Aandrijfmechanisme voor irrigatieslanghaspels — Turbine- en aftakasaandrijving voor slanghaspelsystemen

Wat is een tandwielkast voor een irrigatiehaspel?

Een irrigatiehaspelversnellingsbak De reductie-eenheid met hoge overbrengingsverhouding zet de snelle rotatie van de turbine of aftakas om in de extreem trage trommelrotatie die nodig is om een ​​polyethyleenslang (200 tot 800 meter lang, 50 tot 125 mm diameter) op een grote haspel te wikkelen, terwijl een sproeier of sproeiboom aan het uiteinde van de slang het veld irrigeert terwijl deze terug naar de machine wordt getrokken. slanghaspelversnellingsbak De invoersnelheid – doorgaans 500 tot 1500 toeren per minuut bij een wateraangedreven turbine, of 540 toeren per minuut bij een aftakas – moet worden verlaagd tot een uitvoersnelheid van de trommel van slechts 0,5 tot 5 toeren per minuut. Dit resulteert in een slangophaalsnelheid van 5 tot 120 meter per uur, wat direct bepalend is voor de wateraanvoersnelheid en -uniformiteit.

De irrigatiehaspelversnellingsbak De trommelsnelheid is het precisiecontrolecentrum van de rijdende irrigatiemachine. De trommelsnelheid bepaalt de rijsnelheid van de sproeikop over het veld: een snellere trommelsnelheid betekent minder water per oppervlakte-eenheid (lichtere toepassing), een langzamere trommelsnelheid betekent meer water per oppervlakte-eenheid (zwaardere toepassing). Een variatie van 5 procent in de trommelsnelheid resulteert in een variatie van 5 procent in de sproeisnelheid, waardoor zichtbare natte en droge zones over het veld ontstaan ​​die de gewasopbrengst in zones met te weinig water verminderen en water en energie verspillen in zones met te veel water. Deze eis van snelheid en precisie, gecombineerd met continue blootstelling aan water, modder en weersomstandigheden, definieert de unieke technische eisen van de irrigatiemachine. irrigatiehaspelversnellingsbak.

Twee aandrijfbronnen: waterturbine versus aftakas

De meeste moderne mobiele irrigatiemachines gebruiken een waterturbine Om de haspel aan te drijven — een kleine Pelton- of Francis-turbine die wordt aangedreven door dezelfde waterdruk die ook het regenpistool voedt. De turbine zet de energie van de waterdruk om in mechanische rotatie met een toerental van 500 tot 1500 RPM, en de irrigatiehaspelversnellingsbak Dit wordt teruggebracht tot een trommelsnelheid van 0,5 tot 5 omwentelingen per minuut door middel van een meertraps tandwieloverbrenging (doorgaans een wormwieloverbrenging plus een spiraalvormig tandwiel, met een totale overbrengingsverhouding van 50:1 tot 200:1). Het voordeel is de zelfstandige werking: de haspel wikkelt zich automatisch op zolang er waterdruk is, waardoor er tijdens het irrigeren geen aansluiting op de tractor nodig is.

PTO-aangedreven haspelsystemen maken gebruik van de tractor. Vakantie Met een toerental van 540 RPM via een haakse tandwielkast plus ketting- en tandwielreductie wordt de slanghaspel aangedreven. PTO-aangedreven systemen zijn mechanisch eenvoudiger (geen turbine) en bieden een hoger koppel voor het oprollen van zware, met water gevulde slangen, maar vereisen dat de tractor tijdens de hele irrigatiecyclus aangesloten blijft, waardoor een waardevolle machine 4 tot 12 uur per keer bezet is. PTO-aandrijving wordt voornamelijk gebruikt bij kleinere slanghaspels (200 tot 400 meter slang) of als reserveaandrijving op machines met een turbine voor het terughalen van de slanghaspel wanneer er geen waterdruk beschikbaar is.

Aandrijfmechanisme voor irrigatieslanghaspel — hoge overbrengingsverhouding voor gecontroleerde slangophaling

Snelheid en precisie: waarom elke toerental telt

De waterafgifte van een rijdende irrigatiemachine is omgekeerd evenredig met de snelheid waarmee de slang wordt ingehaald — het halveren van de inhaalsnelheid verdubbelt de hoeveelheid water die per oppervlakte-eenheid wordt afgegeven. Deze directe relatie betekent dat de irrigatiehaspelversnellingsbak De machine moet een constante, herhaalbare uitvoersnelheid leveren gedurende de gehele oprolcyclus. De koppelvraag op de versnellingsbak is echter niet constant; deze neemt geleidelijk toe naarmate de slang op de trommel wordt gewikkeld, omdat elke volgende laag gewicht toevoegt en de effectieve trommeldiameter (en daarmee het oprolkoppel) vergroot. Een volle haspel van 800 meter met een slang van 110 mm kan bij de laatste laag 3 tot 5 keer zoveel oprolkoppel vereisen als bij de eerste.

