Топырақ түрі мен тастың абразивті әсері төменгі бөлімнің тозу үлгілерін қалай өзгертеді

Топырақ түрлерінің негіздері: Біріктірушілік, қаттылық және ылғалдылық әсері Жасау Механизмдер

Біріктірілген және біріктірілмеген топырақтар: Сазбалшық, саз және құмның тозу белгілері

Сазды топырақтар бір-біріне жабысып, суға өте жақсы төзеді, олар құрылыс машиналарының төменгі бөлігіндегі ыстықтықтың жылдам өсуіне себепші болатын жабысып қалған қабаттарды құрайды, өйткені онда топырақтың жиналуы мен химиялық реакциялар үздіксіз жүреді. Саз суға түскен кезде ол трактордың тіректері мен басқа бөлшектеріне жабысады, бұл салмақтың таралуын бұзады және металдың бұрыштары мен бұрандалы бекітпе бөлшектеріне қосымша күш түсіреді. 2023 жылы геотехникалық мамандар жүргізген зерттеулер бұл күштің құрғақ жағдайға қарағанда шамамен 40% артуы мүмкін екендігін көрсетті. Ал құмды топырақтар басқаша әрекет етеді. Бұл ұсақ, 0,1–2 мм өлшемдегі құм түйіршіктері уақыт өте келе сальниктер мен подшипниктерге түседі және олардың бетінде кішкентай сызаттар пайда болады, ал соңында бұл ірі трещиналарға айналады. Мұнда су да барлығын өзгертеді. Суға қаныққан құм қалыпты жағдайға қарағанда шамамен 25% тезірек тозады, ал құрғақ саз қатты қабыққа айналып, роликтердің бетін қиып тастайды. Осыдан операторлардың құрылыс жұмыстарын жүргізетін орындағы топырақтың түріне назар аударуы қажет екендігі түсінікті болады — тек тас кездессе ғана емес, әртүрлі топырақтар әртүрлі зақымдануларға әкеледі.

Жұмсақ пен қатты топырақтың динамикасы: жүктің берілуі, компоненттердің иілуі және қажылу басталуы

Машиналар жұмсақ жерде жұмыс істеген кезде, салмақ барлық жерге таратылады, ол астыңғы бөліктің бірнеше бөліктерін қажеттіден артық иілуіне әкеледі. Бұл бөлшектердің күтілген уақыттан ерте тозуына әкеледі. Саз немесе оған ұқсас бос жерлерде тірек тізбегінің буындары тұрақты түрде алға-артқа иіледі. 2024 жылғы «Террамеханика» зерттеулері бұрыштық шайбалардың қатты беттерде жұмыс істеген кезде болғанымен салыстырғанда, уақыты 30–50 пайызға азаятынын көрсетеді. Тағы да қиындықтар қатты қысылған топырақта пайда болады, себебі соққылар бүкіл жүйеге тікелей беріледі. Бұл металдың бетінің уақыт өте келе қатайып, әсіресе бағыттаушы дөңгелектер мен роликтік бөлшектер айналасында қатты жарылуға ұшырау ықтималдығын арттырады. Шынайы қиындықтар жабдық әртүрлі жер жағдайлары арасында қозғалған кезде туындайды. Бір аймақ басқасынан басқаша отырған кезде, тірек рамасының құрылымына бұралу күштері әсер етеді. Ал қандай жағдайда? Топырақтағы ылғалдың мөлшері осы проблемалардың практикада қаншалықты ауыр болатынын нақты анықтайды.

Бұл өзара әрекеттесу арқылы артқы бөліктегі тозудың үлгілері қоспа топырақ жағдайларында қалай бұрмаланатынын түсіндіреді — біркелкі тозу арқылы емес, алдыңғы бөліктің жергілікті артық жүктемесі мен тұрақсыз кернеу циклдары арқылы.

