Architektúra pohonu: Ako zberač zemiakov využíva výkon vývodového hriadeľa

Ťahané alebo samohybné zemiakové kombajny sú jedným z mechanicky najzložitejších poľnohospodárskych strojov poháňaných vývodovým hriadeľom. Na rozdiel od rotačnej rezačky (jedna prevodovka, jeden nôž) alebo lisu (jedna hlavná prevodovka, niekoľko funkcií poháňaných reťazou) zemiakové kombajny rozdeľujú výkon vývodového hriadeľa traktora na päť alebo viac odlišných pohonných funkcií – každá vyžaduje inú výstupnú rýchlosť a charakteristiku krútiaceho momentu. Hlavné Prevodovka vývodového hriadeľa na vstupe do harvestora slúži ako centrálny rozvodný uzol výkonu, ktorý premieňa vstup vývodového hriadeľa s otáčkami 540 ot./min. na pohon hlavného hriadeľa s typickými otáčkami 200 až 350 ot./min., z ktorého sa sekundárne pohony rozvetvujú ku každej funkcii žatia prostredníctvom reťazových pohonov, remeňových pohonov alebo pomocných prevodoviek.

Radlica na rýpanie je prvou funkciou v postupnosti zberu úrody. Čepeľ radlice prerezáva pod zemiakovým hrebeňom v hĺbke 200 až 300 mm a zdvíha celú hmotu pôdy a hľúz na primárny pásový dopravník. Samotná radlica je buď pevná (poháňaná iba pohybom traktora vpred) alebo oscilačná (poháňaná špeciálnym excentrickým mechanizmom z prevodovky, ktorá vibruje radlicou frekvenciou 8 až 15 Hz, aby sa znížil odpor prenikania pôdy o 20 až 40 percent). Tento oscilačný mechanizmus vyžaduje sekundárny výstup z hlavnej prevodovky – zvyčajne excentrický hriadeľ poháňaný remeňom, ktorý premieňa rotačný pohyb na vratné vibrácie radlice.

Primárny pásový dopravník prijíma celú zdvihnutú hmotu pôdy a prepravuje ju dozadu, pričom umožňuje pôde prepadávať cez otvorené články pásu. Rýchlosť pásu – zvyčajne 1,5 až 3,0 m/s v závislosti od pôdnych podmienok a rýchlosti jazdy vpred – musí byť prispôsobená rýchlosti traktora od zeme, aby sa predišlo zhlukovaniu (príliš pomalý pás) alebo naťahovaniu (príliš rýchly pás) toku plodiny. Primárny pás je poháňaný reťazovou redukciou z hlavného prevodového stupňa a na prémiových harvestoroch je rýchlosť pásu nastaviteľná pomocou prevodovky s premenlivým prevodovým pomerom alebo hydraulického pohonu, ktorý umožňuje obsluhe jemne doladiť pomer rýchlosti pásu k zemi z kabíny.

Fázy separácie a odstraňovanie vňate: Funkcie sekundárnej prevodovky

Po primárnom páse prechádza tok plodiny cez jeden alebo viacero separačných stupňov určených na odstránenie hrudiek, kameňov a pôdnych agregátov, ktoré majú podobnú veľkosť ako hľuzy zemiakov. Tieto stupne využívajú kombináciu miešania (riadené vibrácie pásu alebo povrchu valca), hviezdicových kolies (rotujúce kolesá s gumovými prstami, ktoré jemne valcujú hľuzy a zároveň umožňujú prechod pôdy) a priečnych dopravníkov (pásové alebo valčekové systémy, ktoré presúvajú plodinu bočne k kontrolným stolom alebo ďalším separačným stupňom). Každý stupeň má svoju vlastnú požiadavku na rýchlosť – zvyčajne 0,5 až 2,0 m/s, pomalšie ako primárny pás, aby sa predĺžil čas zotrvania na každom separačnom povrchu.

Systém odstraňovania vňate zbavuje zemiakové stonky (vňať) a lístie z toku plodiny predtým, ako sa hľuzy dostanú do zásobníka alebo dopravníka. Valce na odstraňovanie vňate sú protibežné gumené alebo polyuretánové valce, ktoré uchopia vňať a odtiahnu ju od hľúz. Valce sa pohybujú obvodovou rýchlosťou 3 až 5 m/s – výrazne rýchlejšie ako rýchlosť toku plodiny – aby sa zabezpečilo pozitívne priľnutie a čisté oddelenie. Pohon valca na odstraňovanie vňate vyžaduje mierny krútiaci moment pri relatívne vysokej rýchlosti, ktorý sa zvyčajne dodáva prostredníctvom vyhradeného pohonu. poľnohospodárska prevodovka so zvýšením rýchlosti 1:2 až 1:3 z hlavného hriadeľa alebo prostredníctvom priameho reťazového pohonu z vysokorýchlostného sekundárneho výstupu na hlavnej prevodovke.

