Come determinare il rapporto di trasmissione del pignone per diverse macchine agricole?

Le macchine agricole lavorano duramente ogni giorno, spesso in condizioni difficili. Quindi, selezionando il corretto il rapporto di trasmissione del pignone è una delle decisioni più importanti che prenderai. Il giusto rapporto garantisce che la vostra attrezzatura offra velocità efficiente e affidabilità.

In questo articolo imparerai come calcolare i rapporti di trasmissione dei pignoni, quali fattori influenzano la scelta e come scegliere il rapporto migliore per i diversi tipi di macchine agricole.

Cos'è il rapporto di trasmissione del pignone?

Un rapporto di trasmissione della ruota dentata può essere definito come il rapporto tra la ruota dentata motrice e la ruota dentata condotta di un sistema di trasmissione a catena . Ciò mostra il modo in cui la velocità e la coppia vengono trasferite dalla fonte di alimentazione alla macchina azionata.

Formula per il calcolo:

Rapporto di trasmissione = Numero di denti della ruota dentata condotta ÷ Numero di denti della ruota dentata conduttrice

Esempio:

Se il numero di denti della ruota dentata motrice è 18 e quella condotta è 54, allora il rapporto di trasmissione diventa 54÷18=3:1

In che modo il rapporto di trasmissione influisce sulle prestazioni dei macchinari

• Velocità di uscita: la velocità di uscita dipende dal rapporto di trasmissione. Se in alcune apparecchiature è richiesta una velocità di uscita lenta, il rapporto dovrebbe essere elevato. La velocità elevata significa un rapporto basso.

• Trasmissione della coppia: la coppia è la forza di rotazione sull'albero condotto. All'aumentare del rapporto di trasmissione la coppia aumenterà e la velocità diminuirà. Le macchine agricole pesanti saranno in grado di trasportare grandi carichi senza sovraccaricare il motore.

• Efficienza della trasmissione di potenza: anche se la potenza totale rimarrà quasi la stessa, cambiando i rapporti saremo in grado di utilizzarla in modo efficiente. Un rapporto appropriato eviterà qualsiasi perdita di potenza non necessaria.

• Durata dei componenti:   Durata dei componenti: Un rapporto inappropriato causerà ulteriore stress alla catena, alla ruota dentata, al cuscinetto e all'albero. Lo stress aggiuntivo comporterà elevati costi di manutenzione e interruzioni impreviste durante l'alta stagione.

Perché è importante il corretto rapporto di trasmissione nelle macchine agricole?

Garantisce la corretta velocità di lavoro

Tutte le attrezzature agricole funzionano alle velocità operative consigliate. Ciò significa che i distributori di semi dovrebbero funzionare con una velocità molto precisa. Oltre a ciò, gli ascensori dovrebbero avere una velocità di sollevamento costante, mentre i miscelatori dovrebbero avere una velocità di miscelazione costante.

L'utilizzo di un rapporto improprio comporterà una minore efficienza e danni al raccolto.

Migliora l'efficienza della trasmissione di potenza

I carichi movimentati dalle attrezzature agricole sono piuttosto pesanti. Includono cereali umidi, insilati, fertilizzanti, mangimi per animali, terreno e altri residui colturali. Maggiore è il rapporto di trasmissione, maggiore sarà la coppia che otterrai dall'attrezzatura.

Riduce l'usura dell'attrezzatura

Se viene utilizzata una trasmissione non corrispondente, catene e ruote dentate devono sopportare carichi aggiuntivi. Se continua così, le possibili conseguenze possono essere l'allungamento della catena, l'usura dei denti, l'usura dei cuscinetti, l'affaticamento dell'albero e le vibrazioni.

Ottimizza il consumo di carburante

Quando i macchinari funzionano in modo efficiente, i motori non dovranno lavorare così duramente. Nel caso in cui il carico sui motori sia basso, ci sarà un minor consumo di carburante, minori spese, minori emissioni e una maggiore produttività. 

Ciò diventa ancora più critico per le aziende agricole commerciali che utilizzano molte macchine ogni giorno.

