Зашто постоје багери на точковима — мобилност друмом као главна предност
Гусенични багер мора бити транспортован до градилишта на нископриколици — процес који траје 30 до 90 минута по покрету и кошта 200 до 800 америчких долара по транспорту. Багер на точковима се сам вози до градилишта јавним путевима брзином од 20 до 40 км/х — стижући у исто време када и камион, без транспортног возила, без путних дозвола и без блокирања саобраћаја за утовар и истовар. За градске комуналне радове (гас, вода, канализација, струја, телекомуникације), где се багер креће између 5 и 30 тачака копања дневно дуж путног коридора, багер на точковима штеди 2 до 10 транспортних потеза дневно — 400 до 8.000 америчких долара дневних трошкова транспорта.
Ова предност у друмској мобилности поставља јединствене захтеве пред планетарни мењач погона на точковеПогон мора да испуњава исте прописе за друмска возила као и камион (ECE R13 кочење, ограничења буке, ограничења осовинског оптерећења, осветљење и сигнализација), а истовремено да обезбеђује прецизност при малим брзинама потребну за позиционирање машине од 20 тона унутар 100 мм од комуналног рова на градској улици са пуно људи. Ниједан други тип багера не захтева усклађеност са прописима о саобраћају — и ниједно друго друмско возило не захтева прецизност позиционирања на нивоу багера.
Тржиште багера на точковима је концентрисано у Европи (где прописи о саобраћају фаворизују самоходне машине у односу на транспортоване), Јапану (где доминирају компактни градски багери) и све више у Северној Америци и Аустралији за комуналне услуге и одржавање путева. Тежина машина се креће од 9 до 25 тона — при чему је класа од 15 до 20 тона најчешћа за градске комуналне радове.
Радни циклус се фундаментално разликује од циклуса багера на гусеницама. Багер на гусеницама стоји у једном положају и копа сатима — доњи погон је статички оптерећен. Багер на точковима се креће између тачака копања 15 до 30 пута по смени — проводећи 30 до 60% свог радног времена возећи се и премештајући, а само 40 до 70% заправо копајући. Погон на точкове стога акумулира 800 до 1.500 сати вожње годишње — упоредиво са камионом за доставу — док механизам за копање акумулира 1.000 до 2.000 сати. Погон на точкове није помоћни систем; то је примарна радна компонента која се користи интензивно као и рука за копање.
Окретање надградње (ротација горњег дела тела за 360 степени) додаје јединствене услове оптерећења током преноса на путу. Горња структура багера (кабина, стрела, мотор) мора бити закључана окренута напред током вожње на путу — јер бочна горња структура помера тежиште возила бочно и мења реакцију управљача. Блокада за окретање мора да држи горњу структуру од оптерећења ветра, вибрација на путу и сила скретања током преноса на аутопуту. Ако блокада за окретање откаже током вожње на путу, горња структура се неконтролисано ротира — померајући тежиште и потенцијално узрокујући скретање или превртање возила. Кочиони систем погона на точкове мора бити у стању да безбедно заустави возило чак и са бочно помереним тежиштем због квара блокаде за окретање — сценарио за ванредне ситуације који дизајн кочионог система ECE R13 мора да прихвати.
Противтег на багеру на точковима (2 до 5 тона челика на задњем делу горње структуре) обезбеђује стабилност копања, али помера укупни тежиште возила уназад — што ствара расподелу тежине од 55 до 651 т/3Т на задњој осовини током преноса по путу. Ова неравномерна расподела значи да погони на задње точкове носе већу тежину, генеришу већу силу кочења и доживљавају већи замор лежајева по километру од предњих погона — и морају бити специфицирани за теже услове рада иако предњи и задњи мењачи често имају исти број дела ради једноставности инвентара.
Премештање градилишта — Прецизна вожња у урбаним просторима
Точкови багера морају се позиционирати унутар 100 до 200 мм од тачке копања — која може бити поред гасовода, водовода или оптичког кабла. Тачност позиционирања на градској улици је ограничена паркираним аутомобилима, ивичњацима, пешацима, саобраћајним знацима и надземним жицама — све то ограничава расположиви простор за маневрисање на ходнике уске као што је 3 до 4 метра.
