Редуктор кукурузоуборочной машины: привод для обламывания початков и очистки от шелухи.

Процесс сбора кукурузы: от стоящего стебля до чистого початка.

Кукурузоуборочная машина с приводом от ВОМ выполняет четыре операции в быстрой последовательности по мере прохождения через машину каждого ряда стоящей кукурузы. Собирающие цепи (цепи с бесконечными петлями и выступами или пальцами) захватывают основание каждого стебля кукурузы и тянут его вниз в механизм сбора со скоростью от 2 до 4 м/с — скорость, которая должна точно соответствовать скорости движения трактора, чтобы предотвратить слипание стеблей у входа или слишком резкое их вытягивание вперед. Когда стебель входит в зону обламывания, вращающиеся в противоположных направлениях обламывающие валы захватывают стебель ниже початка и резко тянут его вниз, в то время как зазор между деками позволяет початку пройти вверх — дифференциальное движение чисто обламывает початок у основания. Затем обломанный початок поступает к валкам для очистки от шелухи (вращающиеся в противоположных направлениях резиновые или ребристые стальные валы, работающие со скоростью от 800 до 1200 об/мин), которые за счет трения отделяют листья от початка. Наконец, элеваторная цепь перемещает очищенные колосья в прицепной вагон или во встроенный бункер комбайна. редуктор ВОМ Необходимо одновременно управлять всеми четырьмя функциями от одного входного сигнала со скоростью 540 об/мин, при этом каждый выходной сигнал должен соответствовать требуемой скорости и крутящему моменту соответствующего механизма.

Кукурузоуборочные комбайны с приводом от ВОМ остаются доминирующим методом уборки урожая в малых и средних масштабах в Восточной Европе, странах Африки к югу от Сахары, некоторых частях Латинской Америки и небольших фермерских хозяйствах Северной Америки, где инвестиции в самоходный комбайн с жаткой для кукурузы не оправдываются ежегодной площадью посевов. Эти машины с приводом от ВОМ, рассчитанные на 1-4 ряда, представляют собой значительный рынок запчастей и редукторов, поскольку они механически просты, обслуживаются владельцем и эксплуатируются в течение 20-40 и более лет до замены — гораздо дольше, чем 10-15-летний цикл замены зерноуборочных комбайнов.

Синхронизация скорости: критическая взаимосвязь по времени.

Соотношение скорости цепи, скорости вращения режущего ролика и скорости движения трактора является наиболее важным параметром производительности при уборке кукурузы, и передаточное число редуктора напрямую определяет это соотношение. Если цепи вращаются быстрее, чем движется трактор, они тянут стебли вперед до того, как зона режущего ролика будет готова их принять, что приводит к скручиванию и обвитию стеблей. Если цепи вращаются медленнее, стебли наклоняются назад под действием движения комбайна, входя в зону режущего ролика под углом, что приводит к неровному лому с фрагментами стеблей, прикрепленными к початку. Оптимальное соотношение скорости цепи к скорости движения трактора составляет приблизительно 1,15–1,25:1 — цепи тянут каждый стебель на 15–25 процентов быстрее, чем движется трактор, поддерживая положительное натяжение стебля при его входе в зону режущего ролика.

Скорость вращения обжимного ролика должна соответствовать скорости подачи стеблей. Ролики, работающие со скоростью от 600 до 1000 об/мин (периферийная скорость от 3 до 7 м/с в зависимости от диаметра ролика), захватывают и протягивают каждый стебель через зазор в деке со скоростью, обеспечивающей чистое отделение початка. коробка передач кукурузоуборочной машины Если передаточные числа редуктора обеспечивают правильную скорость цепи и роликов при одной скорости движения вперед (например, 5 км/ч), то при другой скорости (7 км/ч) они будут неправильно отрегулированы, если передаточные числа редуктора не рассчитаны на диапазон скоростей движения вперед. В старых кукурузоуборочных машинах с приводом от ВОМ использовались редукторы с фиксированным передаточным числом, рассчитанные на одну расчетную скорость движения вперед (обычно от 4 до 5 км/ч), при этом оператор должен был поддерживать эту скорость на протяжении всего поля. В современных конструкциях могут использоваться элементы трансмиссии с переменным передаточным числом, приводимые в движение от опорных колес, которые регулируют скорость цепи и роликов пропорционально движению вперед, поддерживая правильное соотношение времени в полном диапазоне рабочих скоростей от 3 до 7 км/ч. Такие производители, как [название производителя], Редуктор отбора мощности Ever-Power Мы предлагаем редукторы как с фиксированным, так и с переменным передаточным отношением, чтобы подобрать оптимальный вариант для конкретной конструкции кукурузоуборочной машины и предпочтительного диапазона рабочих скоростей оператора.

