बुलडोजर ट्रैक ड्राइव अन्य सभी फाइनल ड्राइव से किस प्रकार भिन्न है?
प्रत्येक ट्रैक वाली मशीन — उत्खनन मशीनें, क्रॉलर क्रेन, कॉम्पैक्ट लोडर, ड्रिलिंग रिग — एक का उपयोग करती है ट्रैक ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स मोटर की गति को स्प्रोकेट टॉर्क में परिवर्तित करने के लिए। लेकिन बुलडोजर इस गियरबॉक्स पर ऐसी अनूठी मांगें डालता है जो कोई अन्य मशीन नहीं कर सकती।
मुख्य अंतर ब्लेड में है। 2,000 से 8,000 किलोग्राम वजनी बुलडोजर ब्लेड जमीन पर मौजूद सामग्री को खींचता है, और इंजन धकेली जा रही सामग्री के प्रतिरोध के विरुद्ध पटरियों को आगे बढ़ाता है। यह प्रतिरोध - ड्रॉबार पुल - आमतौर पर 30 से 120 मीटर की पूरी लंबाई तक लगभग अधिकतम मोटर टॉर्क पर बना रहता है। ट्रैक ड्राइव गियरबॉक्स इस निरंतर टॉर्क को प्रति पास 1 से 4 मिनट तक लगातार संचारित करता है, वापसी के दौरान केवल थोड़े समय के लिए आराम मिलता है (ब्लेड खाली होता है, यानी विपरीत दिशा में चलता है)।
इसकी तुलना एक खुदाई मशीन से करें: स्थान परिवर्तन के दौरान ट्रैवल मोटर कुछ सेकंड के लिए पूरी शक्ति से चलती है, फिर ऊपरी संरचना के घूमने, खुदाई करने और मिट्टी डालने के दौरान पूरी तरह से निष्क्रिय हो जाती है। खुदाई मशीन के ट्रैक ड्राइव का ड्यूटी साइकिल 5 से 15% होता है, जबकि बुलडोजर के ट्रैक ड्राइव का ड्यूटी साइकिल 60 से 85% होता है। ड्यूटी साइकिल में यही अंतर बुलडोजर को पूरे भारी उपकरण उद्योग में किसी भी ट्रैक ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स के लिए सबसे अधिक ताप-कठिनाई वाला उपकरण बनाता है।
ड्यूटी चक्र तुलना
ड्रॉबार पुल — वह बल जो बुलडोजर ट्रैक ड्राइव के आकार को निर्धारित करता है
ड्रॉबार पुल, जमीन पर पटरियों के रोलिंग प्रतिरोध को घटाने के बाद, मशीन के पीछे हिच बिंदु पर उपलब्ध कुल क्षैतिज बल है। यह बुलडोजर इंजीनियरिंग में सबसे महत्वपूर्ण संख्या है - और वह संख्या है जिसे ट्रैक ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स को प्रत्येक पुश पास की अवधि के दौरान सहन करना होता है।
बुलडोजर की खींचने की शक्ति दो मानों में से कम मान द्वारा सीमित होती है: या तो ड्राइवट्रेन के माध्यम से पटरियों तक पहुँचाया गया इंजन टॉर्क, या पटरियों और जमीन के बीच अधिकतम घर्षण बल (कर्षण सीमा)। ठोस जमीन पर, आमतौर पर इंजन की शक्ति ही सीमित कारक होती है। ढीली या गीली जमीन पर, इंजन की पूरी शक्ति तक पहुँचने से पहले ही पटरियाँ फिसलने लगती हैं - ऐसे में कर्षण सीमा ही निर्णायक होती है।
| डोजर क्लास | वजन (टी) | इंजन (किलोवाट) | अधिकतम ड्रॉबार पुल (kN) | ट्रैक ड्राइव टॉर्क (एनमी) | निरंतर कर्तव्य |
|---|---|---|---|---|---|
