Tohum Ekme Makinesi Şanzımanı: Hassas Ekim Tahrik Sistemleri

Pnömatik Dağıtım: Fan Dişli Kutusu Neden Matkapın Kalbidir?

Pnömatik tohum ekme makineleri, tek tek tohumları ölçüm mekanizmasından dağıtım boruları ağı üzerinden her bir sıra açıcıya taşıyan hava akımını oluşturmak için yüksek hızlı bir santrifüj fan kullanır. Fanın, tohum parçacıklarını hava akımında askıda tutmak ve en yakındakiyle aynı kıvamda en uzak sıra çıkışına ulaştırmak için yeterli hava hızı (genellikle dağıtım borularında 25 ila 40 m/s) üretmesi gerekir. Bu hava hızı gereksinimi, fan hızını belirler; bu hız, fan çapına, dağıtım sıra sayısına, toplam boru uzunluğuna ve ekilen mahsulün tohum ağırlığı özelliklerine bağlı olarak genellikle 3.000 ila 5.500 RPM arasındadır. PTO şanzımanı Hız artırıcı, traktörün 540 RPM (veya 1.000 RPM) PTO çıkışını, 1:5,5 ile 1:10 arasında bir oranla gerekli fan hızına dönüştürür; bu oran, tarımsal şanzıman uygulamalarındaki en yüksek hız artırma oranlarından biridir.

Fan hızı, ekim makinesinin dozajlama hızındaki veya traktörün zemin hızındaki değişikliklerden bağımsız olarak sabit kalmalıdır. Pnömatik bir ekim makinesinde, dozajlama mekanizması tipik olarak bir zemin tekerleği tarafından tahrik edilir (seyahat hızına orantılıdır ve traktör hızlandıkça veya yavaşladıkça hektar başına tohum oranının sabit kalmasını sağlar), fan ise PTO tarafından tahrik edilir (sabit hızda, zemin hızından bağımsız). Dozajlama (zemin hızına orantılı) ve dağıtım (sabit fan hızı) arasındaki bu temel ayrım, şanzıman çıkışının değişen PTO yüküyle değişmemesi gerektiği anlamına gelir; dozajlama sisteminden geçen yoğun tohum akışı, fan üzerindeki aerodinamik yükü artırır, bu da şanzıman üzerindeki tork talebini artırır ve bu da marjinal bir şanzımanın artan yük altında biraz yavaşlamasına neden olabilir. Bu hafif yavaşlama, hava hızını azaltır, bu da dağıtım borusunun taşıma kapasitesini azaltır ve en ağır tohumların en uzak sıralara ulaşmadan önce hava akımından düşmesine neden olur; bu da "dış sıra yetersizliği" olarak bilinen klasik ekim eksikliğine yol açar.

İki Aşamalı Şanzıman Tasarımı: Yüksek Hız Oranlarına Güvenilir Bir Şekilde Ulaşma

Tek kademeli konik dişli sisteminden 1:7 veya daha yüksek bir hız artış oranı elde etmek pratik değildir; yüksek hızlı çıkış pinyonu o kadar küçülür ki, dişlerinin yorulma çatlaması olmadan gerekli torku iletmek için yeterli kök mukavemetine sahip olmaması söz konusudur ve küçük pinyon üzerindeki diş temas gerilimi, orta güç seviyelerinde bile yüzey sertleştirme işlemine tabi tutulmuş dişli çeliğinin yüzey sertlik kapasitesini aşar. Tek kademeli spiral konik hız artırıcı için pratik maksimum oran yaklaşık 1:5 ila 1:6'dır ve bu oran yalnızca alt sınırı kapsar. tohum ekme makinesi şanzımanı Fan hızı aralığı. 540 RPM PTO'dan 3000 RPM'nin üzerindeki fan hızları için (1:5,5'in üzerindeki oranlar), iki kademeli bir dişli kutusu mühendislik çözümüdür.

