Pamuk Toplama Makinesi Şanzımanı: Mil ve Sıyırıcı Tahrik Mühendisliği

Mil ile Toplama ve Sıyırma Yöntemiyle Hasat: İki Şanzıman Profili

Pamuk hasadı, her biri kendine özgü özelliklere sahip, temelde birbirinden farklı iki mekanizma kullanır. PTO şanzımanı Gereksinimler. Mil ile toplama, en üstün yöntemdir; dönen dikenli miller her açık kozaya girer, lifleri mil şaftının etrafına sarar ve açılmamış kozaları, bitki saplarını veya yaprak artıklarını çıkarmadan tohum pamuğunu çıkarır. Bu seçici hasat, lif kalitesini (sınıf ve elyaf uzunluğu) korur ve bitkinin ikinci veya üçüncü geçişte hasat edilebilecek kozalar üretmeye devam etmesini sağlar. Bir mil toplayıcıyı çalıştıran dişli kutusu, her sıra ünitesinde 12 ila 18 ayrı mile, 3.000 ila 5.000 RPM arasında tam olarak eşleşen hızlarda güç dağıtmalıdır; bitişik miller arasındaki herhangi bir hız uyumsuzluğu, bazı kozalarda lif bırakırken diğerlerinde aşırı toplamaya neden olan düzensiz toplamaya yol açar.

Sıyırma yöntemi, özellikle kısa lifli pamuk çeşitlerinde ve işçilik maliyetlerinin çok geçişli seçici toplama yerine tek geçişli makine hasadını tercih ettiği bölgelerde kullanılan alternatif bir yöntemdir. Sıyırma silindirleri veya parmak mekanizmaları dakikada 600 ila 1200 devirde dönerek, tüm kozayı (açılmış ve açılmamış) ve bitkiden değişen miktarlarda sap ve yaprak materyalini ayırır. Hasat edilen materyal ila oranında atık içerir (iğneli toplama yönteminde bu oran %5 ila 'tir), bu da lifleri bitki kalıntılarından ayırmak için daha yoğun bir çırçırlama işlemi gerektirir. PTO tahrikli pamuk sıyırma makineleri, Türkiye, Pakistan, Hindistan, Özbekistan ve Amerikan Güney Ovaları'nın bazı bölgelerinde küçük ölçekli pamuk üretiminde baskın hasat yöntemidir ve bu makineler büyük ölçekli iğli toplama yönteminde kullanılan özel kendinden tahrikli platformlar yerine standart traktör PTO tahrikiyle çalıştığı için satış sonrası şanzıman tedariği için önemli bir pazar oluşturmaktadır.

Mil Tahrik Mimarisi: Hassas Hız Dağıtımı

Pamuk toplama makinesindeki mil tahrik dişli kutusu, PTO girişini bir dizi konik dişli çifti aracılığıyla birden fazla yüksek hızlı çıkışa dönüştürür; her mil, toplama ünitesinin uzunluğu boyunca uzanan ortak bir tahrik miliyle kenetlenen kendi küçük konik dişlisi tarafından tahrik edilir. Merkezi pamuk toplama makinesi dişli kutusu PTO gücü alır (tipik olarak ana tahrik milinde 540 RPM'den 1.500 ila 2.000 RPM'ye hız artışı yoluyla) ve bu ana tahrik mili, her bir mil pozisyonunda ikinci bir 1:2 ila 1:2,5 oranlı çarpma işlemiyle, gerekli 3.000 ila 5.000 RPM nihai mil hızında her bir mil konik dişlisine güç dağıtır.

Tüm millerde hız homojenliği kritik bir kalite parametresidir. Bir mil komşularından %5 daha hızlı çalışırsa, devir başına daha fazla lif sarar ve daha yoğun, daha sıkı bükülmüş bir lif demeti üretir; bu da çırçır makinesinin daha yavaş millerden gelen daha gevşek demetlerle aynı ayarlarda işleyemeyeceği, çırçırlama sırasında lif hasarına ve lif kalitesinin düşmesine neden olur. Bu nedenle, merkezi dişli kutusundan her bir mile giden dişli takımı, tüm mil pozisyonlarında ±%2 içinde hız homojenliğini korumalıdır; bu da tutarlı dişli kalitesi (tüm bireysel konik çiftlerinde minimum AGMA 10), kontrollü yatak ön yüklemesi ve kademedeki her bir dişli noktasında yeterli yağlama gerektirir. Çoklu çıkışlı hasat makinesi dişli kutularının gücü birden fazla mekanizmaya nasıl dağıttığına dair daha geniş bir bakış açısı için mühendislik kılavuzumuza bakın. biçerdöver şanzımanı tahrik sistemleri.

