Шта је мењач за наводњавање са централним окретањем?
А мењач са централним осовином за наводњавање је затворена погонска јединица са пужним зупчаником монтирана на свакој нози торња система за наводњавање са централним окретањем или линеарним покретом. Сваки торањ има два погонска точка, а сваки точак покреће мали електромотор (0,37 до 1,5 kW) преко мењач погона за наводњавање што омогућава екстремно смањење брзине — обично од 40:1 до 60:1 — претварајући брзину мотора (1.450 до 1.750 обртаја у минути) у веома спору ротацију точка (0,5 до 2 обртаја у минути) потребну за померање торња дуж његове кружне или линеарне путање брзинама од само 1 до 5 метара у минути.
Систем са једним централним окретањем може се простирати од 400 до 800 метара од централне тачке до последњег торња, наводњавајући 50 до 200 хектара у једном пуном кругу. Систем се састоји од 5 до 12 распона торња, при чему сваки захтева два мењач са централним осовином за наводњавање јединице — што значи да једна инсталација са осовином садржи 10 до 24 мењача, који сви морају поуздано да функционишу 10 до 25 година у континуираном излагању сунцу, киши, мразу, блату и прашини на отвореном. Овај екстремни захтев за издржљивост у условима животне средине — у комбинацији са захтевима за самоблокирање, мало одржавања и високу поузданост — чини мењач за наводњавање једна од најспецијализованијих примена мењача у пољопривреди.
Како функционише систем погона торња
Најудаљенији торањ централног осовинског елемента мора да пређе најдужу лучну раздаљину да би завршио сваки обрт — и то дефинише брзину ротације система. Сваки унутрашњи торањ мора да пређе пропорционално краћу раздаљину, крећући се у повременим налетима које мери систем поравнања који одржава све распоне у правој линији. Последњи торањ се креће готово континуирано, док се унутрашњи торањи крећу и застају у наизменичним циклусима. мењач са окретним погоном на сваком точку прима команде за покретање и заустављање од контроле поравнања — активирајући електромотор за померање торња и искључујући га када се поравнање успостави.
Систем за поравнање користи микропрекидаче или сензоре резолвера монтиране на сваком торњу за детекцију угаоног положаја у односу на суседни распон. Када спољашњи торањ (који се креће континуирано или скоро континуирано) помери се испред унутрашњег торња за више од толеранције поравнања (обично 1 до 3 степена лука), мотор унутрашњег торња се напаја да помера тај распон унапред док се поравнање не успостави. Код система са 10 торњева, овај каскадни процес поравнања значи да се најдубљи торњеви могу циклично укључивати и искључивати стотине пута по обртају — сваки циклус намеће догађај покретања и заустављања обртног момента на мењач са централним осовином за наводњавање на тој позицији торња.
Овај повремени старт-стоп режим ствара најзахтевнији образац оптерећења за мењач за наводњавање: сваки покретачки догађај захтева од мотора да убрза масу торња (1.000 до 3.000 кг по распону торња плус оптерећење водом у цеви) из стања мировања — скок покретачког обртног момента од 2 до 4 пута већи од радног обртног момента који се понавља стотине пута по циклусу наводњавања. Током животног века од 10 до 25 година, један мењач са централним осовином за наводњавање акумулира милионе циклуса покретања и заустављања — образац оптерећења замором који пужни и зупчани склоп морају да издрже без оштећења површине зубаца или прекомерног хабања.
Мењач са централним осовином за наводњавање — пужни зупчаник погонског торња са кућиштем отпорним на временске услове
Зашто пужни зупчаник: самоблокирање и екстремни преносни однос у једној фази
Пужни преносник је стандардна архитектура за мењач са централним осовином за наводњавање примене из два суштинска разлога. Прво, један степен пужног зупчаника постиже односе од 40:1 до 60:1 — екстремно смањење потребно за претварање брзине мотора од преко 1.450 обртаја у минуту на брзину точка испод 2 обртаја у минуту. Постизање овог односа са конусним или спиралним зупчаницима захтевало би три или четири степена зупчаника (што повећава трошкове, сложеност и тачке отказа). Друго, пужни зупчаник обезбеђује инхерентно самоблокирање: при односима изнад приближно 30:1 са стандардним коефицијентима трења, излаз (точак) не може да покреће улаз (мотор) уназад — што значи да торањ држи свој положај када је мотор искључен из напајања, а да није потребан посебан механизам кочења.
Без самозакључавања, а мењач са централним осовином за наводњавање Би била потребна спољна кочница на сваком торњу како би се спречило да ветар, гравитација (на нагнутом терену) или притисак воде померају торањ из поравнања када је мотор искључен. Квар кочнице чак и на једном торњу би дозволио да се тај распон помери — што би потенцијално могло довести до урушавања целе окретне структуре. Инхерентно самоблокирање пужног зупчаника у потпуности елиминише овај ризик од квара у једној тачки, обезбеђујући пасивно држање положаја без потребе за одржавањем на сваком торњу, без обзира на спољашње силе.
