Как рассчитывается давление на грунт по ширине гусеницы и длине контакта, что выдерживает каждое покрытие, и сравнение резиновых и стальных гусениц по износу, повреждению покрытия и стоимости часа, с реальными цифрами для машин 1–3 т.
Проходимость машины определяет не её масса, а давление на грунт — и именно тип гусениц задаёт это давление. Резиновые гусеницы распределяют нагрузку по более широкой и длинной опорной поверхности и не разрушают асфальт и газон; стальные принимают удары, вгрызаются в твёрдый грунт и терпят жару и абразив, которые уничтожают резину. Это не вопрос предпочтения, а арифметика: разделите массу машины на площадь контакта и сравните результат с тем, что способна нести поверхность.
Большинство покупателей заказывают ходовую последней, после двигателя и размера ковша. Это наоборот. Именно ходовая решает, куда машина вообще может проехать, а переделка её потом стоит дороже разницы между двумя моделями при покупке.
Как на самом деле посчитать давление на грунт?
Формула проста, и её стоит посчитать самому, потому что поставщики пишут «низкое давление на грунт» без цифр.
Давление на грунт = масса машины ÷ (2 гусеницы × ширина трака × длина опорной поверхности).
Пример на реальной машине. Мини-самосвал YH-1000 имеет собственную массу 880 кг, ширину гусеницы 180 мм и длину опорной поверхности 1000 мм.
Площадь контакта = 2 × 0,18 м × 1,00 м = 0,36 м². Порожний, 880 кг → 24 кПа (0,24 кгс/см²). Загруженный до паспортных 1000 кг, машина весит 1880 кг → 51 кПа (0,51 кгс/см²).
Теперь та же арифметика на машине крупнее. ME30A — 3000 кг на гусеницах 230 мм с длиной опорной поверхности 1700 мм: 2 × 0,23 × 1,70 = 0,782 м², что даёт 38 кПа. Это с пустым ковшом; добавьте грунт, и вы почти у 45 кПа.
| Поверхность | Примерно что несёт | Практическое замечание |
|---|---|---|
| Свежий асфальт, жаркая погода | Ниже 30 кПа во избежание колеи | Стальные гусеницы оставят след при любом давлении |
| Бетонная плита 100 мм | 40–60 кПа при надёжном основании | Точечная нагрузка от стального трака важнее среднего давления |
| Плотная сухая глина | 150–300 кПа | Здесь проедет почти всё |
| Мокрый ил или рисовое поле | В лучшем случае 20–50 кПа | Широкие резиновые траки, иначе увязнете на первом проходе |
| Газон, дёрн, поле для гольфа | Ниже 25 кПа, чтобы не оставить колею | Только резина; сталь не вариант |
Почему у резиновых гусениц давление ниже?
Две причины, и лишь одна очевидна. Резиновые траки при той же массе шире — 180–300 мм норма для компактных машин. И резиновая гусеница идёт цельной лентой по ровной площадке контакта, поэтому вся длина опорной поверхности действительно касается грунта. Стальные звенья стоят на отдельных траках, и эффективная несущая длина короче номинальной, особенно на выпуклом грунте.
Второй эффект как раз объясняет, почему две машины с одинаковыми номинальными размерами ведут себя совершенно по-разному на мокром грунте. Машина на резиновых гусеницах с заявленными 30 кПа на практике может меньше тревожить грунт, чем машина на стальных с заявленными 35 кПа, потому что сталь реально опирается лишь примерно на 70 % номинальной длины.
Что каждый тип делает хорошо?
Резиновые гусеницы. Едут по готовым поверхностям, не разрывая их, значительно тише, не дают искры (что важно в некоторых условиях сноса и при работах на коммуникациях) и дают гораздо более плавный ход, так что спина оператора выдерживает полную смену. Они также держат сцепление на твёрдом покрытии, чего сталь делает плохо. На машине 1,5 т, такой как GW16 — 1500 кг, ковш 0,04 м³, опорная поверхность 1520 мм — машина настолько мала, что резина является выбором по умолчанию, и завод так её и поставляет.
Стальные гусеницы. Выдерживают скалу, шлак, обломки сноса и жару. Не рвутся об арматуру и битый бетон. Терпят ежедневный прогон по острому щебню. И их можно переобувать отдельными траками, а не менять целиком, что важно на крупных машинах. На буровых установках, работающих по взорванной скале, сталь — стандарт, и именно поэтому пневматическая буровая установка HQZ-220L предлагается в версиях на резиновых и на стальных гусеницах с остальными идентичными характеристиками: диаметр бурения 130–254 мм, глубина 220 м, расход воздуха 17–31 м³/мин и крутящий момент 4000–4600 Н·м.
Какова реальная стоимость часа?
Резиновые гусеницы на компактной машине обычно ходят 1500–3000 часов на смешанном грунте и стоят 900–2500 USD за комплект в зависимости от размера. Это примерно 0,40–1,20 USD в час. На абразивном грунте — острый щебень, шлак, полы карьеров — ожидайте нижнюю границу ресурса, может быть, 800–1200 часов.
