Мењач за комбајн шећерне трске: Погон за обраду тешких усева

Погон основног секача: мењач са највећим обртним моментом за карданско вратило

Основни секач је прва и најнасилнија тачка контакта између комбајна и усева. Два супротно ротирајућа склопа дискова — сваки носи 3 до 5 тешких ножева — окрећу се брзином од 400 до 800 о/мин у нивоу тла, секући сваку стабљику штапића унутар ширине сечења комбајна (обично 1 до 2 реда, размакнутих 1,2 до 1,5 метара). Сваки ударац ножа сече стабљику која захтева 500 до 2.000 N силе сечења у зависности од пречника стабљике, густине влакана и садржаја влаге — а један окрет диска наилази на 8 до 15 стабљика при типичној густини штапића. Кумулативни обртни момент сечења плус центрифугална инерција склопова тешких ножева ствара континуирани захтев за обртним моментом који троши 40 до 60 процената укупног обрта. PTO мењач принос током континуиране жетве.

Мењач основног секача је јединица са правим углом и конусним зупчаником која претвара хоризонталну ротацију приводног вратила у вертикалну ротацију диска на уземљеној равни. Однос је типично 1:1 код приводног вратила од 540 о/мин (који производи брзину диска од 540 о/мин) или 1:1 до 1:1,5 код приводног вратила од 1.000 о/мин (који производи 500 до 700 о/мин). За разлику од примена са великим брзинама где је изазов мењача управљање температуром при повећаним обртајима, изазов основног секача је чисти обртни момент — зуби зупчаника морају да преносе пуно оптерећење сечења плус ударне шиљке од удара стена без пуцања услед замора корена зуба, а лежајеви морају да поднесу комбиновано радијално оптерећење од тежине диска и реакционе силе сечења плус аксијални потисак из споја спиралног конусног зупчаника. Спирални конусни зупчаници са карбуризованим кућиштем, са површинском тврдоћом од 58 до 62 HRC и тврдоћом језгра од 32 до 38 HRC, пружају комбинацију отпорности на хабање површине и жилавости језгра потребну за овај профил оптерећења.

Контраротирајућа конфигурација са два диска захтева или два одвојена мењача (један по диску, сваки прима погон из главног мењача преко ланчаног или зупчастог погона) или један мењач са два излаза и два вертикална вратила која се ротирају у супротним смеровима. Конфигурација са два излаза обезбеђује усклађене брзине дискова (кључно за чисто одвајање стабљика у основи без вучења или кидања) и поједностављује систем погона комбајна — али кућиште мењача мора бити знатно веће и чвршће од јединице са једним излазом како би се сместила два склопа излазних лежајева и реакциони моменти оба диска који делују истовремено. За ширу перспективу о томе како су вишефункционални системи погона комбајна пројектовани за обраду тешких усева, погледајте наш технички водич о мењач комбајна архитектура погона.

Механизам за увлачење ваљка и сецкање: Захтеви за секундарни погон

Након што основни секачи пресеку стабљике, ток усева улази у низ ваљака за додавање који хватају, оријентишу и транспортују трску кроз тело комбајна до склопа сецкалице. Ваљци за додавање су челични цилиндри са агресивним површинским назубљењима или завареним клиновима који хватају влакнасте, често блатњаве стабљике и вуку их кроз машину контролисаном брзином од 1,5 до 3 м/с. Сваки пар ваљака који се ротирају у супротним смерама захтева... мењач за комбајн шећерне трске излаз или ланчани погон при 200 до 400 о/мин — релативно мала брзина, али са веома високим обртним моментом, јер ваљци морају истовремено да хватају и компресују више густих стабљика уз значајно трење и повратни притисак низводне сецкалице.

Склоп сецкалице на комбајну типа трупаца сече континуирани ток стабљика на трупце (кратке дужине од 200 до 350 мм) који се затим подижу у транспортно возило. Бубњеви сецкалице - два цилиндра која се ротирају у супротним смерама, од којих сваки носи 3 до 6 ножева - раде брзином од 500 до 800 о/мин и генеришу најтеже циклично оптерећење у погонском систему комбајна. Сваки нож сече 6 до 12 пречника стабљике густих влакана по обртају, производећи импулсе обртног момента који достижу 3 до 5 пута већи обртни момент од просечног обртног момента при сваком сечењу. Мењач сецкалице мора да издржи ово континуирано пулсирајуће оптерећење без развоја замора зубаца зупчаника који би ограничио његов век трајања на делић сезоне жетве шећерне трске од 4 до 6 месеци.

