Prevodovka cisterny na hnoj: Pohon aplikácie tekutého hnoja

Pohon vákuového čerpadla: Plnenie nádrže pomocou vývodového hriadeľa

Vákuové čerpadlo je primárnym komponentom poháňaným vývodovým hriadeľom vo väčšine cisterien na hnojovicu. Vytvára podtlak vo vnútri utesnenej nádrže (zvyčajne −0,5 až −0,8 baru), ktorý nasáva hnojovicu zo skladovacej jamy alebo lagúny cez saciu hadicu do nádrže. To isté čerpadlo mení funkciu počas vyprázdňovania a vytvára pozitívny tlak (+0,3 až +0,5 baru), ktorý tlačí hnojovicu von cez rozmetací mechanizmus. Tento cyklus nakladania a vykladania s dvojitou funkciou – podtlak pri plnení, tlak pri vyprázdňovaní – definuje profil prevádzky prevodovky: mierny výkon pri relatívne konštantnom zaťažení počas 3 až 8 minútovej fázy plnenia, po ktorom nasleduje mierny až vysoký výkon počas 5 až 15 minútovej fázy rozmetania, s krátkymi intervalmi bez zaťaženia počas prepravy medzi skladovacou jamou a poľom.

Na trhu s cisternami na kalu dominujú dva typy vákuových čerpadiel. Rotačné lopatkové čerpadlá používajú na vytvorenie čerpacieho procesu posuvné lopatky v excentrickom telese rotora – sú kompaktné, relatívne tiché a dosahujú vysoké úrovne vákua (až do -0,85 baru), ale ich lopatky sa postupne opotrebovávajú a vyžadujú si pravidelnú výmenu (každých 1 000 až 2 000 hodín v závislosti od abrazivity kalu). Rotačné lopatkové čerpadlá (Rootsovho typu) používajú na zachytávanie a vytláčanie vzduchu dva do seba zapadajúce lopatky – sú robustnejšie, majú dlhšiu životnosť a lepšie sa hodia na manipuláciu s korozívnymi plynmi v parách kalu, ale sú fyzicky väčšie a generujú pulzujúcejšie prúdenie vzduchu, ktoré počas prevádzky vytvára charakteristický nízkofrekvenčný rachot. Prevodovka vývodového hriadeľa Prevodový pomer musí zodpovedať konkrétnemu typu čerpadla: rotačné lopatkové čerpadlá zvyčajne vyžadujú 800 až 1 200 ot./min. (zvýšenie otáčok o 1:1,5 až 1:2,2 z 540 ot./min. vývodového hriadeľa), zatiaľ čo lopatkové čerpadlá vyžadujú 1 200 až 1 800 ot./min. (zvýšenie otáčok o 1:2,2 až 1:3,3).

Výkon samotného vákuového čerpadla sa pohybuje od 15 HP pre malé cisterny (5 000 až 8 000 litrov) do 40 HP pre veľké cisterny (20 000 až 30 000 litrov). Prevodovka však musí byť dimenzovaná na celkový výkon systému – vákuové čerpadlo plus výtlačné čerpadlo (ak je samostatné) plus rozmetací mechanizmus – pretože všetky funkcie odoberajú počas určitých prevádzkových fáz súčasne z rovnakého vstupu vývodového hriadeľa. Cisterna s objemom 20 000 litrov s vákuovým čerpadlom, drvičom a diskovým rozmetadlom môže počas fázy vyprázdňovania a rozmetania vyžadovať celkovo 60 až 100 HP, aj keď fáza plnenia vyžaduje len 25 až 35 HP pre samotné vákuové čerpadlo.

Pohon rozmetávacieho mechanizmu: Od rozstrekovacích dosiek po presné injektory

Rozmetací mechanizmus určuje, ako sa hnojivo rozdeľuje na pôdu alebo do pôdy, a každý typ mechanizmu vytvára odlišné požiadavky na pohon prevodovky. Pochopenie týchto požiadaviek je nevyhnutné pre určenie správneho prevodovka cisterny na kalu konfigurácia – nesúlad medzi výstupom prevodovky a rozmetacím mechanizmom má za následok nerovnomerné dávkovanie hnojiva, nadmernú spotrebu energie alebo predčasné zlyhanie komponentov.

