Šta čini pogon okretanja gusjenične dizalice jedinstvenim među svim vrstama dizalica
Gusenična dizalica je jedina mobilna dizalica koja radi bez stabilizatora. Mašina se nalazi na dvije široke gusjenice koje raspoređuju težinu i pružaju stabilnost. To znači da planetarni mjenjač s pogonom okretanja mora upravljati rotacijom gornje strukture unutar granice stabilnosti definirane geometrijom gusjenice - a ova granica se mijenja ovisno o orijentaciji gusjenice u odnosu na granu.
Osim toga, gusjenične dizalice mogu obavljati operacije podizanja i nošenja - podizanje tereta, a zatim kretanje s njim u suspenziji, uz zadržavanje mogućnosti okretanja. Nijedan drugi tip dizalice ne dozvoljava okretanje tokom kretanja. Pogon okretanja mora funkcionirati dok je podvozje u pokretu - uvodeći dinamičke reakcije tla, oscilacije nagiba gusjenice i promjenjivi nagib tla u proračun obrtnog momenta okretanja.
Omotač stabilnosti nije kružan - pravougao je, što odgovara rasporedu gusjenica. Linija naginjanja preko prednje strane (između gusjenica) nalazi se na prednjoj ivici gusjenica, što daje veći radijus naginjanja. Linija naginjanja preko bočne strane (okomito na gusjenice) nalazi se na vanjskoj ivici jedne gusjenice, što daje kraći radijus. Dijagram opterećenja ocjenjuje dizalicu na 20 do 30% niži kapacitet preko bočne strane nego preko prednje strane. Pogon okretanja mora imati rampu brzine koja glatko usporava kako se strela približava bočnoj orijentaciji - sprječavajući da dinamičke sile okretanja dodaju momentu prevrtanja u položaju minimalne stabilnosti.
Konfiguracija s više pogona na teškim gusjeničnim dizalicama uvodi dodatnu složenost. Dizalice iznad 200 tona obično koriste 2 do 4 okretna pogona koji se spajaju s jednim zupčanim prstenom - slično TBM rasporedu rezne glave, ali s manjim brojem pogona i većim obrtnim momentom po pogonu. Pogoni moraju biti sinhronizirani kako bi se ukupni obrtni moment ravnomjerno rasporedio. Na hidrauličnim sistemima, sinhronizacija se postiže usklađenim zapreminama motora i zajedničkim dovodnim razvodnikom. Na električnim sistemima, svaki motor ima vlastiti VFD sa softverom za usklađivanje struje. Neravnomjerna raspodjela opterećenja - uzrokovana različitim zazorom zupčanika, različitim habanjem motora ili različitom temperaturom ulja između pogona - proizvodi neuravnoteženo habanje zuba zupčanog prstena i ubrzava degradaciju najopterećenijeg pogona. Godišnje mjerenje zazora svakog zupčanika i podešavanje izjednačavanja su standardna praksa na gusjeničnim dizalicama s više pogona.
Sam proces montaže i demontaže gusjenične dizalice postavlja jedinstvene zahtjeve na pogon okretanja. Velike gusjenične dizalice se transportuju u komponentama i sastavljaju na licu mjesta - gornja konstrukcija se podiže na donju konstrukciju i spaja preko okretnog prstena. Tokom ovog spajanja, zupčanici pogona okretanja moraju biti poravnati sa zubima zupčanika prije nego što se gornja i donja konstrukcija spoje vijcima. Svako neusklađenje tokom montaže dovodi do početnih grešaka u kontaktu zupčanika koje traju tokom cijelog vijeka trajanja dizalice. Postupak montaže treba da uključuje potpuno ispitivanje rotacije okretanja pri minimalnom opterećenju prije bilo kakvog nazivnog podizanja - provjera glatkog zahvata zupčanika i prstena, ispravnog aktiviranja i otpuštanja kočnice i kalibracije enkodera za indikator momenta opterećenja.
Inercija gornje strukture - Najveća rotirajuća masa u mobilnoj opremi
Moment inercije gornje konstrukcije gusjenične dizalice dominiraju tri komponente: rešetkasta grana (koja se proteže 30 do 120 metara od centra okretanja), protuteg (postavljen 5 do 15 metara iza centra okretanja) i ovješeni teret (na radijusu vrha grane). Zajedno, oni proizvode momente inercije od 5.000.000 do 50.000.000 kg·m2 - redova veličine veće od bagera (8.000 do 250.000 kg·m2) ili kraka toranjske dizalice (200.000 do 4.000.000 kg·m2).
| Klasa | Kapacitet (t) | Grana (m) | Inercija (M kg·m2) | Pogoni | Obrtni moment/pogon |
|---|---|---|---|---|---|
| Lagana (50–150 t) | 50–150 | 30–60 | 5–15 | 1 | 20.000–50.000 Nm |
| Srednji (200–600 t) | 200–600 | 50–90 | 15–35 | 2 | 40.000–80.000 Nm |
| Teška (600–3.500 t) | 600–3.500 | 80–120 | 30–50+ | 3–4 | 60.000–150.000 Nm |
Položaj protivtega je važniji od mase protivtega: Protuteg od 200 tona na 10 metara doprinosi sa 200.000 x 100 = 20.000.000 kg·m2. Pomicanje istog protutega na 12 metara povećava doprinos na 28.800.000 kg·m2 - povećanje od 44% u odnosu na promjenu položaja od 2 metra. Pogon okretanja mora biti dimenzioniran za maksimalni radijus protutega, a ne za prosječni.
