밀기 vs 당기기 — 크롤러 트랙터 트랙 구동 방식이 불도저 트랙 구동 방식과 다른 이유
불도저는 앞쪽에 장착된 블레이드로 흙을 밀어냅니다. 블레이드 반력은 궤도에 반발력을 발생시키고, 궤도 구동력은 구름 저항과 블레이드 저항을 동시에 극복해야 합니다. 크롤러 트랙터는 쟁기, 리퍼, 디스크 써레, 파이프라인 사이드붐과 같은 작업기를 뒤쪽의 견인봉이나 3점식 히치를 통해 끌어당깁니다. 작업기의 견인력은 트랙터에 뒤쪽으로 작용하는 힘을 발생시키고, 트랙 구동 유성 기어박스 전진 속도를 유지하려면 구름 저항과 작업기 견인력을 모두 극복해야 합니다.
기계적 부하의 크기는 비슷합니다. 차이점은 작동 주기와 속도 프로파일에 있습니다.
| 매개변수 | 불도저 (밀기) | 크롤러 트랙터(견인용) |
|---|---|---|
| 일반적인 이동 속도 | 2~4km/h (미러 사용 시) | 4~8km/h (경기 속도) |
| 토크 요구 프로필 | 거의 일정함, 80 – 100% | 변동성, 평균 40~80% |
| 교대 근무당 방향 전환 횟수 | 100~200 (밀기 + 되돌리기) | 10~30 (곶 회전) |
| 연간 운영 시간 | 연간 1,500~4,000시간 | 연간 400~1,200시간 (계절에 따라 변동) |
| 주요 마모 원인 | 지속적인 열 부하 | 계절별 저장 부식 |
| 지반 상태 | 엔지니어링 표면 | 자연 토양은 종종 포화 상태입니다. |
트랙 드라이브 크기 결정의 핵심적인 차이점은 다음과 같습니다. 크롤러 트랙터의 트랙 구동 방식은 더 높은 출력 속도(도저의 2~4km/h 대비 4~8km/h)로 작동하지만, 지속 토크는 더 낮습니다(도저의 80~1000T 대비 40~80T). 속도가 빠르다는 것은 트랙 구동 방식이 토크당 발생하는 열이 적다는 것을 의미합니다(오일 순환 속도가 빨라져 냉각 효율이 향상됨). 하지만 지속 토크가 낮다고 해서 트랙 구동 방식을 소형화할 수 있는 것은 아닙니다. 작업 장비 작동 시(쟁기가 바위를 치는 경우, 리퍼가 뿌리에 부딪히는 경우) 최대 토크가 150~2000T까지 급증할 수 있기 때문입니다.
낮은 지면압 — 크롤러 트랙터 트랙 구동 장치의 설계를 결정짓는 핵심 요소
궤도형 트랙터를 일반 바퀴형 트랙터 대신 사용하는 가장 큰 이유는 지면 압력 때문입니다. 바퀴형 트랙터는 총 0.1~0.2제곱미터에 불과한 네 개의 타이어 접지면에 무게가 집중됩니다. 반면 궤도형 트랙터는 동일한 무게를 총 0.8~2.0제곱미터에 달하는 두 개의 궤도에 분산시켜 지면 압력을 5~15배 줄입니다. 따라서 일반 바퀴형 트랙터로는 작업하기 어려운 지면에서도 작업이 가능합니다.
침수된 논은 지지력이 10~25kPa에 불과하여 농업 작업 중 가장 무른 지면입니다. 궤도형 트랙터는 트랙 슈 상단까지 가라앉지 않고 물웅덩이 위를 떠 있어야 합니다. 이를 위해 450~600mm의 매우 넓은 트랙을 사용하여 15~20kPa의 지면 압력을 확보합니다. 궤도 구동 장치는 작업 기간 내내 물과 슬러리에 부분적으로 잠긴 상태로 작동하므로 듀오콘 씰과 하우징의 내식성에 극한의 부담이 가해집니다.
파이프라인 크롤러 트랙터(사이드붐 트랙터)는 파이프라인 부지를 따라 이동하면서 측면 붐에 매달린 5~40톤의 파이프 하중을 지탱합니다. 궤도 구동 장치는 기계 무게와 파이프 하중을 지탱해야 하며, 습지, 농경지, 삼림 지반을 바퀴 자국 없이 통과할 수 있도록 지면 압력을 충분히 낮춰야 합니다. 측면 파이프 하중과 연약 지반 주행이 결합되어 궤도 구동 장치에 독특한 비대칭 하중 조건이 발생합니다. 즉, 붐이 있는 쪽의 구동 장치가 반대쪽보다 훨씬 더 많은 하중을 지탱하게 됩니다.
견인력 산정 — 12톤 크롤러 트랙터의 트랙 구동 토크 계산
불도저나 굴삭기의 궤도 구동 방식(장비 중량과 경사도가 토크 계산에 큰 영향을 미치는 방식)과는 달리, 크롤러 트랙터의 토크는 작업기의 견인력에 의해 좌우됩니다. 멀티 샹크 리퍼, 대형 디스크 써레, 또는 20톤의 파이프를 운반하는 파이프라인 사이드붐과 같은 무거운 작업기는 트랙터 자체의 구름 저항에 비해 궤도 구동에 필요한 토크를 두 배 또는 세 배로 증가시킬 수 있습니다. 따라서 궤도 구동 사양은 트랙터 중량뿐만 아니라 트랙터가 견인할 수 있는 가장 무거운 작업기에 맞춰야 합니다.
