Hur bestämmer man kedjehjulets transmissionsförhållande för olika jordbruksmaskiner?

Jordbruksmaskiner arbetar hårt varje dag, ofta under svåra förhållanden. Alltså att välja rätt kedjehjulets utväxlingsförhållande är ett av de viktigaste besluten du kommer att fatta. Rätt förhållande säkerställer att din utrustning levererar effektiv hastighet och tillförlitlighet.

I den här artikeln får du lära dig hur du beräknar kedjehjulsutväxlingsförhållanden, vilka faktorer som påverkar ditt val och hur du väljer det bästa förhållandet för olika typer av jordbruksmaskiner.

Vad är ett överföringsförhållande för kedjehjul?

Ett kedjehjulsutväxlingsförhållande kan definieras som förhållandet mellan det drivande kedjehjulet och det drivna drevet hos en kedjedrivsystem . Detta visar hur hastighet och vridmoment överförs från kraftkällan till det drivna maskineriet.

Formel för beräkning:

Överföringsförhållande = antal tänder på drivna kedjehjul ÷ Antal tänder på drivande kedjehjul

Exempel:

Om antalet tänder på det drivande kedjehjulet är 18 och det drivna drevet är 54, blir utväxlingsförhållandet 54÷18=3:1

Hur transmissionsförhållandet påverkar maskinens prestanda

• Utgångshastighet: Utgångshastigheten beror på utväxlingsförhållandet. Om långsam utgångshastighet krävs i viss utrustning, bör förhållandet vara högt. Snabb hastighet betyder lågt utväxling.

• Vridmomentöverföring: Vridmoment är den roterande kraften på den drivna axeln. Med en ökning av utväxlingsförhållandet ökar vridmomentet och hastigheten minskar. Tunga jordbruksmaskiner kommer att kunna bära stora laster utan att överanstränga motorn.

• Kraftöverföringseffektivitet: Även om den totala effekten kommer att förbli nästan densamma, med ändrade förhållanden, kommer vi att kunna utnyttja den effektivt. Ett lämpligt förhållande kommer att förhindra onödig effektförlust.

• Komponentens livslängd:   Komponenternas livslängd: Ett olämpligt förhållande kommer att orsaka extra stress på kedjan, kedjehjulet, lagret och axeln. Extra stress kommer att resultera i höga underhållskostnader och oväntade stopp under högsäsong.

Varför är korrekt överföringsförhållande viktigt i jordbruksmaskiner?

Säkerställer korrekt arbetshastighet

All jordbruksutrustning arbetar med rekommenderade driftshastigheter. Det betyder att fröautomater ska arbeta med mycket exakt hastighet. Dessutom bör hissar ha jämn lyfthastighet, medan blandarna ska ha jämn blandningshastighet.

Att använda felaktigt förhållande kommer att resultera i lägre effektivitet och skador på grödan.

Förbättrar kraftöverföringseffektiviteten

Lasterna som hanteras av jordbruksutrustningen är ganska tunga. De inkluderar blöt spannmål, ensilage, gödningsmedel, djurfoder, jord och andra skörderester. Ju högre utväxlingsförhållande, desto mer vridmoment får du från utrustningen.

Minskar slitage på utrustning

Om en felaktig drivning används måste kedjor och kedjehjul tåla extra belastningar. Om det fortsätter blir kedjeförlängning, tandslitage, lagerslitage, axelutmattning och vibrationer möjliga konsekvenser.

Optimerar bränsleförbrukningen

När maskiner går effektivt behöver inte motorerna arbeta så hårt. Om belastningen på motorer är låg blir det mindre bränsleförbrukning, lägre kostnader, färre utsläpp och högre produktivitet. 

Detta blir ännu mer kritiskt för kommersiella gårdar som kör många maskiner varje dag.

Förbättrar den totala produktiviteten

Med rätt utväxlingsförhållande kommer alla system att fungera effektivt. Det finns vissa fördelar som ökad skördeeffektivitet, precisionsplantering, effektiv spannmålshantering och minskade stilleståndstider.

Sammantaget kan lönsamheten ökas avsevärt under hela odlingssäsongen.

Viktiga faktorer att tänka på innan du bestämmer ett överföringsförhållande för kedjehjul

Typ av jordbruksmaskiner

Olika typer av jordbruksmaskiner har olika driftkrav. Här är några exempel:

• Såmaskiner och planteringsmaskiner: Fröplacering beror på precision. Om drivsystemet roterar för snabbt kan fröna vara ojämnt fördelade. För långsamt, och planteringseffektiviteten minskar. Måttliga utväxlingsförhållanden väljs vanligtvis för att bibehålla exakt mätning.

• Skördare: Skörd kräver vanligtvis att man använder flera delar av roterande utrustning som matarrullar, skärbalkar, transportörer och rengöringsfläktar. Var och en av dessa utrustningar kan behöva ett annat utväxlingsförhållande för att de ska passa in i skördeprocessen. 

