Редуктор дисковой косилки: конструкция привода режущего бруса

Как работает редуктор дисковой косилки

Система привода дисковой косилки принципиально отличается от одновыходного углового редуктора, используемого в... роторная косилка или измельчительная косилкаВместо одного редуктора, приводящего в движение один шпиндель лезвия, дисковая косилка использует многоступенчатую зубчатую передачу, размещенную внутри плоской герметичной режущей планки, которая распределяет мощность от одного входа ВОМ на несколько режущих дисков, расположенных в линию по всей рабочей ширине. Сама режущая планка является редуктором — прецизионно обработанным корпусом в масляной ванне, содержащим ряд зацепляющихся прямозубых шестерен, которые передают вращение от диска к диску по всей длине планки.

Архитектура привода начинается с главного входного редуктора — углового конического редуктора, который преобразует горизонтальное вращение вала отбора мощности в вертикальное вращение, выровненное с зубчатой ​​передачей режущего бруса. Этот главный редуктор также обеспечивает основное увеличение скорости: типичное передаточное отношение от 1:3 до 1:5 увеличивает входную скорость вала отбора мощности с 540 об/мин до 1600–2700 об/мин на входном валу режущего бруса. Затем внутренняя прямозубая зубчатая передача режущего бруса распределяет это вращение на каждый диск, при этом чередующиеся шестерни изменяют направление вращения соседних дисков — конструктивная особенность, которая создает перекрывающиеся зоны резания между соседними дисками для чистого, без зазоров, среза.

Конечная скорость вращения диска зависит от передаточного отношения зубчатой ​​передачи в режущем брусе. Большинство дисковых косилок достигают конечной скорости вращения диска от 2800 до 3200 об/мин за счет сочетания повышения передаточного отношения главного редуктора и внутренних передаточных отношений зубчатых передач. При этих скоростях периферийная скорость вращения режущего диска достигает 60–80 м/с — что сопоставимо со скоростью кончика лезвия роторной косилки — обеспечивая высокоэффективное режущее действие, позволяющее дисковым косилкам чисто срезать стоящую сено, траву и легкий кустарник без разрывов и повреждений, которые возникают при более медленной резке. Для сравнения с однолезвийными роторными системами резки см. наше инженерное руководство. редуктор для роторных резаков.

Редуктор режущего бруса — многодисковая система привода с зацепляющимися прямозубыми шестернями для синхронизированного вращения дисков по всей ширине режущей части.

Синхронизация нескольких дисков: конструкция зубчатой ​​передачи внутри режущего бруса.

Зубчатая передача внутри режущего бруса — это инженерное сердце каждой дисковой косилки. Каждый режущий диск установлен на вертикальном валу, поддерживаемом подшипниками в корпусе режущего бруса, и каждый вал несет зубчатое колесо, которое зацепляется со своим соседним валом. Такое зацепление создает механическую связь, которая заставляет все диски вращаться с точно синхронизированными скоростями — если один диск замедляется из-за большой нагрузки урожая, зубчатая передача распределяет сопротивление между всеми дисками, а не позволяет перегруженному диску заглохнуть самостоятельно.

Чередующийся характер вращения (по часовой стрелке-против часовой стрелки-по часовой стрелке) является неотъемлемой частью зацепления прямозубых шестерен — каждая шестерня меняет направление вращения своей соседней. Это противовращение создает зону перекрытия между соседними дисками, где режущие кромки соседних дисков проходят через одну и ту же вертикальную плоскость с противоположных направлений, гарантируя отсутствие неразрезанной полосы между дисками. Размер зоны перекрытия обычно составляет от 50 до 80 мм и определяется диаметром диска, расстоянием между дисками и выступом лезвия за пределы внешнего диаметра каждого диска.

Количество дисков определяет ширину скашивания и общую потребляемую мощность. Косилка с 7 дисками и шириной скашивания 2,4 метра требует примерно от 25 до 35 л.с. на валу отбора мощности. Косилка с 9 дисками и шириной скашивания 3,2 метра требует от 40 до 55 л.с. Каждый дополнительный диск увеличивает как мощность скашивания, соответствующую его доле рабочей ширины, так и паразитные потери от дополнительного зацепления зубчатой ​​передачи. Совокупные потери на зацеплении зубчатых передач на 7-9 ступенях значительны — как правило, от 8 до 15 процентов общей потребляемой мощности расходуется самой зубчатой ​​передачей в виде тепла трения, поэтому режущий брус сельскохозяйственная коробка передач Регулирование температурного режима имеет решающее значение для надежной работы.

Главный входной редуктор: важнейший угловой привод.