| छोटा (डी3 – डी5) | 7 – 14 | 55 – 75 | 60 – 110 | 18,000 – 33,000 | 60 – 751टीपी3टी |
| मध्यम (डी6 – डी7) | 18 – 28 | 120 – 185 | 140 – 240 | 42,000 – 72,000 | 65 – 801टीपी3टी |
| बड़ा (डी8 – डी9) | 35 – 52 | 230 – 310 | 280 – 420 | 84,000 – 126,000 | 70 – 851टीपी3टी |
| खनन (डी10 – डी11) | 65 – 115 | 430 – 700 | 500 – 850 | 150,000 – 255,000 | 75 – 851टीपी3टी |
ट्रैक ड्राइव टॉर्क की गणना स्प्रोकेट पीसीडी 600 मिमी (छोटे/मध्यम) और 750 मिमी (बड़े/खनन) पर की गई है। प्रति-ट्रैक मान दर्शाए गए हैं (कुल मशीन ड्रॉबार पुल को दो ट्रैकों में विभाजित किया गया है)। निरंतर कार्य अवधि प्रत्येक परिचालन घंटे का वह प्रतिशत है जिसमें ट्रैक ड्राइव रेटेड आउटपुट के 70% या उससे अधिक टॉर्क संचारित करता है।
ड्रॉबार पुल की गणना — डी7 श्रेणी के बुलडोजर के लिए ट्रैक ड्राइव का आकार निर्धारित करना
नीचे दिए गए उदाहरण में उत्पादन के दौरान मध्यम श्रेणी के बुलडोजर द्वारा ट्रैक ड्राइव पर लगने वाले आवश्यक टॉर्क की गणना करने का तरीका दर्शाया गया है। एक्सकेवेटर की ग्रेडिबिलिटी गणना (जो एक संक्षिप्त चढ़ाई के लिए माप करती है) के विपरीत, यह गणना उस निरंतर पुश लोड के लिए माप करती है जिसे ट्रैक ड्राइव को कई मिनट तक वहन करना होता है।
एक्सकेवेटर का SF 2.0 संक्षिप्त लेकिन तीव्र द्विदिशात्मक झटके (काउंटर-रोटेशन) को सहन करता है। बुलडोजर का SF 1.75 कम तीव्र लेकिन लंबे समय तक निरंतर भार को सहन करता है। तापीय प्रभाव विपरीत है: बुलडोजर ट्रैक ड्राइव अपनी रेटेड टॉर्क के 70 से 85% पर लगातार कई मिनट तक चलता है, जिससे निरंतर ऊष्मा उत्पन्न होती है जो ऑयल बाथ में जमा होती है। एक्सकेवेटर ट्रैक ड्राइव 100% पर कुछ सेकंड के लिए चलता है, फिर निष्क्रिय अवस्था में ठंडा हो जाता है। सही टॉर्क के लिए उपयुक्त आकार का बुलडोजर ट्रैक ड्राइव, जिसमें पर्याप्त तापीय क्षमता नहीं है, अधिक गरम हो जाएगा और गियर ऑयल को खराब कर देगा - भले ही तात्कालिक टॉर्क कभी भी यांत्रिक रेटिंग से अधिक न हो।
थर्मल मैनेजमेंट — वह चुनौती जो बुलडोजर ट्रैक ड्राइव को अन्य सभी से अलग करती है
ट्रैक ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स एक बंद ऑयल बाथ होता है जिसमें कोई बाहरी कूलिंग सर्किट नहीं होता। ऊष्मा निष्कासन का एकमात्र मार्ग हाउसिंग की दीवार के माध्यम से चालन और हाउसिंग की सतह से आसपास की हवा (या मिट्टी) में संवहन है। बुलडोजर में, ऊष्मा का प्रवेश निरंतर होता है और ऊष्मा निष्कासन सीमित होता है - जिससे किसी भी ट्रैक ड्राइव अनुप्रयोग की तुलना में उच्चतम स्थिर परिचालन तापमान उत्पन्न होता है।