Pamuğu iğlerden sıyıran ters yönde dönen kauçuk pedlerden oluşan doffer mekanizması, 1.000 ila 2.000 RPM hızında çalışır ve iğ hızıyla tam olarak senkronize edilmelidir. İğ hızına göre çok yavaş çalışan bir doffer, pamuğun doffer işlemleri arasında iğ üzerinde birikmesine ve toplama mekanizmasını tıkayan keçeleşmiş lifler oluşturmasına neden olur. Çok hızlı çalışan bir doffer ise, iğ pamuğu kozadan tamamen çekmeden önce pamuğu erken sıyırır; bu da toplama verimliliğini düşürür ve tarlada geri kazanılabilir pamuk bırakır. Ever-Power PTO Gearbox gibi üreticiler, farklı üretim partilerinden gelen ayrı ayrı dişli çiftlerini bir araya getirmenin deneme yanılma yöntemini ortadan kaldıran, fabrika onaylı hız senkronizasyonuna sahip eşleştirilmiş iğ-doffer dişli setleri sunmaktadır.

Yangın Önleme: Vazgeçilmez Şanzıman Tasarım Gerekliliği

Pamuk lifleri yaklaşık 210 derece Celsius'ta tutuşur; arızalı bir rulman, kayan bir debriyaj veya kuru bir şaft keçesi, arıza tespit edilmezse dakikalar içinde bu sıcaklığa ulaşabilir. Pamuk toplama makinesinde çıkan bir şanzıman yangını sadece şanzımanı tahrip etmekle kalmaz: liflerle dolu toplama mekanizmasını tutuşturur, 1 ila 3 ton hasat edilmiş pamuk tohumu içeren sepete yayılır ve saniyeler içinde çevredeki ayakta duran pamuk mahsulüne sıçrayabilir. Tek bir pamuk toplama makinesi yangını, 20 ila 100 hektarlık ayakta duran mahsulü ve hasat makinesini yok edebilir; bu da yüz binlerce dolarla ölçülen toplam bir kayıptır. Pamuk toplama makinesi şanzıman tasarımında yangın önleme, isteğe bağlı bir geliştirme değil; en kritik mühendislik gereksinimidir.

Başlıca yangın önleme tedbirleri pamuk toplama makinesi dişli kutusu Mühendislik iyileştirmeleri; dıştaki sıcak yüzeylerin ortadan kaldırılmasını (açıkta kalan hiçbir gövde yüzeyinin herhangi bir çalışma koşulunda 150 santigrat derecenin üzerine çıkmaması, tüy tutuşma sıcaklığının 60 derece altında bir güvenlik marjı korunması), sürtünme kaynaklı tutuşma kaynaklarının ortadan kaldırılmasını (kuru çalışma koşullarında bile tutuşma sıcaklığına ulaşmak için yeterli sürtünme oluşturamayan şaft contaları) ve sıkıştırılmış tüyün yalıtım kaynaklı ısı birikimi yoluyla kendiliğinden tutuşma sıcaklığına ulaşabileceği tüy birikme noktalarının ortadan kaldırılmasını içerir. Yarık, cep veya düz çıkıntı içermeyen pürüzsüz, yuvarlak gövde yüzeyleri, tüyün gövdeye yapışmasını önler. Şaft saptırıcıları (şeker kamışı ekipmanlarında kullanılanlara benzer), gevşek tüyü, conta yüzeyinde sürtünme ısısı oluşturmadan önce dönen şaftlardan uzaklaştırır.

Pamuk toplama makinelerinin şanzımanlarında rulman sıcaklığı izleme giderek standart hale geliyor. Her rulman pozisyonunun üzerindeki gövde yüzeyine uygulanan basit bimetalik sıcaklık göstergeleri (eşik sıcaklığa ulaştıklarında kalıcı olarak renk değiştiren etiketler), bir rulmanın aşırı ısındığına dair görsel bir uyarı sağlar; bu da operatörün rulman sıcaklığı tüy tutuşma eşiğine ulaşmadan önce makineyi durdurup inceleme yapmasına olanak tanır. Daha gelişmiş sistemler, çalışma sırasında sürekli gerçek zamanlı rulman sıcaklığı okuması sağlayan, gösterge paneline monte edilmiş ekranlara sahip termokupl sensörleri kullanır.