Elevátor (priečny dopravník alebo výložníkový elevátor, ktorý prenáša hľuzy zo zberača na príves alebo do skladovacieho zásobníka) je posledným mechanicky poháňaným stupňom. Beží kontrolovanou rýchlosťou 1,0 až 2,5 m/s – dostatočne rýchlo na udržanie toku plodiny, ale dostatočne pomaly na minimalizovanie poškodenia pri páde hľúz, keď opúšťajú elevátor na príves. Pohon elevátora je často najmenej zaťažený zo všetkých funkcií zberača, ale musí byť najspoľahlivejší, pretože zastavený elevátor v priebehu niekoľkých sekúnd zastaví celý tok plodiny proti prúdu, čo môže preťažiť separačné stupne a spôsobiť kaskádovité zablokovanie, ktoré si vyžaduje 20 až 30 minút manuálneho čistenia.

Typy prevodoviek používané v pohonných systémoch zberačov zemiakov

Hlavná vstupná prevodovka je pravouhlá redukčná jednotka s kužeľovým prevodom, ktorá premieňa horizontálne otáčanie vývodového hriadeľa na os hlavného hriadeľa kombajnu (zvyčajne horizontálnu, ale kolmú na os vývodového hriadeľa traktora). Štandardný redukčný pomer otáčok 1,5:1 až 2,5:1 znižuje vstupné otáčky z 540 ot./min. na rozsah 220 až 350 ot./min. potrebný pre hlavný hnací hriadeľ. Táto prevodovka nesie najvyššie trvalé zaťaženie zo všetkých komponentov v systéme pohonu kombajnu – všetky následné funkcie odoberajú svoj výkon cez túto jedinú jednotku a kumulatívny požadovaný krútiaci moment v ťažkých pôdnych podmienkach môže dlhodobo dosiahnuť 80 až 120 percent menovitého krútiaceho momentu vývodového hriadeľa traktora.

Pomocné prevodovky sa používajú na funkcie, ktoré vyžadujú zmeny rýchlosti alebo smeru, ktoré nie je možné dosiahnuť jednoduchými reťazovými alebo remeňovými pohonmi z hlavného hriadeľa. Mechanizmus miešadla (ktorý vibruje primárnym pásom na zlepšenie separácie pôdy) zvyčajne používa špeciálnu excentrickú prevodovku – kompaktnú jednotku s odsadeným výstupným hriadeľom, ktorá premieňa rotačný vstup na vratný pohyb s frekvenciou 6 až 12 Hz a zdvihom 15 až 30 mm. Táto prevodovka miešadla musí odolávať nepretržitému cyklickému zaťaženiu vratného mechanizmu bez toho, aby sa vytvorila vôľa ložiska, ktorá by znížila amplitúdu miešania a ohrozila účinnosť separácie.

Na viacriadkových zberateľoch (2-riadkové, 4-riadkové a 6-riadkové stroje) sa rozloženie výkonu stáva výrazne zložitejším. 4-riadkový zberateľ môže vyžadovať 120 až 200+ koní na vývodovom hriadeli, aby súčasne poháňal štyri sady radlíc, primárne pásy a separačné stupne. Hlavná prevodovka musí rozdeľovať tento výkon medzi viacero výstupných hriadeľov – alebo jeden vysokokapacitný výstup, ktorý napája sekundárnu rozdeľovaciu prevodovku umiestnenú v stredovej osi zberača. Výrobcovia ako Prevodovka vývodového hriadeľa Ever-Power ponúkajú konfigurácie prevodoviek s viacerými výstupmi, špeciálne navrhnuté pre aplikácie s vysokovýkonnými harvestormi, kde jeden výstup nedokáže uniesť plné kombinované zaťaženie pohonu.

Utesnenie pôdy a vlhkosti: Výzva prevádzkového prostredia

Prevodovky zemiakových kombajnov pracujú v jednom z najnáročnejších prostredí v poľnohospodárstve z hľadiska kontaminácie. Kombajn sa pohybuje v pôde nepretržite – radlica zdvihne 200 až 600 ton pôdy na hektár (v závislosti od veľkosti hrebeňov a hĺbky kopania) a väčšinu tejto pôdy ukladá na mechanické komponenty kombajnu a okolo nich. Prevodovky, najmä hlavná vstupná prevodovka a pohon miešadla, sú vystavené neustálemu dažďu pôdnych častíc, zemiakovej šťavy z poškodených hľúz (ktorá je kyslá a korozívna) a vlhkosti z pôdnej hmoty prechádzajúcej cez a okolo krytu.