Главный входной редуктор преобразует горизонтальное вращение ВОМ в вертикальное вращение режущего бруса, обеспечивая при этом основное увеличение скорости. Этот редуктор представляет собой обычный угловой конический редуктор — по концепции аналогичный редуктору роторного режущего инструмента, но с передаточным отношением увеличения скорости, а не 1:1 или понижением скорости. Шестерня (входная шестерня) — это шестерня большего размера, а кольцевая шестерня (выходная) — меньшего, что создает коэффициент увеличения скорости, приводящий в движение режущий брус с требуемой частотой вращения от 1600 до 2700 об/мин.

Поскольку главный редуктор работает как повышающий редуктор, выходной вал вращается быстрее входного, что меняет соотношение увеличения крутящего момента на противоположное. При передаточном отношении 1:4 выходной крутящий момент составляет лишь четверть входного крутящего момента (за вычетом потерь эффективности). Этот меньший выходной крутящий момент снижает нагрузку на зубья шестерни на высокоскоростном выходном валу, но более высокая скорость увеличивает тепловую нагрузку на подшипники и динамический коэффициент нагрузки, зависящий от скорости вращения подшипников. Подшипники главного редуктора должны быть рассчитаны на непрерывную работу при повышенной скорости вращения выходного вала, которая обычно в 2-5 раз превышает стандартную скорость вращения ВОМ 540 об/мин.

Спирально-конические шестерни являются стандартным выбором для главных редукторов дисковых косилок, поскольку высокая рабочая скорость требует плавного и бесшумного зацепления, обеспечиваемого спиральной геометрией. Прямозубые конические шестерни, которые допустимы в низкоскоростных редукторах роторных косилок с передаточным отношением 1:1, создают чрезмерный шум и вибрацию при скоростях вращения более 2000 об/мин, необходимых для привода дисковой косилки. Шум и вибрация от прямозубых конических шестерен на таких скоростях будут передаваться непосредственно на режущий брус и кабину трактора, создавая неприемлемый дискомфорт для оператора во время длительных сеансов кошения, для которых и предназначены дисковые косилки.

Высокоскоростное терморегулирование для редукторов дисковых косилок

Режущие брусья дисковых косилок выделяют больше внутреннего тепла на единицу объема масла, чем практически любые другие. редуктор ВОМ Применение. Сочетание высокой скорости вращения (2800–3200 об/мин на дисках), множества зубчатых передач (от 7 до 9 ступеней) и относительно небольшого плоского масляного поддона (корпус режущей планки имеет ограниченную глубину для объема масла) создает тепловую среду, которая доводит обычное трансмиссионное масло до предела его возможностей при длительной эксплуатации.

Девятидробильная косилка, потребляющая 45 л.с. на валу отбора мощности, теряет примерно от 4 до 7 л.с. (от 3 до 5 кВт) в виде тепла в зубчатой ​​передаче — мощность, которая поглощается 2–3 литрами трансмиссионного масла в корпусе с ограниченной площадью поверхности для отвода тепла. Без надлежащего терморегулирования температура масла может достигать 100–120 градусов Цельсия в течение 2–3 часов непрерывного кошения в теплых условиях (температура окружающей среды выше 25 градусов Цельсия), что приводит к снижению вязкости масла и ускоряет окисление и истощение присадок.

Производители дисковых косилок решают проблему терморегулирования с помощью нескольких конструктивных решений. Объем масла максимально увеличивается в пределах доступной рабочей зоны режущего бруса — более широкие и глубокие масляные поддоны увеличивают тепловую инерцию, доступную для поглощения тепловой энергии. Внешние охлаждающие ребра, отлитые в корпусе режущего бруса, увеличивают площадь поверхности для конвективной передачи тепла в окружающий воздух. Некоторые дисковые косилки премиум-класса оснащены контурами охлаждения масла, которые прокачивают горячее масло от режущего бруса через внешний теплообменник с воздушным охлаждением, прежде чем вернуть его в поддон. Для операторов наиболее важным действием в области терморегулирования является использование правильного синтетического трансмиссионного масла — на основе полиальфаолефинов (PAO) EP 220 или эквивалентного масла, указанного производителем, — которое сохраняет прочность защитной пленки при температурах на 30–40 градусов выше, чем минеральное масло того же класса.

Дисковая косилка и роторный культиватор: сравнение конструкции редуктора.

