Versnellingsbak van de pinda-oogstmachine: aandrijving voor het optillen en schudden van de wijnranken

Tweefasige pinda-oogst: rooier-omkeerder en combine

In tegenstelling tot de meeste graan- en wortelgewassen die in één keer worden geoogst, is de pinda-oogst een tweefaseproces waarbij twee aparte, door de aftakas aangedreven machines op verschillende dagen worden gebruikt. In fase 1 rijdt de rooier-omkeerder door het veld: een horizontaal mes snijdt onder de plantenrij op een diepte van 100 tot 150 mm, waardoor de hele plant (rank, wortels en peulen) uit de grond wordt getild. Een trilmechanisme laat de getilde planten trillen om losse grond van de wortelkluit te verwijderen, en een omkeerband draait elke plant ondersteboven zodat de peulen naar de zon gericht zijn om in het veld te drogen. De omgekeerde planten worden in zwaden gelegd en blijven 2 tot 5 dagen in het veld liggen totdat het vochtgehalte van de peulen daalt van 35 tot 50 procent (bij het rooien) tot 18 tot 22 procent (geschikt om te oogsten). In fase 2, de PTO-versnellingsbakDe door een motor aangedreven pinda-maaidorser rijdt over de droge zwad heen, pakt de planten op, verwijdert de peulen van de ranken met behulp van een plukcilinder met veerbelaste vingers, scheidt de peulen van het rankafval door middel van reinigingsventilatoren en oscillerende zeven, en lost de schone peulen in een aanhanger.

Elke fase vereist een specifiek ontwerp van de versnellingsbak. De versnellingsbak van de graafmachine-omvormer drijft het schudmechanisme en de omkeerband aan met relatief lage snelheden en een matig koppel – het is een compacte, robuuste unit die gericht is op trillingsbestendigheid en zandafdichting. De versnellingsbak van de combine drijft de plukcilinder, de reinigingsventilator, de oscillerende zeven en de peullift aan met meerdere snelheden – het is een grotere unit met meerdere uitgangen, meer vergelijkbaar met de versnellingsbak van een kleine dorsmachine. Beide machines worden aangedreven door de aftakas van standaard landbouwtrekkers (40 tot 80 pk) en werken beide in dezelfde zanderige, stoffige en hete omgeving die kenmerkend is voor pindateeltgebieden wereldwijd.

Aandrijving van het schudmechanisme: de balans tussen het behoud van de capsule en de veiligheid van de capsule.

Het trilmechanisme van een pinda-rooier-omkeerder maakt gebruik van een excentrische krukasaandrijving (vergelijkbaar met een oscillerende woelploeg) die een snelle voorwaartse of verticale trilling produceert met een frequentie van 200 tot 400 omwentelingen per minuut (3,3 tot 6,7 Hz) en een slagamplitude van 20 tot 60 mm. Door deze trilling wordt los zand losgemaakt van de wortel- en peulenmassa terwijl de plant aan de transportband hangt. De gronddeeltjes vallen door de openingen van de transportband terug op het veld, waardoor de hoeveelheid grond die tijdens het omkeerproces wordt meegevoerd, wordt verminderd. versnellingsbak van de pinda-oogstmachine Door deze excentrische krukas wordt het aftakasvermogen van 540 tpm omgezet in de gewenste schudsnelheid via een snelheidsreductieverhouding van 1:1,3 tot 1:2,7, terwijl het excentrische krukasmechanisme de roterende output omzet in de heen-en-weergaande beweging die de schudwerking produceert.

De schudintensiteit is de meest cruciale afstelling van de hele rooier-omkeermachine – deze bepaalt direct de afweging tussen de efficiëntie van de grondverwijdering en het verlies van peulen. Elke pindapeul is met een pennetje (een smalle, stengelachtige verbinding) aan de plant bevestigd. Dit pennetje kan slechts 5 tot 15 N trekkracht weerstaan ​​voordat het breekt. Krachtig schudden (hoge frequentie, grote amplitude) verwijdert meer grond, maar breekt de pennetjes en laat peulen achter in de grond – een verlies dat tijdens het rooien niet zichtbaar is en pas ontdekt wordt wanneer de veldopbrengst bij het oogsten tegenvalt. Conservatief schudden (lage frequentie, kleine amplitude) behoudt de peulen, maar voert te veel grond mee tijdens het omkeerproces, waardoor het zwad zwaarder wordt en de droogtijd met 1 tot 2 dagen toeneemt.