Rozmetadlá s rozstrekovacou doskou sú najjednoduchšou metódou distribúcie – hnojovitá hmota vystupuje z nádrže pôsobením gravitácie alebo nízkeho tlaku a naráža na deflektor, ktorý ju rozptyľuje cez pás široký 10 až 14 metrov. Nie je potrebná žiadna špeciálna rozmetacia prevodovka, pretože rozstrekovacia doska je pasívny komponent. Systémy rozstrekovacích dosiek sú však v Európe a častiach Austrálie a Ázie čoraz viac obmedzované environmentálnymi predpismi, pretože generujú vysoké emisie amoniaku a spôsobujú nerovnomerné rozmetanie. Porovnanie so systémami rozmetania tuhého hnoja, ktoré používajú rôzne architektúry prevodoviek, nájdete v našej technickej príručke. prevodovka pre rozmetadlá hnoja.

Diskové rozmetadlá používajú jeden alebo dva odstredivé disky otáčajúce sa rýchlosťou 500 až 1 000 ot./min. na rozmetanie hnojovice riadeným spôsobom. Disky vyžadujú špeciálny pohon prevodovky – zvyčajne pravouhlý redukčný prevod (otáčky disku sú nižšie ako otáčky vývodového hriadeľa) alebo priamy pohon z výstupu sekundárnej prevodovky. Otáčky disku určujú šírku a rovnomernosť rozmetania: príliš pomalé otáčky vytvárajú úzky, koncentrovaný pás; príliš rýchle otáčky rozmetávajú hnojovicu za cieľovú zónu a zvyšujú úlet. Pohony diskov s premenlivou rýchlosťou (dosiahnuté pomocou hydraulického motora alebo mechanickej variátorovej prevodovky) umožňujú obsluhe prispôsobiť rozmetací obrazec šírke aplikácie a podmienkam na poli.

Aplikátory s ťažnými pätkami a plytké injektory umiestňujú hnojovicu priamo na povrch pôdy alebo do nej prostredníctvom jednotlivých hadíc a vývodov namontovaných na radliciach, čím prakticky eliminujú emisie amoniaku a vytvárajú najpresnejší aplikačný vzorec zo všetkých metód distribúcie hnojovice. Tieto systémy používajú tlakové odstredivé čerpadlo (1 500 až 2 500 ot./min., poháňané výstupom sekundárnej prevodovky vývodového hriadeľa alebo špeciálnym zvyšovačom rýchlosti) na pretlačenie hnojovice cez rozdeľovacie potrubia a jednotlivé hadicové vedenia. Prevodovka čerpadla musí poskytovať konzistentný a bezpulzačný výstup, aby sa zabezpečil rovnomerný prietok cez všetky vývody hadice – akákoľvek zmena rýchlosti spôsobuje nerovnomerné rozloženie medzi najvnútornejšou a najvzdialenejšou hadicou, čo vytvára viditeľné pruhy v následnej plodine, ktoré naznačujú nerovnováhu živín.

Konštrukcia prevodovky odolnej voči korózii pre kalové prostredie

Chemické prostredie obklopujúce prevodovku cisterny na hnojovicu je v poľnohospodárstve mimoriadne agresívne. Čerstvá hnojovitá hmota vytvára amoniak (NH₃) a sírovodík (H₂S), ktoré sú korozívne pre železné kovy, degradujú štandardné gumové tesnenia NBR a sú toxické pre prísady do prevodového oleja. Teleso prevodovky, tesnenia hriadeľa, odvzdušňovací ventil a upevňovacie prvky sú vystavené týmto plynom počas nakladania, prepravy a rozmetávania – celková doba vystavenia je 6 až 12 hodín za prevádzkový deň počas aplikačnej sezóny.

Štandardné tesnenia hriadeľov z NBR (nitrilu) – predvolený materiál na univerzálnych poľnohospodárskych prevodovkách – pri kontakte s parami bohatými na amoniak napučiavajú a mäknú, pričom strácajú svoju tesniacu účinnosť v priebehu jednej až dvoch sezón prevádzky cisterien na kalu. Náhradné tesnenia pre prevodovky cisterien na kalu sú z FKM (fluórelastomér, bežne známy pod značkou Viton). FKM odoláva amoniaku, sírovodíku a organickým kyselinám prítomným v kalu v koncentráciách, ktoré zničia NBR v priebehu niekoľkých mesiacov. Cenová prirážka za tesnenia FKM oproti NBR je približne 3 až 5-násobná na jedno tesnenie – čo je mierna investícia vzhľadom na to, že jednorazové zlyhanie tesnenia umožňuje vniknutie korozívnych výparov kalu do oleja prevodovky, kontamináciu maziva a spustenie zrýchlenej korózie obežných drážok ložísk a povrchov zubov ozubených kolies, čo si nakoniec vyžaduje kompletnú rekonštrukciu prevodovky.

