Коробка отбора мощности

редактировать
Способы передачи мощности от источника к приложению ВОМ в задней части фермы трактор. ВОМ (в коробке внизу) между трехточечной навеской трактора.

A коробка отбора мощности или коробка отбора мощности (PTO ) - это любой из нескольких методов получения энергии от источника энергии, такого как работающий двигатель, и передачи ее приложению, например, присоединенному агрегату или отдельной машине.

Чаще всего это шлицевой приводной вал, устанавливаемый на трактор или грузовик, позволяющий использовать навесное оборудование с сопряженными фитингами. приводиться в действие непосредственно от двигателя.

Полужестко установленные коробки отбора мощности также можно найти на промышленных и судовых двигателях. В этих приложениях обычно используется приводной вал и болтовое соединение для передачи мощности на вспомогательное оборудование или вспомогательное оборудование. В случае морского применения такие валы могут использоваться для питания пожарных насосов.

В приложениях самолетов такой вспомогательный привод может использоваться в сочетании с приводом с постоянной скоростью. Реактивные самолеты имеют четыре типа ВОМ: внутренняя коробка передач, внешняя коробка передач, радиальный приводной вал и стравливающий воздух, которые используются для питания вспомогательного оборудования двигателя. В некоторых случаях системы отбора мощности самолета также предусматривают передачу мощности в двигатель во время запуска двигателя. См. Также Стартер Coffman

Содержание
  • 1 История
  • 2 Безопасность
  • 3 Техническая стандартизация
  • 4 Использование на грузовых автомобилях
    • 4.1 Разъемный вал
    • 4.2 Раздельный вал типа «сэндвич»
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
  • 7 Библиография
История

До того, как коробки отбора мощности стали обычным явлением, были доступны различные методы передачи мощности, но были приложения, которым не хватало некоторых атрибутов, которые ВОМ предоставит. Плоские ремни обычно подходят только для применений, в которых двигатель был неподвижен, например, заводские паровые двигатели, переносные стационарные двигатели или тяговые двигатели Перед работой припарковался. Для движущихся транспортных средств, таких как тяговый двигатель или ранний трактор, буксирующий сельскохозяйственное орудие, орудие может получать вращающую силу, получая ее от одного из своих колес ( чей поворот был придан буксировкой) и распределяет его через роликовые цепи (например, на кривошип серповидного стержня ), но такая передача прекращается, если транспортное средство перестает двигаться; и сопротивление рабочей нагрузки имеет тенденцию заставлять колесо скорее буксовать, чем вращаться, даже если зафиксировано. Идея привода вала с легко соединяемыми и разъединяемыми муфтами и гибкостью для движения под изменяющимися углами (например, при повороте сочлененного трактора с прицепом) была целью, которой следовало добиваться.

Экспериментальные коробки отбора мощности были опробованы еще в 1878 году, и в последующие десятилетия возникли различные самодельные версии. International Harvester Company (IHC) первой представила на рынке ВОМ на серийном тракторе с моделью 8-16, представленной в 1918 году. Эдвард А. Джонстон, инженер IHC, был впечатлен самодельным PTO, который он видел во Франции около десяти лет назад, импровизированный французским фермером и механиком по фамилии Гуги. Он и его коллеги из IHC воплотили эту идею в 8-16 и разработали семейство орудий, чтобы воспользоваться этой функцией. Компания IHC долгое время оставалась на рынке не одной, поскольку в течение года ВОМ появились на других серийных тракторах, например, на некоторых моделях Case. В 1920 году IHC предложила опцию ВОМ на свой трактор 15-30, и это был первый трактор с ВОМ, представленный на испытание трактора в Небраске. PTO была конкурентным преимуществом для IHC в 1920-х годах, и другие компании в конечном итоге догнали внедрение PTO.

Внутри трансмиссии точная точка вдоль зубчатой ​​передачи, где снимается мощность, определяет, может ли ВОМ работать независимо от движения транспортного средства (путевая скорость ). Ранние ВОМ часто снимались с главного выходного вала, а это означало, что автомобиль должен был быть включен в передачу, чтобы включить ВОМ. Позже это было улучшено за счет так называемых конструкций ВОМ (LPTO), которые позволяют управлять вращением ВОМ независимо от движения трактора. Это является преимуществом, когда нагрузка, приводимая от ВОМ, требует, чтобы трактор замедлился или остановился, чтобы оборудование с приводом от ВОМ могло догнать. Это также позволяет выполнять операции, когда трактор остается припаркованным, например, заполнение силоса или выгрузка разбрасывателя навоза в кучу или лагуну, а не через поле. В 1945 году Cockshutt Farm Equipment Ltd из Брантфорд, Онтарио, Канада, представила трактор Cockshutt Model 30 с LPTO. Большинство построенных сегодня ВОМ находятся в эксплуатации. В современных тракторах LPTO часто управляется кнопочным или селекторным переключателем. Это повышает безопасность операторов, которым необходимо приближаться к карданному валу.