Modern irrigatiehaspelversnellingsbak Systemen pakken de uitdaging van variabel koppel op twee manieren aan. Turbine-aangedreven systemen gebruiken een regelklep die de waterstroom naar de turbine regelt, waardoor een constante turbinesnelheid wordt gehandhaafd naarmate de koppelvraag toeneemt. versnellingsbak Vervolgens levert het een proportioneel constante uitvoersnelheid. Elektronische snelheidsregelsystemen gebruiken een sensor op de slanggeleider om de werkelijke inhaalsnelheid te meten en passen de turbine-inlaatklep automatisch aan via een gesloten regelkring. Dit compenseert zowel het toenemende koppel door de slangophoping als de schommelingen in de waterdruk van het toevoersysteem. De nauwkeurigheid van de overbrengingsverhouding en de mechanische consistentie van de versnellingsbak vormen de basis voor de werking van deze regelsystemen; een onregelmatige versnellingsbak maakt zelfs de meest geavanceerde elektronische regeling onbruikbaar.

Waterdichtheid en weersbestendigheid voor gebruik in het veld.

De irrigatiehaspelversnellingsbak Het systeem werkt onder continue blootstelling aan water — sproeien van de sproeikop, lekkage van de slang, regenwater en stilstaand water in modderige veldomstandigheden. De turbine-aangedreven versnellingsbak is bijzonder kwetsbaar omdat de asafdichting van de turbine de waterdruk (3 tot 8 bar) moet kunnen weerstaan ​​en tegelijkertijd de versnellingsbakolie aan de andere kant moet afdichten. Elke verslechtering van de turbine-asafdichting zorgt ervoor dat water onder druk de versnellingsbak binnendringt, waardoor de olie emulgeert en de lagers en tandwieloppervlakken binnen enkele uren na continu gebruik beschadigd raken.

Technische specificaties in één oogopslag

Olie en smering voor de tandwielkast van de irrigatiehaspel

Synthetische PAO EP ISO VG 320 wordt aanbevolen. Olie voor de versnellingsbak van de irrigatiehaspel. — de zwaardere kwaliteit zorgt voor de dikke oliefilm die nodig is voor het glijdende contact van de wormwieloverbrenging en de uitgaande lagers met lage snelheid en hoog koppel. De wormwieloverbrenging (aanwezig in turbine-aangedreven tandwielkasten) genereert hogere contactdrukken en temperaturen dan spiraal- of kegelwieloverbrengingen met een gelijkwaardig vermogen, waardoor de superieure filmsterkte en oxidatiebestendigheid van VG 320 synthetisch materiaal vereist zijn. Voor aftakas-aangedreven haspels met haakse kegelwieloverbrengingen zonder wormwieloverbrenging is VG 220 voldoende, maar het gebruik van VG 320 voor alle haspeloverbrengingen op een boerderij vereenvoudigt het voorraadbeheer en biedt een extra beschermingsmarge.

De belangrijkste zorg met betrekking tot smering voor de irrigatiehaspelversnellingsbak Waterverontreiniging is de meest voorkomende oorzaak van storingen in de tandwielkasten van de haspels. Controleer de olieconditie aan het begin van elke irrigatiecyclus: melkachtige of troebele olie wijst op waterlekkage, wat onmiddellijke olieverversing en inspectie van de afdichtingen vereist. De olieverversingsintervallen zijn 500 tot 1000 uur of jaarlijks voor schone, afgedichte olie. landbouwversnellingsbak installaties. Als er waterverontreiniging is opgetreden, verkort dan het vervangingsinterval tot 250 uur totdat de bron van de verontreiniging permanent is afgedicht. De magnetische aftapplug moet bij elke vervanging worden gecontroleerd; bronzen deeltjes (van slijtage door turbine-aangedreven wormwielen) of roestschilfers (van met water verontreinigde lagers) geven een vroege waarschuwing voor zich ontwikkelende problemen.

Variabel wikkelkoppel en lagerontwerp

Het draaimoment op de irrigatiehaspelversnellingsbak De uitgaande as wordt gedurende elke oprolcyclus steeds zwaarder. Aan het begin van het oprollen (slang volledig uitgerold, trommel bijna leeg) is de effectieve trommeldiameter minimaal en het slanggewicht op de trommel minimaal – de benodigde koppelkracht is het laagst. Naarmate de slang op de trommel wordt gewikkeld, neemt met elke volgende laag zowel de trommeldiameter toe (waardoor meer koppel per omwenteling nodig is om dezelfde oprolsnelheid te behouden) als de totale slangmassa op de trommel (waardoor de zwaartekracht toeneemt). Bij de laatste laag van een volle haspel van 800 meter kan de oprolkoppel 3 tot 5 keer de beginwaarde bereiken – wat betekent dat de lagers en tandwielen van de versnellingsbak aan het einde van elke oprolcyclus de hoogste belasting ondervinden.

