Планетарна скоростна кутия за фрези с верижно задвижване — независими крайни задвижвания на верижните крака за прецизно фрезоване на пътища

Приложно инженерство
Студено фрезоване

Планетарна скоростна кутия с верижно задвижване за фрезови машини — единствената машина, която се нуждае от три или четири независими крайни задвижвания

Две задвижвания на веригите са стандартни. Три са необичайни. Четири са уникални за машините за студено фрезоване — и всяко от тях работи на различна височина, различно натоварване и различен ъгъл на контакт със земята, докато режещият барабан генерира странична сила от 80 000 до 200 000 N, опитвайки се да избута цялата машина от фрезоващата ѝ линия.

Разгледайте планетарните скоростни кутии за верижни задвижвания →

Защо фрезовата машина се нуждае от три или четири задвижващи колела вместо две

Студено фрезова машина (наричана още студено фрезоване или пътна фреза) премахва асфалтова или бетонна настилка до прецизна дълбочина с помощта на въртящ се режещ барабан. Машината трябва да поддържа дълбочина на фрезоване в рамките на ±2 мм - толеранс, по-малък от този, който постига която и да е друга верижна строителна машина. За да се постигне тази прецизност, машината се движи на три или четири независимо регулируеми по височина крака на верижната система, всеки със собствен... планетарна скоростна кутия с верижно задвижване.

Независим контрол на височината

Всеки крак на верижната линия се удължава или прибира независимо чрез хидравличен цилиндър — повдигайки или спускайки този ъгъл на машината. Дълбочината на режещия барабан се задава от относителната височина на краката. Път с напречен наклон 2% изисква левият и десният крак да са на различна височина, а предният и задният крак да се различават, ако надлъжният наклон се промени. Всяко задвижване на верижната линия работи на собствена височина — понякога с разлика във височината от 100 до 200 мм между най-високия и най-ниския крак.

Неравномерно разпределение на теглото

Когато краката са на различна височина, машината се накланя. Най-ниският крак носи най-голямо тегло; най-високият носи най-малко. При машина с ширина 2 метра и разлика във височината от 150 мм между левия и десния крак, долната страна носи приблизително 60 до 65% от теглото на машината. Всяко задвижване на веригите трябва да е оразмерено за най-лошия случай (най-ниската) позиция, а не за средната четвърт от делбата на равна машина.

Синхронизирана, но независима скорост

И трите или четирите задвижвания на веригите трябва да задвижват машината с еднаква скорост на подаване напред (от 5 до 30 м/мин) — но всяко работи върху различна земна повърхност, на различна височина, с различен ъгъл на контакт със земята и различно тегло. Хидравличната верига трябва да балансира потока към всяко задвижване пропорционално на неговото натоварване — и всяко задвижване на веригите трябва да осигурява постоянна скорост на единица поток, за да поддържа подравняването на машината по време на 500-метров фрезов проход.

Сили на реакция на режещия барабан — странично натоварване, което избутва машината от линията ѝ

Фрезовият барабан се върти перпендикулярно на посоката на движение, режейки хоризонтално по ширината на пътя. Зъбите се захващат с повърхността на настилката на предния ръб и излизат на задния ръб. Това захващане създава два компонента на реакционната сила, на които задвижващите механизми на веригите трябва да устоят:

SE416T3 Редуктор на планетарна скоростна кутия с верижно задвижване

Надлъжна реакция (обратна сила)

Подобно на траншеен ковач: режещите зъби бутат машината назад срещу посоката на движение. Задвижванията на веригите трябва да преодолеят тази реакция, за да поддържат подаване напред. При 2-метров барабан, който реже 50 мм асфалт със скорост 15 м/мин, надлъжната реакция обикновено е от 30 000 до 60 000 N — умерена в сравнение с траншеен ковач за скали, но поддържана в продължение на часове.

