Hüdraulikamootorist ketirattaks – kuidas roomikülekandega planetaarkäigukast ekskavaatorit liigutab
Iga hüdraulilise ekskavaatori jõuülekanne toimub samas järjekorras: diiselmootor paneb tööle muudetava töömahuga hüdraulilise pumba, pump annab voolu suunaventiili kaudu, ventiil suunab õli alusvankri raamile kinnitatud sõidumootorile ja sõidumootor pöörleb kiirusel 2000–3500 p/min ja pöördemomendiga 200–800 Nm. Sellest mootori pöördemomendist ei piisa kaugeltki mitmetonnise masina mudas liigutamiseks. roomikülekandega planetaarne käigukast täidab tühimiku.
Ketiratta rummu sisse – tavaliselt 400–600 mm läbimõõduga õõnsusse – paigaldatud planetaarülekanne vähendab mootori kiirust koefitsiendiga 40:1 ehk 120:1, korrutades samal ajal pöördemomenti sama suhtega. 500 Nm mootori väljundvõimsus 3000 p/min juures muutub 80:1 kaheastmelise planetaarreduktori abil 37 p/min juures 40 000 Nm-ks. See 40 000 Nm paneb pöörlema ajami ketiratta, mis haakub roomikuga, ja roomikuga kett surub vastu maad, et kogu masinat edasi liigutada.
Miks planetaarülekanne silinder- või ussülekannete asemel? Ruum. Roomikülekanne peab mahtuma ketiratta rummu sisse. Planetaarülekanne jaotab koormuse kolme või nelja samaaegselt hambuva planetaarülekande vahel, pakkudes kõigist hammasrataste arhitektuuridest suurimat pöördemomendi tihedust – njuutonmeetrit kilogrammi kohta. Silinderülekanne suhtega 80:1 nõuaks nelja astet ja hõivaks 3–4 korda suurema mahu. Ussülekanne suhtega 80:1 kaotaks soojusena 40% sisendvõimsusest. Planetaarülekanne annab ülekande kahes või kolmes etapis efektiivsusega 94–97% korpuses, mis poltidega otse alusvankri raamile kinnitatakse.
Tüüpiline ekskavaatori roomikülekanne: hüdrauliline mootor kinnitatakse poltidega üles; planetaarsed reduktori astmed asuvad korpuse sees; väljundkandur ajab ketiratta rummu.
Vastassuunaline pöörlemine – koormusjuhtum, mis määratleb ekskavaatori roomikülekande inseneritöö
Iga roomikmasin – buldooserid, roomikkraanad, kompaktlaadurid – kasutab roomikajamit. Kuid ainult ekskavaatorid vajavad rutiinselt mõlema ajamiga samaaegset töötamist täispöördemomendiga vastassuundades. See vastassuunas pöörlemise manööver pöörab masinat kohapeal: operaator annab käsu vasakule roomikule edasi ja paremale roomikule tagasi liikuda ning ekskavaator pöörleb oma roomikujälje piires.
Mehaaniliselt tekitab vastassuunas pöörlemine kõige raskema koormustingimuse, mida ükski roomikülekandega planetaarkäigukast võib kogeda:
Pöörlemise ajal on masin paigal – pöörlemist ei toeta impulss. Iga ajamimootor saavutab oma maksimaalse rõhu (seiskumismomendi) ja planetaarne käigukast edastab selle tippkoormuse ketirattale kogu pöörde vältel pidevalt.
Iga planetaarülekande hammas koormatakse edasiliikumisel ühelt küljelt ja tagurpidi liikudes vastasküljelt. Masina 15-aastase eluea jooksul, 300 pöördega vahetuse kohta ja 300 vahetusega aastas, taluvad hambad 1,35 miljonit täielikku kahesuunalist koormuse ümberpööramist.
Planetaartikli laagrid näevad iga pöördepunkti juures täielikku radiaalkoormuse suuna vastupidist. Laagrirullikud peavad oma kokkupuuteala taastama võistlusraja vastasküljel – see on väsimustingimus, millega ühesuunaliste ajamite nõellaagrid kunagi kokku ei puutu.
Järsk pöördemomendi ümberpööramine survestab sisemise õlimahu ühe tihendi huule vastu ja seejärel pöörab rõhu millisekundite jooksul teisele poole. Ühesuunaliseks pöörlemiseks konstrueeritud tihend imbub õli välja kuude jooksul pärast ekskavaatori kasutamist.
Inseneritehniline tähendus: Roomikülekanne, mille ühesuunaline pidev töömoment on 40 000 Nm – sobib konveieri, vintsi või rattaülekande jaoks –, lakkab ekskavaatori kasutamisel enneaegselt töötamast, kui selle planetaarülekande paindeanalüüsi ei ole sama pöördemomendi juures kahesuunalise väsimuse suhtes valideeritud. Ekskavaatori vastassuunas pöörlemine tekitab koormuse, mida ükski teine roomikmasina rakendus sellise sageduse juures ei nõua.
