Modificación del diseño de la caja de cambios de la cosechadora de maíz para mejorar la vida útil ante la fatiga

Dec 15, 2023

Scientific Reports volumen 12, número de artículo: 15576 (2022) Citar este artículo

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La caja de cambios tiene la ventaja de poder cambiar el par y la velocidad de rotación según la relación de transmisión y tiene una alta eficiencia de transmisión de potencia al transmitir potencia a través del contacto del par de engranajes. Al evaluar la resistencia y la vida a fatiga de una caja de engranajes utilizando una carga de diseño o una carga equivalente, existe la posibilidad de que los resultados sean muy diferentes de los reales. Por lo tanto, en este estudio, se utilizó la distribución de duración de la carga (LDD) construida en base a la carga de trabajo real para evaluar de manera confiable la resistencia y la vida a fatiga de la caja de cambios. Como resultado de la evaluación de la resistencia y la vida útil a la fatiga de la caja de cambios utilizando LDD, se confirmó que la caja de cambios existente no cumplía con la vida útil prevista en el entorno operativo. Por lo tanto, se analizaron las razones de estos resultados y se realizó una modificación del diseño en base a los resultados analizados. Como resultado de la modificación del diseño, la deflexión del eje disminuyó debido a la reorganización de los cojinetes, de un tipo en voladizo a uno tipo horquilla, mejorando así la vida útil a fatiga de los engranajes y cojinetes. Finalmente, se mejoró la distribución de carga que actúa sobre la superficie de los dientes del engranaje mediante la modificación de la microgeometría de los engranajes.

Un engranaje es un elemento de máquina en la transmisión de potencia que se utiliza ampliamente en diversos campos1. Una caja de cambios es un sistema de transmisión de potencia que consta de engranajes, ejes, cojinetes y carcasas; y la entrada de potencia al eje se transmite al engranaje impulsado (en este caso, engranaje) a través del engranaje impulsor (en este caso, piñón). Además, cuando la potencia se transmite usando un par de engranajes, dado que la relación de transmisión cambia la velocidad de rotación y el par, surge la ventaja de controlar la velocidad de rotación y el par cambiando la relación de transmisión. El rendimiento de una caja de cambios se puede evaluar mediante parámetros como la vida útil a la fatiga, el ruido, la vibración y la eficiencia de la transmisión de potencia. En el caso de la vida por fatiga, dado que determina si la caja de cambios funciona o no, es necesario predecir y evaluar de manera confiable la vida de la caja de cambios2.

Para predecir y evaluar de forma fiable el rendimiento de la caja de cambios, es necesario definir con precisión la carga que actúa sobre la caja de cambios. La magnitud de la carga que actúa sobre la caja de engranajes, la duración bajo la carga y el rango de fluctuación de la carga se determinan de acuerdo con el propósito y el entorno de uso de la caja de engranajes. Sin embargo, resulta complicado definir numéricamente la carga que actúa sobre la caja de cambios. Por lo tanto, muchos investigadores utilizaron la teoría del daño por fatiga acumulativa basada en la regla de Palmgren-Miner y predijeron y evaluaron el rendimiento de la caja de cambios en condiciones de carga equivalentes utilizando el concepto de promedios3,4. Si bien el uso de la carga equivalente para evaluar el rendimiento de la caja de cambios puede acortar el tiempo de cálculo, existe la desventaja de no poder considerar el efecto de la fluctuación de la carga y la carga máxima que actúan sobre la caja de cambios. Además, el exponente de daño por fatiga utilizado para derivar la carga equivalente es un valor que varía según el modo de falla de cada elemento que constituye la caja de cambios. En la etapa de diseño, el exponente del daño por fatiga no se puede determinar con precisión porque los modos de falla clave de la caja de engranajes no están disponibles de antemano5,6,7.