Ochrana krytu vyžaduje ako minimálnu špecifikáciu epoxidový alebo polyesterový práškový náter – štandardná akrylová farba nie je postačujúca pre prevádzku v cisternách na kalobu, pretože amoniak v parách kalu napáda spojivo farby, čo spôsobuje pľuzgiere a delamináciu v priebehu 1 až 2 sezón. Vonkajšie upevňovacie prvky (skrutky krytu, vypúšťacie zátky, kontrolné kryty) by mali byť vyrobené z nehrdzavejúcej ocele alebo pozinkovanej a poniklovanej ocele, a nie zo štandardnej pozinkovanej mäkkej ocele, ktorá v atmosfére bohatej na amoniak rýchlo koroduje a zadiera sa v závitoch krytu, čo sťažuje alebo znemožňuje prístup pri bežnej údržbe bez deštruktívneho odstránenia skrutiek. Kvalitný výrobca, ako napríklad Prevodovka vývodového hriadeľa Ever-Power ponúka balíky prevodoviek so špecifikáciou pre kalové systémy, ktoré zahŕňajú tesnenia FKM, práškovo lakované teleso, utesnený odvzdušňovač a vonkajšie upevňovacie prvky z nehrdzavejúcej ocele ako voliteľnú konfiguráciu nakonfigurovanú z výroby, namiesto toho, aby musel operátor tieto vylepšenia dodatočne montovať individuálne.

Multifunkčný pohon: Jeden vstup pre vývodový hriadeľ, viacero výstupov

Moderné cisterny na kalovnicu s tlakovými rozdeľovacími systémami vyžadujú, aby vývodový hriadeľ poháňal viacero funkcií súčasne: vákuové/tlakové čerpadlo na natlakovanie nádrže, macerátorové alebo sekacie čerpadlo na spracovanie vláknitého materiálu a odstredivé výtlačné čerpadlo alebo diskové rozmetadlo na distribúciu. Prevodovka s jedným výstupom nemôže obsluhovať všetky tri funkcie pri ich rôznych požadovaných rýchlostiach, takže multifunkčné cisterny používajú jednu z dvoch stratégií rozdeľovania pohonu.

Prvá stratégia využíva viacero výstupov Prevodovka vývodového hriadeľa s dvoma alebo tromi výstupnými hriadeľmi, každý s inou rýchlosťou a orientáciou. Hlavný výstup poháňa vákuové čerpadlo, sekundárny výstup poháňa macerátor prostredníctvom reťazového alebo remeňového pohonu a tretí výstup (ak je k dispozícii) poháňa výtlačné čerpadlo alebo rozmetací kotúč. Tento prístup je mechanicky kompaktný a efektívny, ale vyžaduje si účelovo navrhnutú prevodovku so zodpovedajúcimi výstupnými rýchlosťami – zmena ktorejkoľvek funkcie (výmena čerpadla za iný model, ktorý beží s inou rýchlosťou) môže vyžadovať novú prevodovku alebo zmenu vnútorného prevodového pomeru.

Druhá stratégia využíva hlavnú prevodovku s jedným výstupom v kombinácii so sekundárnymi pomocnými prevodovkami alebo hydraulickými motormi pre dodatočné funkcie. Hlavná prevodovka priamo poháňa vákuové čerpadlo a remeňový alebo reťazový vývod z výstupného hriadeľa prevodovky poháňa sekundárnu prevodovku so zvyšovaním rýchlosti pre výtlačné čerpadlo. Macerátor môže byť poháňaný hydraulickým motorom napájaným hydraulickým systémom traktora (nezávisle od vývodového hriadeľa) alebo tretím mechanickým pohonom z výstupu hlavnej prevodovky. Tento modulárny prístup umožňuje modernizáciu alebo výmenu jednotlivých funkcií bez úpravy hlavnej prevodovky, ale pridáva mechanickú zložitosť, ďalšie body údržby a kumulatívne straty účinnosti z viacerých stupňov pohonu.