Безопасность
Защитная пластиковая оболочка, закрывающая ВОМ

ВОМ и связанные с ним валы и универсальные шарниры являются частой причиной несчастных случаев и травм в сельском хозяйстве и промышленности. По данным Национального совета безопасности, 6% смертельных случаев, связанных с тракторами, в США в 1997 году были связаны с ВОМ. При затягивании свободной одежды в голенище могут возникать инциденты, часто приводящие к переломам костей, потере конечности или смерти того, кто ее носит. 13 апреля 2009 г. бывшая звезда Высшей лиги бейсбола Марк Фидрих скончался в результате несчастного случая, связанного с отъездом на ВОМ ; «Похоже, он работал с грузовиком, когда его одежда запуталась в валу отбора мощности грузовика», - говорится в заявлении окружного прокурора Джозефа Эрли-младшего. Несмотря на большую работу по снижению частоты и тяжести сельскохозяйственных травм, эти события все еще происходят. Запутывание коробки отбора мощности - один из примеров сельскохозяйственных событий, которые могут привести к смерти или постоянной инвалидности.

В некоторых орудиях используются легкие свободно вращающиеся защитные пластиковые кожухи для защиты карданного вала, что является обязательным в некоторых странах. В Великобритании руководство по охране здоровья и безопасности содержится в буклете.

Техническая стандартизация

ВОМ для сельскохозяйственных нужд стандартизирован по размерам и скорости. Стандарт ISO для ВОМ - ISO 500, который в издании 2004 г. был разделен на три части:

  1. ISO 500-1 Общие технические условия, требования безопасности, размеры главного щита и зоны зазора
  2. ISO 500-2 Узкоколейные тракторы, размеры главного щита и зоны просвета
  3. ISO 500-3 Размеры главного ВОМ и размеры шлицев, расположение ВОМ.

Исходный тип (обозначен как Тип 1) требует работы при 540 оборотах в минуту (об / мин). Вал, который вращается со скоростью 540 об / мин, имеет 6 шлицев и диаметр 1 / 8 дюймов (35 мм).

Два новых типа, поддерживающие приложения с более высокой мощностью, работают со скоростью 1000 об / мин и отличаются размером вала. Вал большего размера имеет 20 шлицев (диаметр 1 ⁄ 4 дюйма или 44 мм) (обозначен как тип 3), а меньший вал имеет 21 шлицевое соединение (диаметр 1 / 8 дюйма или 35 мм.) (обозначен как Тип 2). Фермеры обычно различают эти два типа, называя их «большая 1000» или «маленькая 1000» по сравнению с типом 1, который обычно называют «540».

В связи с постоянно растущими требованиями к мощности от сельскохозяйственного инвентаря и установкой более мощных двигателей на сельскохозяйственных тракторах, еще более крупный тип (обозначенный как Тип 4) был добавлен в ISO 500. Он работает с более высоким числом оборотов. скорость 1300 об / мин, чтобы обеспечить передачу мощности при пониженных уровнях крутящего момента. Вал имеет 22 шлица с большим диаметром 57,5 ​​миллиметров (мм). Он предназначен для работы с ВОМ мощностью до 450 киловатт (кВт) или примерно 600 лошадиных сил (л.с.).

Все четыре типа вращаются против часовой стрелки, если смотреть со стороны трактора (когда вы стоите позади трактора, вал вращается по часовой стрелке).

10-шлицевой тип использовался с некоторым ранним оборудованием, таким как 1948 Land Rover. Обычно поставлялся шестишлицевой адаптер. Производители сельскохозяйственных машин обычно предоставляют номинальную мощность ВОМ, то есть доступную мгновенную мощность на валу. Новые тракторы могут оснащаться опциями 540 / 540E и / или 1000 / 1000E, которые позволяют трактору приводить в действие некоторые маломощные орудия, такие как грабли или сеноворошилки, используя более низкие обороты двигателя. для поддержания необходимых оборотов в минуту, используя меньше топлива и снижая нагрузку на двигатель, тем самым повышая эффективность и снижая затраты.

Первый отраслевой стандарт для конструкции ВОМ был принят ASAE (Американское общество инженеров сельского хозяйства ) в апреле 1927 года. Скорость вращения ВОМ была определена как 536 ± 10 об / мин; направление было по часовой стрелке. Позднее скорость была изменена до 540 об / мин.