Стальные гусеницы на машине того же размера дороже на входе, но звенья и траки заменяются по отдельности. На скале стальная ходовая обычно переживает два-три комплекта резиновых. В грунте без камня сталь изнашивается быстрее, чем ожидают, потому что абразия грунта полирует пальцы и втулки, а цепь вытягивается, пока не начнёт перескакивать через звёздочку. Этот отказ не имеет отношения к тракам.
Скрытая стоимость резины — не сама лента, а то, что лента делает с остальной ходовой. Резиновые гусеницы требуют правильного натяжения. Слабое натяжение — лента сходит с натяжного колеса на повороте. Сильное — вы изнашиваете подшипники натяжного колеса, ведущую звёздочку и сальники бортовой передачи. В любом случае первым выходит из строя не лента.
Какое обслуживание реально определяет ресурс?
Три привычки, все дешёвые:
Натяжение. Проверяйте раз в неделю, на холодной машине, на ровной площадке, по величине провисания от производителя — обычно 10–20 мм на компактных резиновых гусеницах. Гусеница, которая месяц ходила ослабленной, обычно требует нового натяжного колеса раньше, чем новой ленты.
Очистка. Забившийся между звёздочкой и лентой грунт стирает ведущие грунтозацепы. На машинах, работающих в глине, это главная причина преждевременного выхода ленты из строя, и предотвратить это ничего не стоит.
Манера поворота. Разворачивайтесь на месте только там, где грунт это позволяет. На асфальте летом полный разворот в противоход прочерчивает чёрный круг на покрытии и забирает протектор. На машине 3 т на муниципальных работах оператор, который разворачивается в движении, а не вокруг оси, может добавить 30–50 % к ресурсу ленты.
Когда общепринятый совет ошибочен?
Два случая, где стандартная рекомендация сбивает людей с толку.
«Берите резину, она мягче». На абразивном грунте и площадках сноса резина не мягче для вашего кошелька. Резиновая лента на острых обломках может кончиться за несколько сотен часов. Если машина работает по битому бетону или взорванной скале, сталь дешевле за срок службы машины, хотя в первый день дороже.
«Берите сталь, она дольше служит». На газоне, на полах внутри помещений, на асфальте и в садах сталь просто нельзя применять — не потому что она изнашивается, а потому что она уничтожает поверхность, по которой идёт. Машина, которая не может выполнить работу, служит очень долго, ничего не делая.
Что указать в заказе?
Просите давление на грунт в кПа или кгс/см², посчитанное при рабочей массе с полным ковшом, и уточните, входит ли в цифру отвал. Просите ширину трака и длину опорной поверхности как отдельные размеры — поставщик, который может дать только длину ленты, угадывает. Затем спросите о наличии неоригинальных лент или стальных траков в вашем регионе, потому что машина на 20 % дешевле без поставки гусениц в пределах 3000 км не дешевле.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли поменять резиновые гусеницы на стальные на той же машине? Иногда да, если ходовая предлагается в обеих версиях с завода, как у установки HQZ. Переделка на машине, рассчитанной на один тип, требует замены опорных катков, натяжных колёс и часто ведущей звёздочки, и она редко экономически оправдана ниже 3 т.
Работают ли резиновые гусеницы в снегу? Хуже, чем стальные. Резина твердеет и теряет сцепление примерно ниже −15 °C, а на укатанном снегу стальной грунтозацеп вгрызается там, где резина скользит. Если машина работает в постоянном холодном климате, ищите ленту зимнего состава или выбирайте сталь.
Оправданы ли надставные гусеницы для колёсных машин? На колёсном мини-погрузчике в грязи да — они примерно вдвое снижают давление на грунт за долю стоимости специальной гусеничной машины. Это не постоянное решение, и они изнашивают шины, но для сезонных работ по мокрому грунту это самый дешёвый ответ.
Меняет ли тип гусениц усилие копания? Нет. Усилие копания создают цилиндры стрелы, рукояти и ковша. Тип гусениц меняет ход, проходимость и поперечную устойчивость с грузом, а не усилие отрыва.
Как понять, выдержит ли грунт машину? Сделайте деление. Возьмите массу машины с грузом, разделите на площадь контакта из размеров гусениц и сравните с цифрами в таблице выше. Если результат близок к несущей способности поверхности, сначала пройдите маршрут пешком или уложите щиты.
Следующий шаг
Назовите грунт, по которому пойдёт машина, и поверхность, которую нельзя повредить. Эти два факта определяют ходовую, а ходовая определяет, какие модели вообще подходят. Всё дальнейшее — двигатель, ковш, навесное оборудование — это выбор внутри уже заданного диапазона.
Сообщите нам поверхность, рабочую массу и будет ли машина поворачиваться на готовом покрытии, и мы вернёмся с цифрами давления на грунт по двум-трём вариантам ходовой. Загляните в разделы мини-экскаваторы и погрузчики и техника для перемещения грузов или прочтите как выбрать тоннаж мини-экскаватора, если класс машины ещё открыт.