Πώς κατευθύνεται ένας συμπαγής ερπυστριοφόρος φορτωτής — και γιατί το σύστημα μετάδοσης κίνησης ερπυστριοφόρου αντέχει όλη την τιμωρία
Ένα τροχοφόρο όχημα στρίβει περιστρέφοντας τους μπροστινούς τροχούς του. Ένας συμπαγής ερπυστριοφόρος φορτωτής (CTL) στρίβει κινούμενος με τις δύο ερπύστριες του σε διαφορετικές ταχύτητες — ή σε αντίθετες κατευθύνσεις. Δεν υπάρχει άξονας διεύθυνσης, ούτε ακρόμπαρο, ούτε γεωμετρία Ackermann. πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων με μετάδοση κίνησης σε τροχιά Σε κάθε πλευρά βρίσκεται ο μηχανισμός διεύθυνσης. Αυτή η αρχιτεκτονική απόφαση καθιστά το CTL εξαιρετικά ευέλικτο — μπορεί να περιστραφεί 360 μοίρες εντός του δικού του μήκους ερπύστριας — αλλά καθιστά επίσης την ερπύστρια το εξάρτημα που καταπονείται περισσότερο από την κόπωση σε ολόκληρο το μηχάνημα.
Τρεις τρόποι διεύθυνσης ορίζουν τον κύκλο λειτουργίας της ράγας CTL. Σταδιακή στροφή: Η μία τροχιά κινείται με ταχύτητα 80 έως 100%, η άλλη με ταχύτητα 30 έως 60% — δημιουργώντας ένα ευρύ τόξο. Η διαφορά ταχύτητας δημιουργεί ένα στρεπτικό φορτίο μεταξύ των δύο τροχιών που κινούνται μέσω του πλαισίου του κάτω μέρους του αμαξώματος. Περιστροφική στροφή: Η μία τροχιά κινείται προς τα εμπρός, η άλλη είναι ακίνητη — το μηχάνημα περιστρέφεται γύρω από την ακινητοποιημένη τροχιά. Η ακινητοποιημένη μετάδοση κίνησης πρέπει να αντιστέκεται στην οπισθοδρόμηση από τη δύναμη αντίδρασης του εδάφους. Αντίστροφη περιστροφή (στροφή μηδενικής ακτίνας): Και οι δύο ερπύστριες κινούνται με ίση ταχύτητα σε αντίθετες κατευθύνσεις — το μηχάνημα περιστρέφεται επί τόπου. Και οι δύο κινητήρες λειτουργούν ταυτόχρονα με πλήρη ροπή, ακριβώς όπως ένας άξονας αντίθετης περιστροφής εκσκαφέα, αλλά με 5 έως 10 φορές την ημερήσια συχνότητα.
CTL vs Τροχοφόρος ολίσθηση — Γιατί η μετάδοση κίνησης ερπύστριας αντικατέστησε την μετάδοση κίνησης στους τροχούς
Ο συμπαγής ερπυστριοφόρος φορτωτής εξελίχθηκε από τον τροχοφόρο φορτωτή ολίσθησης. Και τα δύο μηχανήματα χρησιμοποιούν διαφορικό σύστημα διεύθυνσης (διαφορά ταχύτητας μεταξύ αριστερής και δεξιάς πλευράς). Η θεμελιώδης αλλαγή είναι η επαφή με το έδαφος: τα ελαστικά έγιναν ελαστικές ερπύστριες. Αυτή η αλλαγή μετέτρεψε την απαίτηση τελικής κίνησης από μια πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων με κίνηση στους τροχούς σε ένα πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων με κίνηση σε τροχιά — και οι μηχανικές συνέπειες εκτείνονται πολύ πέρα από την εναλλαγή της διεπαφής εξόδου.
