Разбрасыватель Rauch

На разбрасывателях Rauch автоматическая регулировка нормы внесения удобрений в режиме реального времени реализуется на основе измерений крутящего момента на приводах разбрасывающих дисков.

Система измерения крутящего момента на разбрасывающих дисках

Для автоматического измерения потока массы электроника разбрасывающих дисков должна в любой промежуток времени получать информацию о том, какое количество удобрений попадает в настоящий момент на диски. В отличие от продукции других производителей разбрасывающие диски Rauch с системой EMC («электронное управление потоком массы», от английского Electronic Massflow Control) измеряют не количество удобрений в бункере, а крутящие моменты на разбрасывающих дисках. У этого принципа есть одно преимущество – на точность внесения не влияют ни наличие уклонов, ни встряска, а измерение происходит именно тогда, когда удобрение попадает на разбрасывающие диски. Более того, на двухдисковых разбрасывателях расход удобрений можно измерять и регулировать на каждом диске в автономном режиме.

Крутящий момент на дисках пропорционален расходу удобрений. При этом разные виды удобрений ведут себя одинаково, что специалисты Rauch выяснили в ходе собственных экспериментов по разбрасыванию. Различия имеются только при использовании лопаток разной длины: при одинаковом количестве удобрений более длинные лопатки производят более высокий крутящий момент, чем менее длинные. До сих пор компания Rauch использовала датчики давления масла с целью измерения давления масла на подаче и обратной подаче гидроприводов, при этом разница давлений служила для расчета крутящего момента. Однако этот способ измерения имеет один недостаток: холодное масло, например, в начале рабочего дня, требует более высокого давления по сравнению с разогревшимся в ходе работы. Для исключения избыточной дозировки после разогрева масла разбрасывателю при низких внешних температурах требуется время для разогрева.

Глубоко изучив эту проблему, инженеры компании Rauch длительное время занимались анализом существующих систем измерения и в итоге нашли альтернативные варианты измерения крутящего момента на разбрасывающих дисках. Аналог системы, установленной на гидроприводах разбрасывателей Rauch, можно встретить в шатунах электровелосипедов (E-bike). В них работа электродвигателя синхронизируется с производимым велосипедистом крутящим моментом, который меняется

Датчик на шатуне представляет собой так называемый магнитоупругий датчик крутящего момента. Благодаря бесконтактному измерению крутящего момента он не подвержен износу. Используемый при этом принцип действия носит название «инверсивная магнитострикция». Магнитострикция – это явление, при котором намагниченные материалы под воздействием магнитного поля деформируются. И наоборот, под воздействием некоей силы на намагниченный материал магнитное поле в намагниченном корпусе изменяется. Такое изменение магнитного поля и измеряет интегрированный в корпус датчик, расположенный на минимальном расстоянии от вала. С помощью двух катушек с разнонаправленной намоткой датчик регистрирует изменения магнитного поля даже при очень незначительной силе поля.

Крутящий момент изменяет магнитное поле намагниченного вала, две катушки измеряют это изменение

На разбрасывателях с механическим приводом импульсные датчики измеряют скручивание длинного поперечного вала

Для реализации этого вида измерения крутящего момента на валу, например, шатуна электровелосипеда или привода разбрасывающих дисков разбрасывателя удобрений Rauch должны выделяться по крайней мере два расположенных рядом вращающихся магнитных поля. Последние образуются благодаря выстраиванию атомов стального вала, превращая его в постоянный магнит. Возмущенное магнитное поле имеет ограниченную силу. Свои намагниченные приводные валы для разбрасывающих дисков с интегрированными магнитоупругими датчиками крутящего момента и дополнительными счетчиками числа оборотов в Rauch заказывают на заводе FAG (Германия), входящем в состав группы предприятий Schaeffler. Начиная с 2015 года и вплоть до настоящего времени компания Rauch предлагала системы измерения расхода EMC с технологией E-Bike только для своих разбрасывателей удобрений с гидравлическим приводом серии Axis H. А вот для разбрасывателей удобрений с механическим приводом инженеры захотели найти менее затратное решение, что им и удалось, поэтому теперь на разбрасывателях Rauch весовые дозаторы больше не используются. Предлагаемое весовое устройство просто отображает массу удобрений в бункере.

Актуальная система Axis M-EMC оснащена индуктивными датчиками, которые обеспечивают показания с очень высокой частотой. Для расчета крутящего момента датчики могут срабатывать во временном промежутке, составляющем до двух миллионных долей секунды. Аналогичные датчики используются, например, в автомобилестроении при производстве тормозной системы АБС. По одному такому датчику устанавливается на конце правого и левого поперечного относительно длинного вала, который связывает угловые редукторы привода ВОМ и привода разбрасывающих дисков. В середине редуктора рядом с угловым редуктором для привода ВОМ находится еще один датчик, он регистрирует эталонные сигналы. Датчики направлены по горизонтали на кулачки датчиков. В датчике находится индукционная катушка. Ее магнитное поле изменяется с каждым оборотом вращающегося кулачка датчика и с каждым пробелом датчика. Таким образом, и на входe, и на выходe вала возникают собственные импульсные комбинации, которые со стороны привода дисков разбрасывателя меняются, когда удобрение попадает на диск, и лопатки начинают придавать ему ускорение. При этом основой такого измерения становится скручивание вала при вращении, которое пропорционально необходимому крутящему моменту. Временное смещение импульсной комбинации на отрезке между датчиками на угловых редукторах привода разбрасывающих дисков и привода ВОМ является мерой для крутящего момента, а следовательно, и для текущего расхода удобрений. С 2012 года в Rauch оснащают разбрасыватели удобрений с приводом от ВОМ трактора M-EMC-системой. По сравнению со стандартным исполнением разбрасывателя, оснащенного гидравлически управляемой задвижкой, разбрасыватель серии Axis M с M-EMC в Европе стоит на 3540 евро больше. Системой M-EMC с измерением крутящего момента можно дооснастить и более ранние модели Rauch; для этого необходимо заменить блок шестерен, а вместо дозирующей заслонки установить электрический сервопривод. Более дорогие системы H-EMC (примерно на 1800 евро дороже), в которых используется технология измерения крутящего момента разбрасывающих дисков E-Bike, производитель предлагает для разбрасывателей удобрений с гидравлическим приводом серии Axis H.

Для разбрасывателей Axis M 20.2 и Axis M 30.2 в Rauch также предлагают электронные системы регулировки расхода EMC

Итак: в Rauch назвали свою систему автоматического регулирования расхода удобрений Electronic Massflow Control, EMC, дословно – «электронное управление потоком массы». Крутящие моменты на разбрасывающих дисках являются мерой для актуального расхода удобрений. Для измерения крутящего момента на разбрасывающих дисках в Rauch используют два различных метода измерения с помощью датчиков. Разбрасыватели удобрений с гидравлическим приводом Axis H оснащены магнитоупругими датчиками. Аналогичный метод измерения используется на шатунах велосипедов E-Bikes. На разбрасывателях с механическим приводом Axis M скручивание обоих приводных валов измеряют три импульсных датчика вращения.

Текст: Анья Бёрнсен
Фото и рисунки: Веркбильдер

Следующий репортаж

Тест-драйвы Тесты PROFI Тесты AGROREPORT AGROSALON Новинки Репортажи Драйв НОВОСТИ Агросалон В мире В России О компаниях ТРАКТОРЫ Cадовые 150 л.с. и ниже 150 л.с. — 450 л.с. 450 л.с. и выше Гусеничные ПОЧВА Бороны Глубокорыхлители Культиваторы Плуги