Kazma Makinesi Şanzımanı: Düşük Hızlı Toprak Ters Çevirme Tahrik Sistemi

Toprak İşleme Makinesi Nasıl Çalışır: Krank Mili Tahrikli Toprak Ters Çevirme

Pistonlu bir toprak işleme makinesi, krank mili mekanizmasına monte edilmiş düz kürek bıçakları setleri kullanır; her bıçak toprağa dikey olarak 200 ila 400 mm derinliğe kadar girer, 5 ila 15 kg ağırlığında ayrı bir toprak parçasını kaldırır, krank mili dönerken 180 derece döndürür ve ters çevrilmiş toprak parçasını tekrar işleme yuvasına bırakır. Bıçaklar, çalışma genişliği boyunca kademeli sıralar halinde düzenlenmiştir (tipik olarak her biri 4 ila 8 kürekten oluşan 2 ila 4 sıra, toplamda 8 ila 32 ayrı kürek bıçağı), her sıra krank mili dönüşünün farklı bir aşamasında toprağa girecek şekilde zamanlanmıştır; bu, birleşik kaldırma yükünü krank mili dönüşü boyunca dağıtır ve tepe tork değişimini azaltır. PTO şanzımanı özümsemesi gerekiyor.

Krank mili 100 ila 250 RPM arasında çalışır; bu, döner tırmık rotorundan (200 ila 280 RPM) çok daha yavaş ve hız artırıcı bir şanzıman çıkışından kat kat daha yavaştır. 540 RPM'lik bir PTO'dan, bu, 1:2,2 ila 1:5,4 oranında hız düşürme gerektirir; bu da kürek makinesi şanzımanı Derin toprak işleme makinelerinin dişli kutuları ve TMR karıştırıcılarının dişli kutuları ile birlikte yüksek torklu redüktör kategorisinde sağlam bir yere sahiptir. Tipik 2 metrelik çalışma genişliğinde toplam kaldırma kuvveti, toprak tipine, toprak nemine ve çalışma derinliğine bağlı olarak 5.000 ila 20.000 N arasında değişir; bu da ağır hizmet tipi dişliler, büyük şaft çapları ve düşük dönüş hızında sürekli döngüsel yükleme için optimize edilmiş sağlam yatak düzenlemeleri gerektiren sürekli ve zorlu bir mekanik gereksinimdir.

Bir toprak işleme makinesi ile döner tırmık arasındaki temel fark, toprağın nasıl hareket ettirildiğidir. Döner tırmık, toprağı kesen, parçalayan ve fırlatan ileri doğru dönen bıçaklar kullanır; bu da ince, gevşek bir tohum yatağı oluşturur ancak sağlıklı toprağın su sızması ve kök penetrasyonu için bağlı olduğu toprak agregatlarını, biyolojik kanalları ve makro gözenek yapısını yok eder. Toprak işleme makinesi ise her bir toprak parçasını olduğu gibi kaldırır ve ters çevirir, iç agregat yapısını korurken işleme tabakasının tamamen ters çevrilmesini sağlar. Doğal toprak yapısının bu dikkatli korunması, toprak sağlığının yönetim önceliği olduğu sertifikalı organik tarım, rejeneratif tarım ve yüksek değerli bahçecilik faaliyetlerinde toprak işleme makinelerinin tercih edilen birincil toprak işleme aleti olmasının başlıca nedenidir. Geleneksel döner tırmık dişli kutusu mühendisliği ile karşılaştırma için ayrıntılı kılavuzumuza bakın. döner tırmık dişli kutusu Uygulamalar ve tasarım.

Krank Mili Tahrik Sistemi için Redüksiyon Dişli Kutusu Tasarımı

Bir kazıcı makinenin şanzıman mimarisi, yatay PTO dönüşünü krank mili yönüne dönüştüren dik açılı bir konik giriş kademesini, gerekli toplam hız düşüşünü sağlayan paralel şaftlı helisel veya düz dişli bir çıkış kademesiyle birleştirir. 1:2,2 ila 1:3,5 oranları için tek kademeli bir konik yeterli olabilir; ancak 1:4 ila 1:5,4 oranında düşüş gerektiren daha derin çalışma ve daha yavaş krank mili dönüşlü makineler için, iki kademeli bir tasarım (1:1,5 ila 1:2 oranında konik giriş, ardından 1:2 ila 1:2,7 oranında helisel düşüş) toplam oranı iki dişli ağına dağıtır ve her kademeyi verimli çalışma aralığında tutar. Üreticiler gibi Ever-Power PTO Şanzımanı Her bir kazıcı makine modelinin özel krank mili hızı ve tork gereksinimlerine uygun iki farklı konfigürasyon sunuyoruz.

