Редуктор сеялки: системы привода для точной посадки

Пневматическое распределение: почему редуктор вентилятора является сердцем буровой установки.

Пневматические сеялки используют высокоскоростной центробежный вентилятор для создания воздушного потока, который переносит отдельные семена от дозирующего механизма через сеть распределительных трубок к каждому сошнику. Вентилятор должен создавать достаточную скорость воздушного потока (обычно от 25 до 40 м/с в распределительных трубках), чтобы взвесить частицы семян в воздушном потоке и доставить их к самому дальнему выходному отверстию ряда с той же консистенцией, что и к ближайшему. Это требование к скорости воздушного потока определяет скорость вращения вентилятора — обычно от 3000 до 5500 об/мин в зависимости от диаметра вентилятора, количества распределительных рядов, общей длины трубок и характеристик массы семян высаживаемой культуры. редуктор ВОМ Регулятор скорости преобразует выходную мощность ВОМ трактора в 540 об/мин (или 1000 об/мин) в требуемую скорость вращения вентилятора с передаточным отношением от 1:5,5 до 1:10 — одним из самых высоких передаточных отношений среди всех редукторов сельскохозяйственной техники.

Скорость вращения вентилятора должна оставаться постоянной независимо от изменений в дозировке сеялки или скорости движения трактора. В пневматической сеялке механизм дозирования обычно приводится в движение опорным колесом (пропорционально скорости движения, что обеспечивает постоянную норму высева на гектар при увеличении или уменьшении скорости трактора), а вентилятор приводится в движение валом отбора мощности (с постоянной скоростью, независимо от скорости движения). Это принципиальное разделение дозирования (пропорционально скорости движения) и распределения (постоянная скорость вращения вентилятора) означает, что выходная мощность редуктора не должна изменяться при изменении нагрузки на вал отбора мощности — большой поток семян через систему дозирования увеличивает аэродинамическую нагрузку на вентилятор, что увеличивает крутящий момент, необходимый для редуктора, что может привести к небольшому замедлению работы редуктора под увеличенной нагрузкой. Это небольшое замедление снижает скорость воздушного потока, что уменьшает пропускную способность распределительной трубки, в результате чего самые тяжелые семена выпадают из воздушного потока, не достигнув самых дальних рядов, — что приводит к классическому дефициту при посеве, известному как «недостаток семян во внешних рядах».

Двухступенчатая конструкция коробки передач: надежное достижение высоких передаточных чисел.

Увеличение скорости до 1:7 или выше с помощью одноступенчатой ​​конической зубчатой ​​передачи нецелесообразно — высокоскоростная выходная шестерня становится настолько маленькой, что ее зубьям не хватает прочности основания для передачи необходимого крутящего момента без усталостного растрескивания, а контактное напряжение зубьев на маленькой шестерне превышает предел твердости поверхности даже цементированной стали при умеренных уровнях мощности. Практический максимум для одноступенчатого конического редуктора составляет приблизительно от 1:5 до 1:6, что охватывает только нижний предел. редуктор сеялки Диапазон скоростей вращения вентилятора. Для скоростей вращения вентилятора выше 3000 об/мин при частоте вращения ВОМ 540 об/мин (передаточные числа выше 1:5,5) инженерным решением является двухступенчатый редуктор.

Двухступенчатый редуктор сеялки сочетает в себе первую ступень с конической зубчатой ​​передачей под прямым углом и вторую ступень с винтовой передачей на параллельных валах. Коническая ступень преобразует горизонтальное вращение ВОМ в вертикальное или наклонное вращение вала вентилятора, обеспечивая умеренное увеличение скорости в соотношении от 1:2 до 1:3. Вторая ступень с винтовой передачей обеспечивает оставшееся увеличение скорости в соотношении от 1:2 до 1:3,5, в результате чего общее передаточное отношение составляет от 1:4 до 1:10,5 — охватывая весь диапазон скоростей вращения пневматического вентилятора сеялки при входной частоте ВОМ 540 об/мин. Каждая отдельная ступень работает в пределах своего комфортного диапазона передаточных отношений (где оптимизированы геометрия зубьев шестерни, нагрузки на подшипники и эффективность), а суммарная эффективность двух ступеней составляет от 91 до 95 процентов — немного ниже, чем у одноступенчатого агрегата, но все же обеспечивает передачу более 90 процентов входной мощности ВОМ на вал вентилятора.