• Skördetröskor: A skördetröskan har flera kedjedrifter som arbetar samtidigt. Att bestämma rätt transmissionsförhållande för kedjehjulet hjälper till att koordinera grödans intag, tröska, separering, rengöring och spannmålstransport. Om du väljer fel utväxlingsförhållande kommer det att påverka hela maskinens prestanda. 

• Utrustning för bearbetning av foder: Foderblandare, krossar och kvarnar kräver i allmänhet högt vridmoment snarare än hög hastighet. Högre utväxlingsförhållanden hjälper dessa maskiner att bearbeta täta material utan att överbelasta motorn. 

• Bevattningssystem: Pumpprestanda beror mycket på rotationshastigheten. Att välja rätt förhållande säkerställer tillräckligt med vattenflöde samtidigt som energiförbrukningen minimeras. 

Motor eller motorhastighet

Ta först reda på hastigheten på strömkällan. De vanligaste typerna av kraftkällor är dieselmotorer, elmotorer och hydraulmotorer. Till exempel är en typisk hastighet för en dieselmotor 1800-2200 RPM; därför är det här ditt utväxlingsförhållande börjar.

Erforderlig utgångshastighet

För det andra, bestämma hastigheten på det drivna elementet. Om du designar din egen utrustning, kommer hastigheten att bestämmas enligt produktionsvolymen, hanteringen och utrustningens design.

Om din transportör till exempel kräver 300 varv per minut och din motor går på 1500 varv per minut, bör ditt utväxlingsförhållande vara 5:1.

Erforderligt vridmoment

Vridmoment krävs olika i olika situationer. Det finns ett lågt vridmoment i sådan utrustning som frömätare, lätta transportörer och små bevattningssystem. Det finns ett högt vridmoment i applikationer som foderkrossar, tunga transportörer och ensilagebearbetningssystem.

Ju högre vridmomentkrav, desto högre utväxlingsförhållande förväntas bli. Men extremt högt utväxlingsförhållande minskar effektiviteten.

Lastegenskaper

Alla jordbruksmaskiner klarar inte samma typ av last. 

• Konstant belastningstillämpningar: Konstant belastning som bevattningspumpar eller kontinuerliga transportörsystem fungerar under relativt stabila förhållanden och kräver ofta enkla kvotberäkningar. 

• Variabel belastningstillämpningar: Variabel belastning som skördare upplever ofta ändrade belastningar när grödansiteten ändras. Transmissionssystem bör utformas med tillräcklig flexibilitet för att klara dessa fluktuationer utan överdrivet slitage. 

• Stötbelastningstillämpningar: Vissa maskiner utsätts för stötbelastningar. Stötlaster behöver starkare kedjor, hårdare kedjehjul och utväxlingsförhållanden noggrant valda.

Driftmiljö

Driftsmiljön för jordbruksmaskiner är tuff, inklusive damm, lera och vatten. Driftsmiljön kan leda till ökat slitage på kedja och kedjehjul. När du väljer utväxlingsförhållande, ta hänsyn till om driftsmiljön kommer att orsaka ökat motstånd eller vridmoment.

Kedjetyp och specifikationer

Val av utväxlingsförhållande är omöjligt utan hänsyn till kedjan. Kedjan ska kunna överföra en önskad mängd energi utan fel. Ökat utväxlingsförhållande orsakar vanligtvis ökade belastningar på kedjan, därav vikten av noggrant kedjeval.

Användning av god kvalitet jordbrukskedja tillsammans med hög precision kedjehjul säkerställer tillförlitlig kraftöverföring och ökar livslängden även under jordbruksförhållanden.

Steg-för-steg-guide för att beräkna kedjehjulets överföringsförhållande

Steg 1: Bestäm ingångshastighet

Varje beräkning utgår alltid från drivaxelns varvtal. Motorns nominella varvtal anges normalt på motorns namnskylt eller i utrustningens specifikationer. Vid belastning går motorn eller motorn något långsammare än det nominella varvtalet.

Låt oss till exempel anta att du kommer att skapa en spannmålshiss vars drivning är en elmotor som arbetar med 1 500 RPM. 1 500 RPM kommer att vara din ingångshastighet.

Det första steget är att ta reda på om din hastighet är antingen konstant eller variabel under drift.

Steg 2: Identifiera nödvändig utgångshastighet

Detta följs av att bestämma hastigheten med vilken den drivna axeln kommer att rotera. Det finns en variation i hastighet för olika jordbruksmaskiner att fungera effektivt. Detta beror på att vissa maskiner såsom såmaskiner måste rotera långsamt och stadigt för jämn fördelning av frön, medan andra som transportörer bör svänga med en viss hastighet för att förhindra spill.

När du designar en ersättning för en befintlig frekvensomriktare, använd den rekommenderade utgångshastigheten från tillverkaren där det är möjligt, och när du designar en ny maskin, fastställa din hastighet beroende på dina utgångsbehov.

