मिलिंग मशीनों के लिए ट्रैक ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स — सटीक रोड मिलिंग के लिए कोल्ड प्लानर ट्रैक लेग्स पर स्वतंत्र फाइनल ड्राइव

अनुप्रयोग इंजीनियरिंग
कोल्ड मिलिंग मशीनें

मिलिंग मशीनों के लिए ट्रैक ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स — एकमात्र मशीन जिसे तीन या चार स्वतंत्र फाइनल ड्राइव की आवश्यकता होती है

दो ट्रैक ड्राइव मानक हैं। तीन असामान्य हैं। चार कोल्ड मिलिंग मशीनों के लिए अद्वितीय हैं - और प्रत्येक अलग-अलग ऊंचाई, अलग-अलग भार और अलग-अलग ग्राउंड संपर्क कोण पर काम करता है, जबकि कटिंग ड्रम 80,000 से 200,000 एन का पार्श्व बल उत्पन्न करता है जो पूरी मशीन को उसकी मिलिंग लाइन से धकेलने का प्रयास करता है।

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मिलिंग मशीन को दो के बजाय तीन या चार ट्रैक ड्राइव की आवश्यकता क्यों होती है?

कोल्ड मिलिंग मशीन (जिसे कोल्ड प्लानर या रोड मिलर भी कहा जाता है) एक घूमने वाले कटिंग ड्रम का उपयोग करके डामर या कंक्रीट की सतह को सटीक गहराई तक हटाती है। मशीन को मिलिंग की गहराई को ±2 मिमी के भीतर बनाए रखना होता है - यह सहनशीलता किसी भी अन्य ट्रैक वाली निर्माण मशीन की तुलना में कहीं अधिक सटीक है। इस सटीकता को प्राप्त करने के लिए, मशीन तीन या चार स्वतंत्र रूप से ऊंचाई-समायोज्य ट्रैक लेग्स पर चलती है, जिनमें से प्रत्येक का अपना अलग ट्रैक होता है। ट्रैक ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स.

स्वतंत्र ऊंचाई नियंत्रण

प्रत्येक ट्रैक लेग हाइड्रोलिक सिलेंडर के माध्यम से स्वतंत्र रूप से आगे या पीछे होता है — जिससे मशीन का वह कोना ऊपर या नीचे उठता है। कटिंग ड्रम की गहराई लेग्स की सापेक्ष ऊंचाई से निर्धारित होती है। 2% क्रॉस-स्लोप वाली सड़क के लिए बाएं और दाएं लेग्स की ऊंचाई अलग-अलग होनी चाहिए, और यदि अनुदैर्ध्य ग्रेड बदलता है तो आगे और पीछे के लेग्स की ऊंचाई भी अलग-अलग होनी चाहिए। प्रत्येक ट्रैक ड्राइव अपनी-अपनी ऊंचाई पर संचालित होता है — कभी-कभी सबसे ऊंचे और सबसे निचले लेग के बीच 100 से 200 मिमी तक की ऊंचाई का अंतर होता है।

असमान भार वितरण

जब मशीन के पैर अलग-अलग ऊँचाई पर होते हैं, तो मशीन झुक जाती है। सबसे निचला पैर सबसे अधिक भार वहन करता है; सबसे ऊँचा पैर सबसे कम। 2 मीटर चौड़ी मशीन में, जहाँ बाएँ और दाएँ पैरों की ऊँचाई में 150 मिमी का अंतर है, तो निचला भाग मशीन के भार का लगभग 60 से 651 टन भार वहन करता है। प्रत्येक ट्रैक ड्राइव का आकार सबसे खराब (सबसे निचली) स्थिति के अनुसार निर्धारित किया जाना चाहिए, न कि समतल मशीन के औसत भार के अनुसार।