Странична реакция (странична сила) — уникална за фрезоване

Барабанът реже от едната страна на машината до другата. Зъбите на водещия ръб избутват материала странично към конвейера. Тази странична сила - от 80 000 до 200 000 N при големи студени фрези - се опитва да избута цялата машина настрани, извън линията ѝ на фрезоване. Задвижванията на веригите от натоварената страна трябва да устоят на тази странична сила чрез триене между веригите и земята. Никоя друга верижна машина не изпитва продължителна странична сила с такава величина по време на нормална работа.

Клас на машината Тегло (т) Ширина на барабана Верижни задвижвания Странична сила Въртящ момент на задвижване
Малък (компактен) 8 – 15 500 – 1000 мм 3 30 – 60 кН 8 000 – 18 000 Нм
Среден (половин лента) 20 – 30 1000 – 1500 мм 4 60 – 120 кН 15 000 – 30 000 Нм
Голям (цяла лента) 30 – 45 1500 – 2200 мм 4 120 – 200 кН 25 000 – 50 000 Нм

Оразмеряване на задвижването на релсите за машина за студено фрезоване с пълна лента

Размери на задвижването на верижната машина за пътна фреза — 35-тонна машина, барабан 2000 мм, 4 крака на верижната система
Дадено:
  Тегло на машината: 35 000 кг
  Задвижвания на вериги: 4 (независими крака)
  Натоварване на крака в най-лошия случай: 35% тегло (наклонена машина)
  Диаметър на зъбното колело (PCD): 380 мм (r = 0,19 м)
  Надлъжна реакция на барабана: общо 50 000 N
  Съпротивление при търкаляне (фрезована повърхност, 5%): на крак
Стъпка 1 — Тегло в най-лошия случай на отсечка от релсите (дял 35%):
  W_leg = 35 000 x 0,35 = 12 250 кг
  F_roll = 12 250 x 9,81 x 0,05 = 6 009 северна ширина
Стъпка 2 — Надлъжна реакция на барабана за всяка писта (разделена на 4):
  F_барабан = 50 000 / 4 = 12 500 N
Стъпка 3 — Постоянен въртящ момент за всяко задвижване на релсата:
  Т = (6 009 + 12 500) x 0,19 = 3 517 Нм
Стъпка 4 — Съпротивление на странична сила (крак от страната на натоварване в най-лошия случай):
  Странична сила на крак от натоварената страна: 160 000 / 2 = 80 000 N
  Триенето на релсите трябва да е устойчиво на: изисква се 80 000 N
  W_leg xgx mu ≥ 80 000 → теглото на крака трябва да надвишава 11 600 кг
  12 250 кг x 9,81 x 0,67 = 80 600 N ✔ (гранично при mu=0,67)
Стъпка 5 — Прилагане на SF = 1,75 (продължително смилане, умерен удар):
  Необходима_Т = 3,517 x 1,75 = минимум 6 155 Nm на задвижване на вериги
→ Компактно задвижване на верижната верига Korea Ever-Power 8000 Nm x 4 броя ✔
→ Страничната стабилност определя геометрията на машината; надлъжният въртящ момент определя размера на задвижването

Скритото ограничение — странична стабилност: Изчислението на въртящия момент дава 6155 Nm — скромно в сравнение с багери или булдозери. Но страничната сила от режещия барабан (общо 160 000 N) трябва да бъде поета от триене между веригите и земята. Ако натоварените крака не носят достатъчно тегло, за да генерират силата на триене, необходима за устояване на страничното тласък, машината се отклонява настрани и линията на фрезоване се отклонява. Ето защо краковете на веригите на фрезовата машина са силно баластни и защо зъбното колело на задвижването на веригите е разположено ниско на крака — за да се увеличи максимално вертикалната сила и следователно капацитетът на странично триене.

