Редуктор цистерны для жидкого навоза: привод для внесения жидкого навоза

Привод вакуумного насоса: загрузка бака с помощью вала отбора мощности.

Вакуумный насос является основным компонентом, приводимым в действие валом отбора мощности (ВОМ), на большинстве автоцистерн для навоза. Он создает отрицательное давление внутри герметичного резервуара (обычно от -0,5 до -0,8 бар по манометру), которое забирает навоз из накопительного резервуара или лагуны через всасывающий шланг в резервуар. Тот же насос меняет режим работы во время разгрузки, создавая положительное давление (от +0,3 до +0,5 бар), которое выталкивает навоз через механизм разбрасывания. Этот двухфункциональный цикл загрузки и разгрузки — вакуум для заполнения, давление для опорожнения — определяет режим работы редуктора: умеренная мощность при относительно постоянной нагрузке в течение 3–8 минут фазы заполнения, за которой следует умеренная или высокая мощность в течение 5–15 минут фазы разбрасывания, с короткими интервалами холостого хода во время транспортировки между накопительным резервуаром и полем.

На рынке цистерн для шлама доминируют два типа вакуумных насосов. Роторно-лопастные насосы используют скользящие лопатки в эксцентриковом корпусе ротора для создания откачивающего действия — они компактны, относительно тихи и обеспечивают высокий уровень вакуума (до −0,85 бар), но их лопатки постепенно изнашиваются и требуют периодической замены (каждые 1000–2000 часов в зависимости от абразивности шлама). Роторно-лопастные (рутовского типа) насосы используют две переплетающиеся лопатки для захвата и вытеснения воздуха — они более прочны, долговечны и лучше подходят для работы с коррозионными газами в парах шлама, но они физически больше и создают более пульсирующий поток воздуха, который создает характерный низкочастотный гул во время работы. редуктор ВОМ Передаточное отношение должно соответствовать конкретному типу насоса: роторно-лопастные насосы обычно требуют от 800 до 1200 об/мин (увеличение скорости в 1,5–1,2 раза по сравнению с ВОМ 540 об/мин), в то время как лопастные насосы требуют от 1200 до 1800 об/мин (увеличение скорости в 1,2,2–1,3 раза).

Потребляемая мощность только вакуумного насоса составляет от 15 л.с. для небольших цистерн (от 5000 до 8000 литров) до 40 л.с. для больших цистерн (от 20 000 до 30 000 литров). Однако редуктор должен быть рассчитан на общую мощность системы — вакуумный насос плюс нагнетательный насос (если он отдельный) плюс механизм разбрасывания — поскольку все функции одновременно потребляют мощность от одного и того же вала отбора мощности в определенные фазы работы. Цистерна объемом 20 000 литров с вакуумным насосом, измельчителем и дисковым разбрасывателем может потреблять от 60 до 100 л.с. в сумме на фазу нагнетания и разбрасывания, даже если на фазу заполнения требуется всего 25–35 л.с. только для вакуумного насоса.

Механизмы разбрызгивания: от защитных пластин до прецизионных инжекторов.

Механизм распределения определяет, как суспензия распределяется по почве или в почву, и каждый тип механизма предъявляет свои особые требования к редуктору. Понимание этих требований имеет важное значение для выбора правильного варианта. редуктор цистерны для пульпы Несоответствие между выходным сигналом редуктора и механизмом распределения приводит к неравномерной норме внесения, чрезмерному потреблению энергии или преждевременному выходу компонентов из строя.

Разбрасыватели с отражающей пластиной — это простейший метод распределения: навозная пульпа выходит из резервуара под действием силы тяжести или низкого давления и попадает на отражающую пластину, которая распределяет её по полосе шириной от 10 до 14 метров. Специальный редуктор для разбрасывания не требуется, поскольку отражающая пластина является пассивным компонентом. Однако системы с отражающей пластиной всё чаще ограничиваются экологическими нормами в Европе и некоторых частях Австралазии, поскольку они генерируют высокие выбросы аммиака и создают неравномерные схемы внесения. Для сравнения с системами разбрасывания твердого навоза, использующими различные конструкции редукторов, см. наше техническое руководство по... редуктор для разбрасывателей навоза.

Дисковые разбрасыватели используют один или два центробежных диска, вращающихся со скоростью от 500 до 1000 об/мин, для контролируемого разбрасывания навозной суспензии. Для работы дисков требуется специальный редуктор — как правило, угловой редуктор (скорость вращения диска ниже скорости ВОМ) или прямой привод от вторичного редуктора. Скорость вращения диска определяет ширину и равномерность разбрасывания: слишком низкая скорость приводит к образованию узкой, концентрированной полосы; слишком высокая скорость разбрасывает суспензию за пределы целевой зоны и увеличивает снос. Дисковые приводы с регулируемой скоростью (достигаемые с помощью гидравлического двигателя или механического вариатора) позволяют оператору подбирать схему разбрасывания в соответствии с шириной внесения и условиями поля.