समन्वित होते हुए भी स्वतंत्र गति

तीनों या चारों ट्रैक ड्राइव को मशीन को एक समान फॉरवर्ड फीड दर (5 से 30 मीटर/मिनट) पर चलाना होता है — लेकिन प्रत्येक ड्राइव अलग-अलग सतह पर, अलग-अलग ऊंचाई पर, अलग-अलग ग्राउंड कॉन्टैक्ट एंगल और अलग-अलग वजन के साथ काम करती है। हाइड्रोलिक सर्किट को प्रत्येक ड्राइव में प्रवाह को उसके भार के अनुपात में संतुलित करना होता है — और प्रत्येक ट्रैक ड्राइव को 500 मीटर की मिलिंग प्रक्रिया के दौरान मशीन के संरेखण को बनाए रखने के लिए प्रति इकाई प्रवाह की निरंतर गति प्रदान करनी होती है।

कटिंग ड्रम की प्रतिक्रिया बल — वह पार्श्व भार जो मशीन को उसकी रेखा से हटा देता है

मिलिंग ड्रम यात्रा की दिशा के लंबवत घूमता है, और सड़क की चौड़ाई में क्षैतिज रूप से कटाई करता है। इसके दांत आगे के किनारे पर सड़क की सतह से जुड़ते हैं और पीछे के किनारे पर बाहर निकलते हैं। इस जुड़ाव से दो प्रतिक्रिया बल घटक उत्पन्न होते हैं जिनका ट्रैक ड्राइव को प्रतिरोध करना होता है:

SE416T3 ट्रैक ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स रिड्यूसर

अनुदैर्ध्य प्रतिक्रिया (पिछला बल)

ट्रेंचिंग मशीन के समान: काटने वाले दांत मशीन को चलने की दिशा के विपरीत पीछे की ओर धकेलते हैं। ट्रैक ड्राइव को आगे की गति बनाए रखने के लिए इस प्रतिक्रिया पर काबू पाना होता है। 2 मीटर के ड्रम पर 15 मीटर/मिनट की गति से 50 मिमी डामर काटने पर, अनुदैर्ध्य प्रतिक्रिया आमतौर पर 30,000 से 60,000 N होती है - जो रॉक ट्रेंचिंग मशीन की तुलना में मध्यम है, लेकिन घंटों तक बनी रहती है।

पार्श्व प्रतिक्रिया (साइड फोर्स) — मिलिंग की अनूठी विशेषता

ड्रम मशीन के एक तरफ से दूसरी तरफ तक कटाई करता है। आगे के किनारे पर लगे दांत सामग्री को कन्वेयर की ओर धकेलते हैं। यह पार्श्व बल—बड़े कोल्ड प्लानर पर 80,000 से 200,000 N तक—पूरी मशीन को उसकी मिलिंग लाइन से हटाकर बगल की ओर धकेलने की कोशिश करता है। भारित तरफ के ट्रैक ड्राइव को ट्रैक-से-जमीन घर्षण के माध्यम से इस पार्श्व बल का प्रतिरोध करना पड़ता है। सामान्य संचालन के दौरान किसी अन्य ट्रैक वाली मशीन को इस परिमाण के निरंतर पार्श्व बल का सामना नहीं करना पड़ता है।

मशीन वर्ग वजन (टी) ड्रम की चौड़ाई ट्रैक ड्राइव पार्श्विक प्रभाव प्रति ड्राइव टॉर्क
छोटा (कॉम्पैक्ट) 8 – 15 500 – 1,000 मिमी 3 30 – 60 किलोन्यूटन 8,000 – 18,000 एनएम
मध्यम (आधा लेन) 20 – 30 1,000 – 1,500 मिमी 4 60 – 120 किलोटन 15,000 – 30,000 एनएम
बड़ा (पूरी लेन) 30 – 45 1,500 – 2,200 मिमी 4 120 – 200 किलोटन 25,000 – 50,000 एनएम