Планетарна скоростна кутия с верижно задвижване за машини за студено фрезоване — компактни независими крайни задвижвания, монтирани на регулируеми по височина крака на верижното колело

Три режима на повреда, специфични за задвижванията на релсите на фрезови машини

1
Претоварване на изходния лагер от продължителна странична сила на барабана

Страничната сила на режещия барабан (общо от 80 000 до 200 000 N) се предава през рамата на машината към опорите на релсите. Всяка опора от натоварената страна абсорбира от 40 до 601 TP3T от общата странична сила като странично натоварване върху интерфейса между релсите и земята. Това странично натоварване реагира през зъбното колело към изходния лагер на задвижването на релсите като аксиална сила - посока на натоварване, за която стандартният радиален лагер не е оптимизиран да понася. В продължение на хиляди часове фрезоване, това продължително аксиално претоварване причинява износване на аксиалната повърхност на изходния лагер, увеличавайки аксиалния луфт и позволявайки на зъбното колело да се измести странично с 1 до 3 мм - достатъчно, за да причини неравномерно износване на релсите и евентуално дерайлиране на релсите.

Предотвратяване: За фрезоване използвайте задвижващи механизми с комбинирани радиално-аксиални изходни лагери (конични ролкови или ъглови контактни). Проверявайте аксиалния хлабина на всеки 1000 часа обслужване.
2
Поглъщане на отломки от фрезоване през интерфейса между верижката и зъбното колело

Студеното фрезоване произвежда непрекъснат поток от асфалтови гранули (RAP - регенерирана асфалтова настилка), който пада около и под машината. Задвижващите механизми на веригите, монтирани в долната част на всеки крак, работят в облак от абразивни асфалтови частици, смесени с горещ битум. Тези частици са по-лепкави и по-абразивни от естествената почва - битумното свързващо вещество прилепва към уплътнителните повърхности и повърхностите на корпуса, улавяйки твърди агрегатни частици към интерфейса на уплътнението. В продължение на 1000 до 2000 часа, комбинацията от адхезия и абразия разгражда уплътнението по-бързо, отколкото строителството на чиста площадка.

Превенция: Почиствайте ежедневно корпуса на задвижващата верига и зоната на уплътнението с водоструйка. Използвайте високотемпературни FKM уплътнения, които са по-устойчиви на адхезия към битум от стандартния NBR. Сменяйте маслото на интервали от 750 часа.
3
Отклонение в синхронизацията на скоростта между краката поради неравномерно износване

При три или четири независими задвижвания на веригите, всяко от тях натрупва износване с различна скорост — в зависимост от позицията си (отпред вляво, отпред вдясно, отзад в центъра и т.н.) и дела на теглото на машината, който носи при всеки проход на фрезоване. В продължение на 2000 до 4000 часа, хлабината в най-силно натовареното задвижване може да достигне 2 до 3 пъти по-голяма от хлабината в най-леко натовареното задвижване. Тази неравномерна хлабина води до различни скоростни реакции по време на промени в скоростта на подаване, което кара машината да се отклонява или да се движи настрани за момент — измествайки линията на фрезоване с 5 до 15 мм. При магистрални проекти със строги допуски по краищата на лентите, това хлабина е неприемливо.

Превенция: Измерете хлабината на всичките три или четири задвижвания при годишно обслужване. Сменете най-износеното задвижване, преди разликата в хлабината между два задвижвания да надвиши 8 дъгови минути. За машини от магистрален клас, Корея Евър-Пауър предлага съответстващи комплекти от 3 или 4 верижни задвижвания.

Планетна скоростна кутия с верижно задвижване за фрезови машини — Често задавани въпроси

Защо фрезовите машини използват три или четири задвижващи релси вместо две?

Прецизността на дълбочината на фрезоване изисква независим контрол на височината във всеки ъгъл на машината. Само с две вериги (лява и дясна), машината може да се накланя наляво-надясно, но не може независимо да контролира наклона отпред-назад. Три крака (две отпред, една отзад — или обратно) осигуряват минималната геометрия за триосно нивелиране на машината. Четири крака осигуряват излишна геометрия и по-добро разпределение на натоварването. Всеки крак се нуждае от собствено задвижване на веригите, защото всеки крак е в контакт със земята независимо и може да е на различна височина. Споделеното задвижване между два крака е механично невъзможно, когато краката работят на различна височина.

