สิ่งแวดล้อมด้านป่าไม้ — ความท้าทายสี่ประการที่แอปพลิเคชันระบบขับเคลื่อนแบบแทร็กอื่นๆ ต้องเผชิญพร้อมกัน
รถขุดในไซต์ก่อสร้างทำงานบนพื้นที่ที่เคลียร์และปรับระดับแล้ว รถดันดินในเหมืองแร่ทำงานบนพื้นที่ที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมแล้ว ส่วนเครื่องตัดไม้แบบรวมกลุ่มทำงานบนพื้นที่ที่เป็นอยู่ คือ ยังไม่ได้เคลียร์ ไม่ได้ปรับระดับ เต็มไปด้วยเศษวัสดุ และมักจะเอียงเป็นมุมที่อาจละเมิดกฎระเบียบด้านความปลอดภัยในไซต์ก่อสร้างใดๆ เกียร์ทดรอบแบบเฟืองดาวเคราะห์ อุปกรณ์ที่ทำงานในสภาพแวดล้อมเช่นนี้จะต้องสามารถเอาชีวิตรอดจากความท้าทายที่อุปกรณ์ขับเคลื่อนขั้นสุดท้ายอื่นๆ ไม่ต้องเผชิญ
เครื่องตัดไม้แบบรวมกลุ่ม (Feller buncher) ทำงานบนพื้นที่ลาดชัน 30 ถึง 40 องศาเป็นประจำ ซึ่งเป็นความลาดชันที่รถขุด รถดันดิน หรือรถบรรทุกดัมพ์ไม่สามารถทำได้ เครื่องจักรเฉพาะทางสำหรับพื้นที่ลาดชันสูงบางรุ่นสามารถทำงานได้ถึง 45 องศา (ความลาดชัน 100%) ที่ความลาดชัน 40 องศา แรงโน้มถ่วงที่ดึงเครื่องจักรลงเนินจะมีน้ำหนัก 64% ของน้ำหนักเครื่องจักร ระบบขับเคลื่อนแบบตีนตะขาบต้องรับแรงนี้อย่างต่อเนื่อง และต้องผลักดันเครื่องจักรขึ้นเนินต้านแรงนี้เมื่อทำการปรับตำแหน่งระหว่างต้นไม้
เครื่องจักรนี้ขับเคลื่อนผ่านรากไม้ที่โผล่ขึ้นมา ตอไม้ที่ฝังอยู่ และท่อนไม้ที่ล้มลงในทุกรอบการหมุนของตีนตะขาบ แรงกระแทกแต่ละครั้งจะส่งผ่านแรงกระแทกไปยังฟันเฟืองโดยตรง และผ่านชุดเกียร์ดาวเคราะห์ไปยังตัวเรือนและสลักยึด การชนตอไม้เพียงครั้งเดียวบนเครื่องจักรขนาด 35 ตัน สามารถสร้างแรงรัศมีทันทีที่ดุมเฟืองได้ถึง 50,000 ถึง 80,000 นิวตัน ซึ่งเทียบเท่ากับการปล่อยน้ำหนัก 5 ถึง 8 ตันลงบนแบริ่งส่งกำลังของระบบขับเคลื่อนตีนตะขาบโดยตรง
เศษเปลือกไม้ เถาวัลย์ กิ่งไม้เล็กๆ และรากพืชที่เป็นเส้นใยจะพันรอบเฟืองขับ อัดแน่นอยู่ระหว่างแผ่นรองตีนตะขาบ และติดอยู่บริเวณรอยต่อระหว่างตีนตะขาบกับเฟืองขับ เศษวัสดุเหล่านี้จะทำหน้าที่เป็นสิ่งแปลกปลอมระหว่างหน้าสัมผัสของซีลและตัวเรือน ทำให้ซีลแบบสองกรวยแยกออกจากกัน และเป็นช่องทางให้สิ่งสกปรกและน้ำเข้าไปได้ ในการใช้งานกับไม้เนื้อแข็งเขตร้อน การพันกันของเถาวัลย์อาจทำให้ระบบขับเคลื่อนตีนตะขาบหยุดชะงักภายในไม่กี่นาทีหากไม่กำจัดออก
