Jak podwoić prędkość WOM w starym ciągniku z 540 na 1000 obr/min?

Co zrobić, gdy w starym ciągniku prędkość wałka obrotu mocy (WOM) wynosi tylko 540 obr./min. Nie pozwala ona na pracę z wieloma mocniejszymi maszynami, które wymagają dwukrotnie większej prędkości. Jest jednak na to sprytny sposób i o dziwo rodem z Polski.

Kwestia ta nie dotyczy tylko maszyn o wysokich wymaganiach takich jak prasy, kosiarki oraz przetrząsacze. Wiele urządzeń wykorzystywanych w specjalistycznych gospodarstwach sadowniczych i ogrodniczych potrzebuje napędu wynoszącego 1000 obr./min. W Tucholi została stworzona specjalna przekładnia, która zwiększa prędkość WOM i rozwiązuje ten kłopot.

Czym jest WOM i dlaczego jego prędkość ma znaczenie?

WOM to mechaniczne połączenie, które umożliwia silnikowi ciągnika napędzanie zewnętrznych urządzeń i narzędzi. Wałek łączy źródło zasilania traktora z układem napędowym narzędzia, umożliwiając mu pracę bez własnego silnika.

WOM występują w różnych prędkościach, a ich prawidłowe ustawienie ma najważniejsze znaczenie dla prawidłowego działania osprzętu. Niedopasowanie prędkości może prowadzić do spadku wydajności, uszkodzenia urządzenia, a choćby poważnych wypadków.

W ciągnikach powszechnie spotykane są trzy standardowe prędkości WOM, każda dostosowana do innego typu sprzętu i zadań to 540, 1000 i 540 Eco obr./min. Ta pierwsza jest charakterystyczna dla mniejszych i starszych ciągników. WOM o prędkości 540 obr./min to najpopularniejsza prędkość i od dziesięcioleci jest standardem w branży.

Różne narzędzia wymagają różnej mocy, aby działać wydajnie. Na przykład, mała kosiarka rotacyjna może pracować optymalnie z prędkością 540 obr./min, ale duża prasa do belowania może potrzebować dodatkowej mocy dostarczanej przez WOM o prędkości 1000 obr./min.

Dopasowanie adekwatnej prędkości WOM do narzędzia zapewnia optymalną wydajność, zmniejsza zużycie paliwa i wydłuża żywotność sprzętu. Są jednak ciągniki, które dysponują prędkością tylko podstawową. To powoduje, iż nie mogą pracować z niektórymi większymi maszynami.

Ta mała przystawka pozwala podwoić prędkość WOM do 1000 obr/min, fot. Tomasz Ślęzak

Przekładnia z Tucholi – innowacja, na którą czekali rolnicy

– Przekładnia, co do zasady, zwiększa obroty wałka. Problem tkwi w tym, iż najpopularniejsza przekładnia jednostopniowa z jedną parą kół zębatych zmienia także kierunek obrotu. W efekcie maszyna pracuje nie w tę stronę, której oczekuje rolnik. Produkujemy wiele przekładni i klienci bardzo często pytali nas czy byśmy nie stworzyli przekładni, która zwiększy obroty WOM, ale nie zmieni kierunku obrotu wałka.

– Takich zapytań co roku mieliśmy mnóstwo. Nie były to pojedyncze telefony i zgłoszenia. Było ich na tyle dużo, iż nie mogliśmy tego tak zostawić. Rozwiązania zwiększającego prędkość WOM do 1000 obr./min bez zmiany kierunku obrotu brakowało na rynku i postanowiliśmy wypełnić tę lukę – mówi Sławomir Trajder, menedżer do spraw rozwoju w firmie Hylmet z Tucholi.

Hylmet – polski producent nowoczesnych rozwiązań dla rolnictwa

Przedsiębiorstwo specjalizuje się w produkcji pomp i układów hydraulicznych. Oferuje także rozwiązania do starszych modeli ciągników, w tym legendarnych marek Ursus i Zetor oraz kombajnów. Wytwarza między innymi pompy do wózków widłowych, wspomagań kierownicy, maszyn leśnych i samochodów ciężarowych.

Firma korzysta z opracowanej technologii wytwarzania wyokiej klasy kół zębatych, które są wykorzystywane w produkowanych przez nią pompach hydraulicznych. Technologia ta pozwoliła także na stworzenie kompaktowej przekładni zębatej o zębach skośnych.

Na wyposażeniu linii produkcyjnych, które znajdują się w tucholskiej fabryce znajdują się nowoczesne zautomatyzowane obrabiarki renomowanych producentów. Posiadana infrastruktura pozwala na wykonywanie części do pomp i przekładni z wysoką dokładnością do dziesiątych części mikrometra (0,0001 mm).

W typowych przekładniach stosowane są dwa koła zębate. Problem polegał na tym, iż sprzęgnięcie jednego z drugim powodowało zwiększenie prędkości obrotowej, jednak przy okazji dochodziło do zmiany kierunku obrotu. Produkowane do tej pory w Tucholi przekładnie nie miały więc zastosowania w ciągnikach rolniczych do napędu mechanicznego maszyn typu kosiarka, owijarka.

– Aby stworzyć przekładnię, którą można byłoby wykorzystać w ciągnikach rolniczych do napędu mechanicznego zewnętrznych maszyn musieliśmy opracować zupełnie nową konstrukcję. Nowa przekładnia (PZO) jest dwustopniowa, a jednocześnie przez cały czas kompaktowa i lekka. W efekcie prędkość obrotowa jest zwiększona, przy zachowaniu tego samego kierunku obrotów wyjściowych. Przekładnia zwiększa obroty z przełożeniem 1:2 – zapewnia Sławomir Trajder.