Как страничната сила на барабана влияе върху спецификацията на задвижването на веригите?

Страничната сила на барабана (80 000 до 200 000 N при големи машини) не допринася директно за изискването за въртящ момент на задвижването на веригите — тя действа перпендикулярно на посоката на задвижване. Тя обаче налага две косвени изисквания: (1) натоварените крака на веригите трябва да са достатъчно тежки, за да генерират достатъчно триене със земята, за да устоят на страничния натиск без плъзгане, и (2) изходният лагер на задвижването на веригите трябва да понася аксиалния компонент на тази странична сила без преждевременно износване. Стандартните задвижвания на веригите от строителен клас с радиални изходни лагери могат да се повредят при фрезоване поради това продължително аксиално натоварване.

Какъв е типичният експлоатационен живот на задвижване на релса на фрезова машина?

4000 до 8000 часа за фрези за студено фрезоване от магистрален клас. Животът е ограничен от комбинацията от продължително странично натоварване на лагерите, поглъщане на абразивни отломки от фрезоване и неравномерното износване на трите или четирите задвижвания. Годишното измерване на хлабината на всички задвижвания – и подмяната ѝ, когато разликата между най-лошия и най-добрия диапазон надвиши 8 дъгови минути – е най-ефективната практика за поддръжка за поддържане на прецизността на фрезоващата линия през целия експлоатационен живот на машината.

По-малки ли са задвижванията на веригите на фрезовите машини от задвижванията на веригите на багерите?

Да — поотделно. Задвижването на една верига на фреза обикновено е с номинален въртящ момент от 8000 до 50 000 Nm, в сравнение с 28 000 до 140 000 Nm за багер с подобно общо тегло. Фрезата разпределя теглото си между 3 или 4 задвижвания вместо 2, така че всяко задвижване носи пропорционално по-малко натоварване. Общият брой задвижвания на машина обаче е по-голям, пространството за опаковане вътре в крака на веригата е по-тясно (кракът съдържа и цилиндъра за регулиране на височината) и задвижванията трябва да са достатъчно компактни, за да се поберат в обвивката на крака, без да пречат на системата за нивелиране. Това изискване за компактност често води до размера на рамката на задвижването на веригата под това, което би диктовал самият въртящ момент.

Korea Ever-Power доставя ли съчетани комплекти от 3 или 4 релсови задвижвания за фрезови машини?

Да. Korea Ever-Power произвежда компактни планетарни скоростни кутии с верижно задвижване за машини за студено фрезоване в съответстващи комплекти от 3 или 4 - сертифицирани за хлабина в рамките на 3 дъгови минути в целия комплект. Предлагат се от 5000 до 50 000 Nm на задвижване с комбинирани радиално-аксиални изходни лагери за устойчиво странично натоварване. Високотемпературни FKM уплътнения и компактни профили на корпуса, проектирани да се поберат в стандартните обвивки на опорите на веригите, са стандартни за фрезови приложения. Посочете производителя на машината, модела и броя на опорите на веригите за спецификация на съответстващия комплект.

Задвижвания на вериги за фрезови машини — съчетани комплекти, компактна опаковка, номинално странично натоварване

Korea Ever-Power предлага планетарни скоростни кутии с верижно задвижване за студено фрезоване в комплекти от 3 или 4 броя, от 5000 до 50 000 Nm. Компактни корпуси с крачета, комбинирани радиално-аксиални изходни лагери и опции за FKM уплътнения за устойчивост на асфалтови отломки. Предоставете модела на вашата машина за препоръка за съвпадащ комплект.

Редактор: Cxm