Versnellingsbak van de suikerbietenoogstmachine: Aandrijving voor het oogsten van wortelgewassen

De bietenoogstprocedure: vier functies, één aftakasversnellingsbak

Een complete suikerbietenoogst bestaat uit vier opeenvolgende bewerkingen in één enkele voorwaartse beweging van de machine. Ten eerste verwijdert de snoeischaar de bladkroon van elke staande biet op een precieze hoogte van 5 tot 10 mm boven de wortelknol. Te hoog snoeien laat suikerhoudend kroonweefsel achter op het veld (waardoor de suikeropbrengst met 0,5 tot 1,5 procent per millimeter overtollige kroon afneemt), terwijl te laag snoeien in de wortel snijdt en het interne weefsel blootstelt aan bacteriële infecties die rot veroorzaken tijdens de opslagperiode van 4 tot 12 weken vóór de verwerking in de fabriek. Ten tweede trekt het hefmechanisme de afgesneden wortel uit de grond met behulp van tegengesteld draaiende hefwielen, trilscharen of een combinatie van beide. Ten derde verwijdert het reinigingssysteem (turbinewielen, rolzeven of stervormige scheiders) de aangehechte grond van het bietenoppervlak. Ten vierde transporteert de elevator de gereinigde bieten naar de trechter van de oogstmachine of direct naar een aangekoppeld transportvoertuig. Elke functie vereist een andere uitvoersnelheid en koppel van de machine. PTO-versnellingsbakwaardoor de suikerbietenoogstmachine een van de meest complexe toepassingen met een versnellingsbak met meerdere uitgangen in de landbouw is.

Het oogstmechanisme maakt gebruik van roterende messen (rubberen of polyurethaan vingers die de wortelkroon door impact verwijderen) die draaien met 800 tot 1500 toeren per minuut, of roterende schijven (stalen snijschijven die de wortelkroon netjes doorsnijden) die draaien met 400 tot 600 toeren per minuut. Vanaf een aftakas van 540 toeren per minuut vereisen messen met messen een snelheidsverhoging van 1:1,5 tot 1:2,8, terwijl messen met schijven een verhouding van ongeveer 1:1 hebben. De hefwielen draaien met 200 tot 400 toeren per minuut – een snelheidsvermindering ten opzichte van de aftakas – en vereisen het hoogste continue koppel van alle functies in de oogstmachine, omdat elk wielpaar meerdere bietenwortels tegelijkertijd moet vastgrijpen en uit de grond moet trekken. Deze grond biedt weerstand door wrijvings- en hechtingskrachten die evenredig zijn aan het vocht- en kleigehalte van de grond. De reinigingsturbine draait met 150 tot 300 toeren per minuut bij een matig koppel, en de elevator met 50 tot 150 toeren per minuut bij het laagste koppel van de vier functies.

Multi-Output versnellingsbakarchitectuur voor bietenrooiers

De versnellingsbak van een suikerbietenoogstmachine Het is noodzakelijk om gelijktijdig vier verschillende snelheden te kunnen leveren vanuit één enkele aftakas-ingang – een ontwerpuitdaging die groter is dan de configuraties met één of twee uitgangen die op de meeste andere landbouwversnellingsbakken worden gebruikt. De meest voorkomende architectuur maakt gebruik van een centrale kegeltandwiel-ingang (die de horizontale rotatie van de aftakas omzet in een verticale interne aandrijving) die een tandwielcluster met meerdere aftakpunten aandrijft, elk afgestemd op de vereiste uitgangssnelheid voor de betreffende functie. De topmachine heeft doorgaans de hoogste snelheid (waardoor een snelheidsverhoging nodig is), de hefmachine heeft een gemiddelde snelheid (waardoor een bescheiden snelheidsverlaging nodig is), de reiniger heeft een lagere snelheid en de elevator heeft de laagste snelheid (waardoor de grootste snelheidsverlaging nodig is).

