Varför en fräsmaskin behöver tre eller fyra spårdrivningar istället för två
En kallfräsmaskin (även kallad kallhyvel eller vägfräs) avlägsnar asfalt eller betongbeläggning till ett exakt djup med hjälp av en roterande skärtrumma. Maskinen måste hålla fräsdjupet inom ±2 mm – en tolerans som är snävare än någon annan bandbyggmaskin uppnår. För att leverera denna precision bär maskinen tre eller fyra oberoende höjdjusterbara bandben, vart och ett med sin egen... planetväxellåda med banddrift.
Varje bandben förlängs eller dras in oberoende av varandra via en hydraulcylinder – vilket höjer eller sänker maskinens hörn. Skärtrummans djup ställs in av benens relativa höjd. En väg med en 2%-tvärlutning kräver att vänster och höger ben är på olika höjder, och att fram- och bakbenen skiljer sig åt om den längsgående lutningen ändras. Varje banddrivning arbetar på sin egen höjd – ibland med 100 till 200 mm höjdskillnad mellan det högsta och lägsta benet.
När benen är på olika höjder lutar maskinen. Det lägsta benet bär mest vikt; det högsta bär minst. På en 2 meter bred maskin med en höjdskillnad på 150 mm mellan vänster och höger ben bär den nedre sidan cirka 60 till 65% av maskinens vikt. Varje banddrivning måste dimensioneras för det värsta tänkbara (lägsta) läget – inte den genomsnittliga kvartsskären för en jämn maskin.
Alla tre- eller fyrabanddrivningar måste driva maskinen med samma framåtmatningshastighet (5 till 30 m/min) – men var och en arbetar på olika markytor, på olika höjder, med olika markkontaktvinkel och olika vikt. Hydraulkretsen måste balansera flödet till varje drivning proportionellt mot dess belastning – och varje banddrivning måste leverera en jämn hastighet per flödesenhet för att bibehålla maskinjusteringen över en 500 meter lång fräsning.
Reaktionskrafter för skärtrumma — Sidobelastningen som trycker maskinen bort från sin linje
Frästrumman roterar vinkelrätt mot körriktningen och skär horisontellt över vägbredden. Tänderna griper tag i beläggningsytan i framkanten och ut i bakkanten. Denna ingrepp producerar två reaktionskraftkomponenter som banddrivningarna måste motstå:
Liknar en grävmaskin: skärtänderna trycker maskinen bakåt mot körriktningen. Banddrivningarna måste övervinna denna reaktion för att bibehålla framåtmatningen. På en 2-meters trumma som skär 50 mm asfalt med 15 m/min är den längsgående reaktionen vanligtvis 30 000 till 60 000 N – måttligt jämfört med en berggrävare men ihållande i timmar.
Trumman skär från ena sidan av maskinen till den andra. Tänderna på framkanten trycker materialet i sidled mot transportören. Denna laterala kraft – 80 000 till 200 000 N på stora kallhyvlar – försöker trycka hela maskinen i sidled, bort från sin fräslinje. Banddrivningarna på den belastade sidan måste motstå denna laterala kraft genom friktion mellan band och mark. Ingen annan bandmaskin upplever en ihållande laterala kraft av denna storleksordning under normal drift.
| Maskinklass | Vikt (t) | Trummans bredd | Spårdrivningar | Sidkraft | Vridmoment per drivning |
|---|---|---|---|---|---|
| Liten (kompakt) | 8–15 | 500–1 000 mm | 3 | 30–60 kN | 8 000–18 000 Nm |
| Medel (halvfil) | 20–30 | 1 000–1 500 mm | 4 | 60–120 kN | 15 000–30 000 Nm |
| Stor (helfil) | 30–45 | 1 500–2 200 mm | 4 | 120–200 kN | 25 000–50 000 Nm |
Spårdrivningsdimensionering för en kallfräsmaskin med full spår
Den dolda begränsningen — sidostabilitet: Momentberäkningen ger 6 155 Nm – blygsamt jämfört med grävmaskiner eller bulldozrar. Men den laterala kraften från skärtrumman (totalt 160 000 N) måste motverkas av friktion mellan band och mark. Om benen på den belastade sidan inte bär tillräcklig vikt för att generera den friktionskraft som behövs för att motstå den laterala tryckningen, driver maskinen i sidled och fräslinjen avviker. Det är därför fräsmaskinens bandben är kraftigt ballastade och varför banddrivhjulet är placerat lågt på benet – för att maximera den vertikala kraften och därmed den laterala friktionskapaciteten.
Tre fellägen specifika för spårdrivningar i fräsmaskiner
Skärtrummans laterala kraft (totalt 80 000 till 200 000 N) överförs genom maskinramen till bandbenen. Varje ben på belastad sida absorberar 40 till 60% av den totala laterala kraften som en sidobelastning på gränssnittet mellan spår och mark. Denna sidobelastning reagerar genom kedjehjulet på banddrivningens utgående lager som en axiell kraft – en belastningsriktning som standardradiallagret inte är optimerat för att bära. Under tusentals fräsningstimmar orsakar denna ihållande axiella överbelastning axialförslitning på utgående lagret, vilket ökar det axiella spelet och gör att kedjehjulet förskjuts i sidled med 1 till 3 mm – tillräckligt för att orsaka ojämnt spårslitage och eventuell spårurspårning.
Kallfräsning producerar en kontinuerlig ström av asfaltgranulat (RAP – recycled asphalt pavement) som faller runt och under maskinen. Banddrivningarna, monterade längst ner på varje ben, arbetar i ett moln av slipande asfaltpartiklar blandade med het bitumen. Dessa partiklar är klibbigare och mer slipande än naturlig jord – bitumenbindemedlet fäster vid tätningsytor och husytor och fångar hårda aggregatpartiklar mot tätningsgränssnittet. Över 1 000 till 2 000 timmar försämrar kombinationen av vidhäftning och nötning tätningen snabbare än vid konstruktion på ren byggarbetsplats.
Med tre eller fyra oberoende banddrivningar ackumuleras slitage i olika takt – beroende på dess position (vänster fram, höger fram, mitt bak, etc.) och andelen maskinvikt den bär vid varje fräspass. Under 2 000 till 4 000 timmar kan glappet i den mest belastade drivningen nå 2 till 3 gånger glappet i den lättast belastade drivningen. Detta ojämna glapp ger olika hastighetsresponser vid matningshastighetsändringar, vilket gör att maskinen tillfälligt girar eller krånglar – vilket förskjuter fräslinjen med 5 till 15 mm. På motorvägsprojekt med strikta filkantstoleranser är denna krångling oacceptabel.
Spårdrivna planetväxellåda för fräsmaskiner — Vanliga frågor
Korea Ever-Power tillhandahåller planetväxlar för kallhyvelband i matchande set om 3 eller 4 från 5 000 till 50 000 Nm. Kompakta benpassningskuvert, kombinerade radial-axiella utgående lager och FKM-tätningsalternativ för motståndskraft mot asfaltskräp. Ange din maskinmodell för en matchande rekommendation.
Redaktör: Cxm