Roomiku valimine ekskavaatori kaaluklassi järgi — pöördemoment, kiirus, ülekandearv ja tõusuvõime
Ekskavaatori roomiku ajami spetsifikatsiooni määrab peamiselt masina töökaal – mis määrab nii kallakul ronimiseks vajaliku pöördemomendi kui ka vastassuunas pöörlemisel tekkiva pöördemomendi. Allolev tabel seob viis standardset ekskavaatori kaaluklassi vastavate roomiku ajami parameetritega.
| Kaaluklass | Masin (t) | Väljundmoment (Nm) | Sõidukiirus | Suhtevahemik | Etapid | Kalduvusvõime |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Mini | 1,5–8 | 5000–15 000 | 2,5–4,5 km/h | 40–65:1 | 2 | 30 – 35% |
| Väike | 8–15 | 15 000–28 000 | 3,0–5,0 km/h | 55–80:1 | 2–3 | 30 – 35% |
| Keskmine | 15–30 | 28 000–50 000 | 3,5–5,5 km/h | 65–90:1 | 2–3 | 30 – 35% |
| Suur | 30–50 | 50 000–80 000 | 3,5–5,5 km/h | 75–100:1 | 3 | 25 – 30% |
| Kaevandamine | 50–90 | 80 000–140 000 | 3,0–4,5 km/h | 90–120:1 | 3 | 20 – 25% |
Tõusuvõime on maksimaalne kallak, mida ekskavaator suudab töömassiga üles võtta ilma roomikute libisemiseta. Tegelikku tõusuvõimet piirab kahest piirangust madalam: saadaolev käigukasti pöördemoment või roomikute ja maapinna vaheline hõõrdetegur (tavaliselt 0,5–0,7 savil, 0,8–1,0 killustikul).
Mägironimisvõime arvutamine — 35-tonnise ekskavaatori roomiku ajami suuruse määramine
Allolev näide demonstreerib keskmise klassi ekskavaatori täielikku pöördemomendi suuruse määramise protsessi. See on arvutus, mida iga originaalvaruosade tootja (OEM) projekteerimisinsener ja masinapargi haldur peaks enne asendusroomiku määramist kontrollima – ja see on arvutus, mis jäetakse kõige sagedamini vahele, et lihtsalt sobitada originaalvaruosade number.
Ilma SF = 2,0 kordajata määrab insener käigukasti, mille nimivõimsus on 17 365 Nm – see on 20 000 Nm klassi seade. Vastupidise pöörlemise esimese vahetuse ajal tõuseb tegelik pöördemoment 35 000 Nm-ni (mootori täielik seiskumismoment mõlemas suunas). Käigukast töötab igal pöördteljel oma nimivõimsusega 175%. Pärast mitut tuhandet sellist sündmust algab planeethammasratta pinna väsimus mõlemal hambaküljel, lõtk suureneb ja masin hakkab sirgelt liikudes ühele poole tõmbuma. See rikete muster ilmneb tavaliselt 3000–5000 töötunni vahel – see on kaugel vähem kui 10 000-tunnine siht-eluiga.
Kahekäiguline sõit – miks enamikul üle 8-tonnistel ekskavaatoritel on roomikülekandes kõrge/madal käik
Ühekiiruseline roomikülekanne seisab silmitsi põhimõttelise kompromissiga: kõrge ülekandearv annab maksimaalse pöördemomendi tõusuks ja vastassuunas pöörlemiseks, kuid piirab tippkiirust, samas kui madal ülekandearv tagab kiirema sõidu, kuid ei suuda genereerida tasandustöödeks vajalikku pöördemomenti. Enamik üle 8-tonniseid ekskavaatoreid lahendab selle kahekiiruselise mehhanismiga, mis on ehitatud otse planetaarkäigukasti korpusesse.
Ülekandearv 80–120:1. Maksimaalne väljundpöördemoment. Kasutatakse kallakutel ronimiseks, vastassuunas pöörlevate pöördliigutuste jaoks ja pehmel või lahtisel pinnasel töötamiseks. Sõidukiirus on tavaliselt 2,5–3,5 km/h. See on käik, mida ekskavaator kasutab kaevamistööde ajal – lühikesed, madala kiirusega ümberpaigutamise liigutused kopa tsüklite vahel.
Ülekandearv 40–60:1. Väiksem pöördemoment, kuid suurem ketiratta kiirus. Kasutatakse tasasel pinnal liikumiseks tööasendite vahel – ehitusplatsi ühest otsast teise sõitmiseks. Sõidukiirus on tavaliselt 4,5–5,5 km/h. Automaatne allalülitusklapp lülitub tagasi madalale käigule, kui sõidumootori rõhk ületab läve, kaitstes käigukasti pöördemomendi ülekoormuse eest.