Štandardné tesnenie poľnohospodárskych prevodoviek je pre toto prostredie nedostatočné. Jemné častice pôdy (najmä v bahnitých a ílovitých pôdach) prenikajú do štandardných jednobritových tesnení hriadeľa v priebehu niekoľkých dní po zbere úrody a vytvárajú abrazívnu kašu vo vnútri prevodovky, ktorá rýchlo ničí ložiskové plochy a boky zubov ozubených kolies. Účinné tesnenie pre prevodovka na zemiakový kombajn Aplikácie vyžadujú dvojbrusové tesnenia hriadeľa s medzikomorou preplachovanou mazivom (vonkajší brit vylučuje nečistoty, zatiaľ čo tuková bariéra zachytáva všetky častice, ktoré prechádzajú vonkajším tesnením), utesnené alebo vysúšacie odvzdušňovacie ventily (štandardné otvorené odvzdušňovacie ventily absorbujú prach z pôdy pri každom tepelnom dýchacom cykle) a opracované spoje telesa s anaeróbnym tmelom (ktorý zabraňuje vniknutiu vody zaťaženej nečistotami na deliacej čiare telesa).

Korozívne prostredie si tiež vyžaduje pozornosť venovanú povrchovej úprave krytu. Zemiaková šťava (pH 5,5 až 6,5) v kombinácii s pôdnou vlhkosťou vytvára mierne kyslý roztok, ktorý napáda holé liatinové povrchy. Epoxidový alebo polyesterový práškový náter na vonkajšej strane prevodovky poskytuje vynikajúcu ochranu v porovnaní so štandardným náterom, ktorý sa počas zberu ľahko odlupuje a praská pod abrazívnym kontaktom pôdy pretekajúcej okolo krytu. Pre operátorov, ktorí odpracujú viac ako 200 hodín zberu za sezónu, sa modernizácia náteru zaplatí v priebehu dvoch sezón vďaka zníženej vonkajšej korózii a zachovanému prístupu k údržbe (skorodované hlavy skrutiek a kontrolné kryty sú významným zdrojom oneskorenia opráv počas časovo kritických zberových operácií).

Ochrana proti preťaženiu: Kamene, hrudy a upchatie

Zber zemiakov v kamenistých pôdach generuje časté výkyvy krútiaceho momentu, pretože kamene sa zasekávajú medzi článkami pásu, zasekávajú hviezdicové kolesá alebo sa klinujú medzi valcami. Kameň s priemerom 150 mm prechádzajúci cez primárny pás môže vygenerovať okamžité krútiace zaťaženie 3 až 5-násobkom normálneho prevádzkového krútiaceho momentu – dostatočné na to, aby sa zuby ozubených kolies alebo kľúče hriadeľa zlomili v nechránenom pohonnom systéme. Hlavný pohon vývodového hriadeľa zvyčajne obsahuje klznú spojku kalibrovanú na ochranu hlavnej prevodovky, ale aj následné pomocné pohony (miešadlo, valce na odstraňovanie vňate, dopravník) potrebujú individuálnu ochranu proti preťaženiu, aby sa zabránilo lokalizovanému poškodeniu v dôsledku zablokovania, ktoré ovplyvňuje iba jednu fázu zberu.

Strihové skrutky sú najjednoduchšou formou ochrany proti preťaženiu pre jednotlivé stupne pohonu. Strihová skrutka nainštalovaná v náboji reťazového kolesa alebo v spojke medzi výstupom prevodovky a jej poháňanou súčasťou sa pri vopred určenom krútiacom momente čisto zlomí, čím odpojí preťažený stupeň a zároveň umožní, aby ostatné funkcie pokračovali v prevádzke. Nevýhodou sú prestoje na výmenu skrutiek – zvyčajne 5 až 15 minút na udalosť, ktoré sa výrazne hromadia v kamenistých poliach, kde je bežných 5 až 10 porúch strižných skrutiek denne. Ochrana proti prešmykovej spojke na jednotlivých stupňoch eliminuje tieto prestoje tým, že umožňuje preťaženému pohonu dočasne prekĺznuť počas zablokovania a automaticky sa znova zapnúť, keď sa zablokovanie uvoľní, ale s vyššími počiatočnými nákladmi a s potrebou pravidelného nastavovania spojky, pretože sa trecie plochy opotrebúvajú. Pre hlbšie pochopenie toho, ako udalosti preťaženia spôsobujú postupné poškodenie prevodovky, keď chýba ochrana, si pozrite našu technickú príručku na Analýza poruchy prevodovky vývodového hriadeľa.

Požiadavky na prevodovku pre jednoradové a viacradové kombajny

Jednoradové a dvojradové ťahané zemiakové kombajny predstavujú väčšinu trhu z hľadiska objemu. Tieto stroje používajú jeden hlavný... Prevodovka vývodového hriadeľa menovitý trvalý vstupný výkon 30 až 75 HP, pričom všetky následné funkcie sú poháňané z výstupu hlavnej prevodovky prostredníctvom reťazových a remeňových pohonov. Hlavná prevodovka je zvyčajne štandardná pravouhlá kužeľová jednotka s jedným výstupným hriadeľom a prevodovým pomerom 1,5:1 až 2:1 – relatívne jednoduchá špecifikácia, ktorú môže splniť kvalitný dodávateľ prevodoviek z náhradných dielov s presným rozmerovým krížovým odkazom na číslo dielu originálneho zariadenia.

Viacriadkové samohybné zberače (2 až 6 riadkov, 150 až 400+ koní) sú výrazne zložitejšie. Pohonný systém často kombinuje mechanický pohon ekvivalentný vývodovému hriadeľu (z vlastného motora zberača, nie z vývodového hriadeľa traktora) s hydraulickými pohonmi pre funkcie s premenlivou rýchlosťou. Hlavná prevodovka na týchto strojoch môže mať 2 až 4 výstupné hriadele poháňajúce rôzne zberacie sekcie rôznymi rýchlosťami, s vnútornými obehovými čerpadlami oleja, externými chladičmi oleja a senzormi monitorovania stavu (teplota, vibrácie) integrovanými do krytu. Tieto prevodovky sú špecifické pre danú aplikáciu a nie sú štandardnými katalógovými položkami a ich výmena si vyžaduje buď získanie originálneho zariadenia (OEM), alebo zákazkovú výrobu od špecialistu. poľnohospodárska prevodovka dodávateľ s možnosťou reverzného inžinierstva a overovania rozmerov.

Stratégia údržby počas obdobia zberu úrody

Zber zemiakov nie je vhodným časom na rozsiahlu údržbu prevodovky – ale je to čas, keď aj menšie zanedbanie spôsobuje závažné poruchy. Predzberová kontrola (výmena oleja, kontrola tesnení, overenie vôle ložísk, nastavenie napnutia reťaze) by sa mala vykonať 1 až 2 týždne pred prvým plánovaným dňom zberu, aby sa umožnilo zabezpečenie a inštalácia akýchkoľvek náhradných dielov identifikovaných počas kontroly bez ovplyvnenia harmonogramu zberu.

Počas zberu úrody sa denná údržba obmedzuje na rýchle kontroly s vysokou hodnotou: overenie hladiny oleja v hlavnej prevodovke a všetkých pomocných jednotkách (60-sekundová obhliadka s baterkou pred prvým vstupom na pole v daný deň), vizuálna kontrola nových únikov oleja v miestach tesnení (čo naznačuje poškodenie tesnenia nárazmi kameňov alebo oderom pôdy) a kontrola napnutia reťaze na všetkých sekundárnych pohonoch (uvoľnená reťaz, ktorá pod zaťažením preskakuje, môže poškodiť poháňané ozubené koleso a spôsobiť niekoľkohodinovú opravu počas hlavného obdobia zberu úrody). Majte vždy pri sebe náhradné strižné skrutky, mazací lis a dopĺňaciu fľašu správneho prevodového oleja – tieto položky zabraňujú najčastejším príčinám prestojov počas dňa zberu úrody.

Po zbere úrody je prioritou údržby prevodovky dôkladné čistenie a výmena oleja. Vonkajšiu časť všetkých prevodoviek umyte tlakovou vodou, aby ste odstránili nahromadenú špinu (ktorá zachytáva vlhkosť a urýchľuje koróziu počas skladovania), vypustite a vymeňte olej v každej prevodovke (olej kontaminovaný počas zberu úrody obsahuje jemné častice zeminy, ktoré počas sezóny prešli tesneniami a ak sa neodstránia, budú počas skladovania naďalej obrusovať vnútorné povrchy) a skontrolujte všetky... Vývodový hriadeľ Pred uskladnením skontrolujte opotrebovanie kĺbových spojov a pred ich uskladnením ich znova namažte. Zdokumentujte všetky problémy s prevodovkou pozorované počas zberu úrody (nezvyčajný hluk, teplotné anomálie, netesnosti tesnení, preťaženia), aby sa mohli riešiť počas mimosezóny a aby sa na ne nezabudlo až do ďalšej kontroly pred zberom úrody.

Často kladené otázky

Redaktor: Cxm