Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
ВОМ в задней части сельскохозяйственного трактора .
ВОМ (в ящике внизу) между трехточечной навеской трактора.

Отбора мощности или отбора мощности ( ВОМ ) представляет собой любой из нескольких способов для принятия мощности от источника питания, например, на работающем двигателе, и передачи его в приложении , например, прикрепленным реализации или отдельной машине.

Чаще всего это шлицевой приводной вал, устанавливаемый на трактор или грузовик, позволяющий приводить в действие орудия с сопрягаемыми фитингами непосредственно от двигателя.

Полупостоянно 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 дополнительное оборудование. В случае морского применения такие валы могут использоваться для питания пожарных насосов.

В самолетостроении такой вспомогательный привод может использоваться вместе с приводом постоянной скорости . Реактивные самолеты имеют четыре типа ВОМ: внутренний редуктор, внешний редуктор, 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 Коффмана [1]

История [ править ]

До того, как коробки отбора мощности стали обычным явлением, были доступны различные методы передачи мощности, но оставались приложения, которым не хватало некоторых атрибутов, которые могли бы обеспечивать МОМ. Плоские ремни обычно подходят только для приложений, где двигатель был неподвижен, например, заводские паровые двигатели , переносные стационарные двигатели или тяговые двигатели, припаркованные перед работой. Для движущихся транспортных средств, таких как тяговый двигатель или ранний трактор, буксирующий сельскохозяйственное орудие , орудие могло получать вращающую силу, принимая ее от одного из своих колес (поворот которого был придан буксировке) и распределяя ее через роликовые цепи (на серп). баркривошипа, например), но такая передача прекращается, если транспортное средство перестает двигаться; и сопротивление рабочей нагрузки имеет тенденцию заставлять колесо скорее буксовать, чем поворачиваться, даже если оно скручено . 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, которую следовало реализовать.

Экспериментальные коробки отбора мощности были опробованы еще в 1878 году, и в последующие десятилетия возникли различные самодельные версии. Компания International Harvester Company (IHC) первой представила на рынке ВОМ серийного трактора, представив модель 8-16 в 1918 году. [2] Эдвард А. Джонстон, инженер IHC, был впечатлен самодельным ВОМ, который он видел во Франции около десяти лет назад, импровизированный французским фермером и механиком по фамилии Гуги. [2] Он и его коллеги из IHC включили эту идею в модель 8-16 и разработали семейство орудий, чтобы воспользоваться этой функцией. Компания IHC была не единственной на рынке долгое время, так как в течение года ВОМ появились на других серийных тракторах, таких как некоторые модели Case.модели. В 1920 году IHC предложила опцию ВОМ для своего трактора 15-30, и это был первый трактор с ВОМ, который был представлен для испытаний 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 на зубчатой ​​передаче, где снимается мощность, определяет, может ли ВОМ работать независимо от движения автомобиля ( путевой скорости ). 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 с помощью так называемых конструкций ВОМ с приводом (LPTO), которые позволяют управлять вращением ВОМ независимо от движения трактора. Это преимущество, когда нагрузка, приводимая ВОМ, требует, чтобы трактор замедлился или остановился, чтобы оборудование, приводимое в движение ВОМ, могло догнать. Это также позволяет выполнять операции, когда трактор остается припаркованным, например, заполнение силоса или разгрузка разбрасывателя навоза.к куче или лагуне, а не через поле. В 1945 году компания Cockshutt Farm Equipment Ltd из Брантфорда , 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 [ править ]

Защитная пластиковая оболочка, закрывающая ВОМ

МОМ 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 , в 1997 году в США 6 процентов смертельных случаев, связанных с тракторами, были связаны с ВОМ. При втягивании в шахту свободной одежды могут возникнуть инциденты, что часто приводит к переломам костей , потере конечности или смерти ее владельца. 13 апреля 2009 г. бывшая звезда Высшей лиги бейсбола Марк Фидрих умер в результате несчастного случая, связанного с PTO ; «Похоже, он работал с грузовиком, когда его одежда запуталась в валу отбора мощности грузовика», - говорится в заявлении окружного прокурора Джозефа Эрли-младшего. [3]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 необратимой инвалидности. [4]

В некоторых орудиях используются легкие свободно вращающиеся защитные пластиковые кожухи для защиты карданного вала, что является обязательным в некоторых странах. [5] [6] В Великобритании руководство по охране здоровья и безопасности содержится в буклете. [7]

Техническая стандартизация [ править ]

Сельскохозяйственные ВОМ стандартизированы 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 спецификации, требования безопасности, размеры главного экрана и зоны зазора
  2. ISO 500-2 Узкоколейные тракторы, размеры главного щита и просвета
  3. ISO 500-3 Основные размеры ВОМ и размеры шлицев, расположение ВОМ.

Исходный тип (обозначенный как Тип 1) требует работы со скоростью 540 оборотов в минуту (об / мин). Вал, который вращается со скоростью 540 об / мин, имеет на нем 6 шлицев и диаметр 1 3 ⁄ 8  дюйма (35 мм).

