\n| Attivit\u00e0 mineraria (55\u201375 t)<\/td>\n | 55\u201375<\/td>\n | 550\u2013850<\/td>\n | 350\u2013550 kN<\/td>\n | 25\u201335 km\/h<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n Il limite di trazione di un bulldozer gommato \u00e8 determinato dal peso della macchina e dal coefficiente di attrito tra pneumatico e terreno. Su materiale asciutto e compattato (superficie di cumuli di carbone, copertura di discariche), il coefficiente \u00e8 compreso tra 0,5 e 0,7, il che significa che un bulldozer da 50 tonnellate pu\u00f2 sviluppare una trazione da 245 a 343 kN. Su materiale bagnato o sciolto, il coefficiente diminuisce a 0,3-0,5, riducendo la trazione disponibile di 30-501 kN. La trasmissione a ruote non deve erogare una coppia superiore al limite di trazione, perch\u00e9 uno pneumatico che slitta su una superficie di cumuli di carbone o di discariche danneggia lo strato superficiale e crea solchi che impediscono i passaggi successivi.<\/p>\n Il bloccaggio del differenziale (o differenziale a slittamento limitato) \u00e8 essenziale sui bulldozer gommati. Durante la spianatura angolata (spingendo il materiale con un'inclinazione da 20 a 45 gradi rispetto alla direzione di marcia), la forza di reazione della lama spinge la macchina lateralmente, scaricando le ruote interne e sovraccaricando quelle esterne. Senza bloccaggio del differenziale, le ruote interne (con carico ridotto e quindi trazione ridotta) girano liberamente, sprecando potenza motrice e permettendo alla macchina di sbandare lateralmente invece di avanzare. Con il differenziale bloccato, la coppia viene distribuita equamente a tutte le ruote indipendentemente dalla distribuzione del carico, mantenendo la spinta in avanti anche durante la spianatura angolata. La trasmissione deve gestire l'innesto e il disinnesto del bloccaggio del differenziale in modo fluido: un innesto improvviso sotto carico produce un picco di coppia sulla ruota che in precedenza slittava, che pu\u00f2 fratturare il semiasse o danneggiare il cuscinetto di uscita della trasmissione se la trasmissione non \u00e8 progettata per sopportare l'impatto.<\/p>\n<\/section>\n <\/p>\n\nAmbienti di applicazione: carbone, discariche e materiale di scavo minerario.<\/h2>\n\n \n La gestione delle scorte di carbone \u00e8 l'applicazione pi\u00f9 comune per i bulldozer gommati. Il bulldozer spinge il carbone appena consegnato in cumuli, ne modella la forma per favorire il drenaggio e recupera il carbone dal cumulo per il carico sui nastri trasportatori. La temperatura superficiale del carbone pu\u00f2 raggiungere i 50-80 \u00b0C a causa dell'autoriscaldamento (ossidazione) in grandi cumuli, e i pneumatici e le ruote motrici del bulldozer operano su questa superficie calda per 8-16 ore al giorno. La polvere di carbone \u00e8 fine (da 10 a 100 micron), leggermente abrasiva (Mohs da 1 a 2) e penetra in ogni guarnizione e giunto dell'alloggiamento. La combinazione di calore e polvere di carbone accelera l'usura delle guarnizioni a una velocit\u00e0 da 2 a 3 volte superiore rispetto alle normali operazioni in cantiere. Inoltre, i cumuli di carbone presentano un rischio di incendio per autocombustione, e un bulldozer gommato che opera su una sezione in fiamme o fumante di un cumulo pu\u00f2 esporre le ruote motrici a temperature superficiali superiori a 100 \u00b0C, con punti caldi localizzati che raggiungono i 200 \u00b0C o pi\u00f9. La gomma degli pneumatici si ammorbidisce e si degrada al di sopra degli 80 gradi Celsius, e le guarnizioni della trasmissione, anche quelle dei modelli con classificazione FKM, sono sollecitate dal calore condotto dallo pneumatico attraverso il cerchione fino al mozzo e al cuscinetto di uscita. Il monitoraggio termico della temperatura dell'alloggiamento della trasmissione \u00e8 un requisito di sicurezza per i bulldozer per lo stoccaggio del carbone, poich\u00e9 un evento prolungato di sovratemperatura pu\u00f2 causare il cedimento dello pneumatico (scoppio dovuto all'accumulo di pressione interna) e danni al cambio.