Dong et al.8 realizaron un estudio sobre el efecto de la fluctuación de la velocidad del viento sobre la fatiga de contacto del engranaje de una caja de engranajes de una turbina eólica. La fatiga por contacto del engranaje se analizó utilizando un total de 11 velocidades de viento diferentes, disponibles en la literatura, para implementar las fluctuaciones de la velocidad del viento. Sin embargo, dado que este análisis no reflejó el entorno práctico en el que realmente se utiliza la caja de engranajes de la turbina eólica, hubo un límite en la confiabilidad de los resultados del análisis. Patel y Joshi9 realizaron un análisis de diseño y fatiga del soporte de la caja de cambios y confirmaron que su vida a fatiga cambiaba dependiendo de su material y forma. Sin embargo, el análisis sufrió la misma limitación que el del estudio anterior, junto con la limitación adicional de realizarse bajo una sola condición de carga. Du et al.10 realizaron un estudio para predecir la vida a fatiga de la caja de cambios de un vehículo de orugas mediante una prueba de simulación de funcionamiento. Se simuló el entorno en el que operaba la caja de cambios y la carga que actuaba sobre la caja de cambios se derivó utilizando los resultados de la simulación. Además, se evaluó la vida a fatiga de la caja de cambios utilizando la carga derivada. Sin embargo, dado que la carga derivada no fue validada, hubo un límite a la confiabilidad de los resultados de la simulación. Kim et al.11 construyeron un modelo de simulación de transmisión de un tractor utilizando software comercial y desarrollaron un modelo que podría evaluar la vida a fatiga de los engranajes cónicos en espiral. Además, se midió la carga generada en el entorno operativo y se predijo la vida a fatiga del engranaje en espiral mediante la construcción de un espectro de carga basado en los datos medidos. El método de distribución de la duración de la carga (LDD) estaba destinado a predecir el rendimiento de los engranajes y cojinetes12; Este estudio predijo incorrectamente su desempeño con el espectro de carga utilizando el algoritmo de conteo de flujo de lluvia. De manera similar, en la mayoría de los estudios realizados en diversos campos que predijeron y evaluaron el rendimiento de la caja de cambios, la definición del entorno operativo fue insuficiente. Wang et al.13 realizaron investigaciones sobre el diseño, modelado y análisis de transmisiones de turbinas eólicas marinas. Se presentó un procedimiento de diseño iterativo para minimizar el peso y el volumen al diseñar la transmisión de un aerogenerador, y el modelo se validó comparando el modelo de simulación multicuerpo diseñado con el modelo desarrollado previamente. Sin embargo, existe una limitación en el sentido de que se utilizó la carga de diseño en lugar de la carga ambiental real al diseñar y validar el tren motriz de la turbina eólica. Yoo et al.14 desarrollaron un modelo de simulación de la caja de engranajes de la turbina eólica para confirmar el rendimiento del conjunto de engranajes planetarios al que se aplicó el pasador flexible. La simulación se realizó utilizando software comercial. Como resultado del estudio, se confirmó que la carga compartida y la distribución de carga entre los engranajes planetarios mejoraron cuando se aplicaron pasadores flexibles al conjunto de engranajes planetarios. Sin embargo, existe una limitación en el sentido de que se asumió el entorno en el que se opera la caja de engranajes de la turbina eólica al realizar el desempeño del conjunto de engranajes planetarios.

Para resolver este problema, Kim et al.15 realizaron una operación de cosecha real utilizando una cosechadora de maíz desarrollada por Kang et al.16. Se conectó a la toma de fuerza (PTO) del tractor un sensor que podía medir el par y la velocidad de rotación, y utilizando el sensor se midió la carga de trabajo real generada durante la cosecha de maíz. Además, utilizando la carga de trabajo real medida, se construyó una distribución de la duración de la carga que podría evaluar los elementos de la máquina que transmitían o soportaban una carga a través del contacto, como los componentes de la caja de cambios, como engranajes y cojinetes.