फुल-लेन कोल्ड मिलिंग मशीन के लिए ट्रैक ड्राइव का आकार निर्धारण

कोल्ड प्लानर ट्रैक ड्राइव साइजिंग — 35 टन मशीन, 2,000 मिमी ड्रम, 4 ट्रैक लेग
दिया गया:
  मशीन का वजन: 35,000 किलोग्राम
  ट्रैक ड्राइव: 4 (स्वतंत्र लेग)
  सबसे खराब स्थिति में पैरों पर पड़ने वाला भार: 35% वजन (झुकी हुई मशीन)
  स्प्रोकेट पीसीडी: 380 मिमी (आर = 0.19 मीटर)
  अनुदैर्ध्य ड्रम प्रतिक्रिया: कुल 50,000 N
  रोलिंग प्रतिरोध (मिल्ड सतह, 5%): प्रति लेग
चरण 1 — प्रति ट्रैक लेग का सबसे खराब स्थिति वाला भार (35% हिस्सा):
  W_leg = 35,000 x 0.35 = 12,250 kg
  F_roll = 12,250 x 9.81 x 0.05 = 6,009 एन
चरण 2 — प्रति ट्रैक ड्रम की अनुदैर्ध्य प्रतिक्रिया (4 भागों में विभाजित):
  एफ_ड्रम = 50,000 / 4 = 12,500 एन
चरण 3 — प्रति ट्रैक ड्राइव निरंतर टॉर्क:
  T = (6,009 + 12,500) x 0.19 = 3,517 एनएम
चरण 4 — पार्श्व बल प्रतिरोध (सबसे खराब स्थिति में भारित पक्ष का पैर):
  भारित पक्ष के प्रत्येक पैर पर पार्श्व बल: 160,000 / 2 = 80,000 N
  ट्रैक घर्षण को 80,000 N का प्रतिरोध करना होगा।
  W_leg xgx mu ≥ 80,000 → पैर का वजन 11,600 किलोग्राम से अधिक होना चाहिए
  12,250 kg x 9.81 x 0.67 = 80,600 N ✔ (μ=0.67 पर सीमांत)
चरण 5 — SF = 1.75 लागू करें (निरंतर मिलिंग, मध्यम झटका):
  आवश्यक टी = 3,517 x 1.75 = प्रति ट्रैक ड्राइव न्यूनतम 6,155 एनएम
→ कोरिया एवर-पावर 8,000 एनएम कॉम्पैक्ट ट्रैक ड्राइव x 4 यूनिट ✔
→ पार्श्व स्थिरता मशीन की ज्यामिति को नियंत्रित करती है; अनुदैर्ध्य टॉर्क ड्राइव के आकार को नियंत्रित करता है।

छिपी हुई बाधा — पार्श्व स्थिरता: टॉर्क की गणना से 6,155 Nm प्राप्त होता है - जो खुदाई मशीनों या बुलडोजरों की तुलना में कम है। लेकिन कटिंग ड्रम से उत्पन्न पार्श्व बल (कुल 160,000 N) को ट्रैक और जमीन के बीच घर्षण बल द्वारा संतुलित किया जाना चाहिए। यदि भारित साइड लेग्स में पार्श्व धक्के को संतुलित करने के लिए आवश्यक घर्षण बल उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त भार नहीं है, तो मशीन एक तरफ खिसक जाती है और मिलिंग लाइन टेढ़ी हो जाती है। यही कारण है कि मिलिंग मशीन के ट्रैक लेग्स पर भारी मात्रा में भार डाला जाता है और ट्रैक ड्राइव स्प्रोकेट को लेग पर नीचे की ओर लगाया जाता है - ताकि ऊर्ध्वाधर बल और इस प्रकार पार्श्व घर्षण क्षमता को अधिकतम किया जा सके।

कोल्ड मिलिंग मशीनों के लिए ट्रैक ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स — ऊंचाई-समायोज्य ट्रैक लेग्स पर लगे कॉम्पैक्ट स्वतंत्र फाइनल ड्राइव

मिलिंग मशीन ट्रैक ड्राइव से संबंधित तीन विशिष्ट विफलता मोड

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ड्रम पर लगातार लगने वाले पार्श्व बल के कारण आउटपुट बेयरिंग पर अतिरिक्त भार

