Maatalouskoneiden matovaihteet — kestävyysopas pellolle

Vaihteiston vikaantumisen todellinen hinta istutuskauden aikana

Riisinistutuskonetta, jonka matovaihteen akseli on juuttunut kiinni riisin istutuskauden ensimmäisellä viikolla, ei voida korjata nopeasti. Lähin valtuutettu huoltokeskus voi olla 80 kilometrin päässä. Varaosa on ehkä tilattava alueelliselta jälleenmyyjältä, mikä kestää 5–10 päivää. Kone seisoo käyttämättömänä pellolla. Jeollan maakunnassa optimaalinen istutusaika pääkauden sadolle on noin 18 päivää. Koneen seitsemän päivän seisokkiaika kyseisenä aikana voi maksaa enemmän sadonmenetyksenä ja työvoiman siirtymisenä kuin koko istutuskoneen käyttöjärjestelmän komponenttien arvo.

Tämäntyyppinen vika – matoakselin murtuma ensimmäisessä kosketuksessa upotetun kiven kanssa riisinvalmistuksen aikana – ei ole mekaaninen ylikuormitustapahtuma tavanomaisessa mielessä. Mattoakselin teknisten tietojen mukaista vääntömomenttiarvoa ei ylitetty. Vikaantui... hauras halkeama kotelon ja ytimen rajalla induktiokarkaistusta C45-akselista, joka on iskukuormituksen alaisena jopa silloin, kun vakiomomentti on nimellisarvojen rajoissa. Tämän eron – jatkuvan vääntömomentin kapasiteetin ja iskumurtumiskestävyyden välillä – ymmärtäminen on lähtökohta maataloustuotteiden määrittelylle. matovaihteistot jotka todella selviävät kenttäolosuhteista.

Korea Ever-Power valmistaa raskaaseen käyttöön tarkoitetut matovaihteistot maatalouskoneisiin materiaalit, pintakäsittelyt ja voiteluainevaatimukset on valittu niiden kolmen kenttävikatyypin mukaan, jotka aiheuttavat suurimman osan maatalouden matovaihteiden vaihdoista Korean ja Kaakkois-Aasian riisin- ja vihannestenviljelyalueilla.

Kolme vikaantumistapaa, jotka selittävät useimpia maatalouden matovaihteiden vaihtoja

◆ Murtumistyyppi 1 — Hauras murtuma induktiokarkenemisrajalla

C45-keskihiilinen teräs kestää hyvin induktiokarkaisua – pinta saavuttaa 55–58 HRC:n lujuuden, mikä antaa hyvän liukukulumiskestävyyden kierteen kierteessä. Ongelmana on kovan kotelon ja karkaisemattoman ytimen välinen siirtymäalue. Tässä vyöhykkeessä teräksen mikrorakenne siirtyy kovasta martensiitista pehmeämpään perliittiin/ferriittiin 0,5–1,5 mm:n syvyydessä. Staattisessa kuormituksessa tämä rajapinta ei ole ongelma. Iskukuormituksessa – aurauspiikki osuu haudattuun kiveen, istutussormimekanismi osuu maakokkareeseen – kierteen tyveen kohdistuva jännitystila sisältää taivutuskomponentin, joka keskittyy tälle rajapinnalle. Haurasmurtuma alkaa siellä ja etenee kierteen poikki millisekunneissa. Varsi ei taivu ennen murtumistaan. Murtumispinta on rakeinen ja kirkas, mikä on tyypillistä haurasmurtumiselle, ei sitkeän ylikuormituksen tylsä ​​kuitupinta.

◆ Vikatila 2 — Varastointikorroosio ja käynnistyksen aikainen takavarikko

Koreassa ja Kaakkois-Aasiassa maatalouskoneita käytetään intensiivisesti 1–3 kuukautta kasvukauden aikana, minkä jälkeen niitä varastoidaan – usein ulkona tai lämmittämättömissä varastoissa – loput 9–11 kuukautta. Varastoinnin aikana kaksi korroosioprosessia hyökkää suojaamattomiin madonakseleihin samanaikaisesti. Ilmankosteus aiheuttaa yleistä pintaruostetta, joka on näkyvää ja joskus kiinnittää käyttäjän huomion. Vahingollisempaa on rakokorroosio, joka kehittyy akselin kierteiden kylkien ja pronssisten pyöränhampaiden väliseen kapeaan rakoon, johon jää maaperän kosteus ja peltokauden lannoiteliuos jäävät. Kun kone käynnistetään seuraavana kautena, tämä rakokorroosiovyöhyke voi aiheuttaa liiman tarttumisen ensimmäisessä kytkennässä – materiaalia irtoaa sekä akselin kierteistä että pyörän hammaspinnasta, jolloin jäljelle jää karkea ja repeytynyt pinta kiihdyttää kulumista tästä kohdasta eteenpäin.