En este estudio, el modelo de simulación de caja de cambios de la cosechadora de maíz presentado por Kang et al.16 se desarrolló utilizando el software comercial Romax Nexus17. Además, se evaluó la resistencia y la vida a fatiga de los engranajes y cojinetes de la caja de cambios utilizando el modelo de caja de cambios y el LDD construido por Kim et al.15. La evaluación reveló que la caja de cambios no cumplía con la vida útil prevista para la cosechadora de maíz; la vida de fatiga objetivo se cumplió modificando la disposición de los rodamientos y la longitud del eje, que son variables de diseño de la caja de engranajes. Finalmente, al realizar una modificación de la microgeometría del engranaje, se mejoró la distribución de carga que actúa sobre la superficie del diente del engranaje.

Todos los métodos se llevaron a cabo de acuerdo con las directrices y regulaciones pertinentes y se obtuvo el permiso del Instituto de Investigación en Agricultura y Ciencias de la Vida, Administración de Desarrollo Rural para recolectar maíz.

La falla por fatiga ocurre cuando los elementos de una máquina están sujetos a cargas fluctuantes de diferentes magnitudes durante muchos ciclos. Para comprobar la seguridad de los elementos de la máquina contra fallos por fatiga, la carga externa que actúa sobre el elemento debe medirse en las condiciones de carga reales. A continuación, la carga debería procesarse según los resultados de la evaluación de seguridad. Entre los componentes de la caja de cambios, los elementos de la máquina que transmiten o soportan cargas a través de contactos, como engranajes y cojinetes, pueden constituir un espectro de carga con la magnitud de la carga, la velocidad y la duración bajo la carga18.

La Figura 1 muestra los datos de muestra utilizados para explicar el método LDD. El intervalo se divide en intervalos de carga arbitrarios después de verificar los valores mínimo y máximo en los datos de torque medidos. En los datos de muestra, el intervalo entre los pares mínimo y máximo de 500 y 670 Nm respectivamente se divide en dos secciones con un intervalo de 100 Nm. La magnitud de la carga en la i-ésima sección de los datos de muestra se obtiene como un promedio de valores de torque de 500 a 600 Nm. Los datos de tiempo de la iésima sección son \({t}_{1}+{t}_{2}+{t}_{3}\), que es el tiempo total de exposición al torque. Finalmente, los datos de velocidad del iésimo tramo se obtienen como media aritmética de las velocidades de rotación pertenecientes a los datos de tiempo correspondientes al tramo. En LDD, la magnitud, duración y velocidad de la carga se expresan mediante las siguientes ecuaciones:

donde \(i\) es el número de bin, \({T}_{i}\) es el iésimo torque promedio en bin, \({T}_{i,j}\) es el iésimo jésimo torque en bin , n es el iésimo dato en el contenedor, \(\Delta t\) es el intervalo de tiempo de los datos de medición, \({\omega }_{i}\) es la iésima velocidad promedio del contenedor, y \( {\omega }_{i,j}\) es \(i\mathrm{th}\) es la velocidad del contenedor. La Tabla 1 muestra los detalles del método LDD que Kim et al.15 utilizaron para la cosecha de maíz.

Datos de muestra para explicar el método LDD.

La cosechadora de maíz consta de una caja de engranajes de la cosechadora de maíz, que se utiliza para la cosecha, en la que se transfieren y pelan los tallos de maíz; la primera transmisión multiplicadora (relación de transmisión: 0,645), que recibe potencia directamente de la toma de fuerza del tractor; y la segunda transmisión multiplicadora (relación correa-polea: 0,714), que transmite la potencia de la primera transmisión multiplicadora (relación de transmisión: 0,645) a la caja de cambios de la cosechadora de maíz. La Figura 2 muestra la transmisión de potencia desde la toma de fuerza del tractor a la caja de cambios de la cosechadora de maíz.

Configuración del sistema de transmisión de potencia para cosechadora de maíz15.