कटिंग ड्रम का पार्श्व बल (कुल 80,000 से 200,000 N) मशीन फ्रेम के माध्यम से ट्रैक लेग्स तक संचारित होता है। प्रत्येक भारित लेग कुल पार्श्व बल का 40 से 601 TP3T भार ट्रैक-से-जमीन इंटरफ़ेस पर पार्श्व भार के रूप में अवशोषित करता है। यह पार्श्व भार स्प्रोकेट के माध्यम से ट्रैक ड्राइव आउटपुट बेयरिंग पर अक्षीय बल के रूप में प्रतिक्रिया करता है - एक ऐसी भार दिशा जिसे मानक रेडियल बेयरिंग सहन करने के लिए अनुकूलित नहीं है। हजारों घंटों की मिलिंग के दौरान, यह निरंतर अक्षीय अधिभार आउटपुट बेयरिंग पर थ्रस्ट-फेस घिसाव का कारण बनता है, जिससे अक्षीय शिथिलता बढ़ जाती है और स्प्रोकेट 1 से 3 मिमी तक पार्श्व रूप से खिसक सकता है - जो असमान ट्रैक घिसाव और अंततः ट्रैक पटरी से उतरने का कारण बनने के लिए पर्याप्त है।

निवारण: मिलिंग कार्य के लिए संयुक्त रेडियल-एक्सियल आउटपुट बेयरिंग (टेपर्ड रोलर या एंगुलर कॉन्टैक्ट) वाले ट्रैक ड्राइव का उपयोग करें। प्रत्येक 1,000 घंटे की सर्विसिंग के बाद एक्सियल प्ले की जांच करें।
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ट्रैक-स्प्रोकेट इंटरफ़ेस के माध्यम से मिलिंग मलबे का अंतर्ग्रहण

कोल्ड मिलिंग से एस्फाल्ट के दानों (आरएपी - रिक्लेम्ड एस्फाल्ट पेवमेंट) की एक निरंतर धारा उत्पन्न होती है जो मशीन के चारों ओर और नीचे गिरती है। प्रत्येक लेग के निचले भाग में लगे ट्रैक ड्राइव, गर्म बिटुमेन के साथ मिश्रित घर्षणकारी एस्फाल्ट कणों के बादल में काम करते हैं। ये कण प्राकृतिक मिट्टी की तुलना में अधिक चिपचिपे और घर्षणकारी होते हैं - बिटुमेन बाइंडर सील सतहों और हाउसिंग सतहों से चिपक जाता है, जिससे कठोर एग्रीगेट कण सील इंटरफ़ेस के विरुद्ध फंस जाते हैं। 1,000 से 2,000 घंटों में, आसंजन और घर्षण का यह संयोजन क्लीन-साइट निर्माण की तुलना में सील को तेजी से खराब कर देता है।

रोकथाम: ट्रैक ड्राइव हाउसिंग और सील क्षेत्र को प्रतिदिन प्रेशर वॉशर से साफ करें। उच्च तापमान वाले FKM सील का उपयोग करें जो मानक NBR की तुलना में बिटुमेन के चिपकने को बेहतर ढंग से रोकते हैं। 750 घंटे के अंतराल पर तेल बदलें।
3
पैरों के बीच गति सिंक्रनाइज़ेशन में असमान घिसावट के कारण विचलन