| Παράμετρος | Τροχοφόρος μοτοσικλέτα | Συμπαγής ερπυστριοφόρος φορτωτής (CTL) |
|---|---|---|
| Περιοχή επαφής με το έδαφος | 4 ελαστικά, ~0,12 m2 συνολικά | 2 ράγες, ~0,8 – 1,2 m2 συνολικά |
| Πίεση εδάφους | 140 – 220 kPa | 25 – 45 kPa (5 – 8 φορές χαμηλότερα) |
| Πρόσφυση σε λάσπη/χλοοτάπητα | Κακή — τα ελαστικά σκάβουν | Εξαιρετικό — επιπλέει στην επιφάνεια |
| Δύναμη διεύθυνσης κατά την κίνηση | Τριβή τριβής ελαστικών (μέτρια) | Τριβή διάτμησης τροχιάς (2 – 3 φορές υψηλότερη) |
| Τελική ροπή κίνησης | 5.000 – 12.000 Nm | 10.000 – 25.000 Nm (2x) |
| Τύπος μονάδας δίσκου | Πλανητική κίνηση τροχών | Πλανητική μετάδοση κίνησης τροχιάς |
| Ολοταχώς | 12 – 18 χλμ/ώρα | 10 – 12 χλμ/ώρα |
| Επιφανειακή ζημιά | Βαρύ — αυλακώσεις ελαστικών, καταστροφή χλοοτάπητα | Ελάχιστο — κατανέμει το βάρος |
Το συμβιβασμό στη μηχανική μετάδοση κίνησης της τροχιάς: Η ελαστική ερπύστρια CTL κατανέμει το βάρος 6 έως 10 φορές την επιφάνεια επαφής τεσσάρων ελαστικών — μειώνοντας δραματικά την πίεση στο έδαφος και επιτρέποντας την εργασία σε μαλακό έδαφος, επεξεργασμένα τοπία και εσωτερικές επιφάνειες. Αλλά η μεγαλύτερη επιφάνεια επαφής σημαίνει επίσης μεγαλύτερη αντίσταση στο τιμόνι: για να περιστραφεί μια ελαστική ερπύστρια στην επιφάνεια του εδάφους, η μετάδοση κίνησης της ερπύστριας πρέπει να ξεπεράσει την τριβή διάτμησης ολόκληρου του αποτυπώματος της ερπύστριας έναντι του εδάφους. Αυτή η τριβή διεύθυνσης είναι 2 έως 3 φορές υψηλότερη από την τριβή τριψίματος του ελαστικού ενός τροχοφόρου φορτηγού — απαιτώντας μια μετάδοση κίνησης ερπύστριας με 2 φορές την ικανότητα ροπής του αντίστοιχου τροχού.
Συχνότητα αντίθετης περιστροφής — Γιατί οι μηχανισμοί κίνησης CTL σε τροχιά βλέπουν περισσότερους κύκλους φόρτωσης αμφίδρομης κατεύθυνσης από οποιοδήποτε άλλο μηχάνημα
Ένας εκσκαφέας εκτελεί 150 έως 300 περιστροφές αντίθετης περιστροφής ανά βάρδια. Ένας συμπαγής ερπυστριοφόρος φορτωτής εκτελεί 500 έως 1.500 περιστροφές αντίθετης περιστροφής ανά βάρδια — και προσθέτει 1.500 έως 3.000 συμβάντα διεύθυνσης διαφορικής ταχύτητας όπου η μία κίνηση ερπυστριοφόρου λειτουργεί ταχύτερα από την άλλη. Ο συνολικός αριθμός συμβάντων αμφίδρομης ή διαφορικής φόρτωσης ανά βάρδια είναι 2.000 έως 4.500 — ο υψηλότερος από οποιοδήποτε ερπυστριοφόρο μηχάνημα.
Τα CTL λειτουργούν σε στενούς χώρους — διαμόρφωση αυλής, κατεδάφιση εσωτερικών χώρων, αγροτικά κτίρια, δάπεδα αποθηκών. Το μηχάνημα κάνει συνεχώς ελιγμούς γύρω από εμπόδια, κάνει οπισθοπορεία σε γωνίες, στρίβει σε περιορισμένους χώρους και αλλάζει θέση μεταξύ εργασιών. Κάθε αλλαγή κατεύθυνσης είναι ένα συμβάν κίνησης ερπυστριοφόρου μηχανισμού. Ένας εκσκαφέας αλλάζει θέση κάθε 5 έως 10 λεπτά. Ένα CTL αλλάζει θέση κάθε 15 έως 30 δευτερόλεπτα κατά τη διάρκεια των ενεργών εργασιών φόρτωσης και διαβάθμισης.
Με 3.000 περιστροφές διεύθυνσης ανά βάρδια, 250 βάρδιες ετησίως και στόχο διάρκειας ζωής μηχανής 5.000 ωρών: τα πλανητικά γρανάζια της ερπύστριας αντέχουν περίπου 3,75 εκατομμύρια κύκλους διαφορικού φορτίου. Τα ρουλεμάν πείρων πλανητών αντέχουν τον ίδιο αριθμό μερικών ή πλήρων αντιστροφών ακτινικού φορτίου. Αυτό υπερβαίνει την απαίτηση κόπωσης της ερπύστριας του εκσκαφέα κατά 2,5 έως 3 φορές — παρά το γεγονός ότι το CTL είναι το ένα δέκατο του βάρους του εκσκαφέα. Η βαθμολογία κόπωσης, όχι η βαθμολογία ροπής, είναι ο οδηγός σχεδιασμού για τις κινήσεις ερπύστριας CTL.