Elke uitgaande as moet onafhankelijk belast kunnen worden zonder de snelheid of het koppel van de andere uitgaande assen te beïnvloeden. Deze onafhankelijkheid vereist dat de tandwieloverbrenging voldoende stijf is ontworpen, zodat de doorbuiging die wordt veroorzaakt door zware belasting op één uitgaande as (zoals een koppelpiek op de hefinrichting door het tegenkomen van verdichte grond) de vertanding van de aangrenzende tandwielparen niet verschuift. In de praktijk betekent dit bredere tandwielen, stijvere asdiameters en dichter bij elkaar geplaatste lagersteunen – factoren die allemaal de efficiëntie verhogen. PTO-versnellingsbak De afmetingen en het gewicht van de behuizing in vergelijking met een unit met één uitgang en een gelijkwaardig totaal vermogen.

De vermogensverdeling over de vier functies varieert met de bodemgesteldheid en de rijsnelheid, maar volgt over het algemeen een patroon: hefmechanisme 40 tot 50 procent (de dominante belasting), reiniging 20 tot 30 procent, maaidorser 15 tot 20 procent en transportband 5 tot 10 procent. Een tweerijige, aftakas-aangedreven bietenrooier die in middelzware kleigrond werkt met een gemiddelde rijsnelheid (4 tot 6 km/u) vereist 50 tot 80 pk aan aftakasvermogen, terwijl een drierijige machine in zware grond 80 tot 120 pk kan vereisen. De versnellingsbak moet geschikt zijn voor de som van alle gelijktijdige piekbelastingen – niet alleen de gemiddelde continue belasting – omdat de hefwielen te maken krijgen met verdichte grondzones, stenen en verstrengelde wortelkluiten die momentane koppelpieken genereren van 2 tot 3 keer het gemiddelde bedrijfskoppel.

Biet versus aardappel: verschillen in wortelgeometrie en versnellingsbakbelasting

Suikerbieten- en aardappelrooimachines delen de fundamentele uitdaging om een ​​wortelgewas uit de grond te halen en schoon te maken voor opslag – en veel van de ontwerpprincipes van de versnellingsbak zijn voor beide toepassingen hetzelfde. Kritieke verschillen in wortelgeometrie, interactie met de grond en oogsttijdstip creëren echter specifieke technische eisen die een versnellingsbak voor een suikerbietenrooier wezenlijk anders maken dan die voor een aardappelrooier. versnellingsbak van de aardappelrooier op verschillende belangrijke vlakken.

Een suikerbiet is kegelvormig – doorgaans 200 tot 400 mm lang en 80 tot 150 mm in diameter bij de schouder, taps toelopend naar een smalle wortelpunt. Deze kegelvorm betekent dat de trekkracht geleidelijk toeneemt naarmate de wortel uit de grond wordt getrokken: het breedste deel van de wortel ondervindt de hoogste bodemweerstand wanneer deze door de extractiezone gaat, waardoor een oplopend koppelprofiel ontstaat op de hefwielen. Een aardappel daarentegen is ruwweg bolvormig of ovaal (50 tot 100 mm diameter), ligt minder diep in de grond (100 tot 200 mm diepte versus 150 tot 350 mm voor een biet) en vertoont een gelijkmatiger trekkrachtprofiel omdat de grootste diameter al vroeg in de extractieslag wordt bereikt. Het gevolg is dat een biethefmechanisme 40 tot 60 procent meer piekkoppel per wortel ondervindt dan een aardappelhefmechanisme dat in vergelijkbare grond werkt – wat zwaardere tandwielen, grotere lagers en een robuustere behuizing van de versnellingsbakuitgangen die de hefwielen aandrijven vereist.