Расподела снаге између ових секундарних функција захтева пажљиво димензионисање мењача. Комбајн за шећерну трску са погоном од прикључног вратила, укупне снаге 80 КС, може расподелити ту снагу приближно на следећи начин: основни секачи 35 до 45 КС (40 до 55 процената), ваљци за додавање 15 до 20 КС (18 до 25 процената), сецкалица 15 до 20 КС (18 до 25 процената) и елеватор 5 до 8 КС (6 до 10 процената). Главни мењач мора бити оцењен за збир свих истовремених оптерећења плус маргину од 25 до 30 процената за вршне моменте од удара стабљика и удара у камење који се непредвидиво јављају током сваког сата рада.

Тропско радно окружење: топлота, сок и омотавање влакнима

Шећерна трска се гаји искључиво у тропским и суптропским регионима где се дневне температуре околине током сезоне жетве крећу од 28 до 42 степена Целзијуса — знатно више од 15 до 25 степени, типичних за сезону жетве у умереним регионима узгоја житарица. Ова повишена температура околине смањује температурну разлику доступну за одвођење топлоте мењача (пренос топлоте је пропорционалан температурној разлици између површине кућишта и околног ваздуха), што значи да мењач који удобно ради на 80 степени у умереној клими може достићи 100 до 110 степени у тропском пољу шећерне трске — што је далеко изнад безбедне радне границе за стандардно минерално уље за мењаче и приближава се прагу термичке разградње чак и за синтетичка мазива.

Сок од шећерне трске је корозивни раствор органске киселине (pH 5,0 до 5,5) који прска са сваке посечене стабљике и прекрива цео комбајн - укључујући и PTO мењач кућиште, заптивке вратила и спољни причвршћивачи — у лепљивом, киселом филму који привлачи прашину, подстиче раст микроба и покреће корозију на било којој незаштићеној површини. Сок такође садржи растворене шећере који се карамелизују на врућим кућиштима мењача (која раде на 70 до 100+ степени), формирајући тврду, изолациону кору која задржава влагу на металној површини и блокира конвективни пренос топлоте од којег кућиште зависи за хлађење. Произвођачи попут Ever-Power PTO мењач Наведите епоксидни прашкасти премаз минималне дебљине од 80 до 120 микрометара за мењаче квалитета шећерне трске — дебљи од стандардног премаза од 40 до 60 микрометара који се користи за пољопривредне мењаче умерене климе — како би се отпорно на комбиновани хемијски и термички утицај шећерног сока на спољашњост кућишта.

Омотање влакана је механичка опасност јединствена за жетву влакнастих усева. Расута влакна шећерне трске и отпад лишћа мигрирају дуж ротирајућих вратила према кућишту мењача, акумулирајући се на месту заптивке вратила док омотана маса не створи довољно трења да прегреје и оштети усну заптивке — или у тешким случајевима, да потпуно заустави вратило. Дефлектори вратила (конусни или дискасти штитници постављени на вратило непосредно изван заптивке) пресрећу мигрирајућа влакна пре него што дођу до заптивке и одбацују их са вратила центрифугалним дејством. Свако изложено ротирајуће вратило на комбајну за шећерну трску требало би да има дефлектор влакана инсталиран унутар 20 мм од површине заптивке — јефтин додатак који спречава најчешћи начин квара заптивке на опреми за жетву трске.

Погони за вршљање и дефолијацију: Узводна припрема усева

Пре него што основни секачи одсеку стабљику, два узводна механизма припремају усев за чисту жетву. Вршни диск — ротирајући диск или склоп сечива монтиран на предњем делу машине на висини врха стабљике (2 до 4 метра изнад земље) — одсеца лиснату тачку раста сваке стабљике. Уклоњени врх садржи незреле интернодије са ниским садржајем шећера који би разблажили квалитет сока ако би се брао са зрелом стабљиком. Диск вршног диска ради на 600 до 1.000 о/мин, покреће га главни мењач преко дугачког вертикалног вратила или наменског каишног погона. Потрошња снаге је скромна (5 до 10 КС) јер је врх мекан и сочан, али је погонско вратило вршног диска најдуже неподржано ротирајуће вратило на машини — до 3 до 4 метра — и мора бити динамички уравнотежено како би се избегло трзање и вибрације при радној брзини.