La Figura 3 muestra el modelo de simulación de la caja de cambios de la cosechadora de maíz que se desarrolló utilizando Romax Nexus17. S1, el eje de entrada de la caja de cambios de la cosechadora de maíz, transmite potencia a S2 y S3, el eje de salida de la parte de separación, y a S4, el eje de salida de la parte de transporte. Un conjunto de engranajes cónicos (BGS), un elemento de la máquina que puede transmitir potencia verticalmente, se utiliza entre S1 y S2 para transmitir potencia a S2 y S3, que son perpendiculares a S1. Además, la potencia transmitida a S2 a través del BGS se transmite a S3 a través del conjunto de engranajes rectos (SGS) 1, que es un elemento de transmisión de potencia de eje paralelo. Finalmente, el SGS 2 se utiliza entre S1 y S4 para transmitir energía a la unidad de transferencia.

Modelo de simulación de caja de cambios de cosechadora de maíz.

En el modelo de caja de cambios, los engranajes rectos y cónicos se definen con rigidez de contacto no lineal y se representan mediante parámetros macrogeométricos (módulos, número de dientes, distancia entre centros, ángulo de presión, ancho de cara, entre otros). Para el análisis de contacto del engranaje se consideraron la desalineación de la malla del engranaje y la rigidez no lineal de los dientes. Dado que la fuerza de engrane del engranaje está influenciada por la posición de contacto del flanco del diente, realizamos un modelado considerando y analizamos todos los puntos de engrane del engranaje, distribuciones de carga y condiciones límite. Para analizar el contacto del engranaje se utilizó el modelo de corte, suponiendo que cada corte opera como un engranaje recto e independiente. El modelo de rigidez no lineal de rodamientos se definió como parámetros de detalle internos (curvatura de las pistas de rodadura, juego interno, perfil de los rodillos, etc.). Los ejes también se modelaron como elementos de viga 1D flexibles17. Las especificaciones de engranajes utilizadas en la caja de cambios de la cosechadora de maíz se muestran en las Tablas 2 y 3, y se utilizó FAG 6207 para todos los rodamientos.

En este estudio, la clasificación del engranaje y la vida a fatiga de los rodamientos se evaluaron utilizando el LDD generado en base al modelo de simulación desarrollado de la caja de engranajes de la cosechadora de maíz y la carga de trabajo real medida durante la cosecha de maíz. Las clasificaciones para el engranaje recto y el engranaje cónico se dieron según las normas ISO 63366 e ISO 1030019, respectivamente. Además, la vida a fatiga de los rodamientos se evaluó utilizando la norma ISO 28120. La Tabla 4 muestra los resultados de calificación para la simulación de engranajes.

Los resultados de la clasificación de engranajes en la Tabla 4 revelaron el engranaje con la mayor probabilidad de falla y que el modo de falla fue picaduras en la superficie del engranaje causadas por la tensión de contacto del SGS 1 (piñón y engranaje). Por lo tanto, para confirmar que la distribución de la carga frontal tuvo una influencia dominante en el factor de seguridad para la tensión de contacto, se analizó la distribución de la carga frontal utilizando el modelo de elementos finitos y el modelo de contacto no lineal de Romax Nexus17,19. El modelo de elementos finitos y el modelo de contacto no lineal analizaron la distribución de la carga frontal utilizando las siguientes cuatro teorías y calcularon el factor de carga frontal (\({K}_{H\beta }\)) utilizando los resultados del análisis17:

Flexión basada en la teoría de placas de Mindlin;

Compresión basada en la teoría del haz de Timoshenko;

Rotación de raíces basada en una teoría empírica;

Corte de raíces basado en una teoría empírica.

La Tabla 5 muestra la carga máxima por unidad de longitud y el factor de carga frontal de SGS 1, y la Fig. 4 muestra la distribución de carga frontal en el nivel de carga 8 de SGS 1. A partir de la Fig. 4, se confirmó que el patrón de contacto de SGS 1 era extremadamente sesgado hacia la izquierda. Como resultado, se redujo la superficie del diente que transmitía la carga y se confirmó que el factor de seguridad para la tensión de contacto era bajo debido a la alta tensión de contacto inducida.

Distribución de carga frontal de SGS 1 en el nivel de carga 8: (a) Patrón de contacto del piñón y (b) patrón de contacto del engranaje.