◆ Vikatila 3 — Rasvan terminen hajoaminen kesäkäytössä

Suljetun matovaihteen kotelon, joka on tiivistetty NLGI 2 -mineraalirasvalla, sisälämpötilat kesällä päiväsaikaan Koreassa ja Kaakkois-Aasiassa ovat tyypillisesti 65–80 °C, kun ympäristön lämpötila nousee 33–38 °C:een ja kotelo on suorassa auringonvalossa. Useimpien tavallisten mineraalipohjaisten maatalousrasvojen tippumispiste on 170–185 °C, mutta viskositeetti alkaa ohentua ja öljyn erottua jatkuvasti yli 75 °C:n lämpötiloissa. Perusöljy tihkuu sakeuttamisaineesta ja siirtyy pois kosketusalueelta jättäen kuivaa sakeuttamisainetta hammaspyörien pinnoille. Mato jatkaa pyörimistä jäljellä olevan kalvon päällä jonkin aikaa, minkä jälkeen se osoittaa adheesiokulumista, joka alkaa pronssipyörän hampaan pinnan tyypillisellä tahriintumisella ja kiillottumisella, joka lopulta etenee kitkasyöpymiseksi.

Tekniset tiedot — Maataloussovellus

Tuotantolaitos

Kenttäkestävien matoakselien ja -pyörien takana oleva metallurgia

Haurasmurtuman ongelman ratkaiseminen edellyttää sen ymmärtämistä, mikä todellisuudessa muuttuu, kun siirrytään C45-induktiokarkaisusta 40Cr-läpikarkaisuun. Induktiokarkaisussa lämmitetään vain akselin pintakerros – tyypillisesti 1,5–3,0 mm:n syvyyteen – ja sammutetaan se martensiitiksi, jonka lujuus on 55–58 HRC. Ydin pysyy karkaisemattomana, pehmeänä ja suhteellisen sitkeänä, mutta näiden kahden alueen välinen siirtymäalue luo paikallisen metallurgisen epäjatkuvuuden. Kierteen tyveen kohdistuvien taivutuskuormien alaisena jännityskeskittymiä muodostuu tälle rajalle, eikä kotelon runsashiilinen martensiitti – joka on kova, mutta ei sitkeä – jaa jännitystä uudelleen paikallisen myötäämisen kautta ennen murtuman alkamista.

Läpikarkaisu 40Cr:llä poistaa tämän rajan. Koko akselin poikkileikkaus kuumennetaan ja sammutetaan tasaisen kovuuden saavuttamiseksi, minkä jälkeen se päästään pinnalta 50–55 HRC:hen, jolloin kovuus pysyy tasaisena koko poikkileikkauksen ajan. Niiden välillä ei ole pehmeää ydintä, kovaa kuorta eikä metallurgista epäjatkuvuutta. Saman iskutaivutuskuormituksen vaikutuksesta kierteen tyvessä 40Cr:llä läpikarkaistu materiaali jakaa jännityksen uudelleen pienimuotoisen plastisen muodonmuutoksen avulla ennen murtumista – absorboiden iskuenergian, joka murtaisi C45-induktiokarkaistun akselin samassa tilassa. Kompromissina on hieman alhaisempi huippupinnan kovuus (50–55 HRC vs. 55–58 HRC), mikä vaikuttaa hieman liukulumiskestävyyteen, mutta on täysin hyväksyttävää maatalouskoneiden hammasvaihteiden hampaiden kosketuspintojen käyttöpaineissa.

Madonpyörän tapauksessa valinta alumiini-rautapronssin (ZCuAl10Fe3) ja tinapronssin (ZCuSn10Pb1) välillä sisältää suoran lujuuden ja kulumiskestävyyden välisen kompromissin. Tinapronssin vetolujuus on noin 250–280 MPa, ja se muodostaa itsestään uusiutuvan tribologisen siirtokerroksen verkkorajapintaan, mikä antaa poikkeuksellisen hyvät kulumis- ja syöpymättömyysominaisuudet jatkuvassa liukumisessa. Alumiini-rautapronssin vetolujuus on 550–600 MPa – yli kaksinkertainen – ja se on huomattavasti parempi iskunkestävyys, mutta hieman heikompi syöpymättömyys jatkuvassa suurella nopeudella liukumisessa. Maatalouskäytöissä, joissa hallitseva kuormitustapahtuma on kivestä tuleva iskupulssi jatkuvan suurella nopeudella tapahtuvan käytön sijaan, alumiinipronssi on oikea valinta. Jatkuvakäyttöisissä sovelluksissa, kuten kastelujärjestelmän nivelvaihteistoissa, tinapronssi on parempi vaihtoehto.