De PTO-versnellingsbak De excentrische krukasuitgang moet daarom instelbaar zijn – hetzij door middel van verwisselbare excentrische slagplaten (die discrete slagamplitude-instellingen van 20, 30, 40 en 60 mm mogelijk maken) of door middel van een traploos instelbaar excentrisch mechanisme waarmee de gebruiker de trillingsintensiteit kan aanpassen terwijl de machine draait. De lagers van de versnellingsbak bij de excentrische uitgang ondervinden een zuiver wisselende belasting (tweemaal per omwenteling van draairichting) in plaats van de overwegend unidirectionele belasting van de meeste versnellingsbakken in de landbouw – waardoor de lagerselectie en voorspanning geoptimaliseerd moeten zijn voor oscillerende in plaats van continue rotatie.

Combineer de plukcilinder en de reinigingsaandrijving.

De plukcilinder van de pinda-oogstmachine werkt met een toerental van 300 tot 500 omwentelingen per minuut – aanzienlijk lager dan de dorscilinders die voor graangewassen worden gebruikt (800 tot 1500 omwentelingen per minuut), omdat de schil van de pinda breekbaar is en gemakkelijk barst bij impact. De veerbelaste plukvingers op de cilinder grijpen de gedroogde stengel vast en verwijderen de peulen van de pinnen door middel van een kamachtige beweging, in plaats van de wrijvende/impactbeweging die bij het dorsen van graan wordt gebruikt. Deze voorzichtige plukbeweging vereist dat de cilindersnelheid binnen een smal bereik blijft: 5 procent boven de optimale snelheid begint de schil te barsten (waardoor fragmenten ontstaan ​​die het gereinigde peulmonster verontreinigen en op de markt worden afgewaardeerd), terwijl 5 procent onder de optimale snelheid ervoor zorgt dat de peulen aan de stengel blijven zitten en de plukefficiëntie met 3 tot 8 procent afneemt. versnellingsbak van de pinda-oogstmachine De snelheid van de plukcilinder moet binnen ±2 procent van de nominale waarde blijven bij een variërende aanvoersnelheid van de wijnranken — een eis voor de stabiliteit van de belasting die vergelijkbaar is met de uniformiteit van de spindelsnelheid die vereist is bij het plukken van katoen. Voor een bredere vergelijking van de aandrijfeisen voor de extractie van wortelgewassen, zie onze technische handleiding over versnellingsbak van de aardappelrooier toepassingen.

Het reinigingssysteem na de plukcilinder maakt gebruik van een centrifugaalventilator met een toerental van 1500 tot 2500 tpm om wijnrankresten en lege peulen weg te blazen van de gereinigde peulenstroom. Daarnaast zijn er oscillerende zeven met een toerental van 100 tot 300 tpm die de peulen op grootte scheiden van het resterende plantmateriaal. De ventilator vereist een snelheidsverhoging van 1:2,8 tot 1:4,6 ten opzichte van de aftakas met een toerental van 540 tpm, terwijl de zeven een snelheidsverlaging vereisen. Dit zorgt voor een breed scala aan overbrengingsverhoudingen waar de versnellingsbak van de maaidorser rekening mee moet houden via de meervoudige tandwieloverbrenging. Het totale benodigde aftakasvermogen voor een pinda-maaidorser bedraagt ​​40 tot 80 pk, afhankelijk van het aantal geoogste rijen en de plantdichtheid.