Дефолијатор (такође назван уклањач лишћа или скидач отпада) уклања суви отпад од лишћа са стабљика пре него што стигне до ваљка за додавање. Склопови дефолијатора користе ротирајуће гумене прсте, ротирајуће жичане петље или осцилирајуће гумене јастучиће који скидају суво лишће трењем, а стабљику остављају нетакнуту. Брзина погона дефолијатора је обично 300 до 600 о/мин - слично брзини ваљка за додавање - а потребан обртни момент је умерен, али веома променљив у зависности од стања усева: суви, растресити отпад се лако скида, док се зелени или кишом натопљени листови држе за стабљику и захтевају знатно већу силу скидања. Ова променљивост ствара флуктуације оптерећења на мењач за комбајн шећерне трске излаз који увећава циклично оптерећење од основних секача и сецкалице — додајући још једну димензију већ сложеном профилу обртног момента који мењач мора да прими без оштећења лежаја или замора зубаца зупчаника.

Заштита од преоптерећења за секаче са подлогом на нивоу тла

Основни секачи раде на површини земљишта — месту са највећим ударцима на било којој машини за жетву. Камење, очврснуле грудве земље, закопани прикључци за наводњавање и коренска маса налазе се на путањи сечења и генеришу тренутне скокове обртног момента који могу премашити номинални капацитет мењача за 5 до 10 пута у милисекунди. Клизна спојница погонског склопа привода је примарни механизам заштите, али мора бити допуњена појединачним смицајним вијцима или опружним спојницама на сваком диску основног секача како би се спречило да се један ударац пренесе кроз цео погонски систем.

Нодуларно гвожђе (SG гвожђе, класа EN-GJS-400-15 или еквивалент) је минимална спецификација материјала кућишта за мењаче секача шећерне трске. Стандардно сиво ливено гвожђе (EN-GJL-250), које је адекватно за примене на чистом терену где је ударно оптерећење умерено, ломови под јаким ударним оптерећењима типичним за рад секача шећерне трске — пукотина кроз зид кућишта доводи до потпуног губитка уља, квара лежаја и вишедневне поправке која кошта далеко више од разлике у цени између кућишта од сивог и нодуларног гвожђа. Неки произвођачи специфицирају заварена челична кућишта за најекстремније примене (каменита вулканска тла на Хавајима, Индонезији и Филипинима), жртвујући предност топлотне проводљивости ливеног гвожђа за супериорну ударну жилавост конструкционог челика.

Одржавање током сезоне жетве у тропским условима

Сезона жетве шећерне трске траје 4 до 6 месеци у већини производних региона - један је од најдужих периода континуиране употребе икада. пољопривредни мењач примена. Са 10 до 14 сати рада дневно, мењач акумулира 1.200 до 2.500 радних сати у једној сезони — што захтева исти ниво планирања одржавања као и инсталација индустријског мењача током целе године.

Интервали замене уља треба да буду 200 до 300 сати за синтетичко уље за мењаче и 100 до 150 сати за минерално уље, при чему се стварни интервал додатно скраћује ако уље показује визуелне знаке термичке деградације (потамњење) или контаминације водом (млечни изглед услед кондензације у тропској влажности). Испустите топло уље на крају сваког радног дана кад год је потребна замена уља — топло уље ефикасније избацује суспендоване загађиваче из кућишта него хладно уље које је омогућило да се честице таложе на унутрашњим површинама. Синтетичко уље ISO VG 320 на бази PAO (један степен теже од VG 220 које се користи у умереним климатским условима) обезбеђује повишену вискозност потребну за одржавање адекватне дебљине уљног филма на вишим радним температурама тропске жетве трске.

Карданско вратило Одржавање машина за бербу шећерне трске захтева свакодневно подмазивање U-спојева и цеви са жлебовима — окружење шећерног сока и влакана убрзава корозију и лепљење компоненти погонског склопа много брже него рад на чистом пољу. Недељно проверавајте калибрацију клизног квачила (тропска врућина може проузроковати глазирање материјала трења квачила, повећавајући обртни момент активирања изнад предвиђеног прага заштите) и дефлекторе влакана на свим изложеним ротирајућим вратилима да ли има накупљеног материјала. Одмах уклоните свако нагомилавање влакана — дефлектор који је већ напуњен обмотаним материјалом не може скренути додатна влакна да не дођу до заптивача.

Често постављана питања

Уредник: Cxm