Las tablas 6 y 7 muestran los resultados de la evaluación de la vida a fatiga de las cargas radiales y axiales de todos los rodamientos que actúan sobre cada rodamiento en el nivel de carga 8. La tabla 6 confirma que los rodamientos B3 y B4 ubicados en S2 no cumplieron con la vida a fatiga objetivo de 4800 h. para la caja de engranajes de la cosechadora de maíz, y la Tabla 7 confirma que la carga que actúa sobre estos cojinetes es muy grande.

A partir de los resultados de la simulación de la caja de cambios, se confirmó que las partes débiles de la caja de cambios de la cosechadora de maíz eran B3 y B4, ubicadas en SGS 1 y S2, respectivamente. En este estudio, se determinó que la causa de la aparición de la parte débil de la caja de cambios fue la siguiente.

La disposición de B3 y B4 en S2 como tipo voladizo fue desfavorable para el apoyo de momento.

El momento se generó en S2 debido a la fuerza del engranaje de BGS y SGS 1 que provocó la deflexión de S2.

La desalineación de la malla de engranajes ocurrió en SGS 1 debido a la deflexión de S2.

El aumento de \({K}_{H\beta }\) y la reducción del factor de seguridad para la tensión de contacto se debió a la desalineación de la malla del engranaje.

Para resolver el problema anterior, la longitud del eje entre el engranaje cónico y el engranaje recto de S2 se incrementó en 20 mm, como se muestra en la Fig. 5. Además, al colocar B4 entre el engranaje cónico y el engranaje recto, B3 y B4 fueron dispuesta como una horcajada, una disposición ventajosa para el apoyo del momento. Finalmente, la longitud del eje de S3 se aumentó en 20 mm para colocar B6 en la parte superior junto con B4. La Figura 5 muestra la disposición de rodamientos antes y después de la modificación del diseño, y la Figura 6 muestra el modelo de simulación modificado.

Cambio en la disposición de rodamientos según modificación de diseño de la caja de cambios: (a) Antes y (b) después de la modificación de diseño.

Modelo de simulación de caja de cambios modificado de cosechadora de maíz.

Tal como se realizó para el modelo antes de la modificación del diseño, la clasificación del engranaje y la vida a fatiga de los rodamientos del modelo de simulación de diseño modificado se evaluaron utilizando LDD, y los resultados se muestran en las Tablas 8, 9 y 11.

Como se muestra en las Tablas 8 y 9, se confirmó que el factor de seguridad para la tensión de contacto del SGS 1, un componente débil de la caja de cambios existente, aumentó aproximadamente 1,9 veces debido a la modificación del diseño. Según el nivel de carga, la carga máxima por unidad de longitud disminuyó 3,74 veces en promedio, y la \({K}_{H\beta }\) disminuyó 3,82 veces en promedio. Como se muestra en la Fig. 7, se supuso que la disminución en el factor de seguridad para la tensión de contacto y la carga máxima por unidad de longitud se debía a la distribución relativamente uniforme del patrón de contacto del SGS 1 en comparación con el de la caja de cambios existente. Además, como se muestra en las Tablas 10 y 11, la carga aplicada a B3 y B4 se redujo significativamente mediante la modificación del diseño. En consecuencia, las vidas útiles de B3 y B4, que no cumplieron con la vida de fatiga objetivo en la caja de cambios existente, fueron \(1.6x{10}^{8}\) y 8672 h, respectivamente, lo que confirma que se cumplió la vida de fatiga objetivo. .

Distribución de carga frontal de SGS 1 en el nivel de carga 8 para caja de cambios modificada: (a) Patrón de contacto del piñón y (b) patrón de contacto del engranaje.