94% दक्षता पर 3-चरणीय ग्रहीय अपचयन के माध्यम से 42,000 Nm आउटपुट पर: ऊष्मा = शक्ति x (1 – दक्षता)। 37 rpm आउटपुट पर: शक्ति = 42,000 x 37 x 2 x 3.14159 / 60 = 162.7 kW। ऊष्मा = 162.7 x 0.06 = 9.8 किलोवाट प्रत्येक पुश पास के दौरान यह तेल के स्नान में लगातार घुलता रहता था।
सामान्य तेल की मात्रा: 3.0 लीटर। गियर तेल की विशिष्ट ऊष्मा: लगभग 1.8 kJ/(kg x K)। तेल का घनत्व: 0.88 kg/L। ऊष्मीय द्रव्यमान: 3.0 x 0.88 x 1.8 = 4.75 kJ/K। 9.8 kW पर प्रति मिनट तापमान वृद्धि: 9.8 x 60 / 4.75 = 124 डिग्री सेल्सियस प्रति मिनट यदि आवरण के माध्यम से कोई ऊष्मा बाहर नहीं निकलती है - यही कारण है कि पर्याप्त आवरण सतह क्षेत्र और जमीन के संपर्क से शीतलन आवश्यक हैं।
व्यवहार में, आवरण चालकता द्वारा ट्रैक फ्रेम को और संवहन द्वारा हवा को ऊष्मा उत्सर्जित करता है। निरंतर संचालन के दौरान तेल का संतुलन तापमान समशीतोष्ण जलवायु में आमतौर पर 80 से 100 डिग्री सेल्सियस और उष्णकटिबंधीय जलवायु में 90 से 115 डिग्री सेल्सियस होता है। 110 डिग्री सेल्सियस से ऊपर, मानक गियर तेल की श्यानता विश्वसनीय गियर टूथ फिल्म के लिए न्यूनतम स्तर से नीचे गिर जाती है, जिससे घिसाव बढ़ जाता है।
यही कारण है कि बुलडोजर ट्रैक ड्राइव में अधिक मात्रा में तेल का उपयोग होता है (समान टॉर्क वर्ग के उत्खननकर्ताओं के लिए 1.5 से 3 लीटर की तुलना में 3 से 6 लीटर), अधिक सतह क्षेत्र वाले भारी आवरण, और कुछ खनन-श्रेणी की मशीनों में, बाहरी तेल शीतलन लूप की आवश्यकता होती है, जिसकी किसी अन्य ट्रैक ड्राइव अनुप्रयोग में आवश्यकता नहीं होती है। कोरिया एवर-पावर प्लैनेटरी गियरबॉक्स इंजीनियरिंग टीम ने उष्णकटिबंधीय और रेगिस्तानी अनुप्रयोगों के लिए बढ़े हुए हाउसिंग फिन क्षेत्र, उच्च तापमान वाले सील यौगिकों और सिंथेटिक तेल विशिष्टताओं के साथ बुलडोजर-विशिष्ट ट्रैक ड्राइव डिजाइन किए हैं।
ट्रैक स्लिप — बुलडोजर द्वारा अपने अंतिम ड्राइव पर जानबूझकर उत्पन्न की गई अतिभार की स्थिति।
अधिकांश ट्रैक वाली मशीनों में, ट्रैक स्लिप एक खराबी की स्थिति होती है — ट्रैक अपनी पकड़ खो देते हैं और मशीन चलना बंद कर देती है। बुलडोजर में, नियंत्रित ट्रैक स्लिप एक सामान्य परिचालन स्थिति है। जब ब्लेड किसी कठोर पदार्थ या बड़ी बाधा से टकराता है, तो ऑपरेटर पूरी गति बनाए रखता है और ट्रैक को जमीन पर तब तक फिसलने देता है जब तक कि पदार्थ नरम न हो जाए या मशीन को दूसरी दिशा में मोड़ न दिया जाए। स्लिप के दौरान, ट्रैक ड्राइव पूरी मोटर स्टॉल टॉर्क संचारित करता है जबकि आउटपुट स्प्रोकेट धीरे-धीरे या रुक-रुक कर घूमता है — जो प्लेनेटरी गियरबॉक्स के लिए सबसे खराब थर्मल स्थिति होती है।