Два новых типа, поддерживающие приложения с более высокой мощностью, работают со скоростью 1000 об / мин и отличаются размером вала. Больше вала имеет 20 сплайнов (диаметр 1 3 / 4   или 44 мм) (обозначенные как тип 3), в то время как меньше , имеет 21 сплайнов (диаметр 1 3 / 8   или 35 мм) (обозначенные 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 сельскохозяйственных орудий и установкой более мощных двигателей на сельскохозяйственных тракторах, еще более крупный тип (обозначенный как Тип 4) был добавлен к ISO 500. Он работает с более высокой скоростью вращения 1300 об / мин, чтобы чтобы обеспечить передачу мощности при пониженных уровнях крутящего момента. Вал имеет 22 шлица с большим диаметром 57,5 миллиметра (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 (если стоять за трактором, вал вращается по часовой стрелке).

10-шлицевой тип использовался с некоторым ранним оборудованием, таким как Land Rover 1948 года . Обычно поставлялся шестишлицевой адаптер. Производители сельскохозяйственных машин обычно указывают номинальную мощность ВОМ, т.е. указание доступной мгновенной мощности на валу. Новые тракторы могут быть оснащены 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 промышленный стандарт на конструкцию 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. [8]

Использование на коммерческих автомобилях [ править ]

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

Коробки передач грузовых автомобилей имеют одно или несколько мест, где можно 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 поставляется с передним и / или задним ВОМ и гидравликой, а также с трехточечной системой навески.

Блоки будут рассчитаны в соответствии с постоянным и прерывистым крутящим моментом, который может быть применен 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 механическую силу через систему гидравлической жидкости в любое место вокруг транспортного средства, где гидравлический двигатель преобразует ее обратно во вращательную или линейную механическую силу. Типичные приложения включают:

  • Запуск водяного насоса на пожарной машине или водовозе
  • Запуск установленной на грузовике машины для откачки горячей воды для чистки ковров (привод вакуумного нагнетателя и насосов раствора высокого давления)
  • Питание нагнетательной системы, используемой для перемещения сухих материалов, таких как цемент
  • Питание интегрированной в автомобиль воздушной компрессорной системы [9]
  • Подъем кузова самосвала
  • Управление механической рукой на ковшовой тележке, используемой персоналом по обслуживанию электрооборудования или бригадой по обслуживанию кабельного телевидения
  • Управление лебедкой на эвакуаторе
  • Эксплуатация уплотнителя на мусоровозе
  • Управление стреловой / грейферной тележкой
  • Эксплуатация навесной лопаты для деревьев и подъемно-мачты

Разрезной вал [ править ]

МОМ с разъемным валом установлен на приводном валу грузовика для обеспечения мощности МОМ. Такой агрегат представляет собой дополнительную коробку передач, разделяющую карданный вал автомобиля на две части:

  • Вал, обращенный к коробке передач, который будет передавать мощность двигателя на вал отбора мощности с разъемным валом;
  • Обращенный к оси вал, который передает тяговое усилие на ось.

Сам агрегат предназначен для независимого переключения мощности двигателя либо на осевой 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 разъемным валом, что требует, чтобы схема привода транспортных средств 4x4 имела выбираемый тип 4WD, чтобы приводной вал переднего моста был полностью отсоединен во время работы ВОМ. Также можно подключить что-нибудь кроме гидравлического насоса непосредственно к ВОМ, например, насосы пожарной машины.

Разрезной вал "сэндвич" [ править ]

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

См. Также [ править ]

  • Балансировочная машина

Ссылки [ править ]

  1. ^ Технический меморандум НАСА 101731; Методы контроля для «Высокоскоростного вращающегося вала отбора мощности самолета X-29A»; Дэвид Ф. Ворачек, Исследовательский центр Эймса, Летно-исследовательский центр Драйдена, Эдвардс, Калифорния, декабрь 1990 г. nasa.gov
  2. ^ a b Приппс и Морланд 1993 , стр. 37–39.
  3. ^ «Ревизор: Фидрих задохнулся» . ESPN.com . 16 апреля 2009 . Проверено 7 января 2014 года .
  4. ^ Тинк, Памела Дж .; Соренсен, Джули А. (02.01.2019). «Маркетинговая безопасность фермы: использование принципов влияния для повышения защиты ВОМ» . Журнал агромедицины . 24 (1): 101–109. DOI : 10.1080 / 1059924X.2018.1539421 . ISSN 1059-924X . PMC 6353692 . PMID 30346257 .   
  5. ^ Power-Take-Off (ВОМ) Безопасность (PDF) , Национальный совет по безопасности, май 2009 , извлекаться 2009-12-14
  6. ^ Privette, Чарльз (2002-03-01), Farm Safety & Health - ВОМ безопасности , Департамент сельского хозяйства и биологической инженерии, Университет Клемсона, архивируются с оригинала на 28 марта 2005 года , восстановлена 2007-04-19
  7. ^ "Коробки отбора мощности и приводные валы отбора мощности" (PDF) . Исполнительный орган по охране здоровья и безопасности Великобритании . Проверено 29 октября 2018 года .
  8. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 22 июля 2011 года . Проверено 3 мая 2009 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  9. ^ «Воздушные компрессоры с валом отбора мощности | Воздушный компрессор с прямой передачей ™» . VMAC . Проверено 11 декабря 2018 .

Библиография [ править ]

  • 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.