Защита от ударов горных пород и безопасность от перегрузок

Режущие диски дисковых косилок вращаются с периферийной скоростью, превышающей 60 м/с, и удар камня с такой скоростью вызывает мгновенный скачок крутящего момента, который распространяется назад по всей зубчатой ​​передаче к главной передаче. редуктор ВОМ Входной сигнал. Без надлежащей защиты от перегрузки один сильный удар камня может сорвать зубья с нескольких зубчатых колес режущего бруса, разрушив всю зубчатую передачу за доли секунды. Высокая инерция 7-9 дисков, вращающихся со скоростью 3000 об/мин, накапливает значительную кинетическую энергию, которая высвобождается в зубчатую передачу при резкой остановке, усиливая повреждения сверх того, что могло бы вызвать только первоначальное воздействие.

Производители дисковых косилок предусматривают защиту от перегрузки в нескольких точках приводной системы. Отдельные режущие лезвия обычно крепятся с помощью срезных болтов или быстросъемных крепежных элементов, которые позволяют лезвию отклоняться или отсоединяться при ударе, уменьшая ударную нагрузку, передаваемую на вал диска и зубчатую передачу. В валу отбора мощности между трактором и главным редуктором используется либо срезной болт, либо муфта скольжения, которая отключает привод, если перегрузка превышает номинальную мощность вала. Некоторые модели дисковых косилок премиум-класса включают муфту с ограничением крутящего момента между главным редуктором и приводным валом. редуктор ВОМ Выходной и входной патрубки режущего бруса обеспечивают дополнительный уровень защиты, специально откалиброванный с учетом грузоподъемности зубчатой ​​передачи режущего бруса.

Правильная регулировка дорожного просвета — наиболее эффективная мера, контролируемая оператором, для минимизации повреждений от ударов камней. Слишком низкая осадка режущего бруса увеличивает вероятность контакта диска с камнями, земляными насыпями и другими препятствиями на уровне земли. Большинство дисковых косилок позволяют регулировать высоту среза с помощью опорных башмаков или полозьев — поддержание рекомендованной производителем минимальной высоты (обычно от 30 до 50 мм над уровнем земли) значительно снижает частоту и тяжесть ударов камней, не оказывая существенного влияния на качество скашивания кормовых культур.

Техническое обслуживание и смазка редукторных систем дисковых косилок

Уровень масла в режущей балке — наиболее важный параметр технического обслуживания для обеспечения надежности дисковой косилки. Поскольку корпус режущей балки имеет небольшую глубину, а объем масла мал по сравнению с выделяемым теплом, даже незначительное снижение уровня масла (100–200 мл) может привести к недостаточной смазке верхних зубчатых колес. Проверяйте уровень масла в режущей балке перед каждой сушкой — эта ежедневная 30-секундная проверка является наиболее важным мероприятием по техническому обслуживанию для продления срока службы дисковой косилки.

Интервалы замены масла для режущих брусьев дисковых косилок обычно короче, чем для обычных сельскохозяйственных редукторов, поскольку высокоскоростная работа при высоких температурах приводит к более быстрому износу масла. Большинство производителей указывают интервалы замены масла в 200 часов для режущего бруса и 500 часов для главного редуктора. В жарком климате или во время длительных ежедневных сеансов кошения (более 10 часов) сокращение интервала замены масла для режущего бруса до 100–150 часов обеспечивает дополнительную защиту. Используйте только масло указанного производителем класса — для режущих брусьев обычно требуется масло меньшей вязкости (EP 90 или ISO VG 150), чем для главного редуктора (EP 220 или ISO VG 220), поскольку высокоскоростные шестерни нуждаются в более жидком масле для адекватной смазки разбрызгиванием при 3000 об/мин.

После каждой скашивания проверяйте режущую балку на наличие утечек масла в местах уплотнений валов дисков. Дисковая косилка имеет от 4 до 9 уплотнений на валах режущих дисков, а также от 2 до 4 уплотнений на входном и промежуточном валах — любое из этих уплотнений может дать течь из-за вибрации, ударов камней или естественного износа. Протекающее уплотнение приводит к потере масла (что вызывает масляное голодание) и попаданию загрязнений (ускоряя износ всех внутренних поверхностей). Своевременно заменяйте протекающие уплотнения — стоимость замены уплотнения ничтожна по сравнению с повреждением зубчатой ​​передачи, которое происходит из-за масляного голодания. Качественная редуктор ВОМ Поставщик имеет на складе запасные уплотнения, подшипники и зубчатые передачи для популярных моделей дисковых косилок с режущим брусом. Свяжитесь с нашей командой для обеспечения возможности перекрестной проверки. Вал отбора мощности и сельскохозяйственная коробка передач Наши инженеры разрабатывают решения, соответствующие требованиям к приводу дисковых косилок, и проводят проверку передаточного отношения и подтверждение совместимости размеров для каждого заказа.

Часто задаваемые вопросы