Kinetička energija pohranjena u gornjoj konstrukciji teške gusjenične dizalice je značajna. Dizalica klase 500 tona s momentom inercije od 30.000.000 kg·m2 koja se okreće brzinom od 1 o/min pohranjuje približno 165 kJ - što je ekvivalentno kinetičkoj energiji automobila pri brzini od 60 km/h. Usporavanje ove mase zahtijeva da pogon okretanja apsorbira 165 kJ putem povratnog pritiska hidrauličkog motora i trenja zupčanika. Ako operater pogrešno procijeni zaustavni put, gornja konstrukcija se previše zanjiha - a pri radijusu strele od 30 metara, prekomjerno zanihanje od 5 stepeni pomiče kuku za 2,6 metara. Na pretrpanim gradilištima s tandemskim dizalicama ili uskim prostorima, ovo prekomjerno zanihanje može rezultirati sudarom tereta, strukturnim udarom ili oštećenjem opreme.
Odnos između konfiguracije grane i zaustavnog puta nije linearan. Grana od 120 metara s punom protutegom ima približno 3 puta veći moment inercije od grane od 60 metara sa smanjenom protutegom - ali je zaustavni put približno 4 do 5 puta veći jer duža grana također pomiče težište dalje od ose okretanja, povećavajući efektivnu inercijsku polugu. Operateri koji su obučeni za konfiguracije kraćih grana često potcjenjuju zaustavni put kada se ista dizalica rekonfigurira s dužom granom. Planiranje dizanja treba uključivati specifičan proračun zaustavnog puta okretanja za svaku konfiguraciju grane - a indikator momenta opterećenja treba prikazivati izračunati zaustavni put operateru u stvarnom vremenu.
Okretanje uz prijem i nošenje - operacija koju izvode samo gusjenične dizalice
Mobilna dizalica na stabilizatorima ne može se kretati s teretom - stabilizatori se prvo moraju uvući, a teret spustiti. Gusenična dizalica može podizati teret, kretati se s njim okačenim i okretati se tokom kretanja. Ovo je bitno za tešku industrijsku gradnju gdje se moduli moraju transportovati preko gradilišta i rotirati u položaj.
Tokom manipulacije, pogon okretanja mora funkcionisati dok se podvozje kreće. Gusjenice osciliraju vertikalno dok prelaze preko neravnog tla, stvarajući nagibe i ljuljanje od 1 do 3 stepena na obrtnom prstenu. Ove oscilacije dodaju dinamičke komponente obrtnom momentu okretanja - slično talasnom kretanju na dizalici na moru, ali na nižoj frekvenciji sa naglim prelazima dok gusjenice prelaze prepreke.
The planetarni mjenjač s pogonom okretanja mora tolerirati ova dinamička opterećenja izazvana tlom bez zazora ležaja ili oštećenja zupčanika koji bi nastali kod pogona dizajniranog samo za stacionarno okretanje. Specifikacija ležaja za podizanje i nošenje mora uključivati faktor dinamičkog udara od 1,3 do 1,5 puta većeg od stacionarne vrijednosti - uzimajući u obzir prolazna udarna opterećenja od prepreka na tlu koja se prenose kroz ovjes gusjenica na okretni prsten.
Priprema putanje kretanja je najefikasnija zaštita za pogon okretanja tokom preuzimanja i nošenja. Ravno, zbijeno tlo s drvenim prostirkama smanjuje težinu udara za 60 do 80% u poređenju s nepripremljenim tlom. Na velikim industrijskim gradilištima (rafinerije, elektrane, postrojenja za LNG), putanja kretanja za prenošenje i nošenje gusjeničnom dizalicom projektuje se pažljivo kao i plan dizanja dizalicom - jer oštećeni pogon okretanja na gusjeničnoj dizalici od 1.000 tona može odgoditi dizanje na kritičnoj putanji sedmicama dok se zamjena ne nabavi, transportuje i instalira.