Aunque el factor de seguridad del SGS 1 aumentó a través de la modificación del diseño de la caja de cambios, dado que la distribución de la carga frontal que actuaba sobre el SGS 1 todavía estaba sesgada hacia la izquierda de la superficie del diente del engranaje, causó una alta tensión de contacto y acortó la vida de fatiga del engranaje21. Por lo tanto, en este estudio, realizamos una modificación de microgeometría del engranaje en SGS 1 para mejorar la distribución de la carga frontal. Esta modificación se realizó con corona de plomo y pendiente de plomo, y se realizó un estudio de parámetros para un total de 121 casos, en los cuales se aumentó la corona en 1 μm de 0 a 10 μm y la pendiente en 2 μm de 0 a 10 μm. 20 µm. El estudio de parámetros se realizó para calcular \({K}_{H\beta }\) en cada uno de los 8 niveles de carga y derivar la combinación de la corona de plomo y la pendiente de plomo con la suma más pequeña de \({K} valores _{H\beta }\). Las tablas 12 y 13 muestran los resultados de la evaluación de resistencia de los engranajes después de la modificación de la microgeometría. La Figura 8 muestra la distribución de carga frontal en el nivel de carga 8 del SGS 1, que fue sometido a la modificación de microgeometría.

Distribución de carga frontal de SGS 1 en el nivel de carga 8 después de la modificación de la microgeometría: (a) patrón de contacto del piñón y (b) patrón de contacto del engranaje.

La modificación del diseño de microgeometría aumentó el factor de seguridad para la tensión de contacto del SGS 1, que era el componente débil del modelo de diseño inicial, en aproximadamente 2,55 veces. Además, la carga máxima por unidad de longitud según el nivel de carga disminuyó 7,14 veces en promedio en comparación con la del modelo de diseño inicial, y la \({K}_{H\beta }\) disminuyó en promedio 6,27 veces en comparación al del modelo de diseño inicial.

El propósito de este estudio es evaluar la caja de engranajes de la cosechadora de maíz desarrollada previamente en función del modelo de simulación y la carga de trabajo real. Esta caja de cambios se modeló utilizando Romax Nexus y la carga de trabajo real se basó en resultados de investigaciones preexistentes. La evaluación reveló que la caja de cambios desarrollada anteriormente no cumplía con la vida útil prevista. Esto se atribuyó a la deflexión del eje que se produjo debido a la mala disposición del rodamiento y la desalineación del engranaje debido al juego interno del rodamiento y a la distribución desigual de la carga de la superficie de los dientes del engranaje. La vida útil de fatiga requerida de la cosechadora de maíz se cumplió calculando la deflexión del eje, la desalineación del engranaje y la distribución desigual de la carga de los dientes del engranaje.

Los análisis de resistencia y vida a fatiga de los engranajes y cojinetes de la caja de cambios de una cosechadora de maíz se realizaron utilizando el LDD de cosecha de maíz y el modelo de simulación. La vida útil a fatiga objetivo de la caja de cambios no se cumplió en B3 y B4 de S2, y el factor de seguridad para la tensión de contacto de SGS 1 se obtuvo como 1,00, lo que confirma que la caja de cambios requería mejoras.

Dado que B3 y B4 de la caja de cambios existente estaban dispuestos en voladizo sobre S2, el engranaje de BGS ubicado en S2 y el piñón de SGS 1 generaron un momento. Se determinó que se produjo una deflexión en S2 debido al momento, lo que resultó en una vida útil más corta del rodamiento y mayor desalineación de la malla para SGS 1. Para resolver este problema, se realizó una modificación del diseño para cambiar la disposición en voladizo de B3 y B4 por una dispuesta a horcajadas. Después de la modificación, tanto B3 como B4 cumplieron con la vida de fatiga objetivo de la caja de engranajes de la cosechadora de maíz, y se confirmó que el factor de seguridad para la tensión de contacto de SGS 1 aumentó a un promedio de 1,9. Además, para la cara distribución de carga de SGS 1, la carga máxima por unidad de longitud disminuyó en un promedio de 3,77 veces. Sin embargo, el factor de carga frontal, que indicaba la distribución de la carga frontal, era tan grande como 1,8–2,1, lo que confirma que se requerían mejoras adicionales.

