مسمار مفاصل الإصلاح لـ جرافة ذات عجلات LG953 XG953III

عادة ما تعتمد اللوادر الحالية على تصميم توجيه الخصر. الإطارات الأمامية والخلفية متصلة بواسطة دبابيس مفصلية. تتعرض دبابيس المفصلات لقوى متعددة أثناء عملية العمل ، وحالتها تشبه إلى حد بعيد الخصر ، وهو مركز حركة الإنسان ، لذلك يُطلق عليها أيضًا اسم محور الخصر. يؤثر تصميم الأجزاء المفصلية بشكل رئيسي على استقرار الماكينة بأكملها.
يتميز إطار اللودر المزود بمقود الخصر بخصائص السُمك عند كلا الطرفين والنحيف في المنتصف. دبابيس المفصلات رفيعة وتحتاج إلى تحمل قوى في اتجاهات متعددة في نفس الوقت. الهيكل الأكثر شيوعًا هو نوع الساندويتش ، أي توجد لوحة مفصلية مزدوجة واحدة على الجانبين العلوي والسفلي للإطارين الأمامي والخلفي ، وتمر دبابيس المفصلات العلوية والسفلية عبر ألواح المفصلات على طول خط متحد المركز للتوصيل الإطارات الأمامية والخلفية. على الرغم من اختلاف طرق التثبيت وأنواع المحامل وطرق تحديد موضع عمود المسمار ولوحة المفصلة لكل طراز من طرازات المركبات ، إلا أن خصائص القوة لهذا الجزء هي نفسها.
تتمثل الوظيفة الأولى لمسمار المفصلة في نقل القوة الدافعة. تستخدم معظم اللوادر الدفع الرباعي ، ويساهم كل من المحاور الأمامية والخلفية بنصف القوة الدافعة. ستعزز هذه القوة ميل الإطارين للضغط على بعضهما البعض (إجهاد الاسم الأكاديمي) ، وحالة التثبيت لعمود الدبوس مدعومة في كلا الطرفين الجزء الأوسط من فتحة المقعد للوحة المفصلة المزدوجة هو نقطة انتقال القوة للوحة المفصلة المفردة ، ويتم تعريف حالة القوة هذه أكاديميًا على أنها إجهاد القص.

وتتمثل الوظيفة الثانية في ضمان موثوقية توصيلات الهيكل الأمامي والخلفي عند قيام الجرافة بحفر / نقل المواد. في هاتين الحالتين ، هناك رافعتان ككل: تعمل العجلة الأمامية كنقطة ارتكاز ، ويوازن وزن الجسم وطوله بعد نقطة ملامسة العجلة الأمامية مقاومة الحفر للحاوية قبل نقطة ملامسة العجلة الأمامية بالإضافة إلى وزن جهاز العمل يعتمد الآخر على دبوس المفصلة كنقطة ارتكاز ، ويضاف وزن الجسم الأمامي لموازنة وزن الجسم الخلفي. كل من هذه الرافعات لديها ميل لثني الجسم من وضع دبوس المفصلة. من منظور التفاصيل ، يتم فصل دبوس المفصلة العلوي إلى كلا الطرفين ويتم ضغط دبوس المفصلة السفلي. ومع ذلك ، فإن أوجه التشابه تميل إلى التسبب في ثني جميع لوحات المفصلات.

نظرًا لأن أقصى قوة للكسر لمعظم الطرز يمكن أن ترفع الجسم الخلفي عن الأرض ، فإن القوة عند مسمار المفصلة هي الأكبر في هذا الوقت ، والتي تساوي تقريبًا الوزن الساكن بالإضافة إلى الوزن المقدر (يأتي هذا الاستنتاج من ورقة عامة نشره عضو في معهد أبحاث Liugong). في الوقت نفسه ، توجد مقاومة احتكاك عندما يدور المحمل ، لكنها صغيرة جدًا مقارنة بالقوى الأخرى. في عملية تشغيل اللودر ، تخضع المسامير المفصلية في نفس الوقت لهذه القوى. بغض النظر عن شكل التثبيت المفصلي المحدد المعتمد لنوع السيارة نفسه ، فإن القوة التي تتحملها هي نفسها.

على الرغم من أن الصفيحة المفصلية الملحومة بالفولاذ شديدة الصلابة ، إلا أنها ستتشوه عندما تتعرض لقوة تتجاوز قوتها. من بين القوى الموجودة على اللوح المفصلي ، فإن لحظة الانحناء الناتجة عن وزن المادة أو مقاومة التجريف ستؤدي إلى ثنيها قليلاً ، وستكون ثقوب المسامير / دبابيس المفصلات العلوية والسفلية الموجودة في الجزء السفلي من اللوحة المفصلية المزدوجة مشوهة بسبب الاختلاف في القوة. يختلف المقدار أيضًا: لوحة الطرف العلوي أكبر من اللوحة السفلية ، والمفصلة العلوية أكبر من المفصلة السفلية. وتجدر الإشارة إلى أنه كلما زادت المسافة بين نقطة المفصلة السفلية والأرض ، كلما اقتربت المسافة بين نقطتي المفصلتين ، زاد التشوه. يحتاج المصمم إلى حساب سماكة الصفيحة الفولاذية أثناء التصميم لضمان أن اللوحة المفصلية يمكن أن تتعافى من تلقاء نفسها بعد التشوه. نظرًا لأن تشوه نقطة المفصلة السفلية صغير ، يتم وضع وظيفة تحديد المواقع بشكل عام عند نقطة المفصلة السفلية للمساعدة في إطالة عمر الأجزاء.

من مجموعة واسعة من الأمثلة ، استخدمت المحامل المفصلية محامل مفصلية / أعمدة دبوس عائمة في الأيام الأولى ، والآن تستخدم المركبات الثقيلة محامل أسطوانية مستدقة. من الواضح أن حياة الأول ليست أطول من حياة الأخير. السبب الأساسي هو أن المحمل المفصلي محدود بأدائه ويتحمل القوة المحورية بشكل أسوأ من محمل الأسطوانة المخروطية. كما هو مبين في الشكل 2 ، عندما تكون لوحة المفصلة المفردة تحت حمولة ثقيلة ، فإن عمود المسمار يتلقى قوة تصاعدية بسبب الانحراف التصاعدي. محمل المفصل له حافة أرق بينما يكون محمل الأسطوانة المخروطي أكثر سمكًا. الحافة تتحمل هذه القوة ، إلى جانب اختلاف المواد بين الاثنين ، والفرق في مدى الحياة واضح.