तीन या चार स्वतंत्र ट्रैक ड्राइव के साथ, प्रत्येक ड्राइव में घिसावट की दर अलग-अलग होती है - यह उसकी स्थिति (आगे बाएँ, आगे दाएँ, पीछे केंद्र आदि) और प्रत्येक मिलिंग पास में मशीन के भार के अनुपात पर निर्भर करता है। 2,000 से 4,000 घंटों के दौरान, सबसे अधिक भार वाले ड्राइव में बैकलैश सबसे कम भार वाले ड्राइव की तुलना में 2 से 3 गुना तक पहुँच सकता है। इस असमान बैकलैश के कारण फ़ीड दर में परिवर्तन के दौरान गति में भिन्नता आती है, जिससे मशीन क्षण भर के लिए डगमगा जाती है या टेढ़ी हो जाती है - जिससे मिलिंग लाइन 5 से 15 मिमी तक खिसक जाती है। सख्त लेन-किनारे की सहनशीलता वाले राजमार्ग परियोजनाओं में, यह टेढ़ापन अस्वीकार्य है।

रोकथाम: वार्षिक सर्विसिंग के दौरान तीनों या चारों ड्राइव पर बैकलैश मापें। किसी भी दो ड्राइव के बीच बैकलैश अंतर 8 आर्कमिनट से अधिक होने से पहले सबसे अधिक घिसी हुई ड्राइव को बदल दें। हाईवे-क्लास मशीनों के लिए, कोरिया एवर-पावर इसमें 3 या 4 ट्रैक ड्राइव के मैचिंग सेट उपलब्ध हैं।

मिलिंग मशीनों के लिए ट्रैक ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स — अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

मिलिंग मशीनें दो के बजाय तीन या चार ट्रैक ड्राइव का उपयोग क्यों करती हैं?

मिलिंग की गहराई में सटीकता के लिए मशीन के प्रत्येक कोने पर स्वतंत्र ऊंचाई नियंत्रण आवश्यक है। केवल दो ट्रैक (बाएं और दाएं) होने पर, मशीन बाएं-दाएं झुक सकती है, लेकिन आगे-पीछे की ढलान को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित नहीं कर सकती। तीन लेग (दो आगे, एक पीछे - या इसके विपरीत) तीन-अक्षीय मशीन लेवलिंग के लिए न्यूनतम ज्यामिति प्रदान करते हैं। चार लेग अतिरिक्त ज्यामिति और बेहतर भार वितरण प्रदान करते हैं। प्रत्येक लेग को अपने स्वयं के ट्रैक ड्राइव की आवश्यकता होती है क्योंकि प्रत्येक लेग जमीन के संपर्क में स्वतंत्र रूप से आता है और अलग-अलग ऊंचाई पर हो सकता है। जब लेग अलग-अलग ऊंचाई पर काम करते हैं तो दो लेग के बीच साझा ड्राइव यांत्रिक रूप से असंभव है।

लैटरल ड्रम फोर्स ट्रैक ड्राइव स्पेसिफिकेशन को कैसे प्रभावित करता है?

ड्रम पर लगने वाला पार्श्व बल (बड़ी मशीनों पर 80,000 से 200,000 N) ट्रैक ड्राइव के टॉर्क की आवश्यकता में सीधे तौर पर वृद्धि नहीं करता है — यह ड्राइव की दिशा के लंबवत कार्य करता है। हालांकि, यह दो अप्रत्यक्ष आवश्यकताएं उत्पन्न करता है: (1) भारित पक्ष के ट्रैक लेग इतने भारी होने चाहिए कि वे पार्श्व धक्के का प्रतिरोध करने के लिए पर्याप्त भू-घर्षण उत्पन्न कर सकें और फिसलने से बच सकें, और (2) ट्रैक ड्राइव के आउटपुट बेयरिंग को समय से पहले घिसे बिना इस पार्श्व बल के अक्षीय घटक को सहन करना चाहिए। केवल रेडियल आउटपुट बेयरिंग वाले मानक निर्माण-श्रेणी के ट्रैक ड्राइव इस निरंतर अक्षीय भार के कारण मिलिंग कार्य में विफल हो सकते हैं।

मिलिंग मशीन ट्रैक ड्राइव का सामान्य सेवा जीवन कितना होता है?

