Неконтролируемые факторы

АБРАЗИВНОСТЬ

У каждого типа грунта, на котором работает машина, разная абразивность. Это вызвано смешением грунтов различных типов и структур. Структура грунта определяется соотношением частичек разного размера и твердости.

Уровни абразивности:

• Высокая абразивность – влажные почвы, содержащие большое количество твёрдых и острых частичек песка. Например, битуминозный песок или глина, содержащие кварцевые частицы. Наиболее высокоабразивными являются увлажненные песчаные и корундосодержащие грунты.
• Умеренная абразивность – умеренно влажные почвы, например, илистые или глиняные, содержащие небольшую долю круглых частичек песка или горных пород. К этой категории можно отнести и каменистые грунты, при условии, что доля твёрдых частичек горных пород в них низкая.
• Низкая абразивность – сухие илистые или глиняные почвы без содержания каких-либо частичек песка или горных пород. Как правило, эта почва ровная, при высоком содержании в ней глины под воздействием влаги принимает любую форму. Некоторые известковые породы иногда также характеризуются низкой абразивностью.

ВЛАЖНОСТЬ

Фактически влажность увеличивает абразивность грунта и действует как измельчающий компонент, особенно если при этом она приводит к образованию жидкой грязи. Например, сухой чистый кварцевый песок может иметь абразивность, составляющую лишь 1/10 от абразивности насыщенного влажного кварцевого песка-шлама, и только 1/2 от абразивности этого же песка в увлажненном состоянии. Это объясняется тем, что влага влияет на скорость, с которой частицы переносятся (сменяются) и прилипают к изнашивающейся металлической поверхности. Влажность также может способствовать уплотнению грунта. Кроме того вода сама по себе усиливает коррозию деталей ходовой системы, вызывая появление ржавчины у стальных деталей, а также увеличивая коррозийный эффект многих других химических элементов и соединений, содержащихся в грунте.

С другой стороны, вода в большом количестве может способствовать вымыванию абразивных частиц и химических элементов и размягчению налипших на детали ходовой системы материалов, облегчая тем самым их извлечение.

ДАВЛЕНИЕ НА ГРУНТ

Давление на грунт можно охарактеризовать как степень проникновения грунтозацепа башмака гусеницы в грунт. Давление на грунт в основном определяется снаряженным весом машины. Нагрузку на грунт можно увеличить за счёт снижения скорости машины или использования самых узких башмаков. Влияние грунта на износ узлов ходовых систем можно классифицировать следующим образом:

Коэффициент давления на грунт:

• Высокий – непроницаемые или слабо проницаемые поверхности, на которых встречаются неровности от 15 см и выше, которые могут являться причиной волнистого износа гусеничных звеньев. Высокий коэффициент давления на грунт встречается на таких поверхностях, как мёрзлый грунт, бетонное покрытие или скальный грунт на разработках. Также в эту категорию можно отнести работы в лесной местности из-за наличия в грунте пней и брёвен. Постоянное перемещение веса, вызванное земляными и разгрузочными работами, может создавать высокие нагрузки на отдельные узлы ходовой системы.
• Средний – в этих условиях достигается частичное проникновение грунтозацепов башмаков гусеницы, и неровности не превышают 15 см, что может быть причиной волнистого износа гусеничных звеньев.
• Низкий – полное проникновение грунтозацепов башмаков в грунт, что позволяет распределить вес машины по всей поверхности башмака и сразу на большое количество башмаков.

Результаты давления на грунт отражаются на ресурсе узлов ходовой системы машины. Среди типичных проблем можно выделить появление трещин, поломка, деформация башмаков, повышенный износ и поломка звеньев, пониженный ресурс шарнира втулка-палец.

Как правило, машины, имеющие гусеницы с 1-гребневыми башмаками более чувствительны к грунтам с высоким коэффициентом давления, чем с 2 и 3-гребневыми башмаками и невысокими грунтозацепами.

НАЛИПАНИЕ ГРУНТА

Налипающие материалы - это любые материалы, которые приклеиваются или оборачиваются вокруг движущихся деталей узлов ходовых систем. Это влечёт за собой следующие последствия:

Неправильное зацепление деталей взаимодействующих узлов, что в свою очередь вызывает излишнее натяжение гусениц, повышенную нагрузку на детали узлов ходовой системы, проскальзывание и остановку опорных и поддерживающих катков и, соответственно, резкий рост уровня их износа. Типичным примером может служить отсутствие сцепления между зубьями ведущего колеса и втулками гусеницы из-за материала, налипшего во впадины между зубьями или в пространство между башмаком и втулкой, цепь будет резко срываться с кончиков зубьев (прощелкивать), в результате чего втулки либо пальцы цепи могут сломаться. Чрезмерное уплотнение грунта может препятствовать вращению поддерживающих и опорных катков, в этом случае звенья гусеницы вынуждены скользить по их беговым дорожкам, что приводит к образованию легко распознаваемых следов в виде огранки.

Ускоряется износ из-за внедрения мелких абразивных частиц в материал уплотнений, а также на поверхности деталей гусениц, опорных и поддерживающих катков, натяжных колес. В результате детали узлов ходовой системы будут постоянно подвергаться взаимной шлифовке всё время, пока они будут находиться в контакте с этими абразивными частицами. Налипающие материалы разделяются на извлекаемые и не извлекаемые. К первым относятся материалы, которые, как правило, при намокании можно извлечь из пространства между деталями. Материалы, относящиеся ко второй категории, не могут быть извлечены без внесения изменений в стандартную конструкцию ходовой системы.

Как минимизировать эффект «налипания».

По определению эффект «налипания» нельзя контролировать, но его можно минимизировать, для этого рекомендуется:

1. Поддерживать правильное натяжение в гусенице - в зависимости от свойств грунта по необходимости регулировать натяжение в гусенице.
2. Как можно чаще очищать узлы ходовой системы и устранять налипшие материалы. В идеале – в конце каждой рабочей смены.
3. В условиях работы на постоянно налипающих на части ходовой системы легко извлекаемых грунтах можно установить специальные ведущие колёса или их сегменты с сужениями с боковых сторон в областях впадин между зубьями, что создаёт дополнительное давление на налипший материал и, таким образом, выталкивает его в стороны. Однако необходимо помнить, что применение ведущих колес такой конструкции на любых других грунтах ведет к ускоренному износу как зубьев ведущего колеса, так и втулок гусеницы, так как уменьшается площадь поверхности их контакта.
4. Устанавливать на цепи башмаки с отверстиями в середине, через которые налипающий в пространство между звеньями, втулками и башмаками грунт зубьями ведущего колеса будет выдавливаться наружу.
5. Устанавливать у натяжных и ведущих колес специальные очищающие щитки.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ГРУНТА

Химический состав грунта может быть как естественного происхождения, так и искусственного. Такие химические вещества как соли, сера, органические элементы и кислоты, содержащиеся в рудах металлов, удобрениях, химических отходах, мусорных свалках, а также соки, выделяемые растениями, могут способствовать развитию коррозии, также как и почвы с естественным высоким содержанием кислот и солей. Все эти вещества вызывают коррозию стальных деталей и разъедание резиновых уплотнений (некоторые нефтепродукты могут также воздействовать на резиновые и пластиковые уплотнения, вызывая их разбухание и выход их из строя). Воздействие химических веществ может привести к ускоренному износу материалов, появлению и развитию большого количества трещин, потере жидкой смазки и поломке втулок и звеньев цепи.

Также следует отметить, что закалённая сталь может быть более подвержена воздействию определённых химических элементов, чем сталь без термической обработки (развивается водородная или сульфидная хрупкость в зависимости от воздействующих элементов, появляются микротрещины по границам зерен металла, в дальнейшем развиваясь в трещины, ведущие к поломке детали при приложении нагрузок).

ТЕМПЕРАТУРА

На компоненты ходовой системы отрицательное воздействие оказывают температура как окружающей среды, так и материалов. Особенно это очевидно при работе в экстремальных условиях.

Слишком высокая температура может снизить твердость закалённой стали, её прочность и сопротивляемость износу. В этих условиях уплотнения могут размягчиться и выйти из строя. Подобные ситуации типичны для машин, работающих на металлургических заводах.

При температуре ниже 0°C промерзает почва, что меняет давление на грунт. Промёрзший грунт усиливает эффект налипания материалов, для которых это может быть несвойственно при обычных условиях. Очень низкие температуры, близкие к -40°C могут повысить хрупкость стали (потеря гибкости и сопротивляемости ударным нагрузкам). Также могут стать жёсткими резиновые кольца и пластиковые уплотнения, что приводит к потере узлами жидкой смазки.

При низких температурах жидкая смазка может перестать подаваться из пальцев во втулки, таким образом лишая шарниры гусениц смазки, то же самое может произойти и в катках и направляющих колёсах, что приводит к повышенному износу подшипников скольжения и выходу их из строя. В этом случае следует запускать машину в эксплуатацию постепенно, чтобы дать деталям возможность «разогреться» и этим минимизировать риск отказа.

РЕЛЬЕФ МЕСТНОСТИ

Рельеф местности, на которой выполняются работы, по разному воздействует на узлы ходовой системы машины, так как смена рельефа местности приводит к смене центра тяжести машины. Работы на склоне.

При правильной работе (сверху вниз по склону) вес машины двигает ее вперед, что служит причиной высокого износа передних катков. Однако благодаря конструкции ходовой системы работы на склоне уменьшают уровень износа ведущего колеса и втулок гусеницы.

Эта ситуация наиболее благоприятна.

Работы на подъеме.

При работах на подъеме вес смещается в заднюю часть, что приводит к большему износу задних катков и увеличивает износ передних сторон зубьев ведущего колеса и втулок гусеницы при прямом движении. Эта ситуация хуже чем работа на склоне, но намного лучше чем при работе поперек склона. Работы на наклонной поверхности.

Во время работы при боковом наклоне центр тяжести смещается в сторону наклона. Работы при боковом наклоне приводят к увеличенному износу боковой беговой поверхности звеньев, бортов катков и натяжного колеса, торцов втулок и краев башмаков в сторону наклона.

Работы на покатой поверхности.

При работе в таких условиях наибольшая нагрузка воздействует на компоненты, расположенные ближе к центральной оси машины.

Износ увеличивается на внутренних частях поверхностей беговых дорожек звеньев, катков и обода натяжного колеса и концов башмаков. В тяжелых условиях износ внутренней контактирующей поверхности втулки гусеницы и зубьев ведущего колеса также увеличивается.

Работы на вогнутой поверхности.

Влекут за собой увеличение нагрузки на внешние компоненты. В результате повышается износ внешних частей беговых дорожек звеньев, катков, обода натяжного колеса и концов башмаков.

В тяжелых условиях износ внешней контактирующей поверхности втулки и зубьев ведущего колеса возрастает.

УСЛОВИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ (ВИДЫ РАБОТ)

Бульдозирование и толкание

При таких условиях масса машины смещается вперед, что приводит к ускоренному износу передних катков и натяжных колес по сравнению с задними катками.

Погрузка

Во время копания или заполнения ковша, вес машины смещается на задние катки, в то время как передние катки наиболее нагружены при перевозке. Это приводит к большему износу задних и передних катков по сравнению с износу катков, расположенных в середине гусеничной тележки.

Рыхление и буксировка

Во время таких работ масса машины смещается назад, что приводит к ускоренному износу задних катков. В тяжелых условиях увеличивается износ ведущих колес и втулок гусениц.

Копание гидравлическим экскаватором

Смещение веса из одной стороны в другую влияет на износ внешних частей компонентов. В некотором роде этот эффект схож с работой на вогнутых поверхностях, хотя износ меньше из-за статичности.