Kahekiiruseline mehhanism töötab planetaarkorpuses oleva hüdraulilise kolvi abil, mis nihutab päikeserattaid – lülitades sisse kas kõrge või madala ülekandearvuga hammasratta. See integreeritud kiiruse muutmise võimalus on ainulaadne roomikülekannetele. Erinevalt pöördajamiga planetaarsed käigukastid Ekskavaatori ülemise konstruktsiooni pööramiseks, mis töötab ühe fikseeritud ülekandearvuga, kuna pöördekiiruse nõue maastikuga ei muutu, peab roomikajam sama vahetuse jooksul kohanema kahe põhimõtteliselt erineva töörežiimiga.
Alusvankri jaoks tihendatud – miks on ekskavaatori roomiku ajami tihendid olulisemad kui ükski teine käigukasti rakendus
Ekskavaatori roomikajam töötab kõigist planetaarkäigukastidest kõige karmimates tingimustes. Ketiratta rumm asub maapinnal, olles kogu masina tööea jooksul osaliselt või täielikult muda, vee, liiva ja abrasiivse suspensiooni sisse uputatud. Ükski teine käigukasti rakendus ei seisa silmitsi sellise pideva uputamise ja suure pöördemomendiga kahesuunalise pöörlemise kombinatsiooniga.
Rööbasajamitele ainulaadne metall-metallist tihendustihend. Kaks karastatud terasest rõngast, mis on optiliselt tasapinnaliseks lihvitud (0,3–0,9 heledat riba) ja kokku pressitud elastomeersete O-rõngastega. Tihend pöörleb koos ketirattaga, säilitades samal ajal kontaktrõhu korpuse statsionaarse pinna vastu. See konstruktsioon talub täielikku uputamist abrasiivsesse suspensiooni – midagi, mida ükski elastomeerne huuletihend ei suuda vastu pidada kauem kui paarsada tundi.
Erinevalt suletud määrdega täppiskäigukastidest kasutavad ekskavaatori roomikajamid õlivanni määrimist – tavaliselt 1,5–4,0 liitrit 75W-90 või 80W-90 GL-5 käigukastiõli. Õli tagab nii määrimise kui ka jahutuse. Õlivahetuse intervall: 1000–2000 tundi või aastas. Igal õlivahetusel kontrollige tühjendatud õli veesaastumise (piimjas välimus) ja metalliosakeste (laagri või käigukasti kulumisnäidik) suhtes.
Termilised tsükkeldused – alates külmkäivitusest koidikul kuni 80–100 kraadini Celsiuse järgi raske töö ajal – põhjustavad siserõhu muutusi. Rõhutusventiil või rõhukompensatsiooniventiil hoiab ära tihendi purunemise soojenemise ajal ja vaakumi põhjustatud saastumise jahtumise ajal. Asetage õhutusventiil igas paigaldussuunas maksimaalsest õlitasemest kõrgemale, et vältida õli lekkimist.
Kolm rikkerežiimi, mis põhjustavad ekskavaatori roomiku ajami 80% vahetust
Kulunud või kahjustatud tihenduspinnad, vale paigalduspinge või kivide ja prahi löögid lasevad põhjaveel ja mudal õlivanni sattuda. Vesi emulgeerib käigukastiõli (piimjas välimus tühjenduskorgi juures), hävitab määrdekilet ja käivitab laagripindadel korrosiooni. Laagri killuminekt tekib 500–1500 tunni jooksul pärast vee sissetungimist.
Liiga väikese läbimõõduga roomikülekanded – mis on spetsifikatsioonis ilma kahesuunalise koormuse teenindustegurita – kogevad nõellaagrite kiirenenud väsimust planeedi tihvtidel. Laagrid näevad iga vastassuunas pöörleva pöördliigendi juures täielikku radiaalkoormuse pöördumist. Sümptomiteks on suurenev liikumismüra, metalliosakesed õliproovides ja suurenev lõtk ketiratta rummus.
Roomikute vahele paakunud muda suurendab roomiku efektiivset pinget 20 – 40% võrra üle kavandatud väärtuse. Ketiratas peab iga klotsiga haardumiseks kõvemini tõmbama, mis tekitab ketiratta hammastele pulseeriva ülekoormuse ketiratta hammaste hambumissagedusel. Kuude pikkuse savitingimustes töötamise käigus tekivad ketiratta hammaste külgedele nähtavad süvendid.
Korea Ever-Poweri planetaarkäigukasti tootesarjad ekskavaatorirakenduste jaoks
Roomikülekandega planetaarkäigukast ekskavaatoritele — korduma kippuvad küsimused
Korea Ever-Power pakub ekskavaatorite roomikülekandega planetaarkäigukaste pöördemomendiga 5000 kuni 140 000 Nm – nii miniekskavaatoritele kui ka kaevandusmasinatele. Esitage oma masina mudel, töökaal ja kehtiv originaalvaruosa number, et saada tasuta ristviiteid.
Toimetaja: Cxm