<\/p>\n La compattazione dei rifiuti in discarica \u00e8 l'applicazione pi\u00f9 gravosa. Il bulldozer si muove sopra e attraverso i rifiuti urbani contenenti barre di rinforzo in acciaio, vetro, filo metallico, chiodi, rifiuti sanitari, contenitori di prodotti chimici e qualsiasi altro materiale di cui la societ\u00e0 moderna si sbarazza. Le guarnizioni degli pneumatici e delle ruote motrici sono continuamente attaccate da oggetti appuntiti che forano, tagliano e abradono. Il materiale di scarto \u00e8 inoltre chimicamente imprevedibile: il percolato (il liquido che drena dai rifiuti in decomposizione) ha un pH che varia da 4 a 9 e contiene metalli disciolti, acidi organici e contaminanti biologici che attaccano i materiali standard di tenuta e alloggiamento.<\/p>\n La movimentazione del materiale di copertura in miniera comporta l'utilizzo del bulldozer in condizioni estremamente abrasive. Il materiale di copertura (roccia e terreno rimossi per esporre il giacimento minerario) contiene frammenti di roccia taglienti e angolari di dimensioni comprese tra 5 e 300 mm, che il bulldozer spinge, supera e attraversa. Le guarnizioni di tenuta delle ruote motrici sono esposte a particelle di roccia pi\u00f9 dure dell'acciaio dell'albero, generando lo stesso problema di usura delle guarnizioni dovuto alla durezza Mohs descritto per i frantumatori di pietra (WD-07). L'ambiente minerario comprende inoltre polvere, fuliggine diesel e (in alcuni siti) acque di drenaggio acide o alcaline che aggiungono un'aggressione chimica all'abrasione fisica.<\/p>\n Il tasso di utilizzo dei bulldozer gommati \u00e8 tra i pi\u00f9 alti per qualsiasi attrezzatura mobile: da 3.000 a 5.000 ore all'anno per il lavoro su depositi di carbone, da 2.000 a 4.000 ore per il lavoro in discarica e da 2.500 a 4.000 ore per il lavoro in miniera. Questi tassi sono paragonabili a quelli delle mietitrici per canna da zucchero (WD-05) e producono la stessa conseguenza: i componenti della trasmissione a ruote devono essere progettati per una durata totale di 8.000-12.000 ore per allineare l'intervallo di sostituzione con la finestra di fermo annuale. Un riduttore che dura 4.000 ore su una macchina che funziona 4.000 ore all'anno richiede la sostituzione durante la stagione operativa, un evento di fermo imprevisto che costa dai 5.000 ai 15.000 dollari in produzione persa, pi\u00f9 dai 3.000 ai 10.000 dollari per il riduttore e la manodopera. Il costo totale di un riduttore sottodimensionato \u00e8 quindi compreso tra 8.000 e 25.000 dollari per ogni guasto, superando di gran lunga il sovrapprezzo di un'unit\u00e0 con le specifiche corrette.<\/p>\n<\/div>\n  <\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n <\/p>\nTre modalit\u00e0 di guasto specifiche per le trasmissioni dei bulldozer gommati<\/h2>\n\n \n \n 1<\/div>\n Surriscaldamento prolungato dovuto alla coppia di stallo durante le operazioni di spianatura pesante su materiale compattato<\/div>\n<\/div>\n Durante le operazioni di spianatura intense, la lama incontra materiale compattato o un ostacolo inamovibile. L'operatore mantiene l'acceleratore al massimo e la trasmissione eroga la coppia massima a una velocit\u00e0 delle ruote prossima allo zero (condizione di stallo) per un periodo compreso tra 5 e 30 secondi. In questa condizione, la trasmissione genera il massimo calore in assenza di flusso d'aria per il raffreddamento. Su un bulldozer da 50 tonnellate con una potenza di 400 kW, uno stallo di 30 secondi dissipa circa 12 MJ di calore attraverso le trasmissioni, aumentando la temperatura dell'olio di 30-50 \u00b0C. Nelle operazioni di movimentazione di cumuli di carbone, dove la temperatura di base dell'olio \u00e8 gi\u00e0 di 80-95 \u00b0C (a causa della superficie calda del carbone), uno stallo pu\u00f2 portare la temperatura a 120-145 \u00b0C, superando il limite termico dell'olio minerale e accelerando il degrado di cuscinetti e ingranaggi. Diversi stalli all'ora (comuni durante le operazioni di scavo o compattazione intense) producono danni termici cumulativi che nessun cambio d'olio pu\u00f2 riparare. Il segno del danno termico \u00e8 rilevabile tramite l'analisi dell'olio: un'elevata concentrazione di particelle di ferro e rame indica che le superfici dei cuscinetti e degli ingranaggi hanno superato la soglia di tempra e stanno rilasciando materiale. Un programma di analisi dell'olio con intervalli di campionamento di 250 ore pu\u00f2 rilevare l'insorgenza del danno termico da 500 a 1.000 ore prima del guasto del riduttore, consentendo di programmare la sostituzione durante un fermo macchina previsto, anzich\u00e9 subire un guasto imprevisto durante il picco di produzione.