Како дизајнот на подвижниот дел влијае врз стабилноста на машината на наклони

Распределба на притисокот врз тлото и стабилност на наклони

Правилното распределување на тежината е многу важно за безбедна работа на наклони. Кога притисокот врз земјата не е еднаков, се создаваат проблеми со нестабилност кои се зголемуваат со зголемување на наклонот. Повеќето луѓе знаат дека ова се случува кога ролерите се вон порамнување или кога точките на ротација покажуваат потрошувачки од постојана употреба. Како последица на тоа настапува неурамнотеженост во начинот на кој тежината делува врз машината, што всушност го намалува триењето помеѓу површините. Тестовите на маси за наклон покажуваат дека ова може да го зголеми веројатноста од страничен прошлузок за повеќе од 40 проценти. Во исто време, машината станува повеќе подложна на превртување бидејќи нејзиниот центар на тежина неочекувано се поместува. Големите производители на опрема ги решаваат овие проблеми со специјални системи за напнатост на гусениците и со прецизно позиционирање на водечките ролери низ целиот шаси. Овие прилагодувања помагаат да се одржи балансираниот притисок врз сите точки на контакт под машината, што ја прави многу поефикасна при работа на тешки теренски услови.

Како неравномерниот притисок врз земјата зголемува веројатноста од страничен прошлузок и превртување на наклони

Проблемите со притисокот на падините можат да доведат до сериозна нестабилност на два главни начина: кога земјата се ослободува локално и кога тежината се поместува неравномерно низ машината. Проблемот се влошува кога тешките делови притискаат потешко од што почвата може да издржи, особено во услови на мокра глина или ронливи каменски формации. Ова создава слаби точки точно под областите каде што притисокот е најголем. Во исто време, областите со помал притисок имаат тенденција повеќе да се лизгаат, дејствувајќи како оски кои неочекувано предизвикуваат превртување на машините. Според тестовите резултати од ISO стандардот 5010 од 2021 година, дури и мали разлики имаат големо значење. Само 15% разлика во притисокот на падина од околу 20 степени прави превртувањата шест пати повеќе веројатни. За борба против овие проблеми, производителите на опрема започнаа да користат елементи како што се лебдечки рамнотежни шипки и прилагодливи гумени тркови. Овие компоненти помагаат да се распределат силите низ различните делови на машината додека таа се движи, што се покажува како многу важно за одржување стабилноста на екскаваторите, без оглед на нивната големина или широчина на поставувањето.

Пловни предности од оптимизираната ширина на патеката: ISO 10266 тест-податоци за способноста за задржување на наклон

Попширите профили на патеката го трансформираат перформансот на наклонот преку физиката на пловноста. Со зголемување на површината на контакт со теренот, оптимизираните конфигурации ја намалуваат притисокот врз теренот до 35% во споредба со стандардните дизајни. Ова создава ефект на сосување кој ги контрира силите на гравитациско лизгање — принцип потврден во сертификациските испитувања според ISO 10266:2023:

Податоците одразуваат услови на почва според ASTM F1637 со содржина на влага од 30%

Поголемиот обем на контактната површина помага подобро да се распределува вртежниот момент низ целиот систем на подвижната основа и го одржува машината стабилна при движење. Ова всушност спречува прекумерно збијање на земјата на едно место при извршување на завои, што е особено важно за одржување на правилната насока при работа на побрзи наклони од 30 степени. Посебно неповолни услови настануваат во влажно време, кога машините со тесни гусеници имаат тенденција да се лизгаат околу 70 проценти почесто. Во денешно време, опремата дизајнирана за тешки наклони успешно ја искористува оваа врска помеѓу ширината и притисокот за да надмине предизвиците на тешките терени, кои би ги спречиле другите машини од продолжување на работата.

Тракција Материјали и интеракција со површината на лизгави наклони

Челик споредено со гумените гусеници: споредба на коефициентот на врзаност (ASTM F1809) под влажни, мусливии и ледени услови на наклони

Кога станува збор за суви падини, челичните гусеници всушност обезбедуваат околу 18% подобро врзиво во однос на гумените, при што бројките покажуваат коефициент од 0,42 за челик според 0,35 за гума според стандардите ASTM F1809-22. Но нештата доста се менуваат кога ќе погледнеме мокри глинести услови. Тука гумата навистина сјае, надминувајќи ја челичната за скоро 27% благодарение на нејзиното конформално врзиво. На оние ледени наклони од 25 степени, вулканизираната гума сепак успева да задржи добра врска со површината со коефициент од околу 0,28, поради тоа што се деформира малку на микроскопско ниво. Челикот не е толку среќен — во слични услови неговиот коефициент паѓа на само 0,19. Овие разлики имаат големо значење за дизајнот на потпорната конструкција и вкупната стабилност на машината. Флексибилноста на гумата помага да се намали проблемот со прошлузнувањето во случаи на хидропланирање, додека машините со челични гусеници имаат тенденција да се лизгаат полесно по замрзнатите површини каде што врзивот веќе е компромитиран.

Губиток на стабилност предизвикан од носење: криви на деградација на врската на гумените гусеници на падини поголеми од 30°

Гумените гусеници започнуваат значително да губат врска по околу 2.000 часа работа, особено при искачување на падини пострмни од 30 степени. Коефициентот на врска резултантно опаѓа од околу 0,38 на само 0,23 во мусливи услови, што прави машините многу повеќе подложни на превртување. Што предизвикува ова? Главно, профилните зъби се компресираат со текот на времето, а на површината на гумата се формираат мали цепнатини, поради што повеќе не можат ефикасно да отстрануваат муслената почва, особено во почви богати со глина. Машините кои работат со овие износени гусеници всушност се лизгаат два пати почесто на падини поголеми од 35 степени во споредба со новите. За да се борат со овој проблем, повеќето производители на опрема ги дизајнираат своите гусеници со стапирано распоредени блокови кои задржуваат доволно простор помеѓу себе за да ги исполнат основните безбедносни барања за работа на стрмни терени според индустриски насоки.

Кинематичка геометрија и контрола на пренос на тежина

Конфигурација на коначниот погон (ниско/високо предавање) и нејзиниот ефект врз векторизацијата на вртежниот момент и поместувањето на центарот на тежината при искачување/спуштање

Местото каде што е сместен финалниот погон прави цела разлика кога станува збор за одржување на стабилноста на машините додека се движат по наклони. Кај конфигурациите со ниско поставен погон, погонската звезда е сместена под рамката на гусеницата, што всушност го намалува центарот на тежината (CoG) за 12 до 18 проценти во споредба со конфигурациите со високо поставен погон. Оваа конфигурација помага да се намали непријатното пикување при искачување на брдови, бидејќи моментот на вртење се распределува еднаквомерно долж подвижниот дел наместо да се концентрира на едно место. Тоа значи дека нема изведени премествања на тежинската распределба кои би можеле да предизвикаат обратно превртување на машината на наклони поголеми од околу 25 степени. При движење надолу по наклон, овие системи користат специјални планетарни засечки за да ја одржуваат постојана напнатоста на гусеницата, па затова е помала веројатноста машината да се лизга неконтролирано. Испитувањата во реални услови покажуваат нешто доста impresивно — машините со ниско поставен погон се лизгаат бочни 40% помалку на шкрилски наклони. Ова го постигнуваат со борба против центрифугалните сили користејќи основни концепти на механички полуги, што ги прави многу посигурни и предвидливи во тешки теренски услови.

Завртување и зглобно движење на јок: балансирање на прилагодувањето на теренот со структурна чврстост за работа на стрмни наклони

Завртливите врски во зглобените системи овозможуваат на машините да се свиткуваат и флексираат при движење по неравна површина без да се распаднат. Овие врски обично вклучуваат јоки со топчиести лежишта со сферични ролни кои овозможуваат приближно 15 степени вертикално движење за секое колово точило. Ова помага гусениците да останат во контакт со земјата без да се извртува рамката. Меѓутоа, тука постои и компромис: премногу флексибилност всушност може да предизвика нестабилност. Според стандардите за тестирање, машините изградени со ригидни зглобени системи имаат 28% помалку случаи на превртување на падини од 30 степени. Паметните инженери наоѓаат баланс со употреба на конусни ролни лежишта, кои подобро ги отпоруваат страничните сили, но сепак го задржуваат аголното движење во рамките на дозволените граници. Добро дизајниран систем ќе ги задржи деформациите на рамката под пет милиметри, дури и кога ќе биде изложен на максимални странични товари, осигурувајќи соодветна распределба на тежината помеѓу гусениците и површината на земјата — што е клучно за одржување на стабилноста на стрмни падини.

Гусенични според против точковни системи: Зошто Подвојница Дизајнот го одредува перформансите на наклонот

Она што навистина ги разликува машините со гусеници од нивните колови соодветници е начинот на кој го распределуваат своето тежина врз површината, што прави сè разлика при работа на наклони. Со гусениците, тежината на машината се распределува врз многу поголема површина, па затоа врши значително помал притисок врз земјата отколку коловите. Оваа конфигурација исто така значи дека машината е по-ниско сместена во однос на земјата и има подобро прифатливо дејство против гравитацијата, што ја намалува веројатноста да се лизга странично по брдата. Коловите, пак, имаат сосема друга приказна. Тие го ставаат целиот товар врз само неколку мали точки, што може да предизвика потопување во меката земја и тешкотии со задржување на положбата кога наклонот стане поголем од околу 15 степени. Стручњаците од индустријата забележале дека машините со гусеници остануваат во контакт со земјата приближно 40 проценти подолго на наклони од 30 степени, што очигледно помага за одржување на стабилноста при работа на тие предизвикувачки странични наклони. Кога се работи на навистина стрмни терени каде што опаѓањето е главна загриженост, правилниот избор на подвижниот дел станува апсолутно неопходен за осигурување на безбедноста на работниците.

ЧПЗ

Кои се главните ризици поврзани со неравномерен притисок на тлото на стрмнини?

Неравномерниот притисок на тлото на стрмнини го зголемува ризикот од бочни прошлуви и префрлања. Тежоките точки можат да предизвикаат локален колапс на тлото, додека небалансираната распределба на тежината може да доведе до неочекувано кренување и нестабилност.

Како производителите на опрема ги решаваат проблемите со стабилноста на стрмнините?

Производителите користат системи за напнатост на гусениците, изедначувачки шипови, прилагодливи гусенични плочи и пошироки профили на гусеници за одржување на балансиран притисок врз тлото и подобрување на стабилноста на стрмнините.

Кои се предностите на употребата на гумени гусеници наместо челични гусеници на различни терени?

Гумените гусеници обезбедуваат подобра врска во влажни и кални услови поради нивната способност да се прилагодуваат на површината, додека челичните гусеници обезбедуваат поголема врска на суви површини. Гумените гусеници исто така ја намалуваат прошлувачката на ледени површини.

Како конфигурацијата на крајниот погон влијае врз стабилноста на машината на стрмнини?

Сетапите со ниско погонско решение го намалуваат центарот на тежината, намалувајќи ја така и покачувањето и преместувањето на распределбата на тежината, што подобрува стабилноста како на стрмни надолу, така и на стрмни нагоре патишта.