İki kademeli bir tohum ekme makinesi şanzımanı, dik açılı konik birinci kademeyi paralel şaftlı helisel ikinci kademeyle birleştirir. Konik kademe, yatay PTO dönüşünü dikey veya açılı fan şaft eksenine dönüştürürken 1:2 ila 1:3 arasında orta düzeyde bir hız artışı sağlar. Helisel ikinci kademe, kalan 1:2 ila 1:3,5 çarpımını sağlayarak 1:4 ila 1:10,5 arasında birleşik bir oran oluşturur; bu da 540 RPM PTO girişinden itibaren pnömatik ekim makinesi fan hızlarının tüm aralığını kapsar. Her bir kademe, rahat oran aralığında çalışır (dişli diş geometrisi, yatak yükleri ve verimliliğin optimize edildiği yer) ve iki kademenin kümülatif verimliliği ila arasındadır; bu, tek kademeli bir üniteye göre biraz daha düşük olsa da, PTO giriş gücünün 'ından fazlasını fan şaftına iletir.

1000 RPM PTO'dan, gerekli toplam oran 1:3 ila 1:5,5'e düşer; bu, düşük fan hızları için tek kademeli konik dişli kutusunda elde edilebilir ve en yüksek hızlar için yalnızca orta düzeyde iki kademeli bir tasarım gerektirir. Bu oran düşüşü, pnömatik matkaplar için 1000 RPM PTO çalışmasının önemli bir pratik avantajıdır: dişli kutusu daha basit, daha verimli ve daha kompakttır; bu da üreticiye, dişli kutusunu matkabın sınırlı dağıtım başlığı alanına yerleştirmede doğrudan fayda sağlar. Üreticiler gibi Ever-Power PTO Şanzımanı Hem tek kademeli hem de iki kademeli konfigürasyonlar sunarak, büyük matkap markalarının özel fan hızı gereksinimlerine uygun oranlar sağlıyor ve genel bir dişli kutusunu hassas ekim uygulamasına uyarlamanın deneme yanılma yöntemini ortadan kaldırıyor.

Kombine Tohum-Gübre Ekim Makineleri: Çok Fonksiyonlu Şanzıman Gereksinimleri

Tohum ve gübreyi aynı anda ayrı sıralara veya ayrı derinliklere yerleştiren kombine ekim makineleri, modern tarım uygulamalarında en yaygın konfigürasyondur. Kombine ekim makinesindeki PTO şanzımanının iki ayrı işlevi çalıştırması gerekebilir: pnömatik fan (tohum ve/veya gübre dağıtımı için) ve gübre karıştırıcı veya helezon (granül gübrenin ölçüm mekanizmasının üzerindeki haznede tıkanmasını önlemek için). Tohum yatağı hazırlama ekipmanının ekim geçişiyle nasıl etkileşimde bulunduğunu anlamak için mühendislik kılavuzumuza bakın. döner tırmık dişli kutusu uygulamalar ve toprak yapısı gereksinimleri.

Bazı kombine ekim makineleri, hem tohumu hem de gübreyi ayrı boru ağları aracılığıyla dağıtmak için tek bir yüksek kapasiteli fan kullanırken, diğerleri iki bağımsız fan kullanır; biri tohum için (hassas dağıtım gerektirir) ve diğeri gübre için (± dağıtım homojenliği kabul edilebilir). Çift fanlı bir konfigürasyon, iki ayrı fan gerektirebilir. PTO şanzımanı Farklı hızlarda çıkışlar veya her iki fanı da aynı hızda ayrı kayış veya zincir tahrikleriyle çalıştıran tek bir şanzıman çıkışı olabilir. Şanzıman güç değeri, birleşik fan güç talebini, karıştırıcı gücünü ve tahrik sistemi kayıplarını hesaba katmalıdır; tipik olarak 3 ila 6 metrelik kombine bir sondaj makinesi için toplam 20 ila 60 HP olup, gücün ila 'i fan(lar) tarafından, geri kalanı ise karıştırıcı ve sürtünme kayıpları tarafından tüketilir.