При частоте вращения ВОМ 1000 об/мин требуемое общее передаточное отношение снижается до 1:3–1:5,5 — этого можно достичь в одноступенчатом коническом редукторе при низких скоростях вращения вентилятора и с помощью умеренной двухступенчатой ​​конструкции при самых высоких скоростях. Это снижение передаточного отношения является существенным практическим преимуществом работы пневматических дрелей на частоте вращения ВОМ 1000 об/мин: редуктор становится проще, эффективнее и компактнее, что напрямую выгодно производителю при размещении редуктора в ограниченном пространстве распределительной головки дрели. Такие производители, как... Редуктор отбора мощности Ever-Power Предлагаются как одноступенчатые, так и двухступенчатые конфигурации с согласованными передаточными числами для конкретных требований к скорости вращения вентилятора основных марок сеялок, что исключает необходимость проб и ошибок при адаптации универсального редуктора к задачам точной посадки.

Комбинированные сеялки для посева и внесения удобрений: требования к многофункциональной коробке передач.

В современном пахотном земледелии наиболее распространенной конфигурацией являются комбинированные сеялки, которые одновременно высевают семена и удобрения в отдельные ряды или на разную глубину. Редуктор ВОМ комбинированной сеялки может выполнять две отдельные функции: привод пневматического вентилятора (для распределения семян и/или удобрений) и мешалки или шнека для удобрений (для предотвращения образования заторов из гранулированных удобрений в бункере над дозирующим механизмом). Для понимания того, как оборудование для подготовки посевного ложа взаимодействует с проходом для посева, см. наше техническое руководство. редуктор роторного культиватора области применения и требования к структуре грунта.

В некоторых комбинированных сеялках для распределения семян и удобрений по отдельным трубным сетям используется один высокопроизводительный вентилятор, в то время как в других используются два независимых вентилятора — один для семян (требующий точного распределения) и один для удобрений (где допустима равномерность распределения ±10%). Конфигурация с двумя вентиляторами может потребовать использования двух отдельных вентиляторов. редуктор ВОМ или один редуктор с разными скоростями вращения, который приводит в движение оба вентилятора с одинаковой скоростью через отдельные ременные или цепные приводы. Мощность редуктора должна учитывать суммарную потребность в мощности вентиляторов, мощность мешалки и потери в приводном механизме — обычно от 20 до 60 л.с. в сумме для комбинированной буровой установки диаметром от 3 до 6 метров, при этом 70-80 процентов мощности потребляется вентилятором (вентиляторами), а остальная часть — мешалкой и потерями на трение.

Стабильность скорости вращения вентилятора и равномерность посадки от ряда к ряду.

Скорость воздушного потока в каждой распределительной трубе определяет, достигнут ли семена сошника в полном количестве или часть семян преждевременно выпадет из воздушного потока. На широкой сеялке (от 4 до 6 метров с 24–48 выходными отверстиями для рядов) самые внешние участки труб в 2–3 раза длиннее самых внутренних, что создает большее аэродинамическое сопротивление на внешних каналах. Вентилятор должен создавать достаточный общий воздушный поток, чтобы преодолеть сопротивление самого длинного участка трубы — и поскольку трубы имеют общую распределительную головку, поток воздуха в более коротких трубах должен регулироваться индивидуальными ограничителями потока или калиброванными диаметрами труб, чтобы предотвратить перехват воздушного потока более короткими трубами у более длинных.

Снижение скорости вентилятора на 5 процентов уменьшает скорость воздушного потока на 5 процентов (законы работы вентилятора: расход воздуха пропорционален скорости), что снижает динамическое давление в распределительных трубах примерно на 10 процентов (давление пропорционально квадрату скорости). Этого 10-процентного падения давления может быть достаточно для того, чтобы самые внутренние трубки (короткие участки, низкое сопротивление) продолжали подавать семена в полном объеме, в то время как самые внешние трубки (длинные участки, высокое сопротивление) падают ниже минимальной скорости, необходимой для удержания и переноса частиц семян, — в результате чего всхожесть в поле становится такой, что внутренние ряды полностью засеяны, а внешние ряды демонстрируют прогрессирующее прореживание к краям сеялки. Этот тип отказа незаметен во время посева и становится очевидным только через 7–14 дней, когда всходы появляются неравномерно — к этому моменту окно для посева закрывается, и никакие корректирующие действия становятся невозможными.

Для предотвращения этой неисправности необходим редуктор, поддерживающий скорость вращения вентилятора в пределах ±2 процентов от номинальной при всех условиях эксплуатации — изменении нагрузки (изменение расхода семян), изменении температуры (от холодного утреннего запуска до работы в жаркий дневной день) и изменении скорости вращения ВОМ (провал регулятора трактора при изменении тяговой нагрузки от сошника). сельскохозяйственная коробка передач Привод вентилятора сеялки должен обеспечивать падение скорости менее чем на 1% при переходе от холостого хода к полной нагрузке — это требование предполагает использование шестерен с малым люфтом, правильно нагруженных подшипников и высокой эффективности зацепления, чтобы увеличение нагрузки на вентилятор приводило к минимальному снижению скорости на выходе редуктора.

Высокоскоростные выходные подшипники: компонент, ограничивающий срок службы.

