Мењач за комбајн шећерне репе: Погон за вађење корена

Редослед жетве репе: Четири функције, један мењач са прикључним вратилом

Комплетан пролаз за жетву шећерне репе извршава четири узастопне операције у једном кретању машине напред. Прво, одсецач уклања лиснату круну са сваке стојеће репе на прецизној висини од 5 до 10 мм изнад кореновог рамена — превисоко оставља ткиво круне које носи шећер на пољу (смањујући принос шећера за 0,5 до 1,5 процената по милиметру вишка круне), док прениско сече тело корена и излаже унутрашње ткиво бактеријској инфекцији која изазива труљење током периода складиштења од 4 до 12 недеља пре фабричке обраде. Друго, механизам за подизање извлачи врх корена из земље помоћу супротно ротирајућих точкова за подизање, вибрирајућих мотича или комбинације оба. Треће, систем за чишћење (турбински точкови, ваљкаста сита или сепаратори са звездастим точковима) уклања прилепљену земљу са површине репе. Четврто, елеватор преноси очишћену репу у бункер комбајна или директно у приколично транспортно возило. Свака функција захтева различиту излазну брзину и обртни момент од... PTO мењач, што чини комбајн за шећерну репу једном од најсложенијих примена мењача са више излаза у пољопривредној опреми.

Механизам вршиоца користи ротирајуће млатилице (гумене или полиуретанске прсте који ударцем скидају круну) који раде брзином од 800 до 1.500 о/мин, или ротирајуће дискове (челичне дискове за сечење који чисто секу круну) који раде брзином од 400 до 600 о/мин. Од прикључног окретаја од 540 о/мин, дробилице захтевају повећање брзине од 1:1,5 до 1:2,8, док дискови вршиоци раде у односу приближно 1:1. Точкови за подизање ротирају брзином од 200 до 400 о/мин - смањење брзине од улаза прикључног окретаја - и захтевају највећи континуирани обртни момент од било које функције у комбајну, јер сваки пар точкова мора истовремено да захвати и извуче више коренова цвекле из земље која се опире вађењу силама трења и лепљења пропорционалним влажности земљишта и садржају глине. Турбина за чишћење ради брзином од 150 до 300 о/мин при умереном обртном моменту, а елеватор брзином од 50 до 150 о/мин при најнижем обртном моменту од четири функције.

Архитектура мењача са више излаза за комбајне за репу

The мењач за комбајн шећерне репе мора да обезбеди истовремене излазе при четири различите брзине са једног улаза за прикључно вратило — изазов у ​​дизајну који превазилази конфигурације са једним или два излаза које се користе на већини других пољопривредних мењача. Најчешћа архитектура користи централни улазни степен са косим зупчаником (претварајући хоризонталну ротацију прикључног вратила у вертикални унутрашњи погон) који напаја распоред зупчаника са више тачака одвођења, од којих је свака усмерена да произведе потребну излазну брзину за своју одговарајућу функцију. Излаз вршиоца је обично највеће брзине (што захтева повећање брзине), излаз подизача је умерен (што захтева умерено смањење), чистач је нижи, а елеватор је најспорији (што захтева највеће смањење).

Свако излазно вратило мора бити независно оптерећено без утицаја на брзину или обртни момент осталих излаза. Ова независност захтева да зупчаник буде пројектован са довољном крутошћу да отклон изазван великим оптерећењем на једном излазу (као што је скок обртног момента на подизачу услед наилажења на збијено тло) не помера поравнање споја суседних парова зупчаника. У пракси, то значи зупчанике шире ширине чела, чвршће пречнике вратила и блиско размакнуте носаче лежајева — све то повећава PTO мењач величина и тежина кућишта у поређењу са јединицом са једним излазом еквивалентне укупне снаге.

Расподела снаге између четири функције варира у зависности од услова земљишта и брзине кретања, али прати општи образац: механизам за подизање 40 до 50 процената (доминантно оптерећење), чишћење 20 до 30 процената, вршљач 15 до 20 процената и елеватор 5 до 10 процената. Комбајн за репу са два реда погона на прикључно вратило који ради у средње глиновитом земљишту типичном брзином кретања (4 до 6 км/х) захтева укупно 50 до 80 КС прикључног вратила, док троредна јединица у тешком земљишту може захтевати 80 до 120 КС. Мењач мора бити оцењен за збир свих истовремених вршних оптерећења - не само просечно континуирано оптерећење - јер точкови за подизање наилазе на збијене зоне земљишта, камење и испреплетене коренске масе које генеришу тренутне скокове обртног момента од 2 до 3 пута веће од просечног обртног момента при раду.