हाइड्रोलिक मोटर पूरी ताकत (स्टॉल टॉर्क) से चलती है जबकि स्प्रोकेट लगभग न के बराबर हिलता है। प्लेनेटरी गियर लगभग शून्य आउटपुट गति पर दांतों का पूरा भार वहन करते हैं। तेल का परिसंचरण होने के बजाय उसमें हलचल होती है - जिससे सामान्य घूर्णन द्वारा प्रदान की जाने वाली शीतलन प्रवाह के बिना ऊष्मा उत्पन्न होती है। प्लेनेट पिन बियरिंग पर घूर्णन गति पर निर्भर हाइड्रोडायनामिक ऑयल वेज के बिना पूरा रेडियल भार पड़ता है। यही वह स्थिति है जो बुलडोजर ट्रैक ड्राइव में बियरिंग के सबसे तेजी से घिसने का कारण बनती है।
अधिकांश ट्रैक ड्राइव निर्माता अपने यूनिटों को अधिकतम 30 सेकंड के निरंतर स्टॉल (पूर्ण टॉर्क, शून्य आउटपुट गति) के लिए रेट करते हैं। 30 सेकंड से अधिक समय तक प्लैनेट बेयरिंग के आसपास तेल का तापमान लुब्रिकेंट फिल्म की विफलता सीमा से ऊपर बढ़ जाता है। बुलडोजर ऑपरेटर अक्सर इस सीमा को पार कर जाते हैं - जमे हुए पदार्थ को धकेलते समय या संकुचित परतों को तोड़ते समय 60 से 90 सेकंड तक लगातार स्लिप होना आम बात है। ट्रैक ड्राइव को इस वास्तविकता को ध्यान में रखकर डिज़ाइन किया जाना चाहिए, न कि सैद्धांतिक सीमा को।
बुलडोजर ट्रैक ड्राइव से संबंधित तीन विशिष्ट विफलता मोड
बुलडोजर में होने वाली सबसे आम खराबी। लगातार कई घंटों तक 80 से 100% टॉर्क पर काम करने से तेल का तापमान 100 डिग्री सेल्सियस से ऊपर चला जाता है। इतने तापमान पर तेल ऑक्सीकृत हो जाता है और उसकी चिपचिपाहट कम हो जाती है। गियर के दांतों पर जमी परत पतली हो जाती है। प्लेनेट गियर के किनारों पर छोटे-छोटे गड्ढे बनने लगते हैं। 2,000 से 3,000 घंटे तक लगातार गर्म तापमान पर काम करने से ये गड्ढे बढ़कर छिलने लगते हैं और लोड पड़ने पर गियरबॉक्स से तेज़ आवाज़ आने लगती है।
ट्रैक स्लिप के दौरान, स्प्रोकेट धीरे-धीरे घूमता है या रुक जाता है जबकि मोटर का टॉर्क अधिकतम बना रहता है। प्लेनेट गियर्स पर पूरा रेडियल लोड पड़ता है, लेकिन वे इतनी धीमी गति से घूमते हैं कि हाइड्रोडायनामिक ऑयल वेज नहीं बन पाता जो सामान्यतः रोलर्स को रेसवे से अलग करता है। बेयरिंग बाउंड्री लुब्रिकेशन में काम करते हैं — एक पतली अवशिष्ट तेल परत के माध्यम से धातु से धातु का संपर्क होता है। प्रत्येक स्लिप घटना बेयरिंग की सतह की एक सूक्ष्म परत को हटा देती है। प्रति वर्ष हजारों स्लिप घटनाओं के संचय से, बेयरिंग क्लीयरेंस तब तक बढ़ता है जब तक कि प्लेनेट गियर्स डगमगाने न लगें और रिंग गियर से असमान रूप से संपर्क न करने लगें।
बुलडोजर का स्प्रोकेट हब जमीन के स्तर पर या उससे नीचे होता है—अक्सर धकेली जा रही सामग्री में दबा हुआ होता है। रेत, बजरी और क्रुसाइट (कुचली हुई चट्टान) के कण स्प्रोकेट और ट्रैक के बीच के जोड़ में प्रवेश करते हैं और घर्षण यौगिक के रूप में कार्य करते हैं। स्प्रोकेट के दांत उसी सामग्री पर चलने वाले उत्खननकर्ताओं की तुलना में 2 से 5 गुना अधिक तेजी से घिसते हैं, क्योंकि बुलडोजर का स्प्रोकेट भार के तहत लगातार ट्रैक से जुड़ा रहता है जबकि सामग्री उसे चारों ओर से घेरे रहती है। जब स्प्रोकेट के दांत अपनी सेवा सीमा से अधिक घिस जाते हैं, तो ट्रैक चेन का जुड़ाव अस्थिर हो जाता है और पार्श्व भार के कारण ट्रैक पटरी से उतर सकता है।