Kegellagers bij de uitgaande as van de trommel zijn gespecificeerd om dit variabele belastingspatroon op te vangen. Ze bieden de gecombineerde radiale (door tandwieloverbrenging) en axiale (door trommelgewicht en slangspanning) draagkracht die nodig is bij het maximale koppel. De L10-levensduur van het lager moet worden berekend voor het maximale koppel per laag, niet voor het gemiddelde cycluskoppel. Lagerschade treedt namelijk bij voorkeur op bij de hoogste belastingmomenten, ook al vertegenwoordigen deze slechts 10 tot 20 procent van de totale oproltijd. Diepgroefkogellagers, hoewel geschikt voor het gemiddelde koppel, kunnen bezwijken onder de piekbelasting bij de laatste slanglagen op haspels met een grote capaciteit (slanglengte van 600 tot 800 meter).

Waterkwaliteit en levensduur van de turbineafdichting

De kwaliteit van het leidingwater heeft een directe invloed op de levensduur van de mechanische afdichting van de turbine. irrigatiehaspelversnellingsbakSchoon boorgat- of leidingwater zorgt voor een levensduur van de afdichtingen van 3.000 tot 5.000 bedrijfsuren. Rivier- of kanaalwater met zand, slib of organisch afval kan de levensduur van de afdichtingen verkorten tot 500 tot 1.500 uur, omdat schurende deeltjes de keramisch-koolstofafdichtingen beschadigen en microkanaaltjes creëren waardoor water onder druk in de oliekamer van de versnellingsbak kan lekken. Een inline filter (maaswijdte 100 tot 200 micrometer) vóór de turbine-inlaat is de meest effectieve en goedkoopste maatregel om zowel de levensduur van de turbineafdichtingen als de algehele levensduur van de versnellingsbak te verlengen. Een filter van 50 tot 100 dollar kan een vervanging van de versnellingsbak van 500 tot 1.500 dollar voorkomen door de mechanische afdichting van 150 tot 300 dollar te beschermen tegen schade door schurende deeltjes.

PTO-aandrijflijn voor tractoraangedreven haspels

De aftakas-aangedreven irrigatiehaspels worden via een standaard aansluiting op de tractor aangesloten. PTO-aandrijflijn met slipkoppelingbeveiliging. De continue werking bij lage snelheid en hoog koppel (4 tot 12 uur per irrigatiecyclus) zorgt voor een constant en stabiel belastingspatroon dat de aandrijflijn minder belast dan de schokbelasting van grondbewerkings- of maaimachines. De langere continue looptijd zorgt er echter voor dat de kruiskoppelinglagers sneller slijten. De aandrijflijnen van serie 2 tot en met serie 4 zijn geschikt voor de bescheiden vermogensniveaus (5 tot 20 pk, typisch voor aftakas-aangedreven haspels), waarbij smering van de kruiskoppelingen om de 8 tot 10 bedrijfsuren essentieel is voor de lange continue looptijden tijdens elke irrigatiecyclus.

Seizoensgebonden onderhoudsschema

Vervangende versnellingsbak voor irrigatiehaspel (aftermarket)

Vervanging van de tandwielkast van de irrigatiehaspel De belangrijkste oorzaak van slijtage is het falen van de mechanische afdichting van de turbine (waardoor water de olie kan verontreinigen) en slijtage van het wormwiel door langdurig gebruik bij lage snelheden en een hoog koppel. Een goed onderhouden versnellingsbak met een schone watertoevoer en functionerende afdichtingen gaat doorgaans 8 tot 20 jaar mee (3.000 tot 8.000 bedrijfsuren). Waterverontreiniging door een defecte afdichting kan een versnellingsbak in één irrigatieseizoen onherstelbaar beschadigen. Referentieparameters zijn onder andere de configuratie van de turbine-as (turbine-aangedreven) of de spiebaan van de ingaande as (aftakas-aangedreven), de grootte van de uitgaande as en de koppeling van de slanghaspel, de totale overbrengingsverhouding, de montage en de compatibiliteit van de diameter van de slanghaspel.

Ons engineeringteam beheert kruisverwijzingsgegevens voor de belangrijkste merken verrijdbare irrigatiesystemen en kan aftermarket-tandwielkasten leveren met geverifieerde compatibiliteit qua overbrengingsverhouding en afmetingen. Zowel complete tandwielkasten (inclusief mechanische turbineafdichting) als losse wormwiel-, lager- en afdichtingssets zijn beschikbaar voor gebruikers die de voorkeur geven aan revisie in plaats van vervanging van de complete landbouwtandwielkast. Neem contact op met ons team en vermeld uw haspelmodel, slanglengte en aandrijftype voor een nauwkeurige afstemming van de specificaties.

Veelgestelde vragen

Redacteur: Cxm