Omkeerbare transportbandaandrijving en afstemming van de rijsnelheid

De kantelband neemt elke opgetilde plant van het schudmechanisme en draait deze 180 graden, waardoor de peulen met de snijkant naar boven in het zwad komen te liggen en maximale blootstelling aan zonlicht krijgen voor het drogen op het veld. De snelheid van de transportband moet nauw aansluiten bij de rijsnelheid van de tractor: te snel en de planten hopen zich op de transportband op (waardoor dikke zwaden ontstaan ​​die ongelijkmatig drogen), te langzaam en de planten rekken uit tijdens de overdracht van het schudmechanisme naar de transportband (waardoor er spanning komt te staan ​​op de pinnen die de peulen van de plant afbreken). De optimale verhouding tussen transportbandsnelheid en rijsnelheid is 1,0 tot 1,1:1 - de transportband beweegt met dezelfde snelheid als of iets sneller dan de rijsnelheid, waardoor de planten tijdens het kantelproces voorzichtig worden behandeld.

Bij versnellingsbakken met een vaste overbrengingsverhouding wordt de uitvoer van de kantelband doorgaans aangedreven door de aftakas via een ketting- of riemaandrijving die kan worden aangepast (door de grootte van de tandwielen of poelies te veranderen) aan het gewenste snelheidsbereik. Bij meer geavanceerde graafmachines met kantelband wordt de transportband aangedreven door een proportioneel mechanisme dat de snelheid van de transportband automatisch aanpast aan de rijsnelheid, ongeacht de rijsnelheid van de tractor. Hierdoor hoeft de bestuurder geen constante rijsnelheid aan te houden op het hele veld. versnellingsbak van de pinda-oogstmachine Bij deze machines met snelheidsafhankelijke regeling is er een mechanische aftakking voor de aandrijving van de wielen, die de kracht overbrengt naar een transmissie-element met variabele overbrengingsverhouding. Hierdoor blijft de juiste verhouding tussen transportband en grond behouden binnen het typische werksnelheidsbereik van 3 tot 6 km/u bij het oogsten van pinda's.

Thermisch beheer in warme klimaten

De pinda-oogst vindt plaats in de late zomer tot het vroege najaar in tropische en subtropische gebieden – het zuiden van de Verenigde Staten (Georgia, Texas, Alabama), India (Gujarat, Andhra Pradesh), China (Shandong, Henan) en West-Afrika (Nigeria, Senegal) – waar de omgevingstemperaturen overdag tijdens de oogst variëren van 28 tot 42 graden Celsius. Bij deze omgevingstemperaturen loopt de temperatuur van de versnellingsbakolie tijdens continu gebruik op tot 75 tot 95 graden Celsius, wat de bovengrens voor standaard minerale versnellingsbakolie benadert en de viscositeit van de olie verlaagt tot een niveau dat mogelijk onvoldoende filmdikte in de contactzone van de tandwielen garandeert. De synthetische PAO-gebaseerde EP-versnellingsbakolie ISO VG 220 behoudt zijn viscositeitsindex beter dan minerale olie over dit temperatuurbereik, waardoor tandwielen en lagers consistent worden beschermd, van de koele ochtendstart (20 tot 25 graden Celsius) tot de piek in de middaghitte (38 tot 42 graden). De behuizing van de versnellingsbak moet worden ontworpen met externe vinnen of ribben die het oppervlak vergroten dat beschikbaar is voor convectieve warmteafvoer. Een toename van 30 tot 40 procent in het oppervlak van de vinnen in vergelijking met een gladde behuizing kan de evenwichtstemperatuur van de olie met 8 tot 12 graden Celsius verlagen bij windstilte, waardoor de olie tijdens het warmste deel van de oogstdag veilig onder de thermische degradatiedrempel blijft.

Zanddichte behuizing: techniek voor schurende grond

De grond waarop pinda's worden verbouwd is doorgaans zanderig – met een zandgehalte van 60 tot 85 procent – ​​waardoor er tijdens de oogst een stofwolk ontstaat die veel schurender is dan het klei- of leemstof dat vrijkomt bij de oogst van granen of wortelgewassen. Zanddeeltjes (voornamelijk silica, SiO₂, hardheid 7 op de schaal van Mohs) hebben een diameter van 50 tot 500 micrometer en zijn hard genoeg om binnen 200 tot 400 uur door gehard stalen asoppervlakken en standaard NBR-asafdichtingslippen heen te krassen. Een standaard landbouwversnellingsbak Een afdichting die is ontworpen voor algemene stofwering begeeft het binnen één oogstseizoen van pinda's in zandgrond. De schurende deeltjes slijten een groef in de afdichtingslip waardoor er steeds meer zand in de versnellingsbakolie terechtkomt. Daar fungeren de deeltjes als een slijpmiddel dat de tandwielen en lagers van binnenuit beschadigt.