Steg 3: Beräkna det erforderliga överföringsförhållandet

Här kan vi beräkna förhållandet med hjälp av formeln nedan:

Sändningsförhållande = Ingångshastighet ÷ Önskad utgångshastighet

Ta ett exempel på att beräkna förhållandet mellan spannmålstransportören med ingångshastighet på 1 500 rpm och önskad utgående hastighet 300 rpm; förhållandet blir 1 500 ÷ 300 = 5:1. Detta innebär att det drivande kedjehjulet kommer att göra fem varv för varje varv av det drivna drevet.

Steg 4: Välj lämpligt antal kedjehjul

Efter att ha beräknat förhållandet måste man välja rätt kedjehjul som ger det förhållandet. Observera att:

Överföringsförhållande = Drivna tänder ÷ Drivande tänder

Till exempel, om du vill ha ett förhållande på 3:1, finns det ett antal kedjehjulskombinationer som kan fungera för dig. Men observera att du aldrig bör använda mycket små drivande kedjehjul eller små kugghjul . Anledningen är att det kommer att orsaka slitage på kedjan, samt höga vibrationer och ljud.

Steg 5: Verifiera kedjekompatibilitet

Kedjehjulen och kedjan måste fungera tillsammans som ett komplett system. Även om förhållandet är korrekt, kan användning av en underdimensionerad kedja leda till för tidigt fel. Innan du slutför din design, bekräfta att kedjestigningen matchar kedjehjulets stigning . Kontrollera att smörjmetoden passar applikationen och att draghållfastheten är högre än den förväntade belastningen. 

Vanliga misstag vid val av överföringsförhållanden för kedjehjul

Att välja förhållande endast baserat på hastighet

Men hastigheten ensam är inte tillräckligt för att definiera ditt val. Du måste ta hänsyn till sådana faktorer som utgående vridmoment, belastning, effektivitet hos en maskin och arbetscykel när du väljer rätt förhållande mellan kedjehjul. Tänk alltid på hastighet och vridmoment när du väljer storlek på kedjehjul.

Ignorera vridmomentkrav

Faktum är att lågt vridmoment orsakar dålig maskindrift och högre energiförbrukning. Dessutom kan högt vridmoment överbelasta kedjor, axlar och växellådor. Därför är det nödvändigt för dig att kontrollera om maskinen kan arbeta under det förväntade vridmomentet för den drivna axeln.

Misslyckas med att ta hänsyn till framtida lastförändringar

Lantbruksmaskiner fungerar under olika årstider och har olika belastningar och krav. Framtida förändringar i belastning eller antal arbetstimmar kan dyka upp. Därför är det bättre för dig att göra en reserv för att låta maskineriet fungera effektivt med ytterligare förändringar i förhållandena utan någon omkonstruktion.

Bästa tillvägagångssätt för att optimera jordbruksdrivsystem för kedjehjul

Upprätthåll korrekt kedjespänning

Alltför spända kedjor kan belasta både lagren och axlarna onödigt mycket. Alltför lösa kedjor kan leda till buller och vibrationer. Se därför till att lämplig kedjespänning bibehålls och justeringar kontrolleras regelbundet, särskilt under de första drifttimmarna.

Säkerställ noggrann axeluppriktning

Felinriktning av axeln leder till ojämn belastning på kedjehjulens tänder. Även lätt axelfel kan orsaka kaos i ditt kraftöverföringssystem. Under montering, använd uppriktningsanordningar för att kontrollera att båda kedjehjulen har installerats på parallella axlar.

Utföra regelbundna underhållsinspektioner

Regelbunden inspektion gör att du kan undvika kostsamma maskinstillestånd genom att hjälpa dig att upptäcka problem som behöver åtgärdas i god tid. Några av de saker du bör se upp med vid inspektion inkluderar kedjans sträckning, vibrationer och axelfel. Tidig upptäckt av problem kommer att rädda dig från att eskalera dem.

Slutsats

Att bestämma rätt kedjehjulsutväxling hjälper dig att skapa ett drivsystem som är effektivt, hållbart och produktivt. Samarbeta med en erfaren tillverkare som HANGZHOU PERPETUAL MACHINERY & EQUIPMENT CO., LTD så att du kan få tillgång till högkvalitativa kedjor och kedjehjul. För mer information, kontakta vårt expertteam. 

Vanliga frågor

Ökar ett större drivna kedjehjul vridmomentet?

Ja. Ett större driven kedjehjul ökar vridmomentet och dragkraften. Det förkortar i huvudsak ditt slutliga drivförhållande, vilket möjliggör snabbare acceleration, men det kommer att minska din totala topphastighet.

Hur påverkar antalet tandkedjehjul hastigheten?

Antalet tandkedjehjul påverkar direkt hastigheten. För att öka toppfarten används ett större framdrev eller ett mindre bakdrev. För att öka accelerationen (och vridmomentet) används ett mindre framdrev eller ett större bakdrev.

Vad händer om utväxlingen är för hög?

Om ett utväxlingsförhållande är för högt kommer din motor att producera mindre vridmoment och långsam acceleration. Detta orsakar minskad systemeffektivitet, accelererat slitage, överhettning och allvarliga begränsningar av topphastighet och arbetsområde.