<\/p>\n Prevenzione: Olio sintetico PAO. Monitoraggio della temperatura dell'olio con riduzione automatica a 110 \u00b0C. Limitatore di tempo di coppia di stallo (riduzione automatica dopo 15 secondi). Circuito di raffreddamento dell'olio integrato con il sistema di raffreddamento della macchina.<\/div>\n<\/div>\n \n \n 2<\/div>\n Danni alle guarnizioni e all'involucro causati dalla penetrazione di detriti provenienti dalla discarica.<\/div>\n<\/div>\n I rifiuti delle discariche urbane contengono filo d'acciaio, tondini di ferro, frammenti di vetro e schegge di plastica taglienti che impattano sull'alloggiamento della trasmissione e si avvolgono attorno all'albero di uscita, in modo simile agli agglomerati di residui di canna da zucchero che avvolgono le mietitrici, ma con materiali molto pi\u00f9 duri e taglienti. Un filo d'acciaio avvolto attorno all'albero pu\u00f2 tagliare una guarnizione a labbro standard in un singolo turno di 8 ore. I frammenti di vetro incorporati nei rifiuti agiscono come un agente tagliente quando rimangono intrappolati tra il labbro della guarnizione e l'albero. Il percolato chimico (pH da 4 a 9, contenente metalli disciolti e acidi organici) attacca sia il materiale della guarnizione che il rivestimento dell'alloggiamento. L'aggressione combinata fisica e chimica rende l'ambiente della discarica il pi\u00f9 distruttivo per le guarnizioni di trasmissione delle ruote rispetto a qualsiasi altra applicazione in questa serie.<\/p>\n Prevenzione: guarnizioni frontali Duo-cone (obbligatorie per l'impiego in discarica). Protezione anti-detriti in acciaio con deflettore sull'albero. Manicotto dell'albero temprato (60+ HRC). Rivestimento dell'alloggiamento resistente agli agenti chimici (epossidico o poliuretanico). Ispezione giornaliera per la presenza di avvolgimenti di fili\/cavi.<\/div>\n<\/div>\n \n \n 3<\/div>\n Sollecitazioni d'urto indotte dagli pneumatici dovute al passaggio su oggetti duri interrati a velocit\u00e0 di transito.<\/div>\n<\/div>\n Quando un bulldozer gommato passa sopra una roccia interrata, un blocco di cemento o una trave d'acciaio a velocit\u00e0 di transito (da 15 a 30 km\/h), il pneumatico trasmette uno shock verticale e longitudinale al cuscinetto di uscita e al treno di ingranaggi della trasmissione. L'entit\u00e0 dello shock dipende dalle dimensioni dell'oggetto, dalla velocit\u00e0 di transito e dalla rigidit\u00e0 del pneumatico e pu\u00f2 raggiungere da 3 a 8 g sulla flangia di montaggio della trasmissione. A 30 km\/h, la trasmissione ha da 0,05 a 0,10 secondi per assorbire lo shock: un tempo troppo breve perch\u00e9 il sistema idraulico possa reagire e troppo breve perch\u00e9 l'operatore possa farlo. Questi impatti a velocit\u00e0 di transito producono Brinelling sui cuscinetti e picchi di stress alla base dei denti degli ingranaggi che accumulano danni da fatica a una velocit\u00e0 da 5 a 10 volte superiore rispetto al normale funzionamento a velocit\u00e0 costante della spianatura, rendendo la guida a velocit\u00e0 di transito su superfici irregolari pi\u00f9 dannosa per la trasmissione rispetto alla spianatura stessa, che richiede una coppia elevata. Questo risultato controintuitivo (il transito \u00e8 pi\u00f9 dannoso della spianatura) \u00e8 confermato dai dati di analisi dei guasti dei cuscinetti di importanti flotte di bulldozer: dal 55 al 65% dei guasti ai cuscinetti di uscita mostrano segni di fatica da impatto (brinellatura, fessurazioni superficiali) piuttosto che segni di fatica da carico continuo (sfaldamento, micropitting) che indicherebbero un guasto indotto dalla coppia di spianatura. L'implicazione \u00e8 chiara: mantenere le strade di trasporto lisce e limitare la velocit\u00e0 di transito su superfici non preparate prolunga la durata dei cuscinetti di trasmissione delle ruote dal 40 al 60%, una pratica di manutenzione che non costa nulla ma garantisce un significativo prolungamento della durata del riduttore.<\/p>\n Prevenzione: limitare la velocit\u00e0 di transito su superfici non preparate a un massimo di 15 km\/h. Mantenere le strade di accesso libere da ostacoli interrati. Specificare cuscinetti di uscita con classificazione di resistenza agli urti dinamici (non solo statici). Mescola degli pneumatici ad assorbimento d'urto.<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n
|