Редукторы рядных агрегатов: Распределенная архитектура привода

Каждый ряд многорядной кукурузоуборочной машины имеет собственный компактный угловой редуктор, который приводит в движение обмолачивающие валы и собирающие цепи для этого отдельного ряда. Главный редуктор ВОМ передает мощность на поперечный вал, проходящий по всей ширине машины, а каждый редуктор рядового блока получает привод от этого поперечного вала через пару конических зубчатых передач с требуемым передаточным отношением (обычно увеличение скорости от поперечного вала до обмолачивающих валов составляет от 1:1 до 1:1,5). Такая распределенная архитектура обеспечивает независимую работу каждого ряда — застревание или обвитие стебля в одном ряду не влияет на работу соседних рядов, а отдельный редуктор рядового блока можно быстро заменить в поле без разборки главного редуктора или привода поперечного вала.

Редукторы рядных агрегатов являются наиболее часто заменяемым компонентом редуктора на кукурузоуборочной машине, поскольку они установлены в самой нижней точке машины — ближе всего к земле, ближе всего к посевам и наиболее подвержены воздействию почвы, влаги, стеблей и камней. Типичный редуктор рядного агрегата весит от 8 до 15 кг, использует компактную пару прямоугольных конических зубчатых передач с модулем от 3 до 5 мм и герметизируется двойными уплотнениями, которые должны исключать попадание как почвы, так и волокнистого стеблевого материала. Цикл замены составляет от 3 до 8 сезонов в зависимости от условий эксплуатации и качества технического обслуживания — это высокооборотный компонент на рынке запчастей, представляющий собой стабильный ежегодный спрос для поставщиков редукторов, обслуживающих рынок кукурузоуборочных машин. Для более полного понимания того, как системы привода для обработки зерна интегрируются с уборочной техникой, см. наше руководство по редуктор для обработки зерна приложения.

Вальцы для шелушения и интеграция жатки и шелушителя

После того как отламывающиеся валы отделяют початок от стебля, механизм шелушения удаляет защитные листья шелухи, обнажая чистый початок кукурузы. Валы для шелушения расположены парами — один гладкий стальной вал и один зубчатый или ребристый вал, вращающиеся в противоположных направлениях со скоростью от 800 до 1200 об/мин. Различная текстура поверхности захватывает листья шелухи (которые мягче и гибче, чем зерна) и отделяет их от початка за счет трения, когда початок проходит между валами. сельскохозяйственная коробка передач Для привода шелушильных валов требуется увеличение скорости вращения главного привода (обычно от 1:1,5 до 1:2,2 от поперечного вала ВОМ со скоростью 540 об/мин), и привод должен выдерживать циклические изменения крутящего момента при входе и выходе каждого стебля из валка — схема нагрузки, которая создает импульсы крутящего момента с частотой от 3 до 8 Гц в зависимости от скорости подачи стеблей и скорости движения вперед.

Скорость вращения валков для шелушения влияет как на качество очистки, так и на повреждение зерен. Слишком высокая скорость приводит к тому, что валы отделяют зерна от початка вместе с шелухой, снижая выход зерна на 2–5 процентов и образуя рыхлые зерна, которые трудно захватить в элеваторной системе. Слишком низкая скорость приводит к тому, что шелуха остается частично прикрепленной, вызывая проблемы при хранении (влага, запертая под неполностью припаянной шелухой, способствует росту плесени, что снижает качество зерна). Оптимальная скорость обеспечивает полное удаление шелухи с потерей менее 1 процента зерен — узкий рабочий диапазон, требующий от редуктора обеспечения стабильной и точной выходной скорости независимо от колебаний влажности урожая (влажность зерна кукурузы во время уборки составляет от 18 до 30 процентов, при этом для более влажной кукурузы требуется немного меньшая скорость вращения валков для шелушения, чтобы предотвратить обмолот зерен).

В состав шелушильных машин входит цилиндр для шелушения, расположенный после механизма обмолота, который отделяет зерна от початка перед тем, как зерно поднимается в вагонетку. Цилиндр для шелушения работает со скоростью от 400 до 600 об/мин — это меньше, чем скорость вращения обмолачивающего валка — и создает второй по величине крутящий момент в системе привода шелушильной машины (после ломающих валка), поскольку каждый початок необходимо интенсивно тереть о вогнутую поверхность, чтобы отделить зерна, минимизируя при этом растрескивание зерен. коробка передач кукурузоуборочной машины Таким образом, машина, предназначенная только для сбора и шелушения зерна, должна обеспечивать дополнительную производительность при другой скорости и значительно большем крутящем моменте, чем машина, предназначенная только для сбора зерна, — что требует большего корпуса, более тяжелых шестерен и более широких подшипниковых узлов для того, чтобы выдерживать суммарные нагрузки, связанные с обламыванием, шелушением и очисткой зерна, без смещения, вызванного деформацией.

