Sila lančane reakcije — slučaj opterećenja jedinstven za pogone gusjenica rovokopača
Lanac za kopanje rovova je neprekidna petlja zuba za rezanje postavljenih na krak koji se proteže prema dolje u tlo. Lanac se okreće brzinom od 1 do 3 m/s, a svaki zub odsijeca komadić zemlje ili stijene s površine rova. Prema Newtonovoj mehanici, sila rezanja koju zubi vrše na tlo proizvodi jednaku i suprotnu silu reakcije na mašinu - usmjerenu unatrag, suprotno smjeru kretanja.
The planetarni mjenjač pogona na gusjenice mora gurati mašinu naprijed protiv ove reaktivne sile kontroliranom, konstantnom brzinom. Reaktivna sila nije konstantna - ona fluktuira kako svaki zub zahvata i izlazi iz rezne površine, a dramatično se povećava kada zub udari u tvrdu stijenu, gromadu ili zakopani komunalni vod. Pogon gusjenica mora apsorbirati ove fluktuacije bez promjene brzine pomicanja naprijed.
Zubi lanca režu prema gore (od dna rova, prema površini). Horizontalna komponenta sile rezanja gura unazad okvir mašine. Na velikom rovokopaču za cjevovod koji reže stijenu na dubini od 1,5 m, ukupna sila reakcije lanca može doseći 80.000 do 150.000 N - što je uporedivo sa silom vučne sile buldožera klase D7. Ali za razliku od buldožera (koji gura definiranu količinu materijala), sila reakcije rovokopača fluktuira za ±30 do 50% od zuba do zuba, kako se tvrdoća materijala mijenja duž površine rova.
Pogon gusjenica gura naprijed dok se lanac za rezanje gura nazad - konačni pogon rješava ravnotežu sila kontroliranom brzinom pomaka.
Stijena naspram tla — dva fundamentalno različita radna ciklusa pogona gusjenica
Razlika između iskopa zemlje i iskopa stijene nije samo pitanje stepena - ona u potpunosti mijenja karakter opterećenja gusjenice. Iskopavanje zemlje proizvodi umjerene, relativno stabilne sile reakcije. Iskopavanje stijena proizvodi visoke, snažno promjenjive sile reakcije s udarnim skokovima koji mogu doseći 3 puta veće od prosjeka.
| Parametar | Iskopavanje rovova za tlo (glina/pijesak) | Iskopavanje rovova u stijenama (krečnjak/pješčar) |
|---|---|---|
| Tipična težina mašine | 5 – 25 t | 30 – 65 t |
| Dubina rova | 0,3 – 2,0 m | 0,5 – 3,0 m |
| Brzina pomaka | 3 – 15 m/min | 0,3 – 3 m/min |
| Sila lančane reakcije | 15.000 – 50.000 N | 80.000 – 200.000 N |
| Fluktuacija sile | ±10 – 20% | ±30 – 50% |
| Udarni šiljak (stijena/komunalna stijena) | 1,5x prosjek | 2,5 – 3x prosjek |
| Obrtni moment pogona gusjenice po gusjenici | 8.000 – 25.000 Nm | 40.000 – 100.000 Nm |
| Preporučeni SF | 1.5 | 2,0 – 2,5 |
Zašto je gustina vode kod iskopa kamenih rovova 2,0 do 2,5 puta veća od gustine vode kod bilo kojeg bagera ili buldožera: Fluktuacija sile od ±50% u zavisnosti od varijacije materijala od zuba do zuba znači da vršni trenutni obrtni moment redovno dostiže 150% prosjeka. Pored toga, udarni šiljci od kamenja ili tvrdih inkluzija dodaju još 2,5 do 3x multiplikator. Kombinacija proizvodi odnos vršnog i prosječnog obrtnog momenta od 3,7 do 4,5x u stijeni - najveći od bilo koje primjene pogona na gusjenicama za dugotrajni rad. SF od 2,0 do 2,5 pokriva statističku distribuciju ovih vrhova kako bi se osiguralo da mjenjač preživi najgore uslove stijena tokom cijelog vijeka trajanja.
Konzistentnost brzine pomicanja — Zašto pogon gusjenica određuje kvalitet rova
Rov cjevovoda ima tri kritične dimenzije: dubinu (određenu položajem kraka), širinu (određenu širinom lanca plus brzinom pomicanja naprijed) i ugao zida (određen interakcijom između brzine lanca i brzine pomicanja naprijed). Pogon gusjenice kontrolira brzinu pomicanja naprijed - i stoga direktno kontrolira širinu rova i kvalitet zida.
Ako pogon gusjenica gura mašinu naprijed brže nego što lanac može ukloniti materijal, zubi lanca su prisiljeni da režu širi luk - stvarajući rov širi od širine lanca. Predug rov zahtijeva više materijala za podlogu, više zatrpavanja i više zbijanja - što povećava troškove za svaki metar instaliranog cjevovoda.