Подшипники выходного вала редуктора вентилятора сеялки работают на самой высокой постоянной скорости среди всех подшипников в распространенных сельскохозяйственных редукторах. Вентилятор, работающий со скоростью 4500 об/мин, совершает 270 000 оборотов внутреннего кольца в час — по сравнению с 32 400 для стандартного редуктора ВОМ со скоростью 540 об/мин. Это восьмикратное увеличение скорости пропорционально ускоряет накопление усталости подшипников: подшипник с расчетным сроком службы L10 20 000 часов при 540 об/мин достигает того же усталостного повреждения примерно за 2500 часов при 4500 об/мин (срок службы подшипника обратно пропорционален скорости при постоянной нагрузке, согласно ISO 281). Редуктор сеялки, работающий 400 часов за посевной сезон, достигнет порога усталости подшипника с вероятностью 50% через 6-7 сезонов — это намного меньше, чем ожидаемый операторами срок службы качественного сельскохозяйственного редуктора, составляющий более 20 лет.

Поэтому при выборе подшипника необходимо отдавать приоритет усталостной долговечности при высоких скоростях, а не статической несущей способности. Шариковые подшипники с глубоким пазом (вместо конических роликовых подшипников, распространенных в низкоскоростных сельскохозяйственных редукторах) являются предпочтительным выбором для высокоскоростного выходного вала, поскольку они генерируют меньше тепла от трения при высоких скоростях, выдерживают более высокую скорость вращения без нестабильности сепаратора и обеспечивают лучший ресурс L10 при преимущественно радиальных нагрузках вала вентилятора. Подшипник должен быть выбран с внутренним зазором C3 или C4 (больше обычного) для компенсации теплового расширения внутреннего кольца при повышенной рабочей температуре — подшипник, установленный со стандартным зазором, может испытывать чрезмерное предварительное натяжение при нагреве во время длительной работы на высоких скоростях, что ускоряет износ и снижает эффективный усталостный ресурс на 30–50 процентов.

Смазка высокоскоростного выходного подшипника имеет решающее значение. При 4500 об/мин подшипник выделяет больше тепла на единицу площади контакта со смазочным материалом, чем при 540 об/мин, и масляная пленка между элементами качения и дорожкой качения должна поддерживаться при пониженной вязкости, соответствующей повышенной температуре подшипника. Синтетическое редукторное масло (на основе полиальфаолефинов, ISO VG 150 или 220) обеспечивает термическую стабильность и сохранение вязкости, необходимые для надежного образования пленки при температурах, типичных для высокоскоростных выходных подшипников редукторов сеялок — от 60 до 90 градусов Цельсия во время длительной работы в условиях теплой окружающей среды.

Уход за растениями в период посадки и предсезонная подготовка.

Период посева, как правило, является наиболее критичным с точки зрения времени в течение всего сельскохозяйственного календаря — каждый день задержки после оптимальной даты посева снижает потенциальный урожай на 0,5–2 процента в зависимости от культуры и региона. Выход из строя редуктора в этот период обходится не только в затраты времени на ремонт, но и в невосполнимые потерянные дни посева, пока машина простаивает. Предсезонная подготовка должна включать замену масла (свежее масло с полной концентрацией присадок для наиболее интенсивного периода), проверку люфта подшипников (проверка люфта или зазора в выходном валу вручную). Вал отбора мощности Проверка смазки и износа карданного шарнира, а также проверка скорости вращения вентилятора с помощью тахометра для подтверждения соответствия фактической скорости вращения вентилятора техническим характеристикам производителя буровой установки с точностью до ±2 процентов.

В течение посевного сезона ежедневное техническое обслуживание ограничивается визуальной проверкой уровня масла и кратким прослушиванием в первые минуты работы. Химические вещества для обработки семян (фунгицидные и инсектицидные покрытия на обработанных семенах) образуют мелкую пыль, которая оседает на корпусе редуктора и может вызывать коррозию стандартных лакокрасочных покрытий. Еженедельно во время посева следует очищать внешнюю поверхность редуктора, чтобы предотвратить накопление химической пыли, которая задерживает влагу и вызывает коррозию. Высокоскоростные выходные подшипники редуктора вентилятора сеялки испытывают больше циклов нагрузки за час работы, чем почти любые другие подшипники сельскохозяйственного редуктора — вентилятор, работающий со скоростью 4500 об/мин, совершает 270 000 оборотов в час, по сравнению с 32 400 для выходного вала отбора мощности 540 об/мин. Такое ускоренное количество циклов означает, что ресурс подшипников достигается за меньшее количество календарных часов работы, что делает мониторинг состояния подшипников (прослушивание изменений шума, определение вибрации в корпусе) более приоритетным во время посева, чем в любой другой сезон.

Часто задаваемые вопросы

Редактор: Cxm