Зазор между цилиндром и вогнутой поверхностью (зазор между цилиндром и вогнутой поверхностью) имеет решающее значение для баланса между удалением зерен и их повреждением. Малый зазор максимизирует эффективность шелушения, но увеличивает растрескивание (ломаные зерна теряют рыночную стоимость и быстрее портятся при хранении), в то время как большой зазор оставляет на початке неочищенные зерна — это потерянное зерно, представляющее собой прямую потерю урожая. Редуктор должен поддерживать постоянную скорость вращения цилиндра при изменяющейся нагрузке (требуемый крутящий момент резко возрастает при поступлении каждой партии початков в цилиндр), чтобы процесс шелушения оставался в узком диапазоне качества. Падение скорости более чем на 3 процента при пиковой нагрузке вызывает кратковременное увеличение силы контакта цилиндра с вогнутой поверхностью, что приводит к растрескиванию зерен со скоростью, значительно превышающей процент растрескивания в установившемся режиме.

Предотвращение обматывания стеблей: защита редуктора

Стебли кукурузы имеют диаметр от 15 до 30 мм, армированы прочными кремнесодержащими волокнами и остаются прикрепленными к корневой системе во время уборки урожая, создавая непрерывный поток жесткого волокнистого материала, проходящий мимо каждого вращающегося компонента механизма уборки. Отдельные фрагменты стеблей и листья кукурузной шелухи обвиваются вокруг открытых валов, накапливаются на уплотнительных поверхностях и скапливаются на корпусах редукторов. Сила обвивания, создаваемая стеблем кукурузы, зацепленным за вращающийся вал, может достигать от 500 до 1500 Н — этого достаточно, чтобы остановить небольшой приводной вал, повредить уплотнение вала или протолкнуть фрагмент стебля через лабиринтное предварительное уплотнение в масло редуктора.

Стандартными мерами защиты являются дефлекторы стержней (конические или дисковые защитные кожухи на всех открытых валах), пластины деки с малым зазором, предотвращающие смещение стержней вбок к редуктору, и гладкие профили корпуса без щелей или плоских поверхностей, где может скапливаться мусор. коробка передач кукурузоуборочной машины Монтаж. Поперечный вал, соединяющий редукторы рядных агрегатов, особенно подвержен обвитию, поскольку он проходит горизонтально по всей ширине машины на той же высоте, что и входящий поток стеблей. Наиболее эффективным решением являются закрытые защитные кожухи вала (трубчатые кожухи по всей длине, окружающие поперечный вал, при этом видны только точки отвода от рядных агрегатов), но они должны быть съемными для доступа при техническом обслуживании, что создает конструктивное противоречие между качеством защиты и доступностью для обслуживания.

Техническое обслуживание и расчет мощности в сезон сбора урожая

Потребление энергии кукурузоуборочными машинами с приводом от ВОМ линейно зависит от количества рядов: однорядной машине требуется от 15 до 25 л.с., двухрядной — от 25 до 45 л.с., а четырехрядной — от 45 до 80 л.с. Машины-шелушители (которые дополнительно оснащены цилиндром для отделения зерен от початков перед выгрузкой) добавляют от 15 до 25 л.с. на механизм шелушения. Главный сельскохозяйственный редуктор должен быть рассчитан на общую непрерывную нагрузку всех рядных агрегатов, а также функций шелушения и элевации, с запасом в 25–30% на скачки крутящего момента, возникающие из-за застревания стеблей, обламывания зеленых початков (для обламывания зеленых початков требуется на 30–50% больше силы, чем для обламывания зрелых сухих початков) и ударов камней о обламывающие валы во время нормальной работы в поле.

Интервалы замены масла в главном редукторе составляют от 200 до 300 часов — осенние условия уборки урожая (влажная почва, остатки стеблей, перепады температур от холодного утра до теплого полудня) ускоряют деградацию масла и загрязнение его водой. Редукторы рядных агрегатов следует сливать и заправлять свежим синтетическим трансмиссионным маслом (на основе полиальфаолефинов ISO VG 220) в начале каждого сезона уборки урожая независимо от количества отработанных часов, поскольку их небольшой объем масла (обычно от 200 до 500 мл) означает, что даже небольшое количество воды или загрязнений значительно ухудшает защитные свойства масла. Вал отбора мощности Смазка карданных шарниров каждые 8-10 часов защищает трансмиссию от влаги и мусора, характерных для осенних кукурузных полей, а предсезонная калибровка муфты скольжения гарантирует срабатывание защиты от перегрузки при правильном пороговом значении, предотвращая скачки крутящего момента, вызванные застреванием стеблей, без ложных срабатываний во время нормальной работы при интенсивной обработке урожая.

Часто задаваемые вопросы

Редактор: Cxm