Машина тұрақтылығына шасси конструкциясының әсері жартасты аймақтарда

Жерге түсетін қысымның таралуы және көлбеу бетте тұрақтылық

Салмақтың дұрыс таралуы көлбеу беттерде қауіпсіз жұмыс істеу үшін өте маңызды. Жерге түсетін қысым біркелкі болмағанда, ол көлбеулік артқан сайын күшейетін тұрақсыздыққа әкеледі. Көптеген адамдар бұның роликтердің орналасуы бұзылғанда немесе тірек нүктелері тұрақты пайдаланудан тозған кезде болатынын біледі. Одан кейін машинаға түсетін салмақ тепе-теңдігі бұзылады, бұл беттер арасындағы үйкеліс күшін шынымен төмендетеді. Еңістік кестелеріндегі сынақтар көрсеткендей, бұл көлденең сырғанау ықтималдығын 40 пайыздан асады. Бір уақытта машина орталығы кенеттен ығысқандықтан төңкерілу қаупі де артады. Ірі жабдық шығаратын компаниялар осы мәселелерді шешу үшін арнайы тракторлық тарту жүйелерін және шасси бойынша идлерді ұқыпты орналастыруды қолданады. Бұл реттеулер машина астындағы барлық тірек нүктелеріне түсетін қысымды тепе-теңдікте ұстайды және оны күрделі жер беті жағдайларында әлдеқайда жақсы ұстауға көмектеседі.

Қалай тең емес жер қысымы көлбеулерде көлденең сырғанау мен төңкерілу қаупін арттырады

Қиыршықты жерлерде қысым мәселелері екі негізгі бағытта ауыр тұрақсыздыққа әкелуі мүмкін: жердің жергілікті төмендеуі кезінде және машина бойынша салмақтың теңсіз ығысуы кезінде. Мәселе ауыр аймақтардың топырақтың шыдамдылығынан асып кететін қысым тудырғанда, әсіресе дымқыл саз немесе шағын тасты жағдайларда нашарлайды. Бұл қысымның ең көп болатын жерінің дәл астында әлсіз аймақтарды құрады. Сол уақытта, қысымның аз болатын аймақтары көбірек сырғып кетуге бейім, олар кенеттен таяқшаға айналып, машиналардың төңкерілуіне себепші болады. 2021 жылғы ISO 5010 стандарты бойынша жүргізілген сынақтарға сәйкес, тіпті аз айырымдар да өте маңызды. Шамамен 20 градус бұрыштағы көлбеулікте қысымда 15%-дық айырым болса, төңкерілу ықтималдығы алты есе артады. Бұл мәселелерді шешу үшін жабдық өндірушілері тербелмелі теңестіргіш таяқшалар мен реттелетін іздерді пайдалана бастады. Бұл компоненттер машина қозғалған кезде күшті әртүрлі бөліктерге таратуға көмектеседі, бұл экскаваторлардың тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін, олардың өлшеміне немесе орнатылу еніне қарамастан, өте маңызды болып табылады.

Оңтайландырылған із енінің қалқып жүру артықшылықтары: көлбеулікте ұстап тұру қабілеті бойынша ISO 10266 сынақ деректері

Кеңейтілген із профилдері қалқып жүру физикасы арқылы көлбеуліктегі өнімділікті айтарлықтай жақсартады. Жермен контакт ауданын кеңейту арқылы оңтайландырылған конфигурациялар жер бетіне түсетін қысымды стандартты конструкцияларға қарағанда 35% дейін азайтады. Бұл гравитациялық сырғанау күштеріне қарсы әсер ететін сорғыш әсер туғызады — бұл принцип ISO 10266:2023 сертификаттау сынақтарында расталған:

Деректер ASTM F1637 стандарты бойынша 30% ылғалдылықтағы топырақ жағдайларын көрсетеді

Кеңірдек аймағының кеңейтілуі барлық төменгі шасси жүйесі бойынша моментті тиімдірек таратуға көмектеседі және машина қозғалыста болған кезде оның тұрақтылығын сақтайды. Бұл нақтылық шынымен де жер бетінің бір нүктеде қатайып кетуін болдырмауға көмектеседі, сонымен қатар 30 градустан жоғары көлбеулікте жұмыс істеген кезде қозғалыстың бағытын сақтау үшін өте маңызды. Ерекше қолайсыз жағдайлар жаңбырлы ауа-райында пайда болады: тар ізді машиналар ылғалды жағдайларда 70 пайызға жиірек сырғып кетеді. Қазіргі уақытта қиын көлбеуліктерге арналған жабдықтар кеңістік пен қысым арасындағы бұл қатынасты пайдаланып, басқа машиналарды толықтай тоқтататын қиын жерлерден өтуге тырысады.

ҚАБЫЛДАУ Сырғанақты көлбеуліктерде материалдар мен беттің өзара әрекеттесуі

Болат пен резеңке іздері: ылғалды, балшықты және мұзды көлбеуліктерде тарту коэффициентінің салыстырмалы кестесі (ASTM F1809)

Құрғақ көлбеуліктерде болат трактар шынында да резеңкеге қарағанда шамамен 18% жақсы ұстап тұру қабілетін қамтамасыз етеді; ASTM F1809-22 стандарттары бойынша сандық көрсеткіштер болат үшін 0,42, ал резеңке үшін 0,35 құрайды. Алайда, ылғалды сазды жағдайларға келгенде жағдай қатты өзгереді. Резеңке мұнда шынында да жарқырайды: оның беттің пішініне иілуі (conformal grip) арқасында болатқа қарағанда шамамен 27% жоғары нәтиже көрсетеді. Алайда, мұзданған 25 градустық көлбеуліктерде вулканизацияланған резеңке микроскопиялық деңгейде оңай деформациялануы арқасында ұстап тұру коэффициенті шамамен 0,28 болып қалады және жерге қатты бекиді. Болат трактар осындай жағдайларда қолайсыз жағдайға ұшырап, ұстап тұру коэффициенті 0,19-ға дейін төмендейді. Бұл айырымдар төменгі бөлігінің (undercarriage) конструкциясы мен машина тұрақтылығы үшін өте маңызды. Резеңкенің икемділігі гидропланерлеу (hydroplaning) жағдайларында сырғанау проблемаларын азайтады, ал болат трактары бар машиналар ұстап тұру қабілеті әлсіз болған мұзданған беттерде оңай сырғанайды.

Салмақтың ықпалынан тұрақтылықтың жоғалуы: 30°-тан жоғары көлбеулікте резеңке іздердің ұстап тұру қабілетінің төмендеуін сипаттайтын қисықтар

Резеңке іздер 2000 сағаттан кейін, әсіресе 30 градустан жоғары көлбеуліктегі жазықтықтарды көтерген кезде, ұстап тұру қабілетін айтарлықтай жоғалтады. Сазды топырақта ұстап тұру коэффициенті шамамен 0,38-ден барынша 0,23-ке дейін қатты төмендейді, бұл машиналардың төңкерілу ықтималдығын айтарлықтай арттырады. Бұл құбылыстың себебі неде? Негізінен, уақыт өте келе тістер (бұтақшалар) сығылады және резеңке бетінде кішкентай жарықтар пайда болады, сондықтан олар сазды топырақта саздың тазартылуын әрі қарай тиімді қамтамасыз ете алмайды. Бұл жағдайда іздері тозған машиналар 35 градустан жоғары көлбеуліктегі жазықтықтарда жаңа машиналарға қарағанда екі есе жиі сырғып кетеді. Бұл мәселені шешу үшін көптеген жабдық өндірушілері өз іздерін кедергілері қатарласпаған блоктардан жасайды, олардың арасында кеңістік қалдырылады; бұл көлбеу жерде жұмыс істеу кезіндегі негізгі қауіпсіздік талаптарын өнеркәсіптік нұсқаулықтарға сәйкес қанағаттандырады.

Кинематикалық геометрия және салмақтың ауысуын бақылау

Соңғы жетек конфигурациясы (төмен/жоғары жетек) және оның күш моментін векторлауға және көтерілу/түсу кезіндегі ауырлық центрінің ығысуына әсері

Соңғы берілістің орналасуы машиналардың көлбеу беттерде қозғалғанда тұрақтылығын сақтауда барлығын анықтайды. Төменгі беріліс орнатылымдарында жетекші жұлдызша тракт рамасының астында орналасады, бұл орталықтың (ОМ) орнын жоғарғы беріліс конфигурацияларындағыдан 12–18 пайызға төмендетеді. Бұл орнатылым көтерілген кезде қажетсіз бұрылу қозғалыстарын азайтады, себебі момент тіреуіш құрылғы бойынша біркелкі таратылады, ал жеке бір нүктеде шоғырланбайды. Сондықтан 25 градустан жоғары көлбеулікте машина артқа қарай тәйкелеп кетуге әкелетін салмақтың қатты ығысуы болмайды. Төмен қарай қозғалғанда бұл жүйелер арнайы планетарлық тартымды сақтау үшін тартымды тұрақты ұстау үшін планетарлық тартымды пайдаланады, сондықтан машинаның бақысынсыз сырғып кету ықтималдығы азаяды. Нақты әлемдегі сынақтар қызығушылық туғызатын нәтиже көрсетті — төменгі берілісі бар машиналар шисті көлбеулерде жанама сырғып кетуі жоғарғы берілісі бар машиналарға қарағанда шамамен 40% аз. Олар бұл нәтижені центрифугалды күштерге қарсы механикалық рычаг принциптерін қолдану арқылы жүзеге асырады, сондықтан олар қиын жерлерде көпшілікке қауіпсіз және болжанғыш болып табылады.

Бұранда және иықтың бұрылуы: тік көлбеулікте жұмыс істеу үшін жер бетінің пішініне сәйкестікті құрылымдық қаттылықпен теңестіру

Буынды жүйелердегі айналу буындары машиналарға тегіс емес жерлерде қозғалған кезде сынбай иілу мен иілу мүмкіндігін береді. Бұл буындар әдетте сфералық роликті ішкі сақиналы подшипниктері бар қосымша тірек элементтерінен тұрады, олар әрбір тірек дөңгелегі үшін шамамен 15 градусқа дейін вертикаль қозғалысқа мүмкіндік береді. Бұл трактордың тірек тізбегі жермен тұрақты түрде байланыста болуына және раманың бұралуын болдырмауына көмектеседі. Дегенмен, бұнда да компромисс бар: артық иілгіштік әрі қауіптілікті арттыруы мүмкін. Сынақ стандарттары бойынша, қатты (қатты буынды) жүйелермен жасалған машиналар 30 градустық көлбеулікте төңкерілу жиілігі 28% төмен болады. Ақылды инженерлер тараптық күштерді жақсы қабылдайтын, бірақ бұрыштық қозғалысты шектеу шегінде ұстайтын конустық роликті подшипниктерді пайдалану арқылы орташа шешім табады. Жақсы дизайн раманың деформациясын максималды боксальды жүктемелер әсерінде бес миллиметрден аспайтындай етеді, бұл тірек тізбегі мен жер беті арасындағы салмақтың дұрыс таралуын қамтамасыз етеді — бұл тік көлбеулікте тұрақтылықты сақтау үшін ең маңызды фактор.

Тірек тізбегі бар және дөңгелекті жүйелер: Неге? Жер асты жолаушы Дизайн анықтайды көлбеу бойынша өнімділікті

Тракторлық машиналардың дөңгелекті машиналардан айтарлықтай айырмашылығы — олардың жерге түсетін салмағын қалай тарататынында, бұл көлбеулікте жұмыс істеген кезде барлық айырмашылықты құрайды. Тракторлық жүйеде машина салмағы көп үлкен ауданға таратылады, сондықтан ол жерге дөңгелектерге қарағанда әлдеқайда аз қысым түсіреді. Бұл конструкция сонымен қатар машинаның жерге жақынырақ орналасуын және гравитацияға қарсы ұстап тұру қабілетінің жоғары болуын қамтамасыз етеді, сондықтан ол көлбеу жерлерде бүйірімен сырғып кетуге әлдеқайда азырақ ұшырайды. Ал дөңгелектер басқаша әңгіме айтады. Олар салмақты бірнеше шағын нүктеге ғана түсіреді, сондықтан олар жұмсақ топыраққа оңай батып кетеді және көлбеулік шамамен 15 градустан асқан кезде орнын сақтауға қиындық тудырады. Саладағы мамандар 30 градустық көлбеулікте тракторлық машиналардың жермен контактісі дөңгелекті машиналарға қарағанда шамамен 40 пайызға ұзаққа созылатынын байқаған, бұл тәжірибелік тұрғыдан қиын көлбеу жерлерде жұмыс істеген кезде тұрақтылықты сақтауға айтарлықтай көмектеседі. Ауыр қауіп-қатер туғызатын өте тік аймақтарда аударылу мәселесі негізгі ойға алынған кезде, жұмысшылардың қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін төменгі бөлігін (шасси) дұрыс таңдау міндетті талап болып табылады.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

Көлбеу бетте тең емес жер қысымымен байланысты негізгі қауп-қатерлер қандай?

Көлбеу бетте тең емес жер қысымы көлденең сырғанау мен аударылу қауп-қатерін арттырады. Ауыр аймақтар жердің жергілікті құлауына әкелуі мүмкін, ал тепе-теңдіксіз салмақтың таралуы күтпеген таяздану мен орнықсыздыққа әкеледі.

Жабдық шығарушылар көлбеу беттегі орнықтылық мәселелерін қалай шешеді?

Шығарушылар жер қысымын тепе-теңдікте ұстау мен көлбеу беттегі орнықтылықты арттыру үшін таспаларды керу жүйелерін, тепе-теңдіктеуші рейкаларды, реттелетін таспа табанын және кеңейтілген таспа профилін қолданады.

Әртүрлі жер бедерінде резеңке таспаларды болат таспаларға қарағанда қолданудың артықшылықтары қандай?

Резеңке таспалар ылғалды және балшықты жағдайларда олардың иілгіш ұстап тұру қабілеті арқасында жақсы ілме береді, ал болат таспалар құрғақ беттерде ілмені арттырады. Сондай-ақ резеңке таспалар мұз бетіндегі сырғанауды азайтады.

Соңғы жетек конфигурациясы машина көлбеу бетте орнықтылығына қалай әсер етеді?

Төменгі жетек орнатулары ауырлық центрін төмендетеді, сондықтан алдыңғы-артқы тербелістер мен салмақтың таралуының ығысуы азаяды, бұл жоғарылау және төмендеу көлбеуліктерінде тұрақтылықты жақсартады.