Использование на грузовых автомобилях
Гидравлический ВОМ, установленный на коробке передач грузовика Задняя поперечина с гидравлическими разъемами ВОМ и муфтой на Unimog 421

Коробки передач грузовых автомобилей имеют одно или несколько мест, позволяющих установить ВОМ. ВОМ необходимо приобретать отдельно, и необходимо соблюдать осторожность, чтобы согласовать физический интерфейс трансмиссии с совместимым ВОМ. Поставщики ВОМ обычно требуют подробные сведения о марке, модели и даже серийном номере трансмиссии. Также необходимо позаботиться о том, чтобы физическое пространство вокруг трансмиссии позволяло установить ВОМ. ВОМ включается / выключается с помощью главной муфты трансмиссии и механизма дистанционного управления, который действует на сам ВОМ. Обычно для включения ВОМ используется воздушный клапан, но также возможны механическое соединение, электрический или гидравлический механизм.

Большинство Unimog поставляются с передним и / или задним ВОМ и гидравликой, а также с трехточечной системой навески.

Агрегаты будут рассчитаны в соответствии с постоянным и прерывистым крутящим моментом, который может быть передан через них, и разные модели будут предлагать разные соотношения «вращения вала отбора мощности к оборотам двигателя».

В большинстве случаев ВОМ подключается напрямую к гидравлическому насосу. Это позволяет передавать механическое усилие через систему гидравлической жидкости в любое место вокруг транспортного средства, где гидравлический двигатель преобразует его обратно во вращательную или линейную механическую силу. Типичные области применения:

  • Запуск водяного насоса на пожарной машине или водовозе
  • Запуск машины для откачки горячей воды, установленной на грузовике, для чистки ковров (привод вакуумного нагнетателя и насосов для раствора высокого давления)
  • Питание нагнетательной системы, используемой для перемещения сухих материалов, таких как цемент
  • Питание интегрированной в автомобиль системы воздушного компрессора
  • Подъем платформы самосвала
  • Приведение в действие механической руки на ковшовая тележка, используемая персоналом по обслуживанию электрооборудования или бригадой по обслуживанию кабельного телевидения
  • Управление лебедкой на эвакуаторе
  • Использование уплотнителя на мусоровозе
  • Управление стрелой / грейфером грузовик
  • Эксплуатация установленного на грузовике пересадки деревьев и подъемно-мачты в сборе

Разъемный вал

ВОМ с разъемным валом установлен на приводном валу грузовика для обеспечения ВОМ. Такой блок представляет собой дополнительную коробку передач, которая разделяет ведущий вал транспортного средства на две части:

  • обращенный к коробке передач вал, который передает мощность двигателя на вал отбора мощности с разъемным валом;
  • обращенный к оси вал которые передают тяговое усилие на ось.

Сам агрегат предназначен для независимого переключения мощности двигателя либо на обращенный к оси вал, либо на дополнительный выходной вал отбора мощности. Это осуществляется двумя независимыми сцеплениями, такими как зубчатые или собачьи сцепления, которые могут работать только при полной остановке трансмиссии. Поскольку главный редуктор изменяет скорость вращения путем выбора передачи, ВОМ не может работать во время движения. Поэтому для работы автомобиль должен быть неподвижен. На автомобилях 4x4 только задний приводной вал используется коробкой отбора мощности с разрезным валом, что требует, чтобы схема привода транспортных средств 4x4 имела выбираемый тип 4WD, чтобы приводной вал передней оси был полностью отсоединен во время работы ВОМ. Также возможно подключить что-нибудь кроме гидравлического насоса непосредственно к ВОМ, например, насосы пожарных машин.

Разъемный вал типа «Сэндвич»

Узел разъемного вала типа «Сэндвич» устанавливается между двигателем и трансмиссией и используется на автомобилях для обслуживания дорог, пожарных машинах и вездеходах. Этот агрегат получает привод непосредственно от вала двигателя и может передавать всю мощность двигателя на ВОМ. Обычно эти агрегаты оснащены собственной системой смазки. Из-за многослойной установки коробка передач будет отодвинута от двигателя, и для ее установки потребуется трансмиссия.

См. Также
Ссылки
Библиография
  • Pripps, Robert N.; Морланд, Эндрю (фотограф) (1993), Farmall Tractors: History of International McCormick-Deering Farmall Tractors, Farm Tractor Color History Series, Osceola, WI, USA: MBI, ISBN 978-0- 87938-763-1.
На Викискладе есть материалы по теме Коробки отбора мощности.
Последняя правка сделана 2021-06-02 13:12:20
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте