Tehnološki proces montaže gusjenica

Tehnološki proces montaže I demontaže gusjenica kod bagera


1. Uvod

Gusjenice kod raznih vozila na kojima se koriste imaju zadatak da povećaju površinu kojom težina vozila djeluje na podlogu. Veća površina uz istu masu ima za posledicu manji specifični pritisak na tlo. Na taj način se omogućava da se vozilo kreće po dosta lošijem i mekšem terenu te da se i samo tlo manje sabija, što je jako značajno na primjer u poljoprivredi.

Slika 1. Gusjenice omogućavaju kretanje veoma teških vozila po netabilnoj podlozi

2. Istorija primjene gusjenica

Prvi zabilježen primjer izrade vozila sa gusjenicama nastao je davne 1770. godine i njihov konstruktor je bio Richard Edgeworth. Njegovo vozilo imalo je parni pogon, bilo je jako sporo i ne naročito efikasno. Prva praktična primjena zabilježena je tokom Krimskog rata. Prvi primjer uspješne i komercijalne primjene gusjenica kod nekog vozila patentirao je Alvin Lombard 1901. na svom parnom šumskom traktoru.

Kako je već rečeno, gusjenice su nastale kako bi se omogućilo kretanje teških vozila po lošim i neutvrdjenim terenima. Prije nastanka gusjenica, navedeni problem se pokušao riješiti konstruisanjem ogromnih točkova no takva vozila su bila jako skupa, nestabila i teško upravljiva. Poseban interes za razvoj gusjenica imala je vojska, pošto seza vrijeme sukoba najveći dio transporta opreme vrši van uredjenih puteva.

2 | S t r a n a


Slika 2. Parni traktor gusjeničar čiji je konstruktor Alvin Lombard

Jedna od prvih masovnih primjena vozila sa gusjenicama zabilježena je 1909. godine u rudniku uglja u blizini Londona u Engleskoj. Kompanija Light&Coal Co. angažovala je konstuktora Richard Hornsby i Sons of Grantham kako bi konstruisali vozilo koje bi bilo u stanju po svim uslovima prevesti veliku kompoziciju prikolica na točkovima ili sankama na relaciji dugačkoj 40 milja, pošto na datoj relaciji nije bilo moguće izgraditi željezničku prugu. Originalna narudžbina trebala je imati pogonsku jedinicu sa motorom na teški dizel no pošto u to vrijeme nije bilo jednostavno doći do te vrste goriva a ugalj je bilo lako dostupan i vrlo jeftin, to je na „lokomotivu“ ugradjen Foster željeznički parni kotao.

3 | S t r a n a


Slika 3. Originalni nacrt Hornsby lokomotive star preko 100 godina

Slika 4. Jedna od rijetkih fotografija Hornsby „Lightning“ parnog gusjeničara mase 40 tona!

Traktor sa slike imao je radnu masu od 40 tona i vukao je 8 prikolica ukupne mase 117 tona.

4 | S t r a n a


3. Konstrukcija gusjenica

Gusjenica se u principu sastoji od metalnih članaka koji su uz pomoć posebnih osovnici spojeni u kontinualan pojas. Gusjenice se pogone nazbuljenim metalnim točkovima a vode glatkim, izmjenjivim metalnim točkovima.

Slika 5. Osnovni elementi modernog pogona sa gusjenicama

Na slici 5 prikazani su osnovni elementi modernog pogona sa gusjenicama kakav se masovno koristi kod gradjevinskih mašina. Njegovi najvažniji elementi su:

Sprocket – Pogonski točak Carrier Roller – gornji vodeći točak Track Shoe Assembly – gusjenica sastavljena od članaka Idler – glavno vodeći točak Track Link Assembly – Vezivna osovinica gusjenice Track Roller – noseći vodeći točak Track Shoe – Članak gusjenice Recoil Spring – Opruga za amortizaciju i zatezanje gusjenice

Svi elementi modernih metalnih gusjenica konstruišu se za rad u ekstremno teškim uslovima. Podmazivanje kontaktnih površina u pogonskom sklopu gusjenica uglavnom nije moguće pošto se rad obavlja u sredini gdje su one izložene blatu, vodi, pijesku, prašini i slično, te bi podmazivanje moglo dovesti do još većih problema (nakupljanje prašine i erozivno djelovanje prašine).

5 | S t r a n a


a) Pogonski točak

Pogonski točak konstrukcijski gledano predstavlja posebno dizajniran lančanik. Sva pravila konstrukcija lančanika, koja se tiču na primjer koraka, modula i slično, važe i kod konstrukcija pogonskih točkova za gusjenice. Materijali za izradu točkova moraju biti veoma visokog kvaliteta dok se posebna pažnja mora posvetiti kvalitetu dodirnih površina, koji moraju biti posebno kaljeni kako bi se ostvarila izuzetno velika tvrdoća i žilavost, te otpornost na habanje i udare.