Migliora la produttività complessiva

Utilizzando il giusto rapporto di trasmissione, tutti i sistemi funzioneranno in modo efficiente. Ci sono alcuni vantaggi come una maggiore efficienza del raccolto, una semina di precisione, un'efficace movimentazione dei cereali e tempi di fermo ridotti.

Nel complesso, durante l'intera stagione agricola, la redditività può essere sostanzialmente aumentata.

Fattori chiave da considerare prima di determinare un rapporto di trasmissione del pignone

Tipologia di macchine agricole

Diversi tipi di macchine agricole hanno requisiti operativi diversi. Ecco alcuni esempi:

• Seminatrici e piantatrici: il posizionamento dei semi dipende dalla precisione. Se il sistema di trasmissione ruota troppo velocemente, i semi potrebbero essere distanziati in modo non uniforme. Troppo lentamente e l’efficienza della semina diminuisce. I rapporti di trasmissione moderati vengono generalmente selezionati per mantenere una misurazione accurata.

• Mietitrici: la raccolta di solito richiede l'utilizzo di più attrezzature rotanti come rulli di alimentazione, barre falcianti, trasportatori e ventole di pulizia. Ognuna di queste apparecchiature potrebbe necessitare di un rapporto di trasmissione diverso per potersi allineare al processo di raccolta. 

• Mietitrebbie: A la mietitrebbia è dotata di diverse trasmissioni a catena che funzionano contemporaneamente. Determinare il giusto rapporto di trasmissione della ruota dentata aiuta a coordinare l'assunzione del raccolto, la trebbiatura, la separazione, la pulizia e il trasporto della granella. Se si seleziona il rapporto di trasmissione del pignone sbagliato, ciò influirà sulle prestazioni dell'intera macchina. 

• Attrezzature per la lavorazione dei mangimi: i miscelatori, i frantoi e i trituratori di mangimi generalmente richiedono una coppia elevata anziché un'alta velocità. Rapporti di trasmissione più elevati aiutano queste macchine a lavorare materiali densi senza sovraccaricare il motore. 

• Sistemi di irrigazione: le prestazioni della pompa dipendono fortemente dalla velocità di rotazione. La selezione del rapporto corretto garantisce un flusso d'acqua sufficiente riducendo al minimo il consumo di energia. 

Motore o velocità del motore

Innanzitutto, scopri la velocità della fonte di alimentazione. I tipi più comuni di fonti di energia sono i motori diesel, i motori elettrici e i motori idraulici. Ad esempio, la velocità tipica di un motore diesel è 1800-2200 giri/min; pertanto, è qui che inizia il rapporto di trasmissione.

Velocità di uscita richiesta

In secondo luogo, determinare la velocità dell'elemento condotto. Nel caso in cui si stia progettando la propria attrezzatura, la velocità sarà determinata in base al volume di produzione, alla movimentazione e alla progettazione dell'attrezzatura.

Se, ad esempio, il tuo trasportatore richiede 300 giri al minuto e il tuo motore funziona a 1500 giri al minuto, il rapporto di trasmissione dovrebbe essere 5:1.

Coppia richiesta

La coppia è richiesta in modo diverso a seconda delle situazioni. La richiesta di coppia è bassa in attrezzature quali contatori di semi, trasportatori leggeri e piccoli sistemi di irrigazione. Esistono requisiti di coppia elevati in applicazioni quali frantoi per mangimi, trasportatori pesanti e sistemi di lavorazione dell'insilato.

Maggiore è la coppia richiesta, maggiore sarà il rapporto di trasmissione. Tuttavia, un rapporto di trasmissione estremamente elevato diminuisce l’efficienza.

Caratteristiche del carico

Non tutte le macchine agricole gestiscono lo stesso tipo di carico. 

• Applicazioni a carico costante: i carichi costanti come le pompe di irrigazione o i sistemi di trasporto continuo funzionano in condizioni relativamente stabili e spesso richiedono calcoli semplici del rapporto. 

• Applicazioni a carico variabile: i carichi variabili, come le mietitrici, spesso subiscono cambiamenti di carico al variare della densità del raccolto. I sistemi di trasmissione dovrebbero essere progettati con sufficiente flessibilità per adattarsi a queste fluttuazioni senza eccessiva usura. 