Çıkış dişli modülü kürek makinesi şanzımanı Genellikle 5 ila 8 mm arasındadır; bu, derin toprak işleme makinelerinin dişli kutularında kullanılan ağır hizmet tipi aralıkla aynıdır ve benzer düşük çıkış hızlarında iletilen tork seviyelerini yansıtır. Krank mili bağlantısındaki çıkış mili çapı 70 ila 120 mm arasındadır ve çoklu krank milinin uyguladığı birleşik burulma, kesme ve eğilme yüklerini karşılayacak şekilde boyutlandırılmıştır. Çıkış konumundaki konik makaralı rulmanlar, döngüsel yükleme modeli için gerekli olan birleşik radyal ve itme yükü kapasitesini sağlar; her krank mili devri, kürek bıçakları toprağa girip çıkarken alternatif itme yönü üretir ve bu da derin oluklu bilyalı rulmanların ilgili tork seviyelerinde verimli bir şekilde karşılayamayacağı ters yönde bir eksenel yük oluşturur.

Krank mili, şanzımanın bir parçası değildir (şanzıman çıkış flanşına bağlanan ayrı bir dövme veya döküm parçadır), ancak şanzıman çıkışı ile krank mili arasındaki arayüz kritik bir tasarım özelliğidir. Bağlantı, krank mili değişimi veya kürek bıçağı servisi için pratik saha bağlantısı kesilmesine izin verirken, göreceli hareket olmadan (eklem yüzeylerinde aşınma korozyonu olmadan) tam çıkış torkunu iletmelidir. Sıkı geçmeli göbeklere sahip (montaj ve sökme için hidrolik olarak genişletilmiş) kamalı kaplinler en sağlam bağlantıyı sağlarken, kamalı flanşlar daha düşük tork kapasitesi ve kama-kama yuvası temasında potansiyel bir aşınma noktası pahasına daha basit saha servisi sunar.

Metre Başına Güç İhtiyacı: Toprak İşleme Neden Ağır Traktörler Gerektirir?

Toprak işleme makineleri, çalışma genişliğinin her metresi için 30 ila 60 beygir gücü tüketir; bu, herhangi bir birincil toprak işleme aletinin en yüksek güç talebidir ve döner tırmık (15 ila 30 HP/m), güç tırmığı (12 ila 25 HP/m) veya kalıplı pulluktan (eşdeğer derinlikte 10 ila 20 HP/m) önemli ölçüde daha fazladır. Yüksek güç talebi, kesmek yerine kaldırmanın temel mekaniğini doğrudan yansıtır: her bir kürek bıçağı, toprak topaklarının ağırlığının yanı sıra toprak profilinden dikey olarak çıkarılmaya direnen yapışma ve sürtünme kuvvetlerinin üstesinden gelmelidir. Bu nedenle, 2 metrelik bir toprak işleme makinesi 60 ila 120 PTO beygir gücü gerektirir; bu da, küreklerin çalışma derinliğinde sıkışmış toprak katmanlarına, kök kütlelerine veya taşlara rastladığında meydana gelen tork artışları için yeterli PTO gücü ve rezervi sağlamak için orta ila büyük bir traktör (100 ila 180 motor beygir gücü) gerektirir.

Bir toprak işleme makinesinin ulaşabileceği ileri hız, doğal olarak krank mili hızı ve kürek bıçaklarının sayısı ile sınırlıdır. Sıra başına 8 bıçakla 150 RPM krank mili hızında, makine dakikada 8 × 150 = 1.200 kürek darbesi gerçekleştirir. Her darbe yaklaşık 100 ila 150 mm genişliğinde (bıçak genişliği) bir toprak dilimini işler, bu nedenle makine minimum bıçak aralığında dakikada 1.200 × 0,1 = 120 metre ilerler - yaklaşık 7,2 km/sa, bu da toprak kalitesi hususlarının gerektirdiği pratik maksimum ileri hız olan 2 ila 3 km/sa'in oldukça üzerindedir. Pratikte, ileri hız, krank mili kapasitesiyle değil, bitişik bıçak konumları arasında işlenmemiş şerit bırakmayan, üst üste binen kürek darbeleri üretme gerekliliğiyle sınırlıdır; 100 ila 200 RPM krank mili hızında 1,5 ila 3 km/sa ileri hız, tüm çalışma genişliği boyunca bu sürekli kapsama alanını sağlar.