Fan Hızı Kararlılığı ve Sıra Sıra Dikim Düzgünlüğü

Her bir dağıtım borusundaki hava hızı, tohumların sıra açıcıya tam olarak ulaşıp ulaşmayacağını veya bazı tohumların hava akımından erken düşüp düşmeyeceğini belirler. Geniş bir ekim makinesinde (4 ila 6 metre, 24 ila 48 sıra çıkışı ile), en dıştaki boru hatları en içteki hatlardan 2 ila 3 kat daha uzundur ve bu da dış kanallarda daha yüksek aerodinamik direnç oluşturur. Fan, en uzun boru hattının direncini aşmak için yeterli toplam hava akışı üretmelidir ve borular ortak bir dağıtım başlığını paylaştığı için, daha kısa borulardaki hava akışı, daha kısa boruların daha uzun borulardan hava akışı çalmasını önlemek için ayrı ayrı akış sınırlayıcılar veya kalibre edilmiş boru çapları ile kontrol edilmelidir.

Fan hızındaki %5'lik bir düşüş, hava hızını %5 azaltır (fan yasaları: hava akışı hızla orantılıdır), bu da dağıtım borularındaki dinamik basıncı yaklaşık azaltır (basınç, hızın karesiyle orantılıdır). Bu 'luk basınç düşüşü, en içteki boruların (kısa hatlar, düşük direnç) tohumları tam sayıda iletmeye devam etmesi için yeterli olabilirken, en dıştaki borular (uzun hatlar, yüksek direnç) tohum parçacıklarını askıda tutmak ve taşımak için gereken minimum hızın altına düşer; bu da iç sıraların tamamen dolu olduğu, ancak dış sıraların ekim makinesinin kenarlarına doğru giderek inceldiği bir tarla çıkış modeli oluşturur. Bu başarısızlık modu ekim zamanında görünmez ve ancak 7 ila 14 gün sonra ürün düzensiz bir şekilde çıktığında belirgin hale gelir; bu noktada ekim penceresi kapanmış olur ve düzeltici bir işlem mümkün olmaz.

Bu arızayı önlemek için, yük değişimi (değişen tohum akış hızı), sıcaklık değişimi (soğuk sabah başlangıcından sıcak öğleden sonra çalışmasına) ve PTO hızı değişimi (pulluk tertibatından gelen değişen çekme yükü altında traktör regülatörünün düşmesi) gibi tüm çalışma koşullarında fan hızını nominal değerin ±%2'si içinde tutan bir şanzımana ihtiyaç vardır. tarımsal şanzıman Tohum ekme makinesi fan tahrik sistemi için belirtilen özellikler, yüksüz durumdan tam yük durumuna kadar %1'den daha az hız düşüşü göstermelidir; bu özellik, düşük boşluklu dişliler, uygun şekilde ön yüklenmiş rulmanlar ve yüksek kavrama verimliliği gerektirir, böylece fan yükündeki artış, şanzıman çıkışında minimum hız düşüşüne neden olur.

Yüksek Hızlı Çıkış Yatakları: Ömrü Sınırlayan Bileşen

Tohum ekme makinesi fan dişli kutusunun çıkış mili yatakları, ana akım tarımsal dişli kutusu uygulamalarındaki herhangi bir yatak pozisyonunun en yüksek sürekli hızında çalışır. 4.500 RPM'de çalışan bir fan, saatte 270.000 iç halka devri biriktirir; bu, standart 540 RPM PTO dişli kutusu çıkışı için 32.400'e kıyasla çok daha yüksektir. Bu 8 kat hız artışı, yatak yorulma birikimini orantılı olarak hızlandırır: 540 RPM'de 20.000 saatlik hesaplanmış L10 ömrüne sahip bir yatak, 4.500 RPM'de yaklaşık 2.500 saatte aynı yorulma hasarına ulaşır (ISO 281'e göre, yatak ömrü sabit yükte hızla ters orantılıdır). Ekim sezonunda 400 saat çalışan bir tohum ekme makinesi dişli kutusu, yatağın olasılıkla yorulma eşiğine 6 ila 7 sezonda ulaşacaktır; bu, operatörlerin kaliteli bir tarımsal dişli kutusundan beklediği 20+ yıllık hizmet ömründen çok daha kısadır.