Ako pogon gusjenice ne može održati ciljanu brzinu pomaka protiv sile lančane reakcije (zastoj ili usporavanje pod vršnim opterećenjima), lanac recirkulira kroz već izrezani materijal - trošeći energiju, pregrijavajući zube i polirajući zidove rova do glatkoće. Polirani zidovi u glinenom tlu gube svoju vezu trenja sa zasipanim materijalom koja zavisi od hrapavosti, smanjujući kvalitet podupirača cijevi.
Ako brzina pogona gusjenica fluktuira s promjenama sile lančane reakcije - ubrzavajući u mekim zonama i usporavajući u tvrdim zonama - udaljenost između grane i tla mijenja se s nagibom mašine prema naprijed. Rezultat je valovito dno rova koje ne zadovoljava toleranciju nagiba cjevovoda (obično ±25 mm preko bilo kojeg raspona od 3 metra). Cjevovod ne može pratiti valove, pa je potrebno podmetanje ili ponovno niveliranje - što je 10 do 20 puta skuplje po metru od pravog urađenja iz prvog pokušaja.
Proračun obrtnog momenta iskopa — Dimenzioniranje pogona gusjenica za rovokopač za kamene cjevovode
Treba napomenuti da sila lančane reakcije doprinosi 71% ukupnom potrebnom obrtnom momentu pogona gusjenica - mnogo više od otpora kotrljanja (16%) ili otpora nagiba (13%). Ovo je definirajuća karakteristika dimenzioniranja pogona gusjenica rovokopača: sila reakcije radnog alata, a ne težina mašine ili teren, određuje specifikaciju. Rovokopač na ravnom terenu s nultim otporom kotrljanja i dalje zahtijeva 71% kapaciteta pogona gusjenica samo da bi savladao lančanu reakciju. Korea Ever-Power pruža podršku inženjeringa primjene kako bi se specifikacija pogona gusjenica uskladila sa specifičnom snagom lanca i materijalom za rezanje za svaki projekat rovokopača.
Tri načina kvara jedinstvena za pogone gusjenica rovokopača
Sila lančane reakcije fluktuira za ±30 do 50% pri frekvenciji zahvata zuba - obično od 5 do 15 Hz. To proizvodi oscilaciju momenta od 5 do 15 Hz na ulazu pogona gusjenice koja se prenosi direktno preko žljeba sunčanog zupčanika. Za razliku od jednokratnog odlomljivog šiljka na bušaćoj platformi, ova oscilacija je kontinuirana tokom cijelog kopanja rova - potencijalno satima. Radijus korijena žljeba podnosi milione visokofrekventnih ciklusa napona po sezoni, što dovodi do nastanka pukotine usljed zamora u korijenu žljeba. Nakon što se pukotina proširi, zub žljeba lomi se i pogon se gubi.
Fluktuirajuća sila lančane reakcije proizvodi pulsirajuće opterećenje na svakom zubu planetarnog zupčanika na istoj frekvenciji od 5 do 15 Hz. Svaka površina zuba podnosi 18.000 do 54.000 ciklusa napona po satu iskopa stijena. Tokom 3.000 sati iskopa stijena, površine zuba akumuliraju 54 do 162 miliona ciklusa kontaktnog napona - visokociklično opterećenje zamora koje prelazi granicu izdržljivosti standardnog cementiranog 20CrMnTi čelika za zupčanike ako se kontaktni napon ne održava unutar granica odgovarajućim dimenzioniranjem (SF = 2,0+).
Iskopavanje kamenih rovova generira kontinuirane vibracije niske amplitude i visoke frekvencije koje se šire kroz okvir mašine do vijaka za montažu pogona gusjenica. Frekvencija vibracija (5 do 15 Hz od zubaca lanca, plus viši harmonici od zahvata valjka lanca) održava vijke za montažu u kontinuiranom stanju mikro-pokreta koji smanjuje prednapon tokom stotina sati. Ako prednapon vijaka padne ispod 80% navedenog obrtnog momenta, kućište pogona gusjenica može se pomaknuti na svojoj montažnoj površini - što dovodi do pogrešnog poravnanja lančanika i brzog trošenja tračnica, a potencijalno i do iskliznuća tračnica.
Planetarni mjenjač s pogonom na gusjenice za rovokopače — Često postavljana pitanja
Korea Ever-Power nudi planetarne mjenjače s pogonom na gusjenice za rovokopače od 8.000 do 100.000 Nm za kopanje rovova u tlu i stijenama. Zupčanici otporni na zamor visokog ciklusa, montaža otporna na vibracije i sačmarski obrađeni spojevi za usluge kopanja rovova na nivou cjevovoda. Dostavite model vašeg rovokopača i materijal za rezanje kako biste dobili preporuku za specifikaciju.
Urednik: Cxm