รถตัดไม้แบบ Feller Buncher อาจทำงานห่างจากศูนย์บริการที่ใกล้ที่สุด 50 ถึง 200 กิโลเมตร โดยเข้าถึงได้เฉพาะทางถนนลูกรังสำหรับขนส่งไม้เท่านั้น การที่ระบบขับเคลื่อนตีนตะขาบเสียในป่าหมายถึง: การขนส่งชิ้นส่วนอะไหล่ด้วยเฮลิคอปเตอร์ การใช้เครนเคลื่อนที่เพื่อยกเครื่องจักรสำหรับการเข้าถึงส่วนใต้ท้องเครื่อง และการสูญเสียผลผลิต 2 ถึง 4 วัน ต้นทุนของการเสียของระบบขับเคลื่อนตีนตะขาบในป่าเพียงครั้งเดียว — ชิ้นส่วนอะไหล่ การเคลื่อนย้าย และการสูญเสียผลผลิต — อาจสูงกว่าต้นทุนของเกียร์เองถึง 5 ถึง 10 เท่า
การทำงานบนพื้นที่ลาดชัน — วิธีที่ระบบขับเคลื่อนแบบตีนตะขาบยึดเครื่องจักรหนัก 35 ตันไว้บนเนินเขาที่มีความลาดชัน 40 องศา
การทำงานบนพื้นที่ลาดชันเป็นลักษณะเฉพาะที่โดดเด่นที่สุดของระบบขับเคลื่อนตีนตะขาบของเครื่องตัดไม้แบบรวมกลุ่ม ไม่มีงานอื่นใดที่ทำให้ระบบขับเคลื่อนตีนตะขาบต้องเผชิญกับแรงกดด้านข้างจากแรงโน้มถ่วง การกระจายน้ำหนักที่ไม่สมมาตร และความสามารถในการรักษาความลาดชันอย่างต่อเนื่องเช่นเดียวกับการตัดไม้บนพื้นที่ลาดชัน
บนทางลาดเอียง 40 องศา รางด้านล่างรับน้ำหนักเครื่องจักรประมาณ 65 ถึง 701 ตัน³ ในขณะที่รางด้านบนรับน้ำหนัก 30 ถึง 351 ตัน³ ระบบขับเคลื่อนรางด้านล่างทำงานที่แรงบิดต่อราง 130 ถึง 1401 ตัน³ แรงบิดที่กำหนด ทั้งสองระบบขับเคลื่อนต้องได้รับการออกแบบให้เหมาะสมกับการรับน้ำหนักด้านล่าง ไม่ใช่ค่าเฉลี่ย ปัจจัยการรับน้ำหนักที่ไม่สมมาตร 1.4 นี้ถูกนำมาใช้ร่วมกับปัจจัยการใช้งาน ทำให้เกิดการลดกำลังรวม 2.0 x 1.4 = 2.8 เมื่อเทียบกับการคำนวณสภาวะคงที่บนพื้นราบ
ปัจจัยบริการป่าไม้ 2.0 อธิบายถึงปรากฏการณ์สามอย่างที่ไม่มีในบริการก่อสร้าง: (1) แรงกระแทกจากรากที่ 50,000 ถึง 80,000 N ในแนวรัศมีต่อครั้ง เกิดขึ้น 20 ถึง 50 ครั้งต่อชั่วโมงการทำงาน (2) แรงบิดกระแทกตอไม้ที่ 150 ถึง 200% ของสภาวะคงที่ และ (3) แรงดึงของรางที่พุ่งสูงขึ้นจากการอัดแน่นของเศษวัสดุระหว่างรองเท้า ผลกระทบรวมกันเหล่านี้ทำให้เกิดภาระต่อเนื่องเทียบเท่าที่มีประสิทธิภาพ 1.8 ถึง 2.2 เท่าของแรงบิดการวิ่งในสภาวะคงที่ที่คำนวณได้

วิศวกรรมป้องกันแมวน้ำในงานป่าไม้ — การปกป้องเกียร์ในสภาพแวดล้อมที่ออกแบบมาเพื่อทำลายแมวน้ำ
ซีลแบบดูโอโคนบนระบบขับเคลื่อนตีนตะขาบของรถขุดต้องเผชิญกับโคลน น้ำ และทราย ส่วนซีลแบบดูโอโคนบนระบบขับเคลื่อนตีนตะขาบของเครื่องตัดไม้ต้องเผชิญกับสิ่งเหล่านั้นทั้งหมด รวมถึงเส้นใยเปลือกไม้ เถาวัลย์ ขี้เลื่อยเคลือบเรซิน เศษราก และเศษไม้ต่างๆ ที่พันรอบเฟืองและทำให้หน้าซีลแยกออกจากกัน ซีลมาตรฐานที่ใช้ในงานก่อสร้างซึ่งมีอายุการใช้งาน 6,000 ถึง 8,000 ชั่วโมงในรถขุด อาจใช้งานได้เพียง 2,000 ถึง 3,000 ชั่วโมงในงานป่าไม้เท่านั้น