Ελαστική τροχιά έναντι χαλύβδινης τροχιάς — Πώς ο τύπος τροχιάς αλλάζει τη μηχανική μετάδοσης κίνησης
Τα περισσότερα CTL λειτουργούν σε ελαστικές ερπύστριες με ενσωματωμένα χαλύβδινα κορδόνια — όχι στις χαλύβδινες ερπύστριες με αλυσίδα και πέδιλο που χρησιμοποιούνται σε εκσκαφείς, μπουλντόζες και ερπυστριοφόρους γερανούς. Η ελαστική ερπύστρα αλλάζει τους μηχανισμούς εμπλοκής γραναζιού-ερπύστρας, τον έλεγχο τάσης και το προφίλ κραδασμών που βιώνει το πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων της ερπύστριας.
Οι λαστιχένιες τροχιές χρησιμοποιούν εσωτερικές προεξοχές κίνησης (χυτευμένα δόντια από καουτσούκ) που εμπλέκονται με τα δόντια του γραναζιού. Η εμπλοκή είναι πιο μαλακή από το πλέγμα χάλυβα-σε-χάλυβα των τροχιών αλυσίδας — παράγοντας χαμηλότερο θόρυβο κρούσης και κραδασμούς. Αλλά οι λαστιχένιες προεξοχές κίνησης φθείρονται ταχύτερα από τα χαλύβδινα πέδιλα, ειδικά σε σκληρές επιφάνειες (σκυρόδεμα, άσφαλτος). Οι φθαρμένες προεξοχές μειώνουν το αποτελεσματικό βάθος εμπλοκής του γραναζιού, αυξάνοντας τον κίνδυνο εκτίναξης της τροχιάς κατά τη διάρκεια έντονης αντίθετης περιστροφής σε σκληρό έδαφος.
Οι ελαστικές ερπύστριες τεντώνονται από ένα υδραυλικό ή ελατηριωτό ρελαντί — διατηρώντας μια σταθερή προφόρτιση έναντι του αλυσοτροχού. Αυτή η προφόρτιση δημιουργεί μια συνεχή ακτινική δύναμη στα ρουλεμάν του αλυσοτροχού (και επομένως στα ρουλεμάν εξόδου της κίνησης της τροχιάς) ακόμη και όταν το μηχάνημα είναι ακίνητο. Οι χαλύβδινες ερπύστριες αλυσίδας φέρουν επίσης τάση, αλλά η ελαστική ελαστική τροχιά επιτρέπει πιο δυναμική μεταβολή της τάσης κατά τις αλλαγές κατεύθυνσης — παράγοντας κυμαινόμενα ακτινικά φορτία στο ρουλεμάν εξόδου της κίνησης της τροχιάς.
Τα CTL λειτουργούν σε περιβάλλοντα ευαίσθητα στον θόρυβο — κατοικημένες περιοχές, εμπορικά ακίνητα, εσωτερικούς χώρους. Η ελαστική ερπύστρια μειώνει τον θόρυβο που μεταδίδεται από το έδαφος, αλλά το πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων με την ερπύστρια γίνεται η κυρίαρχη πηγή θορύβου σε ταχύτητα λειτουργίας. Τα ερπυστριοφόρα συστήματα μετάδοσης κίνησης CTL απαιτούν αυστηρότερες ανοχές δοντιών γραναζιών και χαμηλότερη οπισθοδρόμηση από τα ερπυστριοφόρα συστήματα μετάδοσης κίνησης εκσκαφέα για να ανταποκριθούν στις προσδοκίες για άνεση του χειριστή και θόρυβο στη γειτονιά. Ο σφύριγμα των γραναζιών στα 10 km/h που θα ήταν μη ακουστός σε έναν εκσκαφέα είναι σαφώς αισθητός στην σχετικά ήσυχη καμπίνα CTL.
Διαστασιολόγηση του συστήματος μετάδοσης κίνησης CTL — Όπου η ροπή διεύθυνσης και όχι η ροπή οδήγησης καθορίζει τις προδιαγραφές
Σε έναν εκσκαφέα ή μπουλντόζα, η μετάδοση κίνησης της ερπύστριας έχει διαστασιολογηθεί για τη ροπή κίνησης — τη δύναμη που απαιτείται για να κινηθεί το μηχάνημα προς τα εμπρός έναντι της κλίσης και της αντίστασης κύλισης. Σε ένα CTL, η κρίσιμη συνθήκη διαστασιολόγησης είναι διαφορετική: η ροπή διεύθυνσης κατά την αντίθετη περιστροφή σε μια επιφάνεια υψηλής τριβής υπερβαίνει τη ροπή κίνησης σε ευθεία γραμμή κατά 1,5 έως 2,5 φορές.