Аппликаторы с башмачными захватами и неглубокие инжекторы подают навозную пульпу непосредственно на поверхность почвы или в нее через отдельные шланги и выходы, установленные на сошниках, практически исключая выбросы аммиака и обеспечивая наиболее точную схему внесения среди всех методов распределения навозной пульпы. В этих системах используется центробежный насос высокого давления (1500–2500 об/мин, приводимый в движение вторичным редуктором ВОМ или специальным повышающим устройством) для прокачки навозной пульпы через распределительные коллекторы и отдельные шланги. Редуктор насоса должен обеспечивать стабильную подачу без пульсаций, чтобы гарантировать равномерный поток через все выходы шлангов — любое изменение скорости приводит к неравномерному распределению между внутренними и внешними шлангами, вызывая видимые полосы на последующем урожае, что указывает на дисбаланс питательных веществ.

Коррозионностойкая конструкция редуктора для работы в шламовых средах

Химическая среда вокруг редуктора цистерны для навоза в сельском хозяйстве уникально агрессивна. Свежий навоз выделяет аммиак (NH₃) и сероводород (H₂S), которые вызывают коррозию черных металлов, разрушают стандартные резиновые уплотнения из нитрида каучука (NBR) и токсичны для присадок к трансмиссионному маслу. Корпус редуктора, уплотнения вала, сапун и крепежные элементы подвергаются воздействию этих газов во время погрузки, транспортировки и внесения навоза — общее время воздействия составляет от 6 до 12 часов в сутки в течение сезона внесения.

Стандартные нитриловые (NBR) уплотнения валов — материал по умолчанию в редукторах сельскохозяйственной техники общего назначения — разбухают и размягчаются при контакте с парами, богатыми аммиаком, теряя свою герметизирующую способность в течение одного-двух сезонов эксплуатации в цистернах для навоза. В редукторах цистерн для навоза рекомендуется замена уплотнений валов на фторэластомерные (FKM, широко известные под торговой маркой Viton). FKM устойчивы к аммиаку, сероводороду и органическим кислотам, присутствующим в навозе в концентрациях, которые разрушают NBR в течение нескольких месяцев. Стоимость уплотнений из FKM примерно в 3-5 раз выше, чем из NBR — это скромные инвестиции, учитывая, что выход из строя одного уплотнения позволяет коррозионным парам навоза проникать в масло редуктора, загрязняя смазку и вызывая ускоренную коррозию дорожек качения подшипников и поверхностей зубьев шестерен, что в конечном итоге требует полной переборки редуктора.

Для защиты корпуса требуется как минимум эпоксидное или полиэфирное порошковое покрытие — стандартная акриловая краска не подходит для эксплуатации в цистернах для пульпы, поскольку аммиак в парах пульпы воздействует на связующее вещество краски, вызывая образование пузырей и расслоение в течение 1-2 сезонов. Наружные крепежные элементы (болты корпуса, сливные пробки, смотровые крышки) должны быть изготовлены из нержавеющей стали или оцинкованной стали, а не из стандартной оцинкованной низкоуглеродистой стали, которая быстро корродирует в богатой аммиаком атмосфере и заклинивает в резьбе корпуса, что затрудняет или делает невозможным доступ для планового технического обслуживания без демонтажа болтов. Качественный производитель, такой как... Редуктор отбора мощности Ever-Power Предлагаются комплекты редукторов, предназначенные для работы с суспензиями, которые включают уплотнения из FKM, корпус с порошковым покрытием, герметичный сапун и наружные крепежные элементы из нержавеющей стали в качестве заводской опции, вместо того чтобы оператору приходилось устанавливать эти усовершенствования по отдельности.

Многофункциональный привод: один вход ВОМ, несколько выходов.

Современные автоцистерны для пульпы с системами распределения под давлением требуют, чтобы вал отбора мощности приводил в действие несколько функций одновременно: вакуумный/напорный насос для создания давления в резервуаре, измельчительный или дробильный насос для обработки волокнистых материалов и центробежный разгрузочный насос или дисковый разбрасыватель для распределения. Одновыходной редуктор не может обеспечивать работу всех трех функций на разных требуемых скоростях, поэтому в многофункциональных автоцистернах используется одна из двух стратегий распределения привода.

Первая стратегия использует многовыходную архитектуру. редуктор ВОМ с двумя или тремя выходными валами, каждый из которых имеет разную скорость и ориентацию. Основной выходной вал приводит в движение вакуумный насос, вторичный выходной вал приводит в движение измельчитель через цепную или ременную передачу, а третий выходной вал (если он есть) приводит в движение нагнетательный насос или разбрасывающий диск. Такой подход является механически компактным и эффективным, но требует специально разработанного редуктора с согласованными скоростями вращения выходного вала — изменение любой из функций (замена насоса на другую модель, работающую с другой скоростью) может потребовать нового редуктора или изменения внутреннего передаточного отношения.