Brzina pri podizanju i nošenju obično je ograničena na 0,5 do 1,5 km/h sa ovješenim teretom - što je mnogo sporije od maksimalne brzine kretanja od 1,5 do 3,0 km/h bez tereta. Ograničenje brzine postoji jer ovješeni teret djeluje kao klatno tokom kretanja - a neravnine na površini tla koje proizvode oscilacije tračnica također pobuđuju klatno tereta. Kombinacija oscilacija tračnica i njihanja tereta stvara spregnuti dinamički sistem gdje ležaj obrtnog prstena doživljava višeosno opterećenje (vertikalni udar sa tračnica + horizontalna sila od njihanja tereta + rotacijski moment ako operater istovremeno okreće). Izbor ležaja za prikupljanje i nošenje mora uzeti u obzir sve tri simultane ose opterećenja - ne samo dominantno vertikalno opterećenje koje upravlja stacionarnim podizanjem.
Tri načina kvara specifična za pogone okretanja gusjeničnih dizalica
Protuteg generira kontinuirani moment prevrtanja koji asimetrično opterećuje vijke okretnog prstena - zatezanje na strani protutega, kompresija na strani strele. Tokom okretanja, ovaj obrazac rotira oko prstena, podvrgavajući svaki vijak naizmjeničnom zatezanju-kompresiji sa svakim okretom. Tokom 5.000 do 10.000 sati, ovo ciklično opterećenje zamara materijal vijka na radijusu glave i drške. Otkazivanje jednog vijka povećava opterećenja susjednih vijaka, potencijalno pokrećući kaskadu. Zamor vijka je najčešći nalaz održavanja na gusjeničnim dizalicama iznad 200 tona - i najopasniji ako se ne otkrije. Otkazivanje obično počinje na radijusu glave i drške gdje prijelaz valjanja (za vijke s valjanim navojem) ili korak obrade (za vijke s urezanim navojem) proizvodi koncentraciju napona. Vijci s valjanim navojem imaju 30 do 50% duži vijek trajanja od zamora od vijaka s urezanim navojem pri istom prednaponu - što valjanje navoja čini zahtjevom specifikacije, a ne preferencijom proizvodnje, za teške vijke prstena gusjeničnih dizalica. Materijal vijaka također se mora provjeriti: vijci koji se ponovo koriste iz prethodnih sklopova dizalica mogu imati akumulirane cikluse zamora iz prethodnog projekta - i moraju se testirati (magnetnim česticama ili ultrazvukom) prije ponovne ugradnje.
Kinetička energija gornje konstrukcije pri 1 o/min sa inercijom od 30 M kg·m2 iznosi 165 kJ. Pogon okretanja mora apsorbirati ovo putem hidrauličkog povratnog pritiska i trenja zupčanika. Prekomjerno zamahivanje od 5 stepeni na radijusu strele od 30 metara pomiče kuku za 2,6 metara - što je kritična greška na pretrpanim gradilištima. Operateri teških gusjeničnih dizalica zahtijevaju posebnu obuku za odnos između konfiguracije strele (koja mijenja inerciju) i zaustavnog puta. Dizalica sa strelom od 120 metara i punim protivtegom ima približno 3 puta veći zaustavni put od iste dizalice sa strelom od 60 metara i smanjenim protivtegom - čak i pri istoj brzini okretanja.
Tokom prenošenja, svaki gusjeničar koji prelazi prepreku generira vertikalni udar koji se prenosi na okretni prsten. Ako operater istovremeno okreće, udarna opterećenja se kombiniraju s opterećenjima okretanja u smjeru koji ležaj nije optimiziran da izdrži. Ponovljeni udari (50 do 200 na sat na nepripremljenom tlu) akumuliraju Brinelingova oštećenja - trajna udubljenja na stazi za kotrljanje koja povećavaju buku ležaja, zazor i otpor kotrljanja. Oštećenja su kumulativna i nepovratna - kada se jednom uspostave Brinelingovi tragovi, oni ubrzavaju daljnje trošenje staze za kotrljanje čak i nakon što se putanja kretanja poboljša. Dubina Brinelingovog udubljenja određuje da li je oštećenje kozmetičko (manje od 0,01 mm - proizvodi buku, ali bez mjerljivog povećanja zazora) ili strukturno (veće od 0,05 mm - proizvodi mjerljiv zazor i ubrzano ljuštenje). Kod teških gusjeničarskih dizalica iznad 600 tona, čak i kozmetičko Brinelingovo oštećenje može utjecati na preciznost tandemskih dizalica gdje se dvije dizalice moraju koordinirati unutar strogih tolerancija - jer zazor ležaja od udubljenja proizvodi nepredvidive greške ugaonog položaja na nivou kuke.
Planetarni mjenjač okretnog pogona za gusjenične dizalice — Često postavljana pitanja
Korea Ever-Power nudi pogone za okretanje gusjeničnih dizalica od 20.000 do 150.000 Nm sa inercijskim zupčanicima, specifikacijama ležajeva za prikupljanje i nošenje i konfiguracijama s više pogona.
Urednik: Cxm