Компромис за самоблокирање пужних зупчаника је нижа механичка ефикасност. А самоблокирајући мењач за наводњавање при односу 50:1 обично ради са ефикасношћу од 35 до 50 процената — што значи да се 50 до 65 процената улазне снаге мотора претвара у топлоту, а не у излазни обртни момент. Иако би ово било неприхватљиво у применама велике снаге, то је подношљиво за погоне за наводњавање јер је апсолутни ниво снаге низак (0,37 до 1,5 kW) и повремени радни циклус омогућава хлађење између радних налета. Топлота генерисана током сваког покрета торња (обично 30 до 120 секунди времена рада мотора након чега следи пауза) расипа се кроз кућиште пре него што почне следећи циклус.
Централни осовински покрет наспрам линеарног кретања: Захтеви за мењач
Материјали за пужеве и точкове за век трајања од деценије
Пужни осовина у мењач са централним осовином за наводњавање је машински обрађен од цементирано каљеног легираног челика (обично 20CrMnTi или еквивалент) са површинском тврдоћом од 58 до 62 HRC. Пужни точак (велики зупчаник који покреће пуж) је ливен од центрифугално ливене фосфорне бронзе (CuSn10P или CuSn12) — материјала одабраног посебно због његове компатибилности са каљеним челичним пужем. Бронзани точак пружа мање трење о каљени пуж него пар челик-челик, бољу прилагодљивост током периода разрађивања (мека бронза се микроскопски деформише да би се прилагодила профилу навоја пужа) и супериорну отпорност на заглављивање у условима граничног подмазивања.
The лежај мењача окретног погона Уређај мора да поднесе комбинована радијална и потисна оптерећења од сила пужне мреже и спољашњих оптерећења точкова (тежина торња, реакција тла, силе ветра). Пужна осовина је ослоњена на конусне ваљкасте лежајеве (који подносе и радијално оптерећење и аксијални потисак од угла спирале пужа), док осовина точка користи кугличне лежајеве са дубоким жлебом или конусне ваљкасте лежајеве предвиђене за услове мале брзине и великог обртног момента. Заптивљени лежајеви са синтетичким машћу (предвиђени за -30 до плус 120 степени Целзијуса) су специфицирани да одговарају екстремним температурним опсезима током целе године током спољашњег излагања.
Мењач погона за наводњавање — пуж и бронзани точак за екстремно смањење и самоблокирање
Заштита од временских услова: Изложеност на отвореном током целе године
За разлику од већине пољопривредни мењачи који се чувају под покровом током вансезоне, мењач са централним осовином за наводњавање остаје трајно монтиран на ногама торња — изложен сунцу, киши, снегу, мразу, земљишту разнесеном ветром и стајаћој води (точак и доње кућиште мењача су често потопљени током наводњавања у ниским подручјима или тешким земљиштима). Ова стална изложеност спољним условима захтева заптивање еквивалентно IP65 или IP67 на сваком споју кућишта, излазу осовине и положају отвора за вентилацију.
Двоструке заптивке вратила на свим излазима. Кућиште са О-прстеновима са хемијски отпорним еластомером. Заптивљени вентил за одзрачивање (без средства за сушење — мора издржати потапање). Епоксидни прашкасти премаз од 100+ микрометара. Спољни причвршћивачи од нерђајућег челика. Чеп за испуштање постављен за лако сезонско испуштање воде.
Радни опсег: од минус 30 до плус 50 степени Целзијуса на собној температури. Синтетичко уље одржава флуидност на минус 30 (минерално уље се стврдњава). Премаз кућишта отпоран на УВ зрачење (стандардна боја се деградира након 2 до 3 године директног излагања сунцу). Толеранција на термичке циклусе: дневне промене од 30 до 40 степени без стврдњавања заптивача или пуцања кућишта.
Техничке спецификације на први поглед
Уље и подмазивање мењача са централним осовином
Тачно уље за мењач са централним осовином је синтетичко PAO EP ISO VG 320 — тежа класа која обезбеђује дебели уљни филм који је потребан за контакт клизног пужног точка при малим брзинама и високим контактним притисцима током наводњавања. Синтетичко основно уље је обавезно (не опционо као у неким другим случајевима). пољопривредни мењач примене) јер мењач ради у екстремном температурном опсегу: мора да се покрене и ради на минус 30 степени Целзијуса у регионима зимског складиштења и да преживи континуиране температуре околине изнад 40 степени Целзијуса током летњег наводњавања у сушним климатским условима. Минерал VG 320 постаје получврст испод минус 5 степени Целзијуса — што га чини непогодним за било какву инсталацију у клими са температурама испод нуле.