Цвекла наспрам кромпира: геометрија корена и разлике у оптерећењу мењача

Комбајни за шећерну репу и кромпир деле основни изазов вађења корена из земље и његовог чишћења за складиштење — и многи принципи дизајна мењача су заједнички за обе примене. Међутим, критичне разлике у геометрији корена, интеракцији са земљиштем и времену жетве стварају различите инжењерске захтеве који мењач комбајна за репу чине знатно другачијим од... мењач за комбајн кромпира у неколико важних димензија.

Шећерна репа је конусног облика — обично је дугачка 200 до 400 мм и пречника 80 до 150 мм на врху корена, сужавајући се ка уском врху корена. Овај конусни облик значи да се сила вађења прогресивно повећава како се корен извлачи из земље: најшири део корена наилази на највећи отпор земљишта док пролази кроз зону вађења, стварајући растући профил оптерећења обртног момента на точковима за подизање. Кромпир је, насупрот томе, приближно сферног или јајоликог облика (пречника 50 до 100 мм), налази се плиће у земљишту (дубина од 100 до 200 мм у односу на 150 до 350 мм код репе) и показује равномернији профил силе вађења јер се његов најшири пречник јавља рано у ходу вађења. Резултат је да механизам за подизање репе доживљава 40 до 60 процената већи вршни обртни момент по корену него вадилица кромпира која ради у упоредивом земљишту — што захтева теже зупчанике, веће лежајеве и робусније кућиште на излазима мењача који покрећу точкове за подизање.

Време сезоне жетве се такође значајно разликује: кромпир се обично бере крајем лета до ране јесени (од августа до октобра на северној хемисфери) када је влажност земљишта умерена, а температуре ваздуха благе. Жетва шећерне репе траје од краја септембра до децембра — највлажнијег и најхладнијег дела пољопривредног календара у већини региона у којима се узгаја репа. Мењач мора поуздано да ради на температурама околине од минус 5 до плус 15 степени Целзијуса (у поређењу са 10 до 25 степени за жетву кромпира), са нивоом влажности земљишта 30 до 50 процената вишим него током сезоне кромпира. Ово радно окружење у касној сезони захтева управљање вискозитетом уља при хладном старту (синтетичко уље за мењаче са добром флуидношћу на ниским температурама) и побољшано заптивање од засићеног земљишта и стајаће воде које карактеришу поља репе у касну јесен.

Услови за јесењу жетву: Заптивање и подмазивање

Каснојесење радно окружење за жетву шећерне репе ствара јединствену комбинацију изазова за мењач за комбајн шећерне репе заптивање и подмазивање. Влажно глиновито земљиште са садржајем влаге од 30 до 40 процената ствара кашу финих абразивних честица помешаних са водом која прекрива сваку изложену површину комбајна - укључујући кућишта мењача, површине заптивки вратила и поклопце за одзрачивање. Ова абразивна каша је штетнија за заптивке вратила него сама сува прашина или чиста вода, јер вода преноси абразивне честице у блиски контакт са површином усана заптивке, док истовремено обезбеђује подмазивање које омогућава честицама да клизе дуж површине заптивке и абразивно огребују заптивну ивицу.

Двоструке заптивке вратила са међукомором за маст су минималне спецификације за мењаче комбајна за репу. Спољна усна искључује већину земљишне течне масноће, масна баријера хвата честице које пролазе поред спољашње усне, а унутрашња усна спречава улазак контаминиране масти. пољопривредни мењач уље. Подмазујте међукоморе сваких 8 до 10 радних сати како бисте одржали позитиван притисак мазива који спречава миграцију контаминиране воде из земљишта унутра. Запечаћени вентили за одзрачивање спречавају увлачење муља у кућиште мењача током циклуса термичког дисања — стандардни отворени поклопац вентила на мењачу комбајна за репу ће упити воду контаминирану земљиштем већ у првом дану рада.