Slika 6. Pogonski točak

Pogonski točak kod modernih gusjeničara je potrošni dio i konstruiše se kao vijenac kako bi se smanjila cijena održavanja.

b) Gusjenica

Članci gusjenice se izradjuju, livenjem, zavarivanjem od više zasebnih komada ili kovanjem. Proizvode se od visokolegiranih specijalnih čelika otpornih na habanje, udare i velike površinske pritiske. Jedan od često korištenih materijala je AISI 4320 martenzitno-bainitni čelik površinske tvrdoće od 320HB. Smatraju se potrošnim dijelovima i mogu se mijenjati svaki zasebno pošto je cijela gusjenica modularne konstrukcije.

6 | S t r a n a


a) b)

c) d)

Slika 7. a) Moderne modularne gusjence sa kovanim nosećim pločama,

b) Gusjenice sa livenim članicima

c) Vučni lanac kakav se koristi u gusjenicama prikazanim na slici (a)

d) Rekonstrukcija istrošenih nosećih ploča

Gusjenice sa kovanim nosećom pločama su u cjelosti modularne strukture. Vučni lanac je zaseban element sa člancima izradjenim livenjem. Noseće ploče dobijaju montiraju se na noseći lanac zavrtnjima pa je održavanje i zamjena oštećenih ili dotrajalih ploča veoma jednostavna. Kod gusjenica sa livenim člancima to nije

7 | S t r a n a


slučaj pošto je kod njih neophodno rasklapanje cijele gusjenice tj. izbijanje vezivne osovinice.

c) Zatezna opruga/amortizer

Zatezna opruga ima obavlja nekoliko veoma važnih funkcija. Kao prvo, njen zadatak je da ostvari dovoljnu zateznu silu kako bi se prenos vučne sile na tlo obavljao bez problema. Premala zatezna sila može dovesti do teških oštećenja na člancima gusjenice usljed nepravilnog nalijeganja unutrašnjeg dijela članaka na pogonski točak te čak i do spadanja gusjenice sa vodeće konstrukcije. Prevelika zatezna sila može dovesti do kidanja gusjenice kada se vozilo nadje pod velikim vučnim opterećenjem. Druga uloga zatezne opruge je amortizacija udara koji nastaju kod naglog kretanja naprijed ili kod naglog zaustavljanja. Cijela konstrukcija gusjenice ima veoma veliku masu (kod veoma teških bagera čak masa ide i do nekoliko desetina tona) te je amortizacija veoma bitna stavka u konstrukciji cijelog mehanizma gusjeničarskog pogona.

8 | S t r a n a


Slika 8. Eksplodiran pogled na konstrukciju zateznog mehanizma sa vodećim točkom

Kod modernih gusjeničara zatezni mehanizam izvodi se sa dodatnim hidrauličnim cilindrima tako da je regulisanje zatezne sile moguće u svakom trenutku i zavisno od stanja sklopa gusjenica (njegove pohabanosti) i uslova rada. Pored toga, održavanje takvih sistema je mnogo jednostavnije i brže.

4. Održavanje i montaža

Održavanje gusjenica je dosta složen proces koji, posebno kod teških mašina, zahtijeva primjenu posebno obučene radne snage i dizalica. Kako je podmazivanje samih gusjenica tj. članaka, osovinica i njihovih ležišta, te dodirnih površina izmedju članaka gusjenica i pogonskog i vodećih točkova uglavnom nemoguće, to se posebna pažnja mora posvetiti podmazivanju ležajeva na vodećim točkovima jer njihvo zaglavljivanje može dovesti do veoma teških havarija, čak i kidanja gusjenice.

Slika 9. Potrošni elementi sistemu pogona sa gusjenicama

Kod nekih rješenja postoji sistem centralnog podmazivanja čime je održavanje sveden na minimum i tiče se samo zamjene potrošnih elemenata kao što su članci, osovinice, vodeći točkovi i vijenac pogonskog točka.

9 | S t r a n a


4.1. Montaža vijenca pogonskog točka

Vijenac pogonskog točka montiran je na izlaz iz transmisije vozila pomoću obično velikog broja zavrtanja. Montaža i demontaža sastoje se u odvijanju zavrtanja, uklanjanju istrošenog vijenca, postavljanju i centriranju novog te ponovnom zavijanju zavrtanja sa odgovarajućim i tačno definisanim momentom pritezanja. Veoma je bitno napomenuti da se vanjske površine vijenca ne smiju podmazivati kako bi se izbjeglo nakupljanje abrazivne prašine.