Ook de timing van de oogstperiode verschilt aanzienlijk: aardappelen worden doorgaans geoogst in de late zomer tot vroege herfst (augustus tot oktober op het noordelijk halfrond), wanneer de bodemvochtigheid matig is en de luchttemperatuur mild. De suikerbietenoogst loopt van eind september tot en met december – de natste en koudste periode van het landbouwseizoen in de meeste bietenregio's. De versnellingsbak moet betrouwbaar functioneren bij omgevingstemperaturen van -5 tot +15 graden Celsius (tegenover 10 tot 25 graden voor de aardappeloogst), met een bodemvochtigheid die 30 tot 50 procent hoger ligt dan tijdens het aardappelseizoen. Deze omstandigheden in het late seizoen vereisen een goede beheersing van de olieviscositeit bij koude start (synthetische versnellingsbakolie met goede vloeibaarheid bij lage temperaturen) en een verbeterde afdichting tegen de verzadigde grond en het stilstaande water dat kenmerkend is voor bietenvelden in de late herfst.

Oogstomstandigheden in de herfst: Afdichten en smeren

De omstandigheden tijdens de suikerbietenoogst in de late herfst creëren een unieke combinatie van uitdagingen voor versnellingsbak van een suikerbietenoogstmachine Afdichting en smering. Natte kleigrond met een vochtgehalte van 30 tot 40 procent genereert een mengsel van fijne schurende deeltjes vermengd met water dat elk blootgesteld oppervlak van de oogstmachine bedekt, inclusief de versnellingsbakbehuizingen, asafdichtingsvlakken en ontluchtingskappen. Dit schurende mengsel is schadelijker voor asafdichtingen dan droog stof of schoon water alleen, omdat het water de schurende deeltjes in nauw contact brengt met het afdichtingslipoppervlak en tegelijkertijd de smering biedt waardoor de deeltjes langs het afdichtingsvlak kunnen glijden en de afdichtingsrand kunnen afslijten.

Dubbele asafdichtingen met een tussenliggende vetkamer zijn de minimale specificatie voor versnellingsbakken van bietenrooimachines. De buitenste lip houdt het grootste deel van de grondbrij tegen, de vetbarrière vangt deeltjes op die de buitenste lip passeren en de binnenste lip voorkomt dat verontreinigd vet in de machine terechtkomt. landbouwversnellingsbak Olie. Smeer de tussenkamers elke 8 tot 10 bedrijfsuren in om een ​​positieve smeerdruk te behouden die het binnendringen van verontreinigd grondwater tegengaat. Afgedichte terugslagkleppen voorkomen dat slib in de versnellingsbakbehuizing wordt gezogen tijdens thermische ontluchtingscycli; een standaard open ontluchtingsdop op een versnellingsbak van een bietenrooier zal binnen de eerste dag van gebruik verontreinigd grondwater opnemen.

Bij de keuze van smeermiddel voor gebruik in de late herfst moet een balans gevonden worden tussen de viscositeit bij koude start en de filmsterkte bij hoge temperaturen. Synthetische PAO-gebaseerde tandwielolie ISO VG 220 biedt voldoende filmsterkte bij de gematigde bedrijfstemperaturen van de bietenoogst in de herfst (de temperatuur van de versnellingsbakolie bereikt doorgaans 50 tot 70 graden Celsius, veel lager dan bij machines voor de zomeroogst) en behoudt tegelijkertijd een acceptabele vloeibaarheid bij de koude starttemperaturen van -5 tot +5 graden Celsius die gebruikelijk zijn tijdens de oogst in november en december in Noord-Europa. Minerale tandwielolie met dezelfde viscositeitsklasse wordt te dik onder 0 graden Celsius, wat leidt tot een hoog aanloopkoppel, onderkoeling van de lagers gedurende de eerste minuten van gebruik en versnelde slijtage van de afdichtingen door de verhoogde viskeuze wrijving op de koude asafdichtingen.