Se realizó una modificación de microgeometría para mejorar la distribución de carga frontal de SGS 1. La modificación se realizó en la corona principal y el talud principal, y la suma más pequeña de los factores de carga frontal se derivó en todos los niveles de carga a través de un estudio de parámetros. Como resultado, la carga máxima por unidad de longitud del SGS 1 se redujo aproximadamente 7,14 veces en comparación con la del SGS 1 existente, y se encontró que el factor de carga frontal era de 1,0 a 1,3, que disminuyó aproximadamente 6,27 veces en promedio.

Finalmente, para realizar las evaluaciones de resistencia de los engranajes y vida útil de los cojinetes de la caja de engranajes, (1) eran esenciales un modelo de simulación de alta precisión que pudiera simular con precisión la caja de engranajes real y (2) un LDD real basado en carga. (3) Se confirmó que se debe evaluar la caja de engranajes y se deben aplicar modificaciones de diseño, con base en (1) y (2).

Los conjuntos de datos durante y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a solicitud razonable.

Goch, G. Metrología de engranajes. CIRP Ana. 52, 659–695 (2003).

Artículo de Google Scholar

Lewicki, DG, Black, JD, Savage, M. & Coy, JJ Análisis de la vida por fatiga de una caja de cambios reductora de turbohélice. J. Mech. Des. 108, 255–262 (1986).

Google Académico

Shin, JW, Kim, JO, Choi, JY & Oh, SH Diseño de transmisión de 2 velocidades para vehículos comerciales eléctricos. En t. J. Automoción. Tecnología. 15, 145-150 (2014).

Artículo de Google Scholar

Kim, TJ y cols. Análisis de resistencia de la transmisión mecánica utilizando el par equivalente de arado de un tractor de 82 kW. Coreano J. Agric. Ciencia. 46, 723–735 (2019).

Google Académico

Park, YJ, Lee, GH, Song, JS y Nam, Y. Análisis característico de la caja de cambios de una turbina eólica considerando la carga sin par. J. Mech. Des. 135, 044501 (2013).

Artículo de Google Scholar

Norma ISO 6336:2019. Cálculo de capacidad de carga de engranajes rectos y helicoidales.

Park, YJ, Kim, JG, Lee, GH & Shim, SB Carga compartida y distribuida en el flanco del engranaje de la caja de cambios planetaria de una turbina eólica. J. Mech. Ciencia. Tecnología. 29, 309–316 (2015).

Artículo de Google Scholar

Dong, W., Xing, Y., Moan, T. & Gao, Z. Análisis de fatiga de contacto de engranajes basado en el dominio del tiempo de una transmisión de turbina eólica en condiciones dinámicas. En t. J. Fatiga 48, 133-146 (2013).

Artículo de Google Scholar

Patel, MM & Joshi, NB Diseño y análisis de fatiga del portador de caja de cambios epicicloidal. En t. J. Innov. Res. Ciencia. Tecnología. 1, 329–333 (2015).

Google Académico

Du, XJ, Zhang, SR y Zhang, YH Predicción de la vida por fatiga de la caja de cambios en vehículos de orugas basada en pruebas de simulación. Fuerza Materia. 51, 578–586 (2019).

Artículo de Google Scholar

Kim, WS y cols. Simulación de vida a fatiga de engranajes cónicos helicoidales de tractores según las principales operaciones agrícolas. Aplica. Ciencia. 10, 8898 (2020).

Artículo de Google Scholar

Germanischer, L. Directriz para la certificación de las dimensiones de lugar de trabajo, acceso y salida de turbinas eólicas marinas. Hamburgo, Alemania (2010).

Wang, S., Nejad, AR y Moan, T. Sobre el diseño, modelado y análisis de un tren motriz de velocidad media de 10 MW para turbinas eólicas marinas. Energía eólica 23(4), 1099–1117 (2020).