계절별 작업 및 보관 - 농업용 크롤러 트랙터만의 고유한 유지 관리 과제
건설 기계는 연중 내내 가동됩니다. 반면 농업용 크롤러 트랙터는 계절에 따라 가동되는데, 파종, 경작, 수확 기간 동안 몇 주 동안 집중적으로 가동된 후 몇 달 동안은 보관됩니다. 이러한 계절적 가동 패턴은 궤도 구동 장치 유지 관리에 있어 독특한 문제를 야기합니다. 변속기가 가동되는 시간보다 정지된 시간이 더 길기 때문입니다.
비수기 동안의 주야간 온도 변화로 인해 밀폐된 기어박스 하우징 내부로 통풍구를 통해 습기가 유입됩니다. 4~8개월 동안 보관하면 축적된 습기가 오일 배스 바닥에 가라앉아 가장 아래쪽 베어링 표면을 부식시키기 시작합니다. 봄이 되어 트랙터를 다시 사용하면 오염된 오일이 기어박스 전체를 순환하면서 부식 생성물이 모든 베어링과 기어 표면에 퍼지게 됩니다. 이러한 계절적인 응축-부식 순환은 농업용 트랙 구동 장치의 수명을 단축시키는 주요 원인이며, 기어 톱니 마모나 베어링 피로가 원인이 아닙니다.
수개월 동안 고정된 상태로 유지되는 듀오콘 씰은 탄성 O링에 "메모리" 현상이 발생합니다. 즉, 고무가 압축된 모양에 맞춰 변형되고 복원력을 잃게 됩니다. 트랙터가 다시 작동을 시작하면 씰 접촉 압력이 감소하여 O링이 원래 형태로 복원될 때까지 초기에는 오일이 새어 나올 수 있습니다. 또한 금속 씰 표면에는 (크롤러 크레인의 주차 브레이크 디스크 접착과 유사한) 접착 패턴이 발생할 수 있으며, 이를 분리하려면 순간적으로 높은 토크를 가해야 합니다. 보관 중 스프로킷을 매달 수동으로 회전시키면 이러한 두 가지 문제를 모두 방지할 수 있습니다.
농업용 크롤러 트랙터 트랙 구동 장치의 가장 효과적인 유지 관리 방법은 시즌 첫 작업일 전에 오일을 교환하는 것입니다. 마지막 작업일 이후에 교환하는 것은 효과적이지 않습니다. 보관 중 오염된 오일(수분 함량이 500~2,000ppm에 달할 수 있음)을 배출하고 깨끗한 오일로 세척한 후, 예상되는 작업 온도에 적합한 새 기어 오일로 다시 채우십시오. 시즌 전 오일 교환은 축적된 응축수가 부하 상태에서 베어링을 통해 순환하기 전에 제거하는 데 도움이 됩니다. 한국 에버파워 계절별 운행 패턴을 가진 모든 크롤러 트랙터에 이 프로토콜을 권장합니다.
크롤러 트랙터 트랙 구동 장치 교체 시 가장 흔한 세 가지 고장 유형
전 세계 농업용 트랙 구동 장치 고장의 주요 원인입니다. 4~8개월 동안 보관하면 기어 오일의 수분 함량이 1,000~3,000ppm에 달할 수 있는데, 이는 표준 강철 베어링 부식이 시작되는 기준치인 200ppm을 훨씬 웃도는 수치입니다. 시즌 첫 50~100시간 동안 수분이 함유된 오일이 모든 베어링에 퍼지게 되며, 수분, 하중, 온도의 조합은 시즌 중 작동 시보다 훨씬 빠르게 부식을 가속화합니다. 지난 시즌 말에 완벽하게 작동했던 트랙 구동 장치라도 보관 오일을 교체하지 않으면 새 시즌 첫 주 안에 베어링 소음이 발생할 수 있습니다.
디스크 쟁기나 리퍼의 생크가 땅속에 묻힌 암석, 뿌리, 또는 낡은 울타리 기둥에 부딪히면 트랙 구동부에 정상 상태 견인력의 150~250T에 달하는 급격한 토크 스파이크가 발생합니다. 계획적으로 설계된 건설 현장과는 달리 농경지에는 예측하거나 피할 수 없는 미지의 지하 장애물이 존재합니다. 이 스파이크는 견인봉을 통해 트랙으로 전달되고 유성 기어박스로 전달되어 갑작스러운 비틀림 하중을 발생시킵니다. 이러한 현상이 한 시즌에 수백 번 반복되면 태양 기어 스플라인과 1단 유성 기어 톱니에 피로 손상이 누적되어 결로 제한 기준 수명 이하로 수명이 단축됩니다.
논밭이나 습지에서 사용되는 크롤러 트랙터는 구동축이 물과 액비에 부분적으로 또는 완전히 잠긴 채로 몇 주 동안 작동합니다. 이러한 지속적인 물 노출은 듀오콘 씰 O링 엘라스토머(표준 NBR 화합물은 물을 흡수하고 팽창하여 접촉 압력을 감소시킴)를 열화시킵니다. 습지에서 2~3시즌 동안 작동하고 나면 O링의 탄성이 씰 면 접촉을 유지하는 데 필요한 최소 수준 이하로 떨어지고, 오일 배스에 물이 유입되기 시작합니다. 구동축 오일은 며칠 내에 뿌옇게 변하고, 베어링 부식이 빠르게 진행됩니다.
트랙터용 궤도 구동 유성 기어박스 - 자주 묻는 질문
한국 에버파워는 농업 및 작업용 트랙터에 3,000~25,000Nm의 토크를 제공하는 크롤러 트랙터 트랙 구동 유성 기어박스를 공급합니다. FKM 습식 환경용 씰, 저온 환경용 합성 오일, 계절별 보관 유지보수 지원 등의 서비스를 제공합니다. 트랙터 모델과 주요 작업 장비를 알려주시면 적합한 사양을 추천해 드립니다.
편집자: Cxm