Bu nedenle, rulman seçiminde statik yük kapasitesinden ziyade yüksek hızdaki yorulma ömrüne öncelik verilmelidir. Derin oluklu bilyalı rulmanlar (düşük hızlı tarım dişli kutularında yaygın olan konik makaralı rulmanlar yerine), yüksek hızlı çıkış pozisyonu için tercih edilen seçenektir çünkü hızda daha az sürtünme ısısı üretirler, kafes dengesizliği olmadan daha yüksek dönüş hızına dayanırlar ve fan milinin ağırlıklı olarak radyal yükleri altında daha iyi L10 ömrü sağlarlar. Rulman, yüksek çalışma sıcaklığında iç halkanın termal genleşmesini karşılamak için C3 veya C4 iç boşluk (normalden daha büyük) ile belirtilmelidir; standart boşlukla takılan bir rulman, sürekli yüksek hızlı çalışma sırasında ısındıkça aşırı ön yükleme geliştirebilir, aşınmayı hızlandırabilir ve etkili yorulma ömrünü ila oranında azaltabilir.

Yüksek hızlı çıkış yatağı için yağlama çok önemlidir. 4500 RPM'de, yatak, 540 RPM'ye kıyasla birim yağlama teması başına daha fazla ısı üretir ve yuvarlanma elemanları ile yuvarlanma yolu arasındaki yağ filminin, yükselen yatak sıcaklığına karşılık gelen düşük viskozitede tutulması gerekir. Sentetik dişli yağı (PAO bazlı ISO VG 150 veya 220), yüksek hızlı tohum ekme makinesi dişli kutusu çıkış yataklarının tipik sıcaklıklarında (sıcak ortam koşullarında sürekli ekim işlemi sırasında 60 ila 90 santigrat derece) güvenilir film oluşumu için gereken termal kararlılığı ve viskozite korumasını sağlar.

Ekim Sezonu Bakımı ve Sezon Öncesi Hazırlık

Ekim dönemi, genellikle tüm ekim takvimindeki en kritik dönemdir; optimum ekim tarihinden sonraki her gecikme günü, ürüne ve bölgeye bağlı olarak potansiyel verimi %0,5 ila %2 oranında azaltır. Bu dönemde meydana gelen bir şanzıman arızası, yalnızca onarım süresini değil, makinenin boşta kaldığı süre boyunca kaybedilen yeri doldurulamaz ekim günlerini de beraberinde getirir. Sezon öncesi hazırlık, yağ değişimini (en zorlu dönem için tam katkı maddesi gücüne sahip taze yağ), yatak boşluğu kontrolünü (pürüzlülük veya boşluk olup olmadığını kontrol etmek için çıkış milini elle döndürmeyi) içermelidir. PTO şaftı U-eklem yağlaması ve aşınma kontrolü ile fan hızının, matkap üreticisinin spesifikasyonuna ±%2 oranında uyup uymadığını doğrulamak için takometre kullanılarak fan hızı doğrulaması yapılır.

Ekim mevsimi boyunca, günlük bakım, her gün çalışmanın ilk dakikalarında görsel yağ seviyesi kontrolü ve kısa bir dinleme değerlendirmesiyle sınırlıdır. Tohum işleme kimyasalları (işlem görmüş tohum üzerindeki mantar ilacı ve böcek ilacı kaplamaları), şanzıman gövdesine çöken ve standart boya yüzeylerine aşındırıcı olabilen ince toz üretir. Nem birikmesini ve korozyonu başlatan kimyasal toz birikimini önlemek için ekim sırasında şanzımanın dış yüzeyini haftalık olarak temizleyin. Bir tohum ekme makinesi fan şanzımanındaki yüksek hızlı çıkış yatakları, neredeyse diğer tüm tarımsal şanzıman yataklarından daha fazla çalışma saati başına stres döngüsüne maruz kalır; 4.500 RPM'de çalışan bir fan, saatte 270.000 devir biriktirirken, 540 RPM PTO şanzıman çıkışı için bu sayı 32.400'dür. Bu hızlandırılmış döngü sayısı, yatak yorulma ömrünün daha az takvim saati içinde ulaşıldığı anlamına gelir; bu nedenle, ekim sırasında yatak durumu izleme (gürültü değişikliklerini dinleyin, gövdedeki titreşimi hissedin) diğer mevsimlere göre daha yüksek bir önceliktir.

Sıkça Sorulan Sorular

Editör: Cxm