Вторая стратегия использует главный редуктор с одним выходным валом в сочетании с вспомогательными редукторами или гидравлическими двигателями для выполнения дополнительных функций. Главный редуктор напрямую приводит в движение вакуумный насос, а ременная или цепная передача от выходного вала редуктора приводит в движение вспомогательный редуктор повышения скорости для нагнетательного насоса. Измельчитель может приводиться в движение гидравлическим двигателем, работающим от гидравлической системы трактора (независимо от ВОМ), или третьим механическим приводом от выходного вала главного редуктора. Такой модульный подход позволяет модернизировать или заменять отдельные функции без модификации главного редуктора, но он добавляет механическую сложность, дополнительные точки обслуживания и суммарные потери эффективности из-за множества ступеней привода.

Проблемы с приводом от ВОМ на автоцистернах для перевозки тяжелых жидких пульп

Загруженная 20 000-литровая цистерна для жидкого навоза весит приблизительно 22–24 тонны, что приводит к сжатию задней подвески трактора и изменению высоты дышла на 50–100 мм по сравнению с пустой цистерной. Это изменение высоты влияет на... Вал отбора мощности Рабочий угол трансмиссии между валом отбора мощности трактора и входным валом редуктора цистерны. Если трансмиссия настроена на работу под нагрузкой, угол увеличивается, когда цистерна пуста (во время обратного пути к месту хранения), и уменьшается при нагрузке. И наоборот, если она настроена на работу в пустом состоянии, угол ухудшается под нагрузкой. Трансмиссия должна быть рассчитана на наихудший угол во всем диапазоне работы под нагрузкой и без нагрузки — обычно от 3 до 7 градусов для хорошо спроектированных тяговых балок цистерн, но потенциально от 8 до 12 градусов для более старой или плохо отрегулированной техники.

Чрезмерный угол наклона карданного вала создает циклические колебания скорости (эффект шарнира Гука), которые проявляются в виде пульсирующего крутящего момента на входе редуктора — характер нагрузки, ускоряющий износ подшипников на входе и создающий колебания давления в вакуумном насосе, что снижает его объемную эффективность. Для автоцистерн, работающих на холмистой местности (требующих крутых поворотов с автоцистерной, расположенной под крутым углом к ​​тягачу), карданный вал отбора мощности с ШРУСом заменяет стандартную конструкцию с шарниром Гука, чтобы устранить колебания скорости при больших углах работы. Конструкция подшипников на входе редуктора также должна выдерживать более высокие осевые нагрузки, создаваемые ШРУСами при работе под углом — это инженерная деталь, которую следует уточнить у производителя редуктора при выборе модернизации карданного вала с ШРУСом для существующей автоцистерны.

Стратегия технического обслуживания редукторов цистерн для пульпы

Коррозионная среда, в которой эксплуатируются цистерны для пульпы, требует более интенсивного графика технического обслуживания, чем стандартный. сельскохозяйственная коробка передач Применение. Интервалы замены масла должны составлять 200 часов или год (в зависимости от того, что наступит раньше) для синтетического трансмиссионного масла и 100 часов или каждые 6 месяцев для минерального масла. Сокращенный интервал обусловлен воздействием аммиака и сероводорода, которые быстрее разрушают присадки масла, чем работа на чистом воздухе — даже при эффективной герметизации следовые количества коррозионных газов со временем проникают через уплотнительные кромки и постепенно истощают антикоррозионные присадки масла.

При каждой замене масла проверяйте сальники вала на наличие признаков химической деградации: размягчение, набухание или изменение цвета кромки сальника указывают на воздействие аммиака на материал NBR и требуют немедленной замены на сальники из FKM. Проверьте вентиляционный клапан на наличие засора — брызги навоза и засохший навоз могут засорить даже герметичные вентиляционные клапаны, препятствуя выравниванию внутреннего давления в корпусе во время термических циклов и потенциально выталкивая масло под давлением через сальники вала во время работы.

После окончания сезона редуктор цистерны для пульпы заслуживает особого внимания. Тщательно промойте его снаружи, чтобы удалить все остатки пульпы (которые продолжают выделять коррозионные газы по мере разложения во время хранения), слейте и замените масло (удалив конденсат и коррозионные газы, растворившиеся в масле в течение сезона), и нанесите защитную масляную пленку на все открытые обработанные поверхности. По возможности храните цистерну под навесом — хранение на открытом воздухе подвергает редуктор воздействию дождевой воды, которая выносит остаточные соли аммиака с поверхности цистерны во все щели и стыки корпуса.

Часто задаваемые вопросы

Редактор: Cxm