Pnömatik Konveyör Fan Tahrik Sistemi: Pamuğun Makine İçinden Taşınması

İğler veya sıyırıcı silindirler pamuk tohumunu bitkiden çıkardıktan sonra, hasat edilen malzemenin toplama mekanizmasından makinenin arkasındaki depolama sepetine taşınması gerekir. Yüksek hızlı santrifüj fan kullanarak pamuğu kapalı kanallardan geçiren bir hava akımı oluşturan pnömatik taşıma, mekanik bir konveyörde meydana gelebilecek tıkanma ve köprüleme sorunları olmadan kabarık, düzensiz şekilli pamuk kütlesini işlediği için standart taşıma yöntemidir. Pnömatik fan 2.000 ila 4.000 RPM'de çalışır ve 540 RPM'lik bir PTO'dan 1:3,7 ila 1:7,4 hız artırma oranı gerektirir; bu, önceki makalelerimizde ele aldığımız tohum ekme makinesi fan tahrikine benzer bir oran aralığıdır, ancak herhangi bir yatak sürtünmesi veya conta ısısının yangın riski oluşturduğu, pamuk lifiyle doymuş bir ortamda çalışma gibi ek bir mühendislik zorluğu da vardır.

Pnömatik PTO şanzımanı Pamuk toplama makinesindeki fan tahrik sistemi, mil tahrik sistemiyle aynı yangın önleme standartlarını karşılamalıdır: dış yüzey sıcaklığı 150 santigrat derecenin üzerine çıkmamalı, tüm şaft çıkış noktalarında labirent ön sızdırmazlık contaları bulunmalı ve lif birikimini önleyen pürüzsüz gövde yüzeyleri olmalıdır. Taşıma kanalındaki hava hızı (tipik olarak 15 ila 25 m/s), tohum pamuğunun kanalda çökmesine izin vermeden askıda kalmasını ve taşınmasını sağlayacak kadar yeterli olmalıdır; sıcak bir kanalda çöken pamuk kütlesi, görünür bir alev oluşturmadan önce dakikalarca fark edilmeden için için yanabilen bir yangın tehlikesidir. Bu nedenle fan hızı kararlılığı, hasat verimliliğinin yanı sıra yangın güvenliğine de doğrudan katkıda bulunur: minimum taşıma hızının altına düşen bir fan, pamuğun kanalda birikmesine izin verirken, tasarım hızının üzerine çıkan bir fan, lifleri birbirine dolayarak lif kalitesini bozan aşırı türbülans yaratır.

Pnömatik taşıma sisteminin güç tüketimi, toplam PTO talebine 10 ila 20 HP ekler; bu, toplam PTO gücünün yalnızca 40 ila 60 HP olabileceği daha küçük PTO tahrikli sıyırıcılarda toplam şanzıman yükünün önemli bir bölümünü oluşturur. Verimli tarımsal şanzıman Fan tahrik aşamasındaki tasarım, taşıma sisteminin tükettiği parazitik gücü doğrudan azaltarak, birincil toplama veya ayırma mekanizması için daha fazla güç sağlar. İki aşamalı dişli kutusu konfigürasyonları (konik giriş artı helisel çıkış), ila genel verimlilik elde eder; bu da fan tahrik gücünün yalnızca %5 ila %9'unun dişli kutusunda ısı olarak kaybolduğu anlamına gelir; bu ısı, dış yüzey sıcaklıklarının tüy tutuşma eşiğine yaklaşmasına neden olmadan dağıtılmalıdır.

Tüy Bırakmayan Sızdırmazlık ve Pamuk Yağına Dayanıklılık

Pamuk lifi, 15 ila 40 mikrometre çapındadır; bu da çoğu standart tarım şaft contasının çalışma boşluğu da dahil olmak üzere 0,05 mm'den daha geniş herhangi bir conta boşluğuna nüfuz edebilecek kadar incedir. Lif conta boşluğuna girdiğinde, conta dudağı ile şaft arasında şaft yüzeyini sarar ve ısı üreten ve hem conta dudağını hem de şaft yüzeyini aşındıran bir sürtünme noktası oluşturur. İlerleyen hasar, conta boşluğunu daha da açarak daha fazla lifin içeri girmesine neden olur ve bu da kendi kendini hızlandıran bir arıza döngüsüne yol açar; bu döngü, 50 ila 100 çalışma saati içinde fark edilemezden felakete (yağ kaybı ve potansiyel tutuşma) kadar ilerleyebilir.