• Applicazioni con carichi d'urto: alcune macchine sono soggette a carichi d'urto. I carichi d'urto necessitano di catene più forti, più dure pignoni e rapporti di trasmissione scelti con cura.

Ambiente operativo

L'ambiente operativo per le macchine agricole è difficile e comprende polvere, fango e acqua. L'ambiente operativo potrebbe comportare una maggiore usura della catena e dei pignoni. Nella scelta del rapporto di trasmissione, prendere in considerazione se l'ambiente operativo causerà un aumento della resistenza o della coppia.

Tipo di catena e specifiche

La selezione del rapporto di trasmissione è impossibile senza considerare la catena. La catena dovrebbe essere in grado di trasferire la quantità desiderata di energia senza guasti. L'aumento del rapporto di trasmissione solitamente provoca un aumento dei carichi che agiscono sulla catena, da qui l'importanza di un'attenta selezione della catena.

Utilizzo di buona qualità catena agricola insieme ad alta precisione I pignoni garantiscono una trasmissione affidabile della potenza e aumentano la durata operativa anche in condizioni agricole.

Guida passo passo per calcolare il rapporto di trasmissione della ruota dentata

Passaggio 1: determinare la velocità di ingresso

Ogni calcolo parte sempre dalla velocità dell'albero motore. La velocità nominale del motore è normalmente indicata sulla targhetta del motore o nelle specifiche dell'apparecchiatura. Quando è sotto carico, il motore o il motore funziona leggermente più lentamente della velocità nominale.

Ad esempio, supponiamo di creare un elevatore per cereali il cui azionamento è un motore elettrico che funziona a 1.500 giri al minuto. 1.500 RPM sarà la velocità di input.

Il primo passo sarà scoprire se la velocità è costante o variabile durante il funzionamento.

Passaggio 2: identificare la velocità di output richiesta

Successivamente si determina la velocità alla quale girerà l'albero condotto. Esiste una variazione di velocità affinché le varie macchine agricole funzionino in modo efficace. Questo perché alcune macchine, come le seminatrici, devono ruotare lentamente e in modo costante per garantire un'equa distribuzione dei semi, mentre altre, come i trasportatori, dovrebbero ruotare a una certa velocità per evitare fuoriuscite.

Quando si progetta una sostituzione per un'unità esistente, utilizzare, ove possibile, la velocità di uscita consigliata dal produttore e, quando si progetta una nuova macchina, stabilire la velocità in base alle proprie esigenze di uscita.

Passaggio 3: calcolare il rapporto di trasmissione richiesto

Qui possiamo calcolare il rapporto utilizzando la formula seguente:

Rapporto di trasmissione = Velocità di ingresso ÷ Velocità di uscita desiderata

Prendiamo un esempio di calcolo del rapporto del trasportatore del grano con velocità di ingresso di 1.500 giri al minuto e velocità di uscita desiderata di 300 giri al minuto; il rapporto sarà 1.500 ÷ 300 = 5:1. Ciò implica che la ruota dentata motrice effettuerà cinque rotazioni per ogni rotazione della ruota dentata condotta.

Passaggio 4: selezionare il numero di denti del pignone adatto

Dopo aver calcolato il rapporto, è necessario selezionare il pignoni giusti che daranno quel rapporto. Notare che:

Rapporto di trasmissione = Denti condotti ÷ Denti conducenti

Ad esempio, se desideri un rapporto 3:1, esistono diverse combinazioni di pignoni che potrebbero funzionare per te. Ma tieni presente che non dovresti mai usare very pignoni di guida piccoli o pignoni a denti piccoli . Il motivo è che ciò causerebbe usura alla catena, nonché vibrazioni e rumori elevati.

Passaggio 5: verificare la compatibilità della catena

I pignoni e la catena devono funzionare insieme come un sistema completo. Anche se il rapporto è corretto, l’utilizzo di una catena sottodimensionata può portare a guasti prematuri. Prima di finalizzare il progetto, conferma che il file il passo della catena corrisponde al passo del pignone . Verificare che il metodo di lubrificazione sia adatto all'applicazione e che la resistenza alla trazione sia superiore al carico previsto. 