Organik Madde Entegrasyonu ve Örtü Bitkisi Yönetimi

Toprak işleme makinesinin, yüzey malzemesini parçalamadan tam çalışma derinliğine gömme özelliği, onu örtü bitkileri, yeşil gübreler, mahsul kalıntıları ve uygulanan kompostu toprak profiline karıştırmak için tercih edilen alet haline getirir. Döner tırmık, yüzey malzemesini sığ toprak işleme katmanında (150 ila 200 mm) parçalar ve karıştırır; burada malzeme aerobik yüzey bölgesinde hızla ayrışır ve kalıcı toprak organik maddesine çok az katkıda bulunur. Toprak işleme makinesi ise aynı malzemeyi 200 ila 400 mm derinliğe -hızlı aerobik ayrışma bölgesinin altına- gömer; burada anaerobik koşullar altında yavaşça parçalanır, istikrarlı humus oluşumuna ve uzun vadeli toprak karbon depolamasına katkıda bulunur.

O tarımsal şanzıman Örtü bitkisi ekimi sırasında çapa makinesinin çalıştırılması, temiz toprakta çapalama işlemine göre daha yüksek tork gerektirir çünkü yüzeydeki bitki örtüsü, çapa girişine direnç ekler; uzun saplı örtü bitkileri (0,5 ila 1,5 metre yükseklikteki çavdar, fiğ, kırmızı yonca) çapa bıçaklarının etrafına sarılır ve çıplak toprak işlemine kıyasla kaldırma kuvvetini ila oranında artırır. Şanzıman, sadece temiz toprak değerine değil, bu bitki örtüsü yüklü tork koşuluna göre derecelendirilmelidir ve PTO tahrik hattındaki kaymalı kavrama, makinenin ağır örtü bitkisi kalıntılarını yanlış tetikleme olmadan işleyebilmesi ve aynı zamanda gerçek bir engel (büyük taş, gömülü metal) krank miline veya şanzımana zarar vermeden önce serbest bırakabilmesi için yeterince yüksek kalibre edilmelidir.

Taş Taşıma ve Aşırı Yük Koruması

Kazma makineleri, taşları ve gömülü engelleri döner tırmıklara göre daha nazikçe işler çünkü kazma bıçağı taşı yüksek hızlı bir darbeyle vurmak yerine kaldırır. Saniyede 5 ila 7 m uç hızıyla hareket eden bir döner tırmık bıçağı, taşa hızın karesiyle orantılı kinetik enerjiyle çarpar; bu da taşı çatlatan, bıçağa zarar veren ve şanzıman aracılığıyla şok yükleri ileten şiddetli darbeler üretir. Toprağa sadece 1 ila 3 m/s dikey hızla giren bir kazma makinesi bıçağı, taşa çok daha düşük bir enerjiyle temas eder ve krank mili mekanizması, taşı parçalamaya çalışmak yerine, onu çevreleyen toprak parçasıyla birlikte kaldırır. Bu doğal olarak daha nazik taş işleme, daha az bıçak aşınması, daha az şanzıman şok yükü ve daha az taş parçalanması (amaç, taşları daha küçük parçalara ayırıp toprak tabakasında bırakmak yerine, tarladan bütün taşları çıkarmak olduğunda bir avantajdır) sağlar.