Zandbestendige afdichtingen voor tandwielkasten van pinda-oogstmachines vereisen een meerlaagse afdichting: een primaire uitsluitingsbarrière (labyrint-voorafdichting of V-ring-afscheider die zand van de as wegwerpt voordat het de afdichtingsrand bereikt), een secundaire afdichtingsbarrière (dubbele lipafdichting met vetgevulde tussenkamer) en een tertiaire filtratiebarrière (magnetische aftapplug en extern oliefilter die alle deeltjes opvangen die de eerste twee barrières passeren voordat ze door de tandwieloverbrenging circuleren). De oppervlakteafwerking van de as onder de primaire afdichting moet worden geslepen tot een Ra-waarde van 0,2 tot 0,4 micrometer (fijner dan de Ra-waarde van 0,4 tot 0,8 die standaard is voor algemene landbouwtandwielkasten) — een gladder asoppervlak vermindert de microkanalen waardoor fijne zanddeeltjes langs de afdichtingslip kunnen migreren.

Onderhoudswerkzaamheden tijdens het oogstseizoen in zanderige omstandigheden

De olieverversingsintervallen voor tandwielkasten van pinda-oogstmachines moeten 100 tot 150 bedrijfsuren bedragen – een van de kortste in de agrarische sector, vanwege de mate van zandverontreiniging. Zelfs met een goed onderhouden meerlaagse afdichting migreren kleine hoeveelheden fijn zand langs de afdichtingen en hopen zich op in het oliecarter. Een magnetische aftapplug vangt ijzerhoudende slijtagepartikels op (die wijzen op slijtage aan de tandwielen of lagers), maar vangt niet het niet-magnetische silicazand op, de belangrijkste verontreiniging – alleen een olieverversing en spoeling verwijderen het opgehoopte zand uit het systeem. Tap de olie warm af aan het einde van elke werkdag wanneer een olieverversing nodig is – warme olie houdt meer zanddeeltjes in suspensie dan koude olie, waardoor zand zich op de interne oppervlakken kan afzetten.

PTO-as Onderhoud tijdens de pinda-oogst is bijzonder veeleisend. De kruiskoppelingslagers in de aandrijflijn worden blootgesteld aan dezelfde schurende zandomgeving als de afdichtingen van de versnellingsbak, en de gevolgen van zand dat in de naaldlagers terechtkomt zijn snel en ernstig: zanddeeltjes nestelen zich in de lagerkooi, beschadigen de naaldoppervlakken en veroorzaken binnen 100 tot 200 uur een onregelmatige loop als deze niet elke 6 tot 8 uur met vers vet wordt gespoeld. De spiebaanverbinding (waar de buitenbuis over de binnenbuis schuift om lengteveranderingen in de aandrijflijn op te vangen) moet ook met dezelfde tussenpozen worden gesmeerd – zand tussen de spiebanen veroorzaakt wrijving en een ongelijkmatige koppeloverdracht, wat de trillingen in het gehele aandrijfsysteem verhoogt.

Het vastraken van pindaranken is een secundair, maar hardnekkig onderhoudsprobleem. Pindaranken zijn dun (3 tot 8 mm diameter), flexibel en wikkelen zich hardnekkig om elke blootgestelde roterende as. In tegenstelling tot maïsstengels (die stijf genoeg zijn om door conische beschermkappen te worden afgebogen), zijn pindaranken te flexibel voor eenvoudige afbuigers – ze passen zich aan het asoppervlak aan en vormen meerdere strakke wikkelingen die wrijvingswarmte genereren en zowel de as als de aangrenzende afdichting beschadigen. Dagelijkse verwijdering van de opgehoopte ranken van alle blootgestelde assen, afbuigers en afdichtingsvlakken is essentieel om de progressieve beschadiging van de afdichting te voorkomen die leidt tot het binnendringen van zand en vervuiling van de versnellingsbak.

Veelgestelde vragen

Redacteur: Cxm