ADS del artículo Google Scholar

Yoo, HG y cols. Aplicación de pasador flexible para conjunto de engranajes planetarios de caja de cambios de aerogenerador. Ciencia. Rep. 12(1), 1-13 (2022).

Artículo de Google Scholar

Kim, JT y cols. Determinación de cargas de diseño de cosechadoras de maíz utilizando la carga de trabajo real. J. Agrícola. Ciencias de la vida. 56, 77–85 (2022).

Artículo de Google Scholar

Kang, NR et al. Evaluación del desempeño y diseño de una máquina cosechadora de maíz fresco comestible. J. Control de conducción 16, 74–79 (2019).

Google Académico

Tecnología Romax, Manual de usuario, Romax Nexus (2021).

Niederstuke B., Anders, A., Dalhoff, P. y Grzybowski, R. Análisis de datos de carga para cajas de engranajes de turbinas eólicas. Informe técnico, Germanischer Lloyd WindEnergie GmbH, Alemania, agosto (2003).

Norma ISO 10300:2014. Cálculo de la capacidad de carga de engranajes cónicos.

Norma ISO 281:2007. Rodamientos: capacidades de carga dinámica y vida útil.

Park, YJ, Lee, GH, Kim, JK & Song, JS Análisis de distribución de carga y reparto en el reductor planetario para turbinas eólicas. J. Sociedad Coreana. Fabricante. Tecnología. Ing. 20, 830–836 (2011).

Google Académico

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Este trabajo fue apoyado por el Instituto Coreano de Planificación y Evaluación de Tecnología en Alimentación, Agricultura y Silvicultura (IPET) a través del Programa de Desarrollo de Tecnología de Industrialización de Maquinaria Agrícola Avanzada, fundado por el Ministerio de Agricultura, Alimentación y Asuntos Rurales (MAFRA) (321063-2 ); y Hexagon Manufacturing Intelligence (soporte de Romax Solution). Un coautor de este artículo, Ho-Seop Lee, contribuyó igualmente como autor principal. Los autores declaran no tener potenciales conflictos de intereses con respecto a la investigación, autoría y publicación de este artículo.

Departamento de Ingeniería de Biosistemas, Universidad Nacional de Seúl, Seúl, 08826, República de Corea

Ji-Tae Kim, Parque Jung-Ho y Parque Young-Jun

Especialidad en convergencia en Global Smart Farm, Universidad Nacional de Seúl, Seúl, 08826, República de Corea

Ji Tae Kim y Young Jun Park

Instituto de Investigación de Agricultura y Ciencias de la Vida, Universidad Nacional de Seúl, Seúl, 08826, República de Corea

Ho-Seop Lee y el parque Young-Jun

Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, Administración de Desarrollo Rural, Jeonju, 54875, República de Corea

Jea Keun Woo, Il Su Choi y Young Keun Kim

Departamento de Ingeniería de Maquinaria Bioindustrial, Universidad Nacional de Jeonbuk, Jeonju, 54896, República de Corea

Seung Je Cho

Grupo de I+D de maquinaria agrícola inteligente, Instituto Coreano de Tecnología Industrial, Gimje, 54325, República de Corea

Seung Je Cho

Dooroo Machinery & Trading Co, Asan, 31420, República de Corea

Chang-Sub Ha

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Conceptualización: JTK y YJP; Metodología: JTK y YJP; Software HSL; Validación: CSH; Análisis formal: JHP; Investigación: JKW e ISC; Recurso: YKK; Curación de datos: HSL; Preparación tonta de escritura original: JTK y HSL; Escritura-revisión y edición: YJP; Visualización: SJC; Supervisión: YJP Todos los autores han leído y aceptado la versión publicada del manuscrito.

Correspondencia al parque Young-Jun.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Kim, JT., Lee, HS., Park, JH. et al. Modificación del diseño de la caja de cambios de la cosechadora de maíz para mejorar la vida útil. Representante científico 12, 15576 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-19982-z

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Recibido: 17 de junio de 2022

Aceptado: 07 de septiembre de 2022

Publicado: 16 de septiembre de 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-19982-z

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