रिपिंग मोड — दूसरा ड्यूटी साइकिल जो ट्रैक ड्राइव टॉर्क की आवश्यकता को दोगुना कर देता है
अधिकांश डी6 श्रेणी और उससे बड़े बुलडोजरों में पीछे की ओर एक रिपर लगा होता है - यह एक या बहु-शाखा वाला उपकरण होता है जो ब्लेड के आगे चट्टान, जमी हुई जमीन या संकुचित सामग्री को भेदकर तोड़ता है। रिपिंग के दौरान, मशीन धीरे-धीरे (1.5 से 2.5 किमी/घंटा) आगे बढ़ती है जबकि रिपर की शाखा 300 से 800 मिमी की गहराई पर जमीन को घसीटती है।
रिपिंग बल सीधे ड्रॉबार पुल की आवश्यकता को बढ़ाता है: इंजन को ट्रैक के रोलिंग प्रतिरोध और रिप किए जा रहे पदार्थ के शियरिंग प्रतिरोध दोनों पर काबू पाना होता है। संयुक्त बल केवल डोजिंग के लिए आवश्यक ड्रॉबार पुल के 120 से 150% तक पहुंच सकता है - जिसका अर्थ है कि रिपिंग पास के दौरान ट्रैक ड्राइव निरंतर डोजिंग टॉर्क के 120 से 150% पर काम कर सकता है। यह वह लोड केस है जो ट्रैक ड्राइव की पीक टॉर्क रेटिंग निर्धारित करता है, जबकि निरंतर डोजिंग टॉर्क निरंतर रेटिंग निर्धारित करता है।
आकार निर्धारण संबंधी निहितार्थ: बुलडोजर ट्रैक ड्राइव का आकार दो स्वतंत्र मानदंडों के आधार पर निर्धारित किया जाना चाहिए: (1) निरंतर टॉर्क को 75 से 85% ड्यूटी साइकिल पर निरंतर डोजिंग ड्रॉबार पुल को संभालने में सक्षम होना चाहिए, और (2) पीक टॉर्क को अल्पावधि ओवरलोड पर संयुक्त डोजिंग + रिपिंग बल को संभालने में सक्षम होना चाहिए। एक ट्रैक ड्राइव जो डोजिंग टॉर्क को तो पूरा करता है लेकिन रिपिंग पीक को संभालने में असमर्थ है, रिपिंग के दौरान हाइड्रोलिक रिलीफ वाल्व को सक्रिय कर देगा - जिससे रिपिंग की गहराई सीमित हो जाएगी और उत्पादकता 20 से 30% तक कम हो जाएगी।
बुलडोजर अनुप्रयोगों के लिए कोरिया एवर-पावर ट्रैक ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स
ट्रैक ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स →
बुलडोजर के लिए ट्रैक ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स — अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
कोरिया एवर-पावर बुलडोजर ट्रैक ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स 75 से 85% लोड फैक्टर पर निरंतर डोजिंग कार्य के लिए थर्मल रूप से रेटेड हैं - न केवल पीक मैकेनिकल टॉर्क के लिए। थर्मल उपयुक्तता मूल्यांकन और क्रॉस-रेफरेंस अनुशंसा के लिए अपने डोजर मॉडल, ऑपरेटिंग वजन और साइट की स्थितियों की जानकारी निःशुल्क प्रदान करें।
संपादक: सीएक्सएम