ซีลแบบตีนตะขาบที่ใช้ในงานป่าไม้ใช้ซีลแบบดูโอโคนที่มีหน้าสัมผัสทำจากเหล็กกล้าชุบแข็งและมีแรงสปริงเพิ่มขึ้น โดยมีแรงดันสัมผัสสูงกว่าซีลที่ใช้ในงานก่อสร้างทั่วไปถึง 15 ถึง 251 ตัน วงแหวนกันเศษวัสดุภายนอก (บางครั้งเรียกว่า "ตัวป้องกันซีล" หรือ "วงแหวนเปลือกไม้") จะถูกยึดด้วยสลักไว้ด้านนอกของซีลเพื่อป้องกันไม่ให้เส้นใยวัสดุเข้าไปถึงหน้าสัมผัสของซีล วงแหวนกันเศษวัสดุนี้เป็นชิ้นส่วนที่สึกหรอได้ โดยจะต้องเปลี่ยนทุกๆ 1,000 ถึง 2,000 ชั่วโมง เพื่อช่วยปกป้องซีล
วาล์วระบายอากาศมาตรฐานจะยอมให้เศษไม้และอนุภาคเรซินละเอียดเข้าไปในตัวเรือนระหว่างช่วงการระบายความร้อนของแต่ละรอบความร้อน แต่ระบบขับเคลื่อนแบบรางที่ใช้ในงานป่าไม้จะใช้ระบบระบายอากาศแบบมีแรงดัน ซึ่งรักษาแรงดันภายในให้เป็นบวกที่ 0.1 ถึง 0.3 บาร์ เพื่อป้องกันไม่ให้อนุภาคเข้าไปในระหว่างการระบายความร้อน ระบบที่มีแรงดันนี้เพิ่มต้นทุน แต่ช่วยยืดระยะเวลาการปนเปื้อนของน้ำมันจาก 500 ถึง 750 ชั่วโมง (วาล์วระบายอากาศมาตรฐาน) เป็น 1,500 ถึง 2,000 ชั่วโมงในสภาพแวดล้อมที่มีเศษไม้มาก
ช่วงล่างของเครื่องตัดตอไม้ติดตั้งแผ่นเหล็กกันกระแทกที่ช่วยป้องกันตัวเรือนระบบขับเคลื่อนตีนตะขาบจากการกระแทกตอไม้โดยตรง แต่การกระแทกด้านข้างจากรากที่ยื่นออกมาและเศษตอไม้ที่เอียงอาจยังคงส่งผลกระทบต่อขอบตัวเรือนได้ เกียร์ทดรอบแบบดาวเคราะห์ Ever-Power ของเกาหลี ตัวเรือนสำหรับงานป่าไม้ใช้เหล็กดัดเหนียว QT700-2 (เทียบกับ QT500-7 สำหรับโครงสร้างมาตรฐาน) ซึ่งให้ค่าความเหนียวทนแรงกระแทกที่สูงกว่าที่ขอบตัวเรือน 40% เพื่อต้านทานการแตกร้าวจากการกระแทกตอไม้ด้านข้าง
สามลักษณะความล้มเหลวที่พบได้บ่อยในการเปลี่ยนชุดขับเคลื่อนรางของเครื่องตัดไม้แบบ Feller Buncher
เส้นใยเปลือกไม้ เศษเถาวัลย์ และเศษไม้จะพันรอบดุมเฟืองและแทรกตัวเข้าไประหว่างหน้าสัมผัสของซีลแบบสองกรวย เมื่อวัสดุที่เป็นเส้นใยเข้าไปอุดช่องว่างของซีลแล้ว มันจะทำหน้าที่เหมือนไส้ตะเกียง ดูดน้ำและอนุภาคขนาดเล็กเข้าไปในอ่างน้ำมัน ภายใน 200 ถึง 500 ชั่วโมงหลังจากการแทรกซึมของเศษสิ่งสกปรก น้ำมันจะเปลี่ยนสีเข้มขึ้น พื้นผิวแบริ่งจะสึกกร่อน และเสียงของระบบขับเคลื่อนตีนตะขาบจะดังขึ้น นี่เป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของการเปลี่ยนระบบขับเคลื่อนตีนตะขาบในงานป่าไม้ และเป็นเหตุผลว่าทำไมแหวนกันเศษสิ่งสกปรกและการทำความสะอาดเฟืองทุกวันจึงเป็นวิธีการบำรุงรักษาที่คุ้มค่าที่สุดในงานตัดไม้