Yksi tärkeä huomautus voiteluaineiden yhteensopivuudesta: alumiini-rautapronssi on kemiallisesti herkkä rikki- tai klooriyhdisteisiin perustuville äärimmäisen paineen (EP) öljyn lisäaineille. Rikki reagoi seoksen kuparin ja alumiinin kanssa muodostaen hampaan pinnalle syövyttäviä reaktiotuotteita, jotka kiihdyttävät kulumista – joskus nopeammin kuin ilman voitelua ollenkaan. Valitse mineraaliöljy ilman EP-lisäaineita tai PTFE-pohjaiset ja kalsiumsulfonaattipohjaiset synteettiset rasvat – kaikkien on vahvistettu olevan yhteensopivia molempien pronssilaatujen kanssa.

Matokäyttölaitteen suunnittelu 10 kuukauden varastointia varten sesongin ulkopuolella

Sesongin ulkopuolinen varastointi on maataloudelle ominainen suunnittelurajoite, jota teollisuusmatovaihteiden suunnittelukirjallisuudessa tuskin käsitellään. Keski-Koreassa lämmittämättömässä ladossa marraskuusta maaliskuuhun seisova matovaihteen kotelo käy läpi noin 120 jäätymis-sulamisjaksoa. Riittämättömästi tiivistetyn kotelon sisään jäänyt kosteus tiivistyy matoakselin pinnalle joka aamu lämpötilan noustessa ja haihtuu sitten osittain tuuletusaukon kautta. Lauhteen sisältämät maaperän mineraalit ja lannoitejäämät tiivistyvät akselin pinnalle peräkkäisten jaksojen aikana. Kevääseen mennessä käsittelemättömän C45-matoakselin hammaspinnalla voi olla näkyvä oranssi ruostekerros kierteiden kyljissä – ja, mikä tärkeämpää, ohut korroosiotuotekalvo pyörän verkkokosketusalueella, joka toimii hienona hioma-aineena ensimmäisessä käynnistyksessä.

Madonakselin sinkkifosfaattikäsittely puuttuu tähän mekanismiin sen perimmäisissä kohdissa. Sinkkifosfaattikerros on mikrohuokoinen epäorgaaninen pinnoite, joka pitää voiteluaineen akselin pinnalla kapillaari-ilmiön avulla, vaikka suurin osa rasvasta siirtyy pois akselin pinnalta pitkien varastointiaikojen aikana. Kun kondensaatiota tapahtuu ja pintaruostetta alkaa muodostua ohuelle voiteluainekalvolle, ruoste muodostuu ensisijaisesti sinkkifosfaattioksidikerrokselle eikä teräsalustalle. Tämä viivästyttää sitä, että perusmetallin korroosio saavuttaa hampaan kosketusalueen, tyypillisesti riittävästi, jotta se kestää 10 kuukauden varastointiajan, jota seuraa puhdas kytkentä ensimmäisessä käynnistyksessä.

Varastointikestävyyden voiteluaineen spesifikaatio edellyttää synteettistä perusöljyä mineraalipohjaisen sijaan. Mineraaliöljypohjaisissa rasvoissa havaitaan mitattavaa öljynvuotoa yli 60–70 °C:n lämpötiloissa – tämä tarkoittaa, että kesävarastoinnin aikana (navetan katon pintalämpötila voi nousta 50 °C:seen heinäkuussa, jolloin sisälämpötilat voivat nousta 45–50 °C:een rajoitetulla ilmanvaihdolla) öljy tihkuu rasvan sakeuttamisaineesta ja siirtyy kotelon alimpaan kohtaan. Marraskuuhun mennessä vaihteiden pinnoilla ei välttämättä ole enää käytännössä lainkaan voitelukalvoa jäljellä. Synteettinen PAO-pohjainen NLGI 2 -kalsiumsulfonaattirasva säilyttää öljynerottumiskestävyyden 80 °C:seen ja sitä korkeampaan lämpötilaan asti, ja sen jähmepiste alle -40 °C:ssa varmistaa, ettei se kovetu pisteeseen, joka estää vaihteiden kytkeytymisen talviaamun käynnistyslämpötiloissa.

Laitteiden vaihtoviite

Alla olevia tuotemerkkejä käytetään vain mittasuhteiden yhteensovittamiseksi, eivätkä ne tarkoita kaupallista tai teknistä yhteistyötä. Kaikki tavaramerkit ovat omistajiensa omaisuutta.

Asiakasprojektien referenssit

Tavallinen maataloudellinen vs. erittäin kestävä peltospesifikaatio

Maataloussovelluksiin, jotka vaativat täysin suljettua käyttöyksikköä, on saatavilla yhteensopivia matovaihteita IP65- ja IP67-luokitelluissa koteloissa, jotka on tehtaalla täytetty yllä kuvatulla synteettisellä rasvalla. Kompakti koteloitu matovaihteiden alennusvaihteet istutus-, kylvö- ja kastelujärjestelmien käyttölaitteita on saatavilla suoraan asennettaviksi ilman kotelon muutoksia. Käy osoitteessa matopyörävaihteisto.yläosa koko maatalouden matovaihteiden komponenttivalikoimasta.

Usein kysytyt kysymykset