Dlaczego rolnicy potrzebują prędkości 1000 obr./min?

Wiele współczesnych maszyn, szczególnie tych używanych do produkcji owoców i warzyw, wymaga prędkości wynoszącej 1000 obr./min. W naszym kraju przez cały czas do zadań produkcyjnych są wykorzystywane starsze ciągniki i dysponują one tylko podstawowymi obrotami wałka. Nie mają możliwości dwustopniowego zakresu przełączania.

W Tucholi powstało rozwiązanie i specjalna przekładnia zakładana na WOM ciągnika, która zwiększa obroty wałka. Przekładnia wykorzystuje koła zębate do zmiany prędkości obrotów. Zastosowane rozwiązanie w multiplikatorze nie zmienia kierunku obrotów.

Jeśli więc wałek obraca się z prędkością 540 obr./min zgodnie z ruchem wskazówek zegara po zastosowaniu przekładni 1:2.0 wałek wyjściowy, do którego podłączana jest maszyna także będzie się obracał zgodnie z ruchem wskazówek zegara, ale z prędkością 1080 obr./min.

Trzy koła zębate i łożyska stożkowe – technologia na lata

– W przekładni zostały zastosowane trzy koła zębate o zębach skośnych. Wykorzystywane są łożyska stożkowe ZVL. Mechanizmy są zamknięte w solidnym żeliwnym korpusie i zasprzęglane dzięki specjalnego zatrzasku na wałku ciągnika. Przekładnia powoduje zwiększenie prędkości obrotowej a maszyna, z którą ma pracować ciągnik podłączana jest do przekładni. Konstrukcja stopni przekładni jest taka, iż kierunek napędu nie ulega odwróceniu, ale wyłącznie przyśpieszeniu. Specjalna konstrukcja kół pozwala na przenoszenie dużych obciążeń. Wysoka klasa dokładności oraz zęby skośne wpływają na wysoką kulturę pracy i niski hałas – wyjaśnia Sławomir Trajder.

Zastosowanie także w nowoczesnych ciągnikach

Przekładnia może mieć zastosowanie podwójne, także do ciągników nowszych, które dysponują prędkością WOM na poziomie 1000 obr./min. W pierwszym wariancie, kiedy to montowana jest na traktorach z typową prędkością 540 obr./min przenosi 309 Nm momentu obrotowego.

Pozwala to napędzać maszyny o zapotrzebowaniu mocy do 35 kW. Przekładnię PZO, 1:2.0 można także montować na wałkach rozwijających 1000 obr./min. W tym przypadku spowoduje ona zwiększenie prędkości do aż 2000 obr./min. Po założeniu przekładni moment na wyjściu wyniesie 290 Nm przy prędkości 2000 obr./min. W tym wariancie moc odbiornika została określona na 60 kW.

Ursus C-330 i inne legendy rolnictwa – testy potwierdziły skuteczność

Przenoszenie tak dużych obciążeń i zwiększanie prędkości obrotowych możliwe jest dzięki zastosowaniu wysokiej jakości komponentów, z których zbudowana jest przekładnia. Jej opracowywanie zajęło konstruktorom firmy Hylmet kilka miesięcy i było podyktowane potrzebami, jakie zgłaszali klienci firmy korzystający w swoich gospodarstwach ze starszych ciągników. Przekładnia z powodzeniem sprawdza się na legendarnym Ursusie C-330. Przed wdrożeniem produkcji seryjnej była na nim testowana w tucholskim zakładzie.

– Rolnicy dzwonili do nas i pytali o taką przekładnię. Wiedzieli, iż mamy rozwiązania, które zmieniały kierunek obrotów WOM. Postanowiliśmy stworzyć rozwiązanie, które sprosta ich wymaganiom. W polskich gospodarstwach działa przez cały czas znaczna ilość traktorów starszego typu. Widzimy to po ilości innych podzespołów, jakie są do nich zamawiane zwłaszcza pomp hydraulicznych, które produkujemy.

I dodaje: Rynek starszych maszyn przez cały czas jest dosyć szeroki. Większe obroty WOM potrzebne są do pracy z maszynami wykorzystywanymi w produkcji między innymi owoców i warzyw. Byli także klienci, którzy chcieli starszym ciągnikiem pracować z siewnikiem wyposażonym w bronę aktywną. Zależało im także na pracy z niektórymi modelami owijarek oraz pras – opowiada Sławomir Trajder.

Cena i trwałość – inwestycja na długie lata

Przekładnia opracowana przez firmę Hylmet jest unikalna na rynku. Jako jedyna tego typu konstrukcja jest zawieszana bezpośrednio na WOM ciągnika. Charakteryzuje się zachowaniem tego samego kierunku obrotów, wysoką wartością przenoszonego momentu obrotowego oraz kompaktową budową.

Dzięki temu można ją zastosować w zdecydowanej większości ciągników rolniczych. Solidny korpus to monoblok, co w efekcie zapewnia wysoką współosiowość węzłów łożyskowych. To, w połączeniu ze specjalną konstrukcją kół zębatych i wysoką klasą dokładności, zapewnia cichobieżność i trwałość.

Producent zapewnia, iż PZO zapewni długoletnią pracę, wystarczy, iż użytkownik będzie przestrzegał zalecanych interwałów wymiany oleju (400 ml) oraz dopuszczalnych parametrów pracy. Koszt przekładni to 2 tys. zł netto.

Tomasz Ślęzak