ตัวเรือนเหล็กหล่อเหนียว QT500-7 มาตรฐานสามารถทนต่อแรงตามแนวแกนและแรงตามแนวรัศมีจากการเคลื่อนที่ปกติได้ แต่สภาพแวดล้อมในงานป่าไม้จะก่อให้เกิดแรงกระแทกด้านข้าง เช่น ตัวเรือนขับเคลื่อนตีนตะขาบอาจกระแทกกับรากไม้หรือตอไม้ขณะที่เครื่องจักรเคลื่อนผ่าน แรงกระแทกด้านข้างเหล่านี้จะทำให้เกิดความเค้นสะสมที่ขอบยึดตัวเรือน ซึ่งเป็นบริเวณที่ความหนาของผนังเปลี่ยนจากตัวเรือนหลักไปยังวงกลมของสลักเกลียว หลังจากแรงกระแทกเช่นนี้หลายร้อยครั้ง รอยแตกขนาดเล็กจะเริ่มเกิดขึ้นที่รัศมีของขอบยึด เมื่อเวลาผ่านไป 3,000 ถึง 5,000 ชั่วโมง รอยแตกเหล่านี้จะขยายตัวจนกระทั่งขอบยึดตัวเรือนแตกหัก ซึ่งเป็นความเสียหายร้ายแรงที่ไม่สามารถซ่อมแซมได้ในภาคสนาม
เมื่อตีนตะขาบของเครื่องจักรไปชนกับตอไม้หรือรากไม้ขนาดใหญ่ แรงกระแทกจะสร้างแรงในแนวรัศมีที่ดุมเฟืองขับประมาณ 50,000 ถึง 80,000 นิวตัน ซึ่งเป็นแรงกระแทกในช่วงเวลาสั้นๆ ที่ตลับลูกปืนด้านส่งกำลังต้องรับไว้โดยไม่เกิดการเสียรูปถาวร (รอยสึกกร่อน) ตลับลูกปืนด้านส่งกำลังของระบบขับเคลื่อนตีนตะขาบแบบมาตรฐานที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับความสามารถในการรับแรงในแนวรัศมีคงที่ของน้ำหนักบรรทุกในการวิ่ง (25,000 ถึง 40,000 นิวตัน) นั้นไม่มีค่า C0 (ค่าพิกัดรับน้ำหนักคงที่) ที่เพียงพอสำหรับแรงกระแทกสูงสุดจากการชนตอไม้ เมื่อชนตอไม้มากกว่า 10,000 ถึง 30,000 ครั้งต่อปี ร่องวิ่งของตลับลูกปืนจะเกิดรอยสึกกร่อน ซึ่งเป็นจุดแบนๆ จากการเสียรูปเนื่องจากแรงกระแทก รอยเหล่านี้จะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนเป็นระยะๆ ขณะที่ลูกกลิ้งวิ่งผ่าน ทำให้เกิดความล้าของร่องวิ่งเร็วขึ้นและในที่สุดจะนำไปสู่การหลุดร่อน
ชุดเกียร์ทดรอบแบบเฟืองดาวเคราะห์สำหรับเครื่องตัดไม้แบบรวมกลุ่ม — คำถามที่พบบ่อย
ชุดเกียร์ทดรอบแบบเฟืองดาวเคราะห์สำหรับงานป่าไม้ของ Korea Ever-Power — ตัวเรือน QT700-2, แผ่นกันเศษวัสดุ, ช่องระบายอากาศแบบมีแรงดัน, ตลับลูกปืนส่งกำลังทนแรงกระแทก — ตั้งแต่ 20,000 ถึง 100,000 นิวตันเมตร โปรดระบุรุ่นเครื่องตัดไม้และข้อกำหนดความลาดชันสูงสุดเพื่อรับคำแนะนำที่เหมาะสมกับงานป่าไม้
บรรณาธิการ: Cxm