서는 1:13.5~1:36의 감속비가 필요하며, 이는 기존의 단일 단계 또는 2단계 베벨-나선형 기어 설계로는 달성할 수 없는 극단적인 비율입니다. 따라서 다단계 유성 기어 트레인, 웜 기어 감속기 또는 베벨 입력과 유성 출력 단계를 조합한 방식이 필요합니다.

오거 출력부의 토크는 그에 상응하여 매우 큽니다. 540RPM에서 60HP PTO 입력은 795Nm의 입력 토크를 발생시킵니다. 1:27의 감속비(20RPM 출력)에서 출력 토크는 795 × 27 × 0.92(기어박스 효율 92% 고려) = 약 19,700Nm, 즉 오거 축에서 거의 20,000Nm에 달하는 연속 토크가 됩니다. 이러한 토크 수준을 감당하려면 출력축 직경이 100~150mm, 유성 기어 모듈이 6~10mm, 그리고 베어링 정렬이 변형되지 않고 전체 토크 부하를 견딜 수 있는 하우징 구조가 필요합니다. TMR 믹서 기어박스는 가장 무겁고 구조적으로 가장 까다로운 제품입니다. 농업용 기어박스 축산 작업에 적용되는 경우, 단일 수직 스크류 믹서 기어박스의 무게는 150~350kg에 달할 수 있습니다.

TMR 믹서 기어박스는 연중무휴, 하루 1~3시간씩 가동되어 연간 400~1,000시간 이상 작동합니다. 이처럼 극한의 토크 수준에서 매일 지속적으로 작동하기 때문에 베어링 피로가 수명 제한 요소가 됩니다. 유성 기어 베어링(3~5개의 유성 기어에 걸쳐 전체 출력 토크를 전달)은 기어박스 내 모든 베어링 위치 중 가장 높은 누적 피로 하중을 받습니다. 15,000시간 이상(매일 사용 시 15~20년)의 L10 피로 수명을 기준으로 계산된 예압식 테이퍼 롤러 베어링은 고품질 TMR 믹서 기어박스의 표준 사양입니다. 실제 수명은 오일 교환 주기와 작업자가 고정된 오거에 대량의 원료를 한꺼번에 쏟아붓는 등의 충격 부하를 피하는 습관에 따라 크게 달라집니다.

베일 래퍼 구동 장치 및 사일리지 적재 장비

둥근 모양이나 사각형 모양으로 비닐 필름으로 감싼 베일 사일리지는 특히 소규모 축산 농가나 고부가가치 사료 작물(알팔파, 전곡 곡물, 압착 곡물) 재배 농가에서 벙커나 타워 저장 방식의 대안으로 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 베일 포장기는 PTO(동력인출장치)로 구동되는 포장 암을 사용하여 베일 주위를 20~40RPM으로 회전시키면서 4~6겹의 비닐 필름을 제어된 장력으로 감쌉니다. 포장 암을 구동하는 기어박스는 상당한 감속비(540RPM PTO에서 1:13.5~1:27)를 필요로 하는데, 이는 TMR 믹서 기어박스와 유사한 비율 범위이지만 훨씬 낮은 출력(믹서의 40~120HP에 비해 5~15HP)을 사용합니다. PTO 기어박스 따라서 베일 래퍼는 고토크 믹서에 필요한 다단식 유성 기어 설계 대신 더 간단한 웜 기어 감속기를 사용할 수 있으며, 단일 소형 단계에서 필요한 비율을 달성하고 PTO가 분리될 때 래핑 암을 고정하는 자체 잠금 기능을 갖출 수 있습니다.

균일한 필름 겹침을 보장하기 위해 각 베일 포장 주기 동안 포장 암의 속도는 일정하게 유지되어야 합니다. 속도가 가변적이면 필름 층이 불균일해져 한쪽은 두껍고 다른 쪽은 얇아지는 현상이 발생하며, 이로 인해 저장 중 산소가 필름 장벽을 뚫고 침투하는 약한 부분이 생겨 국부적인 부패가 시작되고 베일 전체로 확산됩니다. 정밀하게 가공된 웜과 청동 휠을 사용하는 웜 기어 감속기는 일관된 포장에 필요한 고유한 속도 안정성을 제공합니다. 높은 감속비와 웜 기어의 슬라이딩 접촉 구조는 PTO 입력으로 인한 속도 변동을 자연스럽게 완화하여 유사한 비율의 스퍼 기어나 헬리컬 기어 트레인보다 더 부드러운 출력 속도를 제공합니다.

사일리지 적재 장비(그랩 포크, 텔레핸들러에 장착된 블록 커터, 컨베이어 벨트 로더)에는 적재 메커니즘에 필요한 유압 유량과 압력을 공급하는 PTO 구동식 유압 파워팩이 포함될 수 있습니다. 이러한 파워팩은 1,500~2,500RPM(540RPM PTO에서 1:2.8~1:4.6의 속도 증가)으로 작동하는 기어박스 구동식 유압 기어 펌프를 사용하며, 출력은 15~30HP입니다. 사일리지 적재 파워팩의 기어박스는 디페이서 및 TMR 믹서의 기어박스와 동일한 부식성 산성 습윤 환경에서 작동하므로 동일한 FKM 씰 및 내산성 코팅 사양이 필요합니다. 적재 장비의 간헐적 작동 주기(하루 1~2시간 작동, 잦은 시동 및 정지 주기)는 기어박스 하우징 내부의 결로를 가속화하는 열 순환을 유발합니다. 적재 작업 사이의 긴 유휴 기간 동안 내부 부식을 유발하는 수분 축적을 방지하기 위해서는 밀폐형 체크 밸브 브리더와 정기적인 오일 점검이 필수적입니다.

발효 사일리지 접촉을 위한 내산성 설계

잘 발효된 사일리지의 pH는 3.5~4.5로, 오렌지 주스보다 산성이 강하고 식초와 유사합니다. 이러한 산성을 유발하는 유기산(건조 물질 1kg당 젖산 60~80g, 아세트산 10~30g, 그리고 소량의 부티르산과 프로피온산)은 일반 탄소강을 부식시키고, NBR 고무 씰을 열화시키며, 아연 도금 패스너를 손상시킵니다. 사일리지 또는 사일리지 즙과 직접 접촉하는 모든 기어박스 부품(송풍기 하우징 내부, 디페이서 드럼 구동 하우징)은 계절별 또는 매일 5~15년간 이러한 화학적 환경에 노출되어도 견딜 수 있어야 합니다.

사일리지와 접촉하는 기어박스의 하우징 코팅 사양은 100마이크로미터 이상의 두께를 가진 2액형 에폭시 또는 폴리에스터 분말 코팅이어야 합니다. 이는 일반적인 농업용 기어박스에 사용되는 60~80마이크로미터 코팅보다 두껍고 내화학성이 뛰어납니다. 외부 고정 장치(볼트, 배수 플러그, 점검 커버)는 아연 도금 연강이 아닌 스테인리스강(A2 또는 A4 등급)을 사용해야 합니다. 샤프트 씰은 NBR이 아닌 FKM(불소엘라스토머)을 사용해야 합니다. FKM은 사일리지 주스에 존재하는 농도의 유기산에 대한 내성이 강한 반면, NBR은 산에 지속적으로 노출될 경우 6~12개월 내에 연화되고 팽창합니다. PTO 샤프트 사일리지 가공 장비에 동력을 공급하는 구동계는 요크와 크로스 저널에 스테인리스강 또는 아연-니켈 도금 부품을 사용해야 합니다. 이는 매일 산성에 노출되기 때문에 검사 ​​및 유지 관리가 어려운 구동계 표면의 일반 아연 도금이 부식되는 속도가 가속화되기 때문입니다.

세 가지 장비 작동 주기 전반에 걸친 유지 관리

세 가지 주요 사일리지 가공 기어박스 유형은 근본적으로 작동 및 유지 관리 주기와 서비스 요구 사항이 다릅니다. 송풍기 기어박스는 사일리지 제조 시즌 동안 2~6주간 집중적으로 작동(200~500시간)한 후 10~11개월 동안 유휴 상태로 유지되므로 시즌 전 오일 교환과 시즌 후 세척 및 부식 방지가 필요합니다. 변성기 기어박스는 6~9개월의 사료 급여 시즌 동안 매일 작동(200~600시간)하며, 시즌 중반과 시즌 후 저장 준비 시점에 오일을 교환합니다. TMR 믹서 기어박스는 연중 매일 작동(연간 400~1,000시간 이상)하며, 500시간 또는 1년 중 먼저 도래하는 시점에 오일을 교환해야 하고, 유성 베어링 피로 발생을 나타내는 베어링 소음을 지속적으로 모니터링해야 합니다.

합성 PAO계 EP 기어 오일(송풍기 및 디페이서용 ISO VG 220, TMR 믹서용 ISO VG 320)은 세 가지 용도 모두에 권장됩니다. 송풍기는 고속 여름철 운전 시 합성 오일의 열 안정성 덕분에 이점을 얻습니다. 디페이서는 영하 10도에서 20도 사이의 추운 겨울 아침 시동 시 합성 오일의 저온 유동성 덕분에 이점을 얻습니다. TMR 믹서는 저속 고토크 유성 기어 맞물림으로 발생하는 극한의 접촉 압력에서도 합성 오일의 우수한 윤활막 강도 덕분에 이점을 얻습니다. 세 가지 경우 모두에서 합성 오일의 우수한 수분 분리 특성은 사일리지 가공 환경에서 불가피하게 발생하는 수분 오염을 관리하는 데 도움이 됩니다.

자주 묻는 질문

편집자: Cxm