Slika 10. Sklop pogonskog točka sa hidromotorom (3), transmisijom (1) i vijencem (2)

10 | S t r a n a


Slika 11. Montaža transmisije i vijenca na noseću šasiju bagera

Slika 12. Raspored pritezanja vijaka na vijencu

4.2. Montaža zateznog točka

Montaža zateznog točka je posebno složena i zahijeva mnogo pažnje. Opruge koje se u toj konstrukciji koriste moraju biti pod veoma velikim silama pritezanja te je njihova montaža i demontaža vrlo opasna i mora je obavljati isključivo obučena radna snaga uz odgovarajuću opremu i alat. Zatezna opruga se prije rasklapanja cijele konstrukcije mora prvi do kraja otpustiti tj. ne smije bit zategnuta kako bi se izbjegla mogućnost njenog oslobadjanja dok je pod naponom.

Slika 12. Montaža i demontaža zateznog točka i opruge

4.3. Montaža i demontaža vodećih točkova

Vodeći točkovi se smatraju potrošnim elementima i ne zahtijevaju nikakvo održavanje sem podmazivanja ležajeva.

11 | S t r a n a


Slika 13. Proces montaže/demontaže nosećih točkova

4.4. Montaža i demontaža gusjenica

Gusjenica, kao najvažniji i najsloženiji element u sistemu pogona, zahtijeva poseban tehnološki proces održavanja i posebno montaže i demontaže.

Slika 14. Elementi članka vučnog lanca – suvi (lijevo) i sistem sa podmazivanjem

Vučni lanac, zavisno od svoje konstrukcije, ne zahtijeva nikakvo održavanje ako se radi o tzv. suvoj izvedbi ili se mora redovno podmazivati ako se radi o izvedbi predvidjenih za podmazivanje mašću ili uljem.

Noseće ploće montiraju se na vučni lanac sa zavrtnjima dok se njihovo održavanje sastoji u prostoj zamjeni pohabanih ili oštećenih ploča.

12 | S t r a n a


Slika 15. Neke od izvedbi nosećih ploča i šema pritezanja vijaka kod montaže

Kompletna gusjenica se na noseću šasiju, na kojoj se nalaze prethodno montirani svi do sada navedeni elementi, montira na poseban način. Veoma velika masa dijelova sa kojima se radi zahtijeva primjenu nekog vida dizalica te veliku pažnju na sigurnost radnika.

Proces montaže gusjenice započinje njenom dopremom na lice mjesta. Nova gusjenica se isporučuje namotana u krug i vezana čeličnim trakama.

Slika 16. Nove gusjenice spremne za transport

U slučaju rada na nagetom terenu namotane gusjenice moraju biti osigurane sa svih strana sa podmetačima. Odmotavanje gusjenice se vrši njenim povlačenjem za slobodni kraj, što se obično vrši nekim težim vozilom ili gradjevinskom mašinom kao što je dozer.

Nakon odvijanja, gusjenicu je potrebno pomno pregledati te je ispraviti po dužini kako bi se svi članci našli u jednoj liniji.

13 | S t r a n a


a) b)

Slika 17.

a) Nepravilan položaj razvijene gusjenice

b) Pod jedan kraj gusjenice potrebno je podmetnuti drveni blok na prikazani način

Sledeći korak zahtijeva da se kompletna noseća šasija sa unaprijed montiranim elementima dizalicom postavi na pozicioniranu gusjenicu.

14 | S t r a n a


Slika 18. Proces montaže gusjenice: (lijevo) pozicioniranje noseće šasije na gusjenicu, (desno) navlačenje gusjenice preko vučnog točka i nosećih valjaka

Nakon što se noseća šasija pozicionira, uz pomoć dizalice slobodni dio gusjenice se navlači preko vučnog točka.

Nakon toga, potrebno je spojiti krajeve gusjenice na način prikazan na slikama. U ovom dijelu tehnološkog procesa montaže obično je potrebno koristiti ručni pribor za zatezanje gusjenice.

Slika 19. Sklapanje gusjenice nabijanjem vučne osovinice

Proces montaže gusjenice završava se postavljanjem noseće ploče i njenim pritezanjem sa vijcima.

15 | S t r a n a


Slika 20. Montaža noseće ploče

Prije puštanja u rad, gusjenicu je potrebno zategnuti uz pomoć zateznog točka/amortizera. Veoma je važno da gusjenica bude pravilno zategnuta kako se izbjegla mogućnost njenog spadanja sa vodećih točkova ili intenzivnog habanja i porasta potrošnje goriva.

Slika 21. Provjera zategnutosti gusjenice

16 | S t r a n a


Vrlo jednostavan i siguran metod za odredjivanju zategnutosti kaže da gusjenica na jednom metru dužnom treba da ima ugib od oko 2 do 3 centimetra. Pri tome se mora obratiti pažnja da navedeno pravilo važi samo ako se mjeri preko najmanje 4 članka gusjenice.

Demontaža gusjenica ima identičan tehnološki proces koji se jednostavno obavlja unazad.

5. Literatura

„Operating and Maintenace Instruction for Track Vehicles and runing gear Components“, Inter Tractor, A Titan Europe Plc Company, 2010.

„Friction engagement of crawler tracks“, Ian M Johnston, 2006.

17 | S t r a n a

Documents

Tehnološki proces montaže gusjenica