Интервали замене уља за мењач са централним осовином за наводњавање Јединице обично имају 2.000 до 4.000 радних сати или сваке 2 до 5 година — знатно дуже од већине пољопривредних мењача, јер повремени радни циклус и низак ниво снаге доводе до минималне деградације уља по радном сату. Међутим, примарна брига је контаминација водом, а не термичка деградација. Ако заптивке кућишта дозволе продор кишнице или воде за наводњавање, уље емулгира и губи своју носивост — што доводи до брзог хабања бронзаних точкова и оштећења пужа. Проверавајте стање уља годишње (млечни изглед указује на контаминацију водом што захтева хитну замену) и проверите интегритет заптивке кућишта на почетку сваке сезоне наводњавања.
Изазови терена и оптерећење мењача на падинама
Централни осовине често раде на неравном терену где се неки торњеви крећу узбрдо, док се други крећу низбрдо током исте ротације. На косом терену (нагиб од 2 до 8 процената), мењачи торња који се крећу низбрдо морају да се одупру гравитационој сили која покушава да гурне торањ испред поравнања — ослањајући се на самоблокирање пужног зупчаника да би задржали положај током сваке паузе у циклусу покретања и заустављања. Мењачи торња који се крећу узбрдо морају да превазиђу и трење масе торња и гравитациону компоненту — повећавајући захтев за обртним моментом мотора за 20 до 40 процената у поређењу са радом на равном терену. Мењачи за брдовите инсталације треба да буду специфицирани са минималном маргином снаге од 20 процената изнад захтева за равно тло како би се прилагодили повећању обртног момента повезаном са нагибом, а да се притом не прекорачи топлотни капацитет мотора.
Меко, блатњаво тло представља још један изазов за утовар. Када погонски точкови тоне у засићено земљиште (уобичајено у наводњаваној зони директно испод распона осовина), отпор котрљања драматично се повећава и точак може морати да изађе из колотрага при сваком покретању — стварајући покретачке моменте који се приближавају капацитету заустављања мотора. Гуме са широким плутањем (смањење притиска на тло), бетонске траке точкова (елиминисање колотрага) и одговарајуће димензионисани мотори и мењачи доприносе поузданом кретању торња у условима меког земљишта. мењач за коначни погон наводњавања мора бити оцењен за најгори могући покретачки обртни момент из блатњавих услова, а не за стационарни радни обртни момент на чврстом тлу.
Распоред одржавања
Проверите ниво и стање уља на сваком мењачу (млечно уље значи продор воде — одмах га замените). Прегледајте кућиште на пукотине или корозију. Проверите интегритет заптивке вратила. Проверите завртње за монтажу. Окрените сваки точак ручно да бисте проверили глатко кретање мењача — храпавост указује на хабање бронзе или оштећење лежаја.
Потпуна замена уља са синтетичким VG 320 у сваком мењачу у систему. Проверите магнетни испустни чеп да ли има бронзаних честица (што указује на хабање пужног точка). Проверите зазор излазног вратила на прекомерно радијално или аксијално кретање. Проверите поравнање мотора и стање спојнице.
Професионални преглед хабања пужних точка. Мерење дебљине бронзаног точка (заменити ако је истрошено изнад минималних спецификација). Замена лежаја ако вибрације или зазор прелазе границе. Размотрити проактивну замену свих мењача као комплета како би се одржале једнообразне перформансе у целом систему.
Замена мењача са централним окретањем на додатном тржишту
Замена мењача са централним осовином обично се покреће хабањем бронзаног пужног точка (точак је жртвена компонента хабања — дизајнирана да се преференцијално хаба у односу на каљени челични пуж тако да скупљи пуж преживи вишеструке замене точка). Након 10 до 25 година и милиона циклуса покретања и заустављања, бронзани зуби точка се тање до тачке где се образац контакта зубаца помера, повећавајући буку, зазор и ризик од ломљења зубаца под обртним моментом при покретању. Параметри унакрсне референце укључују однос пужа, величину излазног вратила и жлеб за клинасти кључ, образац вијака за монтажу кућишта, конфигурацију прирубнице мотора и висину вратила точка (растојање од центра осе мотора до осе точка).
Наш инжењерски тим одржава унакрсне податке за главне брендове осовина (Valley, Reinke, Zimmatic, TL и еквивалентне OEM спецификације). Доступни су и комплетни склопови мењача и појединачни комплети за замену бронзаних точкова. За велике системе наводњавања са 5 до 20+ осовина, проактивни програми замене мењача на нивоу целог система — замена свих мењача на свим осовинама у заказаном циклусу — спречавају непредвидиве кварове средином сезоне који ризикују стрес усева од недостатка воде током најкритичнијих фаза раста.
Често постављана питања
Наводњавајте са самопоуздањем, деценију за деценијом
Самоблокирајући, отпорни на временске услове, окретни мењачи са веком трајања од 10 до 25 година — од фарми са једним окретањем до комерцијалних наводњавачких система са више система.
Уредник: Cxm