Pamuk liflerine dayanıklı şaft keçeleri, ana keçe dudağının önünde bulunan ve pamuk liflerinin birincil keçe yüzeyine ulaşmasını fiziksel olarak engelleyen, birbirine yakın aralıklı, temas etmeyen bir dizi halkadan oluşan bir labirent ön keçeleme düzeni kullanır. Labirent boşlukları, pamuk liflerinin içeri girmesini engelleyecek şekilde (0,03 mm'den az boşluk) boyutlandırılmıştır, ancak havanın serbestçe geçmesine izin verir, böylece labirent, pamuk liflerini içeri çekecek bir vakum oluşturmaz. Labirentin arkasında, birincil şaft keçesi pamuk lifi kirliliğinden arındırılmış temiz bir ortamda çalışır ve pamuk lifi temasının neden olacağı hızlandırılmış aşınma olmadan tam tasarım ömrünü tamamlar.

Pamuk tohumu yağı (toplama ve ayıklama işlemi sırasında kırılan tohumlardan salınan) zamanla standart NBR (nitril) şaft contalarını bozan hafif bir organik asittir. FKM (floroelastomer) contalar, hasat işlemi sırasında karşılaşılan konsantrasyonlarda pamuk tohumu yağına karşı dirençlidir ve daha yüksek sıcaklık dayanımı (NBR için 120 dereceye karşılık 200 dereceye kadar) ek yangın güvenliği marjı sağlar. tarımsal şanzıman Bu nedenle, pamuk toplama için spesifikasyon, labirent ön contanın arkasında FKM birincil contaları içermelidir; bu da lif dışlamayı kimyasal dirençle tek bir entegre sızdırma sisteminde birleştirir.

Sezon İçi Bakım ve Yangın Riski Yönetimi

Pamuk toplama makinesinde günlük tüy temizliği, yağ kontrollerinden, gresleme programlarından veya diğer rutin kontrollerden daha önemli olan en önemli bakım görevidir. Şanzıman gövdesinin, şaft deflektörlerinin, labirent contalarının ve tahrik hattı bileşenlerinin her açık yüzeyi, her çalışma gününün sonunda basınçlı hava ile temizlenmelidir. Gece boyunca biriken tüy, kendi ağırlığı ve nem emilimiyle sıkışarak giderek daha zor temizlenir ve yatak ısısını gövde yüzeyine hapseden termal yalıtım görevi görür. Bir önceki günden birikmiş tüyle bir sonraki çalışma gününe giren bir şanzıman, temizlenmiş bir şanzımana göre daha yüksek yangın riski taşır.

Pamuk toplama makinelerinin şanzıman yağ değişim aralıkları 150 ila 250 çalışma saati arasında olmalıdır; pamuk tohumu yağı kirliliği ve toz girişi (doğru şekilde bakımı yapılmış contalardan bile) yağın bozulmasını temiz alan uygulamalarında görülen oranın ötesine taşır. PTO şaftı U-mafsal yağlaması, diğer tarımsal uygulamalara göre daha sık olmak üzere, her 8 ila 10 çalışma saatinde bir gereklidir; çünkü yüksek hızlı tahrik ve tozlu ortam, rulman aşınmasını hızlandırır ve U-mafsal arızasının sonuçları (ani tahrik mili sıkışması, potansiyel sürtünme kaynaklı tutuşma) pamuk lifi ortamında benzersiz derecede tehlikelidir. Üstün termal kararlılığı ve oksidasyon direnci nedeniyle sentetik PAO bazlı dişli yağı ISO VG 220 önerilir; sıcak iklim çalışma koşulları (30 ila 45 santigrat derece ortam sıcaklığı), sürekli toplama sırasında dişli kutusu yağı sıcaklıklarını 80 ila 100 santigrat dereceye çıkarır ve sentetik yağ, aynı kalitedeki mineral yağa göre koruyucu filmini daha iyi korur.

Sıkça Sorulan Sorular

Editör: Cxm