Тастың абразивті әсерінің механикасы: Тракторлық бөлшектерге әсерін сандық бағалау

Абразивті контакт тәртіптері: Тракторлық табандағы және бұйымдардағы сырғыну, соққы және дөңгелену арқылы тозу

Тастардың абразивті тозуы үш негізгі жанасу режимі арқылы жүзеге асады: сырғыну, соқтығысу және дөңгелектену. Сырғыну режимі жабдықтардың тозуына ең көп әсер етеді. 2014 жылы «Wear» журналында жарияланған зерттеулерге сәйкес, сырғыну контактісі дөңгелектену контактісіне қарағанда 3–5 есе көп материал жоғалтуына әкеледі. Бұл құбылыс тастардың трактордың тіректері бойымен бүйірлік бағытта қозғалған кезде олардың бетін микротүрде кесіп шығуына байланысты. Машиналар кен орындарындағы жер бетінің қатты өзгерістеріне тап болған кезде соқтығысу тозуы пайда болады, бұл бұйымдарды иеді және бүкіл қауіпті ішкі қаттылық трещиналарының дамуын жеделдетеді. Алғашқы кезде дөңгелектену контактісі салыстырмалы түрде аз тозуға әкеледі, себебі ол тек баяу беттік қаттылыққа әкеледі. Дегенмен, қозғалыстағы бөлшектердің арасына ұсақ абразивті бөлшектер туса, мәселелер туындайды. Сандық деректер де анық көрсетеді: кен орындарындағы өрістік бақылауларға сүйенсек, трактордың тіректерінің алғашқы кезеңдегі тозуының 60–70 пайызы тек қана сырғыну контактісіне байланысты.

Беттің тозу жолдары: роликтер мен идлердегі піттинг, чиптену және шеттің сынғыштығы

Тастар тірек бөліктеріне қысым түсірген кезде, бұл компоненттердің уақыт өте келе әртүрлі тәсілдермен бұзылуына әкеледі. Питтинг процесі бірнеше кіші соққылардың жиналуы нәтижесінде материалдың жергілікті тұрақтылығынан асып кететін күш пайда болғаннан кейін басталады. Осы кіші түйіндік кернеулер одан әрі үлкейіп, сполл деп аталатын ірі проблемаларға айналады; олар роликтік подшипниктердің толығымен бітелуінің негізгі себептерінің бірі болып табылады. Арнайы идлер фланцтары үшін басқа бір құбылыс көбірек бақыланады: тастар тікелей соғылғанда материал жоғарылаған кезде біртіндеп иілуге емес, сондай-ақ қатты сынып кетуге ұмтылады, сондықтан шығыңқылықтар (чиптер) пайда болады. Қабырғалық сынғыштар да проблемаға айналады. Олар бөлшектердің бұралу күштеріне ұшыраған кезде өндіріс кезінде қалдырылған кіші ақаулардан басталып, одан әрі өседі. Тастың түрі де үлкен маңызға ие. Мысалы, гранит сияқты қатты материалдар (Моос шкаласы бойынша 6–7 дәрежеде бағаланады) ілгерілемелі қаттылығы төмен материалдарға қарағанда, мысалы, әктастың (Моос шкаласы бойынша 3–4 дәрежеде бағаланады), тозу процесін әлдеқайда жылдамдатады. Астыңғы шасси бойынша жүргізілген зерттеулер граниттің әктастан қалғанға қарағанда шамамен 40% артық тозуға әкелетінін көрсетеді.

Топырақ–тастағы синергия: Неге аралас жер беті жағдайлары үдеу мен деформацияны тудырады Жасау Түстер

Саз немесе сазды құм ішіндегі орналасқан тастар: Күшейтілген әсер және теңсіз жүк таралуы

Тозуға ұшырайтын тастар саз және саздың құмды түрлері сияқты біріктіруші топырақтарға қатып қалады, олар өрісте біз «жоғары тозу гибридті жағдайы» деп атайтын нәрсені тудырады. Ылғалды, жабысқақ топырақтар машиналардың жолақтарына осы тастарды бекіткен кезде, контакт қысымы өте көп артады. Біз біркелкі жерде жұмыс істейтін машиналарға қарағанда, ұнтақтау интенсивтілігі үш есе жоғары болатынын айтамыз. Келесі қадамда не болады? Қатып қалған тастар әрбір айналған кезде шынжырдың сақиналары мен буферлерін ұнтақтап жоятын кішкентай айналатын тозу элементтері ретінде әрекет етеді. Сол уақытта топырақтың жұмсақ бөліктері ауыр жүктеме әсерінен сығылады, ал оған қатып қалған тастар дұрыс деформацияланбауға ұмтылады. Бұл роликтер мен идлерлер арасында салмақтың таралуына әртүрлі проблемалар туғызады. Нәтижесінде кернеу белгілі бір аймақтарға шоғырланады, ол біркелкі тозуға емес, піттинг пен чиптің пайда болуына әкеледі. Сондықтан да машиналар қоспалы жағдайларда жұмыс істеген кезде, таза тасты немесе балшықты ортада жұмыс істегенге қарағанда, төменгі шасси бөліктерінде өте әртүрлі тозу үлгілері байқалады.

Операциялық жауап: Жер бетінің доминантты табиғатына сай шасси дизайнын сәйкестендіру

Ерте кезеңдегі тозуға ұшырауды азайтып, ақшаны үнемдеуге тырысатын жабдық басқарушылары құрылыс алаңындағы топырақ пен тасты бағалау кезінде анықталған негізгі жер беті ерекшеліктеріне сай шасси конструкцияларын таңдауы қажет. Сазды сияқты біріктіруші топырақтармен жұмыс істеген кезде машиналардың тереңге батуын азайту үшін кеңірек тракторлық тірек тізбегін қолдану машина салмағын тең бөлуге көмектеседі. Шашылып кететін құмды топырақта үнемі үйкеліс әсеріне төзімді болу үшін берік буферлер қажет. Қатты тасты ортада соққылардың әсерінен пайда болатын шырыштар мен шаңғыларға төзімді қатты қорытпалардан жасалған арнайы роликтер мен идлер қажет. Жұмсақ жерде барлық уақытта қайталанатын кернеуге төзімді, уақыт өте келе бұзылмайтындай детальдар қажет. Тасты сазбалшық топырақтар (силті) қосылған аралас жер беті жағдайлары ерекше қиындықтар туғызады. Мұндай аймақтарда әдетте барлық жүйедегі жоғары сапалы салынған орнатулар, жақсартылған сақтандырғыштар мен берік контакт нүктелері қажет. Тәжірибелік сынақтар бұл дәлме-дәл таңдалған тәсілдер компоненттердің қызмет ету мерзімін шамамен 30 пайызға арттырып, күтпеген жөндеулерді азайтатынын көрсетеді. Бірдей барлық жағдайларға сыйып кететін стандартты техникалық сипаттамаларға сүйену орнына, бұл әдіс операторларға әрбір нақты құрылыс алаңының жағдайына ең жақсы сәйкес келетін шешімдерді береді.

Сұрақтар мен жауаптар бөлімі

Когезиялы және когезиясыз топырақтар дегеніміз не?

Когезиялы топырақтар, мысалы, саз су ұстайды және бір-біріне жабысады, ал когезиясыз топырақтар, мысалы, құм, шағын және құрғақ болады.

Топырақ қаттылығы жабдықтың тозуына қалай әсер етеді?

Қатты топырақ жабдық арқылы өтетін соққыларға әкеліп, тозуға және мүмкін болатын істен шығуға себепші болады.

Неге аралас топырақ жағдайлары техниканың жұмысы үшін қиындық туғызады?

Аралас топырақ жағдайлары жабдық компоненттеріндегі жүктеменің біркелкі емес таралуына және тездетілген тозуға әкеледі.