हाईवे-क्लास कोल्ड प्लानर की जीवन अवधि 4,000 से 8,000 घंटे होती है। इसकी जीवन अवधि लगातार पार्श्व बेयरिंग लोड, घर्षणकारी मिलिंग मलबे के अंतर्ग्रहण और तीन या चार ड्राइवों में असमान घिसाव दर के कारण सीमित होती है। सभी ड्राइवों में वार्षिक बैकलैश मापन और सबसे खराब से सबसे अच्छे अंतर के 8 आर्कमिनट से अधिक होने पर उन्हें बदलना, मशीन के पूरे सेवा जीवन में मिलिंग लाइन की सटीकता बनाए रखने के लिए सबसे प्रभावी रखरखाव प्रक्रिया है।

क्या मिलिंग मशीन के ट्रैक ड्राइव, एक्सकेवेटर के ट्रैक ड्राइव से छोटे होते हैं?

जी हां - व्यक्तिगत रूप से। एक मिलिंग मशीन के ट्रैक ड्राइव की सामान्यतः रेटिंग 8,000 से 50,000 Nm होती है, जबकि समान कुल वजन वाले एक्सकेवेटर की रेटिंग 28,000 से 140,000 Nm होती है। मिलिंग मशीन अपना वजन 2 के बजाय 3 या 4 ड्राइव में वितरित करती है, इसलिए प्रत्येक ड्राइव पर आनुपातिक रूप से कम भार पड़ता है। हालांकि, प्रति मशीन ड्राइव की कुल संख्या अधिक होती है, ट्रैक लेग के अंदर पैकेजिंग स्थान कम होता है (लेग में ऊंचाई-समायोजन सिलेंडर भी होता है), और ड्राइव इतने कॉम्पैक्ट होने चाहिए कि वे लेवलिंग सिस्टम में बाधा डाले बिना लेग के भीतर फिट हो सकें। इस कॉम्पैक्टनेस की आवश्यकता के कारण अक्सर ट्रैक ड्राइव फ्रेम का आकार टॉर्क के आधार पर निर्धारित आकार से कम हो जाता है।

क्या कोरिया एवर-पावर मिलिंग मशीनों के लिए 3 या 4 ट्रैक ड्राइव के मैचिंग सेट की आपूर्ति करता है?

जी हां। कोरिया की एवर-पावर कंपनी कोल्ड मिलिंग मशीनों के लिए कॉम्पैक्ट ट्रैक ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स बनाती है, जो 3 या 4 के मैचिंग सेट में उपलब्ध हैं। पूरे सेट में बैकलैश 3 आर्कमिनट के अंदर प्रमाणित है। ये गियरबॉक्स 5,000 से 50,000 एनएम प्रति ड्राइव की क्षमता में उपलब्ध हैं और इनमें निरंतर पार्श्व भार सहन करने के लिए संयुक्त रेडियल-एक्सियल आउटपुट बेयरिंग लगे होते हैं। मिलिंग अनुप्रयोगों के लिए उच्च तापमान वाले एफकेएम सील और मानक ट्रैक लेग एनवेलप में फिट होने के लिए डिज़ाइन किए गए कॉम्पैक्ट हाउसिंग प्रोफाइल मानक हैं। मैचिंग सेट स्पेसिफिकेशन के लिए मशीन निर्माता, मॉडल और ट्रैक लेग की संख्या बताएं।

मिलिंग मशीन ट्रैक ड्राइव्स — मैचिंग सेट, कॉम्पैक्ट पैकेजिंग, पार्श्व भार क्षमता

कोरिया एवर-पावर 5,000 से 50,000 एनएम तक की क्षमता वाले कोल्ड प्लानर ट्रैक ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स 3 या 4 के मैचिंग सेट में उपलब्ध कराता है। इनमें कॉम्पैक्ट लेग-फिट एनवेलप, संयुक्त रेडियल-एक्सियल आउटपुट बेयरिंग और डामर के मलबे से बचाव के लिए एफकेएम सील विकल्प शामिल हैं। मैचिंग सेट की सिफारिश के लिए अपनी मशीन का मॉडल बताएं।

संपादक: सीएक्सएम

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