Ancak, hareket ettirilemeyen engeller (kaya çıkıntıları, gömülü beton, büyük ağaç kökleri) yine de koruma gerektiren aşırı yüklenme koşulları yaratır. Birincil koruma şudur: PTO şaftı Kaymalı kavrama, nominal sürekli torkun 1,5 ila 2,0 katı değerinde serbest bırakılacak şekilde kalibre edilmiştir; bu, bir kürek bıçağının kaldıramayacağı bir engelle karşılaşması durumunda meydana gelebilecek krank mili durma durumundan şanzımanı korur. Ayrıca, üst düzey kürek makinelerindeki her bir kürek bıçağı, hareket ettirilemeyen bir engelle karşılaştığında geriye doğru sapmasına ve engel geçtikten sonra çalışma konumuna geri dönmesine olanak tanıyan yaylı kopma tertibatlarına monte edilmiştir; bu da hem bıçağı hem de krank mili yataklarını, sert bir bıçak montajının ileteceği yoğun darbe yükünden korur.

Toprak işleme makineleri için dişli kutusu gövde malzemesi spesifikasyonu, derin toprak işleme makineleriyle aynı mantığı izler: sünek dökme demir (EN-GJS-400-15 veya daha yüksek kalite), kayma kavraması ve kopma mekanizmalarından geçen artık şok yüküne dayanmak için gereken darbe dayanıklılığını sağlar. Standart gri dökme demir gövdeler, 200 ila 400 mm derinlikte çalışan toprakla temas eden aletlerin döngüsel şok ortamı için yetersizdir; sürekli yüksek tork ve aralıklı darbe aşırı yüklenmesinin birleşimi, gri dökme demir gövdelerde 3 ila 5 sezon içinde yorulma çatlamasına neden olurken, sünek dökme demir gövdeler aynı yüke 10 ila 15+ sezon dayanır. Sünek dökme demirin gri dökme demire göre ağırlık dezavantajı mütevazıdır (aynı geometri için yaklaşık daha ağırdır) ve bu dezavantaj, uzatılmış hizmet ömrü ve gri dökme demirin bu uygulamada sunduğu felaket niteliğindeki gövde kırılma riskinin ortadan kaldırılmasıyla fazlasıyla telafi edilir.

Mevsimsel Bakım ve Rulman Kontrolü

Toprak işleme makineleri, genellikle ilkbahar veya sonbahar aylarındaki ana toprak hazırlama döneminde yoğunlaşan, yılda 50 ila 200 saatlik bir süreyle, mevsimsel olarak çalışır. Bu dönemdeki yoğun döngüsel yükleme, her krank mili devrinde her yatak pozisyonunda tam bir yük tersine çevrilmesi meydana geldiği için, çoğu tarımsal dişli kutusuna göre çalışma saati başına daha fazla kümülatif yatak yorgunluğu oluşturur. Sezon öncesi kapsamlı bakım, yeni sentetik PAO bazlı EP dişli yağı ISO VG 320 (orta yük uygulamalarında kullanılan VG 220'den bir derece daha ağır olup, düşük hızda, yüksek torklu dişli ağının yüksek temas gerilimlerinde yeterli film kalınlığı için gereken yüksek viskoziteyi sağlar) ile tam bir yağ değişimini, yatak boşluğu kontrolünü (yatak aşınmasını gösteren pürüzlülük veya eksenel boşluk olup olmadığını kontrol etmek için krank milini elle dikkatlice döndürün) ve kaldırma kuvvetini artıracak ve dişli kutusunu aşırı yükleyecek aşınma veya hasar için her bir kürek bıçağının ayrı ayrı incelenmesini içermelidir.

Sezon sonrası depolama, şanzımanın dış yüzeyinin iyice temizlenmesini (gövdede kalan kir, nemi hapseder ve sezon dışı dönemde korozyonu hızlandırır), yağ seviyesinin maksimuma kadar doldurulmasını (tamamen dolu bir gövde, yoğuşma için mevcut iç hava hacmini azaltır) ve 8 ila 10 aylık uzun depolama süresi boyunca kamalı veya anahtarlı bağlantıda sürtünme korozyonunu önlemek için şanzıman-krank mili bağlantı arayüzüne koruyucu gres uygulanmasını içermelidir. Her mevsimsel bakımda dişli boşluğunu kontrol edin — kürekleme işleminin yüksek döngüsel yükü, sürekli dönüşlü uygulamalara göre çalışma saati başına önemli ölçüde daha fazla dişli aşınmasına neden olur ve çıkış dişlisi ağında boşluğun 0,50 mm veya daha fazla artması, bir sonraki çalışma sezonundan önce dişli ve yatak değişimini gerektiren önemli bir aşınmayı gösterir.

Sıkça Sorulan Sorular

Editör: Cxm