Bescherming tegen steenslag en behoud van suikerkwaliteit

Stenen, verharde aardekluiten en metaalresten (draad, verloren gereedschap, gebroken ploegpunten) komen vermengd met de bietenstroom in het reinigingssysteem terecht. In de reinigingsturbine – het snelst draaiende onderdeel van het reinigingssysteem – botsen deze vreemde voorwerpen met snelheden tegen de turbinebladen en de door de versnellingsbak aangedreven sterwielen. Dit genereert momentane krachtpieken van 5 tot 10 keer de normale bedrijfsbelasting. Zonder adequate overbelastingsbeveiliging kan een enkele inslag van een grote steen een turbinebladbevestiging doen barsten, een sterwielas verbuigen of een tandwortel in de reinigingsuitgang van het systeem breken. versnellingsbak van een suikerbietenoogstmachineBeveiliging met breekbouten op elk reinigingselement is de standaardaanpak: de breekbout breekt bij een gekalibreerde koppelwaarde, waardoor het reinigingselement van de aandrijving wordt losgekoppeld voordat de impactkracht de versnellingsbak bereikt. Een vervangende bout herstelt de aandrijving binnen 5 minuten.

De wisselwerking tussen de prestaties van de versnellingsbak en de suikerkwaliteit wordt vaak over het hoofd gezien. De snelheid van de hefwielen heeft direct invloed op de wortelschade: te hoge snelheden kneuzen of breken de wielen de bietenwortels (waardoor het interne weefsel wordt blootgesteld aan bacteriële besmetting die het suikergehalte tijdens opslag met 0,1 tot 0,3 procent per week verlaagt), terwijl een te lage snelheid het risico op onvolledige extractie vergroot (waardoor de wortelpunt in de grond achterblijft, wat ook de winbare suiker vermindert). De snelheid van de reinigingsturbine beïnvloedt op vergelijkbare wijze de balans tussen de efficiëntie van de grondverwijdering en de schade aan het worteloppervlak: agressieve reiniging bij een hoge turbinesnelheid verwijdert meer grond (waardoor het transportgewicht en de verwerkingskosten in de fabriek worden verlaagd), maar beschadigt de wortelhuid en veroorzaakt celbeschadiging die de suikerinversie tijdens opslag versnelt. Deze kwaliteitsinteracties betekenen dat de uitgangssnelheden van de versnellingsbak niet slechts technische specificaties zijn, maar direct bijdragen aan de economische waarde van de geoogste gewassen.

Onderhoud tijdens het seizoen en opslag na de oogst

Het bietenoogstseizoen duurt 6 tot 12 weken met onafgebroken dagelijkse werkzaamheden – 300 tot 600 bedrijfsuren geconcentreerd in de kortste, natste en koudste periode van het landbouwjaar. De olieverversingsintervallen moeten 150 tot 200 uur bedragen (halverwege het seizoen aanbevolen bij een seizoen van meer dan 400 uur), met onmiddellijke vervanging als de olie melkachtig verkleurt (waterverontreiniging) of als er zichtbaar bezinksel van gronddeeltjes bij de aftapplug aanwezig is. PTO-as De kruiskoppeling moet dagelijks gesmeerd worden; de vochtige bodem versnelt corrosie in naaldlagers die niet continu met vers smeermiddel worden gevuld.

Reiniging na de oogst is cruciaal. Bietenaarde bevat doorgaans veel klei en verhardt tot een betonachtige massa wanneer deze tijdens de winterstalling op de versnellingsbakbehuizing droogt. Reinig de gehele versnellingsbak direct na de laatste oogstdag met een hogedrukreiniger (zolang de aarde nog nat en verwijderbaar is), laat de olie weglopen en vervang deze (verwijder daarbij opgehoopt water en aarde), breng vers vet aan op alle externe afdichtingskamers en berg de oogstmachine overdekt op. Een versnellingsbak die schoon en droog de winterstalling ingaat, behoudt in de daaropvolgende herfst 95 procent van zijn potentiële levensduur; een versnellingsbak die is opgeslagen met natte klei tegen de behuizing kan 15 tot 25 procent van zijn levensduur verliezen door aantasting van de afdichtingen en corrosie van het oppervlak gedurende de 9 tot 10 maanden dat de machine niet in gebruik is.

Veelgestelde vragen

Redacteur: Cxm