Η αναλογία 14:1 μεταξύ ροπής διεύθυνσης και ροπής οδήγησης είναι το καθοριστικό χαρακτηριστικό της διαστασιολόγησης της μετάδοσης κίνησης της τροχιάς CTL. Ένας μηχανικός που διαστασιολογεί την μετάδοση κίνησης της τροχιάς με βάση τη ροπή κίνησης σε ευθεία γραμμή (155 Nm σε αυτό το παράδειγμα) και εφαρμόζει ακόμη και έναν γενναιόδωρο συντελεστή λειτουργίας 3,0 θα καθόριζε μια μονάδα 465 Nm — η οποία θα αποτύγχανε στην πρώτη προσπάθεια αντίστροφης περιστροφής σε σκυρόδεμα. Η ροπή διεύθυνσης σε επιφάνειες υψηλής τριβής είναι η κυρίαρχη περίπτωση φόρτισης και πρέπει να αποτελεί τη βάση για τις προδιαγραφές.
Τρεις τρόποι βλάβης που καθοδηγούν τις αποφάσεις αντικατάστασης της μονάδας μετάδοσης κίνησης τροχιάς CTL
Η πιο συνηθισμένη βλάβη στην τροχιά CTL. Με 3.000+ συμβάντα διεύθυνσης ανά βάρδια, τα ρουλεμάν πείρων πλανητών συσσωρεύουν κύκλους κόπωσης 3 φορές πιο γρήγορα από έναν εκσκαφέα. Οι βελόνες των ρουλεμάν αναπτύσσουν επιφανειακές κοιλότητες στις 2.000 έως 4.000 ώρες — νωρίτερα από οποιαδήποτε άλλη εφαρμογή τροχιάς με την ίδια ονομαστική ροπή. Συμπτώματα: αυξημένος θόρυβος οδήγησης σε χαμηλή ταχύτητα, ακουστό κλικ κατά την αντίθετη περιστροφή, μεταλλικά σωματίδια στο λάδι.
Καθώς οι λαστιχένιες προεξοχές κίνησης στην ερπύστρια φθείρονται, το βάθος εμπλοκής μεταξύ των προεξοχών και των δοντιών του γραναζιού μειώνεται. Η υπόλοιπη περιοχή επαφής μεταφέρει την πλήρη δύναμη κίνησης και διεύθυνσης — συγκεντρώνοντας την τάση σε μια μικρότερη επιφάνεια δοντιού του γραναζιού. Ακολουθεί επιταχυνόμενη φθορά του γραναζιού και η φθαρμένη διεπαφή γραναζιού-προεξοχής επιτρέπει στην ερπύστρια να αναπηδά κατά τη διάρκεια έντονης αντίθετης περιστροφής. Μια αναπηδημένη ερπύστρια σε ένα CTL που μεταφέρει έναν φορτωμένο κάδο αποτελεί άμεσο κίνδυνο ανατροπής.
Οι κινητήρες CTL με υδραυλικούς κινητήρες διαθέτουν συνήθως μια γραμμή αποστράγγισης του περιβλήματος που επιστρέφει το εσωτερικό λάδι που έχει διαρρεύσει στη δεξαμενή. Σε CTL που λειτουργούν σε συνθήκες σκόνης, λάσπης ή παγετού, η γραμμή αποστράγγισης του περιβλήματος μπορεί να φράξει ή να βουλώσει. Η πίεση μέσα στον κινητήρα και το περίβλημα του κιβωτίου ταχυτήτων αυξάνεται μέχρι να υπερβεί την ικανότητα στεγανοποίησης — φυσώντας τη στεγανοποίηση διπλού κώνου ή τη στεγανοποίηση του άξονα του κινητήρα και ρίχνοντας υδραυλικό λάδι στο έδαφος. Το μηχάνημα χάνει αμέσως την κίνηση σε αυτήν την πλευρά.
Πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων με σύστημα μετάδοσης κίνησης με τροχιά για μικρούς ερπυστριοφόρους φορτωτές — Συχνές ερωτήσεις
Τα πλανητικά κιβώτια ταχυτήτων Korea Ever-Power CTL με ερπυστριοφόρο σύστημα έχουν βαθμολογία κόπωσης για τον εξαιρετικά υψηλό αριθμό κύκλων διεύθυνσης που απαιτούν οι συμπαγείς ερπυστριοφόροι φορτωτές. 3.000 έως 25.000 Nm, 2 σταδίων και 3 σταδίων, με διασταυρούμενη αναφορά OEM για όλες τις μεγάλες μάρκες CTL. Δώστε το μοντέλο του μηχανήματός σας για μια σύσταση προδιαγραφών.
Επιμέλεια: Cxm