Problémy s hnacím ústrojenstvom vývodového hriadeľa na cisternách na ťažký kalovoz

Naložená cisterna na hnojovicu s objemom 20 000 litrov váži približne 22 až 24 ton – čo spôsobuje stlačenie zadného zavesenia traktora a zmenu výšky oja o 50 až 100 mm v porovnaní s prázdnou cisternou. Táto zmena výšky mení Vývodový hriadeľ Prevádzkový uhol hnacieho ústrojenstva medzi čapom vývodového hriadeľa traktora a vstupným hriadeľom prevodovky cisterny. Ak bol hnací ústrojenstvo nastavený na naložený stav, uhol sa zväčšuje, keď je cisterna prázdna (počas spiatočnej cesty do skladovacej jamy), a znižuje sa pri naloženom stave. Naopak, ak je nastavený na prázdny stav, uhol sa pri zaťažení zhoršuje. Hnací ústrojenstvo musí byť špecifikované pre najhorší prípad uhla v celom rozsahu od naloženého po prázdny stav – zvyčajne 3 až 7 stupňov pre dobre navrhnuté oje cisterny, ale potenciálne 8 až 12 stupňov pre staršie alebo zle nastavené zariadenia.

Nadmerný uhol hnacieho ústrojenstva vytvára cyklické kolísanie rýchlosti (Hookeov kĺbový efekt), ktoré sa prejavuje ako pulzujúci krútiaci moment na vstupe do prevodovky – tento vzorec zaťaženia urýchľuje opotrebovanie vstupného ložiska a vytvára kolísanie tlaku vo vákuovom čerpadle, čo znižuje jeho objemovú účinnosť. Pre cisterny, ktoré pracujú v kopcovitom teréne (vyžadujú si ostré zatáčanie s cisternou kĺbovo spojenou v strmých uhloch k traktoru), nahrádza hnací hriadeľ s konštantnou rýchlosťou (CV) štandardnú konštrukciu Hookeovho kĺbu, aby sa eliminovala zmena rýchlosti pri vysokých prevádzkových uhloch. Usporiadanie vstupného ložiska prevodovky musí tiež zvládnuť vyššie axiálne axiálne zaťaženie generované hnacím ústrojenstvom CV pri uhlovej prevádzke – čo je technický detail, ktorý by sa mal overiť s výrobcom prevodovky pri špecifikácii modernizácie hnacieho ústrojenstva CV na existujúcej cisterne.

Stratégia údržby prevodoviek cisterien na kalu

Korozívne prostredie prevádzky cisterien na kalobu si vyžaduje agresívnejší plán údržby ako je štandardný. poľnohospodárska prevodovka aplikácie. Intervaly výmeny oleja by mali byť 200 hodín alebo ročne (podľa toho, čo nastane skôr) pre syntetický prevodový olej a 100 hodín alebo každých 6 mesiacov pre minerálny olej. Skrátený interval zohľadňuje vystavenie amoniaku a sírovodíku, ktoré degradujú olejové prísady rýchlejšie ako prevádzka s čistým vzduchom – aj pri účinnom utesnení prenikajú stopové množstvá korozívneho plynu cez tesniace okraje v priebehu času a postupne vyčerpávajú prísady inhibítorov korózie v oleji.

Pri každej výmene oleja skontrolujte tesnenia hriadeľa, či nevykazujú známky chemickej degradácie: zmäkčenie, napučanie alebo zmena farby tesniacej pery naznačuje napadnutie materiálu NBR amoniakom a vyžaduje si okamžitú výmenu za tesnenia FKM. Skontrolujte odvzdušňovací ventil, či nie je upchatý – rozstrekovaná hnojovica a zaschnutý hnoj môžu upchať aj utesnené odvzdušňovacie ventily, čím zabránia vyrovnávaniu vnútorného tlaku v telese počas tepelného cyklovania a potenciálne vytlačia tlakový olej okolo tesnení hriadeľa počas prevádzky.

Po sezóne si prevodovka cisterny na kalobu zaslúži osobitnú pozornosť. Dôkladne umyte exteriér, aby ste odstránili všetky zvyšky kalobu (ktorý pri rozklade počas skladovania naďalej vytvára korozívne plyny), vypustite a vymeňte olej (odstráňte pritom všetku kondenzáciu a korozívny plyn, ktorý sa počas sezóny rozpustil v oleji) a na všetky exponované obrábané povrchy naneste ochranný olejový film. Cisternu skladujte, ak je to možné, zakrytú – pri vonkajšom skladovaní je prevodovka vystavená dažďu, ktorý prenáša zvyškové amoniakové soli z povrchu cisterny do každej štrbiny a spoja na kryte.

Často kladené otázky

Redaktor: Cxm