Избор мазива за рад у касну јесен мора уравнотежити вискозитет при хладном старту са чврстоћом филма на високим температурама. Синтетичко уље за мењаче на бази PAO ISO VG 220 обезбеђује одговарајућу чврстоћу филма на умереним радним температурама јесење жетве репе (уље у мењачу обично достиже 50 до 70 степени Целзијуса, што је много ниже него код опреме за летњу жетву), уз одржавање прихватљиве флуидности на хладним јутарњим почетним температурама од минус 5 до плус 5 степени Целзијуса које су уобичајене током новембарске и децембарске жетве у северној Европи. Минерално уље за мењаче исте класе вискозности постаје претерано густо испод 0 степени Целзијуса, што узрокује висок обртни момент за покретање, изгладњивање лежајева током првих минута рада и убрзано хабање заптивки због повећаног вискозног отпора на хладним заптивкама вратила.

Заштита од удара камења и очување квалитета шећера

Камење, очврсле грудве земље и метални остаци (жичана ограда, изгубљени алати, поломљени врхови плуга) улазе у систем за чишћење помешани са током репе. У турбини за чишћење — најбржој компоненти система за чишћење — ови страни предмети ударају у лопатице турбине и звездасте точкове покретане мењачем брзинама које генеришу тренутне скокове силе од 5 до 10 пута веће од нормалног радног оптерећења. Без адекватне заштите од преоптерећења, један велики удар камена може напукнути носач лопатице турбине, савити вратило звездастог точка или поломити корен зубаца зупчаника у излазном погону чишћења... мењач за комбајн шећерне репеЗаштита смицајним завртњем на сваком елементу за чишћење је стандардни приступ: смицајни завртањ се ломи на калибрисаном прагу обртног момента, одвајајући елемент за чишћење од погона пре него што сила удара дође до мењача, а заменски завртањ враћа погон у стање исправности за мање од 5 минута.

Интеракција између перформанси мењача и квалитета шећера се често занемарује. Брзина подизног точка директно утиче на оштећење корена — пребрза брзина и точкови гњече или ломе корен репе (излажући унутрашње ткиво бактеријској контаминацији која смањује садржај шећера током складиштења за 0,1 до 0,3 процента недељно), док преспора брзина ризикује непотпуну екстракцију (остављајући врх корена у земљишту, што такође смањује обновљиви шећер). Брзина турбине за чишћење слично утиче на равнотежу између ефикасности уклањања земље и оштећења површине корена — агресивно чишћење при великој брзини турбине уклања више земље (смањујући тежину транспорта и трошкове фабричке обраде), али скида кожицу корена и узрокује оштећење ћелија што убрзава инверзију шећера током складиштења. Ове интеракције квалитета значе да излазне брзине мењача нису само инжењерске спецификације већ директно доприносе економској вредности убраног усева.

Одржавање током сезоне и складиштење након жетве

Сезона жетве репе траје 6 до 12 недеља непрекидног свакодневног рада — 300 до 600 радних сати концентрисаних у најкраћем, највлажнијем и најхладнијем периоду пољопривредне године. Интервали замене уља треба да буду 150 до 200 сати (замена средином сезоне се препоручује за сезону од 400+ сати), са одмах заменом ако уље покаже млечну промену боје (контаминација водом) или видљиви седимент честица земље на чепу за испуштање уља. Сваки Карданско вратило Зглоб у облику кардана треба подмазивати свакодневно — влажно тло убрзава корозију у игличастим лежајевима који нису континуирано пуни свежег мазива.

Чишћење након жетве је кључно. Земља за репу обично има висок садржај глине и стврдњава се у масу сличну бетону када се осуши на кућишту мењача током зимског складиштења. Оперите цео мењач под притиском одмах након последњег дана жетве (док је земља још влажна и може се уклонити), испустите и замените уље (уклањајући акумулирану воду и седимент земље), нанесите свежу маст на све спољашње коморе заптивача и складиштите комбајн под поклопцем. Мењач који уђе у зимско складиште чист и сув изаћи ће следеће јесени са 95 процената свог потенцијалног века трајања нетакнутог; онај који се складишти са влажном глином набијеном уз кућиште може изгубити 15 до 25 процената због деградације заптивача и површинске корозије током 9 до 10 месеци вансезоне.

Често постављана питања

Уредник: Cxm