Errori comuni nella scelta dei rapporti di trasmissione del pignone

Scelta del rapporto basata solo sulla velocità

Tuttavia, la velocità da sola non è sufficiente per definire la tua scelta. Quando si sceglie il rapporto corretto dei pignoni è necessario prendere in considerazione fattori quali la coppia di uscita, il carico, l'efficienza della macchina e il ciclo di lavoro. Pensa sempre alla velocità e alla coppia quando scegli la dimensione dei pignoni.

Ignorare i requisiti di coppia

Infatti, una coppia bassa provoca un cattivo funzionamento della macchina e un maggiore consumo di energia. Inoltre, una coppia elevata può sovraccaricare catene, alberi e riduttori. Pertanto è necessario verificare se la macchina può funzionare con la coppia prevista dell'albero condotto.

Impossibile tenere conto delle future modifiche del carico

Le macchine agricole lavorano in varie stagioni e hanno carichi ed esigenze diverse. Potrebbero apparire i futuri cambiamenti nel carico o nel numero di ore di lavoro. Pertanto è meglio effettuare una riserva per consentire al macchinario di funzionare efficacemente con ulteriori cambiamenti di condizioni senza alcuna riprogettazione.

Migliori pratiche per l'ottimizzazione dei sistemi di trasmissione per ruote dentate agricole

Mantenere la corretta tensione della catena

Catene eccessivamente strette possono sottoporre a sollecitazioni eccessive sia i cuscinetti che gli alberi. Catene eccessivamente allentate possono causare rumore e vibrazioni. Di conseguenza, assicurarsi che venga mantenuta la tensione adeguata della catena e che le regolazioni siano controllate regolarmente, soprattutto nelle prime ore di funzionamento.

Garantire l'allineamento accurato dell'albero

Il disallineamento dell'albero porta a carichi irregolari sui denti dei pignoni. Anche un leggero disallineamento dell'albero può mettere in subbuglio il sistema di trasmissione di potenza. Durante il montaggio, utilizzare i dispositivi di allineamento per verificare che entrambi i pignoni siano stati installati su alberi paralleli.

Condurre ispezioni di manutenzione regolari

Un'ispezione regolare consente di evitare costosi tempi di fermo macchina aiutando a individuare i problemi che devono essere risolti in tempo utile. Alcune delle cose a cui dovresti prestare attenzione durante l'ispezione includono l'allungamento della catena, le vibrazioni e il disallineamento dell'albero. Il rilevamento tempestivo dei problemi ti eviterà di aggravarli.

Conclusione

Determinare il giusto rapporto di trasmissione del pignone ti aiuterà a creare un sistema di trasmissione efficiente, durevole e produttivo. Collabora con un produttore esperto come HANGZHOU PERPETUAL MACHINERY & EQUIPMENT CO., LTD in modo da poter accedere a catene e ruote dentate di alta qualità. Per ulteriori informazioni, contatta il nostro team di esperti. 

Domande frequenti

Un pignone condotto più grande aumenta la coppia?

SÌ. Un pignone condotto più grande aumenta la coppia e la potenza di trazione. Essenzialmente riduce il rapporto di trasmissione finale, consentendo un'accelerazione più rapida, ma ridurrà la velocità massima complessiva.

In che modo il numero dei denti del pignone influisce sulla velocità?

Il conteggio dei denti del pignone influisce direttamente sulla velocità. Per aumentare la velocità massima viene utilizzata una corona più grande o una corona più piccola. Per aumentare l'accelerazione (e la coppia), viene utilizzata una corona più piccola o una corona più grande.

Cosa succede se il rapporto di trasmissione è troppo alto?

Se il rapporto di trasmissione è troppo alto, il motore produrrà meno coppia e un'accelerazione lenta. Ciò provoca una diminuzione dell'efficienza del sistema, un'usura accelerata, un surriscaldamento e gravi limitazioni alla velocità massima e all'autonomia operativa.