Управљање свим точковима (управљање предњим и задњим осовинама) смањује круг окретања за 30 до 40% у поређењу са конфигурацијама само са предњим управљањем — омогућавајући машини дужине 8 до 10 метара да се окреће у просторима који би захтевали окретање у више тачака са конвенционалним управљањем. Неки модели нуде управљање „раком“ (сви точкови у истом смеру) за бочно позиционирање — померање машине бочно ка ивичњаку без скретања. Погон на точкове мора да подржава све режиме управљања са глатким, пропорционалним обртним моментом при брзини позиционирања од 1 до 3 км/х — јер свако пулсирање обртног момента или оклевање при овој брзини производи трзаво кретање које је тешко контролисати у уским градским просторима.
Прелазак са вожње на копање укључује секвенцу окретања стабилизатора. Оператор се вози до тачке копања, спушта нож (задњи стабилизатор) и стабилизаторе (бочне носаче) и преноси тежину машине са гума на стабилизаторе. Током овог прелаза, планетарни мењач погона на точкове Паркинг кочница мора да држи машину у непокретном положају — чак и ако улица има попречни или уздужни нагиб од 5 до 10%. Када су помоћни носачи потпуно оптерећени, точкови су делимично или потпуно растерећени — и погон на точкове је ефикасно у празном ходу током фазе копања. То значи да погон на точкове наизменично ради између интензивне вожње (премештање) и потпуног одмора (копање) — образац рада који производи термичке циклусе сличне V-циклусу утоваривача на точкове, али са мањом фреквенцијом (15 до 30 прелаза по смени у односу на 400 код утоваривача).
Градско радно окружење такође представља јединствене опасности за погон на точкове. Градске улице садрже дренажне решетке, поклопце шахтова, ивичњаке и поклопце за приступ комуналним услугама преко којих точкови морају да пређу током премештања. Свака од ових површинских карактеристика производи тренутно ударно оптерећење на излазни лежај погона на точкове - а кумулативни удар од 500 до 2.000 прелазака преко површинских карактеристика дневно доприноси буџету замора лежаја. Погон на точкове мора бити оцењен за овај ударни режим на градској површини - који се разликује и од рада на глатком путу на аутопуту и од рада на меком терену. Удари на градској површини су оштри (трајање од 5 до 15 ms), умерене амплитуде (2 до 5 g) и високе фреквенције (10 до 50 на сат) - профил замора који стандардни прорачуни века трајања лежајева грађевинске опреме не обухватају јер претпостављају или континуирано глатко оптерећење (аутопут) или ретке јаке ударе (ван пута).
Превоз на аутопуту — грађевинска машина која мора бити друмско возило
Захтев за пренос са аутопута трансформише погон на точкове из компоненте грађевинске опреме у аутомобилску компоненту. Багер на точкове мора да испуњава исте прописе за друмска возила као и камион: ECE R13 кочење (успорење од 5,0 м/с2 од максималне брзине), ECE R51 ограничења буке (80 dBA при проласку на 7,5 метара), ограничења осовинског оптерећења (обично 10 до 13 тона по осовини) и захтеви за осветљење/сигнализацију. Погон на точкове мора да обезбеди капацитет кочења, квалитет буке зупчаника и компатибилност осовинског оптерећења како би задовољио ове прописе — који су строжи од било ког стандарда за градилиште.
Максимална брзина на путу варира у зависности од тржишта: 20 км/х у неким европским земљама (регистрација као мобилна машина), 37 км/х у Немачкој (регистрација као самоходна радна машина) и 40 до 50 км/х на неким тржиштима са пуном регистрацијом возила. При брзини од 37 км/х и 20 тона, енергија кочења је приближно 2,1 MJ — знатно мање него код теренске дизалице при брзини од 80 км/х, али и даље захтева диск кочнице аутомобилског квалитета и двокружни кочиони систем са пропорционисањем оптерећења.
Бука зупчаника при брзини на аутопуту мора да буде у складу са ограничењем од 80 dBA при пролазу. При брзини од 37 km/h, излазно вратило погона точкова се окреће брзином од 150 до 250 о/мин (у зависности од величине гуме и преносног односа) — производећи фреквенцију зупчаника од 3.000 до 7.500 Hz (излазни обртаји x број зубаца). На овим фреквенцијама, бука зупчаника ефикасно се зрачи кроз кућиште — а зупчаници DIN класе 6 су минимални квалитет за усклађеност са буком. Зупчаници класе 8 могу произвести нивое буке при пролазу од 82 до 85 dBA — што прелази законско ограничење и спречава машину да добије регистрацију на путу. Захтев за буку је посебно изазован јер је кућиште багера точкаша обично компактније (мања дебљина зида ради уштеде тежине) и мање акустично оптимизовано (приоритет конструкције, а не аутомобилске индустрије) од кућишта осовине камиона — што значи да је бука по јединици квалитета зупчаника суштински већа него код наменски дизајниране аутомобилске осовине. Произвођач мењача стога мора сарађивати са произвођачем оригиналне опреме багера на акустичном дизајну кућишта — оптимизујући образац ребара, дебљину зида и изолацију монтаже како би се постигао циљ буке при проласку на наведеном нивоу квалитета мењача.
Три начина отказа специфична за погоне багера на точковима
Точкови багера који не прође тест буке при проласку ECE R51 не могу се регистровати за употребу на путу, што елиминише његову главну конкурентску предност у односу на гусеничарске багере. Бука зупчаника је доминантан допринос буци при проласку при брзини на аутопуту: фреквенција зупчаника (3.000 до 7.500 Hz) спада у фреквентни опсег где је људско ухо најосетљивије и где пондерисање мерача буке (А-пондерисање) обезбеђује најмање слабљење. Смањење од 2 dBA на зупчанику (постигнуто надоградњом са класе 8 на класу 6) може значити разлику између проласка и неуспеха на тесту за хомологацију типа, а трошкови надоградње квалитета мењача (15 до 25% цене мењача) су тривијални у поређењу са последицама губитка регистрације на путу за цео модел машине.
Градске улице имају попречне нагибе од 2 до 4% (за одводњавање) и уздужне нагибе до 10 до 15% на брдовитом терену. Током секвенце активирања стабилизатора, која траје 30 до 60 секунди, ручна кочница мора да држи машину од 20 тона непокретном у односу на компоненту гравитације — приближно 10 до 30 kN у зависности од нагиба. Ако је кочиона плочица истрошена испод своје оригиналне дебљине, обртни момент може бити недовољан за најстрмије нагибе — и машина се полако креће низбрдо током активирања стабилизатора. На градској улици са паркираним аутомобилима, пешацима и комуналним рововима, багер који се креће током постављања стабилизатора представља озбиљну безбедносну опасност која може довести до материјалне штете, повреда или регулаторних санкција (губитак дозволе за рад).
Током фазе копања (40 до 70% радног времена), погон на точкове је стационаран са делимично или потпуно растерећеним точковима (спојни носачи носе тежину машине). Излазни лежај је непомичан са смањеним или нултим оптерећењем — и свака влага која је ушла у мењач (кроз дисање, цурење заптивача или кондензацију) таложи се на површинама лежајева и покреће корозију у стању мировања. За разлику од сезонских машина које доживљавају застој током складиштења, багер на точковима доживљава 20 до 40 периода застоја дневно — сваки траје 10 до 30 минута. Преко 2.000 сати копања годишње, кумулативно време застоја достиже 1.000 до 1.500 сати — довољно дуго да корозија у стању мировања покрене микро-питинг на лежајевима који нису заштићени адитивима за уље који инхибирају корозију. Интермитентна природа оптерећења (погон-заустављање-погон-заустављање) је посебно штетна јер свако поновно покретање меље производе корозије у површину тркачког стаза пре него што се уљни филм може потпуно поново успоставити.
Често постављана питања
Кореа Евер-Пауер нуди погоне за багере на точковима од 5.000 до 30.000 Нм са усклађеношћу са буком на аутопуту, кочењем у граду и позиционирањем у урбаним условима са свим управљачима.
Уредник: Cxm
